SE453034B - Forfarande och anordning for stabilisering av en halvledarlaser med avseende pa dess frekvens och/eller fas - Google Patents
Forfarande och anordning for stabilisering av en halvledarlaser med avseende pa dess frekvens och/eller fasInfo
- Publication number
- SE453034B SE453034B SE8603639A SE8603639A SE453034B SE 453034 B SE453034 B SE 453034B SE 8603639 A SE8603639 A SE 8603639A SE 8603639 A SE8603639 A SE 8603639A SE 453034 B SE453034 B SE 453034B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- laser
- frequency
- error signal
- phase
- deflected
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 23
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 7
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06835—Stabilising during pulse modulation or generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
10
15
20
25
30
40
453 034
2
En del av halvledarlaserns utgångsstråle avlänkas av en delvis genom-
skinlig spegel och bringas att interferera med en referenslaser med hög
stabilitet. Svävningsfrekvensen avkännes av en fotodetektor och förstärkes av
en mellanfrekvensförstärkare, matas genom ett filter och en frekvensdiskrimi-
nator för åstadkommande av en felsignal samt förstärkes slutligen av en
basbandsförstärkare med ett filter. Den på detta sätt erhållna signalen
fasvändes och överlagras på matningsströmmen till halvledarlasern och
stabliserar denna genom negativ återkoppling. På detta sätt kan linjebreden,
dvs Frekvensfluktuationerna, reduceras, såsom återges i en artikel benämnd
"Frequency modulation noise and linewidth reduction in a semiconductor laser
by means of negative frequency feedback technique" av S. Saito, N. Nilsson
och Y. Yamamoto, publicerad den 1 januari 1985 i Applied Physics Letters,
årgång 46 (1) av American Institute of Physics.
I en artikel benämnd "Coherent FSK transmitter using a negative feedback
stabilised semiconductor laser" av S. Saito, N. Nilsson och Y. Yamamoto,
publicerad den 16 augusti 1984 i Electronic Letters, vol 20, nr 17 sidorna
703 - 704, beskrivas en FSK-sändare, som använder en halvledarlaser
stabíliserad på ovan beskrivet sätt.
I ovannämnda system är det alternativt möjligt att använda en
fasdetektor istället för en frekvensdiskriminator och återföra fasfelet till
matningsströmmen, varvid sändarlasern faslåses till referenslasern.
I stället för at skapa felsignalen genom jämförelse med signalen från en
referenslaser kan man detektera frekvensavvikelser genom att en del av ljuset
i utgångsstrålen via en delvis genomskinlig spegel får passera en optisk
frekvensdiskriminator (normalt någon form av interferometer med tillhörande
detektor). Den elektriska utsignalen från denna diskriminator är då
proportionell mot avvikelsen mellan laserns svängningsfrekvens och
diskriminatorns mittfrekvens. Genom att på samma sätt som tidigare beskrivits
fasvända denna felsignal och efter förstärkning och lämplig filtrering
återföra den till laserns matningsström låses lasens svängningsfrekvens till
diskriminatorns mittfrekvens.
I denna konfiguration utan referenslaser finns naturligtvis ingen
möjlighet till faslåsning eftersom någon referensfas ej existerar.
Genom den ovan beskrivna tekniken kan lågfrekventa frekvens- och fas-
fluktuationer i laserfrekvensen undertryckas. Emellertid medför ofrånkomliga
fördröjningar i återkopplingsslingan att denna teknik inte kan användas vid
modulationsfrekvenser överstigande omkring några hundra megahertz eller högst
omkring en gigahertz. Fördröjningen i återkopplingsslingan är typiskt i
storleksordningen någon eller några ns.
Det är önskvärt att reducera de kvarstående snabba frekvensfluktua-
10
15
20
25
30
35
40
455 034
3
tionerna hos en halvledarlaser för att möjliggöra felfri signalering vid
bithastigheter över 1 GHz. Metoden enligt föreliggande uppfinning möjliggör
reducering av den i detta sammanhang effektiva linjebredden med en faktor av
100 eller mer.
Sammanfattning av uppfinningen
Uppfinningen avser således en metod för att ytterligare stablisera
utsignalen från en halvledarlasersändare under användning av en fasmodulator.
En på ovanstående sätt med negativ återkoppling stabiliserad halvledarlaser
har en kvarstående högfrekvent fasfluktuation, som inte är större än att den
kan korrigeras med en relativt enkel, praktiskt realiserbar fasmodulator.
Genom att-till halvledarlaserns utgång koppla en fasmodulator som styrs av
den kvarstående högfrekventa felsignalen kan dessa fasfluktuationer
undertryckas. I princip kan fasfluktuationerna undertryckas vid så höga
frekvenser som möjliggöres av vad de ingående komponenterna medger, vilket
med dagens teknik uppgår till omkring 10 GHz eller mer. Noggrannheten i
kompenseringen bör kunna hållas bättre än ca 10% vilket motsvarar en
reducering av laserns linjebredd med en faktor av 100.
Således avser uppfinningen ett förfarande för stabilisering av en halv-
ledarlaser med avseende på dess frekvens eller fas. Förfarandet inbegriper
att lasern har en från början god stabilitet så att fasavvikelserna är så små
att de kan korrigeras med hjälp av en fasmodulator och att lasern fin-
stabíliseras under användning av fasmodulatorn och kompensering av
skillnaderna medelst nämnda fasmodulator.
Den från början goda stabiliteten hos lasern kan åstadkommas på i och
för sig känt sätt genom jämförelse med en högstabil referenskälla och
bildande av en svävningsfrekvens mellan lasern och referenskällan, vilken
svävningsfrekvens diskrimineras för att bilda en felsignal, som återkopplas
via en negativ återkopplingsslinga till laserns matningsström för kompen-
sering med hjälp av laserns frekvensmoduleríngsegenskaper. Finstabiliseríngen
sker genom att felsignalen får påverka fasmodulatorn.
För de fall att man använder sig av en fasdetektor i âterkopplings-
kretsen och alltså faslåser lasern till referenslasern så räcker det att
felsignalen efter lämplig förstärkning och anpassning till fasmodulatorn
påföres denna med sådan polaritet att kompensation erhålles.
För det fall att man använder sig av en frekvensdiskriminator i
återkopplingskretsen och alltså frekvenslåser lasern måste man infoga en
integrator mellan felsignalkällan och fasmodulatorn. Dock bör man då före
integratorn bortfiltrera eventuella kvarstående lågfrekventa komponenter i
felsignalen.
företrädesvis sker grovstabiliseringen genom användning av felsignalens
10
15
20
25
30
35
40
453 034
4
lågfrekvenskomponent och finstabiliseringen sker genom användning av
felsignalen, som därvid är huvudsakligen högfrekvent och har de allra lägsta
frekvenskomponenterna bortfiltrerade.
Finstabiliseringen sker genom framkoppling av felsignalen.
Således åstadkommas ett förfarande för stabilisering av en halvledar-
laser med avseende på dess frekvens eller fas. Uppfinningen omfattar stegen:
att en del av laserns utgångsstråle avlänkas; att den avlänkade strålens
frekvens eller fas bestämmes och att en frekvens- eller fasberoende felsignal
bildas; och att laserns utgångsstråle korrigeras medelst framkoppling av
nämnda felsignal till en fasmodulator anordnad i laserns utgångsstråle efter
avlänkningen.
Lasern kan ha en tillräckligt god stabilitet i sig själv. I annat fall
grovstabiliseras lasern lämpligen medelst negativ återkoppling av nämnda
felsignal till lasern.
Felsígnalen kan bildas på olika sätt exempelvis genom att den avlänkade
strålen bringas att interferera med strålen från en referenslaser och att de
interfererande strålarna avkännes av en frekvensdiskriminator för alsting av
nämnda frekvensberoende felsignal.
Alternativt kan den avlänkade strâlens frekvens avkännas av en inter-
ferometer, såsom en Mach-Zender-interferometer, för bildande av nämnda
frekvensberoende felsignal eller kan den avlänkade strålens fas avkännas med
en fasdetektor, såsom en balanserad optisk blandare, genom jämförelse med en
stråle från en referenslaser för bildande av nämnda fasberoende felsígnal.
Uppfinningen avser också en anordning för stabiliseríng av en halvledar-
laser med avseende på dess frekvens eller fas, varvid lasern har en från
början god stabilitet så att fasavvíkelserna är så små att de kan korrigeras
med hjälp av en fasmodulator. Lasern är försedd med en finstabiliserings-
anordning, vilken innefattar en fasmodulator, varvid en utgångsstråle från
lasern är anordnad att jämföras med en noggrann referenskälla eller direkt
analyseras i en optisk diskriminator för att alstra en felsignal, som används
för kompensering av skillnaderna medelst fasmodulatorn.
Företrädesvis åstadkommas den från början goda stabiliteten medelst en
anordning innefattande en delvis genomskinlig spegel, en diskriminator för
åstadkommande av en felsignal, ett block innefattande en förstärkare för
förstärkning av nämnda felsígnal och matning av denna till lasern för
stabilisering av denna medelst dess frekvensmoduleringsegenskaper. Anordning-
en för att finstabilisera lasern innefattar ett block med en förstärkare för
förstärkning och eventuellt integration och filtrering av nämnda felsignal
och matning av denna till fasmodulatorn.
Enligt en första utföringsform av uppfinningen innefattar anordningen en
10
15
20
25,
30
w
V:
40
453 034
5
första delvis genomskinlig spegel för avlänkning av en del av utgångsstrålen
från lasern, en referenslaser, en andra delvis genomskinlig spegel för
avlänkning av en del av strâlen från nämnda referenslaser för interferering
med den avlänkade delen av utgångsstrålen från lasern, en fotodetektor för
avkänning av svävningsfrekvensen mellan nämnda två strålar, en första
förstärkare och ett filter för förstärkning och Filtrering av signalen från
fotodetektorn, en frekvensdiskriminator för diskriminering av signalen från
förstärkaren och Filtret för avgivning av en felsignal, en andra förstärkare
och ett lâgpassfilter för fortsatt behandling av felsignelen, en summerings-
krets för summering av den behandlande felsignalen och en matningssignal för
lasern, och en tredje förstärkare med en integrator och ett högpassfilter för
behandling av felsignalen och matning av denna till fasmodulatorn.
Enligt en andra utföringsform ersättes referenslasern med tillhörande
anordningar för alstring av och frekvensdiskriminering av svävningsfrekvensen
av en optisk frekvensdiskriminator som exempelvis kan vara en Mach-Zender
interferometer med två fotodioder i balanserad konfiguration.
Enligt en tredje utföringsform kombineras den avlänkade delen av laserns
stràle med strålen från referenslasern i en optisk fasdetektor som kan bestå
av en delvis genomskinlig spegel och två fotodioder i balanserad konfigura-
tion. Detta ersätter anordningen för alstríng av och frekvensdiskríminering
av svävningsfrekvensen enligt den första utföringsformen.
I samtliga utföringsformer är det viktigt att löptiden för det ej av-
länkade ljuset från den delvis genomskinliga spegeln fram till fasmodulatorn
är lika stor som den totala korrektionssignalfördröjningen från samma delvis
genomskinliga spegel genom diskriminatorn etc fram till fasmodulatorn.
Kortfattad beskrivning av ritningerna
Uppfinningen beskrives mer i detalj nedan med hjälp av föredragna
utföringsformer av uppfinningen och under hänvisning till bifogade ritningar.
Därvid är fig 1 ett blockschema över en föredragen anordning enligt före-
liggande uppfinning. Fig 2 är ett mer detaljerat blockschema över anordningen
enligt fig 1. Fig 3 är ett blockschema över en alternativ utföringsform av
uppfinningen. Fig 4 är ett blockschema över en tredje alternativ utförings-
form av uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer
I fig 1 visas en halvledarlaser 1 stabliserad med en negativ åter-
kopplíngsslinga 2 och en framkopplingsslinga (feed forward) 3.
Lasern 1 avger en optisk utgångsstråle 4, som via en delvis genomskinlig
spegel 9 avlänkas till en frekvens- eller fasdiskríminator 5, som eventuellt
innehåller en högstabil referenslaser.
I diskriminatorn bildas en felsignal, som utgör ett mått på laserns 1
10
15
20
25
30
40
453 034 6
frekvens- eller fasfluktuation. Denna signal matas till ett block 6, som kan
innefatta en förstärkare och ett filter, och tillföras sedan till laserns
matningsström såsom en negativ återkoppling. På detta sätt åstadkommas en
negativ återkoppling via en återkopplingsslinga 2, som möjliggör en
reducering av laserns kvarstående fasfluktuationer till under ca en radian.
Den återstående frekvensfluktuationen, som nu närmast kan betecknas som
en fasfluktuation, kompenseras genom framkopplingsslingan 3. Üvannåmnda
signal från diskriminatorn 5 matas till ett block 7, som kan innefatta en
förstärkare, en integrator och ett filter, och tillföres sedan en fas-
modulator 8. Genom lämplig fasning av signalen i förhållande till utgångs-
strålen Q från lasern kan nu de återstående fasfluktuationerna kompenseras i
princip i den utsträckning som de ingående komponenterna medger.
De ovan angivna komponenterna kan realiseras på olika sätt såsom optiska
eller elektroniska komponenter. Detta påverkar emellertid inte uppfinningen.
Nedan kommer olika specifika komponenter att anges men det inses av en
fackman att andra komponenter kan användas för samma ändamål. Vidare är
utvecklingen av dylika komponenter idag mycket kraftig och det utesluts inte
att sådana komponenter kommer att utvecklas som är speciellt lämpade för den
ovan beskrivna tekniken. Även sådana komponenter skall kunna användas när de
blir tillgängliga.
Lasern 1 är således en halvledarlaser av typen singelmodlaser och har
med dagens teknik en linjebredd i storleksordningen 1 - 200 MHz. Diskrimi-
natorn 5 kan innefatta en eller flera fotodetektorer såsom PIN-dioder eller
APD (avalanche photodiode, lavinfotodiod) och kan dessutom innehålla en
referenslaser, såsom en halvledarlaser eller en gaslaser. Utgångssignalen
från dískriminatorn är en elektrisk felsignal bestående av svävningsfrekven-
sen eller fasdífferensen mellan de två lasrarna. Blocket 6 innehåller en
förstärkare och lämpliga filter och avger en elektrisk signal, som överlagras
på halvledarlaserns matningsström i sådan fas att negativ återkoppling
erhålles.
Tidsfördröjningen i den negativa återkopplingsslingan var i utförings-
formen enligt ovannämnda artiklar i storleksordningen 20 ns, vilket medförde
att den negativa återkopplingen var effektiv till ca 10 MHz. Denna tids-
fördröjning torde kunna nedbringas med åtminstone ca 10 gånger genom lämplig
integrering av komponenter samt minskning av de fysiska dimensionerna hos
ledningar etc.
Såsom framgår av den ovan först nämnda publikationen kan slingförstärk-
ningen uppgå till ca 22 - 25 dB och linjebredden kan reduceras till under
eller omkring 1 MHz med denna negativa återkoppling vad avser fluktuationer
under 10 MHz. Slíngförstärkningen bör kunna ökas ytterligare om ett optimerat
10
15
20
25
30
35
-40
453 034
lågpassfilter används i blocket 6.
Blocket 7 i framkopplingsslingan innefattar ett högpassfilter och en
förstärkare, eventuellt med integrator, samt eventuellt en fördröjnings-
korrigerare och avger en elektrisk signal till fasmodulatorn B, som kan vara
en elektrooptisk fasmodulator av känd typ. Fasmodulatorer med drivspänningar
på mindre än 1 V/rad finns idag tillgängliga.
Såväl den negativa återkopplingen som framkopplingen följer vanliga
lagar för dylika återkopplingar och teorier framtagna vid motsvarande
kopplingar inom elektroniken kan användas för stabilitetsberäkningar och
beräkningar av slingförstärkning och filteregenskaper.
Det är givet att fasfluktuationerna inte kan bli bättre än hos den
eventuellt ingående referenslasern. Emellertid drives denna referenslaser
under mycket stabila betingelser och kan uppvisa en mycket ringa avvikelse.
Referenslasern kan vara belägen i en klimatkammare där temperaturen kan
mycket noga kontrolleras och styras inom ett område på exempelvis 0,01°K.
Om stor långtidsnoggrannhet erfordras kan referenskällan utgöras av en
refenslaser stabiliserad till en absolut frekvensstandard, såsom en atomär
eller molekylär absorptionslinje. Sådan stabilisering är känd inom området.
I en praktisk utföringsform används lämpligen en halvledarlaser, som är
stabiliserad med externa speglar och kaviteter enligt känd teknik.
Genom att referenskällan dríves under konstanta betingelser avseende
ström, temperatur mm kan en mycket stor stabilitet erhållas.
I fig Z visas ett mer detaljerat blocksohema över en första utförings-
form av en anordning enligt uppfinningen. Diskriminatorn visas uppdelad i
sina olika beståndsdelar. Diskriminatorn innefattar en högstabil referens-
laser 10, vars utgångsstråle 11 via en halvgenomskinlíg spegel 12 bringas att
ínterferera med den avlänkade delen av utgângsstrålen 4 från halvledarlasern
1. Halvledarlasern matas med en pumpningsström via en kontakt 13. Via en
kontakt 14 tillföres matningsström eventuellt modulerad med en lämplig
signal. Moduleringen kan även alternativt ske i blocket 18. Den via den
negativa återkopplingsslingan 2 tíllförda signalen blandas med matnings-
strömmen i en summeringspunkt 15.
För det fall att man önskar fasmodulera den utgående signalen är det
inget som hindrar att man använder nämnda fasmodulator för att påföra inte
endast felkorrektionssignalen utan även en modulationssignal.
De två interfererande strålarna, som kan ha en frekvensseparation på 500
MHz, matas till en fotodetektor 16, som avger en utgângssígnal som är
svävningsfrekvensen mellan dessa två strålar, dvs en mellanfrekvenssignal på
i detta fall 500 MHz modulerad med frekvensfluktuationerna hos de båda
lasrarna. Denna signal befinner sig exempelvis inom området 500 MHz plus
10
15
20
25
30
4ö
453 034
8
minus 100 MHz. Denna mellanfrekvenssignal förstärkes i en bredbandsmellan-
frekvensförstärkare 17 innefattande lämpliga filter och matas sedan till en
frekvensdiskriminator 18, vars utgångssignal utgör nämnda felsignal, som är
ett mått på frekvensfluktuationerna. Felsignalen matas efter fasvändning via
blocket 6, som innehåller en förstärkare och ett lågpassfilter, till ovan-
nämnda summeringspunkt 15 för modulering av lasern 1.
Samma felsignal matas också till blocket 7, som innehåller ett högpass-
filter, en integrator och en förstärkare och vars utgångssignal är ett mått
på fasfluktuationen. Det är väsentligt att insignalen till integratorn inte
innehåller någon komponent med alltför låg frekvens, vilket skulle kunna
driva integratorn och fasmodulatorn utanför deras funktionsområden. Uver-
föringsfunktionen hos blocket inställes så att fasfluktuationerna kompenseras
så nära som möjligt.
Det är önskvärt att låta lågpassfiltret i blocket 6 begränsa frekvensen
i den negativa återkopplingsslingan så mycket att inte längre löptiderna i
denna slinga får något avgörande inflytande på funktionsegenskaperna och
sedan kompensera för de kvarstående snabba variationerna i framkopplings-
slingan.
Det inses att förstärkaren i blocket 7 bör dímensioneras att upphäva
eventuella olinjäriteter i fasmodulatorn och att förstärkarens överförings-
funktion blir beroende av fasmodulatorns egenskaper.
I fig 3 visas ett mer detaljerat schema över block 5 enligt en andra
utföringsform av uppfinningen. Två halvgenomskinliga speglar 19 och 20
tillsammans med två totalreflekterande speglar 21 och 22 utgör en
Mach-Zander-interferometer. Två ömsesidigt polvända fotodetektorer 23 och 24
avger signaler av motsatt polaritet som adderas i en summeringskrets 25.
Väglängdsskillnaden mellan strålarna 26 och 27 finjusteras så att utsignalen
efter summeringskretsen 25 blir noll då lasern har önskad svängningsfrekvens.
Utsignalen blir sedan proportionell mot laserns avvikelse från denna frekvens
så länge som denna avvikelse är måttlig. Vägskillnaden mellan strålarna 26
och 27 skall därför vara betydligt mindre än ljushastigheten dividerad med ca
4 ggr den största förekommande frekvensavvikelsen. I praktiken kan
vägskillnaden vara någon centimeter.
I fig 4 visas ett mer detaljerat schema över block 5 enligt en tredje
utföringsform av uppfinningen. Strålen 11 från en referenslaser 10 och
strålen 28 från lasern som skall faslåsas sammanlagras och uppdelas i en
halvgenomskinlig spegel 19 och detekteras med de ömsesidigt polvända
detektorerna 29 och 30.
Efter summeringen i kretsen 31 blir utsignalen 32 lika med noll om
fasskillnaden mellan ljuset i strålarna 11 och 28 är 900 och genom den
10
15
20
9 453 034
negativa återkopplíngen låses laserns fas i ett sådant läge. Konfiguratíonen
19, 29, 30 och 31 brukar benämnas balanserad optisk blandare. I detta fall
skall block 7 ej innehålla någon integrator eftersom utsignalen då är
proportíonell mot laserns fasavvikelse och ej dess frekvensavvikelse. Det
blir också svårare att frevensmodulera lasern i denna variant av
uppfinningen.
Ytterligare modifikationer torde vara uppenbara för en fackman.
Det är naturligt att samma referenslaser kan användas för att
stabilisera flera halvledarlasrar.
Metoden enligt upfinningen kan även tillämpas i samband med en gaslaser,
speciellt om man önskar faslåsa två gaslasrar relativt varandra. Uppfinningen
kan även användas för faslåsníng av flera halvledarlasrar relativt varandra
etc.
Härovan har några utföringsformer av uppfinningen beskrivits i
exemplifierande syfte. Uppfinningen begränsas dock inte av de detaljer som
angivits utan modifikationer uppenbara för en fackman som läser denna
beskrivning är avsedda att inrymas inom uppfinningens ram. Uppfinningen
begränsas endast av nedanstående patentkrav.
Claims (11)
1. Förfarande för stabilisering av en halvledarlaser med avseende på dess frekvens eller fas, innefattande att en del av laserns utgångsstråle avlänkas; k ä n n e t e c k n a d av att den avlänkade strålen bringas att interferera med en andra laser- stråle (11, 27) för att bilda en frekvens- eller fasberoende felsignal; och att laserns utgångsstråle korrigeras medelst framkoppling av nämnda felsignal till en fasmodulator anordnad i laserns utgångsstrâle efter avlänkningen.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att att lasern grovstabiliseras medelst negativ återkoppling av nämnda felsignal till lasern.
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att den andra strålen härrör från en referenslaser och att de interfererande strålarna avkännes av en frekvensdiskriminator för alstring av nämnda frekvensberoende felsignal.
4. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att den andra strålen bildas genom en uppdelning av den avlänkade strålen i en Mach-Zender-interferometer, för bildande av nämnda frekvensberoende fel- signal.
5. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att den andra strålen härrör från en referenslaser och att strålarna bringas att interferera i en balanserad optisk blandare för bildande av nämnda fas- beroende felsignal.
6. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av föregående. krav för stabilisering av en halvledarlaser (1) med avseende på dess frekvens eller fas, innefattande en delvis genomskinlig spegel (9) för avlänkning av en del av laserns utgångsstråle; en anordning (7) för framkoppling av en felsignal till en fasmodulator (8) anordnad i laserns utgångsstråle efter den delvis genomskinliga spegeln (9); k ä n n e t e c k n a d av en anordning (5) som bringar den avlänkade strålen att interferera med en andra laserstrâle för att bilda den frekvens- eller fasberoende fel- signalen.
7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av en anordning (6) för negativ återkoppling av felsignalen till lasern (1) för grov- Stabilisering av lasern. B.
Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av 10 15 20 25 30 35 40 453 054 11 en referenslaser (10) för alstring av den andra strålen (11) och en delvis genomskinlig spegel (12) för överlagring och interferering av strålen (11) från referenslasern med den från laserns utgångsstrâle (4) avlänkade strålen; en frekvensdiskriminator (16 ~ 18) för avkänning av de interfererande strålarna och avkänning av en interferensfrekvens och för alstring av nämnda frekvensberoende felsignal.
9. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av en första halvgenomskinlíg spegel (19) anordnad att avlänka hälften av den från laserns utgångsstråle (4) avlänkade strålen för bildande av den andra strålen i en andra bana (27); två helt reflekterande speglar (21, 22) belägna i den andra banan (27) för att bilda en vägskillnad mellan den stråle (26) som passerar i en första bana genom den första halvgenomskinlíga spegeln (19) och den stråle som följer den andra banan (27); en andra halvgenomskinlig spegel (20) för att bringa strålarna från den första och den andra banan att interferera och påverka två fotodetektorer (23, 24) vilka är ömsesidigt polvända; en anordning (25) för att summera utgångssignalerna från nämnda två fotodetektorer för att bilda nämnda frekvensberoende felsignal.
10. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av en referenslaser (10) för alstring av den andra strålen (11) och en delvis genomskinlig spegel (19) för överlagríng och interferering av strålen (11) från referenslasern med den från laserns utgångsstråle (4) avlänkade strålen för bildande av två interfererande strålar; två fotodetektorer (29, 30) för avkänning av de interfererande strålarna, vilka fotodetektorer är ömsesidigt polvända; en summeringsanordning (31) för summering av utgångssignalerna från fotodetektorerna för att bilda en fasberoende felsignal, varvid utgångs- signalen från summeringsanordningen är noll om fasskillnaden mellan strålarna är 9o°.
11. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av en referenslaser (10) för alstring av den andra strålen (11) och en delvis genomskinlig spegel (12) för avlänkning av en del av strålen (11) från nämnda referenslaser för överlagring och interferering med den från laserns utgångsstråle (4) avlänkade strålen; en fotodetektor (16) för avkänning av svävníngsfrekvensen mellan nämnda två strålar (4, 11); en första förstärkare (17) och ett filter för förstärkning och filtrering av signalen från fotodetektorn; 453 054 12 en frekvensdiskriminator (18) för diskriminering av signalen från förstärkaren (17) och filtret för avgivning av nämnda frekvensberoende felsígnal; en andra förstärkare och ett lågpassfilter (6) för Fortsatt behandling 5 av felsignalen; en summeringskrets för summering av den behandlande felsignalen och en matningssignal för lasern; en tredje förstärkare (7) med en integrator och ett högpassfílter (7) För behandling av felsignalen och matning av denna till fasmodulatorn. 10
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8603639A SE453034B (sv) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Forfarande och anordning for stabilisering av en halvledarlaser med avseende pa dess frekvens och/eller fas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8603639A SE453034B (sv) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Forfarande och anordning for stabilisering av en halvledarlaser med avseende pa dess frekvens och/eller fas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8603639D0 SE8603639D0 (sv) | 1986-08-29 |
SE453034B true SE453034B (sv) | 1988-01-04 |
Family
ID=20365430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8603639A SE453034B (sv) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Forfarande och anordning for stabilisering av en halvledarlaser med avseende pa dess frekvens och/eller fas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE453034B (sv) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991006141A1 (en) * | 1989-10-13 | 1991-05-02 | Hans Martin | Apparatus for stabilizing the wavelength of a signal-modulated light beam |
-
1986
- 1986-08-29 SE SE8603639A patent/SE453034B/sv not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991006141A1 (en) * | 1989-10-13 | 1991-05-02 | Hans Martin | Apparatus for stabilizing the wavelength of a signal-modulated light beam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8603639D0 (sv) | 1986-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5323409A (en) | Wavelength stabilization | |
EP0744800B1 (en) | Laser-diode driving circuit | |
US20220146675A1 (en) | Locking a self-homodyne mixed beat frequency to an external frequency in a lidar system | |
US6815988B2 (en) | Differential charge pump | |
Kahn | 1 Gbit/s PSK homodyne transmission system using phase-locked semiconductor lasers | |
GB1559511A (en) | Injection lasers | |
US20040086006A1 (en) | Optical output stabilizing circuit and light transmission module of semiconductor laser | |
US6975175B2 (en) | Charge pump | |
SE453034B (sv) | Forfarande och anordning for stabilisering av en halvledarlaser med avseende pa dess frekvens och/eller fas | |
JP4562142B2 (ja) | 光受信器 | |
US5295161A (en) | Fiber optic amplifier with active elements feedback circuit | |
US6359913B1 (en) | Stabilization of injection locking of CW lasers | |
US4483004A (en) | Laser functional device | |
US5991060A (en) | Automatic power control for a wavelength selective EML module | |
JPS5852890A (ja) | Afc光増幅器 | |
Rosborough et al. | Photonic integration for low size, weight, and power (SWaP) remote gas spectroscopy | |
EP0504974B1 (en) | Electrical supply circuit, in particular for APDs | |
JPS62244185A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
JPH05289138A (ja) | 光位相同期回路および光位相同期受信機 | |
Grote et al. | Automatic beam alignment for the mode-cleaner cavities of GEO 600 | |
JPH0142514B2 (sv) | ||
JP2557658B2 (ja) | 光干渉角速度計 | |
RU2265940C2 (ru) | Устройство управления мощностью излучения лазерного излучателя | |
JPH0541624A (ja) | フアイバ形光増幅器 | |
JP2864814B2 (ja) | 半導体レーザ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 8603639-9 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8603639-9 Format of ref document f/p: F |