JPH0758386A - 光周波数コム発生器 - Google Patents

光周波数コム発生器

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JPH0758386A
JPH0758386A JP20344193A JP20344193A JPH0758386A JP H0758386 A JPH0758386 A JP H0758386A JP 20344193 A JP20344193 A JP 20344193A JP 20344193 A JP20344193 A JP 20344193A JP H0758386 A JPH0758386 A JP H0758386A
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元一 大津
Motonobu Korogi
元伸 興梠
Takanori Saito
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高効率、低コスト、無調整で精度の良好な光
周波数コム発生器を提供する。 【構成】 入射端反射膜１７と出射端反射膜１８が光入
射端と光出射端に形成された光位相変調器１２におい
て、入射されたレーザ光の位相を発振器１１からの周波
数ｆｍの変調信号に応じて変調することにより、上記レ
ーザ光の周波数を中心に低周波側と高周波側に上記変調
信号の周波数ｆｍ間隔毎にレーザ光のサイドバンドを発
生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数間隔一定のサイ
トバンドをもつレーザ光を発生する光周波数コム発生器
に関し、特に、光位相変調器を用いた光周波数コム発生
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２つのレーザ光をヘテロダイン検波させ
てその差周波数を測定あるいは制御する場合、その帯域
は受光素子の帯域で制限され、おおむね数十ＧＨｚ程度
であるので、光周波数コム発生器を用いて広帯域なヘテ
ロダイン検波系を構築するようにしている。光周波数コ
ム発生器は、入射したレーザ光のサイドバンドを等周波
数間隔毎に数百本発生させるもので、発生されたサイド
バンドの周波数安定度はもとのレーザ光のそれとほぼ同
等である。そこで、このサイドバンドと他のレーザ光を
ヘテレドダイン検波させれば、数ＴＨｚに亘る広帯域な
ヘテロダイン検波系を構築することができる。
【０００３】従来の光周波数コム発生器は、例えば図７
に示すように、２枚の反射鏡３１，３２を対向させて設
置してなる光共振器３３と、マイクロ波の変調信号が注
入されるマイクロ波導波管３４中にニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3 ）などの電気光学結晶基板３５を設置し
てなるバルク型の光位相変調器３６とを備え、上記光共
振器３３内を往復するレーザ光の光路上に上記光位相変
調器３６を設置した構造となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の如き構
造の従来の光周波数コム発生器では、次のような問題点
があった。第１に、光共振器３３内を往復するレーザ光
の光路上に光位相変調器３６が設置されているために、
１往復当たり２回の入射損失と２回の出射損失があるの
で上記光共振器３３のフィネスが低下し、サイドバンド
の発生効率が極めて低い。第２に、光共振器３３を構成
する２枚の反射鏡３１，３２を正確に平行に保持するた
めの保持具が必要であり、光周波数コム発生器全体が大
型化する。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上述の如き従来
の問題点に鑑み、高効率、低コスト、無調整で精度の良
好な光周波数コム発生器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る光周波数コム発生器は、周波数ｆｍ
の変調信号を発生する発振器と、上記発振器からの変調
信号に応じて、入射されたレーザ光の位相を変調する光
位相変調器と、上記光位相変調器の光入射端と光出射端
に形成され、入射されたレーザ光を上記光位相変調器内
部で共振させる入射端反射膜と出射端反射膜とからな
り、上記光位相変調器において入射されたレーザ光の周
波数を中心に低周波側と高周波側に上記変調信号の周波
数ｆｍ間隔毎にレーザ光のサイドバンドを発生すること
を特徴とするものである。
【０００７】また、本発明に係る光周波数コム発生器で
は、導波路型光位相変調器によりレーザ光の位相を変調
してサイドバンドを発生することを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【作用】本発明に係る光周波数コム発生器では、入射端
反射膜と出射端反射膜が光入射端と光出射端に形成され
た光位相変調器自身が光共振器として機能する。また、
導波路型光位相変調器は、変調信号による電界を導波路
に集中させることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に係る光周波数コム発生器の実
施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明に係る光周波数コム発生器
１０を用いて構築したヘテロダイン検波系を示すブロッ
クである。このヘテロダイン検波系は、ヘテロダイン検
波用のレーザ光を出射する第１のレーザ光源１と、被測
定用のレーザ光を出射する第２のレーザ光源１と、上記
第１のレーザ光源１からのヘテロダイン検波用のレーザ
光が入射される光周波数コム発生器１０と、上記光周波
数コム発生器１０で発生された光周波数コムと上記第２
のレーザ光源２からの被測定用のレーザ光とを混合する
光学系３と、この光学系３により混合されたレーザ光を
受光する光検出器４とからなり、ヘテロダイン検波出力
として上記光周波数コムと被測定用のレーザ光の差周波
数成分を上記光検出器４から出力する。
【００１１】上記光周波数コム発生器１０は、本発明に
係る光周波数コム発生器であって、発振器１１からの周
波数ｆｍの変調信号に応じて、入射されたレーザ光の位
相を変調する導波路型光位相変調器１２を備える。
【００１２】上記導波路型光位相変調器１２は、ニオブ
酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）などの電気光学結晶基板１
３からなる。この基板１３には、光軸に沿って導波路１
４が形成されているとともに、上記光軸に沿って上記導
波路１４上と該導波路１４の両側に電極１５，１６が形
成されている。また、上記基板１３には、上記光軸に対
して垂直な光入射端と光出射端にクロム，金，アルミニ
ウムあるいは誘電体多層膜などを蒸着することにより、
入射端反射膜１７と出射端反射膜１８が形成されてい
る。
【００１３】このような構造の導波路型光位相変調器１
２において、上記入射端反射膜１７と出射端反射膜１８
は、該入射端反射膜１７を介して入射端から導波路１４
に入射されたレーザ光を該導波路１４内部で共振させる
ファブリペロエタロンを構成している。
【００１４】そして、この導波路型光位相変調器１２で
は、上記発振器１１からの周波数ｆｍの変調信号が上記
電極１５，１６に印加され、上記変調信号の応じた電界
が上記導波路１４に印加されることにより、上記入射端
から上記導波路１４に入射されたレーザ光の位相を上記
変調信号に応じて変調する。しかも、上記導波路型光位
相変調器１２では、変調信号による電界を導波路１４に
集中させて、極めて小さな変調所要電力で効率良くレー
ザ光の位相を変調することができる。
【００１５】このような構成の光周波数コム発生器で
は、図３に示すような周波数ｆｓのレーザ光を上記導波
路型光位相変調器１２に入射することにより、図４に示
すように、上記レーザ光の周波数ｆｓを中心に低周波側
と高周波側に上記変調信号の周波数ｆｍ間隔毎にサイド
バンドｆｓ±ｎｆｍが発生する。
【００１６】ここで、変調周波数ｆｍを５．８ＧＨｚと
して、本発明に係る光周波数コム発生器１０が出射した
レーザ光と従来の光周波数コム発生器が出射したレーザ
光のサイドバンドのエンベロープを光スペクトルアナラ
イザで実測して比較した結果を図５に示してある。従来
の光周波数コム発生器では、サイドバンドのエンベロー
プの幅が３２ｎｍで４ＴＨｚまで広がった光周波数コム
を発生していたのに対し、本発明に係る光周波数コム発
生器１０では、サイドバンドのエンベロープの幅が４８
ｎｍで６．１ＴＨｚまで広がった光周波数コムを発生す
ることができた。
【００１７】従って、本発明に係る光周波数コム発生器
１０を用いることにより、サイドバンドの光強度が増
し、より広帯域でＳ／Ｎの高いヘテロダイン検波系を構
築することができる。
【００１８】なお、上述の実施例では、導波路型光位相
変調器１２を用いて光周波数コム発生器１０を構成した
が、図６に示すように、バルク型の光位相変調器２２を
用いて光周波数コム発生器２０を構成することもでき
る。
【００１９】この光周波数コム発生器２０は、光入射端
と光出射端に入射端反射膜２７と出射端反射膜２８が形
成されたニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）などの電気
光学結晶基板２３をマイクロ波導波管２９中に設置して
成るバルク型の光位相変調器２２を備える。上記入射端
反射膜２７と出射端反射膜２８は、該入射端反射膜２７
を介して入射端から上記電気光学結晶基板２３に入射さ
れたレーザ光を該基板２４内部で共振させるファブリペ
ロエタロンを構成している。そして、このバルク型の光
位相変調器２２では、発振器２１からマイクロ波の変調
信号が上記マイクロ波導波管２９内に注入されることに
より、入射されたレーザ光の位相を上記変調信号に応じ
て変調する。これにより、上記レーザ光の周波数ｆｓを
中心に低周波側と高周波側に上記変調信号の周波数ｆｍ
間隔毎にサイドバンドｆｓ±ｎｆｍを発生する。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係る光周波数コム発生器では、
光位相変調器の光入射端と光出射端に入射端反射膜と出
射端反射膜を形成したことにより、光位相変調器自身が
光共振器として機能するので、高効率、低コスト、無調
整で精度の良好な光周波数コム発生器を実現することが
できる。さらに、上記光位相変調器として導波路型光位
相変調器を用いることにより、上記導波路型光位相変調
器において、変調信号による電界を導波路に集中させ
て、極めて小さな変調所要電力で効率良くレーザ光の位
相を変調することができる。
【００２１】従って、本発明に係る光周波数コム発生器
では、サイドバンドの光強度が増し、より広帯域でＳ／
Ｎの高いヘテロダイン検波系を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光周波数コム発生器を用いて構築
したヘテロダイン検波系を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る光周波数コム発生器の構成を模式
的に示す斜視図である。
【図３】上記光周波数コム発生器に入射されるレーザ光
のスペクトル図である。
【図４】上記光周波数コム発生器により発生した光周波
数コムのスペクトル図である。
【図５】本発明に係る光周波数コム発生器が出射したレ
ーザ光と従来の光周波数コム発生器が出射したレーザ光
のサイドバンドのエンベロープを光スペクトルアナライ
ザで実測した結果を示す特性特性線図である。
【図６】本発明に係る光周波数コム発生器の他の構成を
模式的に示す斜視図である。
【図７】従来の光周波数コム発生器の構成を模式的に示
す斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０・・・・・光周波数コム発生器 １１，２１・・・・・発振器 １２，２２・・・・・光位相変調器 １３，２３・・・・・電気光学結晶基板 １４・・・・・・・・導波路 １７，２７・・・・・入射反射膜 １８，２８・・・・・出射反射膜 ２９・・・・・・・・マイクロ波導波管
───────────────────────────────────────────────────── 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が丘３−22−107 (72)発明者 斉藤 崇記 神奈川県厚木市林381─１ コーポエメラ ルド201

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数ｆｍの変調信号を発生する発振
    器と、 上記発振器からの変調信号に応じて、入射されたレーザ
    光の位相を変調する光位相変調器と、 上記光位相変調器の光入射端と光出射端に形成され、入
    射されたレーザ光を上記光位相変調素子内部で共振させ
    る入射端反射膜と出射端反射膜とからなり、 上記光位相変調器において入射されたレーザ光の周波数
    を中心に低周波側と高周波側に上記変調信号の周波数ｆ
    ｍ間隔毎に光のサイドバンドを発生することを特徴とす
    る光周波数コム発生器。
  2. 【請求項２】 上記光位相変調器は導波路型光位相変
    調器からなることを特徴とする光周波数コム発生器。
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