JPH10115846A - 誘導ブリュアン散乱を用いたレーザ線幅測定装置 - Google Patents
誘導ブリュアン散乱を用いたレーザ線幅測定装置Info
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Abstract
周波数の移動された光を用いて、狭いレーザ線幅から広
いレーザ線幅まで、簡単で効率的にレーザ線幅を測定す
ることができる装置を提供する。 【解決手段】レーザ光を二つの光信号に分離する光カッ
プラ11と、光カップラ11から入力されたレーザ光を
増幅する光増幅器12と、該増幅されたレーザ光を光繊
維14に入射させると共に、入射されたレーザ光の反対
方向に出力される、誘導ブリュアン現像により周波数が
移動された光を取り出す光循環器13と、元来のレーザ
光と光循環器13から出力される周波数が移動された光
とを受け入れて、うなりを発生させる光カップラ15
と、うなりを含んだ光信号のスペクトルを分析する光検
出器16、RF増幅器17およびRFスペクトラム分析
器18とを備える。
Description
誘導ブリュアン散乱(Stimulated Bril
louin Scattering;SBS)光を用い
て、レーザの線幅を測定する装置に関するものであっ
て、特に従来の周波数移動器として用いられた音響光学
変調器の代わりに、高い強さの光が光繊維に入射すると
き、光繊維内から誘導ブリュアン散乱現像により発生さ
れる周波数が移動された光を用いて、レーザ線幅の狭い
領域から広い領域まで、簡単で効率的にレーザ線幅を測
定することができる装置に関する。
増やすために、多チャンネル光源を用いた波長分割多重
(Wavelength Division Mult
iplexing;WDM)方式に関する研究が活発に
なされている。この際、多チャンネルレーザの特性を調
べるために、多チャンネルレーザの線幅および波長間隔
等のスペクトルを測定する必要がある。
するための従来の方法には、光スペクトル分析器(Op
tical Spectrum Analyzer)を
利用する方法と、図1に示したような自己遅延されたヘ
テロダインうなり(selfdelayed hete
rodyne beating;SDHB)方式があ
る。
析器を用いる方法は、光スペクトル分析器の分解機能が
0.1nm(1550nm光周波数領域で約12GH
z)であるため、レーザの線幅が約20MHz(SDH
B)である光通信用レーザの線幅を測定することができ
ないという問題点があった。
り(SDHB)方式を用いたレーザ線幅測定方式は、音
響光学変調器(acosto−optic modul
ator;AOM)(3)を利用して周波数を移動さ
せ、局部発振器(4)で発信された信号により音響光学
変調器(3)での変調動作を制御し、ラジオ周波数(R
F:Radio Frequency)増幅器(8)に
よって変調された出力信号を復調する。
振器(4)の周波数より大きい場合には、レーザの線幅
を測定することができなくなり、従って、測定されるレ
ーザ線幅が広ければ広いほど高い周波数の局部発振器
(4)が必要となる。また、従来の方式は、単一チャン
ネルのレーザ線幅だけしか測定できないという問題点が
あった。
解決するための本発明は、光繊維内で誘導ブリュアン散
乱により周波数が移動された光を用いて狭いレーザ線幅
から広いレーザ線幅まで、簡単で効率的にレーザ線幅が
測定できるだけでなく、単一チャンネルおよび多チャン
ネルレーザとの線幅を同時に測定することができる装置
を提供することにその目的がある。
zあるいは所定の最小分解能を備えるラジオ周波数スペ
クトル分析器を用いて、多チャンネルレーザの線幅およ
び波長間隔等のスペクトルを、精密で容易に測定するこ
とができる装置を提供することにある。
の本発明は、測定しようとする光信号を発生して、二つ
の光信号に分離する光信号発生および分離手段と、前記
光信号発生および分離手段から入力された光源の光周波
数を増幅した後、光繊維に入射させ誘導ブリュアン現像
により周波数を移動させる周波数移動手段と、前記周波
数移動手段により元来のレーザの光の反対方向に出力さ
れる、周波数が移動された光の損失を最少化しながら一
定の方向に誘導する誘導手段と、前記光信号発生および
分離手段から測定しようとする元来の光を入力に受け入
れ、前記誘導手段から周波数が移動された光を入力に受
け入れることで、うなり(beating)を発生させ
た後、該発生したうなりのスペクトル分析をするうなり
スペクトラム分析手段とを備えることを特徴とする。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
ン散乱を利用した、多チャンネルレーザ線幅の測定原理
を示している。
ν0,ν1,…)を光繊維に入射させれば、光繊維の非線
型現像により新たな周波数を有する光(νB0,νB1…)
が発生する。これらの中で相対的に低い光の強さから発
生され、入射された光と反対方向に進行される非線型現
像を誘導ブリュアン散乱(SBS)という。
周波数は光繊維の種類によりわずかな差はあるが、入射
された光の周波数より大略10GHz程度少ない周波数
を有する。このとき入射されたレーザ光と誘導ブリュア
ン散乱現像により周波数が移動された光とのうなり(ν
0−νB0<ν1−νB1<…)を発生させれば、二つの光の
周波数の差異に該当する周波数(約ラジオ周波数領域で
ある10GHz)を中心として分布されるスペクトルを
得ることができる。
移動された光(νB0<νB1<…)の周波数の大きさは、
入射された光の周波数の大きさに比例するため、長波長
の場合、移動された周波数は短波長の場合より小さいの
である。従って多チャンネルのレーザの光の場合、入射
された時の波長により移動される周波数が異なるため、
うなり周波数を測定することにより、ラジオ周波数の領
域でそれぞれのレーザチャンネルのレーザ線幅および各
チャンネルの波長間隔を正確で精密に取得することがで
きる。
散乱を用いたレーザ線幅測定装置の一構成例を示す。本
図において、10はレーザ、11、15は光カップラ、
12は光増幅器、13は光循環器、14は光繊維、16
は光検出器、17はラジオ周波数増幅器、18はラジオ
周波数スペクトル分析器をそれぞれ示している。
うとする単一あるいは多チャンネルの光信号を出力し、
第1光カップラ(11)は、レーザ(10)から発生さ
れた光信号を二つに分岐させ、光増幅器(12)と第2
光カップラ(15)とへ出力する。
1)から入力された光信号をポンプ光を用いて高い出力
を有する光信号に増幅し、光循環器(13)を通じて光
繊維(14)に出力することによって、光繊維14内に
入力されたポンプ光が光繊維(14)内で誘導ブリュア
ン散乱を誘発することができるようにする。
光がb端子に出力し、b端子に入力された光がc端子に
出力する機能を有する。ここで、誘導ブリュアン散乱に
より周波数が移動された新たな光は元来の光と反対方向
に進む。このため、光循環器(13)は、誘導ブリュア
ン散乱により周波数が移動された光の損失を最少にしな
がら、第2光カップラ(15)に誘導する。
(13)のc端子から出力される周波数が移動された光
を入力に受け入れ、第1光カップラ(11)から測定し
ようとする元来の光信号を入力に受け入れ、両者によっ
てうなりを発生させる。これら二つの光の周波数の差異
に対応するうなりを含んだ光信号を光検出器(16)へ
出力する。
光信号をラジオ周波数領域のうなりスペクトル電気信号
に変換し、ラジオ周波数増幅器(17)へ出力する。光
検出器(16)を通じて検出された信号は、うなり周波
数を中心として、測定しようとするレーザ線幅の2倍に
当たる幅としてスペクトルが分布される。ラジオ周波数
増幅器(17)は、光検出器(16)から検出された微
弱なうなり周波数を増幅し、ラジオ周波数スペクトル分
析器(18)へ出力する。
は、例えば最小分解能が1Hzであって、ラジオ周波数
増幅器(17)を通じて増幅されたうなり周波数を分析
して、うなりスペクトルの幅を測定する。
技術分野で通常の知識を有した者において、本発明の技
術的思想を外れない範囲内でいろいろな置き換え、変形
が可能であるため、前述の実施形態および図面に限られ
るものではない。
アン散乱光から生じる周波数が移動された光を用いて、
狭い領域から広い領域まで簡単で効率的にレーザ線幅を
測定することができるだけでなく、単一チャンネルおよ
び多チャンネルレーザの線幅を同時に測定することがで
きる効果がある。
(約2×1014Hz)に含まれた多チャンネルのレーザ
線幅およびチャンネル間隔を、ラジオ周波数領域(10
GHz)において精密に測定することができるという効
果がある。
Claims (7)
- 【請求項1】測定しようとする光信号を発生し、二つの
光信号に分離する光信号発生および分離手段と、 前記光信号発生および分離手段から入力された光の周波
数を増幅した後、光繊維に入射させ、誘導ブリュアン現
像により周波数を移動させる周波数移動手段と、 前記周波数移動手段により元来の光と反対方向に出力さ
れる周波数移動された光の損失を最少化しながら一定の
方向に誘導する誘導手段と、 前記光信号発生および分離手段から測定しようとする元
来の光と、前記誘導手段から周波数移動された光とを入
力に受け入れ、うなりを誘導した後、該うなりのスペク
トルを分析するうなりスペクトラム分析手段とを備える
ことを特徴とするレーザ線幅測定装置。 - 【請求項2】前記光信号発生および分離手段は、 レーザ線幅を測定しようとする単一あるいは多チャンネ
ルの光信号を発生する光信号発生手段と、 前記光信号発生手段から発生された光信号を二つに分岐
させ出力する光カップリング手段とを備えることを特徴
とする請求項1記載のレーザ線幅測定装置。 - 【請求項3】前記周波数移動手段は、 前記光カップリング手段から入力されたポンプ光を用い
て高い出力を有する光信号に増幅する増幅手段と、 前記増幅手段から入力された光信号を光繊維に出力する
光循環手段と、 前記光循環手段からのポンプ光を受け入れ、誘導ブリュ
アン散乱現像により周波数が移動された新たな光が、元
来の光と反対方向に進行するように出力する光繊維とを
備えることを特徴とする請求項2記載のレーザ線幅測定
装置。 - 【請求項4】前記誘導手段は、任意のa端子へ入力され
た光を任意のb端子へ出力すると共に、前記任意のb端
子へ入力された光を任意のc端子へ出力する光循環手段
を含むことを特徴とする請求項1記載のレーザ線幅測定
装置。 - 【請求項5】前記うなりスペクトル分析手段は、 前記誘導手段から周波数が移動された光を入力に受け入
れると共に、前記光信号発生および分離手段から測定し
ようとする元来の光信号を入力に受け入れて、両者によ
るうなりを発生させることで、入力された二つの光の周
波数の差異を出力する光カップリング手段と、 前記光カップリング手段で発生したうなりを含む光信号
を、ラジオ周波数領域のうなりスペクトルを含む信号に
変換させて出力する光検出手段と、 前記光検出手段から検出された、微弱なうなりを含む信
号を増幅して出力するラジオ周波数増幅手段と、 前記ラジオ周波数増幅手段の増幅された信号のうなり周
波数を分析して、うなりスペクトルの幅を測定するラジ
オ周波数スペクトル分析手段とを備えたことを特徴とす
る請求項1記載のレーザ線幅測定装置。 - 【請求項6】前記光検出手段を通じて検出した光信号
は、前記光カップリング手段から入力されるうなり周波
数を中心として、測定しようとするレーザ線幅の2倍に
当たる幅としてスペクトルが分布されることを特徴とす
る請求項5記載のレーザ線幅測定装置。 - 【請求項7】前記ラジオ周波数スペクトル分析手段は、
分解能が1Hzであることを特徴とする請求項5記載の
レーザ線幅測定装置。
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