JPH1164358A - インジェクションシーディングにおけるシード光注入方法 - Google Patents

インジェクションシーディングにおけるシード光注入方法

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JPH1164358A
JPH1164358A JP9229073A JP22907397A JPH1164358A JP H1164358 A JPH1164358 A JP H1164358A JP 9229073 A JP9229073 A JP 9229073A JP 22907397 A JP22907397 A JP 22907397A JP H1164358 A JPH1164358 A JP H1164358A
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JP
Japan
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light
seed light
laser
brewster plate
brewster
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Pending
Application number
JP9229073A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Matsuzaka
文夫 松坂
Takashi Yamamoto
貴史 山本
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1164358A publication Critical patent/JPH1164358A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスターレーザからのシード光をほとんど損
失なくスレーブレーザに注入することができ、これによ
り、スレーブレーザの効率を高めることができるインジ
ェクションシーディングにおけるシード光注入方法を提
供する。 【解決手段】 スレーブレーザ3のシード光注入部に位
置決めされたブリュースタ板20と、ブリュースタ板を
挟んでシード光1bの光路に互いに対向して位置決めさ
れた1対の反射ミラー21、22とを備える。1対の反
射ミラー間でシード光1bの強度を高め、その一部をブ
リュースタ板20で反射させてスレーブレーザ3へ注入
する。シード光1bはブリュースタ板の反射面に平行な
偏光光であり、ブリュースタ板は、ブリュースタ角θB
に正確に設定され、これによりスレーブ光を損失なく透
過させ、かつシード光の一部をスレーブレーザの光軸に
向けて反射させるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コヒーレントレー
ザレーダに係わり、更に詳しくは、コヒーレントレーザ
レーダに用いるインジェクションシーディングにおける
シード光注入方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、塵などのエアロゾル(浮遊粉
塵)にレーザ光を照射すると、ミー散乱効果により強い
散乱現象が生じる。それと同時に、もしこれらのエアロ
ゾルが風の影響で大気中を動いているならば、散乱光の
周波数はドップラー効果によりわずかに変化する。従っ
て、この散乱光周波数のスペクトル分析を行うことによ
り、風向・風速など風に対する情報が得られる。
【0003】図3は、風向・風速測定のためのコヒーレ
ントレーザレーダの原理図である。このシステムの心臓
部は、精密に周波数安定化されたマスターレーザ1であ
る。ビームスプリッター2で分けられたマスターレーザ
光の一部は、受信散乱光をヘテロダイン検波するときの
ローカル光として使われる。残りのレーザ光は、送信レ
ーザ光の「種」(シード光)として、パルスレーザ3
(スレーブレーザ)に入れられる。マスターレーザ1の
発振周波数F0 よりΔFのオフセットをかけられたパル
スレーザ3の周波数をF1 とする。このレーザ出力は、
送信望遠鏡4を通して大気に照射される。大気中に浮遊
しているエアロゾル5の動きは、大気の流れすなわち風
速にほぼ等しく、エアロゾル5からの散乱光は、風速を
V、レーザの波長をλとするとドップラーシフトf
D (=2V/λ)を受ける。ただし、風がこのシステム
に向かって吹くときをプラスにとる。
【0004】従って、受信散乱光の周波数はF1 +fD
となる。受信望遠鏡6で集光された散乱光は、ミキサー
7上でローカル光と重ね合わされてヘテロダイン検波さ
れた後、ΔF+fD の周波数成分を有する電気信号に変
換される。この電気信号はただちに周波数分析器8に送
られ、解析結果より風に関する情報が得られる。
【0005】図4は、実際のコヒーレントレーザレーダ
の構成例を示す図である。なお、この図は、研究論文
“Coherent Laser Radar at 2 μm Using Solid-State
Lasers"(IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE
SENSING, VOL.31, NO.1, JANUARY 1993) に開示された
ものである。この図において、11a,11bは偏光
子、12はAOM(音響光学変調素子)であり、望遠鏡
13は、送信と受信を兼用するようになっている。その
他の点は、図3の原理図と同様である。このシステムに
おいて、マスターレーザ1を出た発振周波数F0 のレー
ザ光は、AOM12によりΔFのオフセットをかけられ
て偏光子11aからスレーブレーザ3に入り、ここで周
波数をF1 の強いパルス波となって、再び偏光子11a
から放射され、別の偏光子11aで反射し望遠鏡13を
通して大気に照射される。このパルス波は、大気中に浮
遊しているエアロゾルで散乱され、その散乱光が望遠鏡
13で集光され、偏光子11aを通過して信号検出器に
入る。一方、この信号検出器には、マスターレーザ1と
スレーブレーザ3の間に配置された半透過ミラー14か
らマスターレーザ1の一部がローカル光として入射して
おり、ミキサー7上でローカル光と重ね合わされてヘテ
ロダイン検波された後、ΔF+fD の周波数成分を有す
る電気信号に変換され、この電気信号から風に関する情
報が解析される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
コヒーレントレーザレーダでは、マスターレーザ1から
のレーザ光(シード光)を、スレーブレーザ3に配した
偏光子11a(偏光フィルター)を介してスレーブレー
ザ3に注入していた。しかし、かかる偏光フィルター
は、偏光膜であるコーティング層により、約5%前後の
挿入損失が発生するため、その分、スレーブレーザの効
率を低下させる問題点があった。
【0007】また、偏光フィルターの代わりに、注入部
にブリュースタ板を挿入し、その反射により、スレーブ
レーザ3にシード光を注入する場合もあるが、この場合
には、ブリュースタ板の反射率が低く(例えば約5%前
後)、そのため注入効率が低い問題点があった。
【0008】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、マス
ターレーザからのシード光をほとんど損失なくスレーブ
レーザに注入することができ、これにより、スレーブレ
ーザの効率を高めることができるインジェクションシー
ディングにおけるシード光注入方法を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、スレー
ブレーザのシード光注入部に位置決めされたブリュース
タ板と、該ブリュースタ板を挟んでシード光の光路に互
いに対向して位置決めされた1対の反射ミラーとを備
え、該1対の反射ミラー間でシード光の強度を高めその
一部をブリュースタ板で反射させてスレーブレーザへ注
入する、ことを特徴とするインジェクションシーディン
グにおけるシード光注入方法が提供される。
【0010】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
シード光はブリュースタ板の反射面に平行な偏光光であ
り、前記ブリュースタ板は、ブリュースタ角に正確に設
定され、これによりスレーブ光を損失なく透過させ、か
つシード光の一部をスレーブレーザの光軸に向けて反射
させるようになっている。
【0011】ブリュースタ板は、石英又はガラス製の透
明板であり、前述のように反射率は小さいが、コーティ
ング層がない(又は極めて薄い)ため、通過光の損失は
極めて小さい。また、シード光は偏光がブリュースタ板
に平行であるため、ブリュースタ板で数%反射し、スレ
ーブ光は偏光がブリュースタ板に垂直であるため、ブリ
ュースタ板を完全に透過する。従って、両者の偏光方向
が異なるのでシード光のみブリュースタ板で光路を曲げ
ることができる。本発明は、かかるブリュースタ板の特
性を積極的に利用したものである。
【0012】すなわち、上記本発明の方法によれば、注
入部にブリュースタ板を用い、その前後に反射ミラーを
配置していわゆるエタロンを構成することにより、1対
の反射ミラー間でシード光の強度を高め、その一部をブ
リュースタ板で反射させてスレーブレーザへ注入する。
従って、ブリュースタ板を用いることにより、注入部に
おける損失を防止することができ、かつエタロンを配置
することで、注入部におけるシード光の強度(往復パワ
ー)を増大させ、これにより反射により注入されるパワ
ーを増加させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本
発明の方法を模式的に示す原理図である。この図におい
て、3はスレーブレーザ、3aはスレーブレーザのパル
ス出力、3b,3cは反射ミラー、3dはレーザ媒体で
ある。また、20は、石英又はガラス製の透明なブリュ
ースタ板である。このブリュースタ20は、反射率は小
さいが、通過光の損失は極めて小さい特性を有してい
る。
【0014】図2は、ブリュースタ角の説明図である。
この図に示すように、ブリュースタ板20をいわゆるブ
リュースタ角θB に位置決めすると、入射面に平行な偏
光E‖のすべてが透過するが、これから僅かにずらす
と、ほとんどが透過するが、その一部が反射するように
なる。
【0015】本発明では、図2に示した特性を利用する
ために、図1に示すように、ブリュースタ板20をスレ
ーブレーザ3のシード光注入部に位置決めし、更にこの
ブリュースタ板20を挟んでシード光1bの光路に互い
に対向して1対の反射ミラー21、22を位置決めす
る。シード光1bはブリュースタ板20の反射面に平行
な偏光光(図2のE‖に相当する)であり、ブリュース
タ板20は、ブリュースタ角θB に正確に設定され、入
射面に平行な偏光E‖のほとんどが透過するが、その一
部が反射するようにする。
【0016】また、1対の反射ミラー21、22によ
り、いわゆるエタロンを構成し、反射ミラー間でシード
光1bを往復させることにより、反射ミラー21、22
間のシード光1bの強度を高める。なお、一方の反射ミ
ラー21は、マスターレーザ1からのシード光1bが通
過できるように、少なくともその一部が半透過に構成さ
れている。
【0017】上述した本発明の方法によれば、注入部に
ブリュースタ板20を用い、その前後に反射ミラー2
1、22を配置してエタロンを構成することにより、1
対の反射ミラー21、22間でシード光1bの強度を高
め、その一部をブリュースタ板で反射させてスレーブレ
ーザ3へ注入することができる。また、ブリュースタ板
20を用いることにより、注入部における損失を防止す
ることができ、かつエタロンを配置することで、注入部
におけるシード光1bの強度(往復パワー)を増大さ
せ、これにより反射により注入されるパワーを増加させ
ることができる。
【0018】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【0019】
【発明の効果】上述したように、本発明のインジェクシ
ョンシーディングにおけるシード光注入方法は、マスタ
ーレーザからのシード光をほとんど損失なくスレーブレ
ーザに注入することができ、これにより、スレーブレー
ザの効率を高めることができる等の優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を模式的に示す原理図である。
【図2】ブリュースタ角の説明図である。
【図3】コヒーレントレーザレーダの原理図である。
【図4】実際のコヒーレントレーザレーダの構成例であ
る。
【符号の説明】
1 マスターレーザ 1b シード光 2 ビームスプリッター 3 スレーブレーザ(パルスレーザ) 3a パルス出力光 3b,3c 反射ミラー 3d レーザ媒体 4 送信望遠鏡 5 エアロゾル 6 受信望遠鏡 7 ミキサー 8 周波数分析器 11a,11b 偏光子 12 AOM(音響光学変調素子) 13 望遠鏡 14 半透過ミラー 20 ブリュースタ板 21、22 反射ミラー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スレーブレーザのシード光注入部に位置
    決めされたブリュースタ板と、該ブリュースタ板を挟ん
    でシード光の光路に互いに対向して位置決めされた1対
    の反射ミラーとを備え、該1対の反射ミラー間でシード
    光の強度を高めその一部をブリュースタ板で反射させて
    スレーブレーザへ注入する、ことを特徴とするインジェ
    クションシーディングにおけるシード光注入方法。
  2. 【請求項2】 前記シード光はブリュースタ板の反射面
    に平行な偏光光であり、前記ブリュースタ板は、ブリュ
    ースタ角に設定され、これによりスレーブ光を損失なく
    透過させ、かつシード光の一部をスレーブレーザの光軸
    に向けて反射させるようになっている、ことを特徴とす
    る請求項1に記載のインジェクションシーディングにお
    けるシード光注入方法。
JP9229073A 1997-08-26 1997-08-26 インジェクションシーディングにおけるシード光注入方法 Pending JPH1164358A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6853605B2 (en) 2001-09-07 2005-02-08 Seiko Epson Corporation Electronic timepiece with a contactless data communication function, and a contactless data communication system
JP2008124389A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Megaopto Co Ltd コヒーレントドップラーライダー
JP2011503526A (ja) * 2007-10-09 2011-01-27 ダンマークス テクニスク ユニバーシテット 半導体レーザと増幅器とに基づくコヒーレントライダーシステム

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JP2015092184A (ja) * 2007-10-09 2015-05-14 ウインダー フォトニクス エー/エスWindar Photonics A/S 半導体レーザと増幅器とに基づくコヒーレントライダーシステム

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