WO2017009939A1

WO2017009939A1 - レーザレーダ装置

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Publication number: WO2017009939A1
Application number: PCT/JP2015/070077
Authority: WO
Inventors: 石井　健二; 杉原　隆嗣; 英介原口
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2017-01-19

Abstract

レーザレーダ装置（１）は、レーザ光発生器を有し、異なる波長のレーザ光を発生可能な波長可変光源（２）と、波長可変光源から供給されたレーザ光を空間に放射する光アンテナ（８）と、レーザ光発生器と光アンテナとの間のレーザ光路に配置される光増幅器と、波長可変光源を制御する波長制御装置（１１）と、を備える。波長制御装置は、第１波長の第１レーザ光の発生から第２波長の第２レーザ光の発生に切り替える切替期間において、第２レーザ光とは異なる第３レーザ光を発生させる。

Description

レーザレーダ装置

　本発明は、空間における風速又は風向を遠隔計測するレーザレーダ装置に関する。

　空間にレーザ光を放射し、空間に存在する観測対象の移動に伴う散乱光のドップラーシフトから風速又は風向を算出するレーザレーダ装置が提案されている。レーザレーダ装置は、気象観測、気象予測、及び航空機に係る分野に適用される。

　特許文献１には、走査光軸に沿って送信パルス光を送信し、送信パルス光に基づく受信レーザ光に含まれるドップラー周波数光信号をドップラー周波数電気信号に変換して、ドップラー周波数電気信号を分析するレーザレーダ装置が開示されている。レーザレーダ装置は、レーザ光を発生する基準光源と、レーザ光をパルス化する光変調装置と、空間に強力なレーザ光を放射させるための光増幅器とを有する。一般的に、光増幅器は、光出力パワーを一定にするＡＰＣ（auto　power　control）制御される。

　また、近年では、基準光源として波長可変光源を使用する検討が行われている（例えば非特許文献１参照）。波長可変光源は、レーザ光の波長を離散的に変更可能である。

特許第４７８５４７５号公報

江尻省等、「共鳴散乱ライダーの３周波観測による送信周波数の校正」第３２回レーザセンシングシンポジウム（２０１４年９月５日）

　レーザレーダ装置の基準光源として波長可変光源が使用される場合、波長の切り替え時においてレーザ光の発生が中断されると、ＡＰＣ制御されている光増幅器は過剰な利得で駆動することになる。中断後、光増幅器にレーザ光が再度入力されたとき、光増幅器は過剰に増幅されたレーザ光を出力してしまう。光増幅器から過剰に増幅されたレーザ光が出力されると、光増幅器の後段の素子又は装置が破壊される可能性がある。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基準光源として波長可変光源を使用した場合において、波長の切り替え時において光増幅器が過剰な利得で駆動することを抑制できるレーザレーダ装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光発生器を有し、異なる波長のレーザ光を発生可能な波長可変光源と、波長可変光源から供給されたレーザ光を空間に放射する光アンテナと、レーザ光発生器と光アンテナとの間のレーザ光路に配置される光増幅器と、波長可変光源を制御する波長制御装置と、を備え、波長制御装置は、第１波長の第１レーザ光の発生から第２波長の第２レーザ光の発生に切り替える切替期間において、第２レーザ光とは異なる第３レーザ光を発生させる、ことを特徴とする。

　本発明によれば、基準光源として波長可変光源を使用した場合において、波長の切り替え時において光増幅器が過剰な利得で駆動することを抑制できる、という効果を奏する。

実施の形態１に係るレーザレーダ装置を示す構成図実施の形態１に係る制御装置のハードウエア構成を示す図実施の形態１に係る波長可変光源を示す図実施の形態１に係る波長制御装置を示す機能ブロック図実施の形態１に係るレーザレーダ装置の動作を示すフローチャート実施の形態１に係るレーザレーダ装置の動作を示すタイミングチャート実施の形態２に係る光変調装置を示す図実施の形態２に係る光変調装置の動作を示す図

　以下に、本発明の実施の形態に係るレーザレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係るレーザレーダ装置１を示す構成図である。レーザレーダ装置１は、基準光源から出力された基準レーザ光を光変調してパルスレーザ光を生成し、光アンテナから空間にパルスレーザ光を放射して、空間に存在する観測対象で後方散乱された散乱光を受光して、受光した散乱光と基準光源から供給された基準レーザ光とを光ヘテロダイン検出することにより、散乱光のドップラーシフトから観測対象の移動速度を算出する、コヒーレントドップラーライダ方式のレーザレーダ装置である。基準光源は、出力する基準レーザ光の波長を離散的に変更可能な波長可変光源である。基準レーザ光の波長が変更されることにより、光アンテナの出力角度が変更される。

　図１に示すように、レーザレーダ装置１は、異なる波長の基準レーザ光ＳＬを発生可能な波長可変光源２と、波長可変光源２から供給された基準レーザ光ＳＬを送信レーザ光ＴＬと局部レーザ光ＬＬとに分離する光分離装置３と、光分離装置３を介して波長可変光源２から供給された基準レーザ光ＳＬの一部である送信レーザ光ＴＬを光変調してパルスレーザ光ＰＬを生成する光変調装置４と、光変調装置４から供給されたパルスレーザ光ＰＬを増幅する光増幅器５と、入力されたレーザ光の出力先を切り替える光サーキュレータ６と、異なる波長のレーザ光を合分波するＷＤＭ（wavelength　division　multiplex）フィルタ７と、光増幅器５、光サーキュレータ６、及びＷＤＭフィルタ７を介して光変調装置４から供給されたパルスレーザ光ＰＬを空間に放射する光アンテナ８と、光アンテナ８で受光された空間に存在する観測対象の散乱光ＲＬと波長可変光源２から供給された基準レーザ光ＳＬの一部である局所レーザ光ＬＬとを光ヘテロダイン検出する光ヘテロダイン受信機９と、波長制御装置１１及び信号処理装置１２を含む制御装置１０と、制御装置１０に接続される表示装置１３とを備えている。信号処理装置１２は、光ヘテロダイン受信機９の検出データを処理する。波長制御装置１１は、波長可変光源２を制御する。

　波長可変光源２は、ＩＴＬＡ（integrable　tunable　laser　assembly）を含み、異なる波長のレーザ光を発生可能である。波長可変光源２は、レーザ光として、連続光である基準レーザ光ＳＬを出力する。波長可変光源２は、第１波長λ１の第１基準レーザ光ＳＬ１と、第１波長λ１とは異なる第２波長λ２の第２基準レーザ光ＳＬ２とを出力可能である。波長可変光源２は、第１基準レーザ光ＳＬ１が発生している状態及び第２基準レーザ光ＳＬ２が発生している状態の一方から他方に切り替え可能である。波長可変光源２は、２種類の波長の基準レーザ光ＳＬのみならず、ｍ種類（ｍは３以上の自然数）の波長の基準レーザ光ＳＬを出力可能である。

　波長可変光源２は、決められた単一波長（単一周波数）の基準レーザ光ＳＬを連続発振する。また、波長可変光源２は、異なる複数種類の波長の基準レーザ光ＳＬを同時に連続発振することができる。波長可変光源２は、基準レーザ光ＳＬを定偏光で出力する。波長可変光源２から出力された基準レーザ光ＳＬは、導光路ＯＦ１を介して、光分離装置３に供給される。

　光分離装置３は、光分岐カプラ又は分離光学素子を含み、波長可変光源２から供給された基準レーザ光ＳＬを送信レーザ光ＴＬと局部レーザ光ＬＬとに分離する。送信レーザ光ＴＬ及び局部レーザ光ＬＬはそれぞれ、基準レーザ光ＳＬの一部である。送信レーザ光ＴＬ及び局部レーザ光ＬＬは、基準レーザ光ＳＬと同様、連続光である。送信レーザ光ＴＬ及び局部レーザ光ＬＬの偏光状態は、基準レーザ光ＳＬの偏光状態と同一である。光分離装置３から出力された送信レーザ光ＴＬは、導光路ＯＦ２を介して、光変調装置４に供給される。光分離装置３から出力された局部レーザ光ＬＬは、導光路ＯＦ８を介して、光ヘテロダイン受信機９に供給される。

　光変調装置４は、光分離装置３を介して波長可変光源２から供給された基準レーザ光ＳＬである送信レーザ光ＴＬを光変調してパルスレーザ光ＰＬを生成する。光変調装置４は、光位相変調器と、Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ型のＬＮ変調器又はＥＡ（electro　absorption）変調器のような光強度変調器とを有する。光変調装置４は、送信レーザ光ＴＬにオフセット周波数を付与し、周期的にオン期間及びオフ期間が繰り返されるパルス変調を行う。光変調装置４から出力されたパルスレーザ光ＰＬは、導光路ＯＦ３を介して、光増幅器５に供給される。

　光増幅器５は、波長可変光源２と光アンテナ８との間のレーザ光路に配置される。光増幅器５は、光変調装置４から供給され光アンテナ８に送られるパルスレーザ光ＰＬを増幅する。光増幅器５で増幅されたパルスレーザ光ＰＬは、導光路ＯＦ４を介して、光サーキュレータ６に供給される。

　光サーキュレータ６は、入力される光（パルスレーザ光ＰＬ又は散乱光ＲＬ）に基づいて、出力先の導光路を切り替える。光増幅器５からパルスレーザ光ＰＬが供給された場合、光サーキュレータ６は、パルスレーザ光ＰＬを導光路ＯＦ５に出力する。導光路ＯＦ５に出力されたパルスレーザ光ＰＬは、ＷＤＭフィルタ７及び導光路ＯＦ６を介して、光アンテナ８に供給される。ＷＤＭフィルタ７を介して光アンテナ８から散乱光ＲＬが供給された場合、光サーキュレータ６は、散乱光ＲＬを導光路ＯＦ７に出力する。導光路ＯＦ７に出力された散乱光ＲＬは、光ヘテロダイン受信機９に供給される。

　光アンテナ８は、光分離装置３、光変調装置４、光増幅器５、光サーキュレータ６、及びＷＤＭフィルタ７を介して波長可変光源２から供給されたレーザ光を空間に放射する。光アンテナ８は、光変調装置４で生成されたパルスレーザ光ＰＬを空間に放射する。光アンテナ８は、パルスレーザ光ＰＬのビーム径を拡大して、パルスレーザ光ＰＬを空間に放射する。光アンテナ８から放射されたパルスレーザ光ＰＬが空間に存在するエアロゾルのような観測対象に照射されると、観測対象において散乱光ＲＬが発生する。光アンテナ８は、観測対象にパルスレーザ光ＰＬが照射されることにより発生した観測対象の散乱光ＲＬを受信光として受光する。

　光アンテナ８に受光された散乱光ＲＬは、導光路ＯＦ６、ＷＤＭフィルタ７、及び導光路ＯＦ５を介して、光サーキュレータ６に供給される。光サーキュレータ６は、光アンテナ８から供給された散乱光ＲＬを、導光路ＯＦ７に出力する。導光路ＯＦ７に出力された散乱光ＲＬは、光ヘテロダイン受信機９に供給される。

　光ヘテロダイン受信機９は、光アンテナ８で受光され光サーキュレータ６を介して光アンテナ８から供給された受信光である散乱光ＲＬと、光分離装置３を介して波長可変光源２から供給された局部レーザ光ＬＬとを光ヘテロダイン検出する。光ヘテロダイン受信機９は、局部レーザ光ＬＬと散乱光ＲＬとを光学的に合波して光電変換を行うことによって、局部レーザ光ＬＬと散乱光ＲＬとの差周波数のビート信号を出力する。ビート信号を含む光ヘテロダイン受信機９の検出データは、信号処理装置１２に出力される。

　信号処理装置１２は、光ヘテロダイン受信機９の検出データを処理する。信号処理装置１２による検出データの処理は、光ヘテロダイン受信機９から供給されたビート信号の周波数の分析処理を含む。信号処理装置１２は、光ヘテロダイン受信機９から出力されたビート信号をＡＤ変換（analog　to　digital　conversion）する。信号処理装置１２は、ＡＤ変換されたビート信号に対し逐次的にフーリエ変換及び積算することでパワースペクトルを算出する。また、信号処理装置１２は、ビート信号のパワースペクトルのピーク値から空間中の風の影響による周波数シフト量を算出して、パワースペクトルのピーク値から観測対象の移動速度を算出する。

　表示装置１３は、信号処理装置１２による分析処理の結果を表示する。表示装置１３は、フラットパネルディスプレイのような表示機器を含み、信号処理装置１２の分析処理の結果を表示画面に表示する。

　波長制御装置１１は、波長可変光源２を制御する。波長制御装置１１は、波長可変光源２に制御信号を出力して、波長可変光源２を制御する。

　図２は、波長制御装置１１及び信号処理装置１２を含む制御装置１０のハードウエア構成を示す図である。波長制御装置１１は、ＣＰＵ（central　processing　unit）のようなマイクロプロセッサ及び制御回路を含む演算処理装置１４と、ＲＯＭ（read　only　memory）又はＲＡＭ（random　access　memory）のようなメモリを含む記憶装置１５と、入出力インターフェース装置１６とを有する。波長可変光源２は、信号線Ｋ１を介して、入出力インターフェース装置１６と接続される。波長可変光源２を制御するためのコンピュータプログラムが記憶装置１５に記憶されている。演算処理装置１４は、記憶装置１５に記憶されているコンピュータプログラムに従って、波長可変光源２を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置１６及び信号線Ｋ１を介して、波長可変光源２に出力する。

　信号処理装置１２は、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサ及び制御回路を含む演算処理装置１７と、ＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを含む記憶装置１８と、入出力インターフェース装置１９とを有する。光ヘテロダイン受信機９は、ＡＤ変換器（analog　to　digital　converter）２０及び信号線Ｋ２を介して、入出力インターフェース装置１９と接続される。光ヘテロダイン受信機９から出力されたビート信号を含む検出データは、ＡＤ変換器２０でＡＤ変換された後、信号線Ｋ２を介して、入出力インターフェース装置１９に供給される。光ヘテロダイン受信機９の検出データを処理するためのコンピュータプログラムが記憶装置１８に記憶されている。演算処理装置１７は、記憶装置１８に記憶されているコンピュータプログラムに従って、光ヘテロダイン受信機９の検出データの処理を実施する。また、表示装置１３は、信号線Ｋ３を介して、入出力インターフェース装置１９と接続される。表示装置１３を制御するためのコンピュータプログラムが記憶装置１８に記憶されている。演算処理装置１７は、記憶装置１８に記憶されているコンピュータプログラムに従って、表示装置１３を制御するための表示制御信号を、入出力インターフェース装置１９及び信号線Ｋ３を介して、表示装置１３に出力する。

　また、波長制御装置１１の入出力インターフェース装置１６と、信号処理装置１２の入出力インターフェース装置１９とは、信号線Ｋ４を介して接続される。波長制御装置１１は、信号線Ｋ４を介して、信号処理装置１２に制御信号を供給可能である。

　図３は、波長可変光源２を示す図である。波長可変光源２は、ＩＴＬＡを含む。波長可変光源２は、基準レーザ光ＳＬを発生可能なレーザ光発生器２１を有する。レーザ光発生器２１は、半導体レーザ（ＬＤ：laser　diode）である。レーザ光発生器２１は、電流の供給により基準レーザ光ＳＬを発生する。

　レーザ光発生器２１は、異なる波長の基準レーザ光ＳＬをそれぞれ発生する複数のレーザ光発生器２１を含む。レーザ光発生器２１は、第１波長λ１の第１基準レーザ光ＳＬ１を発生可能な第１レーザ光発生器２１１と、第１波長λ１とは異なる第２波長λ２の第２基準レーザ光ＳＬ２を発生可能な第２レーザ光発生器２１２と、を含む。

　また、レーザ光発生器２１は、第１レーザ光発生器２１１及び第２レーザ光発生器２１２のみならず、第ｍ波長λｍを出力可能な第ｍレーザ光発生器２１ｍを含む。ｍは３以上の自然数である。複数のレーザ光発生器２１は、アレイ状に配置される。

　波長可変光源２は、第１レーザ光発生器２１１及び第２レーザ光発生器２１２を含む複数のレーザ光発生器２１に供給される電流を制御する電流制御回路２２を有する。電流制御回路２２による電流の制御は、レーザ光発生器２１への電流の供給、レーザ光発生器２１に供給される電流量の制御、及びレーザ光発生器２１への電流の供給停止を含む。電流制御回路２２は、ＡＣＣ（auto　current　control)回路であり、複数のレーザ光発生器２１のそれぞれに供給される電流量を調整可能である。

　レーザ光発生器２１は、電流制御回路２２から電流が供給されることにより、基準レーザ光ＳＬを発生する。レーザ光発生器２１は、供給される電流量に応じた光パワーと波長の基準レーザ光ＳＬを発生する。レーザ光発生器２１への電流の供給が停止されることにより、基準レーザ光ＳＬの発生が停止される。

　第１レーザ光発生器２１１に電流が供給されることにより、第１レーザ光発生器２１１は、供給される電流量に応じた光パワーの第１基準レーザ光ＳＬ１を発生する。第１レーザ光発生器２１１への電流の供給が停止されることにより、第１レーザ光発生器２１１による第１基準レーザ光ＳＬ１の発生は停止される。

　第２レーザ光発生器２１２に電流が供給されることにより、第２レーザ光発生器２１２は、供給される電流量に応じた光パワーの第２基準レーザ光ＳＬ２を発生する。第２レーザ光発生器２１２への電流の供給が停止されることにより、第２レーザ光発生器２１２による第２基準レーザ光ＳＬ２の発生は停止される。

　同様に、第ｍレーザ光発生器２１ｍに電流が供給されることにより、第ｍレーザ光発生器２１ｍは、供給される電流量に応じた光パワーの第ｍ基準レーザ光ＳＬｍを発生する。第ｍレーザ光発生器２１ｍへの電流の供給が停止されることにより、第ｍレーザ光発生器２１ｍによる第２基準レーザ光ＳＬｍの発生は停止される。

　電流制御回路２２は、複数のレーザ光発生器２１に同時に電流を供給可能である。例えば、電流制御回路２２は、第１レーザ光発生器２１１への電流の供給と並行して、第２レーザ光発生器２１２に電流を供給することができる。第１レーザ光発生器２１１及び第２レーザ光発生器２１２に同時に電流が供給されることにより、第１基準レーザ光ＳＬ１と第２基準レーザ光ＳＬ２とが同時に発生する。

　電流制御回路２２は、マイクロプロセッサ及び制御回路を含む波長制御装置１１に制御される。波長制御装置１１は、電流制御回路２２を制御するための電流制御信号を電流制御回路２２に出力する。電流制御信号は、演算処理装置１４で生成され、入出力インターフェース装置１６を介して、波長可変光源２の電流制御回路２２に出力される。

　第１波長λ１の第１基準レーザ光ＳＬ１を発生させるとき、波長制御装置１１は、電流制御回路２２を制御して、第１レーザ光発生器２１１に電流を供給する。第２波長λ２の第２基準レーザ光ＳＬ２を出力させるとき、波長制御装置１１は、電流制御回路２２を制御して、第２レーザ光発生器２１２に電流を供給する。同様に、第ｍ波長λｍの第ｍ基準レーザ光ＳＬｍを出力させるとき、波長制御装置１１は、電流制御回路２２を制御して、第ｍレーザ光発生器２１ｍに電流を供給する。

　また、波長可変光源２は、第１レーザ光発生器２１１及び第２レーザ光発生器２１２の一方又は両方で発生した基準レーザ光ＳＬが供給される光増幅器２３を有する。光増幅器２３は、レーザ光発生器２１と光アンテナ８との間のレーザ光路に配置される。複数のレーザ光発生器２１のうち少なくとも一つのレーザ光発生器２１で発生した基準レーザ光ＳＬは、波長可変光源２に設けられた光増幅器２３に供給される。

　波長可変光源２は、複数のレーザ光発生器２１のそれぞれが発生した基準レーザ光ＳＬを集合させる集合光学素子２６を有する。レーザ光発生器２１から出力された基準レーザ光ＳＬは、集合光学素子２６を介して、光増幅器２３に供給される。複数のレーザ光発生器２１から同時に基準レーザ光ＳＬが出力された場合、複数の基準レーザ光ＳＬは、集合光学素子２６で合波された後、光増幅器２３に供給される。

　光増幅器２３は、集合光学素子２６を介してレーザ光発生器２１から供給された基準レーザ光ＳＬを増幅する。光増幅器２３は、増幅した基準レーザ光ＳＬを出力する。光増幅器２３で増幅された基準レーザ光ＳＬは、光変調装置４でパルスレーザ光ＰＬに変換された後、光アンテナ８から放射される。

　また、波長可変光源２は、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを検出する検出装置２４と、光増幅器２３を制御する出力制御回路２５と、を有する。

　検出装置２４は、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを検出する。検出装置２４は、光増幅器２３から基準レーザ光ＳＬが出力されている期間において、光増幅器２３から出力された基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを監視する。検出装置２４の検出信号は、波長制御装置１１に出力される。検出装置２４の検出信号は、入出力インターフェース装置１６を介して、演算処理装置１４及び記憶装置１５に供給される。

　出力制御回路２５は、波長制御装置１１に制御される。出力制御回路２５は、ＡＰＣ（auto　power　control）回路であり、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを一定にするＡＰＣ制御を実施する。波長制御装置１１は、検出装置２４の検出結果に基づいて、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを一定にする定出力制御信号を出力制御回路２５に出力する。定出力制御信号は、演算処理装置１４で生成され、入出力インターフェース装置１６を介して、出力制御回路２５に出力される。

　出力制御回路２５によりＡＰＣ制御が実施されることにより、レーザ光発生器２１から光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光入力パワーが変化しても、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーは一定値に維持される。

　図４は、波長制御装置１１を示す機能ブロック図である。波長制御装置１１は、第１波長λ１の第１レーザ光である第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２波長λ２の第２レーザ光である第２基準レーザ光ＳＬ２の発生に切り替える切替期間において、第２基準レーザ光ＳＬ２とは異なる第３レーザ光である第３基準レーザ光を発生させる。

　図４に示すように、波長制御装置１１は、第１基準レーザ光ＳＬ１の発生を指示する第１レーザ光制御信号Ｃａを出力する第１レーザ光制御部３１と、第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替えを指示する切替制御信号Ｃｂを出力する波長切替制御部３２と、第３基準レーザ光の発生を指示する第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する第３レーザ光制御部３３と、第２基準レーザ光ＳＬ２の発生を指示する第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力する第２レーザ光制御部３４と、を有する。

　また、波長制御装置１１は、第３基準レーザ光の発生の停止を指示する停止制御信号Ｃｅを出力する停止制御部３５と、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを一定にする定出力制御信号Ｃｆを出力制御回路２５に出力する定出力制御部３６と、信号処理装置１２の処理の中断及び光ヘテロダイン受信機９の検出データの破棄を指示する信号処理制御信号Ｃｇを出力する信号処理制御部３７と、を有する。

　波長切替制御部３２は、第１レーザ光発生器２１１から第１波長λ１の第１基準レーザ光ＳＬ１が発生している状態で、第１レーザ光発生器２１１による第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から、第２レーザ光発生器２１２による第２波長λ２の第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替えを指示する切替制御信号Ｃｂを出力する。すなわち、波長切替制御部３２は、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１に電流が供給されている状態で、第１レーザ光発生器２１１への電流の供給から第２レーザ光発生器２１２への電流の供給への切り替えを電流制御回路２２に指示する。

　第３レーザ光制御部３３は、切替制御信号Ｃｂが出力された時点から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了する時点までの切替期間において第３基準レーザ光の発生を指示する第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する。第３レーザ光制御部３３は、切替制御信号Ｃｂの出力後に第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する。第３基準レーザ光は、第２基準レーザ光ＳＬ２とは異なる波長の基準レーザ光ＳＬである。

　第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了することは、第２レーザ光発生器２１２から発生する第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが予め決められた基準パワーに到達することを含む。すなわち、第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了することは、第２レーザ光発生器２１２に供給される電流量が予め決められた基準量に到達することを含む。また、第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了する時点は、第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達し、第３基準レーザ光及び第１基準レーザ光ＳＬ１の発生が停止された後の時点である。

　第３レーザ光制御部３３は、切替制御信号Ｃｂが出力された時点から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了する時点までの切替期間において、第２基準レーザ光ＳＬ２とは異なる波長の第３基準レーザ光を、第２レーザ光発生器２１２とは異なるレーザ光発生器２１から発生させるための第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する。すなわち、第３レーザ光制御部３３は、第２レーザ光発生器２１２とは異なるレーザ光発生器２１への電流の供給を電流制御回路２２に指示する。

　第２レーザ光制御部３４は、切替制御信号Ｃｂの出力後に第２基準レーザ光ＳＬ２の発生を指示する第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力する。すなわち、第２レーザ光制御部３４は、切替期間において第２レーザ光発生器２１２への電流の供給を電流制御回路２２に指示する。第２レーザ光制御部３４は、第３レーザ光制御信号Ｃｃの出力後に第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力する。

　停止制御部３５は、第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達後の時点において第３基準レーザ光の発生の停止を指示する停止制御信号Ｃｅを出力する。停止制御部３５は、第３基準レーザ光を発生していたレーザ光発生器２１への電流の供給停止を電流制御回路２２に指示する。

　定出力制御部３６は、検出装置２４の検出結果に基づいて、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを一定にする定出力制御信号Ｃｆを出力制御回路２５に出力する。

　信号処理制御部３７は、切替期間において、信号処理装置１２にて処理の中断及び検出データの破棄を行うために用いる制御信号として、波長可変光源２が波長遷移中であることを示す信号処理制御信号Ｃｇを信号処理装置１２に出力する。信号処理制御信号Ｃｇは、信号線Ｋ４を介して、信号処理装置１２に出力される。

　波長制御装置１１の演算処理装置１４により、第１レーザ光制御部３１、波長切替制御部３２、第３レーザ光制御部３３、第２レーザ光制御部３４、停止制御部３５、定出力制御部３６、及び信号処理制御部３７の各機能が実施される。波長制御装置１１から電流制御回路２２に供給される電流制御信号は、第１レーザ光制御信号Ｃａ、切替制御信号Ｃｂ、第３レーザ光制御信号Ｃｃ、第２レーザ光制御信号Ｃｄ、及び停止制御信号Ｃｅを含む。第１レーザ光制御部３１、波長切替制御部３２、第３レーザ光制御部３３、第２レーザ光制御部３４、及び停止制御部３５を含む波長制御装置１１は、電流制御回路２２を制御して、第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替え制御を実施する。

　次に、レーザレーダ装置１の動作について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、レーザレーダ装置１の動作を示すフローチャートである。図６は、レーザレーダ装置１の動作を示すタイミングチャートである。図６に示すタイミングチャートにおいて、横軸は時間である。第１の縦軸は、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１に供給される電流量を示す。第２の縦軸は、電流制御回路２２から第２レーザ光発生器２１２に供給される電流量を示す。第３の縦軸は、レーザ光発生器２１から光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光入力パワーを示す。第４の縦軸は、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを示す。

　レーザ光発生器２１に供給される電流量と、電流が供給されたレーザ光発生器２１から出力される基準レーザ光ＳＬの光パワーとは１対１に対応する。第１の縦軸によって示される、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１に供給される電流量は、第１レーザ光発生器２１１から発生する第１基準レーザ光ＳＬ１の光パワーと等価である。第２の縦軸によって示される、電流制御回路２２から第２レーザ光発生器２１２に供給される電流量は、第２レーザ光発生器２１２から発生する第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーと等価である。

　第１レーザ光発生器２１１から第１レーザ光ＳＬ１を発生させるために、第１レーザ光制御部３１は、波長可変光源２の電流制御回路２２に第１レーザ光制御信号Ｃａを出力する（ステップＳＰ１）。第１レーザ光制御部３１から電流制御回路２２に第１レーザ光制御信号Ｃａが出力されることにより、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１に一定の電流量で電流が供給され、第１レーザ光発生器２１１から第１基準レーザ光ＳＬ１が発生する。第１レーザ光発生器２１１から第１基準レーザ光ＳＬ１が発生している状態において、第２レーザ光発生器２１２から第１基準レーザ光ＳＬ２は発生しない。また、第１レーザ光発生器２１１から第１基準レーザ光ＳＬ１が発生している状態においては、第２レーザ光発生器２１２のみならず、他のレーザ光発生器２１からも基準レーザ光ＳＬは発生しない。

　第１レーザ光発生器２１１から出力された第１基準レーザ光ＳＬ１は、集合光学素子２６を介して、光増幅器２３に入力される。光増幅器２３は、第１基準レーザ光ＳＬ１を増幅する。光増幅器２３により増幅された第１基準レーザ光ＳＬ１は、波長可変光源２から出力される。

　波長制御装置１１は、一定の光パワーで第１波長λ１の第１基準レーザ光ＳＬ１を出力させるために、第１基準レーザ光ＳＬ１の出力をロックするロック制御を実施する。第１基準レーザ光ＳＬ１のロック制御は、第１レーザ光発生器２１１に供給する電流量のロック及び基準レーザ光ＳＬの波長のロックを含む。

　波長可変光源２から出力された第１基準レーザ光ＳＬ１は、光分離装置３で送信レーザ光ＴＬと局部レーザ光ＬＬとに分離される。光分離装置３は、第１基準レーザ光ＳＬ１の偏光状態を維持したまま、第１基準レーザ光ＳＬ１を送信レーザ光ＴＬと局部レーザ光ＬＬとに分離する。送信レーザ光ＴＬは、光変調装置４に供給される。局部レーザ光ＬＬは、光ヘテロダイン受信機９に供給される。

　光変調装置４は、光分離装置３からの送信レーザ光ＴＬにオフセット周波数を付与し、かつ、周期的にオン期間及びオフ期間が繰り返されるパルス変調を行うことによって、パルスレーザ光ＰＬを生成する。なお、代表的なレーザレーダ装置では、オフセット周波数として数１０［ＭＨｚ］以上数１００［ＭＨｚ］以下、強度変調のパルス幅として数１００［ｎｓｅｃ．］以上１［μｓｅｃ．］以下が用いられる。

　光変調装置４から出力されたパルスレーザ光ＰＬは、光増幅器５に供給される。光増幅器５は、光変調装置４から供給されたパルスレーザ光ＰＬを増幅する。光増幅器２３と同様、光増幅器５は、ＡＰＣ（auto　power　control）制御される。ＡＰＣ制御された光増幅器５は、出力するパルスレーザ光ＰＬの光パワーを一定値に維持する。

　光増幅器５で増幅されたパルスレーザ光ＰＬは、光サーキュレータ６及びＷＤＭフィルタ７を介して、光アンテナ８に供給される。光アンテナ８は、光増幅器５から供給されたパルスレーザ光ＰＬのビーム径を拡大して、パルスレーザ光ＰＬを空間に放射する。

　光アンテナ８から空間に放射されたパルスレーザ光ＰＬは、空間に存在するエアロゾルのような観測対象により後方散乱される。観測対象により後方散乱された散乱光ＲＬは、空間の観測対象の移動速度に基づくドップラーシフトを受ける。ドップラーシフトされた散乱光ＲＬは、光アンテナ８に入射する。光アンテナ８は、散乱光ＲＬを受信レーザ光として受光する。

　光アンテナ８に受光された散乱光ＲＬは、ＷＤＭフィルタ７及び光サーキュレータ６を介して光ヘテロダイン受信機９に供給される。光ヘテロダイン受信機９は、光アンテナ８から供給された散乱光ＲＬと光分離装置３を介して波長可変光源２から供給された局部レーザ光ＬＬとを光ヘテロダイン検出し、散乱光ＲＬと局部レーザ光ＬＬとの差周波数のビート信号を出力する。光ヘテロダイン受信機９は、ビート信号を含む検出データを信号処理装置１２に出力する。信号処理装置１２は、光ヘテロダイン受信機９の検出データを処理して、観測対象の移動速度を算出する。観測対象の移動速度の算出により、空間の風速又は風向が導出される。表示装置１３は、信号処理装置１２の処理の結果を表示する。

　波長制御装置１１は、波長可変光源２から第１波長λ１の第１基準レーザ光ＳＬ１が出力されている状態から第２波長λ２の第２基準レーザ光ＳＬ２が出力される状態への切り替え制御を実施する。切り替え制御において、波長切替制御部３２は、第１レーザ光発生器２１１から第１基準レーザ光ＳＬ１が発生している状態で、第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替えを指示する切替制御信号Ｃｂを出力する。図６に示すように、波長切替制御部３２は、第１時点Ｔ１において切替制御信号Ｃｂを出力する（ステップＳＰ２）。

　切替制御信号Ｃｂの出力は、第１基準レーザ光ＳＬ１のロック制御の解除を含む。波長切替制御部３２から切替制御信号Ｃｂが出力されることにより、第１基準レーザ光ＳＬ１のロック制御が解除される。

　また、信号処理制御部３７は、切替制御信号Ｃｂが出力された第１時点Ｔ１において信号処理制御信号Ｃｇを出力する（ステップＳＰ３）。信号処理制御部３７から出力された信号処理制御信号Ｃｇは、信号処理装置１２に供給される。信号処理制御信号Ｃｇは、信号処理装置１２の処理の中断及び光ヘテロダイン受信機９からの検出データの破棄を指示する信号である。信号処理装置１２は、受信した信号処理制御信号Ｃｇに基づいて、信号処理装置１２の処理の中断及び検出データの破棄を実施する。

　第１時点Ｔ１において波長切替制御部３２から切替制御信号Ｃｂが出力された後、第３レーザ光制御部３３は、第３基準レーザ光の出力を指示する第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する。第３レーザ光制御部３３は、切替制御信号Ｃｂが出力された第１時点Ｔ１の後の第２時点Ｔ２において第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する。（ステップＳＰ４）。

　第３基準レーザ光は、第２基準レーザ光ＳＬ２とは別の波長の基準レーザ光ＳＬである。第３基準レーザ光は、切り替え制御の開始前に発生していた第１基準レーザ光ＳＬ１でもよいし、第１基準レーザ光ＳＬ１及び第２基準レーザ光ＳＬ２とは別の波長の基準レーザ光ＳＬでもよい。本実施の形態では、第３基準レーザ光は、第１基準レーザ光ＳＬ１を含む。すなわち、第３基準レーザ光として、切り替え制御の開始前から発生していた第１基準レーザ光ＳＬ１が使用される。図６に示すように、切替制御信号Ｃｂの出力後、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１への電流の供給が継続され、第１レーザ光発生器２１１からの第１基準レーザ光ＳＬ１の発生が継続される。第３レーザ光制御部３３は、第１基準レーザ光ＳＬ１を第３基準レーザ光として使用するために、切替制御信号Ｃｂが出力された後においても、第１基準レーザ光ＳＬ１の出力を継続させるための第３レーザ光制御信号Ｃｃを電流制御回路２２に出力する。第３レーザ光制御信号Ｃｃが供給された電流制御回路２２は、第１レーザ光発生器２１１に一定の電流量を供給し続ける。

　第２時点Ｔ２において第３レーザ光制御部３３から第３レーザ光制御信号Ｃｃが出力された後、第２レーザ光制御部３４は、第２基準レーザ光ＳＬ２の出力を指示する第２レーザ光制御信号Ｃｄを電流制御回路２２に出力する。第２レーザ光制御部３４は、第３レーザ光制御信号Ｃｃが出力された第２時点Ｔ２の後の第３時点Ｔ３において第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力する（ステップＳＰ５）。

　図６に示すように、第３時点Ｔ３において第２レーザ光制御信号Ｃｄが出力されることにより、電流制御回路２２から第２レーザ光発生器２１２に供給される電流量が徐々に増大する。電流制御回路２２から第２レーザ光発生器２１２に供給される電流量が徐々に増大することにより、第２レーザ光発生器２１２から発生する第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーは徐々に増大する。

　第２レーザ光制御部３４は、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１に電流が供給され、第１レーザ光発生器２１１から第１基準レーザ光ＳＬ１（第３基準レーザ光）が発生している状態で、第２基準レーザ光ＳＬ２の発生を指示する第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力する。第２レーザ光制御信号Ｃｄが出力されることにより、波長制御装置１１は、第１レーザ光発生器２１１からの第１基準レーザ光ＳＬ１（第３基準レーザ光）の発生と並行して、第２レーザ光発生器２１２から第２基準レーザ光ＳＬ２を発生させる。第２レーザ光制御部３４は、第３時点Ｔ３において第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力することにより、第３基準レーザ光の発生と並行して、第２基準レーザ光ＳＬ２を発生させる。

　第３時点Ｔ３において第２レーザ光制御部３４から第２レーザ光制御信号Ｃｄが出力された後、停止制御部３５は、第３基準レーザ光である第１基準レーザ光ＳＬ１の発生の停止を指示する停止制御信号Ｃｅを電流制御回路２２に出力する。停止制御部３５は、第３時点Ｔ３の後の第４時点Ｔ４において停止制御信号Ｃｅを出力する（ステップＳＰ６）。

　図６に示すように、第３時点Ｔ３と第４時点Ｔ４との間において、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１への電流の供給と並行して、電流制御回路２２から第２レーザ光発生器２１２への電流の供給が行われる。すなわち、第３時点Ｔ３と第４時点Ｔ４との間において、第３基準レーザ光である第１基準レーザ光ＳＬ１の発生と並行して、第２基準レーザ光ＳＬ２が発生する。

　図６に示すように、第４時点Ｔ４において停止制御信号Ｃｅが出力されることにより、電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１に供給される電流量が徐々に低下する。電流制御回路２２から第１レーザ光発生器２１１に供給される電流量が徐々に低下することにより、第１レーザ光発生器２１１から発生する第１基準レーザ光ＳＬ１の光パワーは徐々に減少する。

　第４時点Ｔ４は、電流制御回路２２から第２レーザ光発信器２１２に供給される電流量が基準量に到達した時点Ｔｒよりも後の時点である。時点Ｔｒにおいて、第２レーザ光発信器２１２から出力される第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーは、予め決められている基準パワーに到達する。第４時点Ｔ４は、第２レーザ光発生器２１２から発生する第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達後の時点である。

　第３レーザ光制御部３３は、少なくとも、切替制御信号Ｃｂが出力された第１時点Ｔ１から基準パワー以上の第２基準レーザ光ＳＬ２が出力される時点Ｔｒまでの期間において第３基準レーザ光を発生させるための第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する。本実施の形態では、第３レーザ光制御部３３は、切替制御信号Ｃｂが出力された第１時点Ｔ１から、第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達後の第４時点Ｔ４までの期間において第３基準レーザ光を発生させるための第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する。

　また、停止制御部３５は、第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達後の第４時点Ｔ４において第３基準レーザ光の発生の停止を指示する停止制御信号Ｃｅを出力する。

　第２基準レーザ光ＳＬ２が基準パワー以上の光パワーで出力され、第４時点Ｔ４において停止制御部３５から停止制御信号Ｃｅが出力された後、波長制御装置１１は、一定の光パワーで第２波長λ２の第２基準レーザ光ＳＬ２を出力させるために、第４時点Ｔ４の後の第５時点Ｔ５において第２基準レーザ光ＳＬ２の出力をロックするロック制御を実施する（ステップＳＰ７）。第２基準レーザ光ＳＬ２のロック制御は、第２レーザ光発生器２１２に供給する電流量のロック及び基準レーザ光ＳＬの波長のロックを含む。

　第５時点Ｔ５は、第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達し、第１基準レーザ光ＳＬ１（第３基準レーザ光）の発生が停止された後の時点である。第５時点Ｔ５においては、第３基準レーザ光である第１基準レーザ光ＳＬ１の出力が停止され、第２基準レーザ光ＳＬ２が出力される。第５時点Ｔ５は、第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了する時点であり、第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替え制御が完了する時点である。切替制御信号Ｃｂが出力された第１時点Ｔ１から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了する第５時点Ｔ５までの期間が、切り替え制御が実施される切替期間である。

　信号処理制御部３７から出力された信号処理制御信号Ｃｇにより、第１時点Ｔ１から第５時点Ｔ５までの切替期間において、信号処理装置１２の処理の中断及び検出データの破棄が実施されている。信号処理制御部３７は、第５時点Ｔ５において信号処理制御信号Ｃｇの出力を停止する（ステップＳＰ８）。信号処理制御信号Ｃｇの出力が停止又は信号処理制御信号Ｃｇが解除されることにより、信号処理装置１２の処理が再開される。また、信号処理装置１２は、光ヘテロダイン受信機９から供給された検出データを保持する。

　以上により、第１基準レーザ光ＳＬ１が発生している状態から第２基準レーザ光ＳＬ２が発生する状態へ切り替える切り替え制御が終了する。

　図６に示すように、第１時点Ｔ１において切替制御信号Ｃｂが出力されることにより切替期間が開始され、第１時点Ｔ１から第３レーザ光制御信号Ｃｃが出力される第２時点Ｔ２及び第２レーザ光制御信号Ｃｄが出力される第３時点Ｔ３を経て停止制御信号Ｃｅが出力される第４時点Ｔ４までの期間において、第１基準レーザ光ＳＬ１（第３基準レーザ光）が発生し続ける。切替期間が開始された第１時点Ｔ１の後の第３時点Ｔ３において第２レーザ光制御信号Ｃｄが出力されて第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が開始される。第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が開始され第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達した時点Ｔｒの後の第４時点Ｔ４において停止制御信号Ｃｅが出力されることにより第１基準レーザ光ＳＬ１（第３基準レーザ光）の発生が停止する。第２レーザ光制御部３４及び第３レーザ光制御部３３は、切替期間において第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーと第１基準レーザ光ＳＬ１（第３基準レーザ光）の光パワーとの和、すなわち、光増幅器２３に入力される光入力パワーを予め決められた基準値以上にする。第３時点Ｔ３と第４時点Ｔ４との間においては、第１レーザ光発生器２１１からの第１基準レーザ光ＳＬ１の発生と並行して第２レーザ光発生器２１２から第２基準レーザ光ＳＬ２が発生する。第３時点Ｔ３と第４時点Ｔ４との間の期間において光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光入力パワーは、第１時点Ｔ１と第３時点Ｔ３との間の期間において光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光入力パワー及び第４時点Ｔ４と第５時点Ｔ５との間の期間において光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光パワーよりも大きい。光増幅器２３はＡＰＣ制御されるため、光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光入力パワーが変化しても、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーは一定値に維持される。

　以上のように、実施の形態１によれば、波長制御装置１１は、第１波長λ１の第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２波長λ２の第２基準レーザ光ＳＬ２の発生に切り替える切替期間において、第２基準レーザ光ＳＬ２とは異なる第３基準レーザ光を発生させる。そのため、切替期間において、基準レーザ光ＳＬの発生が中断されることが抑制される。切替期間において基準レーザ光ＳＬの発生の中断が抑制されることにより、レーザ光発生器２１と光アンテナ８との間のレーザ光路に配置されレーザ光発生器２１から光アンテナ８に供給されるレーザ光を増幅する光増幅器２３及び光増幅器５が過剰な利得で駆動することが抑制される。そのため、光増幅器２３及び光増幅器５から過剰に増幅されたレーザ光（基準レーザ光ＳＬ又はパルスレーザ光ＰＬ）が出力されることが抑制される。したがって、光増幅器２３及び光増幅器５の後段の素子又は装置の破壊が抑制され、レーザレーダ装置１は、安定したレーザ光出力を実現できる。

　また、光増幅器２３及び光増幅器５はＡＰＣ制御される。そのため、光増幅器２３及び光増幅器５から出力されるレーザ光の光出力パワーは一定値に維持される。

　また、波長制御装置１１は、切替期間の少なくとも一部において、第３基準レーザ光の発生と並行して、第２基準レーザ光ＳＬ２を発生させるので、第３基準レーザ光と第２基準レーザ光ＳＬ２との切り替えにおいて基準レーザ光ＳＬの発生が中断されることが抑制される。

　また、波長制御装置１１は、第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替えを指示する切替制御信号Ｃｂを出力する波長切替制御部３２と、切替制御信号Ｃｂの出力後に第２基準レーザ光ＳＬ２の発生を指示する第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力する第２レーザ光制御部３４と、切替制御信号Ｃｂが出力された第１時点Ｔ１から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了する第５時点Ｔ５までの切替期間において第３基準レーザ光の発生を指示する第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力する第３レーザ光制御部３３と、を有する。したがって、切替期間においては、第３基準レーザ光及び第２基準レーザ光ＳＬ２の少なくとも一方が発生する。そのため、切替期間において、基準レーザ光ＳＬの発生が中断されることが抑制される。

　また、第３基準レーザ光として、切替制御信号Ｃｂの出力後も発生が継続される第１基準レーザ光ＳＬ１が使用されるので、切替制御信号Ｃｂが出力される第１時点Ｔ１の前後において基準レーザ光ＳＬの発生が中断されることが抑制される。

　また、第２レーザ光制御部３４及び第３レーザ光制御部３３は、切替期間において第３基準レーザ光の光パワーと第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーの和である光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光入力パワーを予め決められた基準値以上にする。切替期間において光増幅器２３に基準値以上の光入力パワーで基準レーザ光ＳＬが入力し続けるので、光増幅器２３の利得の増大が抑制される。

　また、第３レーザ光制御部３３は、切替制御信号Ｃｂの出力後の第２時点Ｔ２に第３レーザ光制御信号Ｃｃを出力し、第２レーザ光制御部３４は、第３レーザ光制御信号Ｃｃの出力後の第３時点Ｔ３に第２レーザ光制御信号Ｃｄを出力し、停止制御部３５は、第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが基準パワーに到達後の第４時点Ｔ４において第３基準レーザ光の発生の停止を指示する停止制御信号Ｃｅを出力する。これにより、切替期間において基準レーザ光ＳＬの発生の中断が抑制される。また、第２基準レーザ光ＳＬ２の光パワーが安定した後、第３基準レーザ光の発生が停止される。

　また、レーザ光発生器２１は、電流の供給により基準レーザ光ＳＬを発生する半導体レーザを含み、第１基準レーザ光ＳＬ１を発生可能な第１レーザ光発生器２１１と、第２基準レーザ光ＳＬ２を発生可能な第２レーザ光発生器２１２と、を含む。波長制御装置１１は、第１レーザ光発生器２１１及び第２レーザ光発生器２１２に供給される電流を制御する電流制御回路２２を制御することにより、第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替え制御を円滑に実施することができる。

　また、第１レーザ光発生器２１１及び第２レーザ光発生器２１２の一方又は両方で発生した基準レーザ光ＳＬは、波長可変光源２に設けられた光増幅器２３に供給される。レーザレーダ装置１は、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを検出する検出装置２４と、光増幅器２３を制御する出力制御回路２５と、を有する。波長制御装置１１は、検出装置２４の検出結果に基づいて、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを一定にする定出力制御信号Ｃｆを出力制御回路２５に出力する定出力制御部３６を有する。光増幅器２３が検出装置２４の検出結果に基づいてＡＰＣ制御されるので、光増幅器２３に入力される基準レーザ光ＳＬの光入力パワーが変動しても、光増幅器２３から出力される基準レーザ光ＳＬの光出力パワーを一定値に維持することができる。

　また、波長制御装置１１は、切替期間において、信号処理装置１２の処理の中断及び検出データの破棄を指示する信号処理制御信号Ｃｇを信号処理装置１２に出力する。切替期間においては、２種類の波長の基準レーザ光ＳＬが出力されるため、光ヘテロダイン検出の検出データは不安定になる。不安定な検出データに基づく信号処理装置１２による分析処理の精度は低下する可能性がある。切替期間においては、信号処理装置１２の処理の中断及び検出データの破棄が実施されることにより、信頼性を有する分析処理の結果が提供される。

実施の形態２．
　図７は、実施の形態２に係る光変調装置４Ｂを示す図である。図８は、実施の形態２に係る光変調装置４Ｂの動作を示す図であって、光変調装置４Ｂから出力されたパルスレーザ光ＰＬの光パワーを示す図である。

　実施の形態１の光変調装置４では、光強度変調器として、Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ型のＬＮ変調器又はＥＡ（electro　absorption）変調器のような光強度変調器を用いた。実施の形態２の光変調装置４Ｂでは、光強度変調器として変調用光増幅器４１を用いる。変調用光増幅器４１は、例えばＳＯＡ（semiconductor　optical　amplifier）である。

　図７に示すように、光変調装置４Ｂは、光分離装置３を介して波長可変光源２から供給された基準レーザ光ＳＬである送信レーザ光ＴＬを位相変調する光位相変調器４０と、光位相変調器４０により位相変調された送信レーザ光ＴＬが供給され、パルス変調駆動信号の入力により光位相変調器４０から供給された送信レーザ光ＴＬをパルス変調してパルスレーザ光ＰＬを生成する変調用光増幅器４１と、を有する。切替制御信号Ｃｂが出力された第１時点Ｔ１から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生が完了する第５時点Ｔ５までの切替期間において、変調用光増幅器４１へのパルス変調駆動信号の入力が維持される。

　光位相変調器４０に鋸刃駆動信号が入力される。光位相変調器４０は、入力された鋸刃駆動信号に従って、送信レーザ光ＴＬの位相変調を行い送信レーザ光ＴＬにオフセット周波数を付与する。光位相変調器４０により位相変調された送信レーザ光ＴＬは、導光路ＯＦ９を介して、変調用光増幅器４１に供給される。

　変調用光増幅器４１にパルス変調駆動信号が入力される。変調用光増幅器４１は、入力されたパルス変調駆動信号に従って、光位相変調器４０からの送信レーザ光ＴＬのパルス変調を行い、パルスレーザ光ＰＬを生成する。

　波長可変光源２における第１基準レーザ光ＳＬ１の発生から第２基準レーザ光ＳＬ２の発生への切り替え制御のために、波長切替制御部３２から切替制御信号Ｃｂが出力される。波長切替制御部３２から切替制御信号Ｃｂが出力され、切替期間が開始されても、変調用光増幅器４１へのパルス変調駆動信号の入力は維持される。

　切替期間においても、変調用光増幅器４１へのパルス変調駆動信号の入力が維持され、変調用光増幅器４１が駆動されることにより、波長可変光源２からの基準レーザ光ＳＬの出力が停止されても、光変調装置４Ｂの後段に配置されている光増幅器５へのパルスレーザ光ＰＬの供給の中断が抑制される。すなわち、波長可変光源２からの基準レーザ光ＳＬの供給が途切れても、変調用光増幅器４１から自然放出光（spontaneous　emission）が出力される。図８に示すように、変調用光増幅器４１から出力される自然放出光は、パルスレーザ光ＰＬとなる。そのため、波長可変光源２からの基準レーザ光ＳＬの出力が消失しても、光変調装置４Ｂの変調用光増幅器４１から自然放出光が出力されることにより、光増幅器５へのパルスレーザ光ＰＬの供給の中断が抑制される。切替期間において光増幅器５へのパルスレーザ光ＰＬの供給の中断が抑制されることにより、レーザ光発生器２１と光アンテナ８との間のレーザ光路に配置されレーザ光発生器２１から光アンテナ８に供給されるレーザ光を増幅する光増幅器５が過剰な利得で駆動することが抑制される。したがって、光増幅器５の後段の素子又は装置の破壊が抑制される。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　レーザレーダ装置、２　波長可変光源、３　光分離装置、４　光変調装置、５　光増幅器、６　光サーキュレータ、７　ＷＤＭフィルタ、８　光アンテナ、９　光ヘテロダイン受信機、１０　制御装置、１１　波長制御装置、１２　信号処理装置、１３　表示装置、１４　演算処理装置、１５　記憶装置、１６　入出力インターフェース装置、１７　演算処理装置、１８　記憶装置、１９　入出力インターフェース装置、２０　ＡＤ変換器、２１　レーザ光発生器、２２　電流制御回路、２３　光増幅器、２４　検出装置、２５　出力制御回路、２６　集合光学素子、３１　第１レーザ光制御部、３２　波長切替制御部、３３　第３レーザ光制御部、３４　第２レーザ光制御部、３５　停止制御部、３６　定出力制御部、３７　信号処理制御部、４０　光位相変調器、４１　変調用光増幅器、２１１　第１レーザ光発生器、２１２　第２レーザ光発生器、Ｃａ　第１レーザ光制御信号、Ｃｂ　切替制御信号、Ｃｃ　第３レーザ光制御信号、Ｃｄ　第２レーザ光制御信号、Ｃｅ　停止制御信号、Ｃｆ　定出力制御信号、Ｃｇ　信号処理制御信号、Ｋ１、Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４　信号線、ＬＬ　局部レーザ光、ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４，ＯＦ５，ＯＦ６，ＯＦ７，ＯＦ８，ＯＦ９　導光路、ＰＬ　パルスレーザ光、ＲＬ　散乱光、ＳＬ　基準レーザ光、ＴＬ　送信レーザ光。

Claims

　レーザ光発生器を有し、異なる波長のレーザ光を発生可能な波長可変光源と、
　前記波長可変光源から供給されたレーザ光を空間に放射する光アンテナと、
　前記レーザ光発生器と前記光アンテナとの間のレーザ光路に配置される光増幅器と、
　前記波長可変光源を制御する波長制御装置と、を備え、
　前記波長制御装置は、第１波長の第１レーザ光の発生から第２波長の第２レーザ光の発生に切り替える切替期間において、前記第２レーザ光とは異なる第３レーザ光を発生させる、
ことを特徴とするレーザレーダ装置。
　前記波長制御装置は、前記第３レーザ光の発生と並行して、前記第２レーザ光を発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザレーダ装置。
　前記波長制御装置は、前記第１レーザ光の発生から前記第２レーザ光の発生への切り替えを指示する切替制御信号を出力する波長切替制御部と、
　前記切替制御信号の出力後に前記第２レーザ光の発生を指示する第２レーザ光制御信号を出力する第２レーザ光制御部と、
　前記第３レーザ光の発生を指示する第３レーザ光制御信号を出力する第３レーザ光制御部と、を有し、
　前記切替期間は、前記切替制御信号が出力された時点から前記第２レーザ光の発生が完了する時点までの期間であり、
　前記第３レーザ光制御部は、前記切替期間において前記第３レーザ光制御信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザレーダ装置。
　前記第３レーザ光は、前記第１レーザ光を含み、
　前記切替制御信号の出力後、前記第１レーザ光の発生が継続される、
ことを特徴とする請求項３に記載のレーザレーダ装置。
　前記第２レーザ光制御部及び前記第３レーザ光制御部は、前記切替期間において前記第２レーザ光の光パワーと前記第３レーザ光の光パワーとの和を予め決められた基準値以上にする、
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のレーザレーダ装置。
　前記第３レーザ光制御部は、前記切替制御信号の出力後に前記第３レーザ光制御信号を出力し、
　前記第２レーザ光制御部は、前記第３レーザ光制御信号の出力後に前記第２レーザ光制御信号を出力し、
　前記波長制御装置は、前記第２レーザ光の光パワーが基準パワーに到達後の時点において前記第３レーザ光の発生の停止を指示する停止制御信号を出力する停止制御部をする、
ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
　前記レーザ光発生器は、電流の供給によりレーザ光を発生し、前記第１レーザ光を発生可能な第１レーザ光発生器と、前記第２レーザ光を発生可能な第２レーザ光発生器と、を含み、
　前記第１レーザ光発生器及び前記第２レーザ光発生器に供給される電流を制御する電流制御回路を有し、
　前記波長制御装置は、前記電流制御回路を制御して、前記第１レーザ光の発生から前記第２レーザ光の発生への切り替え制御を実施する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
　前記光増幅器から出力されるレーザ光の光出力パワーを検出する検出装置と、
　前記光増幅器を制御する出力制御回路と、を有し、
　前記波長制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記光増幅器から出力されるレーザ光の光出力パワーを一定にする定出力制御信号を前記出力制御回路に出力する定出力制御部を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
　前記光アンテナで受光されたレーザ光と前記波長可変光源から供給されたレーザ光とを光ヘテロダイン検出する光ヘテロダイン受信機と、
　前記光ヘテロダイン受信機の検出データを処理する信号処理装置と、を備え、
　前記波長制御装置は、前記切替期間において、前記信号処理装置の処理の中断及び前記検出データの破棄を指示する信号処理制御信号を出力する信号処理制御部を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
　前記光変調装置は、前記波長可変光源から出力されたレーザ光を位相変調する光位相変調器と、
　パルス変調駆動信号の入力により前記光位相変調器から供給されたレーザ光をパルス変調する変調用光増幅器と、を有し、
　前記切替期間において、前記変調用光増幅器への前記パルス変調駆動信号の入力が維持される、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。