JPH026236B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH026236B2 JPH026236B2 JP15087281A JP15087281A JPH026236B2 JP H026236 B2 JPH026236 B2 JP H026236B2 JP 15087281 A JP15087281 A JP 15087281A JP 15087281 A JP15087281 A JP 15087281A JP H026236 B2 JPH026236 B2 JP H026236B2
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- JP
- Japan
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- frequency
- laser
- oscillation
- oscillator
- acousto
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザの発振周波数を周波数基準と
なる吸収または透過スペクトルの中央部に一致さ
せることにより、周波数の安定化を図る装置に関
する。
なる吸収または透過スペクトルの中央部に一致さ
せることにより、周波数の安定化を図る装置に関
する。
ヘテロダインおよびホモダイン方式の光通信の
光源として、もしくは光干渉測長装置のような光
の干渉を利用した計測装置の光源として、それぞ
れレーザを使用する場合、その発振周波数が安定
化していることが要求される。
光源として、もしくは光干渉測長装置のような光
の干渉を利用した計測装置の光源として、それぞ
れレーザを使用する場合、その発振周波数が安定
化していることが要求される。
この種レーザの発振周波数の安定化方法として
は、一般的に、分子の吸収スペクトルあるいはフ
アブリー・ペロー干渉計の透過スペクトルの一つ
を基準とし、このスペクトルの中心周波数とレー
ザ発振周波数との差（以下誤差信号という）を検
出し、誤差信号が零となるようレーザ発振周波数
を制御することが知られている。そこで、従来こ
の種のレーザ周波数安定化装置においては、誤差
信号を検出するために、レーザ光を機械的に振動
させた鏡に反射させてドツプラ効果により周波数
変調させる手段またはフアブリー・ペロー干渉計
の一方の鏡を機械的に振動させてその透過スペク
トルを揺動させる手段が採用されている。しかし
ながら、これらの手段は、機械的な振動部を有す
るため、耐久性や堅牢性に難点があり、さらに振
動周波数が数10kHzに制限されるため、周波数安
定化制御装置の応答速度が遅くなる欠点がある。
は、一般的に、分子の吸収スペクトルあるいはフ
アブリー・ペロー干渉計の透過スペクトルの一つ
を基準とし、このスペクトルの中心周波数とレー
ザ発振周波数との差（以下誤差信号という）を検
出し、誤差信号が零となるようレーザ発振周波数
を制御することが知られている。そこで、従来こ
の種のレーザ周波数安定化装置においては、誤差
信号を検出するために、レーザ光を機械的に振動
させた鏡に反射させてドツプラ効果により周波数
変調させる手段またはフアブリー・ペロー干渉計
の一方の鏡を機械的に振動させてその透過スペク
トルを揺動させる手段が採用されている。しかし
ながら、これらの手段は、機械的な振動部を有す
るため、耐久性や堅牢性に難点があり、さらに振
動周波数が数10kHzに制限されるため、周波数安
定化制御装置の応答速度が遅くなる欠点がある。
本発明は、前述した従来のレーザ発振周波数の
安定化装置の問題点を全て除去すべく提案された
ものであつて、その目的とするところは、レーザ
光の周波数変調に音響光学的周波数変調器を使用
すると共にこの変調信号を参照信号として誤差信
号の検出を行い、検出された誤差信号に基づいて
レーザ発振器の発振周波数を制御することによ
り、レーザ発振周波数の安定化を行うことにあ
る。
安定化装置の問題点を全て除去すべく提案された
ものであつて、その目的とするところは、レーザ
光の周波数変調に音響光学的周波数変調器を使用
すると共にこの変調信号を参照信号として誤差信
号の検出を行い、検出された誤差信号に基づいて
レーザ発振器の発振周波数を制御することによ
り、レーザ発振周波数の安定化を行うことにあ
る。
次に、本発明に係るレーザの周波数安定化装置
の実施例につき、添付図面を参照して以下詳細に
説明する。
の実施例につき、添付図面を参照して以下詳細に
説明する。
第１図は、本発明装置の基本構成を示すブロツ
ク回路図である。すなわち、第１図において、１
はレーザ発振器、２はビームスプリツタ、３は音
響光学的周波数変調器、４は周波数基準となる吸
収または透過スペクトルを有する装置、５は光電
変換素子、６は参照信号発生器、７は電圧制御発
振器、８は位相検波器、そして９は積分器をそれ
ぞれ示す。
ク回路図である。すなわち、第１図において、１
はレーザ発振器、２はビームスプリツタ、３は音
響光学的周波数変調器、４は周波数基準となる吸
収または透過スペクトルを有する装置、５は光電
変換素子、６は参照信号発生器、７は電圧制御発
振器、８は位相検波器、そして９は積分器をそれ
ぞれ示す。
次に、第１図に示す回路の動作につき説明す
る。
る。
まず、レーザ発振器１から出射したレーザ光１
０の一部は、ビームスプリツタ２により反射され
て音響光学的周波数変調器３に入射する。この音
響光学的周波数変調器３は、参照信号発生器６に
より発生された参照信号により制御される電圧制
御発振器７の出力信号の周波数と等しい周波数偏
移を入射光１１に与えて出射光を得る。そこで、
今、参照信号発振器６により発生された参照信号
の周波数をrとし、この信号により制御される電
圧制御発振器７の中心周波数をvとすれば、電
圧制御発振器７の出力信号は中心周波数がvで
変調周波数がrの周波数変調波となる。従つて、
音響光学的周波数変調器３の入射光の周波数を
oとすれば、音響光学的周波数変調器３の出射
光は、中心周波数o±v、変調周波数rの周波
数変調光となる。なお、この場合、中心周波数の
偏移の正負は、音響光学的周波数変調器３の構成
によつて決定される。
０の一部は、ビームスプリツタ２により反射され
て音響光学的周波数変調器３に入射する。この音
響光学的周波数変調器３は、参照信号発生器６に
より発生された参照信号により制御される電圧制
御発振器７の出力信号の周波数と等しい周波数偏
移を入射光１１に与えて出射光を得る。そこで、
今、参照信号発振器６により発生された参照信号
の周波数をrとし、この信号により制御される電
圧制御発振器７の中心周波数をvとすれば、電
圧制御発振器７の出力信号は中心周波数がvで
変調周波数がrの周波数変調波となる。従つて、
音響光学的周波数変調器３の入射光の周波数を
oとすれば、音響光学的周波数変調器３の出射
光は、中心周波数o±v、変調周波数rの周波
数変調光となる。なお、この場合、中心周波数の
偏移の正負は、音響光学的周波数変調器３の構成
によつて決定される。
次いで、このようにして得られた音響光学的周
波数変調器３の出射光は、周波数基準となる吸収
または透過スペクトルを有する装置４に入力さ
れ、得られた透過光は光電変換素子５により電気
信号に変換される。このようにして得られた電気
信号は、位相検波器８により、前述した参照信号
発生器６で発生された周波数rの参照信号を参照
して位相検波される。そこで、今、前述した周波
数基準となる吸収または透過スペクトルを有する
装置４が、第２図に示すような中心周波数sから
なる吸収または透過スペクトルを有するものと
し、しかも参照信号の周波数rの成分を充分除去
できる時定数を有する積分器９を設けるものとす
る。この場合、積分器９の出力信号は、第３図に
示すように、音響光学的周波数変調器３の出射光
の中心周波数o±vが前記装置４の中心周波数
sに一致したとき零となり、その前後で逆符号と
なる。従つて、前記積分器９の出力信号により、
レーザ発振器１の周波数oを制御すれば、音響
光学的周波数変調器３の出射光の周波数o±v
を周波数基準となる装置４の吸収または透過スペ
クトルの中心周波数sに常に一致させることがで
きる。すなわち、これは、レーザ発振器１の発振
周波数oが、安定な周波数s±vに一致するよ
う安定化されていることを意味する。
波数変調器３の出射光は、周波数基準となる吸収
または透過スペクトルを有する装置４に入力さ
れ、得られた透過光は光電変換素子５により電気
信号に変換される。このようにして得られた電気
信号は、位相検波器８により、前述した参照信号
発生器６で発生された周波数rの参照信号を参照
して位相検波される。そこで、今、前述した周波
数基準となる吸収または透過スペクトルを有する
装置４が、第２図に示すような中心周波数sから
なる吸収または透過スペクトルを有するものと
し、しかも参照信号の周波数rの成分を充分除去
できる時定数を有する積分器９を設けるものとす
る。この場合、積分器９の出力信号は、第３図に
示すように、音響光学的周波数変調器３の出射光
の中心周波数o±vが前記装置４の中心周波数
sに一致したとき零となり、その前後で逆符号と
なる。従つて、前記積分器９の出力信号により、
レーザ発振器１の周波数oを制御すれば、音響
光学的周波数変調器３の出射光の周波数o±v
を周波数基準となる装置４の吸収または透過スペ
クトルの中心周波数sに常に一致させることがで
きる。すなわち、これは、レーザ発振器１の発振
周波数oが、安定な周波数s±vに一致するよ
う安定化されていることを意味する。
前述したレーザの周波数安定化装置において、
参照信号の周波数rを高める程、その周波数成分
を除去するのに必要な積分器９の時定数を小さく
することができ、この結果、この種装置の応答速
度を速くすることができる。しかも、音響光学的
周波数変調器３を使用することにより、前記参照
信号の周波数rを数ＭHzまで上げることが容易で
あり、この種装置の性能の向上と共に信頼性の向
上を図ることができる。
参照信号の周波数rを高める程、その周波数成分
を除去するのに必要な積分器９の時定数を小さく
することができ、この結果、この種装置の応答速
度を速くすることができる。しかも、音響光学的
周波数変調器３を使用することにより、前記参照
信号の周波数rを数ＭHzまで上げることが容易で
あり、この種装置の性能の向上と共に信頼性の向
上を図ることができる。
前述した実施例から明らかなように、本発明に
よれば、従来装置のように機械的振動部を設ける
ことなく、レーザの周波数安定化を容易に達成す
ることができる。従つて、本発明装置は、従来装
置と比べて耐久性、堅牢性および応答速度の点に
おいてそれぞれ優れた特徴を有する。
よれば、従来装置のように機械的振動部を設ける
ことなく、レーザの周波数安定化を容易に達成す
ることができる。従つて、本発明装置は、従来装
置と比べて耐久性、堅牢性および応答速度の点に
おいてそれぞれ優れた特徴を有する。
第１図は本発明に係るレーザの周波数安定化装
置の一実施例を示すブロツク回路図、第２図は第
１図に示す周波数基準となる装置の吸収または透
過スペクトルの周波数特性曲線図、第３図は第１
図に示す積分器の出力信号の周波数特性曲線図で
ある。 １…レーザ発振器、２…ビームスプリツタ、３
…音響光学的周波数変調器、４…周波数基準とな
る装置、５…光電変換素子、６…参照信号発生
器、７…電圧制御発振器、８…位相検波器、９…
積分器。
置の一実施例を示すブロツク回路図、第２図は第
１図に示す周波数基準となる装置の吸収または透
過スペクトルの周波数特性曲線図、第３図は第１
図に示す積分器の出力信号の周波数特性曲線図で
ある。 １…レーザ発振器、２…ビームスプリツタ、３
…音響光学的周波数変調器、４…周波数基準とな
る装置、５…光電変換素子、６…参照信号発生
器、７…電圧制御発振器、８…位相検波器、９…
積分器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発振周波数の制御可能なレーザ発振器と、音
響光学的周波数変調器と、周波数基準となる吸収
または透過スペクトルを有する装置と、この周波
数基準となるスペクトルの中心周波数とレーザ発
振周波数との差を検出してこの差が零に近づくよ
うにレーザ発振器の発振周波数を制御する手段と
からなり、前記音響光学的周波数変調器によりレ
ーザ光の一部に周波数変調を加え、レーザ発振周
波数と周波数基準となるスペクトルの中心周波数
との差を検出するよう構成することを特徴とする
レーザの周波数安定化装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の周波数安定化装
置において、音響光学的周波数変調器は、参照信
号発生器から発生する所定周波数の参照信号によ
り制御されて所定の中心周波数からなる周波数変
調信号を発生する電圧制御発振器により、前記発
振器の出力信号の周波数と等しい周波数偏移を入
射光に与えるよう構成してなるレーザの周波数安
定化装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の周波数安定化装
置において、周波数基準となるスペクトルの中心
周波数とレーザ発振周波数との差を検出してレー
ザ発振器の発振周波数を制御する手段は、周波数
基準となる装置からの出射光を電気信号に変換す
る光電変換素子と、前記電気信号を参照信号発生
器で発生される所定の周波数からなる参照信号を
参照して位相検波する位相検波器と、前記参照信
号の所定周波数成分を充分除去できる時定数を有
する積分器とから構成してなるレーザの周波数安
定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15087281A JPS5852891A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | レ−ザの周波数安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15087281A JPS5852891A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | レ−ザの周波数安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852891A JPS5852891A (ja) | 1983-03-29 |
| JPH026236B2 true JPH026236B2 (ja) | 1990-02-08 |
Family
ID=15506216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15087281A Granted JPS5852891A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | レ−ザの周波数安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852891A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1219165B (it) * | 1988-03-31 | 1990-05-03 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento e dispositivo per il controllo automatico di frequenza di laser a semiconduttore |
| JP2737181B2 (ja) * | 1988-11-30 | 1998-04-08 | 株式会社ニコン | エキシマレーザ発生装置 |
| IT1246813B (it) * | 1990-06-07 | 1994-11-28 | Ima Spa | Dispositivo per la trasformazione di un fustellato tubolare appiattito in un corrispondente astuccio. |
| JP7304061B2 (ja) * | 2019-05-31 | 2023-07-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光周波数・位相の自動安定化装置 |
-
1981
- 1981-09-24 JP JP15087281A patent/JPS5852891A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5852891A (ja) | 1983-03-29 |
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