JPH07245445A

JPH07245445A - 波長安定化光源

Info

Publication number: JPH07245445A
Application number: JP3236194A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Furuyama; 義人古山; Yoshibumi Nakajima; 義文中島; Takeshi Atami; 健熱海
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1994-03-02
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は波長安定化光源に関し、無変調光及
び変調光についての共鳴信号を同時に出力してレーザ光
をオフセットロックすることを目的とする。【構成】レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、レ
ーザ光を無変調光と変調光とに分けて出力するレーザ光
変調手段と、該レーザ光変調手段から出射された無変調
光及び変調光を同時に受け、予め決められた吸収特性に
従う吸収作用を受けた変調光と無変調光の共鳴信号を同
時に出力する共鳴信号出力手段と、共鳴周波数からのず
れ量を表す信号を変調光と無変調光毎に同時に出力する
ずれ量出力手段と、両ずれ量の差に応じた波長制御信号
をレーザ光出射手段へ帰還してレーザ光出射手段から出
射されるレーザ光の波長を帰還量に応じた値だけ変更さ
せる波長制御信号出力手段とを設けたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の周波数を共
鳴周波数からずれた周波数で安定し得る波長安定化光源
に関する。

【０００２】レーザ光源を通信、レーザ冷却、原子発振
器などに用いる場合、その周波数が安定していることが
要求される。その安定化を得るのに吸収セルを用いたレ
ーザから出射されるレーザ光の周波数を安定化させる波
長安定化光源があるが、その波長安定化光源の周波数
は、吸収セルの共鳴周波数で安定化される。しかし、前
記レーザ冷却、原子発振器などでは、周波数の安定化を
前記共鳴周波数以外の周波数での安定化を要求される場
合もある。

【０００３】

【従来の技術】従来の吸収セルを用いた波長安定化光源
を図５に示す。図５において、５２は半導体レーザダイ
オード（以下、ＬＤという。）で、このＬＤ５２の温度
は、温度コントローラ５４により一定に保持される。

【０００４】ＬＤ５２から出射されるレーザ光は、合成
器５６から供給される電流によって位相変調される。位
相変調されたレーザ光５８は、吸収セル６０へ入射され
る。吸収セル６０から出射される共鳴信号は、光検知器
６２で検知され、前置増幅器６４で増幅される。共鳴信
号は、発振器６６からの発振信号に応答して同期検波器
６８で同期検波され、同期検波された共鳴周波数からの
ずれ量を示す信号は、積分器７０を経て電流源７２へ供
給されて電流源７２から合成器５６を経てＬＤ５２へ注
入される電流を変えてＬＤ５２から出射されるレーザ光
の周波数を共鳴周波数の方へ変更させる。これにより、
ＬＤ５２から出射されるレーザ光の周波数は、吸収セル
の共鳴周波数にロックされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この波長安定化光源に
は、次のような問題がある。即ち、ＬＤ５２は、一般に
図６に示すような電流対光出力レベル特性を有する。そ
のため、注入電流を変化させると、光出力レベルも変化
する。結果として、ＬＤ５２の出力パワーは、非制御時
に比べて不安定となる。このような光パワーの揺らぎ
は、又ＬＤ５２の周波数の不安定化の原因となる。この
周波数不安定化の原因は、次の理由による。即ち、吸収
セルは、そこに入射される光パワーに揺らぎが生ずる
と、この光パワーの揺らぎに同調して吸収セル６０の共
鳴周波数にも揺らぎが生ずるためである。

【０００６】そのため、周波数標準光源として用いる場
合、前記レーザ光源の周波数安定度は悪くなってしま
う。又、前述のように、前記レーザ光源は、吸収セルの
共鳴周波数にロックする方式であるから、吸収セルの共
鳴周波数以外の周波数を用いてＬＤから出射されるレー
ザ光の周波数を安定化したいという要求を満たすことは
できない。例えば、レーザ光により原子、イオン等を冷
却するレーザ冷却においては、レーザ光の周波数を前記
共鳴周波数からずらす必要があるが、前記ＬＤを用いて
構成される波長安定化光源では、前記共鳴周波数からず
れた周波数でＬＤの周波数を安定化することができない
からである。又、レーザ光の周波数を前記共鳴周波数か
らずらしてレーザ光を用いたいという要求は、光とマイ
クロ波の二重共鳴の原理を利用したＲｂ原子発振器や、
Ｃｓ原子発振器である。即ち、Ｒｂ原子発振器や、Ｃｓ
原子発振器では、マイクロ波の周波数安定度が一番良好
となるときのレーザ光の周波数が、必ずしも吸収セルの
共鳴周波数に合致するわけではないので、２つの吸収セ
ルを設け、レーザ光の周波数とマイクロ波の周波数を別
々に制御し、レーザ光については吸収セルの共鳴周波数
からずれた周波数にロックする（オフセットロックす
る）ことが必要になるからである。

【０００７】本発明は、斯かる技術的課題に鑑みて創作
されたもので、無変調光及び変調光についての共鳴信号
を同時に出力してレーザ光のオフセットロックを達成し
得る波長安定化光源を提供することをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１乃至請
求項１１記載の発明の原理ブロック図を示す。請求項１
記載の発明は、図１に示すように、レーザ光を出射する
レーザ光出射手段２と、該レーザ光出射手段２から出射
されたレーザ光を無変調光と変調光とに分けて出力する
レーザ光変調手段４と、該レーザ光変調手段４から出射
された無変調光及び変調光を同時に受け、予め決められ
た吸収特性に従う吸収作用を受けた変調光と無変調光の
共鳴信号を同時に出力する共鳴信号出力手段６と、該共
鳴信号出力手段６の共鳴周波数からのずれ量を表す信号
を変調光と無変調光毎に同時に出力するずれ量出力手段
８と、該ずれ量出力手段８から出力された両ずれ量の差
に応じた波長制御信号を前記レーザ光出射手段２へ帰還
して該レーザ光出射手段２から出射されるレーザ光の波
長を帰還量に応じた値だけ変更させる波長制御信号出力
手段１０とを設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項１記載の波長安定化光源において、レーザ光
変調手段４は、ＡＯＭを有し、該ＡＯＭへ供給されるマ
イクロ波が無変調波であることを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項１記載の波長安定化光源において、レーザ光
変調手段４は、共鳴信号出力手段６に入射する無変調光
及び変調光の光量をほぼ等しくする制御手段を有するこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項３記載の波長安定化光源において、制御手段
は、ＮＤフィルタであることを特徴とする。請求項５記
載の発明は、図１に示すように、請求項３記載の波長安
定化光源において、制御手段は、レーザ光変調手段４へ
入射されるレーザ光の入射角の設定を行う手段であるこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項１記載の波長安定化光源において、波長制御
信号出力手段１０によるレーザ光の波長変更は、共鳴信
号出力手段６から出力される無変調光及び変調光を等し
くさせるようにして制御することを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項６記載の波長安定化光源において、波長制御
信号出力手段１０にサンプリング周期を設定可能なサン
プルホールド回路を設け、該サンプルホールド回路のサ
ンプリング周期を制御することを特徴とする。

【００１４】請求項８記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項６記載の波長安定化光源において、ずれ量出
力手段８は、利得を無限大に設定された差動増幅回路を
有して構成され、波長制御信号出力手段１０は、サンプ
ルホールド回路、及びアップダウンカウンタを有して構
成され、該サンプルホールド回路から出力される２進信
号に応答してアップダウンカウンタを動作させることを
特徴とする。

【００１５】請求項９記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項６乃至請求項８記載の波長安定化光源におい
て、レーザ光出射手段２を構成するレーザ光源へ電流を
注入する電流源へ波長制御信号出力手段１０から出力さ
れる波長制御信号を帰還することを特徴とする。

【００１６】請求項１０記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項６乃至請求項８記載の波長安定化光源におい
て、レーザ光出射手段２を構成するレーザ光源の温度を
調整する温度コントローラへ波長制御信号出力手段１０
から出力される波長制御信号を帰還することを特徴とす
る。

【００１７】請求項１１記載の発明は、図１に示すよう
に、請求項６乃至請求項８記載の波長安定化光源におい
て、レーザ光出射手段２を構成するレーザ光源の外部共
振器の共振器長を制御するＰＺＴコントローラへ波長制
御信号出力手段１０から出力される波長制御信号を帰還
することを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１記載の発明は、レーザ光出射手段２か
ら出射されたレーザ光をレーザ光変調手段４で無変調光
及び変調光にする。その無変調光及び変調光は、共鳴信
号出力手段６から各変調光毎の共鳴信号として出力され
る。その両共鳴信号は、ずれ量出力手段８で共鳴周波数
からのずれ量を表す信号を変調光と無変調光毎に出力す
るのに用いられる。ずれ量出力手段８から出力された各
変調光毎の信号は、波長制御信号出力手段１０で前記両
信号の差に応じた波長制御信号の発生に用いられ、その
波長制御信号は、レーザ光出射手段２へ帰還されて前記
差を零にするようにレーザ光出射手段２の波長を変更す
る。

【００１９】従って、レーザ光出射手段２から出射され
るレーザ光の周波数は、前記共鳴周波数からのずれ量が
等しくなる周波数の差の２分の１の値だけ前記共鳴周波
数から変位した周波数で安定化される（オフセットロッ
クされる）。

【００２０】請求項２記載の発明は、ＡＯＭへ供給され
るマイクロ波を無変調波としたのでＡＯＭから出射され
るレーザ光の出射方向がマイクロ波の周波数により変え
られてしまうのを防ぐことができる。

【００２１】請求項３記載の発明は、共鳴信号出力手段
６へ入射される無変調光及び変調光の光量を等しくして
共鳴信号に生ずる偏差を無くしてオフセットロックを正
確にする。

【００２２】請求項４及び請求項５は、共鳴信号出力手
段６へ入射される無変調光及び変調光の光量を等しくさ
せる手段として、それぞれＮＤフィルタ、及びレーザ光
変調手段４へ入射されるレーザ光の入射角の設定を用い
た。

【００２３】請求項６記載の発明は、共鳴信号出力手段
６から出力される無変調光及び変調光を等しくさせるよ
うに、レーザ光出射手段２から出射されるレーザ光の波
長を波長制御信号出力手段１０により制御してオフセッ
トロックを正確に制御する。

【００２４】請求項７記載の発明は、波長制御信号出力
手段１０のサンプルホールド回路のサンプリング周期を
制御してレーザ光出射手段２の時定数を変更する。請求
項８記載の発明は、ずれ量出力手段８を構成する差動増
幅回路からずれ量を表す各信号の差を出力させ、波長制
御信号出力手段を構成するサンプルホールド回路及びア
ップダウンカウンタから波長制御信号を出力させてオフ
セットロックを生じさせる。

【００２５】請求項９記載の発明は、レーザ光出射手段
２を構成するレーザ光源へ電流を注入する電流源へ波長
制御信号出力手段１０から波長制御信号を帰還させてオ
フセットロックを生じさせる。

【００２６】請求項１０記載の発明は、レーザ光出射手
段２を構成するレーザ光源の温度を調整する温度コント
ローラへ波長制御信号出力手段１０から波長制御信号を
帰還させてオフセットロックを生じさせる。

【００２７】請求項１１記載の発明は、レーザ光出射手
段２を構成するレーザ光源の外部共振器の共振器長を制
御するＰＺＴコントローラへ波長制御信号出力手段１０
から波長制御信号を帰還させてオフセットロックを生じ
させる。

【００２８】

【実施例】図２は、請求項１乃至請求項11に記載の発明
の一実施例を示す。図２において、１００はＬＤ、１０
２はレンズ、１０４はアイソレータ、１０６はハーフミ
ラー、１１０はマイクロ波発振器、１１２はＡＯＭ、１
１８は吸収セル、１２３，１２５は太陽電池、１２７，
１２９は前置増幅器（ＰＡ1 ，ＰＡ２）、１３１は差動
増幅器、１３３はサンプルホールド回路（ＳＨ）、１３
５は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。このうち、Ｌ
Ｄ１００、レンズ１０２、アイソレータ１０４、ハーフ
ミラー１０６、マイクロ波発振器１１０、ＡＯＭ１１２
及び吸収セル１１８は、本出願人が先に提案した波長安
定化光源について説明した構成要素と同一の構成要素を
示すので、その詳細な説明は、必要に応じて説明するこ
とにし、その他の構成要素の説明は省略する。

【００２９】ＡＯＭ１１２は、前述のように無変調光１
１３及び変調光１１５を出力するものであるが、その無
変調光１１３は、図３に示すように、レーザ光１０９の
周波数をｆ_Lとしたとき、レーザ光１０９の周波数ｆ_L
と同一の周波数のレーザ光である。又、変調光１１５の
周波数は、ｆ_L±ＮＭの周波数である。ここで、Ｍはマ
イクロ波発振器１１０から出力され変調されていないマ
イクロ波の単一の周波数で、Ｎは次数である。この単一
の周波数とするのは、ＡＯＭ１１２から出力されるレー
ザ光の出射方向が、ＡＯＭ１１２へ印加されるマイクロ
波の周波数によって変えられてしまうのを防ぐためであ
る。

【００３０】又、ＡＯＭ１１２から出射されて吸収セル
１１８へ入射されるレーザ光の光量を同じにして置く。
その手段は、ＮＤフィルタを用いるか、又はＡＯＭ１１
２ヘ入射されるレーザ光の入射角度の調整を用いること
ができる。

【００３１】太陽電池１２３は、吸収セル１１８からの
無変調光１１３を電気信号に変換して前置増幅器１２７
へ供給し、太陽電池１２５は、吸収セル１１８からの変
調光１１５を電気信号に変換して前置増幅器１２９へ供
給する。太陽電池１２３，１２５からの電気信号は、そ
れぞれ前置増幅器１２７，１２９で増幅される。前置増
幅器１２７，１２９からの電気信号は、それぞれ差動増
幅器１３１へ供給される。

【００３２】無変調光に対する光−電気変換部、即ち太
陽電池（又はＰＩＮホトダイオード）１２３、前置増幅
器１２７の利得と、変調光に対する光−電気変換部、即
ち太陽電池（又はＰＩＮホトダイオード）１２５、前置
増幅器１２９の利得とを同じに設定して各光−電気変換
部の総合増幅率を同じにする。その細かい調整は、前置
増幅器１２７，１２９や、差動増幅器１３１の利得の調
整を用いる。

【００３３】差動増幅器１３１から出力される、無変調
光１１３及び変調光１１５の差に相当する電気信号（以
下、誤差信号という。）は、サンプルホールド回路１３
３へ供給されるが、サンプルホールド回路１３３は、誤
差信号を予め決められるサンプリング周期でサンプリン
グするものである。これにより、波長安定化光源の時定
数を変更することができる。従って、サンプルホールド
回路１３３は、必要に応じて設けらればよい。

【００３４】差動増幅器１３１から出力される信号、又
はサンプルホールド回路１３３から出力される信号を低
域通過フィルタ１３５を経て平滑して波長制御信号とし
て電流源１３０、又は温度コントローラ１３２へ供給す
る。

【００３５】このように構成される請求項１乃至請求項
11に記載れる発明の動作を以下に、明する。ＬＤ１００
から出射され、レンズ１０２、アイソレータ１０４、そ
してハーフミラー１０６を経てＡＯＭ１１２へ入射され
たレーザ光は、マイクロ波発振器１１０からＡＯＭ１１
２へ印加されるマイクロ波１１１によって周波数（位
相）変調される。この変調により、入射されたレーザ光
は、無変調光１１３及び変調光１１５としてＡＯＭ１１
２から出射される（図３参照）。無変調光１１３は、前
述のように周波数をｆ_Lとするレーザ光であり、変調光
１１５は、周波数をｆ_L±ＮＭとするレーザ光である。

【００３６】これらの変調光は、それぞれ吸収セル１１
８へ同時に入射されてそこから変調光と無変調光の共鳴
信号がそれぞれ出射される。それらの共鳴信号は、吸収
セル１１８の吸収特性に従った信号となる。それら２つ
の共鳴信号は、それぞれ太陽電池１２３，１２５へ入射
されて電気信号に変換され、前置増幅器１２７，１２９
で増幅された後、差動増幅器１３１へ供給されて誤差信
号が差動増幅器１３１から出力される。

【００３７】図２において、ＬＤ１００は、図１のレー
ザ光出射手段２に対応し、マイクロ波発振器１１０、Ａ
ＯＭ１１２は、図１のレーザ光変調手段４に対応する。
吸収セル１１８は、図１の共鳴信号出力手段６に対応
し、太陽電池１２３，１２５、前置増幅器１２７，１２
９、差動増幅器１３１は、図１のずれ量出力手段８に対
応する。サンプルホールド回路１３３、ＬＰＦ１３５
は、図１の波長制御信号出力手段１０に対応する。

【００３８】誤差信号の発生態様を図４を参照しながら
以下に説明する。前述のように、ＬＤ１００から出射さ
れたレーザ光１０９は、ＡＯＭ１１２において無変調光
１１３及び変調光１１５に変換され、吸収セル１１８で
それぞれ共鳴信号として出力される。それらの信号の周
波数は、それぞれ周波数ｆ_Lと、周波数ｆ_L±ＮＭであ
る。

【００３９】前記２つの共鳴信号の各周波数が、図４で
参照番号５１で示すように、共鳴周波数ｆ₀から丁度同
一周波数値だけ隔たった周波数値であるとすると、太陽
電池１２３，１２５、前置増幅器１２７，１２９を経て
差動増幅器１３１へ入力される電気信号値は、同一にな
る。この関係を図４の吸収特性曲線でいうと、参照番号
６１ａが、変調光１１５に対する共鳴信号として吸収セ
ル１１８から出射された信号成分に対応し、参照番号６
１ｂが、無変調光１１３に対する共鳴信号として吸収セ
ル１１８から出射された信号成分に対応する。図４の参
照番号１１３ｆは、無変調光１１３の周波数に対応し、
参照番号１１５ｆは、変調光１１５の周波数に対応す
る。

【００４０】従って、差動増幅器１３１からの出力信号
はなく、サンプリングされ、又はされずして低域通過フ
ィルタ１３５へ供給される信号値は零となる。それ故、
電流源１３０、又は温度コントローラ１３２へ供給され
る波長制御信号は無く、ＬＤ１００から出射される周波
数の制御はされない。つまり、Ｎが１次であるとする
と、周波数（波長）制御としては、無変調光１１３の周
波数が、共鳴周波数ｆ₀からｆ_L−Ｍ／２だけ隔たった
周波数にあって、変調光１１５の周波数が、共鳴周波数
ｆ₀からｆ_L＋Ｍ／２だけ隔たった周波数にある状態
で、ＬＤ１００の周波数が安定化される。ＬＤ１００の
周波数はオフセットロックされる。

【００４１】又、前記２つの共鳴信号の各周波数が、図
４で参照番号５２で示すように、共鳴周波数より高い周
波数側に変位した状態になると、太陽電池１２３，１２
５、前置増幅器１２７，１２９を経て差動増幅器１３１
へ入力される電気信号値の各々は、異なって来る。この
関係を図４の吸収特性曲線でいうと、参照番号６２ａ
が、変調光１１５に対する共鳴信号として吸収セル１１
８から出射された信号成分に対応し、参照番号６２ｂ
が、無変調光１１３に対する共鳴信号として吸収セル１
１８から出射された信号成分に対応する。

【００４２】従って、差動増幅器１３１から出力される
出力信号の値は、図４に示す参照番号６２ａと、参照番
号６２ｂとの差に相当する信号値となる。この信号値
が、サンプリングされ、又はされずして低域通過フィル
タ１３５で平滑されて波長制御信号として電流源１３
０、又は温度コントローラ１３２へ供給され、ＬＤ１０
０から出射されるレーザ光の周波数を低下させるように
作用する。

【００４３】これにより、参照番号５２で示される２つ
の共鳴信号の周波数は、参照番号５１で示す２つの共鳴
信号の周波数の方へ推移させられてＬＤ１００の周波数
は安定化される。つまり、Ｎが１次であるとすると、周
波数（波長）制御としては、無変調光１１３の周波数
が、共鳴周波数ｆ₀からｆ_L−Ｍ／２だけ隔たった周波
数にあって、且つ変調光１１５の周波数が、共鳴周波数
ｆ₀からｆ_L＋Ｍ／２だけ隔たった周波数にある状態
で、ＬＤ１００の周波数が安定化されてＬＤ１００の周
波数がオフセットロックされる。

【００４４】これとは逆に、前記２つの共鳴信号の各周
波数が、図４で参照番号５３で示すように、共鳴周波数
より低い周波数側に変位した状態になると、太陽電池１
２３，１２５、前置増幅器１２７，１２９を経て差動増
幅器１３１へ入力される電気信号値の各々は、前記２つ
の共鳴信号の各周波数が高い周波数側へ変位した場合と
逆になる。この関係を図４の吸収特性曲線でいうと、参
照番号６３ａが、変調光１１５に対する共鳴信号として
吸収セル１１８から出射される信号成分に対応し、参照
番号６３ｂが、無変調光１１３に対する共鳴信号として
吸収セル１１８から出射される信号成分に対応する。

【００４５】従って、差動増幅器１３１から出力される
出力信号の値は、図４に示す参照番号６３ａと、参照番
号６３ｂとの差に相当する信号値となる。この信号値
が、サンプリングされ、又はされずして低域通過フィル
タ１３５で平滑されて波長制御信号として電流源１３
０、又は温度コントローラ１３２へ供給され、ＬＤ１０
０から出射されるレーザ光の周波数を高めるように作用
する。

【００４６】これにより、参照番号５３で示される２つ
の共鳴信号の周波数は、参照番号５１で示す２つの共鳴
信号の周波数の方へ推移させられてＬＤ１００の周波数
は安定化される。つまり、Ｎが１次であるとすると、周
波数（波長）制御としては、無変調光１１３の周波数
が、共鳴周波数ｆ₀からｆ_L−Ｍ／２だけ隔たった周波
数にあって、変調光１１５の周波数が、共鳴周波数ｆ₀
からｆ_L＋Ｍ／２だけ隔たった周波数にある状態で、Ｌ
Ｄ１００の周波数が安定化されてＬＤ１００の周波数は
オフセットロックされる。

【００４７】このオフセットロック状態にして周波数の
安定化を得るために、ＬＤ１００から出射されるレーザ
光を従来のうよに変化させなくてもよいから、出力レー
ザ光として用い得るレーザ光は無変調光となり、しかも
周波数安定性に優れている。従って、前述のように構成
される波長安定化光源は、周波数標準光源として用いる
ことが可能になる。

【００４８】又、前述のようなオフセットロックを達成
し得るので、そのマイクロ波の周波数を任意に設定する
ことにより、オフセット位置を任意に設定し得る。又、
サンプルホールド回路１３３のサンプリング周期を変え
ることにより、波長安定化光源の時定数を任意に設定し
得る。

【００４９】前記実施例においては、波長制御信号を得
るのに、低域通過フィルタ（積分器）を用いているが、
アップダウンカウンタを用いて積分器を構成するように
してもよい。このアップダウンカウンタは、前記サンプ
ルホールド回路１３３のサンプリング周期に同期してカ
ウント動作をする。例えば、差動増幅器１３１から出力
される差の信号がプラスのとき、サンプルホールド回路
１３３から高レベルの信号を出力し、差動増幅器１３１
から出力される差の信号がマイナスのとき、サンプルホ
ールド回路１３３から低レベルの信号を出力ようにす
る。これら両信号に応答してアップダウンカウンタのカ
ウント動作をするようにして積分機能を生ぜしめる。こ
の場合に、差動増幅器１３１の利得は無限大に設定され
る。微小信号の判別を容易にするためである。

【００５０】又、レーザが外部共振器を用いて周波数調
整をしている形式のレーザの場合には、その共振器の長
さを調整しているＰＺＴコントローラへ波長制御信号を
帰還するようにする。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、無
変調光及び変調光を発生し、共鳴信号出力手段の共鳴周
波数に対してオフセットした周波数において共鳴信号出
力手段から出射される両変調光の成分を同一にするよう
に構成して優れた位相弁別特性を得て周波数制御を行う
ようにしたので、周波数安定度が良くなる。その際にレ
ーザは、周波数変調を行わないから、出力レーザ光は無
変調光となる。そして、単一の周波数のマイクロ波信号
で無変調光及び変調光を発生するようにしたので、オフ
セット量を定量的に設定することが可能になる。従っ
て、原子、イオンの吸収線に対してレーザ光の周波数を
オフセットした周波数で周波数を安定にしたいという要
求を満たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１乃至請求項11記載の発明の原理ブロッ
ク図である。

【図２】請求項１乃至請求項11記載の発明の一実施例を
示す図である。

【図３】レーザ光を変調する構成を示す図である。

【図４】波長制御信号の発生を説明する図である。

【図５】従来の波長安定化光源を示す図である。

【図６】ＬＤの注入電流対光出力レベルの特性を示す図
である。

【符号の説明】

２レーザ光出射手段４レーザ光変調手段６共鳴信号出力手段８ずれ量出力手段１０波長制御信号出力手段１００ＬＤ１１０マイクロ波発振器１１２ＡＯＭ１１８吸収セル１２３太陽電池１２５太陽電池１２７前置増幅器１２９前置増幅器１３１差動増幅器１３３サンプルホールド回路１３５ＬＰＦ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を出射するレーザ光出射手段
（２）と、該レーザ光出射手段（２）から出射されたレーザ光を無
変調光と変調光とに分けて出力するレーザ光変調手段
（４）と、該レーザ光変調手段（４）から出射された無変調光及び
変調光を同時に受け、予め決められた吸収特性に従う吸
収作用を受けた変調光と無変調光の共鳴信号を同時に出
力する共鳴信号出力手段（６）と、該共鳴信号出力手段（６）の共鳴周波数からのずれ量を
表す信号を変調光と無変調光毎に同時に出力するずれ量
出力手段（８）と、該ずれ量出力手段（８）から出力された両ずれ量の差に
応じた波長制御信号を前記レーザ光出射手段（２）へ帰
還して該レーザ光出射手段（２）から出射されるレーザ
光の波長を帰還量に応じた値だけ変更させる波長制御信
号出力手段（１０）とを設けたことを特徴とする波長安
定化光源。
【請求項２】請求項１記載の波長安定化光源におい
て、レーザ光変調手段（４）は、ＡＯＭを有し、該ＡＯＭへ
供給されるマイクロ波が無変調波であることを特徴とす
る波長安定化光源。
【請求項３】請求項１記載の波長安定化光源におい
て、レーザ光変調手段（４）は、共鳴信号出力手段（６）に
入射する無変調光及び変調光の光量をほぼ等しくする制
御手段を有することを特徴とする波長安定化光源。
【請求項４】請求項３記載の波長安定化光源におい
て、制御手段は、ＮＤフィルタであることを特徴とする波長
安定化光源。
【請求項５】請求項３記載の波長安定化光源におい
て、制御手段は、レーザ光変調手段（４）へ入射されるレー
ザ光の入射角の設定を行う手段であることを特徴とする
波長安定化光源。
【請求項６】請求項１記載の波長安定化光源におい
て、波長制御信号出力手段（１０）によるレーザ光の波長変
更は、共鳴信号出力手段（６）から出力される無変調光
及び変調光を等しくさせるようにして制御することを特
徴とする波長安定化光源。
【請求項７】請求項６記載の波長安定化光源におい
て、波長制御信号出力手段（１０）にサンプリング周期を設
定可能なサンプルホールド回路を設け、該サンプルホー
ルド回路のサンプリング周期を制御することを特徴とす
る波長安定化光源。
【請求項８】請求項６記載の波長安定化光源におい
て、ずれ量出力手段（８）は、利得を無限大に設定された差
動増幅回路を有して構成され、波長制御信号出力手段
（１０）は、サンプルホールド回路、及びアップダウン
カウンタを有して構成され、該サンプルホールド回路か
ら出力される２進信号に応答してアップダウンカウンタ
を動作させることを特徴とする波長安定化光源。
【請求項９】請求項６乃至請求項８記載の波長安定化
光源において、レーザ光出射手段（２）を構成するレーザ光源へ電流を
注入する電流源へ波長制御信号出力手段（１０）から出
力される波長制御信号を帰還することを特徴とする波長
安定化光源。
【請求項１０】請求項６乃至請求項８記載の波長安定
化光源において、レーザ光出射手段（２）を構成するレーザ光源の温度を
調整する温度コントローラへ波長制御信号出力手段（１
０）から出力される波長制御信号を帰還することを特徴
とする波長安定化光源。
【請求項１１】請求項６乃至請求項８記載の波長安定
化光源において、レーザ光出射手段（２）を構成するレーザ光源の外部共
振器の共振器長を制御するＰＺＴコントローラへ波長制
御信号出力手段（１０）から出力される波長制御信号を
帰還することを特徴とする波長安定化光源。