JPH0716069B2 - Oscillation frequency control method for laser device - Google Patents

Oscillation frequency control method for laser device

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JPH0716069B2
JPH0716069B2 JP27130686A JP27130686A JPH0716069B2 JP H0716069 B2 JPH0716069 B2 JP H0716069B2 JP 27130686 A JP27130686 A JP 27130686A JP 27130686 A JP27130686 A JP 27130686A JP H0716069 B2 JPH0716069 B2 JP H0716069B2
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laser
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oscillation frequency
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直樹 下坂
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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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザ装置出射光の周波数をある定められた
一定間隔の周波数の一つにスイッチングして安定化する
レーザ装置の発振周波数制御法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oscillation frequency control method for a laser device, which stabilizes by switching the frequency of light emitted from the laser device to one of frequencies of a certain fixed interval. It is a thing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、周波数弁別素子として高いフィネスを持つ光学共
振器のみを用いてその共振周波数もしくは透過率50%の
点に対応する周波数にレーザ装置の発振周波数を安定化
することが試みられてきた。すなわち、前記周波数から
のレーザ装置の発振周波数のずれを前記周波数弁別素子
により検出し、この誤差から生成した制御信号を誤差が
零になるようにレーザ駆動回路に印加するという方法で
ある。この方法で極めて追従性がよく周波数が安定化さ
れることが確かめられている。
Heretofore, it has been attempted to stabilize the oscillation frequency of a laser device by using only an optical resonator having a high finesse as a frequency discriminating element or at a frequency corresponding to the resonance frequency or the point of 50% transmittance. That is, the deviation of the oscillation frequency of the laser device from the frequency is detected by the frequency discriminating element, and the control signal generated from this error is applied to the laser drive circuit so that the error becomes zero. It has been confirmed that this method has very good followability and the frequency is stabilized.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、上述した従来の方法では、光学共振器の各縦モ
ードの共振ピークが全く同じであるため、ある一つのモ
ードを選択してその周波数にスイッチングするというこ
とは不可能である。また、同じ理由から安定化される周
波数が光学共振器で決まる一定周波数間隔離れた別のモ
ードに対する周波数になってしまうことも考えられると
いう問題点がある。
However, in the above-mentioned conventional method, since the resonance peaks of the longitudinal modes of the optical resonator are exactly the same, it is impossible to select a certain mode and switch to that frequency. Further, for the same reason, there is a problem in that the stabilized frequency may be a frequency for another mode separated by a constant frequency interval determined by the optical resonator.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のレーザ装置の発振周波数制御法は、発振周波数
を制御すべきレーザ装置からの出射光を分岐して光周波
数弁別素子として用いる小さいフリースペクトルレン
ジ、高いフィネスを持つ第1の光学共振器及び大きいフ
リースペクトルレンジ、低いフィネスを持つ第2の光学
共振器にそれぞれ別々に入射させ、前記第1の光学共振
器を通した光出力を受光する受光素子の出力電圧信号を
前記第1の光学共振器の共振周波数における出力に対応
する一定基準電圧と比較してその差分信号が零になるよ
うにし、一方、前記第2の光学共振器を通した光出力を
受光する受光素子の出力電圧信号を前記共振周波数に一
致する所望の周波数に対する当該共振器出力に対応する
可変基準電圧と比較してその差分信号が零になるよう
に、前記レーザ装置の発振周波数を制御すること、及び
発振周波数を制御すべきレーザ装置からの出射光を分岐
して光周波数弁別素子として用いる大きいフリースペク
トルレンジ、低いフィネスを持つ第1の光学共振器に入
射させ、その光出力の一部を分岐して受光素子に入射さ
せ、その出力電圧信号を前記第1の光学共振器の共振周
波数における出力に対応する可変基準電圧と比較してそ
の差分信号が零になるようにすると共に、前記第1の光
学共振器を通した光出力のうち分岐した他方の成分をさ
らに小さいフリースペクトルレンジ、高いフィネスを持
つ第2の光学共振器に入射させ、その光出力を受光した
受光素子の出力電圧信号を前記共振周波数に一致する所
望の周波数に対する当該共振器出力に対応する可変基準
電圧と比較してその差分信号が零になるように前記レー
ザ装置の発振周波数を制御することを特徴とする。
An oscillation frequency control method for a laser device according to the present invention is a first optical resonator having a small free spectrum range and a high finesse, which is used as an optical frequency discriminating element by branching emitted light from a laser device whose oscillation frequency is to be controlled. A second optical resonator having a large free spectral range and a low finesse is separately incident on the second optical resonator, and the output voltage signal of the light receiving element that receives the optical output through the first optical resonator is used as the first optical resonance. The output voltage signal of the light receiving element for receiving the optical output through the second optical resonator is compared with the constant reference voltage corresponding to the output at the resonance frequency of the resonator so that the difference signal becomes zero. Compared with a variable reference voltage corresponding to the resonator output for a desired frequency that matches the resonance frequency, the difference signal becomes zero, The oscillation frequency is controlled, and the emitted light from the laser device whose oscillation frequency is to be controlled is branched and made incident on the first optical resonator having a large free spectrum range and a low finesse to be used as an optical frequency discriminating element. A part of the optical output is branched and made incident on the light receiving element, and its output voltage signal is compared with a variable reference voltage corresponding to the output at the resonance frequency of the first optical resonator so that the difference signal becomes zero. In addition, the other branched component of the light output from the first optical resonator is made incident on the second optical resonator having a smaller free spectrum range and high finesse, and the light output is received. The output voltage signal of the light receiving element is compared with the variable reference voltage corresponding to the resonator output for a desired frequency that matches the resonance frequency, and the difference signal becomes zero. And controlling the oscillation frequency of sea urchin the laser device.

本発明のレーザ装置の発振周波数制御装置は、発振周波
数を制御する対象であるレーザからの出射光を少なくと
も第1及び第2の2つの光に分岐するための光分岐器
と、該光分岐器で分岐された光のうち前記第1の光を通
過させ、前記レーザの発振周波数をある値にスイッチン
グするために設けられたフリースペクトルレンジが大き
く、フィネスの低い光学共振器と、前記光分岐器で分岐
された光のうち第2の光を通過させ、その共振周波数か
らの前記レーザの発振周波数のずれを電気信号に変換し
て前記レーザに帰還することによって前記レーザの発振
周波数をその共振周波数に安定化させるために設けられ
たフリースペクトルレンジが小さく、フィネスの高い光
学共振器と、少なくとも前記第1及び第2の光から得ら
れる電気信号を用いて前記レーザの発振周波数を一定に
保つ制御信号を出力するレーザ駆動回路制御装置と、該
レーザ駆動回路制御装置からの制御信号に従って前記レ
ーザへの注入電流の大きさを制御するレーザ駆動回路と
を含んで構成されることを特徴とする。
An oscillation frequency control device for a laser device according to the present invention is an optical branching device for branching emitted light from a laser whose oscillation frequency is controlled into at least two first and second lights, and the optical branching device. An optical resonator having a large free spectrum range and a low finesse, which is provided to pass the first light among the light branched by the above, and switch the oscillation frequency of the laser to a certain value, and the optical branching device. The second oscillation light of the light branched at the resonance frequency is converted into the electric signal by converting the deviation of the oscillation frequency of the laser from the resonance frequency into an electric signal and returning the electric signal to the laser. An optical resonator having a small free spectral range and a high finesse, which is provided for stabilizing the optical path, and an electric signal obtained from at least the first and second lights. A laser drive circuit controller that outputs a control signal that keeps the oscillation frequency of the laser constant, and a laser drive circuit that controls the magnitude of the injection current to the laser according to a control signal from the laser drive circuit controller. It is characterized by being composed of.

〔作用〕[Action]

本発明の方法においては、周波数弁別素子として高フィ
ネス光学共振器だけでなく低フィネス光学共振器を同時
に用い、高フィネス光学共振器は周波数安定化に、また
低フィネス光学共振器は周波数選択に用いることによ
り、高フィネス光学共振器単独では弁別不可能だった高
フィネス光学共振器の各縦モードを互いに弁別できるよ
うにした。これにより高フィネス光学共振器の各縦モー
ドのピークを与える周波数の一つにレーザ装置発振周波
数がスイッチングされて安定化される。
In the method of the present invention, not only the high finesse optical resonator but also the low finesse optical resonator are used at the same time as the frequency discriminating element, the high finesse optical resonator is used for frequency stabilization, and the low finesse optical resonator is used for frequency selection. As a result, the longitudinal modes of the high finesse optical resonator, which could not be discriminated by the high finesse optical resonator alone, can be discriminated from each other. As a result, the laser device oscillation frequency is switched and stabilized at one of the frequencies giving the peaks of the longitudinal modes of the high finesse optical resonator.

これら2つの光学共振器の組み合わせにより、レーザ装
置出射光周波数のスイッチング及び安定化が同時に容易
にできるようになっている。
By combining these two optical resonators, it is possible to easily switch and stabilize the frequency of light emitted from the laser device at the same time.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明のレーザ装置の発振周波数制御法の第1
の実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 shows the first method of controlling the oscillation frequency of the laser device according to the present invention.
It is a block diagram showing an example of.

同図において、1.55μmDFBレーザ1からの出射光はアイ
ソレータ2,光ファイバ3を通り光分岐器4により3つの
光路に分割される。第1の光路19からの出射光は第1の
光検出器5により電気信号に変換され、後段の第1,第2
の割算回路6,7の分母入力に入力される。第2の光路20
の出射光はフィネス50の導波路型リング共振器8を通し
て第2の光検出器9により電気信号に変換され、後段の
第2の割算回路7の分子入力に入力される。第3の光路
21の出射光はフィネス5のファブリーペロ共振器10を通
して第3の光検出器11により電気信号に変換され、後段
の第1の割算回路6の分子入力に入力される。ここで導
波路型リング共振器8のフリースペクトルレンジは5GHz
に、またファブリーペロ共振器10のフリースペクトルレ
ンジは125GHzに設定されている。導波路型リング共振器
8及びファブリーペロ共振器10の透過特性をそれぞれ第
2図(a)、(b)に示す。第1の割算回路6の出力は
第1の差動増幅器12により可変基準電圧と比較され、ま
た第2の割算回路7の出力は第2の差動増幅器13により
一定基準電圧と比較される。第1,第2の差動増幅器12,1
3の出力の差分信号は、それぞれが零になるようにレー
ザ駆動回路14に入力される。
In the figure, the emitted light from the 1.55 μm DFB laser 1 passes through the isolator 2 and the optical fiber 3 and is split into three optical paths by the optical branching device 4. The light emitted from the first optical path 19 is converted into an electric signal by the first photodetector 5, and the first, second
It is input to the denominator inputs of the division circuits 6 and 7. Second optical path 20
The emitted light is converted into an electric signal by the second photodetector 9 through the waveguide ring resonator 8 having the finesse 50, and is input to the molecular input of the second division circuit 7 in the subsequent stage. Third optical path
The emitted light of 21 is converted into an electric signal by the third photodetector 11 through the Fabry-Perot resonator 10 of the finesse 5 and input to the numerator input of the first division circuit 6 in the subsequent stage. Here, the free spectrum range of the waveguide ring resonator 8 is 5 GHz.
In addition, the free spectral range of the Fabry-Perot resonator 10 is set to 125 GHz. The transmission characteristics of the waveguide ring resonator 8 and the Fabry-Perot resonator 10 are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. The output of the first division circuit 6 is compared with the variable reference voltage by the first differential amplifier 12, and the output of the second division circuit 7 is compared with the constant reference voltage with the second differential amplifier 13. It First and second differential amplifier 12,1
The differential signals of the outputs of 3 are input to the laser drive circuit 14 so that each becomes zero.

銅のヒートシンク18上にマウントされた波長1.55μmの
DFBレーザ1はレーザ駆動回路14から電流を供給されて
レーザ発振している。銅のヒートシンク18にはペルチエ
素子17を付着させ、この素子の温度を図示していないセ
ンサにより検出し、温度に対応した電圧信号をPID調節
計15に入力する。PID調節計15において設定した前記ペ
ルチエ素子17の温度と現在のペルチエ素子17の温度との
差が零になるような制御信号がPID調節計15から出力さ
れ、ペルチエ素子駆動回路16に入力される。ペルチエ素
子駆動回路16はその入力に従ってペルチエ素子17に流す
電流を変化させ、ペルチエ素子17により銅のヒートシン
ク18の温度を変化させる。このようにペルチエ素子17へ
流す電流を制御することにより、1.55μmDFBレーザ1の
温度はある値に安定化されている。
1.55 μm wavelength mounted on copper heat sink 18
The DFB laser 1 is supplied with a current from the laser drive circuit 14 and oscillates as a laser. A Peltier element 17 is attached to the copper heat sink 18, the temperature of this element is detected by a sensor (not shown), and a voltage signal corresponding to the temperature is input to the PID controller 15. A control signal such that the difference between the temperature of the Peltier element 17 set in the PID controller 15 and the current temperature of the Peltier element 17 becomes zero is output from the PID controller 15 and input to the Peltier element drive circuit 16. . The Peltier element drive circuit 16 changes the current flowing through the Peltier element 17 according to the input, and changes the temperature of the copper heat sink 18 by the Peltier element 17. By controlling the current flowing to the Peltier element 17 in this way, the temperature of the 1.55 μm DFB laser 1 is stabilized at a certain value.

次に第3図は本発明の第2の実施例を示すブロック図で
ある。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

1.55μmDFBレーザ23からの出射光は、反射光が1.55μmD
VBレーザ23へ帰還するのを防ぐために配置されたアイソ
レータ27を透過した後、光ファイバ28に入射される。光
ファイバ28中を伝搬する光はその途中に設けられた光分
岐器29により2つに分岐される。そのうち一方は光ファ
イバ出射後、第1の光検出器30により電気信号に変換さ
れる。他方の光はフィネス5のファブリーペロ共振器3
1,フィネス50の導波路型リング共振器32に相次いで入射
され、出射光は第2の光検出器33により電気信号に変換
される。ここで導波路型リング共振器のフリースペクト
ルレンジは5GHzに、またファブリーペロ共振器のフリー
スペクトルレンジは125GHzに設定されている。ファブリ
ーペロ共振器31を出た光の一部は導波路型リング共振器
32に入射する前で分岐され、第3の光検出器34に入射さ
れて電気信号に変換される。第1,第2,第3の光検出器3
0,33,34の各電気信号は第3図に示すように第1,第2の
割算回路35,36に入力され、つまり割算回路35には光検
出器33,34からの電気信号が、割算回路36には光検出器3
0,33の電気信号が入力され、光周波数弁別における光源
1.55μmDFBレーザ23自体の出射光振幅変動を補正する。
導波路型リング共振器32,ファブリーペロ共振器31の特
性に対応した周波数特性となる第1,第2の割算回路35,3
6の出力の周波数特性を第4図(a),(b)に示す。
第2の割算回路36の出力は第2の差動増幅器38において
所望の周波数に対応する可変基準電圧と比較され、その
差がレーザ駆動回路24に帰還され、第2の差動増幅器38
の出力が零になるように制御される。また第1の割算回
路35の出力は第1の差動増幅器37において所望の周波数
に対応する可変基準電圧と比較される。上記2つの可変
基準電圧の値を変化させることにより第4図(b)に示
すピーク周波数の一つが選択され、この周波数に1.55μ
mDFBレーザ23の発振周波数が安定化される。第1,第2の
差動増幅器37,38の出力は、その値が零になるようレー
ザ駆動回路24に帰還される。なお、温度制御部は第1の
実施例と同じであるので説明を省く。
The emitted light from the 1.55 μm DFB laser 23 is 1.55 μmD in reflected light.
After passing through an isolator 27 arranged to prevent returning to the VB laser 23, it is incident on an optical fiber 28. The light propagating in the optical fiber 28 is branched into two by an optical branching device 29 provided on the way. One of them is emitted into an optical fiber and then converted into an electric signal by the first photodetector 30. The other light is the Fabry-Perot resonator 3 with finesse 5.
The incident light is successively incident on the waveguide type ring resonator 32 having the finesse 50, and the emitted light is converted into an electric signal by the second photodetector 33. Here, the free spectrum range of the waveguide ring resonator is set to 5 GHz, and the free spectrum range of the Fabry-Perot resonator is set to 125 GHz. A part of the light emitted from the Fabry-Perot resonator 31 is a waveguide ring resonator.
Before being incident on 32, it is branched and incident on the third photodetector 34 to be converted into an electric signal. First, second and third photodetector 3
The electric signals of 0, 33, 34 are inputted to the first and second division circuits 35, 36 as shown in FIG. 3, that is, the division circuit 35 receives the electric signals from the photodetectors 33, 34. However, the division circuit 36 has a photodetector 3
A light source for optical frequency discrimination when the electrical signals of 0 and 33 are input.
The output light amplitude fluctuation of the 1.55 μm DFB laser 23 itself is corrected.
First and second division circuits 35, 3 having frequency characteristics corresponding to the characteristics of the waveguide ring resonator 32 and the Fabry-Perot resonator 31.
The frequency characteristics of the output of 6 are shown in FIGS. 4 (a) and (b).
The output of the second division circuit 36 is compared with the variable reference voltage corresponding to the desired frequency in the second differential amplifier 38, and the difference is fed back to the laser drive circuit 24, and the second differential amplifier 38 is fed.
The output of is controlled to zero. The output of the first division circuit 35 is compared with a variable reference voltage corresponding to a desired frequency in the first differential amplifier 37. By changing the values of the above two variable reference voltages, one of the peak frequencies shown in FIG. 4 (b) is selected, and 1.55μ is selected for this frequency.
The oscillation frequency of the mDFB laser 23 is stabilized. The outputs of the first and second differential amplifiers 37 and 38 are fed back to the laser drive circuit 24 so that the values thereof become zero. The temperature control unit is the same as that of the first embodiment, so its explanation is omitted.

以上説明した第1,第2の実施例においては、レーザ装置
としてDFB半導体レーザを用いたが、ファベリーペロ型
半導体レーザなど他の半導体レーザを用いてもよい。ま
た、半導体レーザにとどまらず、ガスレーザなど他の種
類のレーザ装置を用いてもよい。さらに本実施例では高
フィネス光学共振器として導波路型リング共振器,低フ
ィネス光学共振器としてファブリーペロ共振器を用いた
が、これに限定されず、低フィネス,高フィネス両光学
共振器としてリング共振器,ファブリーペロ共振器のい
ずれを用いてもよい。
Although the DFB semiconductor laser is used as the laser device in the first and second embodiments described above, other semiconductor lasers such as Fabry-Perot type semiconductor laser may be used. In addition to the semiconductor laser, other types of laser devices such as a gas laser may be used. Further, in this embodiment, the waveguide type ring resonator is used as the high finesse optical resonator and the Fabry-Perot resonator is used as the low finesse optical resonator, but the present invention is not limited to this, and the ring is used as both the low finesse and high finesse optical resonators. Either a resonator or a Fabry-Perot resonator may be used.

また、各光共振器の共振周波数と入射光周波数の差を検
出するのに、本実施例では光共振器出射光レベルをある
基準レベルと比較したが、これに限定されず、微小変調
を施した入射光に対する光共振器出射光レベル変化と、
変調信号を掛け、位相検波してもよい。
Further, in order to detect the difference between the resonance frequency of each optical resonator and the incident light frequency, the optical resonator output light level was compared with a certain reference level in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and fine modulation is performed. Change of the optical resonator output light level with respect to the incident light,
Phase modulation may be performed by applying a modulation signal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明により明らかなように、従来は高フィネス光
学共振器のみ使用していたため周波数安定化しか行えな
かったが、本発明の制御法では周波数安定化は高フィネ
ス光学共振器を用いて行い、周波数選択は低フィネス光
学共振器を用いて行っているので周波数選択,安定化を
同時に行うことができる。また本発明の制御法によれ
ば、従来狭かった同調範囲及び同調の不安定性がいずれ
も改善される。すなわち、同調範囲は2つの光学共振器
のフィネスの比により決定されるため広くすることが容
易であり、また高いフィネスを持つ光学共振器を周波数
安定化用の周波数弁別素子として用いるため高い周波数
安定度が得られる。
As is clear from the above description, since only the high finesse optical resonator was used in the past, only frequency stabilization could be performed, but in the control method of the present invention, frequency stabilization is performed using the high finesse optical resonator, Since frequency selection is performed using a low finesse optical resonator, frequency selection and stabilization can be performed simultaneously. Further, according to the control method of the present invention, both the tuning range and the tuning instability, which were conventionally narrow, are improved. That is, since the tuning range is determined by the ratio of the finesses of the two optical resonators, it is easy to widen the tuning range. Also, since the optical resonator having a high finesse is used as a frequency discriminating element for frequency stabilization, high frequency stability is achieved. You get a degree.

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

第1図,第3図はそれぞれ本発明のレーザ装置の周波数
制御法の第1,第2の実施例を示すブロック図、第2図は
第1図における割算回路出力の周波数特性を示す図で
(a)は導波路型リング共振器の特性を較正したもの,
(b)はファブリーペロ共振器を通した場合の特性を較
正したもの、第4図は第3図における割算回路出力の周
波数特性を示す図で(a)はファブリーペロ共振器の特
性を較正したもの,(b)はファブリーペロ共振器と導
波路型リング共振器を順次通した場合の特性を較正した
ものである。 1,23……1.55μmDFBレーザ、2,27……アイソレータ、3,
28……光ファイバ、4……3分岐の光分岐器、5,9,11,3
0,33,34……光検出器、6,7,35,36……割算回路、8,32…
…導波路型リング共振器、10,31……ファブリーペロ共
振器、12,13,37,38……差動増幅器、14,24……レーザ駆
動回路、15,25……PID調節計、16,26……ペルチエ素子
駆動回路、18,39……ペルチエ素子、29……2分岐の光
分岐器、18,22……銅のヒートシンク。
1 and 3 are block diagrams showing the first and second embodiments of the frequency control method of the laser device of the present invention, respectively, and FIG. 2 is a diagram showing the frequency characteristics of the output of the division circuit in FIG. (A) is a calibrated waveguide ring resonator characteristic,
(B) is a calibrated characteristic when passing through a Fabry-Perot resonator, FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of the output of the division circuit in FIG. 3, and (a) is calibrated characteristic of the Fabry-Perot resonator. FIG. 3B is a diagram in which the characteristics when the Fabry-Perot resonator and the waveguide ring resonator are sequentially passed are calibrated. 1,23 …… 1.55μm DFB laser, 2,27 …… isolator, 3,
28 …… Optical fiber, 4 …… 3-branch optical splitter, 5, 9, 11, 3
0,33,34 …… Photodetector, 6,7,35,36 …… Division circuit, 8,32…
… Waveguide ring resonator, 10,31 …… Fabry-Perot resonator, 12, 13, 37, 38 …… Differential amplifier, 14, 24 …… Laser drive circuit, 15, 25 …… PID controller, 16 , 26 …… Peltier element drive circuit, 18,39 …… Peltier element, 29 …… Two-branch optical splitter, 18,22 …… Copper heat sink.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発振周波数を制御すべきレーザ装置からの
出射光を分岐して光周波数弁別素子として用いる小さい
フリースペクトルレンジ、高いフィネスを持つ第1の光
学共振器及び大きいフリースペクトルレンジ、低いフィ
ネスを持つ第2の光学共振器にそれぞれ別々に入射さ
せ、前記第1の光学共振器を通した光出力を受光する受
光素子の出力電圧信号を前記第1の光学共振器の共振周
波数における出力に対応する一定基準電圧と比較してそ
の差分信号が零になるようにし、一方、前記第2の光学
共振器を通した光出力を受光する受光素子の出力電圧信
号を前記共振周波数に一致する所望の周波数に対する当
該共振器出力に対応する可変基準電圧と比較してその差
分信号が零になるように前記レーザ装置の発振周波数を
制御することを特徴とするレーザ装置の発振周波数制御
法。
1. A small free spectral range, a first optical resonator having a high finesse and a large free spectral range, and a low finesse, in which light emitted from a laser device whose oscillation frequency is to be controlled is branched and used as an optical frequency discriminating element. To the output at the resonance frequency of the first optical resonator, the output voltage signal of the light receiving element which receives the optical output through the first optical resonator separately. It is desired that the difference signal is zero compared with the corresponding constant reference voltage, while the output voltage signal of the light receiving element that receives the optical output through the second optical resonator matches the resonance frequency. Is controlled so that the difference signal between the variable reference voltage corresponding to the output of the resonator and the difference signal becomes zero. Oscillation frequency control method of the laser device.
【請求項2】発振周波数を制御すべきレーザ装置からの
出射光を分岐して光周波数弁別素子として用いる大きい
フリースペクトルレンジ、低いフィネスを持つ第1の光
学共振器に入射させ、その光出力の一部を分岐して受光
素子に入射させ、その出力電圧信号を前記第1の光学共
振器の共振周波数における出力に対応する可変基準電圧
と比較してその差分信号が零になるようにすると共に、
前記第1の光学共振器を通した光出力のうち分岐した他
方の成分をさらに小さいフリースペクトルレンジ、高い
フィネスを持つ第2の光学共振器に入射させ、その光出
力を受光した受光素子の出力電圧信号を前記共振周波数
に一致する所望の周波数に対する当該共振器出力に対応
する可変基準電圧と比較してその差分信号が零になるよ
うに前記レーザ装置の発振周波数を制御することを特徴
とするレーザ装置の発振周波数制御法。
2. Light emitted from a laser device whose oscillation frequency is to be controlled is branched and made incident on a first optical resonator having a large free spectral range and a low finesse used as an optical frequency discriminating element, and its optical output Part of the light is branched and made incident on the light receiving element, and its output voltage signal is compared with a variable reference voltage corresponding to the output at the resonance frequency of the first optical resonator so that the difference signal becomes zero. ,
The output of the light receiving element that receives the optical output of the second optical resonator having a smaller free spectral range and a higher finesse by making the other branched component of the optical output that has passed through the first optical resonator enter. The oscillation frequency of the laser device is controlled so that the voltage signal is compared with a variable reference voltage corresponding to the resonator output for a desired frequency that matches the resonance frequency and the difference signal becomes zero. Oscillation frequency control method for laser device.
【請求項3】発振周波数を制御する対象であるレーザか
らの出射光を少なくとも第1及び第2の2つの光に分岐
するための光分岐器と、該光分岐器で分岐された光のう
ち前記第1の光を通過させ、前記レーザの発振周波数を
ある値にスイッチングするために設けられたフリースペ
クトルレンジが大きく、フィネスの低い光学共振器と、
前記光分岐器で分岐された光のうち第2の光を通過さ
せ、その共振周波数からの前記レーザの発振周波数のず
れを電気信号に変換して前記レーザに帰還することによ
って前記レーザの発振周波数をその共振周波数に安定化
させるために設けられたフリースペクトルレンジが小さ
く、フィネスの高い光学共振器と、少なくとも前記第1
及び第2の光から得られる電気信号を用いて前記レーザ
の発振周波数を一定に保つ制御信号を出力するレーザ駆
動回路制御装置と、該レーザ駆動回路制御装置からの制
御信号に従って前記レーザへの注入電流の大きさを制御
するレーザ駆動回路とを含んで構成されることを特徴と
するレーザ装置の発振周波数制御装置。
3. An optical branching device for branching light emitted from a laser whose oscillation frequency is controlled into at least two first and second lights, and among the lights branched by the optical branching device. An optical resonator having a large free spectrum range and a low finesse, which is provided to pass the first light and switch the oscillation frequency of the laser to a certain value;
Oscillation frequency of the laser by passing the second light of the light branched by the optical branching device, converting the deviation of the oscillation frequency of the laser from its resonance frequency into an electric signal and feeding back to the laser. An optical resonator having a small free spectral range and a high finesse, which is provided for stabilizing the optical resonance frequency of the optical resonator.
And a laser drive circuit controller for outputting a control signal for keeping the oscillation frequency of the laser constant by using an electric signal obtained from the second light, and injection into the laser according to the control signal from the laser drive circuit controller An oscillation frequency control device for a laser device, comprising: a laser drive circuit that controls the magnitude of a current.
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