JPH01253980A - レーザ装置発振周波数間隔安定化装置 - Google Patents

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
化させるレーザ装置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
リーベ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、他のレー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ベ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。

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ベ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。

一方、最近、ファプリーベロ共振器としてエタロン板を
用いることで、厳密な周波数間隔基準を保持し、かつ掃
引型ファプリーベロ使用時の問題であった装置の大型化
を回避して構成したものとして下坂らによる電子情報通
信学会技術研究報告第８７巻Ｃ３８７−９６記載のもの
が知られている。この構成では、発振周波数が周期的に
掃引された周波数掃引用レーザ装置からの出射光を２分
岐し、一方を光学共振器に入射する。この入射光と光学
共振器の共振周波数が一致した時点でパルス状の光が出
射される。他方の光は制御対象のレーザ装置の出射光を
合波する。この合波光のビート信号のうち、低周波成分
のみを切り出すと制御対象のレーザ装置及び周波数掃引
用レーザ装置の発振周波数がほぼ一致した時点でパルス
状の信号が得られる。前記の光学共振器出力の各パルス
とビートから得られるパルスが時間軸上で重なるように
制御することにより、制御対象の各レーザ装置の発振周
波数間隔が光学共振器のフリースベクトルレンジに等し
い値に安定化される。

（発明が解決しようとする課題） 上記の構成においては、制御系を立ち上・げろに際して
、まず周波数掃引用レーザ装置を発振させる。続いて制
御対象レーザ装置を１つずつ発振させ、その発振周波数
が前記周波数掃引用レーザ装置の周波数掃引範囲に入る
まで、制御対象レーザ装置の注入電流もしくは温度を変
化させる。さらに、上記の構成では、ビートパルスの１
掃引周期内での生起順（制御対象レーザ装置の発振周波
数の高低の順序に対応）が、制御中は保存されるように
動作するため、制御に先立ってビートパルスを並べかえ
ておかねばならない。各ビートパルスと制御対象レーザ
装置の対応関係は上記の構成における制御回路では認識
できないため、以上の操作はビートパルスをオシロスコ
ープに表示し、その波形を監視しつつ、手動で行なう必
要があった。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を除去せし
めて、制御の立ち上げを自動化することにより、完全自
動化されたレーザ装置発振周波数間隔安定化装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明では外部からの入力
信号に応じて、発振周波数間隔を安定化する対象たる複
数のレーザ装置の発振周波数を含む範囲で発振周波数を
掃引する参照用レーザ装置と、該参照用レーザ装置から
の出射光を分岐する光分岐器と、該光分岐器で分岐され
た光の一方と前記複数のレーザ装置からの出射光とを合
波する光音波器と、前記光分岐器で分岐された他方の光
の周波数変化を振幅変化に変換する光学共振器と、前記
参照用レーザ装置の発振周波数掃引時の前記光合波器の
出力により検出する前記複数のレーザ装置の発振周波数
間隔の、前記参照用し°−ザ装置の発振周波数掃引時の
前記光学共振器の共振ピークに対応する光出力を用いて
設定した周波数間隔基準に対する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を含んで構成
されることを特徴とするレーザ装置発振周波数間隔安定
化装置において、前記制御装置が制御の立ち上げ時に前
記複数のレーザ装置の各々を１つずつ順番に発振させか
つ、その発振周波数を変化させることにより、発生する
各々のビートパルス及び対応する基準パルスの生起時刻
差が定められた値以下になるような制御を行なう自動立
ち上げ手段ｔｉ−備えたことを特徴としている。

（作用） 本発明においては、制御の立ち上げ時に制御対象レーザ
装置を１つずつ発振させ、各制御対象レレーザ装置に対
応するビートパルスの各々の生起時刻が対応する基準パ
ルスの生起時刻の近傍に入ったことを確認してから実際
の制御を開始する。

これにより、従来手動であった制御の立ち上げが自動化
される。従って本発明の構成を用いることにより、制御
の全過程が自動化される。

（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、第２図は第１図中の制御
装置の構成図、第３図は第２図中のパルス発生時刻差計
測回路の具体的な回路図であり、この部分で自動立ち上
げ動作を行なっている。第４図は第３図中のＣＰＵの動
作のフローチャートである。自動立ち上げ動作を除く制
御動作については、（従来の技術）の項で既に説明した
のでここでは自動立ち上げ動作につき説明する。

自動立ち上げ回路は第１図中の１．５５μｍ帯分布帰還
形レーザ（以下ＤＦＢ）８．９．１０を１つずつ順番に
発振させ、すべてのＤＦＢの各々に対応するビートパル
スが対応する基準パルスに近接した時点で、第２図のＳ
Ｗ１〜３を閉じ、通常の間隔安定化制御のループを形成
する。

以下第４図を参照して自動立ち上げ回路の動作を説明す
る。スタートスイッチを投入するとまず、周波数掃引用
レーザに鋸歯状波が印加される。回路の動作が開始する
と、ＤＦＢ８への電流を一定微小量Δ■ずつ、一定時間
ごとに増加させる。この動作は自動立ち上げ回路の出力
１２を微小量ずつ増加させることにより行なう。ΔＩだ
け増加させるごとに、基準パルス列のうち第１パルスと
発生する。ビートパルスの生起時刻差を第３図中の積分
回路の出力■１により読み取る。

（Ｖ　１は論理レベルをＥＬ、時刻差をΔ１　、とする
とＶ、＝ＥＬΔｔ１である。この値の絶対値１■１１が
ある一定値以下にまで小さくなったとき、そのときのＴ
、をメモリに記憶した後、Ｏにする。ＤＦＢ９の注入電
流を同様にΔ■ずっ増し、ＤＦＢ８に対すると同じ制御
を開始する。前記１■１１が一定値以下にまで小さくな
っていなかったときは再び１１をΔＩだけ増し、上記の
動作をくり返す。ＤＦＢ９及びＤＦＢＩＯに対する制御
動作もＤＦＢ８に対すると同様の動作である。ＤＦ８８
〜１０の立ち上げがすべて終了した時点で、第２図中の
スイッチ（ＳＷ１〜３〉をすべて閉じ、間隔安定化制御
に移る。

本実施例では、３台のレーザ装置のみを周波数間隔安定
化しているが、鋸歯状波発生器２がらの出力信号の周波
数、ピーク電圧を調整し、１周期あたり、エタロン板５
から出射されるパルスの数を変化させれば、さらに多く
のレーザ装置の周波数間隔を同時に安定化できる。また
、エタロン板の厚さを変化させることで、周波数間隔を
自由に設定できる。さらに、安定化する対象であるレー
ザ装置ら半導体レーザに限定されず、外部からの信号に
応じて発振周波数が変化するレーザ装置なら、安定化可
能である。

（発明の効果） 以上述べてきたように本発明により、任怠の個数のレー
ザ装置の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、制御の立ち上げを自動
化したことにより、全制御系を完全自動化することがで
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図は第１図中
の制御装置７の構成図、第３図は第２図中のパルス発生
時刻差計測回路の回路図、第４図は、第３図中のＣＰＵ
の動作のフローチャートである。 第１図技工第４図において、 １．２，１３．１４・・・注入電流増加用出カフ３・・
・パルス発生時刻差計測回路 代理入　弁理士　内厚　晋 第１図 ２・・・鋸歯状波発生器　　３．１１．１２．１３・・
・光アイソレータ４・・・光分岐器　　５・・・エタロ
ン板６．１６・・・光検出器　７・・・制御装置２０．
２１．２２．２３・・・温度制御装置７１．７２・・・
制御装置７の入力端子第３図 第４図 手続補正書（自発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部からの入力信号に応じて、発振周波数間隔を安定化
   する対象たる複数のレーザ装置の発振周波数を含む範囲
   で発振周波数を掃引する参照用レーザ装置と、該参照用
   レーザ装置から出射光を分岐する光分岐器と、該光分岐
   器で分岐された光の一方と前記複数のレーザ装置からの
   出射光とを合波する光合波器と、前記光分岐器で分岐さ
   れた他方の光の周波数変化を振幅変化に変換する光学共
   振器と、前記参照用レーザ装置の発振周波数掃引時の前
   記光合波器の出力により検出する前記複数のレーザ装置
   の発振周波数間隔の、前記参照用レーザ装置の発振周波
   数掃引時の前記光学共振器の共振ピークに対応する光出
   力を用いて設定した周波数間隔基準に対する誤差を一定
   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を
   含んで構成されることを特徴とするレーザ装置発振周波
   数間隔安定化装置において、前記制御装置が制御の立ち
   上げ時に前記複数のレーザ装置の各々を１つずつ順番に
   発振させかつ、その発振周波数を変化させることにより
   発生する各々のビートパルス及び対応する基準パルスの
   生起時刻差が定められた値以下になるような制御を行な
   う自動立ち上げ手段を備えたことを、特徴とするレーザ
   装置発振周波数間隔安定化装置。