JPH09304744A - レーザ変調器 - Google Patents
レーザ変調器Info
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- JPH09304744A JPH09304744A JP8119886A JP11988696A JPH09304744A JP H09304744 A JPH09304744 A JP H09304744A JP 8119886 A JP8119886 A JP 8119886A JP 11988696 A JP11988696 A JP 11988696A JP H09304744 A JPH09304744 A JP H09304744A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
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- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｅ／Ｏ素子による外部直接変調を行うことに
より干渉による強度変調の誤差を除外することができ、
また環境温度等の外部の変化に対し強度変調光をフィー
ドバック制御して能動的に安定化させることができるレ
ーザ変調器を提供する。 【解決手段】 Ｅ／Ｏ素子３の前後に偏光ビームスプリ
ッター２，４をこれらの偏光方向が互いに直交するよう
配設すると共に、偏光ビームスプリッター４での反射光
と透過光とを検出するフォトディテクター７，８と、８
０ＭＨｚの変調電圧をＥ／Ｏ素子３に印加するＲＦアン
プと、差動アンプ１１及びバイアスアンプ１０を有しフ
ォトディテクター７，８の検出信号に基づいて前記反射
光と透過光の時間平均値が等しくなるようＥ／Ｏ素子３
に印加するバイアス電圧を制御するバイアス電圧の制御
系とを備えて、レーザ変調器を構成する。
より干渉による強度変調の誤差を除外することができ、
また環境温度等の外部の変化に対し強度変調光をフィー
ドバック制御して能動的に安定化させることができるレ
ーザ変調器を提供する。 【解決手段】 Ｅ／Ｏ素子３の前後に偏光ビームスプリ
ッター２，４をこれらの偏光方向が互いに直交するよう
配設すると共に、偏光ビームスプリッター４での反射光
と透過光とを検出するフォトディテクター７，８と、８
０ＭＨｚの変調電圧をＥ／Ｏ素子３に印加するＲＦアン
プと、差動アンプ１１及びバイアスアンプ１０を有しフ
ォトディテクター７，８の検出信号に基づいて前記反射
光と透過光の時間平均値が等しくなるようＥ／Ｏ素子３
に印加するバイアス電圧を制御するバイアス電圧の制御
系とを備えて、レーザ変調器を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ変調器に関
し、レーザ測長器に適用して有用なものであり、また水
中測長器や水中視認器に適用することもできる。
し、レーザ測長器に適用して有用なものであり、また水
中測長器や水中視認器に適用することもできる。
【０００２】
【従来の技術】距離を測定するためには基準となる目盛
が必要であり、一般には物差しやメジャーが使用される
が、これらが使用できない環境で距離測定を行う場合や
更に精度良く距離測定を行いたい場合には、レーザが使
用される。
が必要であり、一般には物差しやメジャーが使用される
が、これらが使用できない環境で距離測定を行う場合や
更に精度良く距離測定を行いたい場合には、レーザが使
用される。
【０００３】レーザを用いた精密な距離測定方法として
は、以下の方法が挙げられる。
は、以下の方法が挙げられる。
【０００４】（ａ）光の波長を利用：可視光であれば数
１００ｎｍを１目盛として使用し、１ｍ程度の測定に用
いられる。 （ｂ）光の変調を利用：数ｍを超える距離測定の場合、
媒質の揺らぎや機械的振動のために、上記のような短い
目盛では距離測定が困難となるが、光ビームに強度変調
をかけ、適当な代表目盛をつくることにより、１ｋｍを
超える距離測定も可能となる。 （ｄ）光パルスを利用：高ピーク出力で短パルスのレー
ザの伝送時間から距離を算出する方法で、衛星間の距離
測定等の長距離測定が可能である。レーザパルス幅によ
り分解能が決まる。
１００ｎｍを１目盛として使用し、１ｍ程度の測定に用
いられる。 （ｂ）光の変調を利用：数ｍを超える距離測定の場合、
媒質の揺らぎや機械的振動のために、上記のような短い
目盛では距離測定が困難となるが、光ビームに強度変調
をかけ、適当な代表目盛をつくることにより、１ｋｍを
超える距離測定も可能となる。 （ｄ）光パルスを利用：高ピーク出力で短パルスのレー
ザの伝送時間から距離を算出する方法で、衛星間の距離
測定等の長距離測定が可能である。レーザパルス幅によ
り分解能が決まる。
【０００５】これらのうち、上記（ｂ）の方法において
は、従来、レーザ強調変調を発生させるために干渉計を
用いたビート波変調方式が一般的に採用されている。図
４は、かかる従来のレーザ変調器の構成図である。従来
は図４に示すようにＡ／Ｏ素子を用いたヘテロダイン方
式が用いられている。
は、従来、レーザ強調変調を発生させるために干渉計を
用いたビート波変調方式が一般的に採用されている。図
４は、かかる従来のレーザ変調器の構成図である。従来
は図４に示すようにＡ／Ｏ素子を用いたヘテロダイン方
式が用いられている。
【０００６】即ち、図４に示すように、λ／２板１６を
通過させたＣＷレーザ光１は、偏光ビームスプリッター
１７でＰ波２６とＳ波２５とに分割される。Ｐ波２６
は、Ａ／Ｏ素子１８を通すことによりΔｆだけ周波数シ
フトさせた後、全反射ミラー１９で折り曲げ、λ／２板
２０でＰ波からＳ波に変換させて、再び偏光ビームスプ
リッター２３に入射させる。一方、Ｓ波２５は、全反射
ミラー２１で折り曲げ、λ／２板２２によりＳ波からＰ
波に変換して、同様に偏光ビームスプリッター２３に入
射させ、前述の分割されたビームと同一光軸上に重ね合
わせる。そして、両者のビームを検光子２４により合成
したものを、強度変調光６として測長等に利用すること
ができる。
通過させたＣＷレーザ光１は、偏光ビームスプリッター
１７でＰ波２６とＳ波２５とに分割される。Ｐ波２６
は、Ａ／Ｏ素子１８を通すことによりΔｆだけ周波数シ
フトさせた後、全反射ミラー１９で折り曲げ、λ／２板
２０でＰ波からＳ波に変換させて、再び偏光ビームスプ
リッター２３に入射させる。一方、Ｓ波２５は、全反射
ミラー２１で折り曲げ、λ／２板２２によりＳ波からＰ
波に変換して、同様に偏光ビームスプリッター２３に入
射させ、前述の分割されたビームと同一光軸上に重ね合
わせる。そして、両者のビームを検光子２４により合成
したものを、強度変調光６として測長等に利用すること
ができる。
【０００７】上記の方式を干渉計によるビート波変調方
式といい、２つの異なる周波数のレーザビームを重ね合
わせ、相互にビーム干渉させることにより、レーザ光の
振幅変調を行うことができるものであって、一般的に用
いられており、次式（数１）で表される。
式といい、２つの異なる周波数のレーザビームを重ね合
わせ、相互にビーム干渉させることにより、レーザ光の
振幅変調を行うことができるものであって、一般的に用
いられており、次式（数１）で表される。
【０００８】
【数１】
【０００９】ここで、光の周波数ｆi は数１００ＴＨｚ
と非常に高いため、ｆ1 、ｆ2 、（ｆ 1 −ｆ2 ）の３項
は光検出器を用いてもその変化を検出できない。検出器
の出力は、これらを時間平均したものと、（ｆ1 −
ｆ2 ）の差周波数の項の和として表される。
と非常に高いため、ｆ1 、ｆ2 、（ｆ 1 −ｆ2 ）の３項
は光検出器を用いてもその変化を検出できない。検出器
の出力は、これらを時間平均したものと、（ｆ1 −
ｆ2 ）の差周波数の項の和として表される。
【００１０】
【数２】
【００１１】上記は（ｆ1 −ｆ2 ）の差周波数で強度変
調されたビームを表しており、例えば、ｆ1 −ｆ2 ＝８
０ＭＨｚとすると、１波長３．５７ｍの強度変調光が得
られ、これを目盛として数１０ｍの距離測定が可能とな
る。
調されたビームを表しており、例えば、ｆ1 −ｆ2 ＝８
０ＭＨｚとすると、１波長３．５７ｍの強度変調光が得
られ、これを目盛として数１０ｍの距離測定が可能とな
る。
【００１２】ここで、前出の語句の説明を行う。
【００１３】（ａ）Ａ／Ｏ素子（Acoust Optic Device:
音響光学素子）：物質に歪みが生じるとそれに伴って屈
折率が変化する。この現象を光弾性効果と呼ぶ。ここ
で、超音波が固体や液体を伝搬するとき、その媒質中に
は光弾性効果により、音の進行方向と平行に、そして音
の波長を周期として、光に対する屈折率の周期的な変動
が生じる。この媒質中に光が入射すると、入射する光の
一部は超音波によって回折する。この現象を音響光学効
果と呼び、これを利用したものをＡ／Ｏ素子という。 （ｂ）ＣＷレーザ（Continuous Wavelength レーザ：連
続レーザ）：時間的に連続したレーザを発進させたも
の。これに対してある時間間隔でレーザを発進させたも
のをパルスレーザと呼ぶ。
音響光学素子）：物質に歪みが生じるとそれに伴って屈
折率が変化する。この現象を光弾性効果と呼ぶ。ここ
で、超音波が固体や液体を伝搬するとき、その媒質中に
は光弾性効果により、音の進行方向と平行に、そして音
の波長を周期として、光に対する屈折率の周期的な変動
が生じる。この媒質中に光が入射すると、入射する光の
一部は超音波によって回折する。この現象を音響光学効
果と呼び、これを利用したものをＡ／Ｏ素子という。 （ｂ）ＣＷレーザ（Continuous Wavelength レーザ：連
続レーザ）：時間的に連続したレーザを発進させたも
の。これに対してある時間間隔でレーザを発進させたも
のをパルスレーザと呼ぶ。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の変調方式のように干渉計を採用した場合には、レー
ザ光のポインティングスタビリティが問題となる。即
ち、ＣＷレーザ光１が干渉計へ入射されるポイントがず
れると、Ｐ波２６のＡ／Ｏ素子１８への入射角が変化し
て、変調効率の低下を招き、再び光軸が重なり合う偏光
ビームスプリッター２３で重畳させることができなくな
り、最終的に検光子２４で形成されるビート波が変動す
ることになる。このように、強度変調光が変動すると、
これを目盛として測長した場合に、誤差が発生すること
になる。
来の変調方式のように干渉計を採用した場合には、レー
ザ光のポインティングスタビリティが問題となる。即
ち、ＣＷレーザ光１が干渉計へ入射されるポイントがず
れると、Ｐ波２６のＡ／Ｏ素子１８への入射角が変化し
て、変調効率の低下を招き、再び光軸が重なり合う偏光
ビームスプリッター２３で重畳させることができなくな
り、最終的に検光子２４で形成されるビート波が変動す
ることになる。このように、強度変調光が変動すると、
これを目盛として測長した場合に、誤差が発生すること
になる。
【００１５】つまり、強度変調光が安定しないと、同一
距離を測定してもばらつきが発生し、精度良く距離を決
定することができない。そこで、なんらかの制御が必要
になるが、上記の変調方式では積極的に制御することが
できない。
距離を測定してもばらつきが発生し、精度良く距離を決
定することができない。そこで、なんらかの制御が必要
になるが、上記の変調方式では積極的に制御することが
できない。
【００１６】従って本発明は上記従来技術に鑑み、Ｅ／
Ｏ素子による外部直接変調を行うことにより干渉による
強度変調の誤差を除外することができ、また環境温度等
の外部の変化に対し強度変調光をフィードバック制御し
て能動的に安定化させることができるレーザ変調器を提
供することを課題とする。
Ｏ素子による外部直接変調を行うことにより干渉による
強度変調の誤差を除外することができ、また環境温度等
の外部の変化に対し強度変調光をフィードバック制御し
て能動的に安定化させることができるレーザ変調器を提
供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の発明のレーザ変調器は、Ｅ／Ｏ素子の前後に、偏光手
段と検光手段とをこれらの偏光方向が互いに略直交（直
交を含む）するよう配設すると共に、必要な変調周波数
を有する電圧を前記Ｅ／Ｏ素子に印加する電圧印加手段
を備えたことを特徴とする。
の発明のレーザ変調器は、Ｅ／Ｏ素子の前後に、偏光手
段と検光手段とをこれらの偏光方向が互いに略直交（直
交を含む）するよう配設すると共に、必要な変調周波数
を有する電圧を前記Ｅ／Ｏ素子に印加する電圧印加手段
を備えたことを特徴とする。
【００１８】また、第２の発明のレーザ変調器は、上記
第１の発明のレーザ変調器において、前記検光手段は偏
光ビームスプリッターであり、この偏光ビームスプリッ
ターでの反射光と透過光とを検出する検出手段を備える
と共に、前記電圧印加手段は必要な変調周波数の変調電
圧を印加する変調電圧印加手段と前記検出手段の検出信
号に基づき前記反射光と透過光の時間平均値が等しくな
るよう前記Ｅ／Ｏ素子に印加するバイアス電圧を制御す
るバイアス電圧制御手段とを有してなるものであること
を特徴とする。
第１の発明のレーザ変調器において、前記検光手段は偏
光ビームスプリッターであり、この偏光ビームスプリッ
ターでの反射光と透過光とを検出する検出手段を備える
と共に、前記電圧印加手段は必要な変調周波数の変調電
圧を印加する変調電圧印加手段と前記検出手段の検出信
号に基づき前記反射光と透過光の時間平均値が等しくな
るよう前記Ｅ／Ｏ素子に印加するバイアス電圧を制御す
るバイアス電圧制御手段とを有してなるものであること
を特徴とする。
【００１９】従って、上記第１の発明のレーザ変調器に
よれば、測長に必要な変調周波数を有する電圧をＥ／Ｏ
素子に印加することにより、結晶内の偏光面を回転させ
る。Ｅ／Ｏ素子の前後の偏光手段（偏光板等）と検光手
段（検光子等）の偏光方向が略直交するよう設置されて
いるため、偏光手段の偏光方向とＥ／Ｏ素子の偏光方向
とが同一の場合には検光手段からはレーザが出力されな
い。一方、Ｅ／Ｏ素子に電圧を印加して偏光面を丁度９
０°回転させると、検光手段の偏光方向と一致するた
め、レーザ光は１００％透過させることができる。従っ
て、Ｅ／Ｏ素子に印加する電圧を必要な周波数で与える
ことにより、当該周波数での強度変調光が得られる。こ
れにより、干渉計のように２つのビームの重畳等が不要
となり、ポインティングスタビリティに対する感度を緩
和させることができる。
よれば、測長に必要な変調周波数を有する電圧をＥ／Ｏ
素子に印加することにより、結晶内の偏光面を回転させ
る。Ｅ／Ｏ素子の前後の偏光手段（偏光板等）と検光手
段（検光子等）の偏光方向が略直交するよう設置されて
いるため、偏光手段の偏光方向とＥ／Ｏ素子の偏光方向
とが同一の場合には検光手段からはレーザが出力されな
い。一方、Ｅ／Ｏ素子に電圧を印加して偏光面を丁度９
０°回転させると、検光手段の偏光方向と一致するた
め、レーザ光は１００％透過させることができる。従っ
て、Ｅ／Ｏ素子に印加する電圧を必要な周波数で与える
ことにより、当該周波数での強度変調光が得られる。こ
れにより、干渉計のように２つのビームの重畳等が不要
となり、ポインティングスタビリティに対する感度を緩
和させることができる。
【００２０】また、上記第２の発明のレーザ変調器によ
れば、検光手段として偏光ビームスプリッターを用いる
ことにより、この偏光ビームスプリッターで透過されな
いレーザ光を外部に取り出すことができる。変調器のバ
イアス点が変化しなければ、原理的に、偏光ビームスプ
リッターでの透過光と反射光との時間平均された出力は
等しいが、外部環境の温度変化等の外乱により、バイア
ス点が変化することにより、偏光ビームスプリッターで
の透過光と反射光との時間平均値は等しくなくなる。従
って、偏光ビームスプリッターでの透過光と反射光との
時間平均値が等しくなるようにＥ／Ｏ素子に印加するバ
イアス電圧を制御して、外乱により変動した変調特性を
制御することにより、安定した強度変調光が得られる。
れば、検光手段として偏光ビームスプリッターを用いる
ことにより、この偏光ビームスプリッターで透過されな
いレーザ光を外部に取り出すことができる。変調器のバ
イアス点が変化しなければ、原理的に、偏光ビームスプ
リッターでの透過光と反射光との時間平均された出力は
等しいが、外部環境の温度変化等の外乱により、バイア
ス点が変化することにより、偏光ビームスプリッターで
の透過光と反射光との時間平均値は等しくなくなる。従
って、偏光ビームスプリッターでの透過光と反射光との
時間平均値が等しくなるようにＥ／Ｏ素子に印加するバ
イアス電圧を制御して、外乱により変動した変調特性を
制御することにより、安定した強度変調光が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基ずき詳細に説明する。
に基ずき詳細に説明する。
【００２２】図１は本発明の実施の形態に係るレーザ変
調器の構成図、図２は初期設定時の強度変調光を示す説
明図、図３は外乱により変調特性が変化したときの強度
変調光を示す説明図である。
調器の構成図、図２は初期設定時の強度変調光を示す説
明図、図３は外乱により変調特性が変化したときの強度
変調光を示す説明図である。
【００２３】図１に示すように、Ｅ／Ｏ素子３の前には
偏光手段として偏光ビームスプリッター２が配設され、
Ｅ／Ｏ素子３の後には検光手段として偏光ビームスプリ
ッター４が配設されている。偏光ビームスプリッター２
と４は偏光方向が直交するよう設置されている。更に、
偏光ビームスプリッター４の後にはビームスプリッター
５が配設されている。
偏光手段として偏光ビームスプリッター２が配設され、
Ｅ／Ｏ素子３の後には検光手段として偏光ビームスプリ
ッター４が配設されている。偏光ビームスプリッター２
と４は偏光方向が直交するよう設置されている。更に、
偏光ビームスプリッター４の後にはビームスプリッター
５が配設されている。
【００２４】また、Ｅ／Ｏ素子３に８０ＭＨｚの変調電
圧を印加するためのＲＦアンプ９と、フォトディテクタ
ー７，８、差動アンプ１１及びバイアスアンプ１０を有
してなる制御系とが備えられている。
圧を印加するためのＲＦアンプ９と、フォトディテクタ
ー７，８、差動アンプ１１及びバイアスアンプ１０を有
してなる制御系とが備えられている。
【００２５】フォトディテクター７では、偏光ビームス
プリッター４での反射光をモニターし、このモニター信
号１３を差動アンプ１１へ出力する。フォトディテクタ
ー８では、ビームスプリッター５の反射光、即ち偏光ビ
ームスプリッター４での透過光をモニターし、このモニ
ター信号１４を差動アンプ１１へ出力する。差動アンプ
１１では、反射光の出力モニター信号１３と透過光の出
力モニター信号１４の差に相当する信号を出力する。バ
イアスアンプ１０では、初期設定バイアス信号１２と差
動アンプ１１の出力信号とに基づき、これを増幅して、
Ｅ／Ｏ素子３にバイアス電圧を印加する。
プリッター４での反射光をモニターし、このモニター信
号１３を差動アンプ１１へ出力する。フォトディテクタ
ー８では、ビームスプリッター５の反射光、即ち偏光ビ
ームスプリッター４での透過光をモニターし、このモニ
ター信号１４を差動アンプ１１へ出力する。差動アンプ
１１では、反射光の出力モニター信号１３と透過光の出
力モニター信号１４の差に相当する信号を出力する。バ
イアスアンプ１０では、初期設定バイアス信号１２と差
動アンプ１１の出力信号とに基づき、これを増幅して、
Ｅ／Ｏ素子３にバイアス電圧を印加する。
【００２６】従って、上記構成のレーザ変調器によれ
ば、光源として偏光ビームスプリッター２を通過したＣ
Ｗレーザ光１は、Ｅ／Ｏ素子３に入射される。このと
き、バイアス設定信号により、バイアスアンプ１０から
バイアス電圧がＥ／Ｏ素子３に印加される。一方、ＲＦ
アンプ９からは８０ＭＨｚの変調電圧が印加される。
ば、光源として偏光ビームスプリッター２を通過したＣ
Ｗレーザ光１は、Ｅ／Ｏ素子３に入射される。このと
き、バイアス設定信号により、バイアスアンプ１０から
バイアス電圧がＥ／Ｏ素子３に印加される。一方、ＲＦ
アンプ９からは８０ＭＨｚの変調電圧が印加される。
【００２７】Ｅ／Ｏ素子３から出力されたレーザ光は、
Ｅ／Ｏ素子３への電圧の印加により、偏光ビームスプリ
ッター４において、その偏光面が偏光ビームスプリッタ
ー４の偏光面と平行になった場合には偏光ビームスプリ
ッター４を透過することができ、一方、その偏光面が偏
光ビームスプリッター４の偏光面と垂直の場合には偏光
ビームスプリッター４を透過できず、この偏光ビームス
プリッター４で反射される。
Ｅ／Ｏ素子３への電圧の印加により、偏光ビームスプリ
ッター４において、その偏光面が偏光ビームスプリッタ
ー４の偏光面と平行になった場合には偏光ビームスプリ
ッター４を透過することができ、一方、その偏光面が偏
光ビームスプリッター４の偏光面と垂直の場合には偏光
ビームスプリッター４を透過できず、この偏光ビームス
プリッター４で反射される。
【００２８】偏光ビームスプリッター４での透過光は、
８０ＭＨｚの強度変調光６として応用先へ伝送される
が、その１部がビームスプリッター５で取り出され、フ
ォトディテクター８によってモニターされる。同様に、
偏光ビームスプリッター４での反射光は、フォトディテ
クター７によってモニターされる。両者の関係を図２に
示す。図２において、縦軸Ｔは透過率、横軸Ｖは印加電
圧、そして、２９は変調特性曲線である。
８０ＭＨｚの強度変調光６として応用先へ伝送される
が、その１部がビームスプリッター５で取り出され、フ
ォトディテクター８によってモニターされる。同様に、
偏光ビームスプリッター４での反射光は、フォトディテ
クター７によってモニターされる。両者の関係を図２に
示す。図２において、縦軸Ｔは透過率、横軸Ｖは印加電
圧、そして、２９は変調特性曲線である。
【００２９】いま、図２に示すように、バイアス電圧が
Ｖ0 のとき、８０ＭＨｚの変調電圧３２に対し、変調さ
れたレーザ光は３３の曲線で得られる。このとき、時間
平均された透過光の出力は図中の斜線部分３５で表さ
れ、時間平均された反射光の出力は図中の斜線部分３６
で表される。この両斜線部分３５，３６の面積が等しく
なるようなバイアス電圧を初期設定しておく（初期設定
バイアス信号１２）。
Ｖ0 のとき、８０ＭＨｚの変調電圧３２に対し、変調さ
れたレーザ光は３３の曲線で得られる。このとき、時間
平均された透過光の出力は図中の斜線部分３５で表さ
れ、時間平均された反射光の出力は図中の斜線部分３６
で表される。この両斜線部分３５，３６の面積が等しく
なるようなバイアス電圧を初期設定しておく（初期設定
バイアス信号１２）。
【００３０】図１のレーザ変調器においては、反射光と
透過光の出力モニター信号１３，１４の差をとり、０と
なる信号１５を初期設定バイアス信号に加えて、バイア
ス電圧Ｖ0 を出力させておく。
透過光の出力モニター信号１３，１４の差をとり、０と
なる信号１５を初期設定バイアス信号に加えて、バイア
ス電圧Ｖ0 を出力させておく。
【００３１】次に、外乱により、変調特性が変動した場
合について説明する。この変調特性の変動を、バイアス
電圧がＶ1 に変化した場合と置換して、変調光を求める
と、図３に示すように、８０ＭＨｚの変調電圧３２に対
し、変調光３４が得られる。このとき、時間平均された
透過光の出力は図中の斜線部分３７で表される一方、時
間平均された反射光の出力は図中の斜線部分３８で表さ
れ、両斜線部分３７，３８の面積（透過光と反射光の時
間平均値）は等しくないことがわかる。従って、両斜線
部分３７，３８の面積（透過光と反射光の時間平均値）
が等しくなるように、バイアス電圧を（Ｖ0 −Ｖ1 ）だ
けＥ／Ｏ素子３に印加することにより、安定した強度変
調光６が得られる。
合について説明する。この変調特性の変動を、バイアス
電圧がＶ1 に変化した場合と置換して、変調光を求める
と、図３に示すように、８０ＭＨｚの変調電圧３２に対
し、変調光３４が得られる。このとき、時間平均された
透過光の出力は図中の斜線部分３７で表される一方、時
間平均された反射光の出力は図中の斜線部分３８で表さ
れ、両斜線部分３７，３８の面積（透過光と反射光の時
間平均値）は等しくないことがわかる。従って、両斜線
部分３７，３８の面積（透過光と反射光の時間平均値）
が等しくなるように、バイアス電圧を（Ｖ0 −Ｖ1 ）だ
けＥ／Ｏ素子３に印加することにより、安定した強度変
調光６が得られる。
【００３２】以上のように、本実施の形態に係るレーザ
変調器によれば、Ｅ／Ｏ素子３による外部直接変調を行
うことにより、干渉計のように２つのビームの重畳等が
不要となり、ポインティングスタビリティに対する感度
を緩和させることができる。しかも、従来のような複雑
な光学系を利用しないため、調整が軽減される。
変調器によれば、Ｅ／Ｏ素子３による外部直接変調を行
うことにより、干渉計のように２つのビームの重畳等が
不要となり、ポインティングスタビリティに対する感度
を緩和させることができる。しかも、従来のような複雑
な光学系を利用しないため、調整が軽減される。
【００３３】また、偏光ビームスプリッター４での透過
光と反射光との時間平均値が等しくなるようにＥ／Ｏ素
子３に印加するバイアス電圧を制御して、外乱により変
動した変調特性を制御することにより、能動的に強度変
調光の安定化を図ることができ、安定した強度変調光が
得られる。従って、耐環境性に優れた距離測定等を可能
にする。
光と反射光との時間平均値が等しくなるようにＥ／Ｏ素
子３に印加するバイアス電圧を制御して、外乱により変
動した変調特性を制御することにより、能動的に強度変
調光の安定化を図ることができ、安定した強度変調光が
得られる。従って、耐環境性に優れた距離測定等を可能
にする。
【００３４】ここで、前出の語句の説明を行う。
【００３５】（ａ）Ｅ／Ｏ素子（Electro Optic Devic
e：電気光学素子）：物質に電圧を加えるとその物質の
屈折率が変わる現象を電気光学効果と呼ぶ。従って、物
質に対する印加電圧を振幅変調させることにより物質を
通過する光の振幅変調や位相変調を行うことが可能にな
る。 （ｂ）ＲＦアンプ（Radio Frequency アンプ）：高周波
増幅器により例えば８０ＭＨｚのような高い周波数でＥ
／Ｏ素子に電圧をかける場合、直接的に８０ＭＨｚで駆
動する電源を用いるのではなく、ＲＦ発振器から相当周
波数の信号を発生させた後、増幅器で設定電圧まで増幅
させるものである。
e：電気光学素子）：物質に電圧を加えるとその物質の
屈折率が変わる現象を電気光学効果と呼ぶ。従って、物
質に対する印加電圧を振幅変調させることにより物質を
通過する光の振幅変調や位相変調を行うことが可能にな
る。 （ｂ）ＲＦアンプ（Radio Frequency アンプ）：高周波
増幅器により例えば８０ＭＨｚのような高い周波数でＥ
／Ｏ素子に電圧をかける場合、直接的に８０ＭＨｚで駆
動する電源を用いるのではなく、ＲＦ発振器から相当周
波数の信号を発生させた後、増幅器で設定電圧まで増幅
させるものである。
【００３６】
【発明の効果】以上発明の実施の形態と共に具体的に説
明したように、本発明のレーザ変調器によれば、Ｅ／Ｏ
素子に印加する電圧を必要な周波数で与えることによ
り、当該周波数での強度変調光が得られる。これによ
り、干渉計のように２つのビームの重畳等が不要とな
り、ポインティングスタビリティに対する感度を緩和さ
せることができる。しかも、従来のような複雑な光学系
を利用しないため、調整が軽減される。
明したように、本発明のレーザ変調器によれば、Ｅ／Ｏ
素子に印加する電圧を必要な周波数で与えることによ
り、当該周波数での強度変調光が得られる。これによ
り、干渉計のように２つのビームの重畳等が不要とな
り、ポインティングスタビリティに対する感度を緩和さ
せることができる。しかも、従来のような複雑な光学系
を利用しないため、調整が軽減される。
【００３７】また、偏光ビームスプリッターやバイアス
電圧制御手段等を備えることにより、偏光ビームスプリ
ッターでの透過光と反射光との時間平均値が等しくなる
ようにＥ／Ｏ素子３に印加するバイアス電圧を制御し
て、外乱により変動した変調特性を制御することによ
り、能動的に強度変調光の安定化を図ることができ、安
定した強度変調光が得られる。従って、耐環境性に優れ
た距離測定等を可能にする。
電圧制御手段等を備えることにより、偏光ビームスプリ
ッターでの透過光と反射光との時間平均値が等しくなる
ようにＥ／Ｏ素子３に印加するバイアス電圧を制御し
て、外乱により変動した変調特性を制御することによ
り、能動的に強度変調光の安定化を図ることができ、安
定した強度変調光が得られる。従って、耐環境性に優れ
た距離測定等を可能にする。
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ変調器の構成
図である。
図である。
【図２】初期設定時の強度変調光を示す説明図である。
【図３】外乱により変調特性が変化したときの強度変調
光を示す説明図である。
光を示す説明図である。
【図４】従来のレーザ変調器の構成図である。
１ ＣＷレーザ光 ２，４ 偏光ビームスプリッター ３ Ｅ／Ｏ素子 ５ ビームスプリッター ６ 強度変調光 ７，８ フォトディテクター ９ ＲＦアンプ １０ バイアスアンプ １１ 差動アンプ １２ 初期設定バイアス信号 １３ 反射光の出力モニター信号 １４ 透過光の出力モニター信号 １５ 反射光の出力モニター信号の透過光の出力モニタ
ー信号の差に相当する信号
ー信号の差に相当する信号
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｅ／Ｏ素子の前後に、偏光手段と検光手
段とをこれらの偏光方向が互いに略直交するよう配設す
ると共に、必要な変調周波数を有する電圧を前記Ｅ／Ｏ
素子に印加する電圧印加手段を備えたことを特徴とする
レーザ変調器。 - 【請求項２】 請求項１に記載するレーザ変調器におい
て、 前記検光手段は偏光ビームスプリッターであり、この偏
光ビームスプリッターでの反射光と透過光とを検出する
検出手段を備えると共に、前記電圧印加手段は必要な変
調周波数の変調電圧を印加する変調電圧印加手段と前記
検出手段の検出信号に基づき前記反射光と透過光の時間
平均値が等しくなるよう前記Ｅ／Ｏ素子に印加するバイ
アス電圧を制御するバイアス電圧制御手段とを有してな
るものであることを特徴とするレーザ変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8119886A JPH09304744A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | レーザ変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8119886A JPH09304744A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | レーザ変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304744A true JPH09304744A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14772677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8119886A Withdrawn JPH09304744A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | レーザ変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304744A (ja) |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP8119886A patent/JPH09304744A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |