JPH0331089Y2 - - Google Patents
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- JPH0331089Y2 JPH0331089Y2 JP9761186U JP9761186U JPH0331089Y2 JP H0331089 Y2 JPH0331089 Y2 JP H0331089Y2 JP 9761186 U JP9761186 U JP 9761186U JP 9761186 U JP9761186 U JP 9761186U JP H0331089 Y2 JPH0331089 Y2 JP H0331089Y2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 35
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この考案は、半導体レーザの出力光の波長を、
標準物質の吸収線により安定化する半導体レーザ
波長安定化装置の特性の改善に関するものであ
る。
標準物質の吸収線により安定化する半導体レーザ
波長安定化装置の特性の改善に関するものであ
る。
（従来例）
出願人は、特願昭61−11894号明細書（特開昭
62−171174号公報参照）において、出力光が変調
されないために瞬時的にもその出力光の波長が高
安定な半導体レーザ波長安定化装置を提案した。
第５図に、この装置の構成を示す。
62−171174号公報参照）において、出力光が変調
されないために瞬時的にもその出力光の波長が高
安定な半導体レーザ波長安定化装置を提案した。
第５図に、この装置の構成を示す。
第５図において、半導体レーザLDの出力光は、
ビームスプリツタBSで分割され、その反射光は
出力光として外部に取り出され、透過光は音響光
学変調器UMに入力される。この音響光学変調器
UMは信号発生器SG２の出力により周波数Ｄ
（たとえば80MHz）で駆動され、入射光を回折す
る。この回折動作は、信号発生器SG１およびス
イツチSWにより周期的に周波数ｍ（たとえば
2kHz）でオン・オフされる。従つて、音響光学
変調器UMからは、周期的に半導体レーザの出力
光の０次回折光と１次回折光が交互に出力され
る。この出力光は、標準物質（たとえばCs）の
入つた吸収セルCLに入射され、一部分吸収され
て光検出器PDに入力される。この光検出器PDの
出力は増幅器Ａで増幅され、ロツクインアンプ
LA１で周波数ｍで同期整流されて、PIDコン
トローラCT２に入力される。
ビームスプリツタBSで分割され、その反射光は
出力光として外部に取り出され、透過光は音響光
学変調器UMに入力される。この音響光学変調器
UMは信号発生器SG２の出力により周波数Ｄ
（たとえば80MHz）で駆動され、入射光を回折す
る。この回折動作は、信号発生器SG１およびス
イツチSWにより周期的に周波数ｍ（たとえば
2kHz）でオン・オフされる。従つて、音響光学
変調器UMからは、周期的に半導体レーザの出力
光の０次回折光と１次回折光が交互に出力され
る。この出力光は、標準物質（たとえばCs）の
入つた吸収セルCLに入射され、一部分吸収され
て光検出器PDに入力される。この光検出器PDの
出力は増幅器Ａで増幅され、ロツクインアンプ
LA１で周波数ｍで同期整流されて、PIDコン
トローラCT２に入力される。
第６図にロツクインアンプLAの出力特性を示
す。半導体レーザの出力光は標準物質の共鳴吸収
により吸収されるので、入射光のの周波数により
出力が変化する。標準物質の共鳴吸収の周波数νs
とすると、第６図に示すように、νs−Ｄ／２で
出力がゼロになる。従つて、ロツクインアンプ
LA１の出力がゼロになるように、PIDコントロ
ーラCT２によつて、半導体レーザLDの電流また
は温度を制御すると、ビームスプリツタBSで反
射される出力光の周波数はνs−Ｄ／２に固定さ
れる。
す。半導体レーザの出力光は標準物質の共鳴吸収
により吸収されるので、入射光のの周波数により
出力が変化する。標準物質の共鳴吸収の周波数νs
とすると、第６図に示すように、νs−Ｄ／２で
出力がゼロになる。従つて、ロツクインアンプ
LA１の出力がゼロになるように、PIDコントロ
ーラCT２によつて、半導体レーザLDの電流また
は温度を制御すると、ビームスプリツタBSで反
射される出力光の周波数はνs−Ｄ／２に固定さ
れる。
なお、TBは恒温槽であり、半導体レーザLD
が格納されている。CT１はPIDコントローラで
あり、半導体レーザLDの温度を測定し、その温
度が一定になるようにペルチエ素子PEを駆動す
る。
が格納されている。CT１はPIDコントローラで
あり、半導体レーザLDの温度を測定し、その温
度が一定になるようにペルチエ素子PEを駆動す
る。
（考案が解決すべき問題点）
しかしながら、このような半導体レーザ波長安
定化装置は、帰還ループのゲインを高くして共鳴
吸収の周波数から離れた点から動作を開始させる
と、出力光の周波数は設定値を通りすぎて、共鳴
吸収のないところまで飛んでしまう。また、帰還
ループのゲインを低くすると、設定値を通りすぎ
ることはないが、出力光の周波数の安定度が悪く
なる。
定化装置は、帰還ループのゲインを高くして共鳴
吸収の周波数から離れた点から動作を開始させる
と、出力光の周波数は設定値を通りすぎて、共鳴
吸収のないところまで飛んでしまう。また、帰還
ループのゲインを低くすると、設定値を通りすぎ
ることはないが、出力光の周波数の安定度が悪く
なる。
（考案の目的）
この考案の目的は、標準物質の共鳴吸収からは
ずれた点から動作を開始しても設定値に同調し、
かつ出力光の周波数が高安定な半導体レーザ波長
安定化装置を提供することにある。
ずれた点から動作を開始しても設定値に同調し、
かつ出力光の周波数が高安定な半導体レーザ波長
安定化装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記問題点を解決するために本考案は、半導体
レーザの出力光を変調し、この出力光を吸収セル
に入射して、この吸収セルの透過光を光検出器で
検出して前記半導体レーザに帰還させる構成の半
導体レーザ波長安定化装置において、帰還ループ
に可変ゲイン増幅器を設置したものである。
レーザの出力光を変調し、この出力光を吸収セル
に入射して、この吸収セルの透過光を光検出器で
検出して前記半導体レーザに帰還させる構成の半
導体レーザ波長安定化装置において、帰還ループ
に可変ゲイン増幅器を設置したものである。
（作用）
光検出器の出力に関連する信号により可変ゲイ
ン増幅器を制御し、半導体レーザの出力光が設定
値から大幅に外れているときは帰還ループのゲイ
ンを低くし、設定値に近ずくと帰還ループのゲイ
ンを高くする。
ン増幅器を制御し、半導体レーザの出力光が設定
値から大幅に外れているときは帰還ループのゲイ
ンを低くし、設定値に近ずくと帰還ループのゲイ
ンを高くする。
（実施例）
第１図に本考案に係る半導体レーザ安定化装置
の一実施例を示す。なお、第５図と同一要素には
同一符号を付し、説明を省略する。第１図におい
て、１は増幅器Ａの出力が入力され、その出力が
ロツクインアンプLA１に入力される可変ゲイン
増幅器、２は増幅器Ａの出力がその反転入力端子
に入力されるコンパレータ、３はコンパレータ３
の非反転入力端子と共通電位点の間に接続された
設定電源である。可変ゲイン増幅器１のゲインは
コンパレータ３で制御される。
の一実施例を示す。なお、第５図と同一要素には
同一符号を付し、説明を省略する。第１図におい
て、１は増幅器Ａの出力が入力され、その出力が
ロツクインアンプLA１に入力される可変ゲイン
増幅器、２は増幅器Ａの出力がその反転入力端子
に入力されるコンパレータ、３はコンパレータ３
の非反転入力端子と共通電位点の間に接続された
設定電源である。可変ゲイン増幅器１のゲインは
コンパレータ３で制御される。
このような構成において、吸収セルCLの共鳴
吸収を第２図のようであるとし、音響光学変調器
UMの出力光の周波数が点Ｐの位置にあるとする
と、透過光量が多くなり、増幅器Ａの出力が負方
向に大きく振れ、コンパレータ２の出力がハイレ
ベルになり、可変ゲイン増幅器１のゲインが小さ
くなる。そのため、動作点はＰからゆつくり共鳴
吸収の底すなわち周波数νsの方向に移動し、それ
につれて透過光量が減少し、増幅器Ａの出力は
徐々に高くなる。点Ｑにおいて、増幅器Ａの出力
は設定電源３より高くなり、コンパレータ２の出
力はローレベルになり、可変ゲイン増幅器１のゲ
インは高くなる。そのため、半導体レーザLDの
出力は高安定で点Ｒに保持される。
吸収を第２図のようであるとし、音響光学変調器
UMの出力光の周波数が点Ｐの位置にあるとする
と、透過光量が多くなり、増幅器Ａの出力が負方
向に大きく振れ、コンパレータ２の出力がハイレ
ベルになり、可変ゲイン増幅器１のゲインが小さ
くなる。そのため、動作点はＰからゆつくり共鳴
吸収の底すなわち周波数νsの方向に移動し、それ
につれて透過光量が減少し、増幅器Ａの出力は
徐々に高くなる。点Ｑにおいて、増幅器Ａの出力
は設定電源３より高くなり、コンパレータ２の出
力はローレベルになり、可変ゲイン増幅器１のゲ
インは高くなる。そのため、半導体レーザLDの
出力は高安定で点Ｒに保持される。
第３図に本考案の他の実施例を示す。第３図
は、コンパレータを複数個用いて、可変ゲイン増
幅器１のゲインの切り換えを複数にしたものであ
る。第３図において、２１，２２，２３はコンパ
レータであり、増幅器Ａの出力がそれらの反転入
力端子に接続され、それらの出力は可変ゲイン増
幅器１の出力を制御する。３１，３２，３３は設
定電源であり、それぞれコンパレータ２１，２
２，２３の非反転入力端子に接続されている。ま
た図示はしていないが、第１図と同じように、増
幅器Ａには光検出器PDの出力が入力され、可変
ゲイン増幅器１の出力はロツクインアンプLA１
に入力される。このような構成において、第２図
の点Ｓ，Ｔ，Ｑでそれぞれコンパレータ２１，２
２，２３がローレベルになり、可変ゲイン増幅器
１のゲインを徐々に高くする。このようにする
と、より高速で、かつ安定に点Ｒに収束すること
ができる。なお、可変ゲイン増幅器のゲインを連
続的に制御するようにしてもよい。
は、コンパレータを複数個用いて、可変ゲイン増
幅器１のゲインの切り換えを複数にしたものであ
る。第３図において、２１，２２，２３はコンパ
レータであり、増幅器Ａの出力がそれらの反転入
力端子に接続され、それらの出力は可変ゲイン増
幅器１の出力を制御する。３１，３２，３３は設
定電源であり、それぞれコンパレータ２１，２
２，２３の非反転入力端子に接続されている。ま
た図示はしていないが、第１図と同じように、増
幅器Ａには光検出器PDの出力が入力され、可変
ゲイン増幅器１の出力はロツクインアンプLA１
に入力される。このような構成において、第２図
の点Ｓ，Ｔ，Ｑでそれぞれコンパレータ２１，２
２，２３がローレベルになり、可変ゲイン増幅器
１のゲインを徐々に高くする。このようにする
と、より高速で、かつ安定に点Ｒに収束すること
ができる。なお、可変ゲイン増幅器のゲインを連
続的に制御するようにしてもよい。
第４図に、コンパレータの入力として増幅器Ａ
の２次微分波形を用いる実施例を示す。なお、第
１図と同一要素には同一符号を付し、説明を省略
する。第４図において、信号発生器SG１は正弦
波または三角波でSG２をFM変調する。増幅器
Ａの出力はロツクインアンプLA２および可変ゲ
イン増幅器１に入力される。ロツクインアンプ
LA２は、信号発生器SG２の変調周波数の２倍の
周波数2mの出力をも発生する信号発生器SG１
で駆動され、同期整流される。このようにして、
増幅器Ａの２次微分が得られる。ロツクインアン
プLA２の出力はコンパレータ２の反転入力端子
に入力され、このコンパレータ２の出力により、
可変ゲイン増幅器１を制御する。可変ゲイン増幅
器１の出力はロツクインアンプLA１に入力され
る。３は設定電源であり、コンパレータ２の非反
転入力端子に接続される。
の２次微分波形を用いる実施例を示す。なお、第
１図と同一要素には同一符号を付し、説明を省略
する。第４図において、信号発生器SG１は正弦
波または三角波でSG２をFM変調する。増幅器
Ａの出力はロツクインアンプLA２および可変ゲ
イン増幅器１に入力される。ロツクインアンプ
LA２は、信号発生器SG２の変調周波数の２倍の
周波数2mの出力をも発生する信号発生器SG１
で駆動され、同期整流される。このようにして、
増幅器Ａの２次微分が得られる。ロツクインアン
プLA２の出力はコンパレータ２の反転入力端子
に入力され、このコンパレータ２の出力により、
可変ゲイン増幅器１を制御する。可変ゲイン増幅
器１の出力はロツクインアンプLA１に入力され
る。３は設定電源であり、コンパレータ２の非反
転入力端子に接続される。
なお、第１図、第３図、第４図実施例では、い
ずれも可変ゲイン増幅器１は増幅器Ａの後に挿入
するようにしたが、ロツクインアンプLA１、
PIDコントローラCT２の後に挿入してもよい。
すなわち、帰還ループ内であればどこに挿入して
もよい。
ずれも可変ゲイン増幅器１は増幅器Ａの後に挿入
するようにしたが、ロツクインアンプLA１、
PIDコントローラCT２の後に挿入してもよい。
すなわち、帰還ループ内であればどこに挿入して
もよい。
また、半導体レーザLDの出力光をビームスプ
リツタBSで分割し、その分割された光を音響光
学変調器UMで変調して吸収セルCLを透過させ、
この透過光を光検出器PDで検出して半導体レー
ザLDに帰還させる構成の半導体レーザ波長安定
化装置に適用したが、半導体レーザの直接変調し
て吸収セルを通し、この吸収セルの透過光を検出
して半導体レーザに帰還する構成の半導体レーザ
波長安定化装置に適用してもよい。要は、半導体
レーザの出力光を変調し、この出力光を吸収セル
に入射して、その透過光の強度に関連する信号を
半導体レーザに帰還する構成の半導体レーザ波長
安定化装置であれば、本考案を適用できる。
リツタBSで分割し、その分割された光を音響光
学変調器UMで変調して吸収セルCLを透過させ、
この透過光を光検出器PDで検出して半導体レー
ザLDに帰還させる構成の半導体レーザ波長安定
化装置に適用したが、半導体レーザの直接変調し
て吸収セルを通し、この吸収セルの透過光を検出
して半導体レーザに帰還する構成の半導体レーザ
波長安定化装置に適用してもよい。要は、半導体
レーザの出力光を変調し、この出力光を吸収セル
に入射して、その透過光の強度に関連する信号を
半導体レーザに帰還する構成の半導体レーザ波長
安定化装置であれば、本考案を適用できる。
（考案の効果）
以上実施例と共に具体的に説明したように、本
考案では、光検出器と半導体レーザの間の帰還路
の間に可変ゲイン増幅器を挿入し、この可変ゲイ
ン増幅器のゲインを前記光検出器の出力に関連す
る信号で制御するようにした。従つて、半導体レ
ーザの出力光が設定値から大きく外れた場合で
も、設定値を飛び越してしまうことはなく、ま
た、高安定で設定値に保持できる。そのため、始
動時に半導体レーザの出力光が設定値から大きく
外れていても設定値に収束させることができ、か
つ、波長が高安定になるという効果を有する。
考案では、光検出器と半導体レーザの間の帰還路
の間に可変ゲイン増幅器を挿入し、この可変ゲイ
ン増幅器のゲインを前記光検出器の出力に関連す
る信号で制御するようにした。従つて、半導体レ
ーザの出力光が設定値から大きく外れた場合で
も、設定値を飛び越してしまうことはなく、ま
た、高安定で設定値に保持できる。そのため、始
動時に半導体レーザの出力光が設定値から大きく
外れていても設定値に収束させることができ、か
つ、波長が高安定になるという効果を有する。
第１図は本考案に係る半導体レーザ波長安定化
装置の一実施例を示す構成ブロツク図、第２図は
動作点を説明するための特性曲線図、第３図、第
４図は本考案の他の実施例を示す構成ブロツク
図、第５図は従来例を示す構成ブロツク図、第６
図はロツクインアンプの出力特性を示す特性曲線
図である。 １……可変ゲイン増幅器、２，２１，２２，２
３……コンパレータ、３，３１，３２，３３……
設定電源、PD……半導体レーザ、UM……音響
光学変調器、CL……吸収セル、Ａ……増幅器、
SG１，SG２……信号発生器、LA１，LA２……
ロツクインアンプ。
装置の一実施例を示す構成ブロツク図、第２図は
動作点を説明するための特性曲線図、第３図、第
４図は本考案の他の実施例を示す構成ブロツク
図、第５図は従来例を示す構成ブロツク図、第６
図はロツクインアンプの出力特性を示す特性曲線
図である。 １……可変ゲイン増幅器、２，２１，２２，２
３……コンパレータ、３，３１，３２，３３……
設定電源、PD……半導体レーザ、UM……音響
光学変調器、CL……吸収セル、Ａ……増幅器、
SG１，SG２……信号発生器、LA１，LA２……
ロツクインアンプ。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 半導体レーザの出力光を変調し、この変調され
た出力光を吸収セルに入射し、この吸収セルの透
過光を光検出器で検出して、この光検出器の出力
に関連する信号を前記半導体レーザに帰還する構
成の半導体レーザ波長安定化装置において、 前記光検出器と前記半導体レーザの経路の間に
設置された可変ゲイン増幅器を有し、この可変ゲ
イン増幅器のゲインを前記光検出器の出力信号に
関連する信号により制御することを特徴とする半
導体レーザ波長安定化装置。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9761186U JPH0331089Y2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | |
| GB8627744A GB2187592B (en) | 1985-12-26 | 1986-11-20 | Semiconductor laser wavelength stabilizer |
| US06/937,359 US4833681A (en) | 1985-12-26 | 1986-12-03 | Semiconductor laser wavelength stabilizer |
| US06/942,448 US4893353A (en) | 1985-12-20 | 1986-12-16 | Optical frequency synthesizer/sweeper |
| US06/943,670 US4856899A (en) | 1985-12-20 | 1986-12-18 | Optical frequency analyzer using a local oscillator heterodyne detection of incident light |
| GB8630375A GB2185567B (en) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Optical frequency analyzer |
| DE3643569A DE3643569C2 (de) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Analysator für optische Frequenzen |
| DE3643553A DE3643553C2 (de) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Vorrichtung zum Erzeugen und Wobbeln optischer Frequenzen |
| DE3643629A DE3643629C2 (de) | 1985-12-26 | 1986-12-19 | Vorrichtung zur Stabilisierung der Wellenlänge eines Halbleiterlasers |
| GB8630374A GB2185619B (en) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Optical frequency synthesizer/sweeper |
| US07/293,020 US4912526A (en) | 1985-12-20 | 1989-01-03 | Optical frequency synthesizer/sweeper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9761186U JPH0331089Y2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635660U JPS635660U (ja) | 1988-01-14 |
| JPH0331089Y2 true JPH0331089Y2 (ja) | 1991-07-01 |
Family
ID=30964740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9761186U Expired JPH0331089Y2 (ja) | 1985-12-20 | 1986-06-27 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0331089Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP9761186U patent/JPH0331089Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS635660U (ja) | 1988-01-14 |
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