JPH0637384A - Light frequency stabilizing light source apparatus - Google Patents

Light frequency stabilizing light source apparatus

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JPH0637384A
JPH0637384A JP20850392A JP20850392A JPH0637384A JP H0637384 A JPH0637384 A JP H0637384A JP 20850392 A JP20850392 A JP 20850392A JP 20850392 A JP20850392 A JP 20850392A JP H0637384 A JPH0637384 A JP H0637384A
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JP
Japan
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light
light source
laser light
photodetector
absorption cell
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Pending
Application number
JP20850392A
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Japanese (ja)
Inventor
Takanori Saito
崇記 斉藤
Shigeru Kinugawa
茂 衣川
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Publication date
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Publication of JPH0637384A publication Critical patent/JPH0637384A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the frequency fluctuation of a laser beam further by a method wherein a wide band is employed as the control band of the feedback system of a light frequency stabilizing light source apparatus which detects the frequency fluctuation of the output light of a laser light source by the absorption peak of a light absorbing cell and feeds the detected result to the light source to constrict the output light. CONSTITUTION:A laser light source 1 and a photodetector 3 are provided on the incident side (I) of a light absorbing cell 2 and a light reflecting means 13 is provided on the emitting side (E) of the light absorbing cell 2. A light emitted from the laser light source 1 enters the light absorbing cell 2. The light absorbed and transmitted by the cell 2 is reflected by the light reflecting means 13 and enters the light absorbing cell 2 again. The light is again absorbed and transmitted by the cell 2 and detected by the photodetector 3 and converted into an electric signal. The electric signal is inputted to a current supply 12 which controls and drives the laser light source 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光源の出力光の
周波数ゆらぎを、光吸収セルに封入した原子・分子固有
な吸収ピークにより検出し、この検出した信号を帰還回
路を介してレーザ光源にフィードバックすることにより
光の周波数ゆらぎを抑制する光周波数安定化光源装置に
関し、特にフィードバック系の制御帯域を広くして、レ
ーザ光の狭窄化を図った光周波数安定化光源装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects the frequency fluctuation of the output light of a laser light source by the absorption peak peculiar to atoms and molecules enclosed in a light absorption cell, and the detected signal is fed through a feedback circuit to the laser light source. The present invention relates to an optical frequency stabilizing light source device that suppresses the frequency fluctuation of light by feeding back to the optical frequency stabilizing light source device, and particularly to an optical frequency stabilizing light source device that narrows the laser light by widening the control band of the feedback system.

【0002】本発明は、高精度光周波数標準、又は高い
エネルギー分解能が必要な励起光源などに利用される。
例えば、マイケルソン型干渉計を応用した超精密レーザ
測長システムの基準周波数光源や、光ヘテロダイン周波
数計の標準光源、さらに次世代通信方式として研究が進
められている光ヘテロダイン通信における、発信局及び
受信局のマスター光源として利用できる。
The present invention is used for a high-accuracy optical frequency standard or a pumping light source that requires high energy resolution.
For example, the reference frequency light source of the ultra-precision laser length measurement system applying the Michelson interferometer, the standard light source of the optical heterodyne frequency meter, and the transmitting station in the optical heterodyne communication which is being researched as the next generation communication system. It can be used as a master light source for a receiving station.

【0003】[0003]

【従来の技術】レーザ光源の発振光に含まれる周波数ノ
イズ(周波数ゆらぎ)を除去し、発振光の周波数を安定
化させる方法として、従来から、原子・分子が封入さ
れ、特定周波数において吸収特性を有する光吸収セルを
光周波数基準とする方法があった。例えば、特開平2ー
234484号公報に開示されている同一出願人による
発明「周波数安定化光源」があった。図4に、この発明
の構成を示す。図4において、レーザ光源1から出射さ
れたレーザ光は、光吸収セル2に入射する。光吸収セル
2は、その中に封入される物質(例えばルビジウム(R
b)、セシウム(Cs)、アセチレン(C2H2)等)
によって決定される特定周波数で吸収ピークを有してお
り、この吸収ピークが光周波数を安定化するための光周
波数基準として用いられる。
2. Description of the Related Art As a method for stabilizing the frequency of oscillated light by removing frequency noise (frequency fluctuation) contained in the oscillated light of a laser light source, conventionally, atoms and molecules are enclosed and absorption characteristics at a specific frequency are measured. There has been a method in which the light absorption cell of the cell is used as an optical frequency reference. For example, there was an invention "frequency-stabilized light source" by the same applicant disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-234484. FIG. 4 shows the configuration of the present invention. In FIG. 4, the laser light emitted from the laser light source 1 enters the light absorption cell 2. The light absorption cell 2 has a substance (for example, rubidium (R
b), cesium (Cs), acetylene (C2H2), etc.)
Has an absorption peak at a specific frequency determined by, and this absorption peak is used as an optical frequency reference for stabilizing the optical frequency.

【0004】図5は、この吸収ピークの一例を示す図で
ある。図から明かなように、光周波数(横軸)が変化す
るにしたがい、光吸収セル2を透過するレーザ光の透過
光強度(縦軸)もそれに対応して変化する。すなわち、
光吸収セル2から出射されるレーザ光の透過光強度を光
検出器3で検出することによって光周波数を検出するこ
とができる。このような光吸収セル2に入射され、原子
・分子の吸収ピークによる吸収を受けて透過したレーザ
光は、光検出器3で受光される。光検出器3からは、透
過光強度すなわち光周波数に対応した電気信号(透過光
強度信号)が出力される。なお、レーザ光源1と光検出
器3とは、それぞれ光吸収セル2の入射側と出射側に配
置されており、レーザ光源1から出射されて光吸収セル
2に入射されたレーザ光は、光吸収セル2の中を一方向
に一度通過して光検出器3に入射する。光検出器3から
出力された透過光強度信号は、第1の帰還回路6及び第
2の帰還回路8に入力する。
FIG. 5 is a diagram showing an example of this absorption peak. As is clear from the figure, as the optical frequency (horizontal axis) changes, the transmitted light intensity (vertical axis) of the laser light that passes through the light absorption cell 2 also changes correspondingly. That is,
The optical frequency can be detected by detecting the transmitted light intensity of the laser light emitted from the light absorption cell 2 with the photodetector 3. The laser light that has entered the light absorption cell 2 and has been absorbed and transmitted by the absorption peaks of the atoms and molecules is received by the photodetector 3. The photodetector 3 outputs an electric signal (transmitted light intensity signal) corresponding to the transmitted light intensity, that is, the optical frequency. The laser light source 1 and the photodetector 3 are respectively arranged on the incident side and the emitting side of the light absorption cell 2, and the laser light emitted from the laser light source 1 and incident on the light absorption cell 2 is The light passes through the absorption cell 2 once in one direction and enters the photodetector 3. The transmitted light intensity signal output from the photodetector 3 is input to the first feedback circuit 6 and the second feedback circuit 8.

【0005】第1の帰還回路6は、基準電圧源5、比較
器4及び駆動電流源7で構成され、レーザ光に含まれる
低い周波数成分の周波数ゆらぎを抑えるために、レーザ
光源1を駆動する。基準電圧源5には、固定したい光周
波数(例えば図5におけるfr)に対応する光検出器出
力(透過光強度信号)の電圧値(図5のVr)が設定さ
れる。比較器4は、基準電圧源5の出力値(Vr)と実
際に光検出器3から出力された透過光強度信号(例えば
図5におけるV1)とを比較して、固定したい光周波数
(fr)と実際に発振している光周波数(図5のf1)
とのズレ(fr−f1)に対応した電圧(Vr−V1)
を検出し、増幅して、駆動電流源7に帰還する。駆動電
流源7はレーザ光源1の注入電流を制御する。これによ
り、第1のフィードバック系(DC〜10kHz程度の
帯域を有する)が形成されて、レーザ光源の低い周波数
成分の周波数ゆらぎが抑えられる。そして、レーザ光の
光周波数は吸収ピーク内の固定したい光周波数に安定化
される。
The first feedback circuit 6 is composed of a reference voltage source 5, a comparator 4 and a drive current source 7, and drives the laser light source 1 in order to suppress frequency fluctuations of low frequency components contained in the laser light. . In the reference voltage source 5, a voltage value (Vr in FIG. 5) of the photodetector output (transmitted light intensity signal) corresponding to an optical frequency to be fixed (for example, fr in FIG. 5) is set. The comparator 4 compares the output value (Vr) of the reference voltage source 5 with the transmitted light intensity signal (for example, V1 in FIG. 5) actually output from the photodetector 3 to fix the optical frequency (fr) to be fixed. And the optical frequency that is actually oscillating (f1 in Fig. 5)
Voltage (Vr-V1) corresponding to the deviation (fr-f1)
Is detected, amplified, and fed back to the drive current source 7. The drive current source 7 controls the injection current of the laser light source 1. As a result, the first feedback system (having a band of about DC to 10 kHz) is formed, and the frequency fluctuation of the low frequency component of the laser light source is suppressed. Then, the optical frequency of the laser light is stabilized at the optical frequency to be fixed within the absorption peak.

【0006】また、第2の帰還回路8は、広帯域アンプ
9、位相補償器10及びコンデンサ11で構成され、レ
ーザ光に含まれる高い周波数成分の周波数ゆらぎを抑え
るために、レーザ光源1を駆動する。広帯域アンプ9
は、光検出器3から出力された透過光強度信号を増幅
し、レーザ光源1やフィードバック系の位相遅れを補償
する位相補償器10に入力する。位相補償器10の出力
は、低周波帯域を遮断するためのコンデンサ11を介し
て、駆動電流源7からの注入電流に重畳されてレーザ光
源1に帰還される。これにより、第2のフィードバック
系(10kHz〜100MHz程度の帯域を有する)が
形成されて、高い周波数成分の周波数ゆらぎが除去され
る。そして、レーザ光のスペクトル線幅の狭窄化が行わ
れる。
The second feedback circuit 8 is composed of a wide band amplifier 9, a phase compensator 10 and a capacitor 11, and drives the laser light source 1 in order to suppress frequency fluctuations of high frequency components contained in the laser light. . Wideband amplifier 9
Are amplified by the transmitted light intensity signal output from the photodetector 3 and input to the phase compensator 10 that compensates for the phase delay of the laser light source 1 and the feedback system. The output of the phase compensator 10 is superimposed on the injection current from the drive current source 7 and fed back to the laser light source 1 via the capacitor 11 for cutting off the low frequency band. As a result, the second feedback system (having a band of about 10 kHz to 100 MHz) is formed, and the frequency fluctuation of the high frequency component is removed. Then, the spectral line width of the laser light is narrowed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来例に
おいては、狭窄化されたレーザ光のスペクトル線幅は5
00kHz程度であり、高い周波数成分の周波数ゆらぎ
の抑圧としては十分とは言えなかった。この高い周波数
成分の周波数ゆらぎを抑圧して、更にレーザ光のスペク
トル線幅の狭窄化を行うためには、第2のフィードバッ
ク系の周波数帯域を広く(結果的に位相遅れが小さくな
る)し、帰還ゲインを大きくすることが必要である。
In the above-mentioned conventional example, the spectral line width of the narrowed laser light is 5
The frequency is about 00 kHz, which cannot be said to be sufficient for suppressing frequency fluctuations of high frequency components. In order to suppress the frequency fluctuation of this high frequency component and further narrow the spectral line width of the laser light, the frequency band of the second feedback system is widened (resulting in a smaller phase delay), It is necessary to increase the feedback gain.

【0008】そのためには、光学系(レーザ光源1から
光吸収セル2を通って光検出器3まで)の光路長、及び
電気回路系(光検出器3から第2の帰還回路8を通って
レーザ光源1まで)の電気長を短くして、フィードバッ
ク系の周波数帯域を広くすることが最も有効的である。
しかし、従来例には次のような課題があって、それを実
現することができなかった。
To this end, the optical path length of the optical system (from the laser light source 1 through the light absorption cell 2 to the photodetector 3) and the electric circuit system (from the photodetector 3 through the second feedback circuit 8) It is most effective to shorten the electrical length (up to the laser light source 1) and widen the frequency band of the feedback system.
However, the conventional example has the following problems, which cannot be realized.

【0009】 光路長を短くするには、光吸収セル2
の長さ(5cm程度)を短くすることが考えられるが、光
吸収セル2による吸収ピークは、気体分子(原子)と光
との相互作用によって起こるため、光吸収セル2の長さ
としては5cm程度が必要であり、これ以上短くすること
ができない。
In order to shorten the optical path length, the light absorption cell 2
It is possible to shorten the length of the light absorption cell 2 (about 5 cm), but since the absorption peak by the light absorption cell 2 occurs due to the interaction between gas molecules (atoms) and light, the length of the light absorption cell 2 is 5 cm. Degree is necessary and cannot be shortened any further.

【0010】 電気長を短くするには、第2の帰還回
路8のハイブリッドIC化等による小型化、各回路間の
接続配線長を短くすること等が必要である。しかし、第
2の帰還回路8の小型化を行っても、レーザ光源1と光
検出器3とが光吸収セル2を挟んで入射側と出射側に配
置されているために、光検出器3から出力されてレーザ
光源1に帰還される電気信号の電気長としては、少なく
とも光吸収セル2の長さ分(5cm程度)の接続配線長が
必要である。したがって、この光吸収セル2の長さ分は
短くならない。本発明の目的は、上記課題を解決し、レ
ーザ光の狭窄化を図った光周波数安定化光源装置を提供
することである。
In order to shorten the electrical length, it is necessary to reduce the size of the second feedback circuit 8 by using a hybrid IC or the like, shorten the connection wiring length between the circuits, and the like. However, even if the size of the second feedback circuit 8 is reduced, the photodetector 3 is arranged because the laser light source 1 and the photodetector 3 are arranged on the incident side and the emitting side with the light absorption cell 2 interposed therebetween. As the electric length of the electric signal output from the laser light source 1 and returned to the laser light source 1, at least the connection wiring length corresponding to the length of the light absorption cell 2 (about 5 cm) is required. Therefore, the length of the light absorption cell 2 is not shortened. An object of the present invention is to solve the above problems and provide an optical frequency stabilizing light source device in which the laser light is narrowed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、試行的な実験等によって把握した事
実、すなわち、光路長を短くするより電気長を短くする
ことの方が数倍以上フィードバック系の周波数帯域を広
くすることができるという点に着眼した。換言すれば、
光路長を長くしても電気長を短くする方が、周波数帯域
を広くすることができる点である。このために、光検出
器をレーザ光源と同様に、光吸収セルの入射側に配置
し、更に、レーザ光源から光吸収セルに入射されたレー
ザ光が光吸収セル中を少なくとも一往復して光検出器に
到達するような光路を形成する光反射手段を備えた。
In order to solve the above problems, according to the present invention, the facts grasped by trial experiments and the like, that is, shortening the optical length is several times shorter than shortening the optical path length. The above has focused on the fact that the frequency band of the feedback system can be widened. In other words,
It is possible to widen the frequency band by shortening the electrical length even if the optical path length is lengthened. For this reason, a photodetector is arranged on the incident side of the light absorption cell, similarly to the laser light source, and further, the laser light incident on the light absorption cell from the laser light source reciprocates at least once in the light absorption cell. The light reflecting means is provided so as to form an optical path reaching the detector.

【0012】[0012]

【作用】レーザ光源と光検出器が共に、光吸収セルの入
射側に配置されているために、光検出器から出力されて
レーザ光源に帰還される電気信号の電気長が、少なくと
も光吸収セルの長さ分は短くなり、周波数帯域が広くな
る。また、レーザ光源から光吸収セルに入射されたレー
ザ光が、光反射手段によって光吸収セル中を少なくとも
一往復するために、レーザ光の吸収量を大きくすること
ができ、その結果、帰還ゲインが大きくなる。
Since both the laser light source and the photodetector are arranged on the incident side of the light absorption cell, the electrical length of the electric signal output from the photodetector and returned to the laser light source is at least the light absorption cell. Is shortened and the frequency band is widened. Further, since the laser light incident on the light absorption cell from the laser light source makes at least one round trip in the light absorption cell by the light reflecting means, the absorption amount of the laser light can be increased, and as a result, the feedback gain is reduced. growing.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。なお、従来例と同一の構成部分には同一の記号を付
けてある。光吸収セル2の入射側に設けられたレーザ光
源1から出射されたレーザ光は、光吸収セル2に入射
し、その中で原子・分子の吸収ピークによる吸収を受け
る。そして、光吸収セル2を透過したレーザ光は、光吸
収セル2の出射側に設けられた反射手段13により反射
され、再び光吸収セル2に入射する。この実施例では反
射手段13としてコーナミラーを用いている。
1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The same components as those of the conventional example are designated by the same symbols. The laser light emitted from the laser light source 1 provided on the incident side of the light absorption cell 2 enters the light absorption cell 2 and is absorbed therein by the absorption peaks of atoms and molecules. Then, the laser light transmitted through the light absorbing cell 2 is reflected by the reflecting means 13 provided on the emission side of the light absorbing cell 2 and enters the light absorbing cell 2 again. In this embodiment, a corner mirror is used as the reflecting means 13.

【0014】光吸収セル2に入射され、再び、原子・分
子の吸収ピークによる吸収を受けて透過したレーザ光
は、光吸収セル2の入射側に設けられた光検出器3で受
光される。光検出器3からは、透過光強度すなわち光周
波数に対応した電気信号(透過光強度信号)が出力され
る。光検出器3から出力された透過光強度信号は、レー
ザ光源1を駆動するための電流源12に入力される。電
流源12は、従来例と同一な構成・機能を有する、第1
の帰還回路6及び第2の帰還回路8で構成されている。
The laser light which is incident on the light absorption cell 2 and is again absorbed by the absorption peaks of the atoms and molecules and transmitted therethrough is received by the photodetector 3 provided on the incident side of the light absorption cell 2. The photodetector 3 outputs an electric signal (transmitted light intensity signal) corresponding to the transmitted light intensity, that is, the optical frequency. The transmitted light intensity signal output from the photodetector 3 is input to the current source 12 for driving the laser light source 1. The current source 12 has the same configuration and function as those of the conventional example.
The feedback circuit 6 and the second feedback circuit 8 of FIG.

【0015】第1の帰還回路6は、従来例に示したよう
な第1のフィードバック系を形成し、レーザ光源の低い
周波数成分の周波数ゆらぎを抑える。そして、レーザ光
の光周波数を吸収ピーク内の固定したい光周波数に安定
化する。なお、第1のフィードバック系の周波数帯域
は、従来例と同様、DC〜10kHz程度である。第2
の帰還回路8は、従来例に示したような第2のフィード
バック系を形成し、レーザ光源の高い周波数成分の周波
数ゆらぎを除去する。そして、レーザ光のスペクトル線
幅の狭窄化を行う。
The first feedback circuit 6 forms the first feedback system as shown in the conventional example, and suppresses the frequency fluctuation of the low frequency component of the laser light source. Then, the optical frequency of the laser light is stabilized at the optical frequency to be fixed within the absorption peak. The frequency band of the first feedback system is DC to 10 kHz, as in the conventional example. Second
The feedback circuit 8 of (1) forms a second feedback system as shown in the conventional example, and removes the frequency fluctuation of the high frequency component of the laser light source. Then, the spectral line width of the laser light is narrowed.

【0016】このように構成された光周波数安定化光源
装置においては、光検出器3をレーザ光源1と同様に、
光吸収セル2の入射側に配置したために、電流源12か
らレーザ光源1への接続配線長が、少なくとも光吸収セ
ル2の長さ分は短くなる。例えば、従来例と同一な光吸
収セル2を用いると5cm程度短くなる。この結果、光検
出器3から出力されてレーザ光源1に帰還される電気信
号の電気長が短くなるために、特に、高周波帯域を有す
る第2のフィードバック系の周波数帯域が広くなり、従
来は10kHz〜100MHz程度であった周波数帯域
が10kHz〜300MHz程度まで広くなった。ま
た、光吸収セル2を2回透過(一往復)するために、レ
ーザ光の吸収量を2倍にすることができ、その結果、帰
還ゲインも大きくできる。
In the optical frequency stabilizing light source device configured as described above, the photodetector 3 is similar to the laser light source 1 in that
Since the light absorption cell 2 is arranged on the incident side, the connection wiring length from the current source 12 to the laser light source 1 is shortened by at least the length of the light absorption cell 2. For example, if the same light absorbing cell 2 as the conventional example is used, the length is shortened by about 5 cm. As a result, the electrical length of the electrical signal output from the photodetector 3 and fed back to the laser light source 1 is shortened, so that the frequency band of the second feedback system, which has a high frequency band in particular, is widened, and conventionally, 10 kHz. The frequency band, which was about -100 MHz, has been expanded to about 10 kHz-300 MHz. Further, since the light absorbing cell 2 is transmitted twice (one round trip), the absorption amount of the laser light can be doubled, and as a result, the feedback gain can be increased.

【0017】このように、第2のフィードバック系の周
波数帯域を広くし、かつ、帰還ゲインを大きくすること
ができるために、従来例以上に、レーザ光の高い周波数
成分の周波数ゆらぎを抑圧することができ、その結果、
レーザ光のスペクトル線幅の狭窄化を行うことができ
る。図2に示すように、レーザ光が従来例と同一な光吸
収セル2(5cm程度)を4回透過(二往復)するような
構成にした場合には、狭窄化されたレーザ光のスペクト
ル線幅は150kHz程度と、従来例(500kHz程
度)の約3分の1になった。
As described above, since the frequency band of the second feedback system can be widened and the feedback gain can be increased, the frequency fluctuation of the high frequency component of the laser light can be suppressed more than the conventional example. And as a result,
The spectral line width of laser light can be narrowed. As shown in FIG. 2, when the laser light is transmitted through the same light absorption cell 2 (about 5 cm) as the conventional example four times (two round trips), the narrowed spectrum line of the laser light The width is about 150 kHz, which is about one third of the conventional example (about 500 kHz).

【0018】なお、上記実施例では、光吸収セル2を透
過したレーザ光を一つの光検出器3で受光し、この光検
出器3から出力された透過光強度信号を二つに分けて第
1の帰還回路6及び第2の帰還回路8に入力するように
したが、これに限定されるものではなく、例えば、光吸
収セル2からのレーザ光をビームスプリッター等で二つ
に分けた後に、それぞれを二つの光検出器で受光し、そ
して、二つの光検出器から出力されるそれぞれの透過光
強度信号を第1の帰還回路6及び第2の帰還回路8に入
力するようにしてもよい。この場合、二つの光検出器を
用いているために、第1及び第2のフィードバック系に
おいて、それぞれの目的に合った特性を有する光検出器
を用いることができる。すなわち、第1のフィードバッ
ク系には周波数帯域を狭くして雑音の少ない光検出器を
用い、また、第2のフィードバック系には周波数帯域の
広い光検出器を用いる。
In the above embodiment, the laser light transmitted through the light absorption cell 2 is received by one photodetector 3, and the transmitted light intensity signal output from this photodetector 3 is divided into two. Although it is input to the first feedback circuit 6 and the second feedback circuit 8, the present invention is not limited to this. For example, after dividing the laser light from the light absorption cell 2 into two by a beam splitter or the like. , Each of them is received by two photodetectors, and the transmitted light intensity signals output from the two photodetectors are input to the first feedback circuit 6 and the second feedback circuit 8. Good. In this case, since the two photodetectors are used, photodetectors having characteristics suitable for the respective purposes can be used in the first and second feedback systems. That is, a photodetector with a narrow frequency band and little noise is used for the first feedback system, and a photodetector with a wide frequency band is used for the second feedback system.

【0019】また、上記実施例では、反射手段13とし
てコーナミラーを用いたが、これに限定されるものでは
なく、図3に示すように、板上ミラーを用いてもよい。
更に、図1〜図3の実施例では、光吸収セル2と反射手
段13とは、それぞれ独立した構成としたが、両者が一
体的に構成されたものであってもよい。
Further, although the corner mirror is used as the reflecting means 13 in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and a plate mirror may be used as shown in FIG.
Further, in the embodiment of FIGS. 1 to 3, the light absorption cell 2 and the reflection means 13 are configured independently of each other, but they may be configured integrally.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように、本発明による光周波数安
定化光源装置は、レーザ光源と光検出器とを光吸収セル
の入射側に配置し、更に、レーザ光源から光吸収セルに
入射されたレーザ光が光吸収セル中を少なくとも一往復
して光検出器に到達するような光路を形成する光反射手
段を備えることにより、次のような効果を有する。光検
出器から出力され、電流源を介してレーザ光源に帰還さ
れる電気信号の電気長を短くすることができ、かつ、一
つの光吸収セルの中を複数回レーザ光を透過させること
ができるために、光検出器から出力されてレーザ光源に
帰還されるフィードバック系の周波数帯域を広くするこ
とができるとともに、帰還ゲインも大きくすることがで
きた。その結果、レーザ光源から出力されるレーザ光の
スペクトル線幅を従来の約3分の1に狭窄化できた。
As described above, in the optical frequency stabilizing light source device according to the present invention, the laser light source and the photodetector are arranged on the incident side of the light absorption cell, and further the laser light source is incident on the light absorption cell. By providing the light reflecting means for forming the optical path in which the laser light makes at least one round trip in the light absorption cell and reaches the photodetector, the following effects are obtained. The electrical length of the electrical signal output from the photodetector and returned to the laser light source via the current source can be shortened, and the laser light can be transmitted multiple times through one light absorption cell. Therefore, the frequency band of the feedback system output from the photodetector and fed back to the laser light source can be widened, and the feedback gain can also be increased. As a result, the spectral line width of the laser light output from the laser light source can be narrowed to about one third of the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】光ビームが光吸収セル2を二往復する場合を示
す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a case where a light beam makes two round trips in a light absorption cell 2.

【図3】本発明の別の実施例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】従来例を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional example.

【図5】光吸収セル2の吸収ピークの一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of an absorption peak of the light absorption cell 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源。 2 光吸収セル。 3 光検出器。 4 比較器。 5 基準電圧源。 6 第1の帰還回路。 7 駆動電流源。 8 第2の帰還回路。 9 広帯域アンプ。 10 位相補償器。 11 コンデンサ。 12 電流源。 13 反射手段。 1 Laser light source. 2 Light absorption cell. 3 Photodetector. 4 comparator. 5 Reference voltage source. 6 First feedback circuit. 7 Drive current source. 8 Second feedback circuit. 9 Wide band amplifier. 10 Phase compensator. 11 capacitors. 12 Current source. 13 Reflection means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザ光源(1)と、特定周波数において
吸収特性を持ち、前記レーザ光源から出射されたレーザ
光を受ける光吸収セル(2)と、該光吸収セルを透過し
たレーザ光を受けて電気信号に変換し出力する光検出器
(3)と、該光検出器から出力された前記電気信号によ
って制御され前記レーザ光源を駆動する電流源(12)
とを有する光周波数安定化光源装置において、 前記レーザ光源と前記光検出器とは前記光吸収セルの入
射側に配置されており、 更に、前記レーザ光源から前記光吸収セルに入射された
光が前記光吸収セル中を少なくとも一往復して前記光検
出器に到達するような光路を形成する光反射手段(1
3)を備えたことを特徴とする光周波数安定化光源装
置。
1. A laser light source (1), a light absorption cell (2) having absorption characteristics at a specific frequency and receiving a laser beam emitted from the laser light source, and a laser beam transmitted through the light absorption cell. (3) for converting into an electric signal and outputting the electric signal, and a current source (12) for controlling the laser light source controlled by the electric signal output from the photodetector (3)
In the optical frequency stabilized light source device having, the laser light source and the photodetector are arranged on the incident side of the light absorption cell, further, the light incident on the light absorption cell from the laser light source is A light reflection means (1) that forms an optical path that travels at least once in the light absorption cell to reach the photodetector.
An optical frequency stabilizing light source device characterized by comprising 3).
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