JPS62145887A - 光周波数シンセサイザ・スイ−パ - Google Patents
光周波数シンセサイザ・スイ−パInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G—PHYSICS
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
-
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- G—PHYSICS
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、周波数１位相、振幅および偏光を制御したコ
ヒーレント光を発生ずる光周波数シンセサイザ・スイー
パに関する。
ヒーレント光を発生ずる光周波数シンセサイザ・スイー
パに関する。
（従来の技術）
従来の波長掃引機能を備えたレーザ光源としては次のよ
うなものがある（第１２図、第１３図）。
うなものがある（第１２図、第１３図）。
イ、半導体レーザの波長の温度特性を利用するもので、
レーザダイオードの温度を変えて波長を掃引するもの。
レーザダイオードの温度を変えて波長を掃引するもの。
第１２図はその原理を示す説明図で、恒温槽ＴＢを温度
制御手段ＴＣで制御することにより、レーザダイオード
ＬＤの出力波長を掃引する。掃引幅は数１０ｎｍである
。
制御手段ＴＣで制御することにより、レーザダイオード
ＬＤの出力波長を掃引する。掃引幅は数１０ｎｍである
。
口９色素レーザのゲイン幅が広いことを利用し、共振器
内のプリズムを回転して発振波長を掃引するもの。第１
３図において、Ｍはミラー、ＣＣは色素セル、Ｌはレン
ズ、Ｐはプリズム、ＨＭはハーフミラ−である。掃引幅
はおよそ１１００ｎである。
内のプリズムを回転して発振波長を掃引するもの。第１
３図において、Ｍはミラー、ＣＣは色素セル、Ｌはレン
ズ、Ｐはプリズム、ＨＭはハーフミラ−である。掃引幅
はおよそ１１００ｎである。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記のような構成の可変波長レーザ光源
では、波長精度がせいぜい１ ｎｍ （３００ＧＨｚ＞
と悪いという欠点がある。将来のコヒーレント光通信分
野や光応用計測分野ではＭＨｚ以下の精度での周波数測
定が必要とされるので、上記の光源はコヒーレント光計
測器には使用できない。
では、波長精度がせいぜい１ ｎｍ （３００ＧＨｚ＞
と悪いという欠点がある。将来のコヒーレント光通信分
野や光応用計測分野ではＭＨｚ以下の精度での周波数測
定が必要とされるので、上記の光源はコヒーレント光計
測器には使用できない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、光周波数が高精度、＾安定かつ高スペクトル純度
のコヒーレント光出力が得られる光周波数シンセサイザ
・スイーパを実現することを目的とする。
ので、光周波数が高精度、＾安定かつ高スペクトル純度
のコヒーレント光出力が得られる光周波数シンセサイザ
・スイーパを実現することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明の第１の発明に係る光周波数シンセサイザ・スイ
ーパは基準波長光源部と、この基準波長光源部の発振波
長に対応する波長に光出力の波長を制御する光周波数Ｐ
ＬＬ部とを備えたことを特徴とする。
ーパは基準波長光源部と、この基準波長光源部の発振波
長に対応する波長に光出力の波長を制御する光周波数Ｐ
ＬＬ部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第２の発明に係る光周波数シンセサイザ・スイ
ーパは基準波長光源部と、この基準波長光源部の発振波
長に対応する波長に光出力の波長を制御する光周波数Ｐ
Ｌ １部と、この光周波数ＰＬＬ部の出力光を変調す
る光変調部と、この光変調部の出力光を増幅する光増幅
部とを備えたことを特徴とする。
ーパは基準波長光源部と、この基準波長光源部の発振波
長に対応する波長に光出力の波長を制御する光周波数Ｐ
Ｌ １部と、この光周波数ＰＬＬ部の出力光を変調す
る光変調部と、この光変調部の出力光を増幅する光増幅
部とを備えたことを特徴とする。
（作用）
上記のような構成の光周波数シンセサイザ・スイーパに
よれば、光周波数ＰＬＬの原理により、前記光周波数Ｐ
ＬＬ部の光出力の波長を可変とすることができる。
よれば、光周波数ＰＬＬの原理により、前記光周波数Ｐ
ＬＬ部の光出力の波長を可変とすることができる。
（実施例）
以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本発明に係る光周波数シンセサイザ・スイーパ
の一実施例を示す構成ブロック図である。
の一実施例を示す構成ブロック図である。
１は波長を安定化された基準波長光源部、２はこの基準
波長光源部１の出力光を入力する光周波数ＰＬＬ部、３
はこの光周波数ＰＬＬ部２の出力光を変調する光変調部
、４はこの光変調部３の出力光を増幅する光増幅部であ
る。光周波数ＰＬＬ部２において、２１は基準波長光源
部１の出力光を一方の入力とする光ヘテロダイン検波部
、２２はこの光ヘテロダイン検波部２１の出力により出
力光の発振波長を制御される可変波長光源部、２３はこ
の可変波長光源部２２の出力光の周波数をシフトする光
周波数シフタ部、２４はこの光周波数シフタ部２３の出
力光の周波数を逓倍するとともにその出力光を前記光ヘ
テロダイン検波部２１の他方の入力とする光周波数逓倍
部である。
波長光源部１の出力光を入力する光周波数ＰＬＬ部、３
はこの光周波数ＰＬＬ部２の出力光を変調する光変調部
、４はこの光変調部３の出力光を増幅する光増幅部であ
る。光周波数ＰＬＬ部２において、２１は基準波長光源
部１の出力光を一方の入力とする光ヘテロダイン検波部
、２２はこの光ヘテロダイン検波部２１の出力により出
力光の発振波長を制御される可変波長光源部、２３はこ
の可変波長光源部２２の出力光の周波数をシフトする光
周波数シフタ部、２４はこの光周波数シフタ部２３の出
力光の周波数を逓倍するとともにその出力光を前記光ヘ
テロダイン検波部２１の他方の入力とする光周波数逓倍
部である。
このような構成の装置の動作を次に説明する。
基準波長光源部１の出力光が光周波数ＰＬＬ部２に入力
すると、光周波数ＰＬＬ部２は基準波長光源部１の発振
波長に対応する波長にその光出力の波長を固定（ロック
）する。すなわち光ヘテロダイン検波部２１は基準波長
光源部１からの出力光と光周波数逓倍部２４の出力光を
比較して、その差が小さくなるように可変波長光源部２
２を制御する。フィードバック回路における光周波数シ
ック部２３は可変波長光源部２２の出力光にオフセット
周波数を加え、光周波数逓倍部２４は可変波長光源部２
２の出力光周波数と基準波長光源部１の出力光周波数の
比を定める。光変調部３は光周波数ＰＬＬ部２の出力光
を変調し、光増幅部４はこの光変調部の出力光を増幅し
て光周波数シンセサイザ・スイーパの出力を発生する。
すると、光周波数ＰＬＬ部２は基準波長光源部１の発振
波長に対応する波長にその光出力の波長を固定（ロック
）する。すなわち光ヘテロダイン検波部２１は基準波長
光源部１からの出力光と光周波数逓倍部２４の出力光を
比較して、その差が小さくなるように可変波長光源部２
２を制御する。フィードバック回路における光周波数シ
ック部２３は可変波長光源部２２の出力光にオフセット
周波数を加え、光周波数逓倍部２４は可変波長光源部２
２の出力光周波数と基準波長光源部１の出力光周波数の
比を定める。光変調部３は光周波数ＰＬＬ部２の出力光
を変調し、光増幅部４はこの光変調部の出力光を増幅し
て光周波数シンセサイザ・スイーパの出力を発生する。
第２図は本発明の第２の実施例で、第１図の構成をさら
に具体化したものの構成ブロック図である。基準波長光
源部１において、ＬＤｌはレーザダイオード、ＣＬはＲ
ｂガスまたはＣｓガスが封入され前記レーザダイオード
ＬＤＩの出力光を入射する吸収セル、ｌ−ＩＭｌはこの
吸収セルＣＬの出力光が入射するハーフミラ−１ＰＤ１
はこのハーフミラ−ＨＭｌの反射光を入力するフォトダ
イオード、Ａ１はこのフォトダイオードＰＤ１の電気出
力を入力しこれに対応する出力で前記レーザダイオード
ＬＤ１の電流を制御する制御回路、ＩＳｌは前記ハーフ
ミラ−ＨＭｌの透過光が通過する戻り光防止用のアイソ
レータ、ＯＡｌはこのアイソレータＩＳ１を通過した光
が入力する光増幅素子である。光周波数ＰＬＬ部２にお
いて、ＨＭ ２は前記基準波長光源部１の出力光を入射
するハーフミラ−１ＰＤ２は光ヘテロダイン検波部２１
を構成し前記ハーフミラ−］」Ｍ２の透過光を入力する
ＰＥＮフォトダイオードやアバランシェダイオードなど
からなるフォトダイオード、ＥＣは水晶などから基準周
波数を入力して所定の周波数の電気信号を発生する発振
器、ＭＸＩはこの発振器ＥＣの電気出力と前記光ヘテロ
ダイン検波部ＰＤ２の電気出力が接続するミキサ（混合
）回路である。
に具体化したものの構成ブロック図である。基準波長光
源部１において、ＬＤｌはレーザダイオード、ＣＬはＲ
ｂガスまたはＣｓガスが封入され前記レーザダイオード
ＬＤＩの出力光を入射する吸収セル、ｌ−ＩＭｌはこの
吸収セルＣＬの出力光が入射するハーフミラ−１ＰＤ１
はこのハーフミラ−ＨＭｌの反射光を入力するフォトダ
イオード、Ａ１はこのフォトダイオードＰＤ１の電気出
力を入力しこれに対応する出力で前記レーザダイオード
ＬＤ１の電流を制御する制御回路、ＩＳｌは前記ハーフ
ミラ−ＨＭｌの透過光が通過する戻り光防止用のアイソ
レータ、ＯＡｌはこのアイソレータＩＳ１を通過した光
が入力する光増幅素子である。光周波数ＰＬＬ部２にお
いて、ＨＭ ２は前記基準波長光源部１の出力光を入射
するハーフミラ−１ＰＤ２は光ヘテロダイン検波部２１
を構成し前記ハーフミラ−］」Ｍ２の透過光を入力する
ＰＥＮフォトダイオードやアバランシェダイオードなど
からなるフォトダイオード、ＥＣは水晶などから基準周
波数を入力して所定の周波数の電気信号を発生する発振
器、ＭＸＩはこの発振器ＥＣの電気出力と前記光ヘテロ
ダイン検波部ＰＤ２の電気出力が接続するミキサ（混合
）回路である。
このミキサ（混合）回路ＭＸ’ｌの出力が接続する可変
波長光源部２２において、ＦＣは前記ミキサ回路ＭＸＩ
の出力が接続する光周波数変調回路、ＶＬ１〜ＶＬ３は
この光周波数変調回路ＦＣの出力を入力する可変波長レ
ーザダイオード、１８２はＹＩＧ （イツトリウム・ア
イアン・ガーネット）で構成され前記可変波長レーザダ
イオードＶＬ１〜ＶＬ３の出力光が通過するアイソレー
タ、ｏＳｌは複数（第２図では３つ）のアイソレータＩ
ｓ２を通過した光が入射する光スイッチである。ＨＭ３
はこの光スィッチＯ８１の出力光が入射するハーフミラ
−１Ｏ△２はこのハーフミラ−１−１Ｍ３の反射光を入
力する光増幅素子、ＵＭｌは光周波数シフタ部２３を構
成し前記光増幅素子ＯＡ２の出力光を入力する超音波変
調器、Ｎ１−は光周波数逓倍部を構成しこの光周波数シ
フタ部の出力光を入力する非線形材料を用いた先導波路
、ＯＡ３はこの光導波路ＮＬの出力光を増幅する光増幅
素子である。前記光周波数ＰＬＬ部２の出力光を入射す
る光変調部３において、ＡＭｌ、ＰＭｌはＬｉＮｂＯ２
などの電気光学結晶を用いたそれぞれ振幅変調器および
位相変調器、ＬＭｌはＹＩＧなどの磁気光学結晶を用い
た偏光変調器である。ＯＡ４は光増幅部４を構成し、光
変調部３の出力光を増幅する光増幅素子である。
波長光源部２２において、ＦＣは前記ミキサ回路ＭＸＩ
の出力が接続する光周波数変調回路、ＶＬ１〜ＶＬ３は
この光周波数変調回路ＦＣの出力を入力する可変波長レ
ーザダイオード、１８２はＹＩＧ （イツトリウム・ア
イアン・ガーネット）で構成され前記可変波長レーザダ
イオードＶＬ１〜ＶＬ３の出力光が通過するアイソレー
タ、ｏＳｌは複数（第２図では３つ）のアイソレータＩ
ｓ２を通過した光が入射する光スイッチである。ＨＭ３
はこの光スィッチＯ８１の出力光が入射するハーフミラ
−１Ｏ△２はこのハーフミラ−１−１Ｍ３の反射光を入
力する光増幅素子、ＵＭｌは光周波数シフタ部２３を構
成し前記光増幅素子ＯＡ２の出力光を入力する超音波変
調器、Ｎ１−は光周波数逓倍部を構成しこの光周波数シ
フタ部の出力光を入力する非線形材料を用いた先導波路
、ＯＡ３はこの光導波路ＮＬの出力光を増幅する光増幅
素子である。前記光周波数ＰＬＬ部２の出力光を入射す
る光変調部３において、ＡＭｌ、ＰＭｌはＬｉＮｂＯ２
などの電気光学結晶を用いたそれぞれ振幅変調器および
位相変調器、ＬＭｌはＹＩＧなどの磁気光学結晶を用い
た偏光変調器である。ＯＡ４は光増幅部４を構成し、光
変調部３の出力光を増幅する光増幅素子である。
このような構成の装置の動作を次に詳しく説明する。
基準波長光源部１は以下に述べるように、Ｒｂ（または
Ｃｓ）原子の吸収線にレーザダイオードの発振波長を制
御して絶対波長で高精度、高安定化（１０−１２以上）
するものである。レーザダイオードＬＤ１の出力光は、
吸収セルＣＬを通過する際にＬＤｌの出力光の波長がＲ
ｂガス（またはＣＳガス）の吸収線と一致すると吸収さ
れ、第３図（Ａ）の特性曲線図に示すような吸収特性が
現れる。第４図はＲｂガスのエネルギー準位を示す説明
図で、Ｒｂの吸収線はＤ２線が７８０ｎｍ。
Ｃｓ）原子の吸収線にレーザダイオードの発振波長を制
御して絶対波長で高精度、高安定化（１０−１２以上）
するものである。レーザダイオードＬＤ１の出力光は、
吸収セルＣＬを通過する際にＬＤｌの出力光の波長がＲ
ｂガス（またはＣＳガス）の吸収線と一致すると吸収さ
れ、第３図（Ａ）の特性曲線図に示すような吸収特性が
現れる。第４図はＲｂガスのエネルギー準位を示す説明
図で、Ｒｂの吸収線はＤ２線が７８０ｎｍ。
Ｄ１線が７９５ｎｍであり、２逓倍するとそれぞれ１５
６０ｎｍ、１５９０ｎｍとなり、光フアイバ通信波長で
ある１５００ｎｍ帯と一致するので都合がよい。これは
また光応用目測の分野にも使いやすい波長域である。吸
収セルＣＬの出力光の内ハーフミラ−１４Ｍ１で反射さ
れた部分は光検出器ＰＤ１で検出され、光検出器ＰＤ１
の出力に対応して制御回路Ａ１でレーザダイオードＬＤ
１の電流を制御することにより、吸収中心にＬＤＩの出
力波長をロックする。例えば、第３図（△）のａ点にロ
ックしたい場合、制御回路Ａ１でロックインアンプなど
を用いて第３図（Ａ＞の微分波形である第３図（Ｂ）の
６点（微分波形値が０となる点〉に固定する。この方法
は線形吸収法とよばれ、第３図（Ａ）のように吸収スペ
クトルが太くなるが、飽和吸収法（堀、門出、北野、藪
崎、小川：飽和吸収分光を用いた半導体レーザの周波数
安定化、信学技報 ０ＱＥ８２−１１６）ｋ：よりドツ
プラシフトで隠れている超微細構造の吸収線を検出して
、これにレーザダイオードＬＤ１の発振波長をロックす
ればさらに高安定となる。なおレーザダイオードＬＤ１
は恒温槽で温度安定化されている。ハーフミラ−ＨＭｌ
を透過した光はアイソレータＩＳ１に入射する。アイソ
レータＩＳ１は、外部からの反射による戻り光がレーザ
ダイオードＬＤ１に入ってノイズとなることを防止する
。アイソレータ■Ｓ１の出力光は必要に応じて光増幅素
子ＯＡ１で増幅される。
６０ｎｍ、１５９０ｎｍとなり、光フアイバ通信波長で
ある１５００ｎｍ帯と一致するので都合がよい。これは
また光応用目測の分野にも使いやすい波長域である。吸
収セルＣＬの出力光の内ハーフミラ−１４Ｍ１で反射さ
れた部分は光検出器ＰＤ１で検出され、光検出器ＰＤ１
の出力に対応して制御回路Ａ１でレーザダイオードＬＤ
１の電流を制御することにより、吸収中心にＬＤＩの出
力波長をロックする。例えば、第３図（△）のａ点にロ
ックしたい場合、制御回路Ａ１でロックインアンプなど
を用いて第３図（Ａ＞の微分波形である第３図（Ｂ）の
６点（微分波形値が０となる点〉に固定する。この方法
は線形吸収法とよばれ、第３図（Ａ）のように吸収スペ
クトルが太くなるが、飽和吸収法（堀、門出、北野、藪
崎、小川：飽和吸収分光を用いた半導体レーザの周波数
安定化、信学技報 ０ＱＥ８２−１１６）ｋ：よりドツ
プラシフトで隠れている超微細構造の吸収線を検出して
、これにレーザダイオードＬＤ１の発振波長をロックす
ればさらに高安定となる。なおレーザダイオードＬＤ１
は恒温槽で温度安定化されている。ハーフミラ−ＨＭｌ
を透過した光はアイソレータＩＳ１に入射する。アイソ
レータＩＳ１は、外部からの反射による戻り光がレーザ
ダイオードＬＤ１に入ってノイズとなることを防止する
。アイソレータ■Ｓ１の出力光は必要に応じて光増幅素
子ＯＡ１で増幅される。
光周波数ＰＬＬ部２は以下に述べるように、可変波長光
源部２２の発振波長を、基準波長光源部１の発振波長に
対し所定の比および所定のオフセットを持ってロッ′・
′″りする機能を有する。基準波長光源部１の出力光は
ハーフミラ−８Ｍ２を透過して光ヘテロダイン検波部２
１のフォトダイオードＰＤ２に入射する。光周波数逓倍
部２４からのフィードバック光も光増幅素子ＯＡ３を介
してハーフミラ−８Ｍ２で反射した後フォトダイオード
ＰＤ２に入射する。基準波長光源部１の出力およびフィ
ードバック光の光周波数をそれぞれωＳ、ω１とすると
、光ヘテロダイン検波部２１の出力電気信号の周波数ω
２はω２＝１ωＳ−ω１１となる。発振器ＥＣの出力周
波数をω３とすると、ミキサ回路（位相検波回路）ＭＸ
ｌの出力ω４は、光ヘテロダイン検波部２１の出力周波
数ω２にオフセット周波数を加えられてω４−ω２−ω
３となる。ミキサ回路ＭＸ１の出力電気信号ω４は可変
波長光源部２２の光周波数変調回路ＦＣに入力し、光周
波数変調回路ＦＣはω４＝０となるように可変波長レー
ザダイオードＶＬ１〜Ｖ１３の光周波数を制御する。こ
こで可変波長レーザダイオードＶＬ１〜ＶＬ３としては
、レーザダイオードチップ内に作り込んだ回折格子から
の反射を利用して共振器が構成され回折格子のピッチで
発振周波数が決まるため比較的波長が安定なりＦＢ（Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザや
ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒ
ｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザの一種でＡＤＦ３（Ａｃｏｕ
ｓｔｉｃ ＤＦＢ）レーザ（’ｙ’ａｍａｎｉｓｈｉ
Ｍ、ｅｔ、ａｌ、：ＧａＡｓ Ａｃｏｕｓｔｉｃ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ
１ａｓｅｒｓ、Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｉ、Ｐｈｙｓ、、５
ｕｐｐ１．１８−１．ｐ。
源部２２の発振波長を、基準波長光源部１の発振波長に
対し所定の比および所定のオフセットを持ってロッ′・
′″りする機能を有する。基準波長光源部１の出力光は
ハーフミラ−８Ｍ２を透過して光ヘテロダイン検波部２
１のフォトダイオードＰＤ２に入射する。光周波数逓倍
部２４からのフィードバック光も光増幅素子ＯＡ３を介
してハーフミラ−８Ｍ２で反射した後フォトダイオード
ＰＤ２に入射する。基準波長光源部１の出力およびフィ
ードバック光の光周波数をそれぞれωＳ、ω１とすると
、光ヘテロダイン検波部２１の出力電気信号の周波数ω
２はω２＝１ωＳ−ω１１となる。発振器ＥＣの出力周
波数をω３とすると、ミキサ回路（位相検波回路）ＭＸ
ｌの出力ω４は、光ヘテロダイン検波部２１の出力周波
数ω２にオフセット周波数を加えられてω４−ω２−ω
３となる。ミキサ回路ＭＸ１の出力電気信号ω４は可変
波長光源部２２の光周波数変調回路ＦＣに入力し、光周
波数変調回路ＦＣはω４＝０となるように可変波長レー
ザダイオードＶＬ１〜Ｖ１３の光周波数を制御する。こ
こで可変波長レーザダイオードＶＬ１〜ＶＬ３としては
、レーザダイオードチップ内に作り込んだ回折格子から
の反射を利用して共振器が構成され回折格子のピッチで
発振周波数が決まるため比較的波長が安定なりＦＢ（Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザや
ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒ
ｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザの一種でＡＤＦ３（Ａｃｏｕ
ｓｔｉｃ ＤＦＢ）レーザ（’ｙ’ａｍａｎｉｓｈｉ
Ｍ、ｅｔ、ａｌ、：ＧａＡｓ Ａｃｏｕｓｔｉｃ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ
１ａｓｅｒｓ、Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｉ、Ｐｈｙｓ、、５
ｕｐｐ１．１８−１．ｐ。
３５５．１９７９＞と呼ばれるものを用いている。
ＡＤＦＢレーザはＤＢＲレーザ内の回折格子と直交して
表面弾性波（ＳＡＷ）を発生させ、チップ内に作りこん
だ回折格子とＳＡＷとでブラッグ回折による光のリング
共振器を形成する。ＳＡＷの波長を掃引すると、リング
共振器の共振波長が変化し、発振波長を掃引することが
できる。本実施例では発振波長を１５６０ｎｍ帯として
いる。共振器長の長いＤＦＢ、ＤＢＲやＡＤＦＢレーザ
は発振スペクトルが狭く、スペクトルｉｔ！ｉ度が良い
という利点もある。１つのＡＤＦＢレーザの可変波長範
囲で不十分の場合は第２図のように複数のＡＤＦＢレー
ザ（ＶＬ１〜ｖＬ３）を用い、光スィッチや光合波器で
切換えることができる。すなわち可変波長レーザダイオ
ードＶＬ１〜ＶＬ３の出力光はそれぞれ戻り光防止用の
アイソレータＩｓ２を介して光スィッチ０８１に入力し
所定の可変波長範囲のものか選択される。光スィッチＯ
８１の出力光の一部はハーフミラ−８Ｍ３で反射され、
光増幅素子ＯＡ２に入力する。
表面弾性波（ＳＡＷ）を発生させ、チップ内に作りこん
だ回折格子とＳＡＷとでブラッグ回折による光のリング
共振器を形成する。ＳＡＷの波長を掃引すると、リング
共振器の共振波長が変化し、発振波長を掃引することが
できる。本実施例では発振波長を１５６０ｎｍ帯として
いる。共振器長の長いＤＦＢ、ＤＢＲやＡＤＦＢレーザ
は発振スペクトルが狭く、スペクトルｉｔ！ｉ度が良い
という利点もある。１つのＡＤＦＢレーザの可変波長範
囲で不十分の場合は第２図のように複数のＡＤＦＢレー
ザ（ＶＬ１〜ｖＬ３）を用い、光スィッチや光合波器で
切換えることができる。すなわち可変波長レーザダイオ
ードＶＬ１〜ＶＬ３の出力光はそれぞれ戻り光防止用の
アイソレータＩｓ２を介して光スィッチ０８１に入力し
所定の可変波長範囲のものか選択される。光スィッチＯ
８１の出力光の一部はハーフミラ−８Ｍ３で反射され、
光増幅素子ＯＡ２に入力する。
光増幅素子ＯＡ２の出力光は光周波数シフタ部２３に入
力し、超音波変調器ＵＭ１に入射してＢｒａｇｇのＳ次
回折光を出力する。水晶発振器などの基準周波数源から
供給される超音波の周波数をω５とすると、回折光の光
周波数はＳＣ２だけシフトする。
力し、超音波変調器ＵＭ１に入射してＢｒａｇｇのＳ次
回折光を出力する。水晶発振器などの基準周波数源から
供給される超音波の周波数をω５とすると、回折光の光
周波数はＳＣ２だけシフトする。
光周波数シフタ部２３の出力光は光周波数逓倍部２４に
入射し非線形材料を用いた光導波路Ｎ ｌ−で入力光の
２次高調波を出力する。すなわち１５６Ｑｎｍの可変波
長レーザダイオード出力を光増幅器を介して入力し、２
次高調波の７８０ｎｍを出力している。導波路として、
ＺＴＬＳの非線形薄膜およびＴｉＯ２の線形薄膜を用い
た空気−Ｔｉ０２ ＺＴＬＳ−ガラスの４層スラブ光
導波路を用いて、非線形効果を効率良く起こしている。
入射し非線形材料を用いた光導波路Ｎ ｌ−で入力光の
２次高調波を出力する。すなわち１５６Ｑｎｍの可変波
長レーザダイオード出力を光増幅器を介して入力し、２
次高調波の７８０ｎｍを出力している。導波路として、
ＺＴＬＳの非線形薄膜およびＴｉＯ２の線形薄膜を用い
た空気−Ｔｉ０２ ＺＴＬＳ−ガラスの４層スラブ光
導波路を用いて、非線形効果を効率良く起こしている。
４ｒおこの実施例では２次高調波を利用しているが、任
意のｎ次高調波を用いることができる。
意のｎ次高調波を用いることができる。
光周波数逓倍部２４の出力光は光増幅素子ＯＡ３で増幅
された後、前述のようにフィードバック光としてハーフ
ミラ−ＨＭ２で基準波長光源部１からの出力光と合流す
る。
された後、前述のようにフィードバック光としてハーフ
ミラ−ＨＭ２で基準波長光源部１からの出力光と合流す
る。
以上の動作により、光周波数ＰＬＬ部２の光出力の光周
波数ω。は ωｏ＝（ωＳ±ω３）／ｎ＋Ｓω５ となる（ただし符号は同順でない）。ただし本実施例で
は光周波数逓倍数ｎ＝２である。すなわちω０が絶対波
長で高精度かつ高安定な光周波数ωＳに所定の比ｎを介
してロックし、さらに任意の周波数ω３／ｎまたはω５
だけオフセットを持った光周波数となる。ω３またはω
５を掃引すれば、高精度の光周波数掃引が実現できる。
波数ω。は ωｏ＝（ωＳ±ω３）／ｎ＋Ｓω５ となる（ただし符号は同順でない）。ただし本実施例で
は光周波数逓倍数ｎ＝２である。すなわちω０が絶対波
長で高精度かつ高安定な光周波数ωＳに所定の比ｎを介
してロックし、さらに任意の周波数ω３／ｎまたはω５
だけオフセットを持った光周波数となる。ω３またはω
５を掃引すれば、高精度の光周波数掃引が実現できる。
ここでω３゜ω５は電気信号であるので、高精度、高安
定性は容易に得られる。
定性は容易に得られる。
光周波数ＰＬＬ部２の光出力は光変調部３に入力し、振
幅変調器ＡＭ１で振幅変調され、位相変調器ＰＭ１で位
相を変調され、偏光変調器ＬＭＩで偏光方向を変化され
る。光変調部３の光出力は光増幅部４の光増幅素子ＯＡ
４で増幅された後、シンセサイザ出力となる。
幅変調器ＡＭ１で振幅変調され、位相変調器ＰＭ１で位
相を変調され、偏光変調器ＬＭＩで偏光方向を変化され
る。光変調部３の光出力は光増幅部４の光増幅素子ＯＡ
４で増幅された後、シンセサイザ出力となる。
上記の実施例において、光増幅素子ＯＡ１〜〇Ａ４はＧ
ａ Ａ Ｉ Ａ ｓレーザ（７８０ｎｍ帯）やＩｕＧ
ａＡｓＰレーザ（１５００ｎｍ帯）などで構成され、下
記の３方式のものを用いることができる。
ａ Ａ Ｉ Ａ ｓレーザ（７８０ｎｍ帯）やＩｕＧ
ａＡｓＰレーザ（１５００ｎｍ帯）などで構成され、下
記の３方式のものを用いることができる。
（イ）共振器形半導体レーザ増幅器と呼ばれ、発振閾値
近傍のバイアス電流を流し、レーザダイオードに信号光
を入射してＮ導放出により線形光増幅を行うもの。
近傍のバイアス電流を流し、レーザダイオードに信号光
を入射してＮ導放出により線形光増幅を行うもの。
（ロ）光注入同期増幅器と呼ばれ、発振しているレーザ
ダイオードに信号光を入射して発振光の光周波数および
位相を制御するもの。
ダイオードに信号光を入射して発振光の光周波数および
位相を制御するもの。
（ハ）進行波形レーザ増幅器と呼ばれ、レーザダイオー
ド・チップの両端面を無反射コートし、信号光の通過の
みで光増幅するもの。
ド・チップの両端面を無反射コートし、信号光の通過の
みで光増幅するもの。
なお上記の実施例において、光周波数シフタ部２３と光
周波数逓倍部２４の位置を入れ替えて、光周波数ＰＬＬ
部２の光出力の周波数ω０をωｏ＝（ωＳ±ω３±５０
Ｄ５）／ｎ としてもよい。
周波数逓倍部２４の位置を入れ替えて、光周波数ＰＬＬ
部２の光出力の周波数ω０をωｏ＝（ωＳ±ω３±５０
Ｄ５）／ｎ としてもよい。
また光周波数ＰＬＬ部２において、ミキサ回路ＭＸ１お
よび光周波数シック部２３はいずれもオフセット周波数
を加えるためのものであり、いずれか一方を省略するこ
ともできる。
よび光周波数シック部２３はいずれもオフセット周波数
を加えるためのものであり、いずれか一方を省略するこ
ともできる。
また光周波数ＰＬＬ部２において、逓倍数ｎを１とすれ
ば光周波数逓倍部２４を省略することができる。
ば光周波数逓倍部２４を省略することができる。
また上記の実施例では基準波長光源部においてＲｂまた
はＣｓの吸収線を利用しているが、これらに限らず、絶
対波長で高精度、高安定線な任意の吸収線例えばＮＨ３
やＨ２Ｏの吸収ＩＩ（１５０Ｑｎｍ帯）を用いることも
できる。この場合には光周波数逓倍部２４は不要となる
。公知の７アブリペロー共振器を波長検出器として用い
て波長安定化することもできるが、上記のような量子標
準的な吸収線を用いた方が特性が優れている。
はＣｓの吸収線を利用しているが、これらに限らず、絶
対波長で高精度、高安定線な任意の吸収線例えばＮＨ３
やＨ２Ｏの吸収ＩＩ（１５０Ｑｎｍ帯）を用いることも
できる。この場合には光周波数逓倍部２４は不要となる
。公知の７アブリペロー共振器を波長検出器として用い
て波長安定化することもできるが、上記のような量子標
準的な吸収線を用いた方が特性が優れている。
また可変波長レーザダイオードＶＬＩ〜３としては上記
の実施例のようなＡＤＦ８などに限られず、レーザダイ
オードチップ外部に回折格子を用いた外部共振器を付加
し、回折格子を回転させ、その波長選択性を利用して可
変波長としたものでもよい。外部共振器形レーザダイオ
ードは狭スペクトルという優れた特長を持つ。
の実施例のようなＡＤＦ８などに限られず、レーザダイ
オードチップ外部に回折格子を用いた外部共振器を付加
し、回折格子を回転させ、その波長選択性を利用して可
変波長としたものでもよい。外部共振器形レーザダイオ
ードは狭スペクトルという優れた特長を持つ。
また可変波長レーザダイオードＶＬ１〜ＶＬ３として、
第５図のように共振器内に波長選択性の素子を挿入した
ものを用いてもよい。図においてＬＤ２は半導体レーザ
、５１．５２はこの半導体レーザＬＤ２の両端に設けら
れた無反射コート部、しＳｌはこの無反射コート部５１
から出射される光を平行光とするレンズ、Ｍｌはこのレ
ンズしＳｌを通過した光が反射されるミラー、ＬＳ２は
無反射コート部５２から出射される光を平行光とするレ
ンズ、ＵＭ２はこのレンズ１８２を通過する光が入射す
る第１の超音波変調器、ＵＭ３はこの超音波変調器ＵＭ
２から出射する光が入射する第２の超音波変調器、Ｍ２
はこの超音波変調器ＵＭ３から出射した光を反射するミ
ラー、ＤＲ’ｌは前記超音波変調器ｔＪＮ７Ｆ２．ＵＭ
３を周波数Ｆで励振する発振器である。第６図は第５図
装置にお【プる超音波変調器ＬＪＭ２．ＵＭ３による波
長選択および周波数掃引動作の様子を示すための動作説
明図である。半導体レーザＬＤ２の無反射コート部５１
から出射した光はレンズ１−８１で平行光とされ、ミラ
ーＭ１で反射される。ミラーＭ１からの反射光は光路を
元に戻って再び半導体レーザＬＤ２に入射する。無反射
コート部５２から出射した周波数ｆ’ｏ＋の光はレンズ
ＬＳ２で平行光とされ、第１の超音波変調器ＵＭ２に入
射する。この際回折条件から、超音波６１により生じる
回折格子６３への入射角θｊｌ＋回折後の出射角θＯＩ
＋光の波長λ０および超音波の波長へ〇の間には次式の
ような関係がある。
第５図のように共振器内に波長選択性の素子を挿入した
ものを用いてもよい。図においてＬＤ２は半導体レーザ
、５１．５２はこの半導体レーザＬＤ２の両端に設けら
れた無反射コート部、しＳｌはこの無反射コート部５１
から出射される光を平行光とするレンズ、Ｍｌはこのレ
ンズしＳｌを通過した光が反射されるミラー、ＬＳ２は
無反射コート部５２から出射される光を平行光とするレ
ンズ、ＵＭ２はこのレンズ１８２を通過する光が入射す
る第１の超音波変調器、ＵＭ３はこの超音波変調器ＵＭ
２から出射する光が入射する第２の超音波変調器、Ｍ２
はこの超音波変調器ＵＭ３から出射した光を反射するミ
ラー、ＤＲ’ｌは前記超音波変調器ｔＪＮ７Ｆ２．ＵＭ
３を周波数Ｆで励振する発振器である。第６図は第５図
装置にお【プる超音波変調器ＬＪＭ２．ＵＭ３による波
長選択および周波数掃引動作の様子を示すための動作説
明図である。半導体レーザＬＤ２の無反射コート部５１
から出射した光はレンズ１−８１で平行光とされ、ミラ
ーＭ１で反射される。ミラーＭ１からの反射光は光路を
元に戻って再び半導体レーザＬＤ２に入射する。無反射
コート部５２から出射した周波数ｆ’ｏ＋の光はレンズ
ＬＳ２で平行光とされ、第１の超音波変調器ＵＭ２に入
射する。この際回折条件から、超音波６１により生じる
回折格子６３への入射角θｊｌ＋回折後の出射角θＯＩ
＋光の波長λ０および超音波の波長へ〇の間には次式の
ような関係がある。
ｓｉｎθＬ１＋ｓｉｎθｏ１＝λ０／八〇・・・（１）
すなわち特定の入射角θｉ１および出射角θ０１を満足
するような光路を通る光の波長λ０は超音波の波長へ〇
が変われば変化する。出射光は超音波によるドツプラシ
フトを受け、この場合は＋１次回折光（超音波の方向と
回折される方向が同じ）であるので、その周波数はｆｏ
＋ ＋Ｆとなる。超音波変調器ＵＭ２からの出射光は
超音波変ＩＮ器ＵＭ３で再び回折する。前記同様、超音
波６２により生じる回折格子６４への入射角θ１２＋回
折後の出射角θ０２．光の波長λ０および超音波の波長
へ〇の間には次式のような関係がある。
するような光路を通る光の波長λ０は超音波の波長へ〇
が変われば変化する。出射光は超音波によるドツプラシ
フトを受け、この場合は＋１次回折光（超音波の方向と
回折される方向が同じ）であるので、その周波数はｆｏ
＋ ＋Ｆとなる。超音波変調器ＵＭ２からの出射光は
超音波変ＩＮ器ＵＭ３で再び回折する。前記同様、超音
波６２により生じる回折格子６４への入射角θ１２＋回
折後の出射角θ０２．光の波長λ０および超音波の波長
へ〇の間には次式のような関係がある。
ｓｉｎθ（２＋ｓｉｎθｏ２＝λ。／八。
・・・（２）
ただしく２）式において超音波変調器ｔＪＭ２のドツプ
ラシフトによるλ。の変化は小さいので無視している。
ラシフトによるλ。の変化は小さいので無視している。
ここでは超音波の進行波６２と回折光の関係が超音波変
調器ＵＭ２における場合と逆で、−１次回折光となるの
で、ドツプラシフト邑は−Ｆとなり、超音波変調器ＬＩ
Ｍ３の出射光の周波数はｆ□ ＋ ＋Ｆ−Ｆ−ｆｏ ＋
となる。超音波変調器ＵＭ３の出射光はミラーＭ２で反
射した後元の光路を逆行して、再び半導体レーザＬＤ２
に入射する。逆行する際に、ドツプラシフトでＵＭ３の
出射光の周波数はｆ、、−Ｆとなり、ＵＭ２の出射光の
周波数はｆｏ ＋ −Ｆ＋Ｆ＝ｆｏ ｒと元の周波数ｆ
ｏ＋となって半導体レーザＬＤ２に戻るので、共振状態
が持続する。なお回折効率を高めるためにブラッグ入射
条件を満足させ、超音波の波長△０のとき入射角θｊｌ
＋出射角θＯ＋＋入射角θｔ２および出射角θｏ２の間
に次の関係が成立つようにしている。
調器ＵＭ２における場合と逆で、−１次回折光となるの
で、ドツプラシフト邑は−Ｆとなり、超音波変調器ＬＩ
Ｍ３の出射光の周波数はｆ□ ＋ ＋Ｆ−Ｆ−ｆｏ ＋
となる。超音波変調器ＵＭ３の出射光はミラーＭ２で反
射した後元の光路を逆行して、再び半導体レーザＬＤ２
に入射する。逆行する際に、ドツプラシフトでＵＭ３の
出射光の周波数はｆ、、−Ｆとなり、ＵＭ２の出射光の
周波数はｆｏ ＋ −Ｆ＋Ｆ＝ｆｏ ｒと元の周波数ｆ
ｏ＋となって半導体レーザＬＤ２に戻るので、共振状態
が持続する。なお回折効率を高めるためにブラッグ入射
条件を満足させ、超音波の波長△０のとき入射角θｊｌ
＋出射角θＯ＋＋入射角θｔ２および出射角θｏ２の間
に次の関係が成立つようにしている。
θ１＋＝θＯＩ＝θＬ２−θ０２
この様な構成で超音波の波長△０を変えれば、θＬ＋＋
θＯＩ＋ θＩ２＋ θｏ２を満足して共振する光の
波長λ０を次式のように掃引できる。
θＯＩ＋ θＩ２＋ θｏ２を満足して共振する光の
波長λ０を次式のように掃引できる。
ｓｉｎ θ Ｌ 、＋ｓｔｎ θ ｏ １ ＝ （
λ ０ ＋ Δ λ ） ／〈△０＋Δ△） また可変波長レーザダイオードＶＬ１〜ＶＬ３として、
第７図のように共振器内に屈折率を制御できる素子を挿
入したものを用いてもよい。第５図と同一の部分には同
じ記号を付して説明を省略する。ＥＯｌはＬ（ＮｂＯ３
（ニオブ酸リチウム）等からなりレンズＬＳ２の出力光
を入射する両面無反射コートの電気光学素子、７１はこ
の電気光学素子ＥＯＩを制御する電源である。半導体レ
ーザしＤ２を出射した光はレンズ１８２で平行光となっ
た後電気光学素子ＥＯ１を通過し、ミラーＭ２で反射し
た後元の光路を逆行して、再び半導体レーザＬＤ２に入
射する。この結果ミラーＭ１とミラーＭ２の間で共振器
を構成できる。ミラーＭ１とミラーＭ２の間の電気光学
素子ＥＯ１の光路に沿った長さρを除く距離を１１電気
光学素子Ｅｏ１の屈折率をｎ１光速をｃＳｐを整数とす
ると、発振周波数ｆ０２は ｆｏ ２−ｐ −ｃ／２ （Ｌ＋ｎ （Ｖ） Ｑ ）・
・・（３） となる。すなわち電源７１により電気光学素子ＥＯ１の
電界強度を変えることにより屈折率ｎを変化させること
ができ、その結果発振周波数ｆ０２を掃引できる。
λ ０ ＋ Δ λ ） ／〈△０＋Δ△） また可変波長レーザダイオードＶＬ１〜ＶＬ３として、
第７図のように共振器内に屈折率を制御できる素子を挿
入したものを用いてもよい。第５図と同一の部分には同
じ記号を付して説明を省略する。ＥＯｌはＬ（ＮｂＯ３
（ニオブ酸リチウム）等からなりレンズＬＳ２の出力光
を入射する両面無反射コートの電気光学素子、７１はこ
の電気光学素子ＥＯＩを制御する電源である。半導体レ
ーザしＤ２を出射した光はレンズ１８２で平行光となっ
た後電気光学素子ＥＯ１を通過し、ミラーＭ２で反射し
た後元の光路を逆行して、再び半導体レーザＬＤ２に入
射する。この結果ミラーＭ１とミラーＭ２の間で共振器
を構成できる。ミラーＭ１とミラーＭ２の間の電気光学
素子ＥＯ１の光路に沿った長さρを除く距離を１１電気
光学素子Ｅｏ１の屈折率をｎ１光速をｃＳｐを整数とす
ると、発振周波数ｆ０２は ｆｏ ２−ｐ −ｃ／２ （Ｌ＋ｎ （Ｖ） Ｑ ）・
・・（３） となる。すなわち電源７１により電気光学素子ＥＯ１の
電界強度を変えることにより屈折率ｎを変化させること
ができ、その結果発振周波数ｆ０２を掃引できる。
第８図は第７図の可変波長レーザダイオードを２重共振
器形としたものを示す構成ブロック図である。第７図と
同一の部分は同じ記号を付して説明を省略する。ＢＳｌ
はレンズＬＳ２からの出射光を２方向に分離するビーム
スプリッタ、ＥＯ２はこのビームスプリッタ８８１を透
過した光を入射する電気光学素子、Ｍ２はこの電気光学
素子Ｅｏ２の出射光を反射するミラー、ＥＯ３は前記ビ
ームスプリッタＢＳ１で反射した光を入射する電気光学
素子、Ｍ３はこの電気光学素子ＥＯ３の出射光を反射す
るミラーである。電気光学素子ＥＯ２、ＥＯ３の光路方
向の長さをそれぞれＱ＋、ｇ２、屈折率をそれぞれｎＩ
＋ｎ２、ミラーＭ１゜Ｍ２間の光路に沿ったＱｌを除く
距離をＬＩ％ミラーＭ１．Ｍ３間の光路に沿ったｒ２を
除く距離をＬ２、ｑを整数とすると、この場合の発振周
波数ｆ０３は ｆｏｚ−Ｑ−Ｃ／２１ （Ｌ＋ ＋ｎ＋ （Ｖ＋ ）
ｊ！＋ ）（Ｌ２ ＋ｎ２（Ｖ２ ） Ｑ２） ｌ
−（４）となる。（４）式は（３）式よりも分母を小
さくできるので、第７図装置の場合よりも発振周波数の
可変範囲を大きくできる。
器形としたものを示す構成ブロック図である。第７図と
同一の部分は同じ記号を付して説明を省略する。ＢＳｌ
はレンズＬＳ２からの出射光を２方向に分離するビーム
スプリッタ、ＥＯ２はこのビームスプリッタ８８１を透
過した光を入射する電気光学素子、Ｍ２はこの電気光学
素子Ｅｏ２の出射光を反射するミラー、ＥＯ３は前記ビ
ームスプリッタＢＳ１で反射した光を入射する電気光学
素子、Ｍ３はこの電気光学素子ＥＯ３の出射光を反射す
るミラーである。電気光学素子ＥＯ２、ＥＯ３の光路方
向の長さをそれぞれＱ＋、ｇ２、屈折率をそれぞれｎＩ
＋ｎ２、ミラーＭ１゜Ｍ２間の光路に沿ったＱｌを除く
距離をＬＩ％ミラーＭ１．Ｍ３間の光路に沿ったｒ２を
除く距離をＬ２、ｑを整数とすると、この場合の発振周
波数ｆ０３は ｆｏｚ−Ｑ−Ｃ／２１ （Ｌ＋ ＋ｎ＋ （Ｖ＋ ）
ｊ！＋ ）（Ｌ２ ＋ｎ２（Ｖ２ ） Ｑ２） ｌ
−（４）となる。（４）式は（３）式よりも分母を小
さくできるので、第７図装置の場合よりも発振周波数の
可変範囲を大きくできる。
第９図は第７図の可変波長レーザダイオードを１チツプ
上に集積形としたものを示す構成図である。９１はＧａ
ＡＲＡｓ 、 Ｉ ｕ Ｇａ Ａｓ Ｐなどから構成
されるレーザダイオード、９２はこのレーザダイオード
９１の接合部に設けられた光増幅部、９３は同じく導波
路渉外部共振器、９４．９５はレーザダイオード９１の
両端にもうけられたミラー、９６は前記光増幅部９２に
対応してレーザダイオード９１の表面に設置ノられた電
極、９７は前記導波路渉外部共振器９３に対応してレー
ザダイオード９１の表面に設けられた電極である。電極
９６を介して接合部に電流ｒＬｏを注入して光増幅部９
２においてレーザ光を発生させ、導波路渉外部共振器９
３に電極９７を介して電流ｒｔ−を流し導波路渉外部共
振器９３の屈折率を変化させて発振周波数を掃引する。
上に集積形としたものを示す構成図である。９１はＧａ
ＡＲＡｓ 、 Ｉ ｕ Ｇａ Ａｓ Ｐなどから構成
されるレーザダイオード、９２はこのレーザダイオード
９１の接合部に設けられた光増幅部、９３は同じく導波
路渉外部共振器、９４．９５はレーザダイオード９１の
両端にもうけられたミラー、９６は前記光増幅部９２に
対応してレーザダイオード９１の表面に設置ノられた電
極、９７は前記導波路渉外部共振器９３に対応してレー
ザダイオード９１の表面に設けられた電極である。電極
９６を介して接合部に電流ｒＬｏを注入して光増幅部９
２においてレーザ光を発生させ、導波路渉外部共振器９
３に電極９７を介して電流ｒｔ−を流し導波路渉外部共
振器９３の屈折率を変化させて発振周波数を掃引する。
光増幅部９２および導波路渉外部共振器９３の接合部に
沿った長さをそれぞれｆｉ３、ゑ４、屈折率をそれぞれ
ｎ３、ｎ４、ｒを整数とすると、発振周波数ｆ０４はｆ
、） ４ ＝ｒ−ｃ／２ （ｎ３ Ｑ３ ＋ｎａ （
ＩＦ ） Ｑとなる。
沿った長さをそれぞれｆｉ３、ゑ４、屈折率をそれぞれ
ｎ３、ｎ４、ｒを整数とすると、発振周波数ｆ０４はｆ
、） ４ ＝ｒ−ｃ／２ （ｎ３ Ｑ３ ＋ｎａ （
ＩＦ ） Ｑとなる。
また光ヘテロダイン検波部２１にＷ−Ｎｌ ＜’）ン
グステン、ニッケル）点接触ダイオードやジョゼフソン
素子を使うこともできる。これらの素子は逓倍とミキサ
の両方の機能を備えているためωＳ、ω１．ω３を同時
に入力することができ、第２図におけるミキサ回路ＭＸ
１は不要となる。この場合、これらの素子の出力すなわ
ら光周波数変調回路ＦＣの入力信号はω４＝ωＳ−ω１
±ｍω３ （ｍは逓倍数）となる。またω４−ωｓ−
２ωτ±ｍω３とすることもでき、この場合には光周波
数逓倍部２４が不要となる。
グステン、ニッケル）点接触ダイオードやジョゼフソン
素子を使うこともできる。これらの素子は逓倍とミキサ
の両方の機能を備えているためωＳ、ω１．ω３を同時
に入力することができ、第２図におけるミキサ回路ＭＸ
１は不要となる。この場合、これらの素子の出力すなわ
ら光周波数変調回路ＦＣの入力信号はω４＝ωＳ−ω１
±ｍω３ （ｍは逓倍数）となる。またω４−ωｓ−
２ωτ±ｍω３とすることもでき、この場合には光周波
数逓倍部２４が不要となる。
第１０図は光ヘテロダイン検波部２１の他の構成例を示
す構成ブロック図である。ＯＣは第２の波長安定化光源
を用いた光出力周波数ωＬの局部発振器、ＯＸはこの局
部発振器ＯＣの光出力および前記光周波数逓倍部２４の
光出力が前記光増幅素子ＯＡ３を介して入力する非線形
光学結晶を用いた光周波数ミキサ、ＯＤはこの光周波数
ミキサＯＸの光出力と前記基準波長光源部１からの出力
光を入力して可変波長光源部２２に出力するＰＩＮフォ
トダイオードまたはアバランシェフォトダイオードなど
からなる光検出器である。このような構成によれば、光
周波数ミキサＯＸの光出力周波数ω６は非線形光学効果
により、ω６−ω１＋ωＬとなる。第２図の構成では光
周波数逓倍部により、（オフセット周波数は別にして）
ωＳ−ω１＝ｎω０で決まる限られたω、しか得られな
いが、第１０図の構成ではいろいろな波長の光を出力で
きる。例えばＲｂの吸収線を用いてωＳの波長をλｓ＝
７８０ｎｍ、Ｃ６の吸収線を用いてωＬの波長をλＬ＝
８５２．ｎｍと選べば、フィードバックループのバラン
ス時の関係ωＳ−ω６からωＳ、ω１．ωＬのそれぞれ
の波長λＳ、λ１゜λＬの間には１／λｓ−１／λ１＋
１／λＬの関係があるから、λ＋ ＝９２３０ｎｍとな
る。
す構成ブロック図である。ＯＣは第２の波長安定化光源
を用いた光出力周波数ωＬの局部発振器、ＯＸはこの局
部発振器ＯＣの光出力および前記光周波数逓倍部２４の
光出力が前記光増幅素子ＯＡ３を介して入力する非線形
光学結晶を用いた光周波数ミキサ、ＯＤはこの光周波数
ミキサＯＸの光出力と前記基準波長光源部１からの出力
光を入力して可変波長光源部２２に出力するＰＩＮフォ
トダイオードまたはアバランシェフォトダイオードなど
からなる光検出器である。このような構成によれば、光
周波数ミキサＯＸの光出力周波数ω６は非線形光学効果
により、ω６−ω１＋ωＬとなる。第２図の構成では光
周波数逓倍部により、（オフセット周波数は別にして）
ωＳ−ω１＝ｎω０で決まる限られたω、しか得られな
いが、第１０図の構成ではいろいろな波長の光を出力で
きる。例えばＲｂの吸収線を用いてωＳの波長をλｓ＝
７８０ｎｍ、Ｃ６の吸収線を用いてωＬの波長をλＬ＝
８５２．ｎｍと選べば、フィードバックループのバラン
ス時の関係ωＳ−ω６からωＳ、ω１．ωＬのそれぞれ
の波長λＳ、λ１゜λＬの間には１／λｓ−１／λ１＋
１／λＬの関係があるから、λ＋ ＝９２３０ｎｍとな
る。
第１１図は第１図の構成を具体化した本発明の第３の実
施例で、２つの光周波数を同時に出力できる光周波数シ
ンセサイザスィーパを示すための構成ブロック図である
。基準波長光源部１として飽和吸収分光（前記資料参照
）を利用した２波長安定化レーザダイオードを使用する
。すなわちＬＤｌｌ、ＬＤ１２は異なる波長のレーザ出
力を発生するレーザダイオード、）１Ｍ４はこのレーザ
ダイオード イオードＬＤ１１．ＬＤ１２の百出力を合流させるハー
フミラ−１ＨＭ５はこのハーフミラ−８Ｍ４の出力光を
２方向に分離するハーフミラ−１ＣＬはこのハーフミラ
−８Ｍ５の透過光が入射する第２図と同様の吸収セル、
８Ｍ６はこの吸収セルＣＬからの出射光が入射するハー
フミラ−１Ｉｓ１はこのハーフミラ−８Ｍ６の出力光を
通過させる戻り光防止用のアイソレータ、Ｍ４は前記ハ
ーフミラ−８Ｍ５の反射光を入射するミラー、８Ｍ７は
このミラーＭ４の反射光を入射するハーフミラ−１ＬＳ
３はこのハーフミラ−８Ｍ７の透過光を入射する絞り、
Ｍ５はこの絞り１−８３の出力光を入射するミラー、Ｐ
ＤｌｌはこのミラーＭ５の出力光がハーフミラ−８Ｍ６
．吸収セルＣＬおよびハーフミラ−１−（Ｍ５を介して
入射する光検出器ＰＤ１２は前記ハーフミラ−）１Ｍ７
の反射光が吸収セルＯＬを介して入射する光検出器、Ａ
２はこの光検出器ＰＤ１１およびＰＤ１２の電気出力の
差を演算する差動増幅器、ＬＡｌ、ＬＡ２はこの差動増
幅器Ａ２の出力を入力しレーザダイオードＬＤｌｌ、Ｌ
部１２にそれぞれ出力するするレーザダイオード駆動回
路付きロックインアンプ、ＩＳｌは前記ハーフミラ−８
Ｍ６の出力光が通過する戻り光防止用のアイソレータで
ある。
施例で、２つの光周波数を同時に出力できる光周波数シ
ンセサイザスィーパを示すための構成ブロック図である
。基準波長光源部１として飽和吸収分光（前記資料参照
）を利用した２波長安定化レーザダイオードを使用する
。すなわちＬＤｌｌ、ＬＤ１２は異なる波長のレーザ出
力を発生するレーザダイオード、）１Ｍ４はこのレーザ
ダイオード イオードＬＤ１１．ＬＤ１２の百出力を合流させるハー
フミラ−１ＨＭ５はこのハーフミラ−８Ｍ４の出力光を
２方向に分離するハーフミラ−１ＣＬはこのハーフミラ
−８Ｍ５の透過光が入射する第２図と同様の吸収セル、
８Ｍ６はこの吸収セルＣＬからの出射光が入射するハー
フミラ−１Ｉｓ１はこのハーフミラ−８Ｍ６の出力光を
通過させる戻り光防止用のアイソレータ、Ｍ４は前記ハ
ーフミラ−８Ｍ５の反射光を入射するミラー、８Ｍ７は
このミラーＭ４の反射光を入射するハーフミラ−１ＬＳ
３はこのハーフミラ−８Ｍ７の透過光を入射する絞り、
Ｍ５はこの絞り１−８３の出力光を入射するミラー、Ｐ
ＤｌｌはこのミラーＭ５の出力光がハーフミラ−８Ｍ６
．吸収セルＣＬおよびハーフミラ−１−（Ｍ５を介して
入射する光検出器ＰＤ１２は前記ハーフミラ−）１Ｍ７
の反射光が吸収セルＯＬを介して入射する光検出器、Ａ
２はこの光検出器ＰＤ１１およびＰＤ１２の電気出力の
差を演算する差動増幅器、ＬＡｌ、ＬＡ２はこの差動増
幅器Ａ２の出力を入力しレーザダイオードＬＤｌｌ、Ｌ
部１２にそれぞれ出力するするレーザダイオード駆動回
路付きロックインアンプ、ＩＳｌは前記ハーフミラ−８
Ｍ６の出力光が通過する戻り光防止用のアイソレータで
ある。
光周波数ＰＬＬ部における第２図装置との相違部分のみ
を次に述べる。ＭＸｌｌおよびＭＸｌ２は光ヘテロダイ
ン検波部２１の電気出力とそれぞれＦＭ変調周波数ΩＡ
、ΩＢを入力するミキサである。可変波長光源部２２に
おいて、ＦＣｌ、ＦＣ２は前記ミキサＭＸ１１ 、ＭＸ
ｌ ２の出力をそれぞれ入力しＬＰＦ特性を有する光周
波数変調回路、ＶＬ４．ＶＬ５はそれぞれ前記光周波数
変調回路ＦＣ１，ＦＣ２の出力で発振周波数を制御され
る可変波長レーザダイオード、１８２１．ｌ５２２はそ
れぞれ前記可変波長ダイオードＶ Ｌ ４． 。
を次に述べる。ＭＸｌｌおよびＭＸｌ２は光ヘテロダイ
ン検波部２１の電気出力とそれぞれＦＭ変調周波数ΩＡ
、ΩＢを入力するミキサである。可変波長光源部２２に
おいて、ＦＣｌ、ＦＣ２は前記ミキサＭＸ１１ 、ＭＸ
ｌ ２の出力をそれぞれ入力しＬＰＦ特性を有する光周
波数変調回路、ＶＬ４．ＶＬ５はそれぞれ前記光周波数
変調回路ＦＣ１，ＦＣ２の出力で発振周波数を制御され
る可変波長レーザダイオード、１８２１．ｌ５２２はそ
れぞれ前記可変波長ダイオードＶ Ｌ ４． 。
ＶＬ５の光出力を通過させる戻り光防止用のアイソレー
タ、０８２はこのアイソレータ１８２１゜１８２２の光
出力を入射して合成する光合波器である。その他の部分
は第２図の構成と同様である。
タ、０８２はこのアイソレータ１８２１゜１８２２の光
出力を入射して合成する光合波器である。その他の部分
は第２図の構成と同様である。
このような構成の装冒の動作を次に説明する。
２つのレーザダイオードＬＤ１１．ＬＤ１２の光出力の
発振周波数をωＡ＋ΩＡ、ωＢ＋ΩＢとする。この２光
束はハーフミラ−）−１Ｍ４で合成された後ハーフミラ
−ＨＭ５で２方向に分離される。
発振周波数をωＡ＋ΩＡ、ωＢ＋ΩＢとする。この２光
束はハーフミラ−）−１Ｍ４で合成された後ハーフミラ
−ＨＭ５で２方向に分離される。
ハーフミラ−８Ｍ５を透過した光は飽和光として吸収セ
ルＣしを通過した後ハーフミラ−ＨＭ６を透過してアイ
ソレータＩＳ１を介して光周波数ＰＬし部に出力される
。ハーフミラ−８Ｍ５０反射光はミラーＭ４で反射され
、ハーフミラ−８Ｍ７で２方向に分離する。ハーフミラ
−８Ｍ７を透過した光は絞りＬ部３で絞られた後ハーフ
ミラ−ＨＭ６で反射され、飽和光より十分細いプローブ
光となって吸収セルＣＬに入射しドツプラ拡がりの中に
飽和効果による鋭いくぼみを伴う吸収を受けた後、ハー
フミラ−８Ｍ５で反射されて光検出器ＰＤ１１に入射す
る。ハーフミラ−８Ｍ７で反射された光は参照光として
吸収セルＣＬに垂直方向から入射してドツプラ拡がりの
ある吸収を受けた後、光検出器ＰＤ１２に入射する。差
動増幅器Ａ２は光検出器ＰＤ１１．ＰＤ１２の電気出力
の差を演算し、その差信号出力を２つのロックインアン
プＬＡ１．ＬＡ２に入力する。ロックインアンプしＡ１
はΩＡを９照周波数として同期整流し、ΩＡ酸成分みを
検出してレーザダイオードＬＤ１１を制御することによ
り、例えば第３図のＦ＝１の吸収線においてドツプラシ
フトで隠されている超微細構造の吸収線である第４図の
ｒ−ｔのいずれかの中心にロックする。同様にロックイ
ンアンプＬＡ２はΩＢ＠参照周波数として同期整流し、
ΩＢ酸成分みを検出してレーザダイオードＬＤ１２を制
御することにより、例えば第３図のＦ＝２の吸収線にお
いてドツプラシフトで隠されている超微細構造の吸収線
である第４図のＯ〜ｑのいずれかの中心にロックする。
ルＣしを通過した後ハーフミラ−ＨＭ６を透過してアイ
ソレータＩＳ１を介して光周波数ＰＬし部に出力される
。ハーフミラ−８Ｍ５０反射光はミラーＭ４で反射され
、ハーフミラ−８Ｍ７で２方向に分離する。ハーフミラ
−８Ｍ７を透過した光は絞りＬ部３で絞られた後ハーフ
ミラ−ＨＭ６で反射され、飽和光より十分細いプローブ
光となって吸収セルＣＬに入射しドツプラ拡がりの中に
飽和効果による鋭いくぼみを伴う吸収を受けた後、ハー
フミラ−８Ｍ５で反射されて光検出器ＰＤ１１に入射す
る。ハーフミラ−８Ｍ７で反射された光は参照光として
吸収セルＣＬに垂直方向から入射してドツプラ拡がりの
ある吸収を受けた後、光検出器ＰＤ１２に入射する。差
動増幅器Ａ２は光検出器ＰＤ１１．ＰＤ１２の電気出力
の差を演算し、その差信号出力を２つのロックインアン
プＬＡ１．ＬＡ２に入力する。ロックインアンプしＡ１
はΩＡを９照周波数として同期整流し、ΩＡ酸成分みを
検出してレーザダイオードＬＤ１１を制御することによ
り、例えば第３図のＦ＝１の吸収線においてドツプラシ
フトで隠されている超微細構造の吸収線である第４図の
ｒ−ｔのいずれかの中心にロックする。同様にロックイ
ンアンプＬＡ２はΩＢ＠参照周波数として同期整流し、
ΩＢ酸成分みを検出してレーザダイオードＬＤ１２を制
御することにより、例えば第３図のＦ＝２の吸収線にお
いてドツプラシフトで隠されている超微細構造の吸収線
である第４図のＯ〜ｑのいずれかの中心にロックする。
このようにして発振周波数ωＡ＋ΩＡ、ωＢ＋ΩＢの２
波長安定化光源が得られる。基準波長光源部１から出力
される２波長基準光出力は光周波数Ｐ Ｌ Ｌ部に入力
し、光ヘテロダイン検波部２１で光周波数逓倍部２４か
らの光出力とともに光ヘテロダイン検波され、周波数が
１ωＡ−ωＩＡ→−ΩＡ１，１ωＢ−ωＩＢ十Ωｅ１．
ｌωＡ−ωＢ＋ΩＡ＋ΩＢ１，１ωＡ−ω１８十〇Ａ
１．１ωＢ−ωＩＡ＋Ωｓｌ（ω＋Ａ＋ωＩＢは光周波
数逓倍部２４の光出力の２つの周波数）の検波出力を得
る。光周波数ＰＬＬ部２が動作していると、ωＡ慢ω＋
Ａ＋ωＢ慢ω！８であり、ΩＡ、ΩＢは数ｋ ｌ’（Ｚ
ＮωＡとωＢの差は第４図に示すように６．８ＧＨｚ
であるので、光検出器ＰＤ２にローパス特性を持たせる
ことにより、１ωＡ−ω１Ａ＋ΩＡ１，１ωＢ−ω１８
＋ΩＢ１ 、；数成分のみを取出すことができる。２つ
のミキサ回路ＭＸ１１．ＭＸ１２は光周波数ヘテロダイ
ン検波部２１の出力電気信号をそれぞれ周波数ΩＡ、Ω
Ｂの入力信号とミキシングし、それぞれ出力信号ω４Ａ
−１ωＡ−ω１Ａ１゜０４ｇ−１ωＢ−ω＋ｓｌを発生
する。可変波長光源部２２において、２つの光周波数変
調回路ＦＣ１，ＦＣ２はそれぞれミキサ回路ＭＸ１１．
ＭＸ１２の出力信号ω４Ａ＋ω４Ｂが０となるように可
変波長ダイオードＶＬ４．ＶＬ５の発振周波数を制御す
る。可変波長ダイオードＶＬ４．ＶＬ−３４＝ ５の光出力はそれぞれアイソレータ１８２１．１８２２
を介して光合波器Ｏ８２に入射し、合成されて２つの光
周波数ωＡ ／ ｎ ＋ ５ω５．ωａ／ｎ±Ｓω５か
らなる光出力を発生する。この光出力は周波数ΩＡ、Ω
ａｉ’ＦＭ変調されていない。
波長安定化光源が得られる。基準波長光源部１から出力
される２波長基準光出力は光周波数Ｐ Ｌ Ｌ部に入力
し、光ヘテロダイン検波部２１で光周波数逓倍部２４か
らの光出力とともに光ヘテロダイン検波され、周波数が
１ωＡ−ωＩＡ→−ΩＡ１，１ωＢ−ωＩＢ十Ωｅ１．
ｌωＡ−ωＢ＋ΩＡ＋ΩＢ１，１ωＡ−ω１８十〇Ａ
１．１ωＢ−ωＩＡ＋Ωｓｌ（ω＋Ａ＋ωＩＢは光周波
数逓倍部２４の光出力の２つの周波数）の検波出力を得
る。光周波数ＰＬＬ部２が動作していると、ωＡ慢ω＋
Ａ＋ωＢ慢ω！８であり、ΩＡ、ΩＢは数ｋ ｌ’（Ｚ
ＮωＡとωＢの差は第４図に示すように６．８ＧＨｚ
であるので、光検出器ＰＤ２にローパス特性を持たせる
ことにより、１ωＡ−ω１Ａ＋ΩＡ１，１ωＢ−ω１８
＋ΩＢ１ 、；数成分のみを取出すことができる。２つ
のミキサ回路ＭＸ１１．ＭＸ１２は光周波数ヘテロダイ
ン検波部２１の出力電気信号をそれぞれ周波数ΩＡ、Ω
Ｂの入力信号とミキシングし、それぞれ出力信号ω４Ａ
−１ωＡ−ω１Ａ１゜０４ｇ−１ωＢ−ω＋ｓｌを発生
する。可変波長光源部２２において、２つの光周波数変
調回路ＦＣ１，ＦＣ２はそれぞれミキサ回路ＭＸ１１．
ＭＸ１２の出力信号ω４Ａ＋ω４Ｂが０となるように可
変波長ダイオードＶＬ４．ＶＬ５の発振周波数を制御す
る。可変波長ダイオードＶＬ４．ＶＬ−３４＝ ５の光出力はそれぞれアイソレータ１８２１．１８２２
を介して光合波器Ｏ８２に入射し、合成されて２つの光
周波数ωＡ ／ ｎ ＋ ５ω５．ωａ／ｎ±Ｓω５か
らなる光出力を発生する。この光出力は周波数ΩＡ、Ω
ａｉ’ＦＭ変調されていない。
なお上記の実施例では２周波数の場合のシンセサイザ・
スイーパの場合を示したが、２周波に限らず任意の複数
の周波数の場合にも同様に適用できる。
スイーパの場合を示したが、２周波に限らず任意の複数
の周波数の場合にも同様に適用できる。
また上記の実施例では基準波長光源部１として飽和吸収
法を用いたものを示したが、線形吸収法を用いて第３図
のＦ−１，Ｆ−２の吸収中心に２波長をロックしてもよ
い。この場合には第２図の基準波長光源部１で吸収セル
ＯＬへの入射光を２光束とし、ロックイン“アンプを２
つ用いたものを第１１図の基準波長光源部１とする。
法を用いたものを示したが、線形吸収法を用いて第３図
のＦ−１，Ｆ−２の吸収中心に２波長をロックしてもよ
い。この場合には第２図の基準波長光源部１で吸収セル
ＯＬへの入射光を２光束とし、ロックイン“アンプを２
つ用いたものを第１１図の基準波長光源部１とする。
また第１１図では光周波数のオフセットおよび掃引の為
に超音波変調器ＵＭ１のみを用いているが、ミキサ回路
ＭＸＩ １．ＭＸｌ ２の入力周波数ΩＡ、ΩＢのかわ
りにシフト周波数ω３ Ａ ＋ω３Ｂを加えたω３Ａ＋
ＯＡ、ω３Ｂ＋ΩＢを用いてもよい。この場合、光出力
の２つの光周波数はそれぞれ（ωＡ±ω３ Ａ ）／ｎ
＋ｓω、、および（ωＢ±ω３ ａ ）／ｎ＋ｓω５と
なるので、Ｃ５で２周波数を同時に掃引できるとともに
、ω３＾、ω３Ｂを独立に掃引することにより２周波数
を独立に掃引することもできる。
に超音波変調器ＵＭ１のみを用いているが、ミキサ回路
ＭＸＩ １．ＭＸｌ ２の入力周波数ΩＡ、ΩＢのかわ
りにシフト周波数ω３ Ａ ＋ω３Ｂを加えたω３Ａ＋
ＯＡ、ω３Ｂ＋ΩＢを用いてもよい。この場合、光出力
の２つの光周波数はそれぞれ（ωＡ±ω３ Ａ ）／ｎ
＋ｓω、、および（ωＢ±ω３ ａ ）／ｎ＋ｓω５と
なるので、Ｃ５で２周波数を同時に掃引できるとともに
、ω３＾、ω３Ｂを独立に掃引することにより２周波数
を独立に掃引することもできる。
（発明の効果）
以上の各実施例で示したように、本発明の光周波数シン
セサイザ・スイーパはその光出力が絶対波長で高精度か
つ高安定にＲｂ、Ｃ６などの吸収線にロックすることが
でき、１Ｑ−１２以上の安定度の量子標準（従来の周波
数標準はＣ５（９ＧＨｚ）、Ｒｈ （６ＧＨ２）のマ
イクロ波共鳴を利用している）を得ることができる。
セサイザ・スイーパはその光出力が絶対波長で高精度か
つ高安定にＲｂ、Ｃ６などの吸収線にロックすることが
でき、１Ｑ−１２以上の安定度の量子標準（従来の周波
数標準はＣ５（９ＧＨｚ）、Ｒｈ （６ＧＨ２）のマ
イクロ波共鳴を利用している）を得ることができる。
また可変波長レーザダイオードとして共振器長の長いＡ
ＤＦＢや外部共振器形レーザダイオードを用いるため、
共振器のＱが高く、発振スペクトル幅を狭くすることが
できる。
ＤＦＢや外部共振器形レーザダイオードを用いるため、
共振器のＱが高く、発振スペクトル幅を狭くすることが
できる。
また光周波数ＰＬＬの原理を用いているため、高精度な
光周波′数スィーブができる。
光周波′数スィーブができる。
またＲｈの吸収線（７８０ｎｍ、７９５ｎｍ）などを用
いていることと２逓倍方式により、光通信用ファイバで
最も光伝送損失が小さい１５００ｎｍ帯の光を高精度か
つ高安定に出力できるので、２用性に優れている。
いていることと２逓倍方式により、光通信用ファイバで
最も光伝送損失が小さい１５００ｎｍ帯の光を高精度か
つ高安定に出力できるので、２用性に優れている。
第１０図に示したような構成により、いろいろな光周波
数を出力できる。
数を出力できる。
また第１１図の構成により、複数の光周波数を同時に出
力し、かつ独立に掃引することもできる。
力し、かつ独立に掃引することもできる。
また第１１図の構成のように、光出力から不要なＦＭ変
調成分を除去することができる。第２図の場合でもω３
′−ω３＋Ω（Ωはロックインアンプを用いた場合のＦ
Ｍ変調周波数）をミキサ回路ＭＸ１に入力すれば、同様
に除去できる。
調成分を除去することができる。第２図の場合でもω３
′−ω３＋Ω（Ωはロックインアンプを用いた場合のＦ
Ｍ変調周波数）をミキサ回路ＭＸ１に入力すれば、同様
に除去できる。
以上述べたように本発明によれば、光周波数が高精度、
高安定かつ高スペクトル純度のコヒーレント光出力が得
られる光周波数シンセサイザ・スイーパを簡単な構成で
実現することができる。
高安定かつ高スペクトル純度のコヒーレント光出力が得
られる光周波数シンセサイザ・スイーパを簡単な構成で
実現することができる。
第１図は本発明の一実施例の基本構成を示す構成ブロッ
ク図、第２図は第１図の構成を具体化した本発明の第２
の実施例を示す構成ブロック図、第３図は第２図装置の
動作を説明するための特性曲線図、第４図は第２図装置
の動作を説明するための説明図、第５図および第７図〜
第９図は第２図における可変波長レーザダイオードの他
の実施例を示す構成説明図、第６図は第５図装置の動作
を説明するための動作説明図、第１０図は第２図装置の
一部の変形例を示すための構成ブロック図、第１１図は
本発明の第３の実施例を示すための構成ブロック図、第
１２図、第１３図は従来の可変波長レーザ光源を示すた
めの原理説明図である。 １・・・基準波長光源部、２・・・光周波数ＰＬＬ部、
３・・・光変調部、４・・・光増幅部。 第５図 第Ｌ 因 第７図 第６図
ク図、第２図は第１図の構成を具体化した本発明の第２
の実施例を示す構成ブロック図、第３図は第２図装置の
動作を説明するための特性曲線図、第４図は第２図装置
の動作を説明するための説明図、第５図および第７図〜
第９図は第２図における可変波長レーザダイオードの他
の実施例を示す構成説明図、第６図は第５図装置の動作
を説明するための動作説明図、第１０図は第２図装置の
一部の変形例を示すための構成ブロック図、第１１図は
本発明の第３の実施例を示すための構成ブロック図、第
１２図、第１３図は従来の可変波長レーザ光源を示すた
めの原理説明図である。 １・・・基準波長光源部、２・・・光周波数ＰＬＬ部、
３・・・光変調部、４・・・光増幅部。 第５図 第Ｌ 因 第７図 第６図
Claims (13)
- （１）基準波長光源部と、この基準波長光源部の発振波
長に対応する波長に光出力の波長を制御する光周波数Ｐ
ＬＬ部とを備え、前記光周波数ＰＬＬ部の光出力の波長
を可変としたことを特徴とする光周波数シンセサイザ・
スイーパ。 - （２）基準波長光源部が複数の発振波長を有し、光周波
数ＰＬＬ部が前記複数の発振波長に対応する波長に光出
力の波長をそれぞれ制御する特許請求の範囲第１項記載
の光周波数シンセサイザ・スイーパ。 - （３）基準波長光源部としてＲ＿ｂ原子またはＣ＿ｓ原
子の吸収スペクトルにレーザダイオードの発振波長を制
御したものを用いた特許請求の範囲第１項記載の光周波
数シンセサイザ・スイーパ。 - （４）基準波長光源部としてＲ＿ｂ原子のＤ＿２（７８
０ｎｍ）線およびＤ＿１線（７９５ｎｍ）の少なともい
ずれか１つの吸収スペクトルにレーザダイオードの発振
波長を制御したものを用い、光周波数ＰＬＬ部が前記各
発振波長の２倍の波長帯域の光を出力する特許請求の範
囲第１項記載の光周波数シンセサイザ・スイーパ。 - （５）光周波数ＰＬＬ部が基準波長光源部の出力光を一
方の入力とする光ヘテロダイン検波部と、この光ヘテロ
ダイン検波部の電気出力に関連する出力により出力光の
発振波長が制御される可変波長光源部とを備え、この可
変波長光源部の出力光に関連する光を前記光ヘテロダイ
ン検波部の他方の入力とした特許請求の範囲第１項記載
の光周波数シンセサイザ・スイーパ。 - （６）光周波数ＰＬＬ部が基準波長光源部の出力光を一
方の入力とする光ヘテロダイン検波部と、この光ヘテロ
ダイン検波部の電気出力に関連する出力により出力光の
発振波長が制御される可変波長光源部と、この可変波長
光源部の出力光に関連した光の周波数をシフトする光周
波数シフタ部とを備え、この光周波数シフタ部の出力光
に関連する光を前記光ヘテロダイン検波部の他方の入力
とした特許請求の範囲第１項記載の光周波数シンセサイ
ザ・スイーパ。 - （７）光周波数ＰＬＬ部が基準波長光源部の出力光を一
方の入力とする光ヘテロダイン検波部と、この光ヘテロ
ダイン検波部の電気出力に関連する出力により出力光の
発振波長が制御される可変波長光源部と、この可変波長
光源部の出力光に関連する光の周波数を逓倍するととも
にその出力光に関連する光を前記光ヘテロダイン検波部
の他方の入力とする光周波数逓倍部とを備えた特許請求
の範囲第１項記載の光周波数シンセサイザ・スイーパ。 - （８）光周波数ＰＬＬ部が基準波長光源部の出力光を一
方の入力とする光ヘテロダイン検波部と、この光ヘテロ
ダイン検波部の電気出力を入力するミキサ回路と、この
ミキサ回路の電気出力に関連する出力により出力光の発
振波長が制御される可変波長光源部とを備え、この可変
波長光源部の出力光に関連する光を前記光ヘテロダイン
検波部の他方の入力とした特許請求の範囲第１項記載の
光周波数シンセサイザ・スイーパ。 - （９）ミキサ回路が基準波長光源部のＦＭ変調周波数と
シフト周波数の和の周波数を有する信号を第２の入力信
号とすることにより、光周波数ＰＬＬ部の出力光から前
記ＦＭ変調周波数成分を除去するようにした特許請求の
範囲第８項記載の光周波数シンセサイザ・スイーパ。 - （１０）光ヘテロダイン検波部が波長安定化光源と、こ
の波長安定化光源の出力と光周波数逓倍部の出力光に関
連する出力を入力する光周波数ミキサと、この光周波数
ミキサの出力光と基準波長光源部の出力光を入力する光
検出器とを備えた特許請求の範囲第５項、第６項、第７
項、第８項または第９項記載の光周波数シンセサイザ・
スイーパ。 - （１１）可変波長光源部が共振器内に超音波変調器によ
る光の回折を利用して波長選択性を持たせた可変波長レ
ーザダイオードを備えた特許請求の範囲第５項、第６項
、第７項、第８項、第９項または第１０項記載の光周波
数シンセサイザ・スイーパ。 - （１２）可変波長光源部が共振器内の光路の屈折率を制
御できるようにした可変波長レーザダイオードを備えた
特許請求の範囲第５項、第６項、第７項、第８項、第９
項または第１０項記載の光周波数シンセサイザ・スイー
パ。 - （１３）基準波長光源部と、この基準波長光源部の発振
波長に対応する波長に光出力の波長を制御する光周波数
ＰＬＬ部と、光周波数ＰＬＬ部の光出力を変調する光変
調部と、この光変調部の光出力を増幅する光増幅部とを
備えたことを特徴とする光周波数シンセサイザ・スイー
パ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287162A JPS62145887A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 光周波数シンセサイザ・スイ−パ |
| US06/942,448 US4893353A (en) | 1985-12-20 | 1986-12-16 | Optical frequency synthesizer/sweeper |
| US06/943,670 US4856899A (en) | 1985-12-20 | 1986-12-18 | Optical frequency analyzer using a local oscillator heterodyne detection of incident light |
| DE3643569A DE3643569C2 (de) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Analysator für optische Frequenzen |
| GB8630374A GB2185619B (en) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Optical frequency synthesizer/sweeper |
| GB8630375A GB2185567B (en) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Optical frequency analyzer |
| DE3643553A DE3643553C2 (de) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Vorrichtung zum Erzeugen und Wobbeln optischer Frequenzen |
| US07/293,020 US4912526A (en) | 1985-12-20 | 1989-01-03 | Optical frequency synthesizer/sweeper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287162A JPS62145887A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 光周波数シンセサイザ・スイ−パ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62145887A true JPS62145887A (ja) | 1987-06-29 |
| JPH0513399B2 JPH0513399B2 (ja) | 1993-02-22 |
Family
ID=17713879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60287162A Granted JPS62145887A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 光周波数シンセサイザ・スイ−パ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62145887A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175882A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 光周波数掃引型半導体レ−ザ装置 |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60287162A patent/JPS62145887A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175882A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 光周波数掃引型半導体レ−ザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513399B2 (ja) | 1993-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |