JPH01102981A - 複数のレーザ装置の発振周波数間隔安定化装置 - Google Patents

複数のレーザ装置の発振周波数間隔安定化装置

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JPH01102981A
JPH01102981A JP26093287A JP26093287A JPH01102981A JP H01102981 A JPH01102981 A JP H01102981A JP 26093287 A JP26093287 A JP 26093287A JP 26093287 A JP26093287 A JP 26093287A JP H01102981 A JPH01102981 A JP H01102981A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複数のレーザ装置の各発振周波数の間隔を安定
化させる複数のレーザ装置の発振周波数間隔安定化装置
に関するものである。
(従来の技術) 従来は、複数のレーザ装置の周波数間隔を安定化させる
方法としては、1つのレーザ装置の発振周波数をファプ
リーペロ共振器に対して安定化し、このレーザ装置の発
振周波数に対し、他のし−ザ装置の発振周波数を互いの
周波数間隔が別のファプリーペロ共振器のフリースベク
トルレンジにより与えられる周波数間隔基準と一致する
ように安定化するという方法(鳥羽ら、昭和61年度電
子通信学会通信部門全国大会予稿集、分冊2゜2−20
4ページ)、あるいは1つのレーザ装置の周波数を安定
化し、他のいくつかのレーザ装置出射光と合波し、さら
にこの光と周波数を一定周期の鋸歯状に掃引している参
照用レーザ装置出射光とを合波し、ビート信号として得
られるパルス列を構成する各パルスの出現時刻が、上記
安定化レーザ装置に対応するパルスの出現時刻に対して
一定時間差を保っているかをモニタすることにより各レ
ーザ装置の発信周波数間隔を安定化する方法(シュトレ
ーベルらによるアイ・オー・オー・シー・・イー・シー
・オー・シー’ 85 (100C−ECOC’85)
テクニカルダイジェスト第3巻(1985年)61ペー
ジ)が知られている。
(従来技術の問題点) しかし、上記第一の方法においては、周波数間隔の基準
を与えるファプリーペロ共振器のミラー間隔を掃引して
使用する必要があり、単なるエタロン板を使用する場合
に比べ装置が大型化する。
また第二の方法においては、周波数間隔の基準を予め測
定しておいた参照用レーザ装置の周波数変化に対する各
パルスの出現時刻間隔に求めているため、この間隔基準
が実際の制御時に、大幅に変化してしまうことは十分に
予想され、制御時に各レーザ装置の周波数間隔が、確定
されているとは言い難い。
(発明の目的) 本発明の目的は上記の問題点を解決することにあり、上
記第1の方法の問題点に対しては、複数のレーザ装置の
発振周波数を探索するための周波数軸を掃引する手段と
してファプリーペロ共振器のミラー間隔を掃引する代わ
りに、参照用レーザ装置の周波数を掃引するという方法
を採ることでファプリーペロ共振器として単なるエタロ
ン板の使用を可能にすることで全体の系の小型化を図る
。また、上記の第2の方法の問題点に対しては、周波数
間隔の基準として、ファプリーペロ共振器を使用するこ
とにより周波数間隔を安定に設定することで解決を図っ
ている。
(発明の構成) 上記の目的を達成するため、本発明は複数のレーザ装置
の発振周波数範囲を掃引すべく、周波数掃引範囲の異な
る複数の参照用レーザ装置を設け、該複数の参照用レー
ザ装置からの出射光を合波し、再分岐する光合分岐器と
、該光合分岐器の第1の出力光を受け、前記複数の参照
用レーザ装置を発振周波数掃引範囲の順に並べたときの
隣り合う掃引範囲が重なり合うような制御信号を出力す
る参照用レーザ制御装置と、該参照用レーザ制御装置か
らの制御信号に従って前記複数の参照用レーザ装置への
入力信号を変化させる参照用レーザ駆動装置と、前記光
分岐器の第3の出力光と前記複数のレーザ装置からの出
力光とを合波し、該複数のレーザ装置の発振周波数間隔
信号を出力する光合波手段と、前記光分岐器で分岐され
た第2の出力光を受け、周波数間隔基準信号を出力する
光学共振手段と、該光学共振手段の出力と前記光合波手
段の出力を受け、前記複数のレーザ装置の発振周波数間
隔信号と前記周波数間隔基準信号との誤差を一定値に安
定化させるための制御信号を出力する制御装置と、該制
御装置からの制御信号に従って前記複数のレーザ装置へ
の入力信号を変化させるレーザ装置駆動装置とからなる
ことを特徴とする複数のレーザ装置の発振周波数間隔安
定化装置を提供する。
(作用) 本発明では上述のような構成をとることにより、周波数
掃引された参照用レーザ装置と光学共振器の組合せによ
り光学共振器のフリースベクトルレンジで決まる周波数
間隔基準に対応した時間差の、基準パルス列を発生させ
る。また参照用レーザ装置の出射光と制御対象である複
数のレーザ装置の出射光のビート光を光検出器で受光し
た後、低域通過フィルタに通すことにより複数のレーザ
装置の周波数間隔に対応した時間差のパルス列を発生さ
せる。このパルス列を構成する各パルスの発生時刻と上
記の基準パルス列の対応するパルスの発生時刻差を誤差
信号として制御することにより任意の個数のレーザ装置
の周波数間隔が同時に安定化され、しかもその周波数間
隔が使用する光学共振器により厳密に規定される。
また、参照用レーザ装置の発振周波数掃引範囲が有限で
あることから、単一の参照用レーザ装置のみでは、間隔
周波数を安定化できる制御対象のレーザ装置の個数には
限界があるが、掃引範囲の互、 いに異なる複数の参照
用レーザ装置を用いることにより、この限界を打破でき
る。
(実施例) 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。第1図
は本発明の一実施例の構成図である。
1.55μm帯波長可変分布ブラッグ反射型半導体レー
ザ1,2はその活性領域に注入される直°流電流により
常時発生しており、また参照用レーザ制御装置3により
位相制御領域に印加される、第2図<a)、(b)に示
されるような、間欠的な三角波に従い、その出射光周波
数が、周期500Hzで三角波状に変化している。−掃
引周期での可変周波数幅は、250Gllzである。な
お、波長可変分布ブラッグ反射型半導体レーザの構造、
特性については、例えばエレクトロニクスレターズ等2
3巻第8号403ページ所載の村田らの論文に詳しい、
1゜55μm帯波長可変分布ブラッグ反射型半導体レー
ザ1,2から出射された光は光アイソレータ4.5を透
過した後、第1の光合波器6により合波され、次いで光
分岐器7により第1、第2及び第3の出力光にパワー比
1:1:1に分けられる。このうち第1の出力光8は第
1の光検出器9で電気信号に変換された後、参照用レー
ザ制御装置3に入力される。参照用レーザ制御装置3で
は、掃引用三角波の両端部付近でのみ1.55μm帯波
長可変分布ブラッグ反射型半導体レーザ1.2の発振周
波数が一致し、両者の周波数掃引範囲が接続されるよう
に制御を行なっている。具体的には、参照用レーザ制御
装置3ではその入力信号の低周波成分のみを選別し、こ
の低周波成分が1.55μm帯波長可変分布ブラッグ反
射半導体レーザ1,2の掃引の1周期内に現われる時間
が零ではなく、かつ本実施例で設定した間隔周波数75
GHzに対応する時間幅より短くなるような制御信号を
参照用レーザ駆動装置10.11に出力する。参照用レ
ーザ駆動装置10.11の出力は、1.55μm帯波長
可変分布ブラッグ反射型半導体レーザ1,2の活性領域
に印加される。なお、1.55μm帯波長可変分布ブラ
ッグ反射型半導体レーザ1.2の位相制御領域には、一
定周波数500Hz 、及び一定の高さの間欠的な三角
波(第2図(a)、(b) )が印加されている。
次に光学共振手段について、説明する。光学共振手段は
、エタロン板Bおよび第2の光検出器14とからなる。
まず、前記光分岐器7の第2の出力光12は屈折率1.
5、厚さ2mmでフィネス30になるよう、両面の反射
率、面精度、平行度を設定した石英ガラス製エタロン板
13を透過した後、第2の光検出器14に入射される。
第2の光検出器14には、1,55μm帯波長可変分布
ブラッグ反射型半導体レーザ1,2の発振周波数がエタ
ロン板13の共振周波数に一致した時点でパルス状の光
が入力されるが、−掃引周期中に生じるパルスの数は、
−掃引周期での可変周波数幅250GHzとエタロン板
のフリースベクトルレンジ75GHzの比で決定され、
それぞれのレーザで3つである。第2の光検出器14か
らの電気信号は制御装置15の第1の入力端子16に印
加される。
一方、光合波手段は第2、第3の光合器27゜28およ
び第3の光合波器28とがらなり、この動作は以下のよ
うになる。周波数間隔を安定化する対象である。1.5
5μm帯分布帰還形レーザ17〜21からの出射光はそ
れぞれ光アイソレータ22〜26を透過した後、第2の
光合波器27により合波される。第2の光合波器27か
らの出射光は第3の光合波器28により光分岐器7の第
3の出力光29と合波される。第3の光合波器28の出
力は、第゛3の光検出器3oにより電気信号に変換され
た後、制御装置(詳細は第3図に示す)15の第2の入
力端子31に印加される。第2の入力端子31に印加さ
れた信号はまず遮断周波数100 M II zの低域
通過フィルタ32に入力される。低域通過フィルタから
は、1.55μm帯波長可変分布ブラッグ反射型半導体
レーザ1,2のどちらか一方の発振周波数と1.55μ
m帯分布帰還形レーザ17〜21の発振周波数の差が、
はぼ±100MHzの範囲に入っているときにパルス状
の電気信号が出力される。パルスの数は、−掃引周期内
に1.55μm帯波長可変分布ブラック反射型半導体レ
ーザ1,2と1.55μm帯分布帰還形レーザ17〜2
1の各々の発振周波数の差が±100MHzの範囲に入
る回数に等しく、それは5つである。制御装置15では
、第2図(c)に実線で示した制御装置15の第1の入
力端子16への入力及び第2図(c)に点線で示した制
御装置15の第2の入力端子31への入力のパルス発生
時刻差を誤差信号とし、これらの大きさが零になるよう
な制御信号も出力する。
なお、第3図中のパルス発生時刻差計測回路(第4図に
回路の一例を図示)は、入力される2つのパルス列を構
成する各パルスをそれぞれ発生時刻順に並べたとき、対
応する順位の2つのパルス(計5組〉の発生時刻差に比
例した幅を持ち、高さは一定の方形パルスを出力する。
ただし上記の2つのパルスのうちの先に発生するパルス
が入力される2系列のパルス列のどちらに属するかで、
出力は、正また負の方形パルスになる機能を備えており
、その詳細は第4図に示す。さらに、制御装置5は、パ
ルス発生時刻差計測回路からの5つの出力である方形パ
ルスを各々積分し、適当なバイアス電圧と加え合わせて
出力する。
制御装置15からの第1〜第5の制御信号はそれぞれレ
ーザ装置駆動装置32〜36に入力される。レーザ装置
駆動装置32〜36からは制御信号に応じた駆動電流が
1.55μm帯分帰還形レーザに注入される。なお、1
,55μm帯波−長耳変分布ブラッグ反射形半導体レー
ザ1,2.1゜55μm帯分布帰還形レーザ17〜21
はそれぞれ温度制御装置37〜43により温度変動±0
゜1°C以内に温度安定化されている。
本実施例では、5台のレーザ装置のみを周波数間隔安定
化しているが、参照用レーザ装置を増すことにより、制
御対象のレーザ装置を増やすことができる。さらに、レ
ーザ装置の種類も半導体レーザに限定されず、外部信号
の印加により、発振周波数を変化させることのできるレ
ーザ装置であれば何でもよい。
(発明の効果) 以上述べてきたように本発明により、制御系全体の小型
化を実現できる。また、任意の個数のレーザ装置の発振
周波数間隔を同時に安定化することができ、しかもその
周波数間隔は′、使用する光学共振器により厳密に規定
することができる。
さらに、同時に制御可能なレーザ装置の数も個々の参照
用レーザ装置の可変周波数幅に制限されず、参照用レー
ザ装置の個数を増やすことで容易に増すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例の構成図、第2図(a)は第
1図中の1.55μm帯波長可変分布ブラッグ反射型半
導体レーザ1に印加する掃引波形、第2図(b)は第1
図中の1.55μm帯波長可変分布ブラッグ反射型半導
体レーザ2に印加する掃引波形、第2図(c)は第1図
中の制御装置15に入力される第2、及び第3の光検出
器14゜30からの電気信号を表す図である。 また第3図は、第1図中の制御装置15の構成図、第4
図は第3図中のパルス発生時刻差計測回路の回路図であ
る。 第1図、第2図(C)、及び第3図において、1.2・
・・1.55μm帯波長可変分布ブラッグ反射型半導体
レーザ、3・・・参照用レーザ制御装置、4.5,22
.23,24,25.26・・・光アイソレータ、6.
27.28・・・光合波器、7・・・光分岐器、8,1
2.29・・・光分岐器7の出力光、9.14.30・
・・光検出器、10.11・・・参照用レーザ駆動装置
、13・・・エタロン板、15・・・制御装置 、16
.31・・・制御装置15の入力端子、17.18,1
9,20.21・・・1.55μm帯分布帰還形レーザ
、32,33.34.35.36・・・レーザ装置駆動
装置、37,38,39.40.41,42.43・・
・温度制御装置、50,51,52,53.54・・・
誤差信号、55・・・周波数掃引周期

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数のレーザ装置の発振周波数範囲を掃引すべく、周波
    数掃引範囲の異なる複数の参照用レーザ装置を設け、該
    複数の参照用レーザ装置からの出射光を合波し、再分岐
    する光合分岐器と、該光合分岐器の第1の出力光を受け
    、前記複数の参照用レーザ装置を発振周波数掃引範囲の
    順に並べたときの隣り合う掃引範囲が重なり合うような
    制御信号を出力する参照用レーザ制御装置と、該参照用
    レーザ制御装置からの制御信号に従って前記複数の参照
    用レーザ装置への入力信号を変化させる参照用レーザ駆
    動装置と、前記光分岐器の第3の出力光と前記複数のレ
    ーザ装置からの出力光とを合波し、該複数のレーザ装置
    の発振周波数間隔信号を出力する光合波手段と、前記光
    分岐器で分岐された第2の出力光を受け、周波数間隔基
    準信号を出力する光学共振手段と、該光学共振手段の出
    力と前記光合波手段の出力を受け、前記複数のレーザ装
    置の発振周波数間隔信号と前記周波数間隔基準信号との
    誤差を一定値に安定化させるための制御信号を出力する
    制御装置と、該制御装置からの制御信号に従って前記複
    数のレーザ装置への入力信号を変化させるレーザ装置駆
    動装置とからなることを特徴とする複数のレーザ装置の
    発振周波数間隔安定化装置。
JP26093287A 1987-05-29 1987-10-15 複数のレーザ装置の発振周波数間隔安定化装置 Expired - Lifetime JPH0650786B2 (ja)

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DE3889251T DE3889251T2 (de) 1987-05-29 1988-05-27 Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten.
CA000568019A CA1307559C (en) 1987-05-29 1988-05-27 Method and apparatus for an oscillation frequency separation among a plurality of laser devices
EP88108539A EP0293008B1 (en) 1987-05-29 1988-05-27 A method and apparatus for an oscillation frequency separation among a plurality of laser devices
AU16776/88A AU592743B2 (en) 1987-05-29 1988-05-30 Method and apparatus for an oscillation frequency separation among a plurality of laser devices
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2763447A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-20 Korea Electronics Telecomm Appareil d'alignement de longueur d'onde utilisant une grille de guide d'ondes ordonnee

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2763447A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-20 Korea Electronics Telecomm Appareil d'alignement de longueur d'onde utilisant une grille de guide d'ondes ordonnee

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