JPH06224853A - 光pll回路 - Google Patents

光pll回路

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JPH06224853A
JPH06224853A JP50A JP3260893A JPH06224853A JP H06224853 A JPH06224853 A JP H06224853A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 3260893 A JP3260893 A JP 3260893A JP H06224853 A JPH06224853 A JP H06224853A
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JP
Japan
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optical
signal
output light
output
optical power
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JP50A
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English (en)
Inventor
Akio Ichikawa
昭夫 市川
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Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2383Parallel arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 LPF1で制御用出力光3Aの光パワー変動
をもつ信号13Bを抽出し、光パワー制御部2および光
可変減衰器3を用いて制御用出力光3Aの光パワーを安
定化し、出力光19Aの光周波数が安定な光PLL回路
を提供する。 【構成】 スレーブレーザ19の出力光19Aの光周波
数がマスターレーザ11から出力されるコヒーレント光
11Aの光周波数に対して信号発生器16から出力され
る信号16Aの周波数だけオフセットを持つように制御
する光PLL回路において、出力光19Aとコヒーレン
ト光11Aの光周波数の違いによる位相差を検出する際
に出力光19Aの一部を取り出した制御用出力光20B
の光パワーを光可変減衰器3を通過させて制御用出力光
3Aとし、LPF1によって光検出器13から出力され
る制御用出力光3Aの光パワーに比例する信号13Bを
抽出し、LPF1で抽出された信号13Bに応じて制御
用出力光20Bの光パワー減衰量を変化させて制御用出
力光3Aの光パワーを一定に制御する光パワー制御部2
および光可変減衰器3を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信や計測器にお
いて光源の位相を同期させる光PLL回路についてのも
のである。
【0002】
【従来の技術】次に、従来技術による光PLL回路の構
成を図2に示す。図2の10は安定化制御部、11はマ
スターレーザ、12は光合波部、13は光検出器、14
はハイパスフィルタ(以下、HPFという。)、15は
位相比較部、16は信号発生器、17はローパスフィル
タ(以下、LPFという。)、18は光周波数制御部、
19はスレーブレーザ、20は光分岐部である。
【0003】図2で、安定化制御部10によりマスター
レーザ11から出射されるコヒーレント光11Aの光パ
ワーPM と光周波数fM を安定化し、光合波部12に入
射する。光合波部12に入射したコヒーレント光11A
は、後述する光分岐部20でスレーブレーザ19の出力
光19Aを分岐して得られる光パワーPS 、光周波数f
S の制御用出力光20Bと合波される。
【0004】光検出器13は光合波部12で合波された
合波出力光12Aをヘテロダイン受光し、振幅がコヒー
レント光11Aの光パワーPM の平方根と制御用出力光
20Bの光パワーPS の平方根の積に比例するとともに
周波数がコヒーレント光11Aと制御用出力光20Bの
差周波数成分Δf=fS −fM となる差周波数信号13
Aと、振幅が制御用出力光20Bの光パワーPS に比例
した信号13Bと、振幅がコヒーレント光11Aの光パ
ワーPM に比例した信号13Cを発生する。
【0005】制御用出力光20Bの光パワーPS は、ス
レーブレーザ19の光周波数制御にともなって変動する
ため、信号13Bの周波数は光パワーPS の時間変動に
応じた低い周波数成分を持つが、コヒーレント光11A
の光パワーPM は安定化制御部10で安定に制御されて
いるため、信号13Cは時間的に変動しないで直流成分
となる。
【0006】HPF14は、光検出器13で発生した差
周波数信号13A・13B・13Cを入力とし、差周波
数信号13Aの差周波数成分Δfを通過させ、信号13
B・13Cが持つ低い周波数成分あるいは直流成分を阻
止して位相比較部15に入力する。
【0007】位相比較部15は、差周波数信号13A
と、信号発生器16から出力される振幅がEH で周波数
がfH の信号16Aと位相比較し、差周波数信号13A
と信号発生器16から出力される信号16Aとの周波数
の違い、すなわちfH ≠Δfにより位相差が生じる場合
には、振幅が差周波数信号13Aの振幅(PM ・PS
の平方根と信号16Aの振幅EH の積に比例するととも
に、周波数が差周波数信号13Aと信号16Aの差周波
数成分ΔF=fH −Δfとなる信号15Aを出力し、差
周波数信号13Aと信号16Aの周波数が同一、すなわ
ちfH =Δfでも位相が異なる場合には、振幅が差周波
数信号13Aの振幅(PM ・PS )の平方根と信号16
Aの振幅EH の積に比例するとともに差周波数信号13
Aと信号16Aの位相差に応じた信号15Aを出力す
る。
【0008】位相比較部15の出力信号15Aは、LP
F17によって雑音成分を取り除いて光周波数制御部1
8に入力される。光周波数制御部18は、LPF17か
ら入力された信号15Aに応じて、fH =Δfかつ差周
波数信号13Aと信号16Aの位相差がゼロとなるよう
にスレーブレーザ19の光周波数を変化させる信号18
Aを発生し、スレーブレーザ19に入力される。
【0009】スレーブレーザ19は光周波数制御部18
から出力される信号18Aに応じて光周波数fS を制御
された出力光19Aを出射し、出力光19Aは光分岐部
20に導かれる。光分岐部20に導かれたスレーブレー
ザ19の出力光19Aは外部出力光20Aと制御用出力
光20Bに分岐され、制御用出力光20Bは光合波部1
2に導かれる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図2の構成では、HP
F14で取り出されて位相比較部15に入力する差周波
数信号13Aの振幅は制御用出力光20Bの光パワーP
S の平方根に比例しているため、制御用出力光20Bの
光パワーPS が時間的に変動する場合には差周波数信号
13Aの振幅が変動し、fH =Δfかつ差周波数信号1
3Aと信号16Aの位相差がゼロとなる場合でも位相比
較部15から出力される信号15Aの振幅は変動する。
位相比較部15から出力される信号15Aの振幅変動は
結果的にスレーブレーザ19から出射される出力光19
Aの光周波数を変動させる。
【0011】この発明は、LPF1、光パワー制御部2
および光可変減衰器3を用い、制御用出力光3Aの光パ
ワーに比例した信号13Bに応じて制御用出力光20B
の光パワー減衰量を変化させて光パワーの安定な制御用
出力光3Aを得ることにより、スレーブレーザ19の出
力光19Aの光周波数が安定な光PLL回路の提供を目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、レーザの光周波数および光パワーを
安定化させる安定化制御部10と、安定化制御部10に
より光周波数および光パワーが安定したコヒーレント光
11Aを連続的に出射するマスターレーザ11と、マス
ターレーザ11から出力されるコヒーレント光11Aを
第1の入力とする光合波部12と、光合波部12からの
合波出力光12Aをヘテロダイン受光する光検出器13
と、光検出器13で出力される信号からコヒーレント光
11Aと制御用出力光3Aの差周波数信号13Aを取り
出すハイパスフィルタ14と、ハイパスフィルタ14で
取り出された差周波数信号13Aを第1の入力とし、信
号発生器16の出力信号16Aを第2の入力として位相
を比較し、位相の差に比例した信号15Aを出力する位
相比較部15と、位相比較部15の出力信号15Aの雑
音成分を取り除くローパスフィルタ17と、ローパスフ
ィルタ17を通過する信号15Aに応じて光周波数制御
用の信号18Aを発生させる光周波数制御部18と、光
周波数制御部18からの信号18Aに応じて光周波数が
変化するスレーブレーザ19と、スレーブレーザ19の
出力光19Aを外部出力光20Aと制御用出力光20B
に分岐する光分岐部20とを備え、制御用出力光20B
を光合波部12の第2の入力としてループ回路を構成す
る光PLL回路において、光検出器13の出力を入力と
し、制御用出力光3Aの光パワーに比例する信号13B
およびコヒーレント光11Aの光パワーに比例する信号
13Cを抽出し、差周波数信号13Aを取り除くLPF
1と、LPF1の出力を入力とし、LPF1を通過する
信号に応じて制御用出力光20Bの光パワー減衰量を変
化させ、制御用出力光3Aの光パワーを一定に制御する
信号2Aを発生する光パワー制御部2と、光分岐部20
と光合波部12の間に配置され、光パワー制御部2の出
力信号2Aを第1の入力とし、光分岐部20の制御用出
力光20Bを第2の入力として、制御用出力光20Bの
光パワーを信号2Aにより減衰量を変化させて制御用出
力光3Aとする光可変減衰器3とを備える。
【0013】
【作用】次に、この発明による光PLL回路の構成を図
1に示す。図1の1はLPF、2は光パワー制御部、3
は光可変減衰器であり、他は図2と同じである。図1
で、LPF1は光検出器13の出力を分岐して入力し、
LPF1の出力は光パワー制御部2に入力し、光パワー
制御部2の出力は光可変減衰器3に入力する。光可変減
衰器3は光分岐部20の出力を第1の入力とし、光パワ
ー制御部2の出力を第2の入力として、光合波部12に
制御用出力光3Aを出力する。
【0014】LPF1は光検出器13からの差周波数信
号13A・13B・13Cから差周波数成分Δfをもつ
差周波数信号13Aを取り除き、制御用出力光3Aがも
つ光パワーの時間変動に応じた低い周波数成分の信号1
3Bと周波数が直流成分である信号13Cを通過させ、
通過した信号13B・13Cを光パワー制御部2に入力
する。
【0015】LPF1を通過した信号13Bおよび信号
13Cの時間的に変動する成分は、信号13Bにおいて
制御用出力光3Aの光パワーが時間的に変動する成分だ
けであり、光パワー制御部2では信号13Bの時間的に
変動する成分を打ち消すように光可変減衰器3を駆動す
る信号2Aを発生させ、光可変減衰器3に入力される。
【0016】光可変減衰器3は、光分岐部20からの制
御用出力光20Bの光パワーが大きいときは減衰量を大
きく、制御用出力光20Bの光パワーが小さいときは減
衰量を小さくするように、光パワー制御部2から出力さ
れる信号2Aで減衰量を制御することにより、制御用出
力光20Bを光可変減衰器3に通過させて得られる制御
用出力光3Aの光パワーは安定し、スレーブレーザ19
の出力光19Aの光周波数を安定させる。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、スレーブレーザの光
周波数制御に使用する制御用出力光の光パワーが安定化
できるため、スレーブレーザの出力光の光周波数が安定
した光PLL回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による光PLL回路の構成図である。
【図2】従来技術による光PLL回路の構成図である。
【符号の説明】
1 ローパスフィルタ 2 光パワー制御部 3 光可変減衰器 10 安定化制御部 11 マスターレーザ 12 光合波部 13 光検出器 14 ハイパスフィルタ 15 位相比較部 16 信号発生器 17 ローパスフィルタ 18 光周波数制御部 19 スレーブレーザ 20 光分岐部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザの光周波数および光パワーを安定
    化させる安定化制御部(10)と、安定化制御部(10)により
    光周波数および光パワーが安定したコヒーレント光(11
    A) を連続的に出射するマスターレーザ(11)と、マスタ
    ーレーザ(11)から出力されるコヒーレント光(11A) を第
    1の入力とする光合波部(12)と、光合波部(12)からの合
    波出力光(12A) をヘテロダイン受光する光検出器(13)
    と、光検出器(13)で出力される信号からコヒーレント光
    (11A) と制御用出力光(3A)の差周波数信号(13A) を取り
    出すハイパスフィルタ(14)と、ハイパスフィルタ(14)で
    取り出された差周波数信号(13A) を第1の入力とし、信
    号発生器(16)の出力信号(16A) を第2の入力として位相
    を比較し、位相の差に比例した信号(15A) を出力する位
    相比較部(15)と、位相比較部(15)の出力信号(15A) の雑
    音成分を取り除くローパスフィルタ(17)と、ローパスフ
    ィルタ(17)を通過する信号(15A) に応じて光周波数制御
    用の信号(18A) を発生させる光周波数制御部(18)と、光
    周波数制御部(18)からの信号(18A) に応じて光周波数が
    変化するスレーブレーザ(19)と、スレーブレーザ(19)の
    出力光(19A) を外部出力光(20A) と制御用出力光(20B)
    に分岐する光分岐部(20)とを備え、制御用出力光(20B)
    を光合波部(12)の第2の入力としてループ回路を構成す
    る光PLL回路において、 光検出器(13)の出力を入力とし、制御用出力光(3A)の光
    パワーに比例する信号(13B) およびコヒーレント光(11
    A) の光パワーに比例する信号(13C) を抽出し、差周波
    数信号(13A) を取り除くLPF(1) と、 LPF(1) の出力を入力とし、LPF(1) を通過する信
    号に応じて制御用出力光(20B) の光パワー減衰量を変化
    させ、制御用出力光(3A)の光パワーを一定に制御する信
    号(2A)を発生する光パワー制御部(2) と、 光分岐部(20)と光合波部(12)の間に配置され、光パワー
    制御部(2) の出力信号(2A)を第1の入力とし、光分岐部
    (20)の制御用出力光(20B) を第2の入力として、制御用
    出力光(20B) の光パワーを信号(2A)により減衰量を変化
    させて制御用出力光(3A)とする光可変減衰器(3) とを備
    えることを特徴とする光PLL回路。
JP50A 1993-01-28 1993-01-28 光pll回路 Pending JPH06224853A (ja)

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