JPH01227932A - 遅延自己ヘテロダイン装置 - Google Patents
遅延自己ヘテロダイン装置Info
- Publication number
- JPH01227932A JPH01227932A JP5569388A JP5569388A JPH01227932A JP H01227932 A JPH01227932 A JP H01227932A JP 5569388 A JP5569388 A JP 5569388A JP 5569388 A JP5569388 A JP 5569388A JP H01227932 A JPH01227932 A JP H01227932A
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- JP
- Japan
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- light
- measured
- optical
- laser beam
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- Pending
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
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、遅延自己ヘテロダイン装置の波長特性の改善
に関するものである。
に関するものである。
（従来の技術）
コヒーレント光通信、コヒーレント光計測等の分野では
狭スペクトラムな半導体レーザが求められており、−ａ
にＩ Ｍ Ｈｚ以下のスペクトル線幅が目安とされてい
る。このような侠スペクトラムな半導体レーザのスペク
トル線幅の測定手段として知られているものに、遅延自
己へテロデダイン法がある。ここで遅延自己へテロテダ
イン法はへゾロダイン検波器への局部発振入力として［
被測定レーザ自身の時間τｄだけ前の光出力」を使用し
、そのパワースペクトルにより被測定レーザのスペクト
ル線幅を測定するものである。
狭スペクトラムな半導体レーザが求められており、−ａ
にＩ Ｍ Ｈｚ以下のスペクトル線幅が目安とされてい
る。このような侠スペクトラムな半導体レーザのスペク
トル線幅の測定手段として知られているものに、遅延自
己へテロデダイン法がある。ここで遅延自己へテロテダ
イン法はへゾロダイン検波器への局部発振入力として［
被測定レーザ自身の時間τｄだけ前の光出力」を使用し
、そのパワースペクトルにより被測定レーザのスペクト
ル線幅を測定するものである。
このような従来の装置として第３図に示すものが知られ
ている６図において、レーザ光源１からの出射光は被測
定レーザ光としてレンズ２に入射して平行光となり、戻
り光防止用の光アイソレータ３を介して超音波光変調器
４に入射する。超音波光変調器４は信号源５の出力によ
り駆動され、入射光の一部を周波数シフトする。被測定
レーザ光の周波数をω。、超音波光変調器／１の駆動周
波数をωＳとすると、１次回折光の周波数はω。汁ωＳ
となる。一方０次回折光は周波数シフｌ〜されずω０の
ｔ ｉである。両回折光の間のノイズの相関をなくすな
めに、遅延ファイバ７は超音波光変ｉｒ８］器４の０次
回折光がレンズ６を通過した後、所定の時間遅れを与、
える。遅延ファイバ７の出方光は閣波面制御部８を介し
て光力グラ１ｏの一端に入射する。１次回折光はレンズ
９および光ファイバを介して光カプラ１ｏの他端に入射
する。光カプラ１０において肉入射光はＴ渉し、光ヒー
ト信号を受光素子１１で検出し、その出力をスペクトラ
ム・アナライザ１２でｉｔ！ ａＵＩする。偏波面制御
部８により干渉信号の強度が数人となるように、Ｊ：１
節される。この時被測定レーザのスペクトル線幅子Ｖの
ローレンツ分布の場合、スペクトラム・アナライザ上に
は線幅２Δ■の１７−レンツ分布が周波数ωＳを中心に
観測され、これから被測定レーザ光のスペクトル線幅を
求めることができる。
ている６図において、レーザ光源１からの出射光は被測
定レーザ光としてレンズ２に入射して平行光となり、戻
り光防止用の光アイソレータ３を介して超音波光変調器
４に入射する。超音波光変調器４は信号源５の出力によ
り駆動され、入射光の一部を周波数シフトする。被測定
レーザ光の周波数をω。、超音波光変調器／１の駆動周
波数をωＳとすると、１次回折光の周波数はω。汁ωＳ
となる。一方０次回折光は周波数シフｌ〜されずω０の
ｔ ｉである。両回折光の間のノイズの相関をなくすな
めに、遅延ファイバ７は超音波光変ｉｒ８］器４の０次
回折光がレンズ６を通過した後、所定の時間遅れを与、
える。遅延ファイバ７の出方光は閣波面制御部８を介し
て光力グラ１ｏの一端に入射する。１次回折光はレンズ
９および光ファイバを介して光カプラ１ｏの他端に入射
する。光カプラ１０において肉入射光はＴ渉し、光ヒー
ト信号を受光素子１１で検出し、その出力をスペクトラ
ム・アナライザ１２でｉｔ！ ａＵＩする。偏波面制御
部８により干渉信号の強度が数人となるように、Ｊ：１
節される。この時被測定レーザのスペクトル線幅子Ｖの
ローレンツ分布の場合、スペクトラム・アナライザ上に
は線幅２Δ■の１７−レンツ分布が周波数ωＳを中心に
観測され、これから被測定レーザ光のスペクトル線幅を
求めることができる。
・（発明が解決しようとする課題）
しかしなから、上記の装置において、被測定レーザ光の
波長か変化すると、超音波光変調器４の１次回折光の回
折角が変化するなめ、レンズ９を介して光フアイバ内へ
光が導かれなくなってしまう。例えば、被測定レーザの
波長が１．３μｍ。
波長か変化すると、超音波光変調器４の１次回折光の回
折角が変化するなめ、レンズ９を介して光フアイバ内へ
光が導かれなくなってしまう。例えば、被測定レーザの
波長が１．３μｍ。
（ｊｌ ｓ−１４０Ｍ ）ｌ ｚのとき、被測定レーザ
ノ波長の変動は、０．０３μｍ以内にしなくてはならな
い。このように測定できるレーザ光の波長が限定されて
しまうという欠点がある。
ノ波長の変動は、０．０３μｍ以内にしなくてはならな
い。このように測定できるレーザ光の波長が限定されて
しまうという欠点がある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、波長特性が改善された遅延自己へテｔ７タイン装置
を実現することを目的とする。
で、波長特性が改善された遅延自己へテｔ７タイン装置
を実現することを目的とする。
（課題を解決するだめの手段）
本発明に係る遅延自己ヘテロダイン装置は被測定レーザ
光の一部に周波数シフトを加える周波数シフタと、この
周波数シフタから出射される周波数シフト尤を入射して
位相共役波を発生する位相共１スミラ−と、前記位相共
役波に関連する光を前記被測定レーザ光から分離する分
離手段と、この分離手段の出力光または被測定レーザ光
の他の部分のいずれか一方に遅延を与える遅延手段と、
この遅延手段の出力光と前記分離下段の出力光または被
測定レーザ光の他の部分のいずれが他方とが干渉して生
じる光ビート信号を電気信号に変換する受光素子とを備
え、受光素子の電気信号に基づいて被測定レーザ光のス
ペクトル特性を測定するように構成したことを特徴とす
る。
光の一部に周波数シフトを加える周波数シフタと、この
周波数シフタから出射される周波数シフト尤を入射して
位相共役波を発生する位相共１スミラ−と、前記位相共
役波に関連する光を前記被測定レーザ光から分離する分
離手段と、この分離手段の出力光または被測定レーザ光
の他の部分のいずれか一方に遅延を与える遅延手段と、
この遅延手段の出力光と前記分離下段の出力光または被
測定レーザ光の他の部分のいずれが他方とが干渉して生
じる光ビート信号を電気信号に変換する受光素子とを備
え、受光素子の電気信号に基づいて被測定レーザ光のス
ペクトル特性を測定するように構成したことを特徴とす
る。
（作用）
被測定レーザ光の波長が変って周波数シフタにおける回
折角が変化しても、位相共役ミラーからの位相共役波は
ちときた光路を戻るので、被測定レーザ光から分離する
ことにより、波長と無関係に常に同一方向の周波数シフ
ト光を得ることができる。
折角が変化しても、位相共役ミラーからの位相共役波は
ちときた光路を戻るので、被測定レーザ光から分離する
ことにより、波長と無関係に常に同一方向の周波数シフ
ト光を得ることができる。
（実施例）
以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本発明に係る遅延自己ヘテロダイン装置の一実
施例を示す構成プロ７り図である。第３図と同一の部分
は同じ記号を付して説明を省略する。１３はレンズ２お
よび光アイソレータ３を介して被測定レーザ光を入射す
る偏光ビームスプリンタ、１４は偏光ビームスプリッタ
１３を透過する光を入射する４分の１波長板（以下λ／
４板と呼ぶ）、１５はλ／４板１板金４過した光の一部
が周波数シフタを構成する超音波光変調器４で１次回折
光となって入射するＢａ’Ｔ”１０３（チタン酸バリウ
ム）単結晶からなる位相共役ミラー、１６は位相共役ミ
ラー１５がらの位田共役波が超音波光変調器・１．λ／
４板１板金４び偏光ビームスプリッタ１３を介して入射
し、光ファイバに集光するレンズである。偏光ビームス
プリンタ１３およびλ／４板１板金４離手段を構成する
。遅延ファイバ７は遅延手段を構成する。
施例を示す構成プロ７り図である。第３図と同一の部分
は同じ記号を付して説明を省略する。１３はレンズ２お
よび光アイソレータ３を介して被測定レーザ光を入射す
る偏光ビームスプリンタ、１４は偏光ビームスプリッタ
１３を透過する光を入射する４分の１波長板（以下λ／
４板と呼ぶ）、１５はλ／４板１板金４過した光の一部
が周波数シフタを構成する超音波光変調器４で１次回折
光となって入射するＢａ’Ｔ”１０３（チタン酸バリウ
ム）単結晶からなる位相共役ミラー、１６は位相共役ミ
ラー１５がらの位田共役波が超音波光変調器・１．λ／
４板１板金４び偏光ビームスプリッタ１３を介して入射
し、光ファイバに集光するレンズである。偏光ビームス
プリンタ１３およびλ／４板１板金４離手段を構成する
。遅延ファイバ７は遅延手段を構成する。
上記のような構成の遅延自己ヘテロダイン装置の動作を
次に説明する。入力光学系のアラインメントにより、光
アイソレータ３がら出射された光は紙面に垂直な直線偏
光となり、全て偏光ビームスプリッタ１３を透過しλ／
４板１板金４り円偏光となって超音波光変調器４に入射
する。超音波変調′８４で１次回指光として周波数シフ
１〜を１ノえられた光は位相共役ミラー １５に人射し
、位相共役ミラ−１５内部で入射光の位相共ｉλ波か発
生し、入射光と全く同一の光路を逆方向に戻って行く。
次に説明する。入力光学系のアラインメントにより、光
アイソレータ３がら出射された光は紙面に垂直な直線偏
光となり、全て偏光ビームスプリッタ１３を透過しλ／
４板１板金４り円偏光となって超音波光変調器４に入射
する。超音波変調′８４で１次回指光として周波数シフ
１〜を１ノえられた光は位相共役ミラー １５に人射し
、位相共役ミラ−１５内部で入射光の位相共ｉλ波か発
生し、入射光と全く同一の光路を逆方向に戻って行く。
この光は超音波光変調器４を介してλ、、’４板１４に
板対４、入射光と直交する偏波面を持つ［白線偏光とな
るなめ、偏光ビームスプリッタ１３で反射され、レンズ
１６を通して光フアイバ内へ導かれ、光カプラ１０の一
端に入力する。超音波光変調器４に入射した光の他の部
分はＯ次回指光として直進し、レンズ６を介して遅延フ
ァイバ７に導かれ、所定時間の遅延を生じる。遅延ファ
イバ７の出射光は偏波面制御部８で「Ｊ波面を調節され
た後、光カプラ１０の他端に入力する。両入射尤は光カ
プラ１０で干渉し、干渉による光ヒートｆ、：ぢは受光
素子１１で電気信号に変換され、これをスペクトラム・
アナライザ１２上で観測して被測定し一ザ光のスペクト
ル線幅を測定する。
板対４、入射光と直交する偏波面を持つ［白線偏光とな
るなめ、偏光ビームスプリッタ１３で反射され、レンズ
１６を通して光フアイバ内へ導かれ、光カプラ１０の一
端に入力する。超音波光変調器４に入射した光の他の部
分はＯ次回指光として直進し、レンズ６を介して遅延フ
ァイバ７に導かれ、所定時間の遅延を生じる。遅延ファ
イバ７の出射光は偏波面制御部８で「Ｊ波面を調節され
た後、光カプラ１０の他端に入力する。両入射尤は光カ
プラ１０で干渉し、干渉による光ヒートｆ、：ぢは受光
素子１１で電気信号に変換され、これをスペクトラム・
アナライザ１２上で観測して被測定し一ザ光のスペクト
ル線幅を測定する。
このような構成の遅延自己ヘテロダイン装置によれば、
位相共役波の性質から、被Ｊｌ定レーザの波長かシフ＋
−しても必ず超音波光変調器４への人身・１光と同一の
光路を逆向きに戻るため、偏光ビームスプリッタ１３の
反射光線の位置および方向は常に一定で、そのため波長
か変化してら常に光ファイバへ導くことができる。した
かつて超音波光変調器の回折角の波長依存性を打消すこ
とかでき、波長依存性のない遅延自己ヘテロダイン装置
を実現することができる。
位相共役波の性質から、被Ｊｌ定レーザの波長かシフ＋
−しても必ず超音波光変調器４への人身・１光と同一の
光路を逆向きに戻るため、偏光ビームスプリッタ１３の
反射光線の位置および方向は常に一定で、そのため波長
か変化してら常に光ファイバへ導くことができる。した
かつて超音波光変調器の回折角の波長依存性を打消すこ
とかでき、波長依存性のない遅延自己ヘテロダイン装置
を実現することができる。
また超音波光変調器４の周波数シフ）〜是を（、）Ｓと
すると、１祠光ビームスグリツタ１３の反射光線は超音
波光変調器４を２回通過しているので、２（、）Ｓ周波
数シフトしている。したがって光周波数のシフｌ−Ｍｌ
か従来の２倍とれるため、よりスペクトル！隅の広いレ
ーザのＪｕｌ定が可能となる。
すると、１祠光ビームスグリツタ１３の反射光線は超音
波光変調器４を２回通過しているので、２（、）Ｓ周波
数シフトしている。したがって光周波数のシフｌ−Ｍｌ
か従来の２倍とれるため、よりスペクトル！隅の広いレ
ーザのＪｕｌ定が可能となる。
また超音波変Ｊｉｊ器のに１波数ωＳが変化しても偏光
ビー！、スプリンタ１３の反射光線の位１３は変化しな
い。
ビー！、スプリンタ１３の反射光線の位１３は変化しな
い。
なお上記の実施例において０次四用先の代りに１！４光
ビームスプリツタ１３へ入射する光の一部を遅延ファイ
バ７へ導くように構成してもよい。
ビームスプリツタ１３へ入射する光の一部を遅延ファイ
バ７へ導くように構成してもよい。
また位相共役ミラー１５としてＢａＴ： ０３＋ｉ結晶
以外に、半導体超格子、 ＋３ Ｓ ０−１ｉ結晶、Ｎ
ａカス等を用いてもよい。
以外に、半導体超格子、 ＋３ Ｓ ０−１ｉ結晶、Ｎ
ａカス等を用いてもよい。
また上記の実施例の場合、位相共役ミラー １５では入
射光の一部を内部で反射させて入射光と交差させ、これ
をポンプ光としているが、第２図の変形例のように他の
ポンプ光源１７およびミラー１８を用いてもよい。
射光の一部を内部で反射させて入射光と交差させ、これ
をポンプ光としているが、第２図の変形例のように他の
ポンプ光源１７およびミラー１８を用いてもよい。
また０次回折光を遅延ファイバに導かずに、偏光ビーム
スプリ／り１３の反射光を遅延ファイバに導いてもよい
。
スプリ／り１３の反射光を遅延ファイバに導いてもよい
。
また上記の実施例において、光ファイバとして１０波面
保存ファイバを用いれば、則波面制御部８は不要となる
。
保存ファイバを用いれば、則波面制御部８は不要となる
。
また光周波数シフタとしては超音波赤変１１ｉｌ器（Ａ
ＯＭ）の代りにＥＯＭ （Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ０ｐＴｉ
ｃａｌ ＨＯｄｌｌｌａｔＯｒ電気光学変調器）を用い
ることもて・きる。
ＯＭ）の代りにＥＯＭ （Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ０ｐＴｉ
ｃａｌ ＨＯｄｌｌｌａｔＯｒ電気光学変調器）を用い
ることもて・きる。
これには例えは縦型変調器、横型変調器、３１ｆ＋ｔｉ
波形変調器などがある（Ａｍ ｎ ｏ ｎ Ｙａ ｒ
ｉ ｖ ：光エレクトロニクスの基礎（丸Ｇ）、ｐ２
４７〜ｐ２５３）。ただしＲＯＭはＩｅ１波数ジフトし
た光を空間的に分離できない欠点がある。さらに光周波
数シフタとして回転波長板を用いることもできるか、大
きなシフ１〜皿が得られないという欠点かある。
波形変調器などがある（Ａｍ ｎ ｏ ｎ Ｙａ ｒ
ｉ ｖ ：光エレクトロニクスの基礎（丸Ｇ）、ｐ２
４７〜ｐ２５３）。ただしＲＯＭはＩｅ１波数ジフトし
た光を空間的に分離できない欠点がある。さらに光周波
数シフタとして回転波長板を用いることもできるか、大
きなシフ１〜皿が得られないという欠点かある。
（発明の効果）
以」−述べたように本発明によれば、波長特性が改首さ
れた遅延自己ヘテロダイン装置を簡単な構成で実現する
ことができる。
れた遅延自己ヘテロダイン装置を簡単な構成で実現する
ことができる。
第１図は本発明に係る遅延自己ヘデＶ７タイン装；ｄの
一″実施例を小す構成ブロック図、第２１Ａは第１図装
置の変形例を示す要部構成ブロツク図、第３図は従来の
遅延自己ヘテロダイン装置の一例を示す構成ブロック図
である。 ・１・・・周波数シフタ、７・・・遅延子１−１．１１
・・・受光素子、１３・・・１祠光ビームスプリツタ、
１４・・・λ／１１板、１５・・・位相共役ミラー。 ：、、 Ｊ ｒ二・１ ”、； ２ 。 第一？ト１
一″実施例を小す構成ブロック図、第２１Ａは第１図装
置の変形例を示す要部構成ブロツク図、第３図は従来の
遅延自己ヘテロダイン装置の一例を示す構成ブロック図
である。 ・１・・・周波数シフタ、７・・・遅延子１−１．１１
・・・受光素子、１３・・・１祠光ビームスプリツタ、
１４・・・λ／１１板、１５・・・位相共役ミラー。 ：、、 Ｊ ｒ二・１ ”、； ２ 。 第一？ト１
Claims (1)
- 被測定レーザ光の一部に周波数シフトを加える周波数シ
フタと、この周波数シフタから出射される周波数シフト
光を入射して位相共役波を発生する位相共役ミラーと、
前記位相共役波に関連する光を前記被測定レーザ光から
分離する分離手段と、この分離手段の出力光または被測
定レーザ光の他の部分のいずれか一方に遅延を与える遅
延手段と、この遅延手段の出力光と前記分離手段の出力
光または被測定レーザ光の他の部分のいずれか他方とが
干渉して生じる光ビート信号を電気信号に変換する受光
素子とを備え、受光素子の電気信号に基づいて被測定レ
ーザ光のスペクトル特性を測定するように構成したこと
を特徴とする遅延自己ヘテロダイン装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5569388A JPH01227932A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 遅延自己ヘテロダイン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5569388A JPH01227932A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 遅延自己ヘテロダイン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227932A true JPH01227932A (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=13005980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5569388A Pending JPH01227932A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 遅延自己ヘテロダイン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01227932A (ja) |
-
1988
- 1988-03-09 JP JP5569388A patent/JPH01227932A/ja active Pending
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