JPH07335959A - レーザー光位相変調器 - Google Patents
レーザー光位相変調器Info
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- JPH07335959A JPH07335959A JP6124885A JP12488594A JPH07335959A JP H07335959 A JPH07335959 A JP H07335959A JP 6124885 A JP6124885 A JP 6124885A JP 12488594 A JP12488594 A JP 12488594A JP H07335959 A JPH07335959 A JP H07335959A
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- JP
- Japan
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- electro
- laser light
- phase modulator
- optic
- optic crystal
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】比較的製作が容易な短尺の電気光学結晶を複数
直列に配置して、低周波数で高電場においても安定で高
効率のレーザー光位相変調器を提供する。 【構成】本発明に係るレーザー光位相変調器１は、短尺
で対面電極４を備えた電気光学結晶２を複数個互いに隔
離して直列に配置すると共に、各電気光学結晶２におけ
る対面電極４を並列にして共通の電気共振回路５に接続
したことを特徴とする。
直列に配置して、低周波数で高電場においても安定で高
効率のレーザー光位相変調器を提供する。 【構成】本発明に係るレーザー光位相変調器１は、短尺
で対面電極４を備えた電気光学結晶２を複数個互いに隔
離して直列に配置すると共に、各電気光学結晶２におけ
る対面電極４を並列にして共通の電気共振回路５に接続
したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザー光の位相変調器
に係り、特に低周波数（〜10MHz ）領域で高電場（〜１
kV／mm）における高効率のレーザー光位相変調器に関す
る。
に係り、特に低周波数（〜10MHz ）領域で高電場（〜１
kV／mm）における高効率のレーザー光位相変調器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光の位相変調は、通信技術分野
のみならずレーザー分光の分野にも広く用いられてい
る。例えば、シングルモード発振の色素レーザー光に対
して位相変調を行い、いわゆるチャーピングされたスペ
クトルを形成して、希望するスペクトルを作り出すこと
が行われている。
のみならずレーザー分光の分野にも広く用いられてい
る。例えば、シングルモード発振の色素レーザー光に対
して位相変調を行い、いわゆるチャーピングされたスペ
クトルを形成して、希望するスペクトルを作り出すこと
が行われている。
【０００３】従来の代表的なレーザー光位相変調器に
は、電気光学効果を利用した電気光学結晶が用いられて
おり、このレーザー光位相変調器は、電気光学結晶に対
して外部から電場をかけて、内部を通過するレーザー光
の位相変調を行なうものである。なお、この際のレーザ
ー光の位相変調は、電場（電圧）の大きさと変調波形に
依存している。
は、電気光学効果を利用した電気光学結晶が用いられて
おり、このレーザー光位相変調器は、電気光学結晶に対
して外部から電場をかけて、内部を通過するレーザー光
の位相変調を行なうものである。なお、この際のレーザ
ー光の位相変調は、電場（電圧）の大きさと変調波形に
依存している。
【０００４】一方、レーザー光位相変調器に用いられる
電気光学結晶は、電圧の印加により電場スペクトル方向
の光の屈折率を変化させるものであるが、この誘導体に
電圧を有効的にかけるためには、電気共振回路（タンク
回路）を備える必要がある。
電気光学結晶は、電圧の印加により電場スペクトル方向
の光の屈折率を変化させるものであるが、この誘導体に
電圧を有効的にかけるためには、電気共振回路（タンク
回路）を備える必要がある。
【０００５】この電気共振回路においては、前記電気光
学結晶のキャパシタンスＣｃや、この電気光学結晶以外
のキャパシタンスＣｖ、およびインダクタンスコイルの
インダクタンスＬの回路定数から、共振周波数ｆは次の
式(1) により決定される。
学結晶のキャパシタンスＣｃや、この電気光学結晶以外
のキャパシタンスＣｖ、およびインダクタンスコイルの
インダクタンスＬの回路定数から、共振周波数ｆは次の
式(1) により決定される。
【０００６】
【数１】
【０００７】さらに電気光学結晶の電圧は、前記共振周
波数ｆに大きく依存しており、従って、広い周波数領域
（〜数GHz ）で位相変調を行なう場合には、電気共振回
路の回路定数により決定される周波数特性のために、特
定の周波数領域以外ではレーザー光の位相変調効率が悪
く、このため位相変調度は周波数により影響を受けるこ
とになる。
波数ｆに大きく依存しており、従って、広い周波数領域
（〜数GHz ）で位相変調を行なう場合には、電気共振回
路の回路定数により決定される周波数特性のために、特
定の周波数領域以外ではレーザー光の位相変調効率が悪
く、このため位相変調度は周波数により影響を受けるこ
とになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザー光位相
変調器においては、応答性に優れた電気光学結晶を用
い、この電気光学結晶に電気共振回路を通じて外部電圧
をかけて位相変調を行なうようにしている。
変調器においては、応答性に優れた電気光学結晶を用
い、この電気光学結晶に電気共振回路を通じて外部電圧
をかけて位相変調を行なうようにしている。
【０００９】しかし、電気光学結晶を用いて電気共振回
路等を組み込んだ時、電気光学結晶に〜１kV／mm程度の
高電場をかけると、電気光学結晶中に超音波が発生し、
その定在波によってレーザー光の散逸現象が現れる。
路等を組み込んだ時、電気光学結晶に〜１kV／mm程度の
高電場をかけると、電気光学結晶中に超音波が発生し、
その定在波によってレーザー光の散逸現象が現れる。
【００１０】従って、これを回避するためには、電気光
学結晶の長さを大きくする等の手段が講じられるが、電
気光学結晶を製作する立場からはこれには限度（ 100mm
程度）があり、製造上のコストに支障がある。また前記
散逸現象は、低周波数（〜10MHz ）領域において顕著で
あることが実験より明らかになった。
学結晶の長さを大きくする等の手段が講じられるが、電
気光学結晶を製作する立場からはこれには限度（ 100mm
程度）があり、製造上のコストに支障がある。また前記
散逸現象は、低周波数（〜10MHz ）領域において顕著で
あることが実験より明らかになった。
【００１１】本発明の目的とするところは、比較的製作
が容易な短尺の電気光学結晶を複数直列に配置して、低
周波数の電場においても安定で高効率のレーザー光位相
変調器を提供することにある。
が容易な短尺の電気光学結晶を複数直列に配置して、低
周波数の電場においても安定で高効率のレーザー光位相
変調器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザー光
位相変調器は、短尺で対面電極を具備した電気光学結晶
を複数個互いに隔離して直列に配置すると共に、各電気
光学結晶における対面電極を並列にして共通の電気共振
回路に接続したことを特徴とする。
位相変調器は、短尺で対面電極を具備した電気光学結晶
を複数個互いに隔離して直列に配置すると共に、各電気
光学結晶における対面電極を並列にして共通の電気共振
回路に接続したことを特徴とする。
【００１３】
【作用】レーザー光位相変調器を通過するレーザー光
は、短尺の各電気光学結晶において、順次その位相が変
調される。各電気光学結晶の対面電極に加わる電圧およ
び周波数は、同一の電気共振回路から供給されており、
この電圧を上げることで変調を大きくすることができ
る。しかも、電気光学結晶の数を増すことで、低い電圧
で大きな変調効果が容易に得られる。
は、短尺の各電気光学結晶において、順次その位相が変
調される。各電気光学結晶の対面電極に加わる電圧およ
び周波数は、同一の電気共振回路から供給されており、
この電圧を上げることで変調を大きくすることができ
る。しかも、電気光学結晶の数を増すことで、低い電圧
で大きな変調効果が容易に得られる。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。図１の概要構成図に示ように、レーザー光位相
変調器１は、製造上から適切な長さの短尺で角棒状の電
気光学結晶２が３個で形成されてている。この各電気光
学結晶２は、図示しないケース等によって覆われ、レー
ザー光３の光軸を一致させて直列に配置され、各電気光
学結晶２相互間は電気的に隔離されている。
明する。図１の概要構成図に示ように、レーザー光位相
変調器１は、製造上から適切な長さの短尺で角棒状の電
気光学結晶２が３個で形成されてている。この各電気光
学結晶２は、図示しないケース等によって覆われ、レー
ザー光３の光軸を一致させて直列に配置され、各電気光
学結晶２相互間は電気的に隔離されている。
【００１５】このレーザー光位相変調器１の一側端面に
はレーザー光入射口２ａが、他側にはレーザー光出射口
２ｂが形成され、レーザー光入射口２ａから入射された
レーザー光３は、各電気光学結晶２の内部を通過する際
に、夫々の電気光学結晶２において位相変調されて、レ
ーザー光出射口２ｂから出力されるようになっている。
はレーザー光入射口２ａが、他側にはレーザー光出射口
２ｂが形成され、レーザー光入射口２ａから入射された
レーザー光３は、各電気光学結晶２の内部を通過する際
に、夫々の電気光学結晶２において位相変調されて、レ
ーザー光出射口２ｂから出力されるようになっている。
【００１６】また各電気光学結晶２には、電気光学結晶
を挟んで対面する位置に対面電極４が電極材を蒸着して
形成されていて、この対面電極４は各電気光学結晶２同
士を並列に結線して、電気共振回路５に接続されてい
る。電気共振回路５は可変コンデンサ６、インダクタン
スコイル７が並列に組み込まれて、電源８と共に構成さ
れている。
を挟んで対面する位置に対面電極４が電極材を蒸着して
形成されていて、この対面電極４は各電気光学結晶２同
士を並列に結線して、電気共振回路５に接続されてい
る。電気共振回路５は可変コンデンサ６、インダクタン
スコイル７が並列に組み込まれて、電源８と共に構成さ
れている。
【００１７】この電気共振回路５の共振条件は次の式
(2) で表わすことができる。
(2) で表わすことができる。
【数２】
【００１８】また位相変調の大きさを表わす指数δは、
代表的なＬｉＴａＯ3 結晶の場合次の式(3) で表わすこ
とができる。
代表的なＬｉＴａＯ3 結晶の場合次の式(3) で表わすこ
とができる。
【数３】
【００１９】従って、結晶電場が一定ならば（Ｖｚ／
ｄ）、変調の大きさは結晶長さｌに比例する。よって、
結晶の長さが決まると逆に電圧を上げることによって、
変調の大きさを大きくできる。
ｄ）、変調の大きさは結晶長さｌに比例する。よって、
結晶の長さが決まると逆に電圧を上げることによって、
変調の大きさを大きくできる。
【００２０】次に、上記構成による作用について説明す
る。レーザー光位相変調器１の電気光学結晶２において
は、例えば図２の電圧特性図で示すように、次の式(4)
のように理想的な２次関数の電圧Ｖ（ｔ）をかけると、
時間（ｔ）の２次関数に比例したレーザー光の位相変調
が起こる。
る。レーザー光位相変調器１の電気光学結晶２において
は、例えば図２の電圧特性図で示すように、次の式(4)
のように理想的な２次関数の電圧Ｖ（ｔ）をかけると、
時間（ｔ）の２次関数に比例したレーザー光の位相変調
が起こる。
【００２１】 Ｖ（ｔ）＝ａ（ｔ−ｔ0 ）2 ＋１ …(4) ここで、ａは−1.6 ×1015（kV／ｓｅｃ）である。
【００２２】一般的にレーザー光の電場強度ψ（ｔ）
は、次の式(5) で表わされる。 ψ（ｔ）＝Ｅ0 ｓｉｎ（ω0 ｔ＋ａｔ2 ） …(5)
は、次の式(5) で表わされる。 ψ（ｔ）＝Ｅ0 ｓｉｎ（ω0 ｔ＋ａｔ2 ） …(5)
【００２３】また、このレーザー光の位相は、次の式
(6) のように時間ｔの２次関数で表わされる。 θ＝ω0 ｔ＋ａｔ2 …(6)
(6) のように時間ｔの２次関数で表わされる。 θ＝ω0 ｔ＋ａｔ2 …(6)
【００２４】従って、レーザー光の位相θの時間微分
は、次の式(7) となる。 ｄθ／ｄｔ＝ω0 ＋２ａｔ …(7) この式(7) から入射レーザー光の周波数ω0 を原点とし
て、時間（ｔ）の１次関数で示される周波数偏位（変
動）が生じる。
は、次の式(7) となる。 ｄθ／ｄｔ＝ω0 ＋２ａｔ …(7) この式(7) から入射レーザー光の周波数ω0 を原点とし
て、時間（ｔ）の１次関数で示される周波数偏位（変
動）が生じる。
【００２５】従って、変調を大きくするために、従来は
製造上の制約を受けつつ長い電気光学結晶を使用すると
共に、低周波（〜10MHz ）領域の変調の場合には結晶電
場を上げていたため、レーザー光の散逸現象により位相
変調の効率が低下していた。
製造上の制約を受けつつ長い電気光学結晶を使用すると
共に、低周波（〜10MHz ）領域の変調の場合には結晶電
場を上げていたため、レーザー光の散逸現象により位相
変調の効率が低下していた。
【００２６】しかし本発明では、製造が容易な短尺の電
気光学結晶２を複数個直列に配置すして、共通の電気共
振回路５により同じ電圧を加えて結晶電場を上げず、ま
た散逸現象の影響を受けない。しかも電気光学結晶２の
直列個数を増すことで大きな位相変調が得られる。
気光学結晶２を複数個直列に配置すして、共通の電気共
振回路５により同じ電圧を加えて結晶電場を上げず、ま
た散逸現象の影響を受けない。しかも電気光学結晶２の
直列個数を増すことで大きな位相変調が得られる。
【００２７】なお、上記一実施例においては、電気光学
結晶２を３個配置した例を示したが、これは変調や結晶
電場等、必要に応じて種々の数とすることは容易で、い
ずれも上記した一実施例と同様の作用、効果が得られる
ものである。
結晶２を３個配置した例を示したが、これは変調や結晶
電場等、必要に応じて種々の数とすることは容易で、い
ずれも上記した一実施例と同様の作用、効果が得られる
ものである。
【００２８】
【発明の効果】以上本発明によれば、低周波数領域で高
電場におけるレーザー光の位相変調に際しても、散逸現
象を少なく、高効率でレーザー光の位相変調が行える効
果と共に、使用する電気光学結晶が製造上の制約を受け
ないので、設計の自由度の向上とコスト低減の効果もあ
る。
電場におけるレーザー光の位相変調に際しても、散逸現
象を少なく、高効率でレーザー光の位相変調が行える効
果と共に、使用する電気光学結晶が製造上の制約を受け
ないので、設計の自由度の向上とコスト低減の効果もあ
る。
【図１】本発明に係る一実施例のレーザー光位相変調器
の概要構成図。
の概要構成図。
【図２】電気共振回路の電圧特性図。
１…レーザー光位相変調器、２…電気光学結晶、２ａ…
レーザー光入射口、２ｂ…レーザー光出射口、３…レー
ザー光、４…電極、５…電気共振回路、６…可変コンデ
ンサ、７…インダクタンスコイル、８…電源。
レーザー光入射口、２ｂ…レーザー光出射口、３…レー
ザー光、４…電極、５…電気共振回路、６…可変コンデ
ンサ、７…インダクタンスコイル、８…電源。
Claims (1)
- 【請求項１】 短尺で対面電極を備えた電気光学結晶を
複数個互いに隔離して直列に配置すると共に、各電気光
学結晶における対面電極を並列に結線して共通の電気共
振回路に接続したことを特徴とするレーザー光位相変調
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124885A JPH07335959A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | レーザー光位相変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124885A JPH07335959A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | レーザー光位相変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335959A true JPH07335959A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14896509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6124885A Pending JPH07335959A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | レーザー光位相変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07335959A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256676A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電気光学素子 |
| WO2013008772A1 (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-17 | 株式会社ブイ・テクノロジー | パルスレーザ発振器及びパルスレーザ発振制御方法 |
| CN102983490A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-03-20 | 山东科技大学 | 一种补偿走离和静态双折射的ktp调q参量双功能器件 |
| CN102983491A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-03-20 | 山东科技大学 | 一种能倍频的ktp电光调q器件 |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP6124885A patent/JPH07335959A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256676A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電気光学素子 |
| WO2013008772A1 (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-17 | 株式会社ブイ・テクノロジー | パルスレーザ発振器及びパルスレーザ発振制御方法 |
| CN103636083A (zh) * | 2011-07-11 | 2014-03-12 | 株式会社V技术 | 脉冲激光振荡器以及脉冲激光振荡控制方法 |
| US9054494B2 (en) | 2011-07-11 | 2015-06-09 | V Technology Co., Ltd. | Pulsed laser oscillator and method for controlling pulsed laser oscillation |
| CN102983490A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-03-20 | 山东科技大学 | 一种补偿走离和静态双折射的ktp调q参量双功能器件 |
| CN102983491A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-03-20 | 山东科技大学 | 一种能倍频的ktp电光调q器件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |