JPH0648366Y2 - レーザ周波数計 - Google Patents
レーザ周波数計Info
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- JPH0648366Y2 JPH0648366Y2 JP12744288U JP12744288U JPH0648366Y2 JP H0648366 Y2 JPH0648366 Y2 JP H0648366Y2 JP 12744288 U JP12744288 U JP 12744288U JP 12744288 U JP12744288 U JP 12744288U JP H0648366 Y2 JPH0648366 Y2 JP H0648366Y2
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- laser
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Description
【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、ファブリ・ペロー・エタロンを用いたレーザ
周波数計の改良に関するものである。
周波数計の改良に関するものである。
《従来の技術》 従来レーザ光の光周波数を測定する場合は、一般にレー
ザの波長を測定して、演算により周波数を求めている。
ザの波長を測定して、演算により周波数を求めている。
第７図はレーザの波長を測定する波長計の第１の従来例
で、回折格子を利用したものを示す原理構成図である。
被測定光を回折格子に入射すると、回折格子21を回転中
心22の回りに回転することによって光の入射角θが変化
する。光検出器23に入射する光の波長は入射角θに依存
するので、θを測ることで被測定光の波長値λxを測定
することができる。
で、回折格子を利用したものを示す原理構成図である。
被測定光を回折格子に入射すると、回折格子21を回転中
心22の回りに回転することによって光の入射角θが変化
する。光検出器23に入射する光の波長は入射角θに依存
するので、θを測ることで被測定光の波長値λxを測定
することができる。
第８図は波長計の第２の従来例で、マイケルソン干渉計
を利用するものを示す原理構成図である。ハーフミラー
31で未知の波長λxの被測定光ビームと既知の波長λref
の参照光ビーム（例えばHe−Neレーザ633nm等）を合波
したマイケルソン干渉計に入射する。合波された光はハ
ーフミラー32で２方向に分離され、一方は可動ミラー33
で反射され他方は固定ミラー34で反射されて光検出器35
に入射する。（被測定光と参照光の分離手段は図では省
略）。可動ミラー33が△ｌ動くと光検出器35に干渉縞が
明暗の変化となって現れる。このとき被測定光の干渉縞
変化数をMx、参照光の干渉縞変化数をMrefとすると、次
式が成立つ。
を利用するものを示す原理構成図である。ハーフミラー
31で未知の波長λxの被測定光ビームと既知の波長λref
の参照光ビーム（例えばHe−Neレーザ633nm等）を合波
したマイケルソン干渉計に入射する。合波された光はハ
ーフミラー32で２方向に分離され、一方は可動ミラー33
で反射され他方は固定ミラー34で反射されて光検出器35
に入射する。（被測定光と参照光の分離手段は図では省
略）。可動ミラー33が△ｌ動くと光検出器35に干渉縞が
明暗の変化となって現れる。このとき被測定光の干渉縞
変化数をMx、参照光の干渉縞変化数をMrefとすると、次
式が成立つ。
△ｌ≒Mx・λx/2≒Mref・λref/2 …（１） したがって、 λx＝（Mref/Mx）・λref …（２） より被測定光の波長λxを測定することができる。
《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、上記の各従来方式は共に機械的な可動部
分があるため、高速応答性が悪い。また第７図の方式の
場合は機械精度が測定精度に影響するので、高精度化が
困難で経時変化にも弱い。また第８図の方式も可動距離
が大きいので高精度化が困難である。精度を上げるには
第７図の場合には回折格子と光検出器の距離を大きく
し、第８図の場合は可動距離△ｌを大きくしなければな
らないが、いずれも光学系が大きくなるという問題を生
じる。また大型のファブリ・ペロー干渉計を用いて圧力
掃引により波長を精密に測定する方式もあるが、大型で
真空ポンプが必要等測定時間が長くなり、実用的でな
い。
分があるため、高速応答性が悪い。また第７図の方式の
場合は機械精度が測定精度に影響するので、高精度化が
困難で経時変化にも弱い。また第８図の方式も可動距離
が大きいので高精度化が困難である。精度を上げるには
第７図の場合には回折格子と光検出器の距離を大きく
し、第８図の場合は可動距離△ｌを大きくしなければな
らないが、いずれも光学系が大きくなるという問題を生
じる。また大型のファブリ・ペロー干渉計を用いて圧力
掃引により波長を精密に測定する方式もあるが、大型で
真空ポンプが必要等測定時間が長くなり、実用的でな
い。
本考案はこのような課題を解決するためになされたもの
で、簡単な構成で高精度かつ高速応答でレーザ周波数を
測定できるレーザ周波数計を実現することを目的とす
る。
で、簡単な構成で高精度かつ高速応答でレーザ周波数を
測定できるレーザ周波数計を実現することを目的とす
る。
《課題を解決するための手段》 本考案は、発振周波数が既知の参照レーザと、 被測定レーザ光と前記参照レーザの出力光とを合波する
第１の光学手段と、 この第１の光学手段の出力光を入射するファブリ・ペロ
ー・エタロンと、 このファブリ・ペロー・エタロンを透過する光を前記被
測定レーザ光と参照レーザ光の２つに分離する第２の光
学手段と、 この第２の光学手段から出力される前記被測定レーザ光
を検出する第１の光検出器と、 前記第２の光学手段から出力される前記参照レーザ光を
検出する第２の光検出器と、 前記第１の光検出器の出力信号を記憶する第１のメモリ
回路と、 前記第２の光検出器の出力信号を記憶する第２のメモリ
回路と、 前記ファブリ・ペロー・エタロンのミラー間隔を発振器
出力信号に基づいて微小変化させる掃引手段と、 この発振器出力信号を出力する発振器と、 第１のメモリ回路および第２のメモリ回路からの入力デ
ータと発振器から出力された発振器出力信号を入力し、
これら第１のメモリ回路出力および第２のメモリ回路出
力を曲線近似し、この曲線近似に基づいて、前記第１お
よび第２の光検出器からの出力がピークとなる発振器出
力信号の第１および第２のピーク値を演算し、これらの
ピーク値に基づいて被測定レーザ光の周波数を演算する
周波数演算回路とを、 備えたことを特徴とするレーザ周波数計である。
第１の光学手段と、 この第１の光学手段の出力光を入射するファブリ・ペロ
ー・エタロンと、 このファブリ・ペロー・エタロンを透過する光を前記被
測定レーザ光と参照レーザ光の２つに分離する第２の光
学手段と、 この第２の光学手段から出力される前記被測定レーザ光
を検出する第１の光検出器と、 前記第２の光学手段から出力される前記参照レーザ光を
検出する第２の光検出器と、 前記第１の光検出器の出力信号を記憶する第１のメモリ
回路と、 前記第２の光検出器の出力信号を記憶する第２のメモリ
回路と、 前記ファブリ・ペロー・エタロンのミラー間隔を発振器
出力信号に基づいて微小変化させる掃引手段と、 この発振器出力信号を出力する発振器と、 第１のメモリ回路および第２のメモリ回路からの入力デ
ータと発振器から出力された発振器出力信号を入力し、
これら第１のメモリ回路出力および第２のメモリ回路出
力を曲線近似し、この曲線近似に基づいて、前記第１お
よび第２の光検出器からの出力がピークとなる発振器出
力信号の第１および第２のピーク値を演算し、これらの
ピーク値に基づいて被測定レーザ光の周波数を演算する
周波数演算回路とを、 備えたことを特徴とするレーザ周波数計である。
《作用》 被測定レーザ光および参照レーザ光は第１の光学手段で
合波されてファブリ・ペロー・エタロンに入射し、その
フィネスの高い干渉ピークを有する透過光が第２の光学
手段で分離されてそれぞれ第１および第２の光検出器で
検出され、それぞれ第１および第２のメモリ回路に記憶
され、周波数演算回路において発振器およびメモリ回路
出力に基づきファブリ・ペロー・エタロンの透過特性を
曲線近似しこの近似曲線から透過ピーク時の掃引手段入
力信号値を演算することにより被測定レーザ光の周波数
が演算される。
合波されてファブリ・ペロー・エタロンに入射し、その
フィネスの高い干渉ピークを有する透過光が第２の光学
手段で分離されてそれぞれ第１および第２の光検出器で
検出され、それぞれ第１および第２のメモリ回路に記憶
され、周波数演算回路において発振器およびメモリ回路
出力に基づきファブリ・ペロー・エタロンの透過特性を
曲線近似しこの近似曲線から透過ピーク時の掃引手段入
力信号値を演算することにより被測定レーザ光の周波数
が演算される。
《実施例》 以下本考案を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本考案に係るレーザ周波数計の一実施例を示す
構成ブロック図である。１は参照レーザで、発振周波数
が安定な既知の周波数で、例えばRb吸収線に出力周波数
を制御した半導体レーザ（λ＝780.244nm）を使用す
る。２は第１の光学手段を構成し被測定レーザ光をその
一方の面に入射し他方の面に参照レーザ１の出力光を入
射して両方の光を合波する偏光ビームスプリッタ、3,4
は偏光ビームスプリッタ２の出力光を入射するピンホー
ル、５はピンホール3,4の通過光を入射するファブリ・
ペロー・エタロンである。ファブリ・ペロー・エタロン
５は互いの焦点が他方の鏡面上に来るように配置された
２枚の半透性の凹面鏡51,52およびそのミラー間隔を微
小に掃引する掃引手段を構成するPZT等の圧電アクチュ
エータ53からなり、真空チヤンバ56内に構成されてい
る。６は第２の光学手段を構成しファブリ・ペロー・エ
タロン５を透過した光を入射して２つに分離する偏光ビ
ームスプリッタ、７は偏光ビームスプリッタ６の一方の
面から出力される被測定レーザ光を入射する第１の光検
出器、８は偏光ビームスプリッタ６の他方の面から出力
される参照レーザ光を入射する第２の光検出器、９は第
１の光検出器７の出力信号を記憶する第１のメモリ回
路、10は第２の光検出器８の出力信号を記憶する第２の
メモリ回路、11は圧電アクチュエータ53を駆動する例え
ば0.5Hzの三角波発振器、12はメモリ回路9,10の電気信
号出力および発振器11の出力（すなわち掃引手段駆動信
号）を入力して被測定光の周波数値を演算する周波数演
算回路である。
構成ブロック図である。１は参照レーザで、発振周波数
が安定な既知の周波数で、例えばRb吸収線に出力周波数
を制御した半導体レーザ（λ＝780.244nm）を使用す
る。２は第１の光学手段を構成し被測定レーザ光をその
一方の面に入射し他方の面に参照レーザ１の出力光を入
射して両方の光を合波する偏光ビームスプリッタ、3,4
は偏光ビームスプリッタ２の出力光を入射するピンホー
ル、５はピンホール3,4の通過光を入射するファブリ・
ペロー・エタロンである。ファブリ・ペロー・エタロン
５は互いの焦点が他方の鏡面上に来るように配置された
２枚の半透性の凹面鏡51,52およびそのミラー間隔を微
小に掃引する掃引手段を構成するPZT等の圧電アクチュ
エータ53からなり、真空チヤンバ56内に構成されてい
る。６は第２の光学手段を構成しファブリ・ペロー・エ
タロン５を透過した光を入射して２つに分離する偏光ビ
ームスプリッタ、７は偏光ビームスプリッタ６の一方の
面から出力される被測定レーザ光を入射する第１の光検
出器、８は偏光ビームスプリッタ６の他方の面から出力
される参照レーザ光を入射する第２の光検出器、９は第
１の光検出器７の出力信号を記憶する第１のメモリ回
路、10は第２の光検出器８の出力信号を記憶する第２の
メモリ回路、11は圧電アクチュエータ53を駆動する例え
ば0.5Hzの三角波発振器、12はメモリ回路9,10の電気信
号出力および発振器11の出力（すなわち掃引手段駆動信
号）を入力して被測定光の周波数値を演算する周波数演
算回路である。
上記のような構成のレーザ周波数計の動作を次に説明す
る。被測定レーザ光と参照レーザ光はあらかじめ偏光面
が互いに直角となるように配置されている。また被測定
レーザ光および参照レーザ光は、合波できるようにそれ
ぞれピンホール3,4の両方を通過するように光軸が調整
されている。その結果、被測定レーザ光は偏光ビームス
プリッタ２を透過し、参照レーザ光は偏光ビームスプリ
ッタ２で反射されて合波され、ピンホール3,4を通過し
同一光路を通ってファブリ・ペロー・エタロン５に入射
する。ファブリ・ペロー・エタロン５に入射した光は凹
面鏡51と52の間を３往復して入射光と干渉して凹面鏡52
を通過する。すなわち凹面鏡51と52の焦点55,54は互い
の鏡面上にあるので、入射光は凹面鏡52で反射して焦点
54に至ってそこで反射し、凹面鏡52で反射して入射光と
平行光となりさらに凹面鏡51で反射して焦点55に至って
反射し、凹面鏡51で反射して入射光と同一経路に戻り、
干渉する。ファブリ・ペロー・エタロン５を透過した光
は偏光ビームスプリッタ６に入射し、被測定レーザ光成
分が透過して第１の光検出器７で検出され、参照レーザ
光成分が反射して第２の光検出器８で検出される。ファ
ブリ・ペロー・エタロン５のミラー間隔は発振器11によ
り三角波で掃引されており、一例として参照レーザ光の
周波数を0.78μm,被測定レーザ光の周波数を1.55μm,三
角波の周波数を0.5Hzとすると、光検出器7,8の出力信号
は第２図のタイムチャートのようになる。この干渉波形
がそれぞれメモリ回路9,10に記憶される。
る。被測定レーザ光と参照レーザ光はあらかじめ偏光面
が互いに直角となるように配置されている。また被測定
レーザ光および参照レーザ光は、合波できるようにそれ
ぞれピンホール3,4の両方を通過するように光軸が調整
されている。その結果、被測定レーザ光は偏光ビームス
プリッタ２を透過し、参照レーザ光は偏光ビームスプリ
ッタ２で反射されて合波され、ピンホール3,4を通過し
同一光路を通ってファブリ・ペロー・エタロン５に入射
する。ファブリ・ペロー・エタロン５に入射した光は凹
面鏡51と52の間を３往復して入射光と干渉して凹面鏡52
を通過する。すなわち凹面鏡51と52の焦点55,54は互い
の鏡面上にあるので、入射光は凹面鏡52で反射して焦点
54に至ってそこで反射し、凹面鏡52で反射して入射光と
平行光となりさらに凹面鏡51で反射して焦点55に至って
反射し、凹面鏡51で反射して入射光と同一経路に戻り、
干渉する。ファブリ・ペロー・エタロン５を透過した光
は偏光ビームスプリッタ６に入射し、被測定レーザ光成
分が透過して第１の光検出器７で検出され、参照レーザ
光成分が反射して第２の光検出器８で検出される。ファ
ブリ・ペロー・エタロン５のミラー間隔は発振器11によ
り三角波で掃引されており、一例として参照レーザ光の
周波数を0.78μm,被測定レーザ光の周波数を1.55μm,三
角波の周波数を0.5Hzとすると、光検出器7,8の出力信号
は第２図のタイムチャートのようになる。この干渉波形
がそれぞれメモリ回路9,10に記憶される。
次に第３図に示す干渉波形から周波数演算回路12におい
て被測定レーザ光波長λxを演算する方法を説明する。
第３図はミラー掃引長と光検出器7,8の出力信号の関係
を示す。ファブリ・ペロー・エタロン５は前述のような
構成であるため、干渉ピークの間隔はλx/6,λref/6と
なり、被測定光の干渉ピーク数Mxに対応する掃引距離を
△ｌ、掃引距離△ｌに対応する参照光の干渉ピーク数を
Ｍref、参照光のミラー掃引距離の端数をα，βとする
と、次式が成立つ。
て被測定レーザ光波長λxを演算する方法を説明する。
第３図はミラー掃引長と光検出器7,8の出力信号の関係
を示す。ファブリ・ペロー・エタロン５は前述のような
構成であるため、干渉ピークの間隔はλx/6,λref/6と
なり、被測定光の干渉ピーク数Mxに対応する掃引距離を
△ｌ、掃引距離△ｌに対応する参照光の干渉ピーク数を
Ｍref、参照光のミラー掃引距離の端数をα，βとする
と、次式が成立つ。
△ｌ＝（λx/6）・（Mx−１）＝（λref/6）・（Mref−
１）＋α＋β …（３） したがって、 λx＝λref・（Mref−１）／（Mx−１）＋６（α＋β）
／（Ｍx−１）（nm） …（４） となり、被測定光周波数はfxは次式で求められる。
１）＋α＋β …（３） したがって、 λx＝λref・（Mref−１）／（Mx−１）＋６（α＋β）
／（Ｍx−１）（nm） …（４） となり、被測定光周波数はfxは次式で求められる。
fx＝c/λx …（５） 次にα，βの求め方を示す。光検出器７の出力が干渉ピ
ークa,bとなったときの圧電アクチュエータ53に加わる
発振器11から出力される三角波の電圧（以下「印加電
圧」と呼ぶ）をそれぞれVa、Vbとし、光検出器８の出力
が干渉ピークc,dとなったときの圧電アクチュエータ53
の印加電圧をそれぞれVc、Vdとする。
ークa,bとなったときの圧電アクチュエータ53に加わる
発振器11から出力される三角波の電圧（以下「印加電
圧」と呼ぶ）をそれぞれVa、Vbとし、光検出器８の出力
が干渉ピークc,dとなったときの圧電アクチュエータ53
の印加電圧をそれぞれVc、Vdとする。
ファブリ・ペロー・エタロン５内の凹面鏡51および52間
の距離であるミラー間隔は、電圧アクチュエータ53によ
り掃引され、この電圧アクチュエータ53は印加電圧Ｖに
基づいて駆動動作を行うので、ミラー掃引長△xは △x＝Ｇ（Ｖ） …（６） と、印加電圧Ｖの一次式として表すことができる。
の距離であるミラー間隔は、電圧アクチュエータ53によ
り掃引され、この電圧アクチュエータ53は印加電圧Ｖに
基づいて駆動動作を行うので、ミラー掃引長△xは △x＝Ｇ（Ｖ） …（６） と、印加電圧Ｖの一次式として表すことができる。
従って、第３図にも記載の如く、印加電圧Vdから印加電
圧Vb間のミラー掃引長△xに該当するα、および、印加
電圧Vaから印加電圧Vc間のミラー掃引長△xに該当する
βはそれぞれ次式で演算できる。
圧Vb間のミラー掃引長△xに該当するα、および、印加
電圧Vaから印加電圧Vc間のミラー掃引長△xに該当する
βはそれぞれ次式で演算できる。
α＝Ｇ（Vb）−Ｇ（Vd） …（７） β＝Ｇ（Vc）−Ｇ（Va） …（８） 次に干渉ピークに対応する印加電圧の正確な求め方を示
す。ファブリ・ペロー・エタロンの電界透過率ｔは、 ｔ＝（１−r2）／｛１−r6・exp（ｉφ）｝ …（９） ただしφ＝12πl/λ,r:電界反射率,l:ミラー間隔，λ：
ファブリ・ペロー・エタロン入射光の波長である。
（９）式よりファブリ・ペロー・エタロンのパワー透過
率Ｔをｌの関数で表すと、 Ｔ＝ｔ・t* ＝（１−r2）2／｛（１−r6cosφ）2＋ir12sin
2φ）｝ ＝（１−r2）2／（１−２r6cosφ＋r12 …（10） ただしt*はｔの複素共役である。
す。ファブリ・ペロー・エタロンの電界透過率ｔは、 ｔ＝（１−r2）／｛１−r6・exp（ｉφ）｝ …（９） ただしφ＝12πl/λ,r:電界反射率,l:ミラー間隔，λ：
ファブリ・ペロー・エタロン入射光の波長である。
（９）式よりファブリ・ペロー・エタロンのパワー透過
率Ｔをｌの関数で表すと、 Ｔ＝ｔ・t* ＝（１−r2）2／｛（１−r6cosφ）2＋ir12sin
2φ）｝ ＝（１−r2）2／（１−２r6cosφ＋r12 …（10） ただしt*はｔの複素共役である。
またミラー間隔ｌとPZT印加電圧Ｖは微小区間において
は線形とされ、 ｌ＝kV …（11） と表せる。ここでｋは比例定数である。式（10），（1
1）からファブリ・ペロー・エタロンの透過特性は次式
のようにPZT印加電圧Ｖの関数となる（ただしミラー面
精度が十分出ていることを前提とする）。
は線形とされ、 ｌ＝kV …（11） と表せる。ここでｋは比例定数である。式（10），（1
1）からファブリ・ペロー・エタロンの透過特性は次式
のようにPZT印加電圧Ｖの関数となる（ただしミラー面
精度が十分出ていることを前提とする）。
Ｔ＝（１−r2）2／｛１−２r6cos（12πKV/λ）＋r12｝
…（12） となる。例えば、λを基準光源からの参照レーザ光とす
るとこの値は既知なので、Ｔ＝Ａ・ｆ（Ｖ）の形にな
る。
…（12） となる。例えば、λを基準光源からの参照レーザ光とす
るとこの値は既知なので、Ｔ＝Ａ・ｆ（Ｖ）の形にな
る。
これにより、発振器11からのPZT印加電圧Ｖのデータお
よびメモリ回路9,10からのパワー透過率Ｔのデータを多
数点測定して周波数演算回路12に入力し、これらのデー
タをもとに最小二乗法を用いてミラー間隔（１）と透過
パワーＴとの関係を示す曲線の方程式が得られる。
よびメモリ回路9,10からのパワー透過率Ｔのデータを多
数点測定して周波数演算回路12に入力し、これらのデー
タをもとに最小二乗法を用いてミラー間隔（１）と透過
パワーＴとの関係を示す曲線の方程式が得られる。
第４図にこの曲線の概略を示す。第４図において黒丸
（●）はデータポイントと示し、この各データポイント
を結ぶ曲線は演算された透過特性の曲線近似である。
（●）はデータポイントと示し、この各データポイント
を結ぶ曲線は演算された透過特性の曲線近似である。
また、この方程式が得られたので、この式における極大
値を演算することでピーク位置を求めることができ、こ
のピーク位置からファブリ・ペロー・エタロンの透過ピ
ークのPZT印加電圧を高精度に算出することが可能とな
る。
値を演算することでピーク位置を求めることができ、こ
のピーク位置からファブリ・ペロー・エタロンの透過ピ
ークのPZT印加電圧を高精度に算出することが可能とな
る。
上記の実施例における数値例として例えば、λref＝78
0,244nmとしてλx＝1,55μｍを正確に測定することがで
きる。
0,244nmとしてλx＝1,55μｍを正確に測定することがで
きる。
このような構成のレーザ周波数計によれば、ファブリ・
ペロー・エタロンを使用しているのでマイケルソンの干
渉計を用いる場合よりも干渉縞のフィネス（finesse:干
渉ピークの鋭さ）が高い。さらに干渉ピークを曲線近似
で演算しているので、干渉ピークの印加電圧Va〜Vdを精
度良く検出でき、ミラー掃引距離の端数α，βも精度良
く測定することができる。したがってミラー掃引が微小
量でも高精度の測定ができる。
ペロー・エタロンを使用しているのでマイケルソンの干
渉計を用いる場合よりも干渉縞のフィネス（finesse:干
渉ピークの鋭さ）が高い。さらに干渉ピークを曲線近似
で演算しているので、干渉ピークの印加電圧Va〜Vdを精
度良く検出でき、ミラー掃引距離の端数α，βも精度良
く測定することができる。したがってミラー掃引が微小
量でも高精度の測定ができる。
またPZTでミラー間隔を掃引するので高速掃引ができ、
測定時間の短縮を測ることができる。
測定時間の短縮を測ることができる。
また回折格子やマイケルソン干渉計を用いた波長計と比
べて小型で簡単な構成とすることができる。
べて小型で簡単な構成とすることができる。
また参照レーザ光の波長に絶対精度がでているため、被
測定レーザ光の波長値にも絶対精度がでる。したがって
回折格子の波長計のように校正する必要がない。
測定レーザ光の波長値にも絶対精度がでる。したがって
回折格子の波長計のように校正する必要がない。
また偏波面を使って合波・分離を行っているので、参照
光と同一波長の被測定光も測定することができる。
光と同一波長の被測定光も測定することができる。
また平面ミラーのファブリ・ペロー・エタロンに比べて
同じ掃引長に対して３倍の干渉縞が観測できる。したが
って（４）式からも明らかなように、波長測定精度が３
倍向上する。
同じ掃引長に対して３倍の干渉縞が観測できる。したが
って（４）式からも明らかなように、波長測定精度が３
倍向上する。
なお上記の実施例では焦点が互いの鏡面上にある２つの
凹面鏡を用いて掃引長に対する精度を高めているが、こ
れに限らず平面鏡を用いたファブリ・ペロー・エタロン
を使用することもできる。
凹面鏡を用いて掃引長に対する精度を高めているが、こ
れに限らず平面鏡を用いたファブリ・ペロー・エタロン
を使用することもできる。
また被測定レーザと参照レーザの周波数が異なることが
あらかじめ分かっている場合には、偏光ビームスプリッ
タ２を用いずに、通常のビームスプリッタで偏光面を平
行に合波するとともに、偏光ビームスプリッタ６の代り
に干渉フィルタで分離すれば、精度をさらに高めること
ができる。
あらかじめ分かっている場合には、偏光ビームスプリッ
タ２を用いずに、通常のビームスプリッタで偏光面を平
行に合波するとともに、偏光ビームスプリッタ６の代り
に干渉フィルタで分離すれば、精度をさらに高めること
ができる。
また偏光ビームスプリッタ６の代りに回折格子を用いて
異なる波長光を分離することもできる。ただしこの場合
参照光と同一波長の被測定光は測定できない。
異なる波長光を分離することもできる。ただしこの場合
参照光と同一波長の被測定光は測定できない。
またPZT以外の圧電トランスジューサを用いることもで
きる。
きる。
第５図は本考案に係るレーザ周波数計の第２の実施例で
曲線近似として２次近似を用いるものを示すための説明
図である。図の３つのデータポイント13,14,15を用いて
透過ピーク付近の特性を２次曲線に近似して透過ピーク
のPZT印加電圧を演算するものである。演算が簡単にな
るという利点がある。
曲線近似として２次近似を用いるものを示すための説明
図である。図の３つのデータポイント13,14,15を用いて
透過ピーク付近の特性を２次曲線に近似して透過ピーク
のPZT印加電圧を演算するものである。演算が簡単にな
るという利点がある。
第６図は本考案に係るレーザ周波数計の第３の実施例で
スレッシュホールド電圧を用いるものを示すための説明
図である。図のデータポイント17,18の間およびデータ
ポイント19,20の間をそれぞれ直線近似し、スレッシュ
ホールド・レベル16と交差する時のPZT印加電圧をそれ
ぞれ演算し、その中心値を透過ピークの印加電圧とする
ものである。これも演算が簡単になるという利点があ
る。
スレッシュホールド電圧を用いるものを示すための説明
図である。図のデータポイント17,18の間およびデータ
ポイント19,20の間をそれぞれ直線近似し、スレッシュ
ホールド・レベル16と交差する時のPZT印加電圧をそれ
ぞれ演算し、その中心値を透過ピークの印加電圧とする
ものである。これも演算が簡単になるという利点があ
る。
《考案の効果》 以上述べたように本考案によれば、高精度かつ高速応答
でレーザ周波数を測定できるレーザ周波数計を簡単な構
成で実現することができる。
でレーザ周波数を測定できるレーザ周波数計を簡単な構
成で実現することができる。
第１図は本考案に係るレーザ周波数計の一実施例を示す
構成ブロック図、第２図は第１図装置の動作を示すタイ
ムチャート、第３図および第４図は同動作説明図、第５
図は本考案に係るレーザ周波数計の第２の実施例の動作
を示す為の説明図、第６図は本考案に係るレーザ周波数
計の第３の実施例の動作を示す為の説明図、第７図およ
び第８図は従来のレーザ周波数計を示す原理図である。 １…参照レーザ、２…第１の光学手段、５…ファブリ・
ペロー・エタロン、６…第２の光学手段、７…第１の光
検出器、８…第２の光検出器、９…第１のメモリ回路、
10…第２のメモリ回路、11…発振器、12…周波数演算回
路、53…掃引手段。
構成ブロック図、第２図は第１図装置の動作を示すタイ
ムチャート、第３図および第４図は同動作説明図、第５
図は本考案に係るレーザ周波数計の第２の実施例の動作
を示す為の説明図、第６図は本考案に係るレーザ周波数
計の第３の実施例の動作を示す為の説明図、第７図およ
び第８図は従来のレーザ周波数計を示す原理図である。 １…参照レーザ、２…第１の光学手段、５…ファブリ・
ペロー・エタロン、６…第２の光学手段、７…第１の光
検出器、８…第２の光検出器、９…第１のメモリ回路、
10…第２のメモリ回路、11…発振器、12…周波数演算回
路、53…掃引手段。
Claims (1)
- 【請求項１】発振周波数が既知の参照レーザと、 被測定レーザ光と前記参照レーザの出力光とを合波する
第１の光学手段と、 この第１の光学手段の出力光を入射するファブリ・ペロ
ー・エタロンと、 このファブリ・ペロー・エタロンを透過する光を前記被
測定レーザ光と参照レーザ光の２つに分離する第２の光
学手段と、 この第２の光学手段から出力される前記被測定レーザ光
を検出する第１の光検出器と、 前記第２の光学手段から出力される前記参照レーザ光を
検出する第２の光検出器と、 前記第１の光検出器の出力信号を記憶する第１のメモリ
回路と、 前記第２の光検出器の出力信号を記憶する第２のメモリ
回路と、 前記ファブリ・ペロー・エタロンのミラー間隔を発振器
出力信号に基づいて微小変化させる掃引手段と、 この発振器出力信号を出力する発振器と、 第１のメモリ回路および第２のメモリ回路からの入力デ
ータと発振器から出力された発振器出力信号を入力し、
これら第１のメモリ回路出力および第２のメモリ回路出
力を曲線近似し、この曲線近似に基づいて、前記第１お
よび第２の光検出器からの出力がピークとなる発振器出
力信号の第１および第２のピーク値を演算し、これらピ
ーク値に基づいて被測定レーザ光の周波数を演算する周
波数演算回路とを、 備えたことを特徴とするレーザ周波数計である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744288U JPH0648366Y2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | レーザ周波数計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744288U JPH0648366Y2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | レーザ周波数計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0248834U JPH0248834U (ja) | 1990-04-04 |
| JPH0648366Y2 true JPH0648366Y2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=31379880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12744288U Expired - Lifetime JPH0648366Y2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | レーザ周波数計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648366Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP12744288U patent/JPH0648366Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0248834U (ja) | 1990-04-04 |
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