JPH1065255A - 超高速同期パルス光源 - Google Patents
超高速同期パルス光源Info
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- JPH1065255A JPH1065255A JP21638896A JP21638896A JPH1065255A JP H1065255 A JPH1065255 A JP H1065255A JP 21638896 A JP21638896 A JP 21638896A JP 21638896 A JP21638896 A JP 21638896A JP H1065255 A JPH1065255 A JP H1065255A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気信号に同期した繰り返し周波数が 100Ｇ
Hzを越える光パルスを発生させる。 【解決手段】 受動モード同期半導体レーザから出力さ
れる光パルスを位相変調しフォトダイオードで受光す
る。フォトダイオードでは、同期モードの変調側波帯
間、または変調側波帯と隣接同期モード間のビート信号
を発生させ、そのビート信号を用いて位相同期ループを
構成する。
Hzを越える光パルスを発生させる。 【解決手段】 受動モード同期半導体レーザから出力さ
れる光パルスを位相変調しフォトダイオードで受光す
る。フォトダイオードでは、同期モードの変調側波帯
間、または変調側波帯と隣接同期モード間のビート信号
を発生させ、そのビート信号を用いて位相同期ループを
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号に同期可
能な超高繰り返し周波数の光パルス列を発生する超高速
同期パルス光源に関する。
能な超高繰り返し周波数の光パルス列を発生する超高速
同期パルス光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】受動モード同期半導体レーザは、レーザ
内に設けられた可飽和吸収領域の逆バイアス制御によ
り、超高繰り返し周波数の光パルス列を発生させること
が可能になっている。この受動モード同期半導体レーザ
を用い、繰り返し周波数が 100ＧHzを越える光パルスを
電気信号に同期させる方法として位相同期ループが検討
されている（参考文献：Buckman L. A., et al., "Stab
ilization of millimeter-wave frequencies from pass
ively mode-locked semiconductor lasers usingan opt
oelectronic phase-locked loop", IEEE J. Photonics
Technol. Lett.5,pp.1137-1140, 1993) 。
内に設けられた可飽和吸収領域の逆バイアス制御によ
り、超高繰り返し周波数の光パルス列を発生させること
が可能になっている。この受動モード同期半導体レーザ
を用い、繰り返し周波数が 100ＧHzを越える光パルスを
電気信号に同期させる方法として位相同期ループが検討
されている（参考文献：Buckman L. A., et al., "Stab
ilization of millimeter-wave frequencies from pass
ively mode-locked semiconductor lasers usingan opt
oelectronic phase-locked loop", IEEE J. Photonics
Technol. Lett.5,pp.1137-1140, 1993) 。
【０００３】ここでは、受動モード同期半導体レーザか
ら発生する光パルス列をフォトダイオードで検出し、そ
の検出信号と電気信号とを位相比較し、得られる誤差信
号が最小になるように可飽和吸収領域の逆バイアス電圧
を制御し、繰り返し周波数を制御するようになってい
る。なお、位相同期ループでは、発振しないように最適
なフィルタを通して誤差信号が逆バイアス電圧に重畳さ
れるようになっている。
ら発生する光パルス列をフォトダイオードで検出し、そ
の検出信号と電気信号とを位相比較し、得られる誤差信
号が最小になるように可飽和吸収領域の逆バイアス電圧
を制御し、繰り返し周波数を制御するようになってい
る。なお、位相同期ループでは、発振しないように最適
なフィルタを通して誤差信号が逆バイアス電圧に重畳さ
れるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の位相同期ループ
を用いた構成では、受動モード同期半導体レーザで発生
する光パルス列をフォトダイオードで検出しているの
で、適用可能な繰り返し周波数の上限がフォトダイオー
ドの反応時間により制限されていた。現状では、最大で
も50ＧHzが限界であった。
を用いた構成では、受動モード同期半導体レーザで発生
する光パルス列をフォトダイオードで検出しているの
で、適用可能な繰り返し周波数の上限がフォトダイオー
ドの反応時間により制限されていた。現状では、最大で
も50ＧHzが限界であった。
【０００５】本発明は、繰り返し周波数が 100ＧHzを越
える光パルスを電気信号に同期させることができる超高
速同期パルス光源を提供することを目的とする。
える光パルスを電気信号に同期させることができる超高
速同期パルス光源を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の超高速同期パル
ス光源は、受動モード同期半導体レーザから出力される
光パルスを位相変調した後にフォトダイオードで受光す
る。フォトダイオードでは、同期モードの変調側波帯
間、または変調側波帯と隣接同期モード間のビート信号
を発生させ、そのビート信号を用いて位相同期ループを
構成する。
ス光源は、受動モード同期半導体レーザから出力される
光パルスを位相変調した後にフォトダイオードで受光す
る。フォトダイオードでは、同期モードの変調側波帯
間、または変調側波帯と隣接同期モード間のビート信号
を発生させ、そのビート信号を用いて位相同期ループを
構成する。
【０００７】繰り返し周波数Ｆ0 の光パルスは、図２に
示すように、光周波数スペクトル上で間隔Ｆ0 の同期モ
ードを呈する。この光パルスを位相変調すると、各同期
モードのまわりに変調周波数Ｆm の間隔で多数の変調側
波帯が発生する。変調側波帯は、もとの同期モードの位
相情報を保持しており、従って変調側波帯間のビートに
もその位相情報が反映される。帯域無限大の理想的なフ
ォトダイオードでは、図３に示すように、ＲＦスペクト
ル上で周波数Ｆ0 のモード同期信号を中心とする間隔Ｆ
m ごとのビート信号が表れる。周波数帯域に制限がある
実際のフォトダイオードにおいても、低周波数領域のビ
ート信号の検出は可能である。このビート信号を用い、
従来と同様の位相同期ループを形成することにより、繰
り返し周波数が 100ＧHzを越える光パルスを電気信号に
同期させることが可能になる。
示すように、光周波数スペクトル上で間隔Ｆ0 の同期モ
ードを呈する。この光パルスを位相変調すると、各同期
モードのまわりに変調周波数Ｆm の間隔で多数の変調側
波帯が発生する。変調側波帯は、もとの同期モードの位
相情報を保持しており、従って変調側波帯間のビートに
もその位相情報が反映される。帯域無限大の理想的なフ
ォトダイオードでは、図３に示すように、ＲＦスペクト
ル上で周波数Ｆ0 のモード同期信号を中心とする間隔Ｆ
m ごとのビート信号が表れる。周波数帯域に制限がある
実際のフォトダイオードにおいても、低周波数領域のビ
ート信号の検出は可能である。このビート信号を用い、
従来と同様の位相同期ループを形成することにより、繰
り返し周波数が 100ＧHzを越える光パルスを電気信号に
同期させることが可能になる。
【０００８】
（第１の実施形態−請求項１，２）図１は、本発明の超
高速同期パルス光源の第１の実施形態を示す。本実施形
態は、繰り返し周波数36ＧHzのパルス光源に適用したも
のである。図において、受動モード同期半導体レーザ１
０、アイソレータ１１、光透過手段としての光フィルタ
１２、光出力を取り出す光カプラ１３、光変調手段とし
てのＬiＮbＯ3 強度変調器１４、光電変換手段としての
フォトダイオード（ＰＤ）１５、増幅器１６、位相比較
手段としてのミキサ１７、負帰還手段としての低域通過
フィルタ（ＬＰＦ）１８および増幅器１９、受動モード
同期半導体レーザ１０の可飽和吸収領域１０１がループ
状に接続され、位相同期ループを構成している。光カプ
ラ１３で分岐された出力には、観測系のＲＦスペクトラ
ムアナライザ２０が接続される。ＬiＮbＯ3 強度変調器
１４は、電気発振器２１から出力される20ＧHzの変調信
号で駆動される。ミキサ１７には、電気発振器２２から
16ＧHzの正弦波信号が入力される。
高速同期パルス光源の第１の実施形態を示す。本実施形
態は、繰り返し周波数36ＧHzのパルス光源に適用したも
のである。図において、受動モード同期半導体レーザ１
０、アイソレータ１１、光透過手段としての光フィルタ
１２、光出力を取り出す光カプラ１３、光変調手段とし
てのＬiＮbＯ3 強度変調器１４、光電変換手段としての
フォトダイオード（ＰＤ）１５、増幅器１６、位相比較
手段としてのミキサ１７、負帰還手段としての低域通過
フィルタ（ＬＰＦ）１８および増幅器１９、受動モード
同期半導体レーザ１０の可飽和吸収領域１０１がループ
状に接続され、位相同期ループを構成している。光カプ
ラ１３で分岐された出力には、観測系のＲＦスペクトラ
ムアナライザ２０が接続される。ＬiＮbＯ3 強度変調器
１４は、電気発振器２１から出力される20ＧHzの変調信
号で駆動される。ミキサ１７には、電気発振器２２から
16ＧHzの正弦波信号が入力される。
【０００９】受動モード同期半導体レーザ１０には、半
導体レーザ導波路上に可飽和吸収領域１０１と利得領域
１０２が一体成形された多電極レーザを用いる。このよ
うな受動モード同期半導体レーザ１０は、可飽和吸収領
域１０１の光強度の増大により損失が減少する非線形吸
収特性により受動モード同期発振し、数ピコ秒以下のパ
ルス幅（半値全幅）の光パルス列を発生させる。この光
パルス列は、レーザ素子への戻り光を防止するアイソレ
ータ１１を通過し、さらに余分なモードによるＡＳＥビ
ート雑音を除去し、モード同期に関与する光周波数成分
のみを通過させる光フィルタ１２を通過し、光カプラ１
３で分岐される。その一方の光パルス列は、光出力とし
てここではＲＦスペクトラムアナライザ２０に入力さ
れ、他方の光パルス列は位相同期ループのＬiＮbＯ3 強
度変調器１４に入力される。
導体レーザ導波路上に可飽和吸収領域１０１と利得領域
１０２が一体成形された多電極レーザを用いる。このよ
うな受動モード同期半導体レーザ１０は、可飽和吸収領
域１０１の光強度の増大により損失が減少する非線形吸
収特性により受動モード同期発振し、数ピコ秒以下のパ
ルス幅（半値全幅）の光パルス列を発生させる。この光
パルス列は、レーザ素子への戻り光を防止するアイソレ
ータ１１を通過し、さらに余分なモードによるＡＳＥビ
ート雑音を除去し、モード同期に関与する光周波数成分
のみを通過させる光フィルタ１２を通過し、光カプラ１
３で分岐される。その一方の光パルス列は、光出力とし
てここではＲＦスペクトラムアナライザ２０に入力さ
れ、他方の光パルス列は位相同期ループのＬiＮbＯ3 強
度変調器１４に入力される。
【００１０】ＬiＮbＯ3 強度変調器１４は変調周波数20
ＧHzで駆動され、16ＧHz間隔の１次の変調側波帯を発生
させ、フォトダイオード１５で電気信号に変換される。
ＲＦスペクトル上では、この１次の変調側波帯と隣接同
期モードとの間のビート信号（16ＧHz）と、隣接同期モ
ードから発生した個別の１次変調側波帯間のビート信号
（４ＧHz）を呈する。ここでは、強度の強い16ＧHzのビ
ート信号を位相同期ループに使用する。フォトダイオー
ド１５から出力されるビート信号は増幅器１６を介して
ミキサ１７に入力され、電気発振器２２から出力される
16ＧHzの正弦波信号と位相比較される。得られた誤差信
号は、低域通過フィルタ１８を通過して増幅器１９で増
幅され、可飽和吸収領域１０１への逆バイアス電圧に重
畳される。位相同期ループの利得を適当に選ぶことによ
り、受動モード同期半導体レーザ１０から発生する光パ
ルス列を電気発振器に同期させることができる（図１
(2))。
ＧHzで駆動され、16ＧHz間隔の１次の変調側波帯を発生
させ、フォトダイオード１５で電気信号に変換される。
ＲＦスペクトル上では、この１次の変調側波帯と隣接同
期モードとの間のビート信号（16ＧHz）と、隣接同期モ
ードから発生した個別の１次変調側波帯間のビート信号
（４ＧHz）を呈する。ここでは、強度の強い16ＧHzのビ
ート信号を位相同期ループに使用する。フォトダイオー
ド１５から出力されるビート信号は増幅器１６を介して
ミキサ１７に入力され、電気発振器２２から出力される
16ＧHzの正弦波信号と位相比較される。得られた誤差信
号は、低域通過フィルタ１８を通過して増幅器１９で増
幅され、可飽和吸収領域１０１への逆バイアス電圧に重
畳される。位相同期ループの利得を適当に選ぶことによ
り、受動モード同期半導体レーザ１０から発生する光パ
ルス列を電気発振器に同期させることができる（図１
(2))。
【００１１】（第２の実施形態−請求項１，３）図４
は、本発明の超高速同期パルス光源の第２の実施形態を
示す。本実施形態は、繰り返し周波数 100ＧHzのパルス
光源に適用したものである。図において、光変調手段と
して電気発振器２３から出力される24ＧHzの変調信号で
駆動される２段直列接続されたＬiＮbＯ3 強度変調器１
４−１，１４−２を用い、また同期をとる４ＧHzの正弦
波信号を出力する電気発振器２４を用いる他は、図１に
示す第１の実施形態と同様である。
は、本発明の超高速同期パルス光源の第２の実施形態を
示す。本実施形態は、繰り返し周波数 100ＧHzのパルス
光源に適用したものである。図において、光変調手段と
して電気発振器２３から出力される24ＧHzの変調信号で
駆動される２段直列接続されたＬiＮbＯ3 強度変調器１
４−１，１４−２を用い、また同期をとる４ＧHzの正弦
波信号を出力する電気発振器２４を用いる他は、図１に
示す第１の実施形態と同様である。
【００１２】ＬiＮbＯ3 強度変調器１４−２では、48Ｇ
Hz間隔の１次の変調側波帯が各モードの周囲に発生する
ので、低周波数側のビート信号は４，28，52，76ＧHzに
表れる。位相同期ループには電気的な処理が容易な最も
低い４ＧHzのビート信号を利用する。ミキサ１７で、４
ＧHzの正弦波信号と位相比較して誤差信号を得た後は、
第１の実施形態と同様である。なお、繰り返し周波数は
変調周波数の非整数倍としている。これは、フォトダイ
オード１５が位相検波できないことによる。
Hz間隔の１次の変調側波帯が各モードの周囲に発生する
ので、低周波数側のビート信号は４，28，52，76ＧHzに
表れる。位相同期ループには電気的な処理が容易な最も
低い４ＧHzのビート信号を利用する。ミキサ１７で、４
ＧHzの正弦波信号と位相比較して誤差信号を得た後は、
第１の実施形態と同様である。なお、繰り返し周波数は
変調周波数の非整数倍としている。これは、フォトダイ
オード１５が位相検波できないことによる。
【００１３】（第３の実施形態−請求項１，４）図５
は、本発明の超高速同期パルス光源の第３の実施形態を
示す。本実施形態は、繰り返し周波数 200ＧHzのパルス
光源に適用したものである。図において、光変調手段と
して電気発振器２３から出力される24ＧHzの変調信号で
駆動される光周波数コム発生器３１を用い、また同期を
とる８ＧHzの正弦波信号を出力する電気発振器２５を用
いる他は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
は、本発明の超高速同期パルス光源の第３の実施形態を
示す。本実施形態は、繰り返し周波数 200ＧHzのパルス
光源に適用したものである。図において、光変調手段と
して電気発振器２３から出力される24ＧHzの変調信号で
駆動される光周波数コム発生器３１を用い、また同期を
とる８ＧHzの正弦波信号を出力する電気発振器２５を用
いる他は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００１４】光周波数コム発生器３１は、ＦＳＲが変調
周波数と同じ24ＧHzのファブリ・ペロー共振器中にＬi
ＮbＯ3 位相変調器を含む構成である。これにより、24
ＧHz間隔の多数の変調側波帯が各モードの周囲に発生す
る。したがって、検出できるビート信号は、８，32，5
6，80，104，128，152，176ＧHzに発生する。第２の実
施形態と同様に、位相同期ループには電気的な処理が容
易な最も低い８ＧHzのビート信号を利用する。ミキサ１
７で、８ＧHzの正弦波信号と位相比較して誤差信号を得
た後は、第１の実施形態と同様である。
周波数と同じ24ＧHzのファブリ・ペロー共振器中にＬi
ＮbＯ3 位相変調器を含む構成である。これにより、24
ＧHz間隔の多数の変調側波帯が各モードの周囲に発生す
る。したがって、検出できるビート信号は、８，32，5
6，80，104，128，152，176ＧHzに発生する。第２の実
施形態と同様に、位相同期ループには電気的な処理が容
易な最も低い８ＧHzのビート信号を利用する。ミキサ１
７で、８ＧHzの正弦波信号と位相比較して誤差信号を得
た後は、第１の実施形態と同様である。
【００１５】（第４の実施形態−請求項５）図６は、本
発明の超高速同期パルス光源の第４の実施形態を示す。
本実施形態は、第３の実施形態に用いた光周波数コム発
生器３１を半導体レーザに置き換え、繰り返し周波数 1
00ＧHzのパルス光源に適用したものである。図におい
て、光周波数コム発生器３１の位置にサーキュレータ３
２を介して半導体レーザ３３を配置する。電気発振器２
６から出力される６ＧHzの電気信号により半導体レーザ
３３の駆動電流を変調する。半導体レーザ３３は、それ
によりキャリア密度が変調され、さらに屈折率が変調さ
れて外部から注入される光が位相変調を受ける。変調周
波数の上限はキャリアの応答で制限されるが、変調度を
大きくできるので多数のコムを発生させることができ
る。
発明の超高速同期パルス光源の第４の実施形態を示す。
本実施形態は、第３の実施形態に用いた光周波数コム発
生器３１を半導体レーザに置き換え、繰り返し周波数 1
00ＧHzのパルス光源に適用したものである。図におい
て、光周波数コム発生器３１の位置にサーキュレータ３
２を介して半導体レーザ３３を配置する。電気発振器２
６から出力される６ＧHzの電気信号により半導体レーザ
３３の駆動電流を変調する。半導体レーザ３３は、それ
によりキャリア密度が変調され、さらに屈折率が変調さ
れて外部から注入される光が位相変調を受ける。変調周
波数の上限はキャリアの応答で制限されるが、変調度を
大きくできるので多数のコムを発生させることができ
る。
【００１６】ここでは、変調周波数を６ＧHzとしている
ので、検出できるビート信号は４ＧHzから94ＧHzまで６
ＧHzごとに表れる。その中で最も処理しやすいのは４Ｇ
Hzのビート信号であるが、キャリアから離れるほど強度
が小さくなるので、電気回路で簡易に処理可能な最大の
周波数のビート信号を使用する。ここでは、電気回路の
上限を20ＧHzとして、16ＧHzのビート信号を位相同期ル
ープに用いる。ミキサ１７で、16ＧHzの正弦波信号と位
相比較して誤差信号を得た後は、第１の実施形態と同様
である。
ので、検出できるビート信号は４ＧHzから94ＧHzまで６
ＧHzごとに表れる。その中で最も処理しやすいのは４Ｇ
Hzのビート信号であるが、キャリアから離れるほど強度
が小さくなるので、電気回路で簡易に処理可能な最大の
周波数のビート信号を使用する。ここでは、電気回路の
上限を20ＧHzとして、16ＧHzのビート信号を位相同期ル
ープに用いる。ミキサ１７で、16ＧHzの正弦波信号と位
相比較して誤差信号を得た後は、第１の実施形態と同様
である。
【００１７】なお、半導体レーザ３３は、可飽和吸収領
域と利得領域を有する多電極レーザに置き換え、可飽和
吸収領域へ印加する逆バイアス電流を変調しても屈折率
変化を実現できる。利得領域は、可飽和吸収領域通過に
よる損失を補償するために用いられる。逆バイアス変調
による屈折率の応答は電流注入によるよりも速いので、
高周波数の変調を実現することができる。
域と利得領域を有する多電極レーザに置き換え、可飽和
吸収領域へ印加する逆バイアス電流を変調しても屈折率
変化を実現できる。利得領域は、可飽和吸収領域通過に
よる損失を補償するために用いられる。逆バイアス変調
による屈折率の応答は電流注入によるよりも速いので、
高周波数の変調を実現することができる。
【００１８】（第５の実施形態−請求項６）本実施形態
は、光周波数コム発生器３１または半導体レーザ３３で
多数のビート信号を発生させる第３の実施形態または第
４の実施形態において、信号対雑音比を改善する構成に
関する。位相変調で多数の変調側波帯が発生することに
よりエネルギーが各側波帯に分配される。このエネルギ
ーの分配によりビート信号の強度が劣化し、位相同期ル
ープの誤差信号の品質が劣化する。このため、高次の側
波帯間のビートを利用する場合には、着目するビート信
号を与える側波帯に分配されるエネルギーを極大にする
必要がある。これは、最大周波数偏移の最適化により達
成することができる。すなわち、各変調側波帯の強度
は、位相変調の最大位相偏移Δφを引数とするベッセル
関数の２乗（Ｊn[Δφ])2 で与えられるので、Δφを適
当に選ぶことにより目的のビート信号を極大にすること
が可能である。例えば、図７に示すように、１次のベッ
セル関数の零点近傍にΔφを設定すると、２次側波帯の
強度はほぼ最大となる。すなわち、２次側波帯を使う場
合の最適値は、１次のベッセル関数の零点に位相変調の
振幅を合わせればよい。
は、光周波数コム発生器３１または半導体レーザ３３で
多数のビート信号を発生させる第３の実施形態または第
４の実施形態において、信号対雑音比を改善する構成に
関する。位相変調で多数の変調側波帯が発生することに
よりエネルギーが各側波帯に分配される。このエネルギ
ーの分配によりビート信号の強度が劣化し、位相同期ル
ープの誤差信号の品質が劣化する。このため、高次の側
波帯間のビートを利用する場合には、着目するビート信
号を与える側波帯に分配されるエネルギーを極大にする
必要がある。これは、最大周波数偏移の最適化により達
成することができる。すなわち、各変調側波帯の強度
は、位相変調の最大位相偏移Δφを引数とするベッセル
関数の２乗（Ｊn[Δφ])2 で与えられるので、Δφを適
当に選ぶことにより目的のビート信号を極大にすること
が可能である。例えば、図７に示すように、１次のベッ
セル関数の零点近傍にΔφを設定すると、２次側波帯の
強度はほぼ最大となる。すなわち、２次側波帯を使う場
合の最適値は、１次のベッセル関数の零点に位相変調の
振幅を合わせればよい。
【００１９】（第６の実施形態−請求項７）本実施形態
は、ビート信号から誤差信号を得て受動モード同期半導
体レーザの繰り返し周波数を制御する位相同期ループを
最適化し、光パルス列の位相雑音を最小にするための構
成に関する。ビート信号には、繰り返し周波数のゆらぎ
に相当する位相雑音成分と、光パルス列の強度ゆらぎに
相当する強度雑音成分が含まれる。このため、ビート信
号を単純にベースバンドまで落として誤差信号を作って
も、強度雑音成分により雑音が増大されて逆に光パルス
列が不安定になる可能性がある。これを防ぐには、例え
ば繰り返し周波数の２以上の整数倍の高次のモード同期
信号のビート信号を位相同期ループに使用する。このと
き、高次のモード同期信号では位相雑音成分は次数の２
乗に比例して増大し、相対的に強度雑音成分が小さくな
るので、純粋に位相雑音成分から誤差信号を作りだすこ
とが可能になる。このような誤差信号を用いれば、位相
同期ループの利得を十分に上げてもループが発振するこ
とはなく、光パルス列を高精度に安定化することが可能
になる。
は、ビート信号から誤差信号を得て受動モード同期半導
体レーザの繰り返し周波数を制御する位相同期ループを
最適化し、光パルス列の位相雑音を最小にするための構
成に関する。ビート信号には、繰り返し周波数のゆらぎ
に相当する位相雑音成分と、光パルス列の強度ゆらぎに
相当する強度雑音成分が含まれる。このため、ビート信
号を単純にベースバンドまで落として誤差信号を作って
も、強度雑音成分により雑音が増大されて逆に光パルス
列が不安定になる可能性がある。これを防ぐには、例え
ば繰り返し周波数の２以上の整数倍の高次のモード同期
信号のビート信号を位相同期ループに使用する。このと
き、高次のモード同期信号では位相雑音成分は次数の２
乗に比例して増大し、相対的に強度雑音成分が小さくな
るので、純粋に位相雑音成分から誤差信号を作りだすこ
とが可能になる。このような誤差信号を用いれば、位相
同期ループの利得を十分に上げてもループが発振するこ
とはなく、光パルス列を高精度に安定化することが可能
になる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超高速同
期パルス光源は、電気信号に同期可能で繰り返し周波数
が 100ＧHzを越える光パルス列を発生させることができ
る。
期パルス光源は、電気信号に同期可能で繰り返し周波数
が 100ＧHzを越える光パルス列を発生させることができ
る。
【図１】本発明の超高速同期パルス光源の第１の実施形
態を示す図。
態を示す図。
【図２】光周波数スペクトルを示す図。
【図３】ＲＦスペクトルを示す図。
【図４】本発明の超高速同期パルス光源の第２の実施形
態を示す図。
態を示す図。
【図５】本発明の超高速同期パルス光源の第３の実施形
態を示す図。
態を示す図。
【図６】本発明の超高速同期パルス光源の第４の実施形
態を示す図。
態を示す図。
【図７】第一種ベッセル関数を示す図。
１０ 受動モード同期半導体レーザ １１ アイソレータ １２ 光フィルタ １３ 光カプラ １４ ＬiＮbＯ3 強度変調器 １５ フォトダイオード（ＰＤ） １６ 増幅器 １７ ミキサ １８ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ） １９ 増幅器 １０ ＲＦスペクトラムアナライザ ２１ 電気発振器（20ＧHz） ２２ 電気発振器（16ＧHz） ２３ 電気発振器（24ＧHz） ２４ 電気発振器（４ＧHz） ２５ 電気発振器（８ＧHz） ２６ 電気発振器（６ＧHz） ３１ 光周波数コム発生器 ３２ サーキュレータ ３３ 半導体レーザ １０１ 可飽和吸収領域 １０２ 利得領域
Claims (7)
- 【請求項１】 第１の繰り返し周波数で光パルス列を発
生する受動モード同期半導体レーザと、 前記受動モード同期半導体レーザの光出力からモード同
期に関与した光周波数成分のみを透過させる光透過手段
と、 前記光透過手段の出力を分岐し、一方を光出力として取
り出す分岐手段と、 前記分岐手段で分岐された他方の光を第２の周波数で光
学的に変調する光変調手段と、 前記光変調手段の光出力を電気信号に変換する光電変換
手段と、 前記光電変換手段から出力されるビート信号と第３の周
波数とを位相比較する位相比較手段と、 前記位相比較手段から出力される誤差信号を前記受動モ
ード同期半導体レーザの逆バイアス電圧に重畳する負帰
還手段とを備えたことを特徴とする超高速同期パルス光
源。 - 【請求項２】 光変調手段が光強度変調器であることを
特徴とする請求項１に記載の超高速同期パルス光源。 - 【請求項３】 光変調手段が多段直列接続された光強度
変調器であることを特徴とする請求項１に記載の超高速
同期パルス光源。 - 【請求項４】 光変調手段が光周波数コム発生器である
ことを特徴とする請求項１に記載の超高速同期パルス光
源。 - 【請求項５】 光周波数コム発生器が利得領域と電気的
変調手段を有する半導体レーザであることを特徴とする
請求項４に記載の超高速同期パルス光源。 - 【請求項６】 光変調手段の変調振幅が光電変換手段か
ら出力されるビート信号の強度が最大となる値に設定さ
れることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の
超高速同期パルス光源。 - 【請求項７】 光電変換手段から出力されるビート信号
が高次のモード同期信号によるものであることを特徴と
する請求項１に記載の超高速同期パルス光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21638896A JP3575653B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 超高速同期パルス光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21638896A JP3575653B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 超高速同期パルス光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065255A true JPH1065255A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3575653B2 JP3575653B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=16687795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21638896A Expired - Fee Related JP3575653B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 超高速同期パルス光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3575653B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011204914A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Sony Corp | 光発振装置及び記録装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4478800B2 (ja) | 2006-05-15 | 2010-06-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | クロック伝送装置 |
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1996
- 1996-08-16 JP JP21638896A patent/JP3575653B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3575653B2 (ja) | 2004-10-13 |
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