JPS5842636B2 - Kouha Heterodyne Souch - Google Patents

Kouha Heterodyne Souch

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Publication number
JPS5842636B2
JPS5842636B2 JP49136185A JP13618574A JPS5842636B2 JP S5842636 B2 JPS5842636 B2 JP S5842636B2 JP 49136185 A JP49136185 A JP 49136185A JP 13618574 A JP13618574 A JP 13618574A JP S5842636 B2 JPS5842636 B2 JP S5842636B2
Authority
JP
Japan
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frequency
laser
heterodyne
local
relationship
Prior art date
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Expired
Application number
JP49136185A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5162742A (en
Inventor
健吾 村沢
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザを用いた光波ヘテロダイン装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a light wave heterodyne device using a laser.

光波ヘテロダイン方式は、光検出器の検出限界に近い極
微弱光を受信することができる点を生かして、レーザ、
レーダへの応用力゛量注目されている。
The light wave heterodyne method takes advantage of the fact that it can receive extremely weak light that is close to the detection limit of a photodetector.
Its application to radar is attracting attention.

移動体からの反射光をヘテロダイン検波によって受信す
る場合、反射光は移動体の速度に対応したドツプラーシ
フトを受けて高周波側又は低周波側にその周波数を変え
る。
When the reflected light from a moving object is received by heterodyne detection, the reflected light undergoes a Doppler shift corresponding to the speed of the moving object and changes its frequency to the high frequency side or the low frequency side.

その周波数変移量は2υν。The amount of frequency shift is 2υν.

± (H2) で与えられる。It is given by ± (H2).

ここにCは光速度、υは物体の移動速度ν。Here, C is the speed of light and υ is the moving speed of the object ν.

は光の周波数である。従って、光波ヘテロダイン方式に
よって反射光を受信し、光混合によって生じた中間周波
数と、υ−0の時に予め設定した中間周波数との周波数
差を知ることにより物体の移動速度を知ることができた
is the frequency of light. Therefore, by receiving the reflected light using the light wave heterodyne method and knowing the frequency difference between the intermediate frequency generated by light mixing and the intermediate frequency preset at υ-0, the moving speed of the object could be determined.

この方式を実現するためには、送信用レーザの周波数は
局発用レーザのそれよりも予め、高周波側かもしくは低
周波側に設定する必要がある。
In order to realize this method, the frequency of the transmitting laser must be set in advance to either a higher frequency side or a lower frequency side than that of the local laser.

この設定を実現するためには従来より、走査形干渉計を
用いて、送信用および局発用レーザの周波数関係を観測
しながら調整する方法が一般的であったが、この方法に
よると、走査形干渉計といつ特別な光学機器を必要とし
、しかも使用の際は光波面の整合を図るという繁雑な操
作を必要とした。
In order to achieve this setting, the conventional method has been to use a scanning interferometer to observe and adjust the frequency relationship between the transmitting and local lasers. It required a shaped interferometer and special optical equipment, and when it was used, it required complicated operations to align the light wavefronts.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、簡
単な装置によって送信用レーザと局発用レーザの周波数
関係を検出し目的に合った周波数関係の設定を行なうこ
とのできる光波ヘテロゲイン装置を提供するにある。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, and to provide a light wave heterogain device that can detect the frequency relationship between a transmitting laser and a local laser using a simple device and set the frequency relationship to suit the purpose. It is on offer.

光波ヘテロダイン装置に釦いては、送信用レーザの周波
数をレーザ媒質のラインプロフィルの中心周波数付近に
設定することが有効な方法であることは、本発明者によ
り既に特許申請がなされている。
For light wave heterodyne devices, the inventor has already filed a patent application showing that setting the frequency of the transmitting laser near the center frequency of the line profile of the laser medium is an effective method.

従って、上記目的を達するためげは、局発用レーザの周
波数をレーザ媒質のラインプロフィルの中心に対して高
周波側、もしくは低周波側に設定するための方法を考え
ればよいことになる。
Therefore, in order to achieve the above objective, it is sufficient to consider a method for setting the frequency of the local laser to the high frequency side or the low frequency side with respect to the center of the line profile of the laser medium.

ラインプロフィルの傾斜部分にあるモードの周波数の変
化に対応してレーザの発振出力は増減し、その様子は第
1図に示すようにモードがラインプロフィルの中心周波
数ν。
The oscillation output of the laser increases or decreases in response to changes in the frequency of the mode in the sloped portion of the line profile, and as shown in FIG. 1, the mode is at the center frequency ν of the line profile.

に対して低周波側ν1にあるときは、モードが高周波側
に微少偏移を生ずると出力は増加し、モードがラインプ
ロフィルの高周波側ν2にあるときは出力は減少する。
On the other hand, when the mode is on the low frequency side ν1, the output increases when the mode causes a slight shift to the high frequency side, and when the mode is on the high frequency side ν2 of the line profile, the output decreases.

従って、モードに微少周波数変調をかけ、変調信号と発
振出力との間の位相検出を行なうことにより、局発用レ
ーザのモードがラインプロフィルの中心周波数に対して
低周波側に存在するか高周波側に存在するかという検出
を行なうことができる。
Therefore, by applying slight frequency modulation to the mode and detecting the phase between the modulation signal and the oscillation output, it is possible to determine whether the mode of the local laser exists on the low frequency side or on the high frequency side with respect to the center frequency of the line profile. It is possible to detect the presence of

以下本発明を図に示す一実施例について詳述する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention shown in the drawings will be described in detail below.

第2図は本発明の一実施例である。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention.

図の中で1は送・信用レーザ、2は局発用レーザ、3は
局発レーザの周波数を微調するための電歪素子、4′J
、−よび5は半透明鏡、6は自乗検波器、7はリミッタ
−18a、8bは互に逆の周波数特性を有するFM弁別
器、9は演算増幅器、10は直流増幅器、11は検波器
、12は位相検出器、13は指示計、14は信号源、1
5.16は回路切換用スイッチである。
In the figure, 1 is a transmitting laser, 2 is a local laser, 3 is an electrostrictive element for finely adjusting the frequency of the local laser, and 4'J
, - and 5 are semi-transparent mirrors, 6 is a square law detector, 7 is a limiter 18a, 8b is an FM discriminator having mutually opposite frequency characteristics, 9 is an operational amplifier, 10 is a DC amplifier, 11 is a wave detector, 12 is a phase detector, 13 is an indicator, 14 is a signal source, 1
5.16 is a circuit changeover switch.

図を参照して実施例の動作を以下に述べる。The operation of the embodiment will be described below with reference to the figures.

送信レーザ1と局送用レーザ2から発振したレーザビー
ムは、半透明鏡4,5によって1本の光束に集められ、
自乗検波器6に導かれる。
Laser beams oscillated from the transmitting laser 1 and the local transmitting laser 2 are collected into a single beam by semi-transparent mirrors 4 and 5.
It is guided to a square law detector 6.

該自乗検波器によって発生した中間周波信号は2路に分
岐され、リミッタ7および検波器11に入る。
The intermediate frequency signal generated by the square law detector is branched into two paths and enters a limiter 7 and a detector 11.

前者に入った信号は、FM弁別器8aによって目的とす
る中間周波数からの誤差信号を発生し、演算増幅器9お
よび直流増幅器10によって増幅されて、電歪素子3に
印加され中間周波数を一定にするためのループが形成さ
れる。
The signal entering the former is generated by the FM discriminator 8a to generate an error signal from the target intermediate frequency, is amplified by the operational amplifier 9 and the DC amplifier 10, and is applied to the electrostrictive element 3 to keep the intermediate frequency constant. A loop is formed for this purpose.

一方、信号源14によって発生された中間周波信号より
低周波の信号は、演算増幅器9によって誤差信号に重畳
され、局発レーザの発振周波数を微少変動させる役目を
行なう。
On the other hand, a signal having a lower frequency than the intermediate frequency signal generated by the signal source 14 is superimposed on the error signal by the operational amplifier 9, and serves to slightly fluctuate the oscillation frequency of the local laser.

一方、上記中間周波信号は検波器11によって検波され
、低周波信号成分は信号源14の信号との位相差を位相
検出器12によって検出し同相あるいは逆相の判別を行
なった後指示計に表す。
On the other hand, the intermediate frequency signal is detected by a wave detector 11, and the low frequency signal component is detected by a phase detector 12 to detect the phase difference with the signal from the signal source 14, and after determining whether the signal is in phase or out of phase, is displayed on an indicator. .

予め指示計の表示を、第1図の周波数−位相関係に従っ
て較正してかき、ループを閉としたとき目的とする指示
に合致しないときは、スイッチ15および16をA側よ
りB側に投入して)位相関係を逆転させることによって
目的とする周波数関係を実現することができる。
Calibrate the indicator display in advance according to the frequency-phase relationship shown in Figure 1, and if it does not match the desired indication when the loop is closed, turn switches 15 and 16 from side A to side B. ) The desired frequency relationship can be achieved by reversing the phase relationship.

以上述べた如く本発明によれば、純粋に電気的に送信レ
ーザと局発レーザの周波数関係を知ることができ、繁雑
な操作を必要としない。
As described above, according to the present invention, the frequency relationship between the transmitting laser and the local laser can be determined purely electrically, without the need for complicated operations.

また、本実施例に述べた検波器11、位相検出器12、
指示計13、信号源14は個々の装置に内蔵する必要は
なく、調整装置として備えてわけばよいので価格低減に
役立つ効果を有する。
Furthermore, the detector 11, phase detector 12, and
The indicator 13 and the signal source 14 do not need to be built into individual devices, but can be provided as adjustment devices, which has the effect of reducing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はレーザ光の周波数と出力の関係を示す説明図、
第2図は本発明の一実施例を示す装置の構成図である。 符号の説明1・・・・・送信レーザ、2・・・・・・局
発レーザ、3・・・・・・圧電素子、4,5・・・・・
・半透明鏡、6・・・・・・自乗検波器、7・・・・・
・リミッタ、8a、8b・・・・・・FM弁別器、9・
・・・・・演算増幅器、10・・・・・・直流増幅器、
11・・・・・・検波器、12・・・・・・位相検出器
、13・・・・・・指示計、14・・・・・・信号源、
15,16・・・・・・スイッチ。
Figure 1 is an explanatory diagram showing the relationship between the frequency and output of laser light,
FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention. Explanation of symbols 1...Transmission laser, 2...Local laser, 3...Piezoelectric element, 4, 5...
・Semi-transparent mirror, 6... Square law detector, 7...
・Limiter, 8a, 8b...FM discriminator, 9・
... operational amplifier, 10 ... direct current amplifier,
11...Detector, 12...Phase detector, 13...Indicator, 14...Signal source,
15, 16... Switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] I FM変調された局発レーザ光と、変調されない送
信レーザ光とをヘテロダイン検波することによって発生
した中間周波信号からFM変調成分を抽出し、変調波と
の位相関係を知ることによって送信レーザと局発レーザ
の周波数関係を設定することを特徴とする光波ヘテロゲ
イン装置。
I Extracts the FM modulation component from the intermediate frequency signal generated by heterodyne detection of the FM-modulated local laser beam and the unmodulated transmitted laser beam, and determines the phase relationship between the transmitting laser and the local station by knowing the phase relationship with the modulated wave. A light wave heterogain device characterized by setting the frequency relationship of an emitting laser.
JP49136185A 1974-11-29 1974-11-29 Kouha Heterodyne Souch Expired JPS5842636B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP49136185A JPS5842636B2 (en) 1974-11-29 1974-11-29 Kouha Heterodyne Souch

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP49136185A JPS5842636B2 (en) 1974-11-29 1974-11-29 Kouha Heterodyne Souch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5162742A JPS5162742A (en) 1976-05-31
JPS5842636B2 true JPS5842636B2 (en) 1983-09-21

Family

ID=15169320

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JP49136185A Expired JPS5842636B2 (en) 1974-11-29 1974-11-29 Kouha Heterodyne Souch

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