JPH07249819A - Frequency-stabilized laser apparatus - Google Patents

Frequency-stabilized laser apparatus

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JPH07249819A
JPH07249819A JP6646894A JP6646894A JPH07249819A JP H07249819 A JPH07249819 A JP H07249819A JP 6646894 A JP6646894 A JP 6646894A JP 6646894 A JP6646894 A JP 6646894A JP H07249819 A JPH07249819 A JP H07249819A
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JP
Japan
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frequency
laser light
laser
stabilized
mirror
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Application number
JP6646894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fujii
隆 藤井
Koshichi Nemoto
孝七 根本
Genichi Otsu
元一 大津
Motonobu Korogi
元伸 興梠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP6646894A priority Critical patent/JPH07249819A/en
Publication of JPH07249819A publication Critical patent/JPH07249819A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a frequency-stabilized laser apparatus whose frequency accuracy and stability are high, whose bandwidth is narrow, which can oscillate a high-output pulse and which can generate a frequency-variable laser beam. CONSTITUTION:A high-frequency power supply 10 modulates a comb generator 20. A Faraday rotator 21 and a total reflecting mirror 22 are arranged and installed in the horizontal direction on the incident and radiant side of the comb generator 20. At the Faraday rotator 21, the deflection face of an incident laser beam and that of a radiant laser beam can be turned by 90 deg.. A polarizing mirror 23 and a semitransmitting mirror 24 are arranged in the vertical direction on the lower side as shown in the figure of the total reflecting mirror 22. An isolator 25, a semitransmitting mirror 26 and a semiconductor laser 27 are arranged in the horizontal direction on the right side of the semitransmitting mirror 24. A light feedback means which includes a Fabry-Perot etalon 28 15 arranged and installed on the upper side of the semitransmitting mirror 26. A frequency standard 29 is arranged at the polarizing mirror 23 via an etalon 40, and a frequency can be stabilized by it.

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、原子レーザー法ウラン
濃縮等のレーザー同位体分離、核燃料再処理などにおけ
る元素分離、大気環境計測、分光等のレーザー計測等に
使用される周波数安定化レーザー装置に関するものであ
る。さらに詳細には、本発明は、周波数同調可能であっ
てかつ周波数が安定なレーザー光を発生できる周波数安
定化レーザー装置に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a frequency-stabilized laser device used for laser isotope separation such as uranium enrichment by atomic laser method, element separation in nuclear fuel reprocessing, atmospheric environment measurement, laser measurement such as spectroscopy. It is about. More specifically, the present invention relates to a frequency-stabilized laser device capable of generating frequency-tunable laser light having a stable frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、原子レーザー法ウラン濃縮等の
レーザー同位体分離、核燃料再処理などにおける元素分
離、あるいは大気環境計測、分光等のレーザー計測等に
おいては、対象とする原子の共鳴周波数に正確に周波数
同調されたレーザー光が必要とされる。また、このよう
な技術分野において必要とされるレーザー光は狭帯域ス
ペクトルを有する必要がある。しかも、なるべく多くの
原子に共鳴させるためにレーザー光の周波数同調範囲は
広い方が望ましい。さらに、原子レーザー法ウラン濃縮
や大気環境計測等においては、高出力のパルスレーザー
光が必要とされる。前述したような三つの要求を満足す
るレーザー光を発生させるためには、従来、色素レーザ
ーや波長可変固体レーザーを用い、エタロン(共振器)
や回析格子等により狭帯域化及び周波数同調を行い、ま
た波長計によって周波数の同定を行っていた。
2. Description of the Related Art Generally, in laser isotope separation such as uranium enrichment by atomic laser method, element separation in nuclear fuel reprocessing, or atmospheric environment measurement, laser measurement such as spectroscopy, the resonance frequency of the target atom is accurate. A frequency tuned laser light is required. Further, the laser light required in such a technical field needs to have a narrow band spectrum. Moreover, it is desirable that the frequency tuning range of the laser light is wide in order to resonate with as many atoms as possible. Furthermore, high-power pulsed laser light is required for atomic laser method uranium enrichment and atmospheric environment measurement. In order to generate laser light that satisfies the above-mentioned three requirements, dye lasers and tunable solid-state lasers have conventionally been used, and etalons (resonators) have been used.
Narrowing the band and tuning the frequency with a diffraction grating, etc., and identifying the frequency with a wavemeter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のレーザー装置においては、数多くの光学素子を組
み込むことが必要となり、さらにここで使用される波長
計は大型であるため、装置自体複雑で大型なものとな
る。
However, in these conventional laser devices, it is necessary to incorporate many optical elements, and since the wavelength meter used here is large, the device itself is complicated and large. Will be things.

【0004】また、周波数を同定するために使用する従
来の波長計は、大型でかつ非常に高価であるため、装置
全体が大型になりかつコストが高くなるという欠点があ
った。
Further, since the conventional wavemeter used for identifying the frequency is large and very expensive, there is a drawback that the entire apparatus becomes large and the cost becomes high.

【0005】さらに、上述した従来の装置にあっては、
周波数の精度及び安定度がそれほど高くないという欠点
もあった。
Further, in the above-mentioned conventional device,
There is also a drawback that the frequency accuracy and stability are not so high.

【0006】本発明は、上述した欠点を解消し、周波数
精度及び安定度が高く、しかも狭帯域スペクトルを有
し、高出力パルス発振が可能であって、かつ周波数可変
レーザー光を発生し得る小型で低いコストの周波数安定
化レーザー装置を提供することを目的としている。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks, has high frequency accuracy and stability, has a narrow band spectrum, is capable of high-power pulse oscillation, and is small in size capable of generating a variable frequency laser beam. It is an object of the present invention to provide a low cost frequency stabilized laser device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明に係る周波数安定化レーザー装
置は、狭帯域化されたスペクトルを有し、レーザー光の
周波数を可変して発生できるレーザー光発生装置と、レ
ーザー光発生装置からのレーザー光を光周波数変調素子
で変調し、かつレーザー光の入出射側にファブリーペロ
ー共振器が構成されるようにしたコムジェネレータと、
コムジェネレータから発生した櫛状のスペクトルのレー
ザー光のサイドバンドの一つを周波数基準に照射し、そ
の照射結果をディテクターで検出し、当該検出信号を基
にレーザー光発生装置のレーザー駆動電源及びファブリ
ーペローエタロンの駆動電源の動作を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a frequency-stabilized laser device according to a first aspect of the present invention has a spectrum with a narrow band, and the frequency of laser light is varied. A laser light generator capable of generating, a comb generator in which laser light from the laser light generator is modulated by an optical frequency modulation element, and a Fabry-Perot resonator is configured on the input / output side of the laser light,
One of the sidebands of the comb-shaped spectrum laser light generated from the comb generator is irradiated as a frequency reference, and the irradiation result is detected by a detector. Based on the detection signal, the laser drive power supply and the Fabry of the laser light generator are detected. And a control means for controlling the operation of the drive power source for the Perot etalon.

【0008】上記目的を達成するために、請求項2記載
の発明に係る周波数安定化レーザー装置は、中心周波数
またはサイドバンドを原子の吸収スペクトル等の周波数
基準に同調させることにより周波数安定化したサイドバ
ンドを含んだレーザー光を出力できるコムジェネレータ
部と、コムジェネレータ部からのサイドバンドを含んだ
レーザー光と他の波長可変レーザー光発生装置からの出
力レーザー光とを干渉させて、そのビート周波数を測定
してフィードバック制御することにより当該波長可変レ
ーザー周波数を必要とする周波数に同調させてかつ安定
化させたレーザー光出力部とを備えたことを特徴とする
ものである。
In order to achieve the above object, a frequency-stabilized laser device according to a second aspect of the present invention is a frequency-stabilized side device in which the center frequency or side band is tuned to a frequency reference such as an absorption spectrum of an atom. The beat frequency is changed by interfering the comb generator that can output the laser light including the band, the laser light that includes the sideband from the comb generator with the output laser light from the other wavelength tunable laser light generator. A laser light output unit is provided which is tuned and stabilized to the required frequency by measuring and performing feedback control of the wavelength tunable laser frequency.

【0009】請求項3記載の発明に係る周波数安定化レ
ーザー装置における上記レーザー光出力部の周波数が安
定化されたレーザー光を、色素レーザー、固体レーザー
等の高出力パルス発振が可能で波長可変なレーザー光発
生装置にインジェクションシーディングを行なうことを
特徴とするものである。
In the frequency-stabilized laser device according to the third aspect of the present invention, the laser beam whose frequency is stabilized in the laser beam output section is capable of high-power pulse oscillation of a dye laser, a solid-state laser, etc., and has a variable wavelength. It is characterized by performing injection seeding on a laser light generator.

【0010】[0010]

【作用】請求項1記載の発明では、コムジェネレータの
サイドバンドの一つを原子の吸収スペクトル等の周波数
基準に同調せることにより、出力レーザー光となる中心
周波数を同調させる。この場合、周波数の同調は、飛び
飛びの値でしか行えないが、周波数シフター等と組み合
わせることにより、連続同調が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, one of the sidebands of the comb generator is tuned to the frequency reference such as the absorption spectrum of atoms to tune the center frequency of the output laser light. In this case, the frequency can be tuned only at discrete values, but continuous tuning can be performed by combining with a frequency shifter or the like.

【0011】請求項2記載の発明では、周波数基準に周
波数同調することにより、周波数安定化されたコムジェ
ネレータ部からのレーザー光のサイドバンドは、その各
々が周波数標準となるため、これとは別にレーザー光出
力部を設け、その出力光を必要とする周波数付近に祖同
調した後、必要とする周波数に最も近いサイドバンドと
のビート周波数を測定し、フィードバック制御を行なう
ことにより、精密に周波数制御されたレーザー光を得る
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, the sidebands of the laser light from the comb generator section whose frequency is stabilized by frequency tuning to the frequency reference each become a frequency standard. Precise frequency control by providing a laser light output unit, adjusting the output light near the required frequency, measuring the beat frequency with the sideband closest to the required frequency, and performing feedback control. The obtained laser beam can be obtained.

【0012】請求項3記載の発明では、高精度に周波数
制御された連続発振レーザー光を発生し、これを別なパ
ルス発振波長可変レーザーにインジャクションシーディ
ングすることにより、連続発振レーザー光と同程度に精
密に周波数制御されたパルスレーザー光を得ることがで
きる。しかも、この周波数制御されたパルスレーザー光
は、元々パルス発振波長可変レーザーから発生しうる出
力と同程度であるため、高出力化も可能である。
According to the third aspect of the present invention, a continuous wave laser beam whose frequency is controlled with high precision is generated, and the seed wave is injected into another pulsed wavelength tunable laser, so that the same as the continuous wave laser beam is generated. It is possible to obtain a pulsed laser beam whose frequency is controlled with a degree of precision. Moreover, since the frequency-controlled pulsed laser light is essentially the same as the output that can be generated from the pulsed oscillation wavelength variable laser, it is possible to increase the output.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明について図示の実施例に基づい
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.

【0014】図1に、本発明の周波数安定化レーザー装
置の実施例を示す。符号10は高周波電源であり、前記
高周波電源10はコムジェネレータ20を変調するよう
になっている。このコムジェネレータ20の入出射側に
は、ファラデーローテーター21、全反射ミラー22が
図示水平方向に直線状に配設されており、レーザー光が
全反射ミラー22、ファラデーローテーター21を介し
てコムジェネレータ20に導かれ、またコムジェネレー
タ1からのレーザー光がファラデーローテーター21、
全反射ミラー22に向かって導かれるような光路dが構
成されている。全反射ミラー22は、コムジェネレータ
20に向かうレーザー光に対して45度に傾斜して配置
されている。また、ファラデーローテーター21は、入
射レーザー光と出射レーザー光の偏向面を90度回転で
きるようにしてある。
FIG. 1 shows an embodiment of the frequency stabilized laser device of the present invention. Reference numeral 10 is a high frequency power supply, and the high frequency power supply 10 modulates the comb generator 20. A Faraday rotator 21 and a total reflection mirror 22 are linearly arranged in the horizontal direction in the drawing on the input / output side of the comb generator 20, and the laser light passes through the total reflection mirror 22 and the Faraday rotator 21. The laser light from the comb generator 1 is guided to the Faraday rotator 21,
The optical path d is configured so as to be guided toward the total reflection mirror 22. The total reflection mirror 22 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the laser light directed to the comb generator 20. Further, the Faraday rotator 21 can rotate the deflecting surfaces of the incident laser light and the outgoing laser light by 90 degrees.

【0015】前記全反射ミラー22の図示下側には、偏
光ミラー23、半透過ミラー24が図示垂直方向に直線
状に配置されており、レーザー光の光路が形成されてい
る。前記半透過ミラー24の図示右側には、アイソレー
タ25、半透過ミラー26、半導体レーザー27が図示
水平方向に直線状に配置されており、半導体レーザー2
7からのレーザー光を導く光路a,bが形成されてい
る。
A polarization mirror 23 and a semi-transmission mirror 24 are linearly arranged in the vertical direction in the figure below the total reflection mirror 22 in the figure to form an optical path of laser light. On the right side of the semi-transmissive mirror 24 in the figure, an isolator 25, a semi-transmissive mirror 26, and a semiconductor laser 27 are arranged linearly in the horizontal direction in the figure.
Optical paths a and b for guiding the laser light from 7 are formed.

【0016】前記半透過ミラー26の図示上側には、フ
ァブリーペローエタロン28が配置されており、このフ
ァブリーペローエタロン28、半透過ミラー26及び後
述するピエゾ駆動電源33により光帰還手段を構成し、
この光帰還手段で処理したレーザー光を半導体レーザー
27に光帰還を行えるようにしてある。
A Fabry-Perot etalon 28 is disposed above the semi-transmissive mirror 26 in the figure. The Fabry-Perot etalon 28, the semi-transmissive mirror 26 and a piezo drive power source 33, which will be described later, constitute an optical feedback means.
The laser light processed by the optical feedback means can be optically returned to the semiconductor laser 27.

【0017】上記偏光ミラー23の図示右側にはファブ
リーペローエタロン40を介して周波数基準29が配置
されており、この周波数基準29の図示右側にはディテ
クター30が配設されている。このディテクター30
は、入射されたレーザー光に応じた電気信号を形成し、
その電気信号をアンプ31に供給できるようになってい
る。前記アンプ31の出力は、制御回路32に電気的に
接続されている。この制御回路32は、ピエゾ駆動電源
33と、半導体レーザー駆動電源34とに電気的に接続
されており、前記ピエゾ駆動電源33及び半導体レーザ
ー駆動電源34を駆動制御できるようになっている。ピ
エゾ駆動電源33は、ファブリーペローエタロン28の
ピエゾ36に電気的に接続されており、ピエゾ36を駆
動できるようになっている。前記半導体レーザー駆動電
源34は、半導体レーザー27に電気的に接続されてお
り、半導体レーザー27を駆動できるようになってい
る。なお、半導体レーザー27は、狭帯域のシングルモ
ードレーザー装置を使用し、ある程度狭帯域化されたレ
ーザー装置を用いることが望ましい。
A frequency reference 29 is arranged on the right side of the polarizing mirror 23 in the figure through a Fabry-Perot etalon 40, and a detector 30 is arranged on the right side of the frequency reference 29 in the figure. This detector 30
Forms an electric signal according to the incident laser light,
The electric signal can be supplied to the amplifier 31. The output of the amplifier 31 is electrically connected to the control circuit 32. The control circuit 32 is electrically connected to a piezo drive power supply 33 and a semiconductor laser drive power supply 34, and can drive and control the piezo drive power supply 33 and the semiconductor laser drive power supply 34. The piezo drive power source 33 is electrically connected to the piezo 36 of the Fabry-Perot etalon 28 and can drive the piezo 36. The semiconductor laser driving power source 34 is electrically connected to the semiconductor laser 27 and can drive the semiconductor laser 27. As the semiconductor laser 27, a narrow band single mode laser device is used, and it is desirable to use a laser device having a narrow band to some extent.

【0018】このような実施例の動作を図1及び図2を
参照しながら説明する。なお、図2に、図1の周波数標
準レーザー装置の光路a,b,c,d,eにおけるレー
ザー光の状態を示す。また、図2では、横軸に周波数、
縦軸にレーザー光のレベルをとっている。
The operation of such an embodiment will be described with reference to FIGS. 2 shows the state of the laser light on the optical paths a, b, c, d, e of the frequency standard laser device of FIG. Further, in FIG. 2, the horizontal axis represents frequency,
The vertical axis shows the level of laser light.

【0019】半導体レーザー27で発生したレーザー光
の一部は、半透過ミラー26を介してファブリーペロー
エタロン28に供給されている。この光路aでのレーザ
ー光は、図2のa軸に示すようにある程度狭帯域化され
ているが、完全に狭帯域化はされていない。ファブリー
ペローエタロン28で処理されたレーザー光は、再び半
透過ミラー26を介して半導体レーザー27に戻され
る。これにより、半透過ミラー26を通過するレーザー
光は、図2のb軸に示すように狭帯域化されたものとな
る。このレーザー光の一部は、半透過ミラー24により
反射されて、偏光ミラー23、全反射ミラー22、及び
ファラデーローテーター21を介してコムジェネレータ
20に入力される。このとき、半導体レーザー27のレ
ーザー光は、直線偏光しているので、偏光ミラー23の
偏光面をレーザー光に合わせて、レーザー光が全部透過
するように偏光ミラー23を設定しておく。
Part of the laser light generated by the semiconductor laser 27 is supplied to the Fabry-Perot etalon 28 via the semi-transmissive mirror 26. The laser light on the optical path a is narrowed to some extent as shown by the a-axis in FIG. 2, but is not completely narrowed. The laser light processed by the Fabry-Perot etalon 28 is returned to the semiconductor laser 27 via the semi-transmissive mirror 26 again. As a result, the laser light passing through the semi-transmissive mirror 26 has a narrow band as shown by the b axis in FIG. A part of this laser light is reflected by the semi-transmissive mirror 24, and is input to the comb generator 20 via the polarization mirror 23, the total reflection mirror 22, and the Faraday rotator 21. At this time, since the laser light of the semiconductor laser 27 is linearly polarized, the polarization plane of the polarization mirror 23 is aligned with the laser light, and the polarization mirror 23 is set so that all the laser light is transmitted.

【0020】コムジェネレータ20は、高周波電源10
により高電圧の変調電圧が印加されている。これによ
り、コムジェネレータ20から出力されるレーザー光の
スペクトルには、サイドバンドが発生する。このコムジ
ェネレータ20は、例えば平板立方体形状をした非線形
結晶体からなる変調素子の角部を切り欠いて設けた一部
反射面から取り込んだレーザー光が相対する側面でジグ
ザグに反射するようにし、その反射を繰り返したレーザ
ー光が前記角の対角を切り欠いて設けた全反射面で反射
して再び同一コースを逆にたどって一部反射面から出力
されるようにしたことにより、入出射側にファブリーペ
ロー共振器が構成され、高精度の周波数フィルターの働
きをするようになっている。したがって、前記コムジェ
ネレータ20から再び取り出されるレーザー光には、櫛
状の多くのサイドバンドが含まれることになる。また、
上記コムジェネレータ20の場合には、その構成された
ファブリーペロー共振器の共振器長さが長いため、サイ
ドバンドの間隔が短くなる。したがって、ファラデーロ
ーテーター21を通過したレーザー光は、図3のd軸に
示すように短い間隔で櫛状の多くのサイドバンドが含ま
れるものとなる。
The comb generator 20 is a high frequency power source 10.
Due to this, a high voltage modulation voltage is applied. As a result, sidebands are generated in the spectrum of the laser light output from the comb generator 20. In this comb generator 20, for example, a laser beam captured from a partially reflecting surface provided by cutting out a corner portion of a non-linear crystal body having a flat plate cube shape is reflected in zigzag at opposite sides. The laser light that has been repeatedly reflected is reflected by the total reflection surface provided by cutting out the diagonal of the above-mentioned corner and again traces the same course to be output from a part of the reflection surface. The Fabry-Perot resonator is constructed in the and works as a high-precision frequency filter. Therefore, the laser light extracted again from the comb generator 20 contains many comb-shaped side bands. Also,
In the case of the comb generator 20, since the resonator length of the Fabry-Perot resonator configured is long, the side band interval is short. Therefore, the laser beam that has passed through the Faraday rotator 21 contains many comb-shaped side bands at short intervals as shown by the d-axis in FIG.

【0021】上記説明では、コムジェネレータ20は、
変調素子と、ファブリーペロー共振器とを一体的なもの
として説明しているが、変調素子の外側にファブリーペ
ロー共振器を置くようにしてもよい。また、ファブリー
ペロー共振器に入射する面と当該共振器からの出射面を
同一の面としているが、出射面を逆の面としてファブリ
ーペロー共振器を通過させるようにしてもよい。この場
合には、ファラデーローテーター21が不要になる。ま
た、変調素子とファブリーペロー共振器が一体的なもの
でもかまわない。
In the above description, the comb generator 20 is
Although the modulation element and the Fabry-Perot resonator are described as being integrated, the Fabry-Perot resonator may be placed outside the modulation element. Further, although the surface that enters the Fabry-Perot resonator and the exit surface from the resonator are the same surface, the exit surface may be the opposite surface to allow passage through the Fabry-Perot resonator. In this case, the Faraday rotator 21 becomes unnecessary. Further, the modulator and the Fabry-Perot resonator may be integrated.

【0022】このようにしてサイドバンドが発生したレ
ーザー光は、再び、ファラデーローテーター21、全反
射ミラー22を介して偏光ミラー23に達する。このと
き、ファラデーローテーター21を通過することによ
り、偏光面が90度回転するように設定しておけば、偏
光ミラー23とレーザー光の偏光面が90度ずれている
ため、レーザー光は偏光ミラー23で全部反射し、ファ
ブリーペローエタロン40を介して周波数基準29に照
射される。
The laser light in which the side band is generated in this way again reaches the polarization mirror 23 via the Faraday rotator 21 and the total reflection mirror 22. At this time, if the polarization plane is set to rotate 90 degrees by passing through the Faraday rotator 21, the polarization plane of the laser light and the polarization plane of the laser light are deviated by 90 degrees. Then, it is totally reflected at and is irradiated to the frequency reference 29 through the Fabry-Perot etalon 40.

【0023】ここで、ファブリーペローエタロン40に
よりサイドバンドの内の任意の一つを選択し、すなわち
図2のe軸に示すようなレーザー光のサイドバンドのN
番目のモード(Nは任意の整数)を使用して、基準周波
数に同調させる。これにより、中心周波数の掃引及び安
定化が可能になる。このようにN番目のモードを周波数
基準29の原子に照射することにより、その結果をディ
テクター30で検出する。ディテクター30で検出され
た検出信号は、アンプ31で増幅されて制御回路32に
入力される。制御回路32では、前記検出信号を基に半
導体レーザー駆動電源34の動作を制御等することによ
り、半導体レーザー27に流す電流を制御するとともに
半導体レーザー27の温度を調整する。また、制御回路
32は、前記検出信号を基に、ピエゾ駆動電源33を駆
動制御してファブリーペローエタロン28の間隔をピエ
ゾ36で調整することにより必要な波長におけるスペク
トルの狭帯域化を行っている。
Here, any one of the side bands is selected by the Fabry-Perot etalon 40, that is, N of the side band of the laser light as shown on the e-axis of FIG.
The second mode (N is any integer) is used to tune to the reference frequency. This allows the center frequency to be swept and stabilized. In this way, by irradiating the atom of the frequency reference 29 with the Nth mode, the result is detected by the detector 30. The detection signal detected by the detector 30 is amplified by the amplifier 31 and input to the control circuit 32. The control circuit 32 controls the operation of the semiconductor laser driving power source 34 based on the detection signal to control the current flowing through the semiconductor laser 27 and adjust the temperature of the semiconductor laser 27. Further, the control circuit 32 performs drive control of the piezo drive power source 33 based on the detection signal to adjust the interval of the Fabry-Perot etalon 28 by the piezo 36, thereby narrowing the spectrum band at the required wavelength. .

【0024】上述のように動作して半導体レーザー27
から半透過ミラー26を介して出力されるレーザー光
は、最終的に狭帯域で安定化されたものとなって、半透
過ミラー24から出力されることになる。このときのレ
ーザー光は、図2のc軸に示すように狭帯域のものとな
る。
The semiconductor laser 27 operates as described above.
The laser light output from the semi-transmissive mirror 26 is finally stabilized in a narrow band and is output from the semi-transmissive mirror 24. The laser light at this time has a narrow band as shown by the c-axis in FIG.

【0025】以上説明したように本実施例では、必要な
周波数で安定化されたレーザー光を得ることができ、周
波数の狭帯域化も容易である。
As described above, in this embodiment, it is possible to obtain laser light stabilized at a required frequency, and it is easy to narrow the frequency band.

【0026】また、上記実施例では、コムジェネレータ
20でレーザー光に変調をかけてサイドバンドを多く発
生させ、そのサイドバンドを偏光ミラー23で周波数基
準29の原子に照射し、その原子の吸収スペクトルに一
致させることによって必要波長に同調させているので、
大型で高価な波長計が不要となり、これにより装置全体
を小型化でき、コストを低くできる。
In the above embodiment, the comb generator 20 modulates the laser light to generate a large number of sidebands, and the sidebands are irradiated to the atoms of the frequency reference 29 by the polarization mirror 23, and the absorption spectrum of the atoms is obtained. Since it is tuned to the required wavelength by matching
A large and expensive wavelength meter is not required, which allows downsizing of the entire device and cost reduction.

【0027】図3に、本発明の他の実施例を示す。この
図においても図1と同一構成要素には、同一の符号を付
して説明をする。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. Also in this figure, the same components as those in FIG.

【0028】この図に示す周波数安定化レーザー装置
は、大別して、コムジェネレータ部2と、レーザー光出
力部4とからなる。
The frequency-stabilized laser device shown in this figure is roughly composed of a comb generator section 2 and a laser light output section 4.

【0029】ここで、コムジェネレータ部2は、次のよ
うに構成されている。符号20aはファブリーペロー共
振器付き変調素子であり、変調素子20aは、図示しな
い高周波電源により変調されるようになっている。この
変調素子20aの入出射側には、ファラデーローテータ
ー21、偏光ミラー23が図示水平方向に直線状に配設
されており、レーザー光が偏光ミラー23、ファラデー
ローテーター21を介して変調素子20aに導かれ、ま
た変調素子20aからのレーザー光がファラデーローテ
ーター21、偏光ミラー23に向かって導かれるような
光路が構成されている。偏光ミラー23は、コムジェネ
レータ1に向かうレーザー光に対して45度に配置され
ている。また、ファラデーローテーター21は、入射レ
ーザー光と出射レーザー光の偏向面を90度回転できる
ようにしてある。
Here, the comb generator section 2 is constructed as follows. Reference numeral 20a is a modulation element with a Fabry-Perot resonator, and the modulation element 20a is adapted to be modulated by a high frequency power source (not shown). A Faraday rotator 21 and a polarization mirror 23 are linearly arranged in the horizontal direction in the drawing on the entrance and exit sides of the modulator 20a, and the laser light is guided to the modulator 20a via the polarization mirror 23 and the Faraday rotator 21. In addition, an optical path is configured such that the laser light from the modulation element 20a is guided toward the Faraday rotator 21 and the polarization mirror 23. The polarization mirror 23 is arranged at 45 degrees with respect to the laser light directed to the comb generator 1. Further, the Faraday rotator 21 can rotate the deflecting surfaces of the incident laser light and the outgoing laser light by 90 degrees.

【0030】偏光ミラー23の図示上側には、半透過ミ
ラー24、全反射ミラー22が図示垂直方向に直線状に
配置されており、レーザー光の光路が形成されている。
前記全反射ミラー22の図示右側には、アイソレータ2
5、半透過ミラー26、半導体レーザー27が図示水平
方向に直線状に配置されており、半導体レーザー27か
らのレーザー光を導く光路が形成されている。
A semi-transmissive mirror 24 and a total reflection mirror 22 are linearly arranged in the vertical direction in the figure above the polarizing mirror 23 in the figure, and an optical path of laser light is formed.
The isolator 2 is provided on the right side of the total reflection mirror 22 in the figure.
5, the semi-transmissive mirror 26 and the semiconductor laser 27 are linearly arranged in the horizontal direction in the drawing, and an optical path for guiding the laser light from the semiconductor laser 27 is formed.

【0031】前記半透過ミラー26の図示下側には、フ
ァブリーペローエタロン28が配置されており、このフ
ァブリーペローエタロン28、半透過ミラー26及び後
述するピエゾ駆動電源33により光帰還手段を構成し、
この光帰還手段で処理したレーザー光を半導体レーザー
27に光帰還を行えるようにしてある。
A Fabry-Perot etalon 28 is disposed below the semi-transmissive mirror 26 in the figure. The Fabry-Perot etalon 28, the semi-transmissive mirror 26 and a piezo drive power source 33, which will be described later, constitute an optical feedback means.
The laser light processed by the optical feedback means can be optically returned to the semiconductor laser 27.

【0032】前記半透過ミラー24の図示右側には周波
数基準29が配置されており、この周波数基準29の図
示右側にはディテクター30が配設されている。このデ
ィテクター30は、入射されたレーザー光に応じた電気
信号を形成し、その電気信号をアンプ31に供給できる
ようになっている。前記アンプ31の出力は、制御回路
32に電気的に接続されている。この制御回路32は、
ピエゾ駆動電源33と、半導体レーザー駆動電源34と
に電気的に接続されており、前記ピエゾ駆動電源33及
び半導体レーザー駆動電源34を駆動制御できるように
なっている。ピエゾ駆動電源33は、ファブリーペロー
エタロン28のピエゾ36に電気的に接続されており、
ピエゾ36を駆動できるようになっている。前記半導体
レーザー駆動電源34は、半導体レーザー27に電気的
に接続されており、半導体レーザー27を駆動できるよ
うになっている。なお、半導体レーザー27は、狭帯域
のシングルモードレーザー装置が望ましい。また、偏光
ミラー23の出力側には、全反射ミラー39が設けられ
ており、コムジェネレータ部2の出力レーザー光をレー
ザー光出力部4に導けるようになっている。
A frequency reference 29 is arranged on the right side of the semi-transmissive mirror 24 in the figure, and a detector 30 is arranged on the right side of the frequency reference 29 in the figure. The detector 30 forms an electric signal according to the incident laser beam and can supply the electric signal to the amplifier 31. The output of the amplifier 31 is electrically connected to the control circuit 32. This control circuit 32 is
It is electrically connected to the piezo drive power supply 33 and the semiconductor laser drive power supply 34, and can drive and control the piezo drive power supply 33 and the semiconductor laser drive power supply 34. The piezo drive power source 33 is electrically connected to the piezo 36 of the Fabry-Perot etalon 28,
The piezo 36 can be driven. The semiconductor laser driving power source 34 is electrically connected to the semiconductor laser 27 and can drive the semiconductor laser 27. The semiconductor laser 27 is preferably a narrow band single mode laser device. A total reflection mirror 39 is provided on the output side of the polarization mirror 23 so that the output laser light of the comb generator section 2 can be guided to the laser light output section 4.

【0033】一方、レーザー光出力部4は、次のように
構成されている。符号41は半導体レーザーであり、半
導体レーザー41のレーザー光出力側には、半透過ミラ
ー42、43が図示水平方向に直線状に配設されてい
る。前記半透過ミラー42の図示上方には、ピエゾ44
を設けたファブリーペローエタロン45が図示垂直位置
に配設されている。同様に、半透過ミラー43の図示垂
直方向には、結合ミラー46が配設されている。この結
合ミラー46の図示左側には、水平方向に全反射ミラー
47が配設されており、全反射ミラー39を介して導か
れたコムジェネレータ部2からのレーザー光が結合ミラ
ー46に供給されるようにしてある。結合ミラー46の
図示右側には、光検出素子48が配設されており、この
光検出素子48により入力されたビート光を電気信号に
変換できるようになっている。前記光検出素子48で変
換された電気信号は、アンプ49に入力されるようにな
っている。アンプ49の出力は周波数比較器50に電気
的に接続されており、アンプ49で増幅した電気信号が
与えられるようになっている。周波数比較器50は、入
力された信号の周波数を比較して、その比較結果を制御
回路51に供給できるようになっている。制御回路51
は、ピエゾ駆動電源52及び半導体レーザー駆動電源5
3に電気的に接続されており、前記信号に基づいてピエ
ゾ駆動電源52及び半導体レーザー駆動電源53を駆動
できるようになっている。ピエゾ駆動電源52は、ファ
ブリーペローエタロン45のピエゾ44に電気的に接続
されており、ピエゾ駆動電源52からの電力によりピエ
ゾ44を駆動してファブリーペローエタロン45の間隔
を調整できるようになっている。半導体レーザー駆動電
源53は、半導体レーザー41に電気的に接続されてお
り、半導体レーザー駆動電源53の電流及び温度を調整
して半導体レーザー41の発振周波数を制御できるよう
になっている。
On the other hand, the laser light output section 4 is constructed as follows. Reference numeral 41 denotes a semiconductor laser, and on the laser light output side of the semiconductor laser 41, semi-transmissive mirrors 42 and 43 are linearly arranged in the horizontal direction in the drawing. A piezo 44 is provided above the semi-transmissive mirror 42 in the figure.
The Fabry-Perot etalon 45 provided with is arranged in the vertical position in the figure. Similarly, a coupling mirror 46 is arranged in the vertical direction of the semi-transmissive mirror 43 in the drawing. A total reflection mirror 47 is arranged in the horizontal direction on the left side of the coupling mirror 46 in the figure, and the laser light from the comb generator unit 2 guided through the total reflection mirror 39 is supplied to the coupling mirror 46. Is done. A photo-detecting element 48 is provided on the right side of the coupling mirror 46 in the figure, and the beat light input by the photo-detecting element 48 can be converted into an electric signal. The electric signal converted by the photodetector element 48 is input to the amplifier 49. The output of the amplifier 49 is electrically connected to the frequency comparator 50 so that the electric signal amplified by the amplifier 49 is given. The frequency comparator 50 can compare the frequencies of the input signals and supply the comparison result to the control circuit 51. Control circuit 51
Is a piezo drive power source 52 and a semiconductor laser drive power source 5
3 is electrically connected to the piezo drive power source 52 and the semiconductor laser drive power source 53 based on the signal. The piezo drive power supply 52 is electrically connected to the piezo 44 of the Fabry-Perot etalon 45, and the electric power from the piezo drive power supply 52 drives the piezo 44 so that the interval between the Fabry-Perot etalons 45 can be adjusted. . The semiconductor laser driving power source 53 is electrically connected to the semiconductor laser 41, and the oscillation frequency of the semiconductor laser 41 can be controlled by adjusting the current and temperature of the semiconductor laser driving power source 53.

【0034】このように構成した実施例の動作を図3及
び図4を参照して説明する。ここで、図4に、図3の周
波数標準レーザー装置の光路a,b,c,d,e,f,
gにおけるレーザー光の状態を示す。また、図4では、
横軸に周波数、縦軸にレーザー光のレベルをとってい
る。
The operation of the embodiment thus constructed will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Here, in FIG. 4, the optical paths a, b, c, d, e, f, of the frequency standard laser device of FIG.
The state of the laser beam in g is shown. In addition, in FIG.
The horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents the laser light level.

【0035】この実施例でも半導体レーザーを用いる
が、出力レーザー光として使用するレーザー光を出射す
る半導体レーザー41と、コムジェネレータ部2を構成
する半導体レーザー27とは図示のとおり別々なもので
ある。
Although the semiconductor laser is also used in this embodiment, the semiconductor laser 41 for emitting the laser light used as the output laser light and the semiconductor laser 27 constituting the comb generator section 2 are separate as shown in the figure.

【0036】まず、コムジェネレータ部2の動作につい
て説明すると、このコムジェネレータ部2で使用する半
導体レーザー27としては狭帯域のシングルモードレー
ザーが臨ましい。前記半導体レーザー27から出力され
たレーザー光の一部は、半透過ミラー26により取り出
されてファブリーペローエタロン28に注入し、再び半
導体レーザー27に光帰還することにより、レーザー光
のスペクトルをさらに狭帯域化する。これは、光路aの
レーザー光が図4のa軸に示すように比較的狭帯域であ
ったものが、前記光帰還をすることにより光路bのレー
ザー光のように狭帯域化される(図4のb軸参照)。
First, the operation of the comb generator section 2 will be described. As the semiconductor laser 27 used in the comb generator section 2, a narrow band single mode laser is suitable. A part of the laser light output from the semiconductor laser 27 is extracted by the semi-transmissive mirror 26, injected into the Fabry-Perot etalon 28, and returned to the semiconductor laser 27 again, whereby the spectrum of the laser light is further narrowed. Turn into. This is because the laser light on the optical path a had a relatively narrow band as shown by the a-axis in FIG. 4, but the laser light on the optical path b was narrowed by the optical feedback (FIG. (See b-axis in 4).

【0037】このようにして狭帯域されたレーザー光
は、アイソレータ25、全反射ミラー22、半透過ミラ
ー24、偏光ミラー23、及びファラデーローテーター
21を介してファブリーペロー共振器付きの変調素子2
0aに注入される。これにより、上記実施例で説明した
原理により櫛状のサイドバンドが発生する。すなわち、
光路dにおけるレーザー光は、図4のd軸に示すように
櫛状のサイドバンドを持ったものとなる。
The laser beam thus narrow-banded passes through the isolator 25, the total reflection mirror 22, the semi-transmission mirror 24, the polarization mirror 23, and the Faraday rotator 21, and the modulation element 2 with the Fabry-Perot resonator.
Injected at 0a. As a result, a comb-shaped side band is generated according to the principle described in the above embodiment. That is,
The laser light on the optical path d has comb-shaped side bands as shown on the d-axis in FIG.

【0038】この際に、半透過ミラー24により半導体
レーザー27からのレーザー光の一部が取り出され、周
波数基準29の原子に照射される。前記原子の光吸収波
長に同調するように、ディテクター30で検出した信号
をアンプ31で増幅して制御回路32に入力する。制御
回路32は、前記信号を基に半導体レーザー駆動電源3
4の動作を制御して、半導体レーザー27の温度や電流
を調整し、半導体レーザー27の中心周波数を安定化す
る。
At this time, a part of the laser light from the semiconductor laser 27 is taken out by the semi-transmissive mirror 24 and is irradiated on the atom of the frequency reference 29. A signal detected by the detector 30 is amplified by an amplifier 31 and input to a control circuit 32 so as to be tuned to the light absorption wavelength of the atom. The control circuit 32 controls the semiconductor laser driving power source 3 based on the signal.
4 is controlled to adjust the temperature and current of the semiconductor laser 27 and stabilize the center frequency of the semiconductor laser 27.

【0039】このとき、同時に、制御回路32は、前記
信号を基に、ピエゾ駆動電源33の動作を制御し、ファ
ブリーペローエタロン28のピエゾ36を調整すること
により、エタロン間隔を調整し、任意の波長におけるス
ペクトルの狭帯域化を可能にする。
At this time, at the same time, the control circuit 32 controls the operation of the piezo-driving power source 33 based on the signal, and adjusts the piezo 36 of the Fabry-Perot etalon 28 to adjust the etalon interval and to set an arbitrary value. Allows narrowing of the spectrum at wavelengths.

【0040】変調素子20aから取り出されたレーザー
光は、ファラデーローテーター21を再び通過する。こ
のとき、ファラデーローテーター21を最初に通過する
レーザー光の偏光面に比べて90度回転させるように設
定しておくと、光路dにおけるレーザー光は、偏光ミラ
ー23を通過して全反射ミラー39を反射し、レーザー
光出力部4の全反射ミラー47に入力される。
The laser light extracted from the modulator 20a passes through the Faraday rotator 21 again. At this time, if the Faraday rotator 21 is set to be rotated by 90 degrees with respect to the polarization plane of the laser light that first passes, the laser light in the optical path d passes through the polarization mirror 23 and passes through the total reflection mirror 39. The reflected light is input to the total reflection mirror 47 of the laser light output unit 4.

【0041】レーザー光出力部4では、全反射ミラー4
7に入力されたレーザー光は、光路d’を通って結合ミ
ラー46に入射される。また、半導体レーザー41で発
生したレーザー光の一部は、半透過ミラー42を介して
ファブリーペローエタロン45に導かれる。ファブリー
ペローエタロン45で処理されたレーザー光は、再び半
透過ミラー42を介して半導体レーザー41に光帰還さ
れてレーザー光の周波数を狭帯域化する。すなわち、光
路eにおけるレーザー光が図のe軸に示すように比較的
狭帯域でも帯域が広かったのに対して、半透過ミラー4
2を通過して光路fを通るレーザー光は図4のf軸に示
すように狭帯域化されたものになる。このように狭帯域
化されたレーザー光の一部は、半透過ミラー43で取り
出されて光路f’を通り結合ミラー46においてコムジ
ェネレータ部2からのレーザー光と結合される。これに
より、結合ミラー46からは両レーザー光のビート光が
出力される。コムジェネレータ部2からのレーザー光の
スペクトルは、中心周波数が周波数基準に安定化され、
モード間隔は一定であるため、どのモードとのビートで
あるかが判定できればビートの周波数を測定することに
より半導体レーザー41の発振周波数が正確に決定でき
る。このビート光は、光検出素子48で電気信号に変換
される。この電気信号は、アンプ49で増幅されて周波
数比較器50に入力される。周波数比較器50では、周
波数を比較し、その結果を制御回路51に入力する。制
御回路51では、ピエゾ駆動電源52及び半導体レーザ
ー駆動電源53の動作を制御する。
In the laser light output section 4, the total reflection mirror 4
The laser light input to 7 is incident on the coupling mirror 46 through the optical path d ′. Further, a part of the laser light generated by the semiconductor laser 41 is guided to the Fabry-Perot etalon 45 via the semi-transmissive mirror 42. The laser light processed by the Fabry-Perot etalon 45 is again returned to the semiconductor laser 41 via the semi-transmissive mirror 42 to narrow the frequency of the laser light. That is, while the laser beam on the optical path e has a wide band even in a relatively narrow band as shown by the e-axis in the figure, the semi-transmissive mirror 4
The laser light passing through 2 and passing through the optical path f has a narrow band as shown on the f axis of FIG. A part of the laser beam thus narrowed is extracted by the semi-transmissive mirror 43, passes through the optical path f ′, and is coupled with the laser beam from the comb generator unit 2 at the coupling mirror 46. As a result, the beat light of both laser lights is output from the coupling mirror 46. The center frequency of the laser light spectrum from the comb generator unit 2 is stabilized with the frequency reference,
Since the mode interval is constant, if it is possible to determine which mode the beat is, the oscillation frequency of the semiconductor laser 41 can be accurately determined by measuring the beat frequency. This beat light is converted into an electric signal by the photodetector element 48. This electric signal is amplified by the amplifier 49 and input to the frequency comparator 50. The frequency comparator 50 compares the frequencies and inputs the result to the control circuit 51. The control circuit 51 controls the operations of the piezo drive power supply 52 and the semiconductor laser drive power supply 53.

【0042】なお、半導体レーザー41の発振周波数を
決定するには、次のように行なう。まず、半導体レーザ
ー27のサイドバンドを発生しない状態で、周波数安定
化された半導体レーザー27の周波数に半導体レーザー
41の周波数を一致させる。その後、半導体レーザー2
7のサイドバンドを発生させ、半導体レーザー41の周
波数を必要とする周波数付近まで掃引する。これとき、
中心周波数から数えていくつ目のサイドバンドに合致さ
せたかを数えることにより、周波数の粗調整を行なう。
この後に、半導体レーザー41の周波数を微調整し、粗
調整において一致させたサイドバンドとのビートを観測
すれば、半導体レーザー41の周波数を精密に測定する
ことができる。なお、半導体レーザー41の周波数の掃
引は、制御回路51により半導体レーザー駆動電源53
の動作を制御して、半導体レーザー41の温度及び半導
体レーザー41に流す電流を調整することにより行な
う。
The oscillation frequency of the semiconductor laser 41 is determined as follows. First, the frequency of the semiconductor laser 41 is made to match the frequency of the frequency-stabilized semiconductor laser 27 in a state where the side band of the semiconductor laser 27 is not generated. After that, semiconductor laser 2
7 sidebands are generated and the frequency of the semiconductor laser 41 is swept up to around the required frequency. At this time,
The frequency is roughly adjusted by counting how many sidebands are matched from the center frequency.
After this, the frequency of the semiconductor laser 41 can be precisely measured by finely adjusting the frequency of the semiconductor laser 41 and observing the beat with the sidebands matched in the rough adjustment. The frequency sweep of the semiconductor laser 41 is performed by the control circuit 51 by the semiconductor laser drive power source 53.
Is controlled by adjusting the temperature of the semiconductor laser 41 and the current flowing through the semiconductor laser 41.

【0043】この際に、ファブリーペローエタロン45
に取り付けたピエゾ44を、ピエゾ駆動電源52からの
電力で調整することより、任意の波長で狭帯域化するこ
とができる。
At this time, Fabry Perot Etalon 45
It is possible to narrow the band at an arbitrary wavelength by adjusting the power of the piezo drive power supply 52 for the piezo 44 attached to the.

【0044】以上のようにして必要な周波数において安
定化されたレーザー光を得ることができる。
As described above, the laser light stabilized at the required frequency can be obtained.

【0045】以上説明したように他の実施例では、必要
な周波数で安定化されたレーザー光を得ることができ、
周波数の狭帯域化も容易である。
As described above, in another embodiment, it is possible to obtain a laser beam stabilized at a required frequency,
It is easy to narrow the frequency band.

【0046】また、上記他の実施例では、大型で高価な
波長計が不要となり、これにより装置全体を小型化で
き、コストを低くできる。
In addition, in the other embodiments described above, a large and expensive wavelength meter is not required, which makes it possible to downsize the entire apparatus and reduce the cost.

【0047】さらに、上記他の実施例は、レーザー光出
力部のレーザー41に高出力レーザーを用いることによ
り、高出力のレーザー光を得ることができる。
Further, in the other embodiments described above, a high output laser beam can be obtained by using a high output laser as the laser 41 of the laser beam output section.

【0048】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、以上の各実施例では、周波数可変レーザー
として半導体レーザー27,41が使用したが、スペク
トル狭帯域化されたシングルモードレーザーを用いれば
駆動電流と温度を制御するだけで波長制御が可能であ
る。
The above embodiment is an example of the preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the semiconductor lasers 27 and 41 are used as variable frequency lasers, but if a single mode laser with a narrowed spectrum band is used, wavelength control is possible only by controlling the drive current and temperature. .

【0049】さらに、上記各実施例において、半導体レ
ーザー27、41に代えて、色素レーザー、波長可変固
体レーザー、カラーセンターレーザー等を用いる場合に
は、エタロン、回折格子を用いて周波数制御行なうとよ
い。
Further, when a dye laser, a wavelength tunable solid-state laser, a color center laser or the like is used in place of the semiconductor lasers 27 and 41 in each of the above-mentioned embodiments, frequency control may be performed using an etalon or a diffraction grating. .

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
では、レーザー光発生装置からのレーザー光をコムジェ
ネレータでレーザー光のサイドバンドを発生させ、かつ
そのサイドバンドを周波数基準に照射して、これに同調
させるようにしたので、必要な周波数で安定化されたレ
ーザー光を得ることができ、周波数の狭帯域化も容易で
ある。
As described above, according to the first aspect of the invention, the sideband of the laser beam is generated by the comb generator from the laser beam from the laser beam generator, and the sideband is irradiated with the frequency reference. Since it is tuned to this, it is possible to obtain a laser beam stabilized at a necessary frequency, and it is easy to narrow the frequency band.

【0051】また、上記請求項1記載の発明では、変調
素子でレーザー光に変調をかけてサイドバンドを多く発
生させ、そのサイドバンドを半透過ミラーで周波数基準
に照射し、その原子の吸収スペクトルに一致させること
によって必要波長に同調させているので、大型で高価な
波長計が不要となり、これにより装置全体を小型化で
き、コストを低くできる。
In the invention described in claim 1, the modulation element modulates the laser light to generate a large number of sidebands, and the sidebands are irradiated with a semi-transmissive mirror at a frequency reference, and the absorption spectrum of the atom is obtained. Since the wavelength is tuned to the required wavelength by matching with, it is not necessary to use a large and expensive wavelength meter, which enables downsizing of the entire apparatus and cost reduction.

【0052】以上説明したように請求項2記載の発明で
は、コムジェネレータ部で安定化した周波数のレーザー
光を得て、これを基にレーザー光出力部で必要な周波数
のレーザー光を得るようにしているので、必要な周波数
で安定化されたレーザー光を得ることができ、周波数の
狭帯域化も容易である。
As described above, according to the second aspect of the invention, the laser light of the stabilized frequency is obtained by the comb generator section, and the laser light of the required frequency is obtained by the laser light output section based on this. Therefore, it is possible to obtain a laser beam stabilized at a required frequency, and it is easy to narrow the frequency band.

【0053】また、上記請求項2記載の発明では、コム
ジェネレータ部で安定化した周波数のレーザー光を得
て、これを基にレーザー光出力部で必要な周波数のレー
ザー光を得るようにしているので、大型で高価な波長計
が不要となり、これにより装置全体を小型化でき、コス
トを低くできる。
According to the second aspect of the invention, the laser light of the stabilized frequency is obtained by the comb generator, and the laser light of the required frequency is obtained by the laser light output unit based on this. Therefore, a large and expensive wavelength meter is not required, which allows downsizing of the entire device and cost reduction.

【0054】さらに、上記請求項2記載の発明では、高
出力のレーザー光を得ることができる。
Further, according to the invention described in claim 2, a high-power laser beam can be obtained.

【0055】加えて、請求項3記載の発明では、高精度
に周波数制御された連続発振レーザー光を発生し、これ
を別なパルス発振波長可変レーザーにインジャクション
シーディングすることにより、連続発振レーザー光と程
度に精密に周波数制御されたパルスレーザー光を得るこ
とができ、しかも、この周波数制御されたパルスレーザ
ー光が元々パルス発振波長可変レーザー光発生装置から
発生しうる出力と同程度であるため、高出力化も可能で
ある。
In addition, in the invention described in claim 3, a continuous wave laser beam whose frequency is controlled with high precision is generated, and the continuous wave laser beam is injected into another pulsed wavelength tunable laser for injection seeding. It is possible to obtain a pulsed laser light whose frequency is controlled precisely as much as light, and because this pulsed laser light whose frequency is controlled is originally about the same as the output that can be generated from the pulsed oscillation wavelength variable laser light generator. Higher output is possible.

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

【図1】本発明の周波数安定化レーザー装置の実施例を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a frequency stabilized laser device of the present invention.

【図2】図1の実施例の各部のレーザー光の状態を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state of laser light of each part of the embodiment of FIG.

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

【図4】図3の実施例の各部のレーザー光の状態を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state of laser light of each portion of the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 コムジェネレータ部 4 レーザー光出力部 20a 変調素子 21 ファラデーローテーター 22 全反射ミラー 23 偏光ミラー 24 半透過ミラー 25 アイソレータ 26 半透過ミラー 27 半導体レーザー 29 周波数基準 30 ディテクター 32 制御回路 33 ピエゾ駆動電源 34 半導体レーザー駆動電源 36 ピエゾ 41 半導体レーザー 42,43 半透過ミラー 45 ファブリーペローエタロン 46 結合ミラー 48 光検出素子 50 周波数比較器 51 制御回路 52 ピエゾ駆動電源 53 半導体レーザー駆動電源 2 Com-generator part 4 Laser light output part 20a Modulator 21 Faraday rotator 22 Total reflection mirror 23 Polarizing mirror 24 Semi-transmissive mirror 25 Isolator 26 Semi-transmissive mirror 27 Semiconductor laser 29 Frequency reference 30 Detector 32 Control circuit 33 Piezo drive power supply 34 Semiconductor laser Drive power supply 36 Piezo 41 Semiconductor laser 42, 43 Semi-transmissive mirror 45 Fabry-Perot etalon 46 Coupling mirror 48 Photodetector 50 Frequency comparator 51 Control circuit 52 Piezo drive power supply 53 Semiconductor laser drive power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 興梠 元伸 神奈川県横浜市緑区霧ヶ丘3−22−6− 107 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Motonobu Korogi 3-22-6-107 Kirigaoka, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 狭帯域化されたスペクトルを有し、レー
ザー光の周波数を可変して発生できるレーザー光発生装
置と、前記レーザー光発生装置からのレーザー光を光周
波数変調素子で変調し、かつレーザー光の入出射側にフ
ァブリーペロー共振器が構成されるようにしたコムジェ
ネレータと、前記コムジェネレータから発生した櫛状の
スペクトルのレーザー光のサイドバンドの一つを周波数
基準に照射し、その照射結果をディテクターで検出し、
当該検出信号を基に前記レーザー光発生装置のレーザー
駆動電源及び前記ファブリーペローエタロンの駆動電源
の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
周波数安定化レーザー装置。
1. A laser light generator having a narrow band spectrum and capable of generating the laser light by varying the frequency of the laser light, and a laser light from the laser light generator is modulated by an optical frequency modulator, and A comb generator in which a Fabry-Perot resonator is configured on the input / output side of the laser light, and one of the sidebands of the comb-shaped spectrum laser light generated from the comb generator is applied as a frequency reference, and the irradiation is performed. The result is detected by the detector,
A frequency-stabilized laser device comprising: a laser driving power source for the laser light generator and a control means for controlling the operation of the driving power source for the Fabry-Perot etalon based on the detection signal.
【請求項2】 中心周波数またはサイドバンドを原子の
吸収スペクトル等の周波数基準に同調させることにより
周波数安定化したサイドバンドを含んだレーザー光を出
力できるコムジェネレータ部と、前記コムジェネレータ
部からのサイドバンドを含んだレーザー光と他の波長可
変レーザー光発生装置からの出力レーザー光とを干渉さ
せて、そのビート周波数を測定してフィードバック制御
することにより当該波長可変レーザー周波数を必要とす
る周波数に同調させてかつ安定化させたレーザー光出力
部とを備えたことを特徴とする周波数安定化レーザー装
置。
2. A comb generator section capable of outputting a laser beam including a side band whose frequency is stabilized by tuning a center frequency or a side band to a frequency reference such as an absorption spectrum of an atom, and a side from the comb generator section. Tuning the wavelength variable laser frequency to the required frequency by interfering the laser beam including the band with the output laser light from another wavelength variable laser light generator, measuring the beat frequency and performing feedback control. A frequency-stabilized laser device comprising: a stabilized and stabilized laser light output section.
【請求項3】 上記レーザー光出力部の周波数が安定化
されたレーザー光を、色素レーザー、固体レーザー等の
高出力パルス発振が可能で波長可変なレーザー光発生装
置にインジェクションシーディングを行なうことを特徴
とする請求項2記載の周波数安定化レーザー装置。
3. A laser light generating device, such as a dye laser or a solid-state laser, capable of high-power pulse oscillation and variable in wavelength is used for injection seeding of the laser light whose frequency has been stabilized in the laser light output section. The frequency-stabilized laser device according to claim 2, which is characterized in that
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008051674A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Positioning mechanism
JP2011064460A (en) * 2009-09-15 2011-03-31 Anritsu Corp Photoelectric conversion type signal generation device, spectrum analyzer, and reference radio wave generation device

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