JPS6345515A - 光周波数スペクトラム・アナライザ - Google Patents
光周波数スペクトラム・アナライザInfo
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- JPS6345515A JPS6345515A JP61189944A JP18994486A JPS6345515A JP S6345515 A JPS6345515 A JP S6345515A JP 61189944 A JP61189944 A JP 61189944A JP 18994486 A JP18994486 A JP 18994486A JP S6345515 A JPS6345515 A JP S6345515A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F2/002—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light using optical mixing
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- 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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-
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- G01J3/28—Investigating the spectrum
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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
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/1303—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by using a passive reference, e.g. absorption cell
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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、高ｆｉ度かつ高分解能の光周波数スペクトル
・アナライザに関する。
・アナライザに関する。
（従来の技術）
従来の光周波数スペクトル・アナライザとしては次のよ
うなものがある。
うなものがある。
イ９回折格子やプリズムを分光器として用いたもの。
口、フアブリ・ペロー共３＆器を分光器として用いたち
の：第１７図に示すように、２枚のハーフミラ−ＨＭを
対向して配置し共振器を構成する。光速をｃ、２枚のハ
ーフミラ−の距離をＬとすると、この共振器はＣ／２Ｌ
の周波数間隔で共振周波数を持つ。左側のハーフミラ−
ＨＭに被測定光を入射すると共振周波数と同じ周波数の
光は透過して受光器ＰＤに入射する。ハーフミラ−ＨＭ
をＰＺＴなどで撮動させて共振周波数を拌引すると、受
光ａＰＤの出力から被測定光のスペクトルを観測できる
。
の：第１７図に示すように、２枚のハーフミラ−ＨＭを
対向して配置し共振器を構成する。光速をｃ、２枚のハ
ーフミラ−の距離をＬとすると、この共振器はＣ／２Ｌ
の周波数間隔で共振周波数を持つ。左側のハーフミラ−
ＨＭに被測定光を入射すると共振周波数と同じ周波数の
光は透過して受光器ＰＤに入射する。ハーフミラ−ＨＭ
をＰＺＴなどで撮動させて共振周波数を拌引すると、受
光ａＰＤの出力から被測定光のスペクトルを観測できる
。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記のイの方式の光周波数スペクトル・
アナライザでは、波長分解能が０．１ｎｍ （４３０Ｇ
Ｈｚ相当）程度、絶対精度が２ｎｍ（〜６００ Ｇ ｌ
−１ｚ相当）程度と、共に悪い。また口の方式の光周波
数スペクトル・アナライザは、周波数分解能が数１０Ｍ
ｌ−１ｚが限度である。基準波長の光を入力して測定す
れば絶対波＆も測定できるが、取扱が非常に難しく、精
庭も悪い（ミラーの平行度や垂直入射の調整、ミラー間
隔の変動による周波数エラー等）。また複数モードで発
振しているレーザ光を同時に測定することが困難という
欠点もある。
アナライザでは、波長分解能が０．１ｎｍ （４３０Ｇ
Ｈｚ相当）程度、絶対精度が２ｎｍ（〜６００ Ｇ ｌ
−１ｚ相当）程度と、共に悪い。また口の方式の光周波
数スペクトル・アナライザは、周波数分解能が数１０Ｍ
ｌ−１ｚが限度である。基準波長の光を入力して測定す
れば絶対波＆も測定できるが、取扱が非常に難しく、精
庭も悪い（ミラーの平行度や垂直入射の調整、ミラー間
隔の変動による周波数エラー等）。また複数モードで発
振しているレーザ光を同時に測定することが困難という
欠点もある。
将来のコヒーレント光通信分野や光応用計測分野ではＩ
ＭＨ２以下の高精度、高分解能での周波数測定が必要と
されるので、上記の各方式では不十分である。
ＭＨ２以下の高精度、高分解能での周波数測定が必要と
されるので、上記の各方式では不十分である。
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、絶対精度で超高精度、超高分解能な光周波数スペ
クトル・アナライザを実現することを目的とする。
ので、絶対精度で超高精度、超高分解能な光周波数スペ
クトル・アナライザ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）
本発明に係る光周波数スペクトラム・アナライザは入力
する掃引電気信号に対応して周波数掃引した光を出力す
る可変波長レーザと所定の１２！！長閑隔てマーカ光を
出力するマーカ光源とを備えたマーカ付き可変波長光源
部と、このマーカ付き可変波長光１１部の出力光と被測
定光に関連する光を入射しその周波数の差に対応する周
波数の電気信号を出力する光ヘテロダイン検波部と、こ
の先ヘテロダイン検波部の電気出力を入力するフィルタ
部と、このフィルタ部の電気出力を入力する検波部と、
この検波部の電気出力を光パワー入力とし前記掃引電気
信号にｒＩＡ達する電気信号を周波数軸入力とする信号
処理・表示部とを具備し、信号処理・表示部が前記被測
定光の光周波数スペクトルをマーカとともに出力するこ
とを特徴とする。
する掃引電気信号に対応して周波数掃引した光を出力す
る可変波長レーザと所定の１２！！長閑隔てマーカ光を
出力するマーカ光源とを備えたマーカ付き可変波長光源
部と、このマーカ付き可変波長光１１部の出力光と被測
定光に関連する光を入射しその周波数の差に対応する周
波数の電気信号を出力する光ヘテロダイン検波部と、こ
の先ヘテロダイン検波部の電気出力を入力するフィルタ
部と、このフィルタ部の電気出力を入力する検波部と、
この検波部の電気出力を光パワー入力とし前記掃引電気
信号にｒＩＡ達する電気信号を周波数軸入力とする信号
処理・表示部とを具備し、信号処理・表示部が前記被測
定光の光周波数スペクトルをマーカとともに出力するこ
とを特徴とする。
（作用）
上記のような構成の光周波数スペクトラム・アナライザ
によれば、マーカ付き可変波長光源部の光出力を用いて
被測定光をヘテロダイン検波することにより、上記の目
的を達成でき杏。
によれば、マーカ付き可変波長光源部の光出力を用いて
被測定光をヘテロダイン検波することにより、上記の目
的を達成でき杏。
（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スペクトラムアナライザの一実
施例を示す構成ブロック図である。帯状の矢印は光信号
の流れを示し実線の矢印は電気信号の流れを示す。１は
被測定光を入射する磁気光学効果結晶（Ｙ［Ｇ、鉛ガラ
ス他）などを用いた偏光制御部、２はこの偏光制御部１
の出力光を入力する光増幅部、３は掃引信号発生器、１
０はこの掃引信号発生器３により周波数挿引を制御され
るマーカ付き可変波長光源部、８Ｍ２はこのマーカ付き
可変波長光源部１０の基準波長光Ｒｓおよび可変波長光
Ｒひを合成するハーフミラ−１ＨＭ１はこのハーフミラ
−８Ｍ２および前記光増幅部２の出力光を入力するハー
フミラ−１４はＰＩＮフォトダイオードやアバランシェ
フォトダイオードなどからなり前記ハーフミラ−ＨＭｌ
の出力光を入力する光ヘテロダイン検波部、５はこの光
へテロダイン検波部４の電気出力を入力して層幅すると
ともにバンドパス特性を有するフィルタ部、６はこのフ
ィルタ部５の電気出力を入力する検波部、７はこの検波
部６の電気出力を入力する信号処理・表示部である。
施例を示す構成ブロック図である。帯状の矢印は光信号
の流れを示し実線の矢印は電気信号の流れを示す。１は
被測定光を入射する磁気光学効果結晶（Ｙ［Ｇ、鉛ガラ
ス他）などを用いた偏光制御部、２はこの偏光制御部１
の出力光を入力する光増幅部、３は掃引信号発生器、１
０はこの掃引信号発生器３により周波数挿引を制御され
るマーカ付き可変波長光源部、８Ｍ２はこのマーカ付き
可変波長光源部１０の基準波長光Ｒｓおよび可変波長光
Ｒひを合成するハーフミラ−１ＨＭ１はこのハーフミラ
−８Ｍ２および前記光増幅部２の出力光を入力するハー
フミラ−１４はＰＩＮフォトダイオードやアバランシェ
フォトダイオードなどからなり前記ハーフミラ−ＨＭｌ
の出力光を入力する光ヘテロダイン検波部、５はこの光
へテロダイン検波部４の電気出力を入力して層幅すると
ともにバンドパス特性を有するフィルタ部、６はこのフ
ィルタ部５の電気出力を入力する検波部、７はこの検波
部６の電気出力を入力する信号処理・表示部である。
光増幅部２はＡＱＧａＡｓレーザ（７８０ｎｍ帯）やＩ
ｖｒＧａＡｓＰ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。
ｖｒＧａＡｓＰ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）共撮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
を入射して誘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
を入射して誘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、発掘しているレーザ
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。
上記のような構成の光スペクトラムアナライザの動作を
次に詳しく説明する。偏光制御部１に周波数ωｔの被測
定光が入射すると、磁気光学効果結晶の旋光性を利用し
て印加磁界を制御することにより、入射光の偏光面をハ
ーフミラ−８Ｍ２の出力光と同じ偏光面となるように制
御する。偏光制御部１の光出力は光増幅部２で増幅され
た侵（周波数ω、′）ハーフミラ−ＨＭＩでマーカ付き
可変波長光源部１０の周波数ω０の出力光と合成され、
光ヘテロダイン検波部４で画周波数の差ω０−ω、−（
ただしこの場合はωｉ′−ωｌ）の周波数をもつ電気信
号に変換される。光ヘテロダイン検波部４の電気出力は
フィルタ５のバンドパス特性を一部が通過し検波部６で
パワーとして取出される。信号処理・表示部７は掃引信
号発生器３からの掃引に関連した信号を周波数軸信号と
して入力し、検波部６の゛電気出力をパワー信号として
入力して被測定光７１および基準光７２をスペクトル表
示するとともに、マーカ付き可変波長光源部１０から出
力されるマーカ電気信号Ｅｍを入力して、マーカ７３を
表示する。
次に詳しく説明する。偏光制御部１に周波数ωｔの被測
定光が入射すると、磁気光学効果結晶の旋光性を利用し
て印加磁界を制御することにより、入射光の偏光面をハ
ーフミラ−８Ｍ２の出力光と同じ偏光面となるように制
御する。偏光制御部１の光出力は光増幅部２で増幅され
た侵（周波数ω、′）ハーフミラ−ＨＭＩでマーカ付き
可変波長光源部１０の周波数ω０の出力光と合成され、
光ヘテロダイン検波部４で画周波数の差ω０−ω、−（
ただしこの場合はωｉ′−ωｌ）の周波数をもつ電気信
号に変換される。光ヘテロダイン検波部４の電気出力は
フィルタ５のバンドパス特性を一部が通過し検波部６で
パワーとして取出される。信号処理・表示部７は掃引信
号発生器３からの掃引に関連した信号を周波数軸信号と
して入力し、検波部６の゛電気出力をパワー信号として
入力して被測定光７１および基準光７２をスペクトル表
示するとともに、マーカ付き可変波長光源部１０から出
力されるマーカ電気信号Ｅｍを入力して、マーカ７３を
表示する。
第２図は第１図装置におけるマーカ付き可変波長光源部
１０の詳細を示す構成ブロック図である。
１０の詳細を示す構成ブロック図である。
マーカ付き可変波長光源部１０において、１１は波長を
制御する掃引電気信号Ｅ、が加わる入力端子、１２はこ
の入力端子１１を介して前記掃引電気信号Ｅ（を入力す
る可変波長レーザ、ＢＳｌはこの可変波長レーザ１２の
出力光を入射して２方向に分離するビームスプリッタ、
ＦＰｌはこのビームスプリッタＢＳ１の透過光を入力す
るフアブリ・ペロー・エタロンからなる共振器でマーカ
光源を構成するもの、ＥＯＩはこの共振器ＦＰ１内の光
軸上に設けられた電気光学素子、Ｅｌはこの電気光学素
子ＥＯ１を駆動する信号源、ＰＤｌは前記共振器ＦＰ１
の出力光を入射して電気信号に変換する受光素子、１４
は一定波長の出力光を発生する高安定、高精度の基準波
長レーザ光源である。
制御する掃引電気信号Ｅ、が加わる入力端子、１２はこ
の入力端子１１を介して前記掃引電気信号Ｅ（を入力す
る可変波長レーザ、ＢＳｌはこの可変波長レーザ１２の
出力光を入射して２方向に分離するビームスプリッタ、
ＦＰｌはこのビームスプリッタＢＳ１の透過光を入力す
るフアブリ・ペロー・エタロンからなる共振器でマーカ
光源を構成するもの、ＥＯＩはこの共振器ＦＰ１内の光
軸上に設けられた電気光学素子、Ｅｌはこの電気光学素
子ＥＯ１を駆動する信号源、ＰＤｌは前記共振器ＦＰ１
の出力光を入射して電気信号に変換する受光素子、１４
は一定波長の出力光を発生する高安定、高精度の基準波
長レーザ光源である。
上記のような構成のマーカ付き可変波長光源部の動作を
次に説明する。可変波長レーザ１２は入力端子１１を介
して加わる信号Ｅｉに対応する波長の出力光を発止する
。この出力光の一部はビームスプリッタ８８１で反射さ
れて可変波長出力光Ｒυとなり、他の一部は透過して共
振器ＦＰ１に入力する。共振ＲＦＰ１は光路上に存在す
る電気光学素子ＥＯ１の作用により等価的な共振器間隔
を変えることができる。したがって共振器ＦＰ１の出力
光Ｒ亀は信号源Ｅ１の出力（電圧）に対応する波長間隔
でピーク値を生ずる。受光素子ＰＤ１はこの出力光Ｒｍ
ＪＩｉ−ｆｆｉ気信号に変換してマーカ信号Ｅｍを端子
１３から出力する。第３図はこのマーカ信号Ｅｍを周波
数領域で示したスペクトラム・チャートである。基準波
長レーザ光１１４は可変波長レーザ光源１２の出力帯域
の範囲内で一定波長の出力光Ｒｓを発生する。
次に説明する。可変波長レーザ１２は入力端子１１を介
して加わる信号Ｅｉに対応する波長の出力光を発止する
。この出力光の一部はビームスプリッタ８８１で反射さ
れて可変波長出力光Ｒυとなり、他の一部は透過して共
振器ＦＰ１に入力する。共振ＲＦＰ１は光路上に存在す
る電気光学素子ＥＯ１の作用により等価的な共振器間隔
を変えることができる。したがって共振器ＦＰ１の出力
光Ｒ亀は信号源Ｅ１の出力（電圧）に対応する波長間隔
でピーク値を生ずる。受光素子ＰＤ１はこの出力光Ｒｍ
ＪＩｉ−ｆｆｉ気信号に変換してマーカ信号Ｅｍを端子
１３から出力する。第３図はこのマーカ信号Ｅｍを周波
数領域で示したスペクトラム・チャートである。基準波
長レーザ光１１４は可変波長レーザ光源１２の出力帯域
の範囲内で一定波長の出力光Ｒｓを発生する。
第１図ではパルス光を被測定光としてそのスペクトルを
測定する場合を示すために１局引信号発生器３にパルス
同期信号を加えている。第４図はこの場合の動作を説明
するためのタイムチャートである。パルス光に同期した
トリガ信号（第４図（Ｂ））を掃引信号発生器３に入力
し、これに同期して可変波長出力光Ｐｙの周波数ω０を
第４図（Ａ）のようにステップ状に挿引する。同時に信
号処理・表示部７に周波数ω０の掃引に対応した（第４
図（Ａ）と同様の）信号を送る。その結果、１つのパル
ス光ごとに１点のω０のパワースペクトルを測定するこ
とになり、挿引侵、第５図の説明図に示すようなパルス
光の全スペクトルを出力できる。
測定する場合を示すために１局引信号発生器３にパルス
同期信号を加えている。第４図はこの場合の動作を説明
するためのタイムチャートである。パルス光に同期した
トリガ信号（第４図（Ｂ））を掃引信号発生器３に入力
し、これに同期して可変波長出力光Ｐｙの周波数ω０を
第４図（Ａ）のようにステップ状に挿引する。同時に信
号処理・表示部７に周波数ω０の掃引に対応した（第４
図（Ａ）と同様の）信号を送る。その結果、１つのパル
ス光ごとに１点のω０のパワースペクトルを測定するこ
とになり、挿引侵、第５図の説明図に示すようなパルス
光の全スペクトルを出力できる。
本実施例における光周波数の動作例を次に示す。
基準波長光Ｒｓの波長： ７８０ｎｍ （レーザダイオ
ードの波長をＲｂ （ルビジウム）の吸収線にロック
する） 可変波長光Ｒｙの波長ニア８０ｒ１ｍ±５Ｑｎｍω、の
波長ニア８０ｎｍ±５Ｑｎｍ 第１図の実施例に述べたような構成によれば、測定デー
タとともに基準光とマーカ光が表示または記録されるの
で、基準光の波長からマーカ光の間隔数を数えるととも
に、内挿を行えば波長の絶対値を容易に知ることができ
る。
ードの波長をＲｂ （ルビジウム）の吸収線にロック
する） 可変波長光Ｒｙの波長ニア８０ｒ１ｍ±５Ｑｎｍω、の
波長ニア８０ｎｍ±５Ｑｎｍ 第１図の実施例に述べたような構成によれば、測定デー
タとともに基準光とマーカ光が表示または記録されるの
で、基準光の波長からマーカ光の間隔数を数えるととも
に、内挿を行えば波長の絶対値を容易に知ることができ
る。
また光スペクトラムアナライザの周波数分解能はマーカ
付き可変波長光源部１０の可変波長出力光Ｒｖのスペク
トル幅とフィルタ部５の帯域幅で決まる。可変波長出力
Ｒｕのスペクトル幅はマーカ付き可変波長光源部１０内
の可変波長レーザ１２で決まるので、これに後述〈第１
２図〜第１５図）のような外部共振器形レーザダイオー
ドを使用することにより、優れた周波数分解能（１００
ｋＨｚ）を得ることができる。
付き可変波長光源部１０の可変波長出力光Ｒｖのスペク
トル幅とフィルタ部５の帯域幅で決まる。可変波長出力
Ｒｕのスペクトル幅はマーカ付き可変波長光源部１０内
の可変波長レーザ１２で決まるので、これに後述〈第１
２図〜第１５図）のような外部共振器形レーザダイオー
ドを使用することにより、優れた周波数分解能（１００
ｋＨｚ）を得ることができる。
また絶対精度で高Ｎ度（１０−１２）、高安定（１０−
１２）な光周波数スペクトラム・アナライザを得ること
ができる。
１２）な光周波数スペクトラム・アナライザを得ること
ができる。
また光パルスの測定が容易という利点もある。
なお光ヘテロダイン検波部４にＷＮｉ＜タングステン、
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。
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。
また、上記の実施例ではフィルタ部５としてバンドパス
フィルタを用いたが、これに限らず、ローパスフィルタ
を用いてもよい。その場合にはω０の掃引に伴って、ω
ｔ′−ω０となるωｔ′の光パワーが検出されることに
なる。
フィルタを用いたが、これに限らず、ローパスフィルタ
を用いてもよい。その場合にはω０の掃引に伴って、ω
ｔ′−ω０となるωｔ′の光パワーが検出されることに
なる。
また上記第２図の実施例において、フアブリ・ペロー・
エタロンＦＰ１の共振器間隔を自由に変えることができ
る場合には電気光学素子ＥＯＩが不要となる。
エタロンＦＰ１の共振器間隔を自由に変えることができ
る場合には電気光学素子ＥＯＩが不要となる。
第６図は第１図装置におけるマーカ付き可変波長光源部
１０の一変形例を示す構成ブロック図である。第２図装
置と同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する。Ｃ
ＬｌはビームスプリッタＢＳ１の透過光を入力する標準
物質を封入した吸収セルでマーカ光源を構成するもの、
ＰＤｌはこの吸収セルＣＬＩの出力光ＲＷＬを入射して
電気信号に変換する受光素子、ＣＰｌはこの受光素子Ｐ
Ｄ１の出力が接続する比較器、１３はこの比較器ＣＰ１
の出力が接続するマーカ信号出力端子である。
１０の一変形例を示す構成ブロック図である。第２図装
置と同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する。Ｃ
ＬｌはビームスプリッタＢＳ１の透過光を入力する標準
物質を封入した吸収セルでマーカ光源を構成するもの、
ＰＤｌはこの吸収セルＣＬＩの出力光ＲＷＬを入射して
電気信号に変換する受光素子、ＣＰｌはこの受光素子Ｐ
Ｄ１の出力が接続する比較器、１３はこの比較器ＣＰ１
の出力が接続するマーカ信号出力端子である。
ｔｆｌ準物質としてはＣｓ （８５２ｎｍ付近に２本
の吸収１）、Ｒｂ （７８０ｎｍ付近に４本、７９４
ｎｍ付近に４本の吸収線）、ＮＨ３（多数の吸収線）、
Ｈ２Ｏ（多数の吸収線）などが使用される。
の吸収１）、Ｒｂ （７８０ｎｍ付近に４本、７９４
ｎｍ付近に４本の吸収線）、ＮＨ３（多数の吸収線）、
Ｈ２Ｏ（多数の吸収線）などが使用される。
上記のような構成のマーカ付き可変波長光源部１０の動
作を次に説明する。可変波長レーザ１２の出力光の一部
はビームスプリッタ８８１を透過して吸収セルＣＬ１に
入射する。入射光は吸収セルＣＬ１の内部に封入された
標準物質により特定の波長（前述）で吸収を受け、前記
波長でピーク値（Ｒ下点）を有する透過光Ｒ電を出力す
る。受光素子ＰＤ１はこの出力光Ｒｍを電気信号に変換
し、比較器ＣＰ １で波形整形した後マーカ付＠Ｅ１と
して端子１３から出力する。量子標準のマーカ光が出力
されるので、高精度の波長測定が可能である。
作を次に説明する。可変波長レーザ１２の出力光の一部
はビームスプリッタ８８１を透過して吸収セルＣＬ１に
入射する。入射光は吸収セルＣＬ１の内部に封入された
標準物質により特定の波長（前述）で吸収を受け、前記
波長でピーク値（Ｒ下点）を有する透過光Ｒ電を出力す
る。受光素子ＰＤ１はこの出力光Ｒｍを電気信号に変換
し、比較器ＣＰ １で波形整形した後マーカ付＠Ｅ１と
して端子１３から出力する。量子標準のマーカ光が出力
されるので、高精度の波長測定が可能である。
第７図は第１図装置のマーカ付き可変波長光源部１０に
おけるマーカ光源の第２の変形例を示す構成ブロック図
である。ＬＬｌはＬＥＤやキセノン・ランプ等の連続し
たスペクトルをもつ光源、１８１はこの光ＩＬＬ１の出
力光を平行光にするレンズ、ＦＰ２は２枚の半透過ミラ
ーで構成され前記レンズ１８１の出力光を入ｔｌＪ′ｒ
ｊるフアブリ・ペロー共振器である。
おけるマーカ光源の第２の変形例を示す構成ブロック図
である。ＬＬｌはＬＥＤやキセノン・ランプ等の連続し
たスペクトルをもつ光源、１８１はこの光ＩＬＬ１の出
力光を平行光にするレンズ、ＦＰ２は２枚の半透過ミラ
ーで構成され前記レンズ１８１の出力光を入ｔｌＪ′ｒ
ｊるフアブリ・ペロー共振器である。
上記のような構成の光周波数マーカの動作を第８図の特
性曲線図を用いて以下に説明する。光源ＬＬ１は第８図
＜Ａ）のような広いスペクトル幅の光を出力する。光源
ＬＬＩから出力された光はレンズＬＳ１で平行光となり
、フアブリ・ペロー共振器ＦＰ２に入射して半透過ミラ
ーの間で共摂する。共振器長（半透過ミラー間の距離）
をＬＩＮ光速をＣ１屈折率を０１とすると、フアブリ・
ペロー共振器の透過率は第８図＜８）に示すようにＣ／
２ｎｌ Ｌ＋ごとに急峻なピークを有する。その結果半
透過ミラーから出力される光は第８図（Ｃ）のようにな
る。
性曲線図を用いて以下に説明する。光源ＬＬ１は第８図
＜Ａ）のような広いスペクトル幅の光を出力する。光源
ＬＬＩから出力された光はレンズＬＳ１で平行光となり
、フアブリ・ペロー共振器ＦＰ２に入射して半透過ミラ
ーの間で共摂する。共振器長（半透過ミラー間の距離）
をＬＩＮ光速をＣ１屈折率を０１とすると、フアブリ・
ペロー共振器の透過率は第８図＜８）に示すようにＣ／
２ｎｌ Ｌ＋ごとに急峻なピークを有する。その結果半
透過ミラーから出力される光は第８図（Ｃ）のようにな
る。
このような構成の光周波数マーカによれば、簡単な構成
の周波数基準マーカを容易に実現できる。
の周波数基準マーカを容易に実現できる。
第９図は第１図装置のマーカ付き可変波長光源部１０に
おけるマーカ光源の第３の変形例で、第７図装置の共振
器長を変化するように構成したものを示す構成ブロック
図である。第７図装置との相違点のみを説明すると、Ｅ
Ｏｌは前記フアブリ・ペロー共振器ＦＰ２の光路内に挿
入された電気光学結晶、Ｅｌはこの電気光学結晶ＥＯ１
の電極に接続する制御信号源である。
おけるマーカ光源の第３の変形例で、第７図装置の共振
器長を変化するように構成したものを示す構成ブロック
図である。第７図装置との相違点のみを説明すると、Ｅ
Ｏｌは前記フアブリ・ペロー共振器ＦＰ２の光路内に挿
入された電気光学結晶、Ｅｌはこの電気光学結晶ＥＯ１
の電極に接続する制御信号源である。
上記構成の′ＩＡ置において、制御信号源Ｅ１によって
電気光学結晶ＥＯＩに電界が加えられると、電気光学結
晶ＥＯＩの屈折率が変化し、等価的な共振器長が変化す
るので、出力光の波長が変化する。すなわち可変周波数
間隔の光周波数基準マーカを＠ １１な構成で実現でき
る。
電気光学結晶ＥＯＩに電界が加えられると、電気光学結
晶ＥＯＩの屈折率が変化し、等価的な共振器長が変化す
るので、出力光の波長が変化する。すなわち可変周波数
間隔の光周波数基準マーカを＠ １１な構成で実現でき
る。
なお上記各実施例において、フアブリ・ペロー共振器を
恒温槽等に入れて温度制御を行うことにより、安定な周
波数間隔とすることができる。
恒温槽等に入れて温度制御を行うことにより、安定な周
波数間隔とすることができる。
第１０図は第１図装置のマーカ付き可変波長光源部１０
におけるマーカ光源の第４の変形例を示す構成ブロック
図である。ＬＤｌはその両端がＡＲＤ−ティング（無反
射コーティング）された半導体レーザ、Ｌ Ｓ 、２お
よびＬＳ３はこの半導体レーザＬＤ１の出力光を平行光
にするコリメータレンズ、）−１Ｍ２およびＨＭ３はこ
のレンズ１８２゜ＬＳ３の外側で外部共振器を構成する
半透過ミラー、ＡＴはこの半透過ミラーＬＳ３かｊう出
力する光が通過するアッテネータである。前記半透過ミ
ラーＨＭ２を透過した出力光はレンズしＳ４で集光し、
ＡｐＱ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔ。
におけるマーカ光源の第４の変形例を示す構成ブロック
図である。ＬＤｌはその両端がＡＲＤ−ティング（無反
射コーティング）された半導体レーザ、Ｌ Ｓ 、２お
よびＬＳ３はこの半導体レーザＬＤ１の出力光を平行光
にするコリメータレンズ、）−１Ｍ２およびＨＭ３はこ
のレンズ１８２゜ＬＳ３の外側で外部共振器を構成する
半透過ミラー、ＡＴはこの半透過ミラーＬＳ３かｊう出
力する光が通過するアッテネータである。前記半透過ミ
ラーＨＭ２を透過した出力光はレンズしＳ４で集光し、
ＡｐＱ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔ。
ｄｉｏｄｅ）からなる光検出器ＰＤ２で検出される。光
検出ＩＰＤ２の出力電気信号は増幅器Ａ１で増幅された
後スペクトルアナライザＳＡで波形がモニタされる。
検出ＩＰＤ２の出力電気信号は増幅器Ａ１で増幅された
後スペクトルアナライザＳＡで波形がモニタされる。
第１０図装置の動作を以下に説明する。半導体レーザし
Ｄｌの出力光の自然放出光ゲインカーブは第１１図の点
Ｉ！ｉｉａのようになる。半導体レーザＬＤＩの両端面
から出力された光はレンズＬＳ２゜ＬＳ３でそれぞれ平
行光となり、半透過ミラーＨＭ２．ＨＭ３の間で共振す
る。共振器良く半透過ミ７−ＨＭ２．ＨＭ３の距１）を
Ｌ２、光速をｃ１屈折率をｎ２とすると、外部共振器の
フリースベクトルレンジはｃ／２ｎ２Ｌ２で決まり、第
１１図の点線すに示すようにＣ／２ｎ２Ｌ２ごとにＱが
高くなる。その結果アッテネータＡＴから出力されるマ
ーカ出力光は第１１図の実線Ｃのようになる（多モード
発振）。マーカ出力光の波長間隔λχは電気スペクトル
アナライザＳＡで周波数間隔νχとして正確に読み取る
ことができる。共振器長Ｌ２を変えれば、マーカ出力の
波長間隔λχを変えることができる。例えば、Ｌ２＝１
０ｍｍのとき周波数間隔νＸはシχ−Ｇ／２Ｌ２＝１５
ＧＨ２となる。また必要に応じて外部共振器を恒温槽等
に入れて、安定な周波数間隔とすることができる。
Ｄｌの出力光の自然放出光ゲインカーブは第１１図の点
Ｉ！ｉｉａのようになる。半導体レーザＬＤＩの両端面
から出力された光はレンズＬＳ２゜ＬＳ３でそれぞれ平
行光となり、半透過ミラーＨＭ２．ＨＭ３の間で共振す
る。共振器良く半透過ミ７−ＨＭ２．ＨＭ３の距１）を
Ｌ２、光速をｃ１屈折率をｎ２とすると、外部共振器の
フリースベクトルレンジはｃ／２ｎ２Ｌ２で決まり、第
１１図の点線すに示すようにＣ／２ｎ２Ｌ２ごとにＱが
高くなる。その結果アッテネータＡＴから出力されるマ
ーカ出力光は第１１図の実線Ｃのようになる（多モード
発振）。マーカ出力光の波長間隔λχは電気スペクトル
アナライザＳＡで周波数間隔νχとして正確に読み取る
ことができる。共振器長Ｌ２を変えれば、マーカ出力の
波長間隔λχを変えることができる。例えば、Ｌ２＝１
０ｍｍのとき周波数間隔νＸはシχ−Ｇ／２Ｌ２＝１５
ＧＨ２となる。また必要に応じて外部共振器を恒温槽等
に入れて、安定な周波数間隔とすることができる。
第１２図は第２図のマーカ付き可変波長光源部１０にお
ける可変波長レーザ１２の一興体例で、共振器内に波長
選択性の素子を挿入したものを示す構成ブロック図であ
る。図においてＬＤ２は半導体レーザ、１２１，１２２
はこの半導体レーザＬ Ｄ ２の両端に設けられた無反
射コート部、しＳ５はこの無反射コート部１２１から出
射される光を平行光とするレンズ、８Ｍ４はこのレンズ
ＬＳ５を通過した光が反射されるとともに共振光を外部
へ出力するハーフミラ−１ＬＳ６は無反射コート部１２
２から出射される光を平行光とするレンズ、ＵＭｌはこ
のレンズＬＳ６を通過する光が入射する第１の超音被変
調器、ＩＪＭ２はこの超音被変調器ＵＭ１からの出力光
が入射する第２の超音被変調器、Ｍｌはこの超音被変調
器ＵＭ２から出射した光を反射するミラー、ＤＲｌは前
記超音被変調器ＵＭ１．ＵＭ２を周波数Ｆで励振する発
振器である。半導体レーザＬＤ２の無反射コート部１２
１から出射した光はレンズＬＳ５で平行光とされた後ハ
ーフミラ−ＨＭ４で反射され、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
１２２から出射した周波ｌ１ｆｏ＋の先はレンズしＳ６
で平行光とされ、第１の超音被変調器ＵＭ１に入射する
。超音波により生じる回折格子に対して特定の入射角お
よび出射角を満足するような光の波長は超音波の波長が
変われば変化する。入射光は回折の際に超音波によるド
ツプラシフトを受け、＋１次回折光（超音波の方向と回
折される方向が同じ）の周波数はｆｏ＋＋Ｆとなる。超
音被変調器ＵＭ１からの出射光は超音被変調器ＬＪ Ｍ
２で再び回折する。超音被変調器ＵＭ２では超音波の
進行波の方向と回折光の関係が超音被変調器ＵＭ１にお
ける場合と逆で、−１次回折光となるので、ドツプラシ
フト昂は−Ｆとなり、超音被変調器ＵＭ２の出力先の周
波数はｆｏ ＋ ＋Ｆ−Ｆ＝ｆＯ＋ となる。超音被変
調器ＵＭ２の出力光はミラーＭ１で反則した後超音波変
Ｘ１ｌｌ器ＬＪＭ２でドツプラシフトを受けて周波数が
「。＋−Ｆとなった債、超音被変調器Ｕ Ｍｌでｆｏ
＋ Ｆ十Ｆ−ｆｏ ｒ となり、元の周波数ｆｏＩ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。この様な構成で超音波の波長（周波数Ｆ）を変え
れば、共振する光の波長を過用することができる。ハー
フミラ−８Ｍ４を介して共振した光が外部に出力される
。
ける可変波長レーザ１２の一興体例で、共振器内に波長
選択性の素子を挿入したものを示す構成ブロック図であ
る。図においてＬＤ２は半導体レーザ、１２１，１２２
はこの半導体レーザＬ Ｄ ２の両端に設けられた無反
射コート部、しＳ５はこの無反射コート部１２１から出
射される光を平行光とするレンズ、８Ｍ４はこのレンズ
ＬＳ５を通過した光が反射されるとともに共振光を外部
へ出力するハーフミラ−１ＬＳ６は無反射コート部１２
２から出射される光を平行光とするレンズ、ＵＭｌはこ
のレンズＬＳ６を通過する光が入射する第１の超音被変
調器、ＩＪＭ２はこの超音被変調器ＵＭ１からの出力光
が入射する第２の超音被変調器、Ｍｌはこの超音被変調
器ＵＭ２から出射した光を反射するミラー、ＤＲｌは前
記超音被変調器ＵＭ１．ＵＭ２を周波数Ｆで励振する発
振器である。半導体レーザＬＤ２の無反射コート部１２
１から出射した光はレンズＬＳ５で平行光とされた後ハ
ーフミラ−ＨＭ４で反射され、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
１２２から出射した周波ｌ１ｆｏ＋の先はレンズしＳ６
で平行光とされ、第１の超音被変調器ＵＭ１に入射する
。超音波により生じる回折格子に対して特定の入射角お
よび出射角を満足するような光の波長は超音波の波長が
変われば変化する。入射光は回折の際に超音波によるド
ツプラシフトを受け、＋１次回折光（超音波の方向と回
折される方向が同じ）の周波数はｆｏ＋＋Ｆとなる。超
音被変調器ＵＭ１からの出射光は超音被変調器ＬＪ Ｍ
２で再び回折する。超音被変調器ＵＭ２では超音波の
進行波の方向と回折光の関係が超音被変調器ＵＭ１にお
ける場合と逆で、−１次回折光となるので、ドツプラシ
フト昂は−Ｆとなり、超音被変調器ＵＭ２の出力先の周
波数はｆｏ ＋ ＋Ｆ−Ｆ＝ｆＯ＋ となる。超音被変
調器ＵＭ２の出力光はミラーＭ１で反則した後超音波変
Ｘ１ｌｌ器ＬＪＭ２でドツプラシフトを受けて周波数が
「。＋−Ｆとなった債、超音被変調器Ｕ Ｍｌでｆｏ
＋ Ｆ十Ｆ−ｆｏ ｒ となり、元の周波数ｆｏＩ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。この様な構成で超音波の波長（周波数Ｆ）を変え
れば、共振する光の波長を過用することができる。ハー
フミラ−８Ｍ４を介して共振した光が外部に出力される
。
また可変波長レーザ１２の第２の具体例として、第１３
図のように共振器内に光の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１２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（ＮｂＯ
ｙ＜ニオブ酸リチウム）等からなりレンズＬＳ６の出力
光を入射する両面無反射コートの電気光学素子、Ｅ２は
この°電気光学素子ＥＯＩを制御する信＠源である。半
導体し−ザＬＤ２を出射・した光はレンズＬＳ６で平行
光となった後電気光学素子ＥＯ１を通過し、ミラーＭ１
で反射した後光の光路を逆行して、再び半導体レーザＬ
Ｄ２に入射する。この結果ＨＭ４とミラーＭ１の間で共
振器を構成できる。８Ｍ４とミラーＭ１の間の沼気光学
素子ＥＯ１の光路に沿った長さ党を除く距離をし３、電
気光学素子ＥＯ１の屈折率をＲ３、光速をＯＮ＋）を整
数とすると、発振周波数ｆ０２は ｆｏ ２−ｐ−ｃ／２ （Ｌ３ ＋ｎ３ （Ｖ） ２
＞・・・（１） となる。すなわち信号源Ｅ２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ｎ３を変化させる
ことができ、その結果発振周波数ｆｏ２を掃引できる。
図のように共振器内に光の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１２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（ＮｂＯ
ｙ＜ニオブ酸リチウム）等からなりレンズＬＳ６の出力
光を入射する両面無反射コートの電気光学素子、Ｅ２は
この°電気光学素子ＥＯＩを制御する信＠源である。半
導体し−ザＬＤ２を出射・した光はレンズＬＳ６で平行
光となった後電気光学素子ＥＯ１を通過し、ミラーＭ１
で反射した後光の光路を逆行して、再び半導体レーザＬ
Ｄ２に入射する。この結果ＨＭ４とミラーＭ１の間で共
振器を構成できる。８Ｍ４とミラーＭ１の間の沼気光学
素子ＥＯ１の光路に沿った長さ党を除く距離をし３、電
気光学素子ＥＯ１の屈折率をＲ３、光速をＯＮ＋）を整
数とすると、発振周波数ｆ０２は ｆｏ ２−ｐ−ｃ／２ （Ｌ３ ＋ｎ３ （Ｖ） ２
＞・・・（１） となる。すなわち信号源Ｅ２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ｎ３を変化させる
ことができ、その結果発振周波数ｆｏ２を掃引できる。
第１４図は可変波長レーザ１２の第３の具体例で、第１
３図の可変波長レーザを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１３図と同一の部分は同じ記
号を付して説明を省略する。
３図の可変波長レーザを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１３図と同一の部分は同じ記
号を付して説明を省略する。
８８２はレンズＬＳ６からの出射光を２方向に分離する
ビームスプリッタ、［ｏ２はこのビームスプリッタＢＳ
２を透過した光を入射する電気光学素子、Ｍｌ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ＢＳ２で反射した光を入ｔＡする
電気光学素子、Ｍ２はこの電気光学索子ＥＯ３の出射光
を反射するミラーである。電気光学素子ＥＯ２，ＥＯ３
の光路方向の良さをそれぞれ２４．（１５、屈折率をそ
れぞれｎａ 、ｎｓ 、ｌ−１Ｍ４．Ｍｌ間の光路に沿
ったＲ４を除く距離を１４．８Ｍ４．Ｍ２間の光路に沿
ったＲ５を除く距離をＬ５、ｑを整数とすると、この場
合の発振周波数ｆ０３は ｆｏ３＝ｑ−ｃ／２１ （Ｌ４＋ｎ４ （Ｖ＋ ）！＜
）−（Ｌｓ ＋ｎ５ （Ｖ２ ）Ｒ５）Ｉ −
（２）となる。（２）式は（１）式よりも分母を小さく
できるので、第１３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。
ビームスプリッタ、［ｏ２はこのビームスプリッタＢＳ
２を透過した光を入射する電気光学素子、Ｍｌ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ＢＳ２で反射した光を入ｔＡする
電気光学素子、Ｍ２はこの電気光学索子ＥＯ３の出射光
を反射するミラーである。電気光学素子ＥＯ２，ＥＯ３
の光路方向の良さをそれぞれ２４．（１５、屈折率をそ
れぞれｎａ 、ｎｓ 、ｌ−１Ｍ４．Ｍｌ間の光路に沿
ったＲ４を除く距離を１４．８Ｍ４．Ｍ２間の光路に沿
ったＲ５を除く距離をＬ５、ｑを整数とすると、この場
合の発振周波数ｆ０３は ｆｏ３＝ｑ−ｃ／２１ （Ｌ４＋ｎ４ （Ｖ＋ ）！＜
）−（Ｌｓ ＋ｎ５ （Ｖ２ ）Ｒ５）Ｉ −
（２）となる。（２）式は（１）式よりも分母を小さく
できるので、第１３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１５図は可変波長レーザ１２の第４の具体例で、第１
３図の可変波長レーザダイオードを１チツプ上に集積化
したものを示す構成図である。１２３はＡｊＧａＡｓ、
ｆｕＧａＡｓＰなどかＩう構成されるレーザダイオード
、１２４はこのレーザダイオード１２３の接合部に設け
られた光増幅部、１２５は同じく導波路形体部共振器、
１２６．１２７はレーザダイオード１２３の両端にもう
けられたミラー７．１２８は前記光増幅部１２４に対応
してレーザダイオード１２３の表面に設けられた電極、
１２９は前記導波路形体部共振器１２５に対応してレー
ザダイオ−１：１２３の表面に設けられた電極である。
３図の可変波長レーザダイオードを１チツプ上に集積化
したものを示す構成図である。１２３はＡｊＧａＡｓ、
ｆｕＧａＡｓＰなどかＩう構成されるレーザダイオード
、１２４はこのレーザダイオード１２３の接合部に設け
られた光増幅部、１２５は同じく導波路形体部共振器、
１２６．１２７はレーザダイオード１２３の両端にもう
けられたミラー７．１２８は前記光増幅部１２４に対応
してレーザダイオード１２３の表面に設けられた電極、
１２９は前記導波路形体部共振器１２５に対応してレー
ザダイオ−１：１２３の表面に設けられた電極である。
電極１２８を介して接合部に電流ｒＬｏを注入して光増
幅部１２４においてレーザ光を発生させ、導波路形外部
共振器１２５に電極１２９を介して電流ＩＦを流し導波
路形外部共振器１２５の屈折率を変化させて発振周波数
を掃引する。光増幅部１２４および導波路形体部共振器
１２５の接合部に沿った長さをそれぞれＲ６、Ｒ７、屈
折率をそれぞれＲ６、Ｒ７Ｎ ’を整数とすると、発振
周波数ｆ０４は ｆｏ４＝ｒ−ｃ／２ （Ｒ６Ｒ６＋ｎ？ （ＩＦ ）
１７） ・・・（３）と
なる。
幅部１２４においてレーザ光を発生させ、導波路形外部
共振器１２５に電極１２９を介して電流ＩＦを流し導波
路形外部共振器１２５の屈折率を変化させて発振周波数
を掃引する。光増幅部１２４および導波路形体部共振器
１２５の接合部に沿った長さをそれぞれＲ６、Ｒ７、屈
折率をそれぞれＲ６、Ｒ７Ｎ ’を整数とすると、発振
周波数ｆ０４は ｆｏ４＝ｒ−ｃ／２ （Ｒ６Ｒ６＋ｎ？ （ＩＦ ）
１７） ・・・（３）と
なる。
第１６図は第２図の基準波長レーザ光源１４の具体例を
示す構成ブロック図である。図において、ＬＤ３は半導
体レーザ、ＢＳ３はこの半導体レーザＬＤ３の出力光が
入射するビームスプリッタ、ＣＬ ２はこのビームスプ
リッタＢＳ３の反射光を入射する標準物質が封入された
吸収セル、ＰＤ３はこの吸収セルＣＬ２の透過光が入射
する受光素子、ＬＡＩはこの受光素子ＰＤ３の電気出力
を入力しこれに対応する出力で前記半導体レーザＬＤ３
の′Ｉａｌｌ！を制御するロックインアンプ、ＤＲ２は
前記半導体レーザＬＤ３の電流を周波数変調するととも
に前記ロックインアンプＬ△１の位相検波周波数を供給
する発振器である。ビームスプリッタ８８３の透過光が
この基準波長レーザ光源の出力光となる。Ｆｉ準動物質
してはＣｓ ＋ Ｒｂ 、Ｎ Ｈ３、Ｈ２０など任意の
物質を用いることができる。
示す構成ブロック図である。図において、ＬＤ３は半導
体レーザ、ＢＳ３はこの半導体レーザＬＤ３の出力光が
入射するビームスプリッタ、ＣＬ ２はこのビームスプ
リッタＢＳ３の反射光を入射する標準物質が封入された
吸収セル、ＰＤ３はこの吸収セルＣＬ２の透過光が入射
する受光素子、ＬＡＩはこの受光素子ＰＤ３の電気出力
を入力しこれに対応する出力で前記半導体レーザＬＤ３
の′Ｉａｌｌ！を制御するロックインアンプ、ＤＲ２は
前記半導体レーザＬＤ３の電流を周波数変調するととも
に前記ロックインアンプＬ△１の位相検波周波数を供給
する発振器である。ビームスプリッタ８８３の透過光が
この基準波長レーザ光源の出力光となる。Ｆｉ準動物質
してはＣｓ ＋ Ｒｂ 、Ｎ Ｈ３、Ｈ２０など任意の
物質を用いることができる。
半導体レーザＬＤ３の出力光はビームスプリッタ８８３
で反射されて吸収セルＣＬ２に入射し、吸収セル内ＣＬ
２の標準物質による吸収を受ける。
で反射されて吸収セルＣＬ２に入射し、吸収セル内ＣＬ
２の標準物質による吸収を受ける。
吸収量を受光素子ＰＤ３で検出し、ロックインアンプＬ
Ａ１を介して半導体レーザＬＤ３の電流に帰還する。半
導体レーザＬＤ３の出力波長は標準物質の吸収スペクト
ル線にロックされるので、高安定、高精度の基準波長光
源を実現できる。
Ａ１を介して半導体レーザＬＤ３の電流に帰還する。半
導体レーザＬＤ３の出力波長は標準物質の吸収スペクト
ル線にロックされるので、高安定、高精度の基準波長光
源を実現できる。
基準波長レーザ光源１４の具体例として示した第１６図
の方法は線形吸収法とよばれ、ドツプラシフトにより吸
収スペクトルが比較的太くなるが、飽和吸収法（堀、開
田、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。
の方法は線形吸収法とよばれ、ドツプラシフトにより吸
収スペクトルが比較的太くなるが、飽和吸収法（堀、開
田、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。
儒学技＠ ０ＱＥ８２−１１６＞によりドツプラシフ
トで隠れている超微細構造の吸収線を検出して、これに
半導体レーザＬＤ３の発振波長をロックすればさらに高
安定とすることができる。
トで隠れている超微細構造の吸収線を検出して、これに
半導体レーザＬＤ３の発振波長をロックすればさらに高
安定とすることができる。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば、絶対精度で超高ＩＩ
ｒ！！、（１０一番２）、高安定（１０−１２） カー
）超高分解能（１００ｋＨｚ）な光周波数スペクトラム
・アナライザを実現することができる。また光パルスの
測定も可能である。
ｒ！！、（１０一番２）、高安定（１０−１２） カー
）超高分解能（１００ｋＨｚ）な光周波数スペクトラム
・アナライザを実現することができる。また光パルスの
測定も可能である。
第１図は本発明に係る光周波数スペクトラム・アナライ
ザの１実施例を示す構成ブロック図、第２図は第１図装
置のマーカ付き可変波長光源１０の構成ブロック図、第
３図は第２図装置の動作を説明するためのスペクトラム
チャート、第４図は第２図装置の動作の１ｆｌｌ様を示
すタイムチャート、第５図は同動作説明図、第６図はマ
ーカ付き可変波長光源１０のマーカ光源部分の一変形例
を示す構成ブロック図、第７図はマーカ光源の第２の変
形例を示す構成ブロック図、第８図は第７図装置の動作
を説明するための特性曲線図、第９図はマーカ光源の第
３の変形例を示す構成ブロック図、第１０図は同第４の
変形例を示す構成ブロック図、第１１区は第１０図装置
の動作を説明するための特性曲線図、第１２図〜第１５
図は第２図における可変波長レーザ１２の４つの具体例
を示す構成説明図、第１６図は第２図の基準波長レーザ
１４の具体的構成例を示す構成ブロック図、第１７図は
従来の光周波数スペクトル・アナライザを示す基本構成
図、第１８図は第１０図装置の動作を説明するための特
性曲線図である。 ３・・・掃引信号発生器、４・・・光ヘテロダイン検波
部、５・・・フィルタ部、６・・・検波部、７・・・信
号処理・表示部、１０・・・マーカ付き可変波長光源部
、１２・・・可変波長レーザ、７３・・・マーカ、Ｅ（
・・・糸引電気信号、ＲＴＬ・・・マーカ光、ＦＰｌ、
ＦＰ２・・・フアブリ・ペロー・エタロン、ＥＯｌ・・
・電気光学素子、ＣＬｌ・・・吸収セル、ＬＬｌ・・・
光源、ＬＳ１〜ＬＳ４・・・レンズ、Ｅｌ・・・信号源
、ＬＤｌ・・・半導体レーザ、ＨＭＩ〜ＨＭ３・・・ハ
ーフミラ−０第す図 （、Ａ） 副５１ｆＫｆ ’ 彫反れチ 第９図 第ｔｏ図 、ＳＡ 第０図 第１Ｚ図 ＡＡ＋ 第１３図 矛１４図 朱１５ 図 ＬＡＩ
ザの１実施例を示す構成ブロック図、第２図は第１図装
置のマーカ付き可変波長光源１０の構成ブロック図、第
３図は第２図装置の動作を説明するためのスペクトラム
チャート、第４図は第２図装置の動作の１ｆｌｌ様を示
すタイムチャート、第５図は同動作説明図、第６図はマ
ーカ付き可変波長光源１０のマーカ光源部分の一変形例
を示す構成ブロック図、第７図はマーカ光源の第２の変
形例を示す構成ブロック図、第８図は第７図装置の動作
を説明するための特性曲線図、第９図はマーカ光源の第
３の変形例を示す構成ブロック図、第１０図は同第４の
変形例を示す構成ブロック図、第１１区は第１０図装置
の動作を説明するための特性曲線図、第１２図〜第１５
図は第２図における可変波長レーザ１２の４つの具体例
を示す構成説明図、第１６図は第２図の基準波長レーザ
１４の具体的構成例を示す構成ブロック図、第１７図は
従来の光周波数スペクトル・アナライザを示す基本構成
図、第１８図は第１０図装置の動作を説明するための特
性曲線図である。 ３・・・掃引信号発生器、４・・・光ヘテロダイン検波
部、５・・・フィルタ部、６・・・検波部、７・・・信
号処理・表示部、１０・・・マーカ付き可変波長光源部
、１２・・・可変波長レーザ、７３・・・マーカ、Ｅ（
・・・糸引電気信号、ＲＴＬ・・・マーカ光、ＦＰｌ、
ＦＰ２・・・フアブリ・ペロー・エタロン、ＥＯｌ・・
・電気光学素子、ＣＬｌ・・・吸収セル、ＬＬｌ・・・
光源、ＬＳ１〜ＬＳ４・・・レンズ、Ｅｌ・・・信号源
、ＬＤｌ・・・半導体レーザ、ＨＭＩ〜ＨＭ３・・・ハ
ーフミラ−０第す図 （、Ａ） 副５１ｆＫｆ ’ 彫反れチ 第９図 第ｔｏ図 、ＳＡ 第０図 第１Ｚ図 ＡＡ＋ 第１３図 矛１４図 朱１５ 図 ＬＡＩ
Claims (14)
- （１）入力する掃引電気信号に対応して周波数掃引した
光を出力する可変波長レーザと所定の波長間隔でマーカ
光を出力するマーカ光源とを備えたマーカ付き可変波長
光源部と、 このマーカ付き可変波長光源部の出力光と被測定光に関
連する光を入射しその周波数の差に対応する周波数の電
気信号を出力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フィル
タ部と、 このフィルタ部の電気出力を入力する検波部と、この検
波部の電気出力を光パワー入力とし前記掃引電気信号に
関連する電気信号を周波数軸入力とする信号処理・表示
部とを具備し、 信号処理・表示部が前記被測定光の光周波数スペクトル
をマーカとともに出力することを特徴とする光周波数ス
ペクトラム・アナライザ。 - （２）パルス光を被測定光とし、前記パルス光に同期し
た掃引電気信号により可変波長レーザの出力周波数をス
テップ状に掃引することにより、パルス光の光周波数ス
ペクトルを測定する特許請求の範囲第１項記載の光周波
数スペクトラム・アナライザ。 - （３）マーカ光源からの出力光を入射して電気信号に変
換する受光素子を備え、前記電気信号を信号処理・表示
部のマーカ信号入力とする特許請求の範囲第１項記載の
光周波数スペクトラム・アナライザ。 - （４）マーカ光源が標準物質を封入した吸収セルを備え
、可変波長レーザの出力光を前記吸収セルに入射して前
記標準物質に対応する特定の波長で吸収を受けた透過光
をマーカ光として出力する特許請求の範囲第１項記載の
光周波数スペクトラム・アナライザ。 - （５）マーカ光源が可変波長レーザ光源の出力光を入力
するフアブリ・ペロー共振器を備え、前記フアブリ・ペ
ロー共振器の出力光をマーカ光として出力する特許請求
の範囲第１項記載の光周波数スペクトラム・アナライザ
。 - （６）フアブリ・ペロー共振器内に電気光学素子を備え
、電気信号により等価的な共振器間隔を変えるように構
成した特許請求の範囲第５項記載の光周波数スペクトラ
ム・アナライザ。 - （７）マーカ光源が連続スペクトルを有する光源とこの
光源の出力光を入射するフアブリ・ペロー共振器とを備
え、前記フアブリ・ペロー共振器からの光出力をマーカ
光として出力する特許請求の範囲第１項記載の光周波数
スペクトラム・アナライザ。 - （８）フアブリ・ペロー共振器内に電気光学素子を備え
、電気信号により等価的な共振器間隔を変えるように構
成した特許請求の範囲第７項記載の光周波数スペクトラ
ム・アナライザ。 - （９）マーカ光源を半導体レーザと外部共振器を組合せ
て構成した特許請求の範囲第１項記載の光周波数スペク
トラム・アナライザ。 - （１０）可変波長レーザがレーザ共振器内に超音被変調
器を備えた特許請求の範囲第１項記載の光周波数スペク
トラム・アナライザ。 - （１１）可変波長レーザがレーザ共振器内に電気光学素
子を備えた特許請求の範囲第１項記載の光周波数スペク
トラム・アナライザ。 - （１２）マーカ付き可変波長光源部が一定波長の光を出
力する基準波長レーザ光源を備えた特許請求の範囲第１
項記載の光周波数スペクトラム・アナライザ。 - （１３）基準波長レーザ光源として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するものを用い
る特許請求の範囲第１２項記載の光周波数スペクトラム
・アナライザ。 - （１４）被測定光の偏光面を制御する偏光制御部と、こ
の偏光制御部の出力光を増幅する光増幅部とを備え、光
ヘテロダイン検波部がマーカ付き可変波長光源部の出力
光と前記光増幅部の出力光の周波数の差に対応する周波
数の電気信号を出力する特許請求の範囲第１項記載の光
周波数スペクトラム・アナライザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189944A JPS6345515A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光周波数スペクトラム・アナライザ |
| US06/943,670 US4856899A (en) | 1985-12-20 | 1986-12-18 | Optical frequency analyzer using a local oscillator heterodyne detection of incident light |
| GB8630375A GB2185567B (en) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Optical frequency analyzer |
| DE3643569A DE3643569C2 (de) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Analysator für optische Frequenzen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189944A JPS6345515A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光周波数スペクトラム・アナライザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345515A true JPS6345515A (ja) | 1988-02-26 |
| JPH0549055B2 JPH0549055B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=16249818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189944A Granted JPS6345515A (ja) | 1985-12-20 | 1986-08-13 | 光周波数スペクトラム・アナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6345515A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311661A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-11-09 | Advantest Corp | 基準波長光発生装置 |
| JP2009052941A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Anritsu Corp | 光スペクトルモニタ |
| JP2010210491A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Anritsu Corp | 光ヘテロダインスペクトラムアナライザ |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61189944A patent/JPS6345515A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311661A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-11-09 | Advantest Corp | 基準波長光発生装置 |
| JP2009052941A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Anritsu Corp | 光スペクトルモニタ |
| JP4608528B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2011-01-12 | アンリツ株式会社 | 光スペクトルモニタ |
| JP2010210491A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Anritsu Corp | 光ヘテロダインスペクトラムアナライザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0549055B2 (ja) | 1993-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |