JPH09170952A - 光ヘテロダイン装置 - Google Patents
光ヘテロダイン装置Info
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- JPH09170952A JPH09170952A JP33358295A JP33358295A JPH09170952A JP H09170952 A JPH09170952 A JP H09170952A JP 33358295 A JP33358295 A JP 33358295A JP 33358295 A JP33358295 A JP 33358295A JP H09170952 A JPH09170952 A JP H09170952A
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- signal
- frequency
- phase
- intermediate frequency
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Abstract
(57)【要約】
【課題】不安定な周波数差または未知の周波数差を有す
るレーザ光間に生じた光位相差を正確に測定することが
できる光ヘテロダイン装置を提供する。 【解決手段】周波数の異なる２つのレーザ光Ａとレーザ
光Ｂをそのまま混合してレーザ光Ａの周波数とレーザ光
Ｂの周波数との差の周波数を有する参照電気信号を光電
変換器１２にて生成し、レーザ光Ａが被測定位相θ移相
された後レーザ光Ｂと混合して前記差の周波数と被測定
位相θとを有する測定電気信号を光電変換器１３にて生
成し、中間周波信号発生器１４にて予め定めた周波数の
中間周波信号を発生し、ＳＳＢ変調器１５にて参照電気
信号を中間周波信号でＳＳＢ変調し、測定電気信号とＳ
ＳＢ変調出力とを混合回路１６で混合し、混合回路１６
の出力からローパスフィルタ１７にて測定電気信号の周
波数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の周波数の信号を
送出させる。
るレーザ光間に生じた光位相差を正確に測定することが
できる光ヘテロダイン装置を提供する。 【解決手段】周波数の異なる２つのレーザ光Ａとレーザ
光Ｂをそのまま混合してレーザ光Ａの周波数とレーザ光
Ｂの周波数との差の周波数を有する参照電気信号を光電
変換器１２にて生成し、レーザ光Ａが被測定位相θ移相
された後レーザ光Ｂと混合して前記差の周波数と被測定
位相θとを有する測定電気信号を光電変換器１３にて生
成し、中間周波信号発生器１４にて予め定めた周波数の
中間周波信号を発生し、ＳＳＢ変調器１５にて参照電気
信号を中間周波信号でＳＳＢ変調し、測定電気信号とＳ
ＳＢ変調出力とを混合回路１６で混合し、混合回路１６
の出力からローパスフィルタ１７にて測定電気信号の周
波数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の周波数の信号を
送出させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数差を有する
２本のレーザ光を用いて、それら２本のレーザ光間に生
じる光位相差を、所定の周波数の電気信号の位相差に変
換し、前記光位相差を測定する光ヘテロダイン装置に関
する。
２本のレーザ光を用いて、それら２本のレーザ光間に生
じる光位相差を、所定の周波数の電気信号の位相差に変
換し、前記光位相差を測定する光ヘテロダイン装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】光ヘテロダインを利用した計測法は、光
の位相情報を電気的な中間周波数の位相情報として測定
するため、外乱光の影響を受けず、高感度、広ダイナミ
ックレンジの測定が可能である。光ヘテロダインを行う
には、中間周波数に対応する一定の周波数差を有する２
個のレーザ光を発生させる必要がある。その発生方法と
して、回転回折格子のドップラ効果、音響光学素子のブ
ラッグ回折、電気工学的な回転位相板等によりレーザ光
の周波数を偏移させる方法等が従来用いられてきた。
の位相情報を電気的な中間周波数の位相情報として測定
するため、外乱光の影響を受けず、高感度、広ダイナミ
ックレンジの測定が可能である。光ヘテロダインを行う
には、中間周波数に対応する一定の周波数差を有する２
個のレーザ光を発生させる必要がある。その発生方法と
して、回転回折格子のドップラ効果、音響光学素子のブ
ラッグ回折、電気工学的な回転位相板等によりレーザ光
の周波数を偏移させる方法等が従来用いられてきた。
【０００３】一方、周波数差を有する２本のレーザ光を
それぞれ２個の異なるレーザより発生させて光ヘテロダ
インを構成したり、あるいは２本の発振スペクトルを有
する１個のレーザのそれぞれの発振スペクトルを用いて
光ヘテロダインを構成することが可能である。この場
合、前述のような光周波数偏移用の特別の素子を必要と
せず、また、高い中間周波数が容易に得られるという利
点がある。
それぞれ２個の異なるレーザより発生させて光ヘテロダ
インを構成したり、あるいは２本の発振スペクトルを有
する１個のレーザのそれぞれの発振スペクトルを用いて
光ヘテロダインを構成することが可能である。この場
合、前述のような光周波数偏移用の特別の素子を必要と
せず、また、高い中間周波数が容易に得られるという利
点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ヘテ
ロダインに用いる２本のレーザ光を、２個の異なるレー
ザにより発生させたり、あるいは２本の発振スペクトル
を有する１個のレーザから発生させたりしたとき、これ
ら２本のレーザ光の周波数差は、それらレーザ固有の値
を有し、それを所定の周波数に精密に制御することは困
難であり、またその周波数差は、温度その他の環境要因
によって少なからず変動する。
ロダインに用いる２本のレーザ光を、２個の異なるレー
ザにより発生させたり、あるいは２本の発振スペクトル
を有する１個のレーザから発生させたりしたとき、これ
ら２本のレーザ光の周波数差は、それらレーザ固有の値
を有し、それを所定の周波数に精密に制御することは困
難であり、またその周波数差は、温度その他の環境要因
によって少なからず変動する。
【０００５】したがって、このように不安定な周波数差
または未知の周波数差を有するレーザ光を処理して、前
記周波数差に対応する中間周波数を電気的に処理して位
相差を正確に測定することは困難であった。
または未知の周波数差を有するレーザ光を処理して、前
記周波数差に対応する中間周波数を電気的に処理して位
相差を正確に測定することは困難であった。
【０００６】本発明は、不安定な周波数差または未知の
周波数差を有するレーザ光間に生じた光位相差を正確に
測定することができる光ヘテロダイン装置を提供するこ
とを目的とする。
周波数差を有するレーザ光間に生じた光位相差を正確に
測定することができる光ヘテロダイン装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光ヘテロダイン
装置は、周波数の異なる２つの第１および第２のレーザ
光をそのまま混合して第１のレーザ光の周波数と第２の
レーザ光の周波数との差の周波数を有する参照電気信号
を生成する第１の光電変換器と、第１のレーザ光が被測
定位相θ移相された後第２のレーザ光と混合して前記差
の周波数と被測定位相θとを有する測定電気信号を生成
する第２の光電変換器と、予め定めた周波数の中間周波
信号を発生する中間周波信号発生器と、前記参照電気信
号を中間周波信号でＳＳＢ変調するＳＳＢ変調器と、前
記測定電気信号とＳＳＢ変調出力とを混合して測定電気
信号の周波数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の周波数
の信号を送出する周波数変換手段とを備えたことを特徴
とする。
装置は、周波数の異なる２つの第１および第２のレーザ
光をそのまま混合して第１のレーザ光の周波数と第２の
レーザ光の周波数との差の周波数を有する参照電気信号
を生成する第１の光電変換器と、第１のレーザ光が被測
定位相θ移相された後第２のレーザ光と混合して前記差
の周波数と被測定位相θとを有する測定電気信号を生成
する第２の光電変換器と、予め定めた周波数の中間周波
信号を発生する中間周波信号発生器と、前記参照電気信
号を中間周波信号でＳＳＢ変調するＳＳＢ変調器と、前
記測定電気信号とＳＳＢ変調出力とを混合して測定電気
信号の周波数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の周波数
の信号を送出する周波数変換手段とを備えたことを特徴
とする。
【０００８】本発明の光ヘテロダイン装置によれば、第
１のレーザ光の周波数と第２のレーザ光の周波数との差
の周波数の参照電気信号が第１の光電変換器から得ら
れ、参照電気信号が予め定めた周波数の中間周波信号で
ＳＳＢ変調されて、前記参照電気信号の周波数から中間
周波信号の周波数を減算した周波数のＳＳＢ変調信号が
ＳＳＢ変調器から得られる。一方、第１のレーザ光の周
波数と第２のレーザ光の周波数との差の周波数であって
かつ位相θを有する測定電気信号が第２の光電変換器か
ら得られる。測定電気信号の周波数からＳＳＢ変調出力
の周波数との差の周波数の信号が周波数変換手段から出
力される。
１のレーザ光の周波数と第２のレーザ光の周波数との差
の周波数の参照電気信号が第１の光電変換器から得ら
れ、参照電気信号が予め定めた周波数の中間周波信号で
ＳＳＢ変調されて、前記参照電気信号の周波数から中間
周波信号の周波数を減算した周波数のＳＳＢ変調信号が
ＳＳＢ変調器から得られる。一方、第１のレーザ光の周
波数と第２のレーザ光の周波数との差の周波数であって
かつ位相θを有する測定電気信号が第２の光電変換器か
ら得られる。測定電気信号の周波数からＳＳＢ変調出力
の周波数との差の周波数の信号が周波数変換手段から出
力される。
【０００９】したがって、周波数変換手段からは、中間
周波信号の周波数と被測定位相θに基づく信号のみが出
力されて、第１のレーザ光の周波数と第２のレーザ光の
周波数との差の周波数は含まれていないため、第１のレ
ーザ光の周波数と第２のレーザ光の周波数との差の周波
数が未知であっても、不安定であっても、正確に位相θ
の測定が可能となる。
周波信号の周波数と被測定位相θに基づく信号のみが出
力されて、第１のレーザ光の周波数と第２のレーザ光の
周波数との差の周波数は含まれていないため、第１のレ
ーザ光の周波数と第２のレーザ光の周波数との差の周波
数が未知であっても、不安定であっても、正確に位相θ
の測定が可能となる。
【００１０】本発明の光ヘテロダイン装置におけるＳＳ
Ｂ変調器は、参照電気信号を中間周波信号で変調する第
１の平衡変調器と、参照電気信号および中間周波信号を
それぞれ９０°移相する第１および第２の移相器と、９
０°移相された参照電気信号を９０°移相された中間周
波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の平衡変調
器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する合成器と
からなることを特徴とする。
Ｂ変調器は、参照電気信号を中間周波信号で変調する第
１の平衡変調器と、参照電気信号および中間周波信号を
それぞれ９０°移相する第１および第２の移相器と、９
０°移相された参照電気信号を９０°移相された中間周
波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の平衡変調
器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する合成器と
からなることを特徴とする。
【００１１】このＳＳＢ変調器によれば、合成器によっ
て上側波帯のＳＳＢ変調出力が打ち消されて、ローパス
フィルタを用いることなく下側波帯のＳＳＢ変調出力が
得られる。
て上側波帯のＳＳＢ変調出力が打ち消されて、ローパス
フィルタを用いることなく下側波帯のＳＳＢ変調出力が
得られる。
【００１２】本発明の光ヘテロダイン装置におけるＳＳ
Ｂ変調器は、参照電気信号および中間周波信号をそれぞ
れ９０°移相する第１および第２の移相器と、参照電気
信号を９０°移相された中間周波信号で変調する第１の
平衡変調器と、９０°移相された参照電気信号を中間周
波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の平衡変調
器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する合成器と
で構成してもよい。
Ｂ変調器は、参照電気信号および中間周波信号をそれぞ
れ９０°移相する第１および第２の移相器と、参照電気
信号を９０°移相された中間周波信号で変調する第１の
平衡変調器と、９０°移相された参照電気信号を中間周
波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の平衡変調
器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する合成器と
で構成してもよい。
【００１３】本発明の光ヘテロダイン装置によれば、周
波数の異なる２つの第１および第２のレーザ光をそのま
ま混合して第１のレーザ光の周波数と第２のレーザ光の
周波数との差の周波数を有する参照電気信号を生成する
第１の光電変換器と、第１のレーザ光が被測定位相θ移
相された後第２のレーザ光と混合して前記差の周波数と
被測定位相θとを有する測定電気信号を生成する第２の
光電変換器と、予め定めた周波数の中間周波信号を発生
する中間周波信号発生器と、前記測定電気信号を中間周
波信号でＳＳＢ変調するＳＳＢ変調器と、前記参照電気
信号とＳＳＢ変調出力とを混合して測定電気信号の周波
数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の周波数の信号を送
出する周波数変換手段とを備えたことを特徴とする。
波数の異なる２つの第１および第２のレーザ光をそのま
ま混合して第１のレーザ光の周波数と第２のレーザ光の
周波数との差の周波数を有する参照電気信号を生成する
第１の光電変換器と、第１のレーザ光が被測定位相θ移
相された後第２のレーザ光と混合して前記差の周波数と
被測定位相θとを有する測定電気信号を生成する第２の
光電変換器と、予め定めた周波数の中間周波信号を発生
する中間周波信号発生器と、前記測定電気信号を中間周
波信号でＳＳＢ変調するＳＳＢ変調器と、前記参照電気
信号とＳＳＢ変調出力とを混合して測定電気信号の周波
数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の周波数の信号を送
出する周波数変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】この光ヘテロダイン装置の場合も、第１の
レーザ光の周波数と第２のレーザ光の周波数との差の周
波数は含まれていないため、第１のレーザ光の周波数と
第２のレーザ光の周波数との差の周波数が未知であって
も、不安定であっても、正確に位相θの測定が可能とな
る。
レーザ光の周波数と第２のレーザ光の周波数との差の周
波数は含まれていないため、第１のレーザ光の周波数と
第２のレーザ光の周波数との差の周波数が未知であって
も、不安定であっても、正確に位相θの測定が可能とな
る。
【００１５】また、上記の光ヘテロダイン装置における
ＳＳＢ変調器は、測定電気信号を中間周波信号で変調す
る第１の平衡変調器と、測定電気信号および中間周波信
号をそれぞれ９０°移相する第１および第２の移相器
と、９０°移相された測定電気信号を９０°移相された
中間周波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の平
衡変調器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する合
成器とからなるように構成しても、また、測定電気信号
および中間周波信号をそれぞれ９０°移相する第１およ
び第２の移相器と、測定電気信号を９０°移相された中
間周波信号で変調する第１の平衡変調器と、９０°移相
された測定電気信号を中間周波信号で変調する第２の平
衡変調器と、第１の平衡変調器の出力と第２の平衡変調
器の出力を合成する合成器とからなるように構成しても
よい。
ＳＳＢ変調器は、測定電気信号を中間周波信号で変調す
る第１の平衡変調器と、測定電気信号および中間周波信
号をそれぞれ９０°移相する第１および第２の移相器
と、９０°移相された測定電気信号を９０°移相された
中間周波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の平
衡変調器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する合
成器とからなるように構成しても、また、測定電気信号
および中間周波信号をそれぞれ９０°移相する第１およ
び第２の移相器と、測定電気信号を９０°移相された中
間周波信号で変調する第１の平衡変調器と、９０°移相
された測定電気信号を中間周波信号で変調する第２の平
衡変調器と、第１の平衡変調器の出力と第２の平衡変調
器の出力を合成する合成器とからなるように構成しても
よい。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明にかかる光ヘテロダイン装
置の実施の一形態について説明する。
置の実施の一形態について説明する。
【００１７】図１は本発明の実施の一形態の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【００１８】レーザ光Ａはハーフミラー４に投光し、ハ
ーフミラー４にて反射したレーザ光Ａは反射鏡８に投射
して反射させ、反射鏡８にて反射したレーザ光Ａはハー
フミラー５に投射する。レーザ光Ｂはハーフミラー３に
投射し、ハーフミラー３にて反射したレーザ光Ａは反射
鏡７に投射して反射させ、反射鏡７にて反射したレーザ
光Ｂはハーフミラー５に投射する。ここでレーザ光Ａの
角周波数をω０＋ωｃ、レーザ光Ｂの角周波数をω０と
する。
ーフミラー４にて反射したレーザ光Ａは反射鏡８に投射
して反射させ、反射鏡８にて反射したレーザ光Ａはハー
フミラー５に投射する。レーザ光Ｂはハーフミラー３に
投射し、ハーフミラー３にて反射したレーザ光Ａは反射
鏡７に投射して反射させ、反射鏡７にて反射したレーザ
光Ｂはハーフミラー５に投射する。ここでレーザ光Ａの
角周波数をω０＋ωｃ、レーザ光Ｂの角周波数をω０と
する。
【００１９】ハーフミラー５を透過したレーザ光Ａおよ
びハーフミラー５にて反射したレーザ光Ｂは２乗検波特
性を有する光検出器によって受光して光電変換する光電
変換器１２に投射して、レーザ光Ｂの周波数とレーザ光
Ａとのビート周波数の低い角周波数側の角周波数を有す
る電気信号、すなわちレーザ光Ａの角周波数とレーザ光
Ｂの角周波数との差の角周波数を有する電気信号に変換
する。したがって光電変換器１２から出力される電気信
号の角周波数はωｃである。光電変換器１２から出力さ
れる信号を本明細書においては参照電気信号と記す。し
たがって、参照電気信号はｃｏｓ（ωｃｔ）で表され
る。
びハーフミラー５にて反射したレーザ光Ｂは２乗検波特
性を有する光検出器によって受光して光電変換する光電
変換器１２に投射して、レーザ光Ｂの周波数とレーザ光
Ａとのビート周波数の低い角周波数側の角周波数を有す
る電気信号、すなわちレーザ光Ａの角周波数とレーザ光
Ｂの角周波数との差の角周波数を有する電気信号に変換
する。したがって光電変換器１２から出力される電気信
号の角周波数はωｃである。光電変換器１２から出力さ
れる信号を本明細書においては参照電気信号と記す。し
たがって、参照電気信号はｃｏｓ（ωｃｔ）で表され
る。
【００２０】ハーフミラー４を透過したレーザ光Ａは被
測定位相差付与部１１に投射してレーザ光Ａを位相θだ
けずらせる。被測定位相差付与部１１からの出力、すな
わち位相θが付与されたレーザ光Ａは反射鏡１０に投射
して反射させ、反射鏡１０にて反射された光はハーフミ
ラー６に投射する。被測定位相差付与部１１はレーザ光
Ａに位相θを与える、例えば遅延手段である。
測定位相差付与部１１に投射してレーザ光Ａを位相θだ
けずらせる。被測定位相差付与部１１からの出力、すな
わち位相θが付与されたレーザ光Ａは反射鏡１０に投射
して反射させ、反射鏡１０にて反射された光はハーフミ
ラー６に投射する。被測定位相差付与部１１はレーザ光
Ａに位相θを与える、例えば遅延手段である。
【００２１】一方、ハーフミラー３を透過したレーザ光
Ｂは反射鏡９に投射して反射させ、反射鏡９にて反射し
たレーザ光Ｂはハーフミラー６に投射する。
Ｂは反射鏡９に投射して反射させ、反射鏡９にて反射し
たレーザ光Ｂはハーフミラー６に投射する。
【００２２】ハーフミラー６にて反射した被測定位相差
付与部１１からの光およびハーフミラー６を透過したレ
ーザ光Ｂとは２乗検波特性を有する光検出器によって受
光して光電変換する光電変換器１３に投射して、レーザ
光Ｂの角周波数と位相θが付与されたレーザ光Ａの角周
波数の差の角周波数を有する電気信号に変換する。した
がって光電変換器１３から出力される電気信号の角周波
数はωｃであって、かつ位相θを有している。光電変換
器１３から出力される信号を本明細書においては測定電
気信号と記す。したがって、測定電気信号はｃｏｓ（ω
ｃｔ＋θ）で表される。
付与部１１からの光およびハーフミラー６を透過したレ
ーザ光Ｂとは２乗検波特性を有する光検出器によって受
光して光電変換する光電変換器１３に投射して、レーザ
光Ｂの角周波数と位相θが付与されたレーザ光Ａの角周
波数の差の角周波数を有する電気信号に変換する。した
がって光電変換器１３から出力される電気信号の角周波
数はωｃであって、かつ位相θを有している。光電変換
器１３から出力される信号を本明細書においては測定電
気信号と記す。したがって、測定電気信号はｃｏｓ（ω
ｃｔ＋θ）で表される。
【００２３】中間周波信号発生器１４から、予め定めた
角周波数ωｉの中間周波信号を発生させる。中間周波信
号と参照電気信号とはＳＳＢ変調器１５に供給して、中
間周波信号発生器１４から発生させられた中間周波信号
で参照電気信号をＳＳＢ変調して下側波帯の角周波数
（ωｃ−ωｉ）の信号を得る。
角周波数ωｉの中間周波信号を発生させる。中間周波信
号と参照電気信号とはＳＳＢ変調器１５に供給して、中
間周波信号発生器１４から発生させられた中間周波信号
で参照電気信号をＳＳＢ変調して下側波帯の角周波数
（ωｃ−ωｉ）の信号を得る。
【００２４】ＳＳＢ変調器１５からの出力信号と測定電
気信号とは混合回路１６に供給して混合し、混合回路１
６からの出力をローパスフィルタ１７に供給して、測定
電気信号の角周波数からＳＳＢ変調器１５からの出力信
号の角周波数を差し引いた角周波数の測定信号を得る。
気信号とは混合回路１６に供給して混合し、混合回路１
６からの出力をローパスフィルタ１７に供給して、測定
電気信号の角周波数からＳＳＢ変調器１５からの出力信
号の角周波数を差し引いた角周波数の測定信号を得る。
【００２５】レーザ光ＡおよびＢをそのまま混合したレ
ーザ光を電気信号に変換した参照電気信号ｃｏｓ（ωｃ
ｔ）と、レーザ光Ｂと被測定位相θずれたレーザ光Ａと
を混合したレーザ光を電気信号に変換した測定電気信号
ｃｏｓ（ωｃｔ＋θ）とから、位相θを検出するのに際
して、このままでは角周波数ωｃが未知もしくは不安定
であるため、位相θの測定は著しく困難である。
ーザ光を電気信号に変換した参照電気信号ｃｏｓ（ωｃ
ｔ）と、レーザ光Ｂと被測定位相θずれたレーザ光Ａと
を混合したレーザ光を電気信号に変換した測定電気信号
ｃｏｓ（ωｃｔ＋θ）とから、位相θを検出するのに際
して、このままでは角周波数ωｃが未知もしくは不安定
であるため、位相θの測定は著しく困難である。
【００２６】しかるに、本発明の実施の一形態によれ
ば、レーザ光Ａおよびレーザ光Ｂから得た角周波数ωｃ
の参照電気信号を既知の角周波数ωｉの中間周波信号で
ＳＳＢ変調し、ＳＳＢ変調の結果得られた角周波数（ω
ｃ−ωｉ）のＳＳＢ変調出力と、レーザ光Ｂおよび被測
定位相θずらされたレーザ光Ａから得た角周波数ωｃを
有し、かつ位相θを有する測定電気信号とを混合回路１
６で混合し、ローパスフィルタ１７によって混合回路１
６からの出力中の低域側、すなわち差の周波数側を選択
する。したがって、ローパスフィルタ１７から得られる
信号はｃｏｓ（ωｉｔ＋θ）であって、未知もしくは不
安定な角周波数ωｃを含まず、既知の周波数ωｉを有す
る測定信号が得られ、位相θの測定が精度よく行えるこ
とになる。
ば、レーザ光Ａおよびレーザ光Ｂから得た角周波数ωｃ
の参照電気信号を既知の角周波数ωｉの中間周波信号で
ＳＳＢ変調し、ＳＳＢ変調の結果得られた角周波数（ω
ｃ−ωｉ）のＳＳＢ変調出力と、レーザ光Ｂおよび被測
定位相θずらされたレーザ光Ａから得た角周波数ωｃを
有し、かつ位相θを有する測定電気信号とを混合回路１
６で混合し、ローパスフィルタ１７によって混合回路１
６からの出力中の低域側、すなわち差の周波数側を選択
する。したがって、ローパスフィルタ１７から得られる
信号はｃｏｓ（ωｉｔ＋θ）であって、未知もしくは不
安定な角周波数ωｃを含まず、既知の周波数ωｉを有す
る測定信号が得られ、位相θの測定が精度よく行えるこ
とになる。
【００２７】ここで、ＳＳＢ変調器１５の実施の一形態
について説明する。
について説明する。
【００２８】図２は、本発明にかかる光ヘテロダイン装
置におけるＳＳＢ変調器１５の実施の一形態の構成を示
すブロック図である。中間周波信号は分配器２１に供給
して分配し、平衡変調器２３および９０°移相器２４に
供給する。参照電気信号は分配器２２に供給して分配
し、平衡変調器２３および９０°移相器２５に供給す
る。９０°移相器２４および２５の出力は平衡変調器２
６に供給する。平衡変調器２３において参照電気信号を
中間周波信号で変調し、平衡変調器２６において９０°
移相した参照電気信号を９０°移相した中間周波信号で
変調し、平衡変調器２３の出力および平衡変調器２６の
出力は合成器２７に供給して合成して出力する。
置におけるＳＳＢ変調器１５の実施の一形態の構成を示
すブロック図である。中間周波信号は分配器２１に供給
して分配し、平衡変調器２３および９０°移相器２４に
供給する。参照電気信号は分配器２２に供給して分配
し、平衡変調器２３および９０°移相器２５に供給す
る。９０°移相器２４および２５の出力は平衡変調器２
６に供給する。平衡変調器２３において参照電気信号を
中間周波信号で変調し、平衡変調器２６において９０°
移相した参照電気信号を９０°移相した中間周波信号で
変調し、平衡変調器２３の出力および平衡変調器２６の
出力は合成器２７に供給して合成して出力する。
【００２９】合成器２７において上側波帯の出力は打ち
消されて、合成器２７から下側波帯の出力、すなわち角
周波数（ωｃ−ωｉ）の信号が得られる。
消されて、合成器２７から下側波帯の出力、すなわち角
周波数（ωｃ−ωｉ）の信号が得られる。
【００３０】またＳＳＢ変調器は、参照電気信号を９０
°移相された中間周波数信号で平衡変調し、９０°移相
された参照電気信号を中間周波信号で平衡変調してもよ
い。
°移相された中間周波数信号で平衡変調し、９０°移相
された参照電気信号を中間周波信号で平衡変調してもよ
い。
【００３１】本実施の一形態では、参照電気信号を中間
周波信号でＳＳＢ変調する場合を例示したが、これに代
わって、測定電気信号を中間周波信号でＳＳＢ変調して
もよい。この場合、ＳＳＢ変調器を、測定電気信号を中
間周波信号で平衡変調し、９０°移相された測定電気信
号を９０°移相された中間周波信号で平衡変調してもよ
く、また測定電気信号を９０°移相された中間周波信号
で平衡変調し、９０°移相された測定電気信号を中間周
波信号で平衡変調してもよい。
周波信号でＳＳＢ変調する場合を例示したが、これに代
わって、測定電気信号を中間周波信号でＳＳＢ変調して
もよい。この場合、ＳＳＢ変調器を、測定電気信号を中
間周波信号で平衡変調し、９０°移相された測定電気信
号を９０°移相された中間周波信号で平衡変調してもよ
く、また測定電気信号を９０°移相された中間周波信号
で平衡変調し、９０°移相された測定電気信号を中間周
波信号で平衡変調してもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、角
周波数の異なる２つのレーザ光を用いた光ヘテロダイン
装置において、その差の角周波数が未知あるいは不安定
であっても、その光ヘテロダイン信号を既知の角周波数
を有する電気信号に変換することにより、正確に位相の
測定が可能となる。
周波数の異なる２つのレーザ光を用いた光ヘテロダイン
装置において、その差の角周波数が未知あるいは不安定
であっても、その光ヘテロダイン信号を既知の角周波数
を有する電気信号に変換することにより、正確に位相の
測定が可能となる。
【図１】本発明の実施の一形態にかかる光ヘテロダイン
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる光ヘテロダイン装置におけるＳ
ＳＢ変調器の実施の一形態の構成を示すブロック図であ
る。
ＳＢ変調器の実施の一形態の構成を示すブロック図であ
る。
３、４、５、６…ハーフミラー ７、８、９、
１０…反射鏡 １１…被測定位相差付与部 １２、１３…
光電変換器 １４…中間周波信号発生器 １５…ＳＳＢ
変調器 １６…混合回路 １７…ローパ
スフィルタ ２１、２２…分配器 ２３、２６…
平衡変調器 ２４、２５…９０°移相器
１０…反射鏡 １１…被測定位相差付与部 １２、１３…
光電変換器 １４…中間周波信号発生器 １５…ＳＳＢ
変調器 １６…混合回路 １７…ローパ
スフィルタ ２１、２２…分配器 ２３、２６…
平衡変調器 ２４、２５…９０°移相器
Claims (6)
- 【請求項１】周波数の異なる２つの第１および第２のレ
ーザ光をそのまま混合して第１のレーザ光の周波数と第
２のレーザ光の周波数との差の周波数を有する参照電気
信号を生成する第１の光電変換器と、第１のレーザ光が
被測定位相θ移相された後第２のレーザ光と混合して前
記差の周波数と被測定位相θとを有する測定電気信号を
生成する第２の光電変換器と、予め定めた周波数の中間
周波信号を発生する中間周波信号発生器と、前記参照電
気信号を中間周波信号でＳＳＢ変調するＳＳＢ変調器
と、前記測定電気信号とＳＳＢ変調出力とを混合して測
定電気信号の周波数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の
周波数の信号を送出する周波数変換手段とを備えたこと
を特徴とする光ヘテロダイン装置。 - 【請求項２】請求項１記載の光ヘテロダイン装置におい
て、ＳＳＢ変調器は、参照電気信号を中間周波信号で変
調する第１の平衡変調器と、参照電気信号および中間周
波信号をそれぞれ９０°移相する第１および第２の移相
器と、９０°移相された参照電気信号を９０°移相され
た中間周波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の
平衡変調器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する
合成器とからなることを特徴とする光ヘテロダイン装
置。 - 【請求項３】請求項１記載の光ヘテロダイン装置におい
て、ＳＳＢ変調器は、参照電気信号および中間周波信号
をそれぞれ９０°移相する第１および第２の移相器と、
参照電気信号を９０°移相された中間周波信号で変調す
る第１の平衡変調器と、９０°移相された参照電気信号
を中間周波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の
平衡変調器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する
合成器とからなることを特徴とする光ヘテロダイン装
置。 - 【請求項４】周波数の異なる２つの第１および第２のレ
ーザ光をそのまま混合して第１のレーザ光の周波数と第
２のレーザ光の周波数との差の周波数を有する参照電気
信号を生成する第１の光電変換器と、第１のレーザ光が
被測定位相θ移相された後第２のレーザ光と混合して前
記差の周波数と被測定位相θとを有する測定電気信号を
生成する第２の光電変換器と、予め定めた周波数の中間
周波信号を発生する中間周波信号発生器と、前記測定電
気信号を中間周波信号でＳＳＢ変調するＳＳＢ変調器
と、前記参照電気信号とＳＳＢ変調出力とを混合して測
定電気信号の周波数とＳＳＢ変調出力の周波数との差の
周波数の信号を送出する周波数変換手段とを備えたこと
を特徴とする光ヘテロダイン装置。 - 【請求項５】請求項４記載の光ヘテロダイン装置におい
て、ＳＳＢ変調器は、測定電気信号を中間周波信号で変
調する第１の平衡変調器と、測定電気信号および中間周
波信号をそれぞれ９０°移相する第１および第２の移相
器と、９０°移相された測定電気信号を９０°移相され
た中間周波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の
平衡変調器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する
合成器とからなることを特徴とする光ヘテロダイン装
置。 - 【請求項６】請求項４記載の光ヘテロダイン装置におい
て、ＳＳＢ変調器は、測定電気信号および中間周波信号
をそれぞれ９０°移相する第１および第２の移相器と、
測定電気信号を９０°移相された中間周波信号で変調す
る第１の平衡変調器と、９０°移相された測定電気信号
を中間周波信号で変調する第２の平衡変調器と、第１の
平衡変調器の出力と第２の平衡変調器の出力を合成する
合成器とからなることを特徴とする光ヘテロダイン装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33358295A JPH09170952A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 光ヘテロダイン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33358295A JPH09170952A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 光ヘテロダイン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170952A true JPH09170952A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18267664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33358295A Pending JPH09170952A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 光ヘテロダイン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09170952A (ja) |
-
1995
- 1995-12-21 JP JP33358295A patent/JPH09170952A/ja active Pending
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