JPH04181785A - Laser frequency sweep control circuit - Google Patents

Laser frequency sweep control circuit

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JPH04181785A
JPH04181785A JP30880990A JP30880990A JPH04181785A JP H04181785 A JPH04181785 A JP H04181785A JP 30880990 A JP30880990 A JP 30880990A JP 30880990 A JP30880990 A JP 30880990A JP H04181785 A JPH04181785 A JP H04181785A
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capacitor
power supply
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power amplifier
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正 深見
Akihiko Iwata
明彦 岩田
Tatsuki Okamoto
達樹 岡本
Hiroshi Ito
寛 伊藤
Yasutoshi Takeda
保敏 武田
Shigeo Eguri
成夫 殖栗
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Abstract

PURPOSE:To increase the frequency sweeping amount of a laser light and to improve the quality by providing a power amplifier for outputting a voltage across a capacitor, and an electro-optical element for sweeping the frequency of the incident light based on the voltage to output it. CONSTITUTION:Semiconductor element groups 8 are simultaneously conducted based on a control signal by a power amplifier 3A composed of a voltage power source 5 for supplying a high voltage, a series circuit having a reactor 6 and a capacitor 7 and connected to the positive terminal of the source 5 and the groups 8 connected in series and parallel with each other to be connected in parallel with the source 5 to output a voltage across the capacitor 7. An incident laser light La is swept in its frequency based on the voltage by an electro- optical element 2 and output. Thus, the amplifier 3A and the element 2 which sweeps the frequency of the incident light La based on the voltage and outputs it, are provided. Thus, the frequency sweeping amount of the light La can be largely increased, and the quality can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、レーザ光の周波数掃引を制御するレーザ周
波数掃引制御回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser frequency sweep control circuit that controls frequency sweep of laser light.

[従来の技術] 従来例の構成を第13図を参照しなから説明する。[Conventional technology] The configuration of a conventional example will be explained with reference to FIG.

第13図は、例えば米国特許第4,636.287号公
報に示された従来のレーザ周波数掃引制御回路を示すブ
ロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a conventional laser frequency sweep control circuit disclosed in, for example, US Pat. No. 4,636.287.

第13図において、(1)はアルゴンレーザ等のレーザ
発生源、Laはし・−ザ発生源(1)から出力されるレ
ーザ光、(2)はレーザ光Laの周波数を掃引するため
の電気光学素子、Lbは周波数が掃引されたレーザ出力
光、(3)は電気光学素子(2)に電界を印加する電力
増幅器、(4)はこの電力増幅器(3)に制御信号を与
えるための発振器である。
In Fig. 13, (1) is a laser source such as an argon laser, the laser beam output from the laser source (1), and (2) is the electricity used to sweep the frequency of the laser beam La. The optical element, Lb is a laser output light whose frequency has been swept, (3) is a power amplifier that applies an electric field to the electro-optical element (2), and (4) is an oscillator that provides a control signal to this power amplifier (3). It is.

つぎに、前述した従来例の動作を説明する。Next, the operation of the conventional example described above will be explained.

レーザ発生源(1)によって発せられたレーザ光Laは
、周波数を掃引できる電気光学素子(2)に入射される
。このとき、発振器(4)によって制御される電力増幅
器(3)の出力Uxは、電気光学素子(2)内の電界が
時開的に変化するように与えられ、その結果、電気光学
素子(2)を通過するレーザ光の屈折率が時間的に変化
する。
Laser light La emitted by a laser source (1) is incident on an electro-optical element (2) that can sweep the frequency. At this time, the output Ux of the power amplifier (3) controlled by the oscillator (4) is given so that the electric field within the electro-optical element (2) changes in a time-dependent manner, and as a result, the output Ux of the power amplifier (3) is controlled by the oscillator (4). ) The refractive index of the laser beam passing through changes over time.

電気光学素子(2)内の屈折率の変化量Δnは。The amount of change Δn in the refractive index within the electro-optical element (2) is.

Δn ” k O’ n 37”’ 2 ’ Eで与え
られる。ここて、Koは定数、nは屈折率、Eは電界で
ある。電界Eが時開的に変動するような電圧が電力増幅
器(3)から与えられれば、レーザ光Laの周波数掃引
量△fは、 Δf=に、  d(Δn)/dlf =に、・dE/dt l = K 3 ・d v x/ d t ・1となる。こ
こで、K1、K2、K3は定数、pはレーザ光Laが通
る電気光学素子(2)内の長さである。すなわち、電力
増幅器(3)から与えられる電圧υXの時間的変化量を
制御することで、レーザ光Laの周波数が掃引されたレ
ーザ出力光Lbが得られる。
It is given by Δn ” k O' n 37"' 2 'E. Here, Ko is a constant, n is a refractive index, and E is an electric field. If a voltage that causes the electric field E to fluctuate over time is applied from the power amplifier (3), the frequency sweep amount Δf of the laser beam La becomes Δf=, d(Δn)/dlf=, dE/ dt l = K 3 ·d v x/ d t ·1. Here, K1, K2, and K3 are constants, and p is the length within the electro-optical element (2) through which the laser beam La passes. That is, by controlling the amount of change over time of the voltage υX applied from the power amplifier (3), the laser output light Lb in which the frequency of the laser light La is swept can be obtained.

[発明が解決しようとする課題] 前述したような従来のレーザ周波数掃引制御回路では1
周波数の掃引量を大幅に変えるには高いdυx/dtが
必要とされ、電力増幅器(3)は高電圧を高速に制御す
る必要があり、高速な電力増幅器(3)を構成する半導
体素子の耐圧は小さく、周波数の掃引量を大きくするの
は不可能であるという問題点があった。
[Problem to be solved by the invention] In the conventional laser frequency sweep control circuit as described above, 1
A high dυx/dt is required to significantly change the amount of frequency sweep, and the power amplifier (3) needs to control high voltage at high speed. There was a problem in that the frequency was small and it was impossible to increase the amount of frequency sweep.

また、高電圧が取り扱える真空管を用いた場合には信頼
性、寿命等に問題があり、品質を大幅に低下させるとい
う問題点があった。
Furthermore, when vacuum tubes that can handle high voltages are used, there are problems with reliability, lifespan, etc., and there is a problem in that quality is significantly degraded.

この発明は、前述した問題点を解決するためになされた
もので、レーザ光の周波数掃引量を大幅に増加でき、か
つ品質を向上することができるレーザ周波数掃引制御回
路を得ることを目的とする。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and aims to obtain a laser frequency sweep control circuit that can significantly increase the frequency sweep amount of laser light and improve the quality. .

[課題を解決するための手段] この発明の第1請求項に係るレーザ周波数掃引制御回路
は、次に掲げる手段を備えたものである。
[Means for Solving the Problems] A laser frequency sweep control circuit according to the first aspect of the present invention includes the following means.

〔1〕 高電圧を供給する高圧電源、リアクトル及びコ
ンデンサからなり前記高圧電源の正極に接続された直列
回路、及び前記高圧電源に並列接続されている直並列化
された半導体素子群から構成され、制御信号に基づいて
前記半導体素子群を一斉に導通させて前記コンデンサの
両端の電圧を出力する電力増幅器。
[1] Consisting of a high-voltage power supply that supplies high voltage, a series circuit consisting of a reactor and a capacitor and connected to the positive terminal of the high-voltage power supply, and a group of series-parallel semiconductor elements connected in parallel to the high-voltage power supply, A power amplifier that turns on the semiconductor elements all at once based on a control signal and outputs a voltage across the capacitor.

〔2〕 入射されたレーザ光を前記電圧に基づいてその
周波数を掃引して出力する電気光学素子。
[2] An electro-optical element that sweeps the frequency of the incident laser light based on the voltage and outputs the same.

また、この発明の第2請求項に係るレーザ周波数掃引制
御回路は、次に掲げる手段を備えたものである。
Further, a laser frequency sweep control circuit according to a second aspect of the present invention includes the following means.

〔1〕 高電圧を供給する高圧電源、リアクトル及びコ
ンデンサからなり前記高圧電源の正極に接続された直列
回路、及び前記高圧電源に並列接続されている直並列化
された半導体素子群力・ら構成され、制御信号に基づい
て前記半導体素子群を一斉に導通させて前記リアクトル
の両端の電圧を出力する電力増幅器。
[1] A series circuit consisting of a high voltage power supply that supplies high voltage, a reactor and a capacitor and connected to the positive terminal of the high voltage power supply, and a group of series-parallel semiconductor elements connected in parallel to the high voltage power supply. A power amplifier that outputs a voltage across the reactor by making the semiconductor element group conductive all at once based on a control signal.

〔2〕 入射されたレーザ光を前記電圧に基づいてその
周波数を掃引して出力する電気光学素子。
[2] An electro-optical element that sweeps the frequency of the incident laser light based on the voltage and outputs the same.

さらに、この発明の第3請求項に係るレーザ周波数掃引
制御回路は、次に掲げる手段を備えたものである。
Further, a laser frequency sweep control circuit according to a third aspect of the present invention includes the following means.

〔1〕 高電圧を供給する高圧電源、リアクトル及び第
1のコンデンサからなり前記高圧電源の正極に接続され
た直列回路、可変抵抗及び第2のコンデンサからなり前
記直列回路に接続された並列回路、及び前記高圧電源に
並列接続されている直並列化された半導体素子群から構
成され、制御信号に基づいて前記半導体素子群を一斉に
導通させて前記第2のコンデンサの両端の電圧を出力す
る電力増幅器。
[1] A high-voltage power supply supplying a high voltage, a series circuit comprising a reactor and a first capacitor and connected to the positive electrode of the high-voltage power supply, and a parallel circuit comprising a variable resistor and a second capacitor connected to the series circuit; and a power supply comprising a group of series-parallel semiconductor elements connected in parallel to the high-voltage power supply, and outputting the voltage across the second capacitor by making the semiconductor element group conductive all at once based on a control signal. amplifier.

〔2〕 入射されたレーザ光を前記電圧に基づいてその
周波数を掃引して出力する電気光学素子。
[2] An electro-optical element that sweeps the frequency of the incident laser light based on the voltage and outputs the same.

[作用コ この第1請求項の発明においては、高電圧を供給する高
圧電源、リアクトル及びコンデンサからなり前記高圧電
源の正極に接続された直列回路、及び前記高圧電源に並
列接続されている直並列化された半導体素子群から構成
された電力増幅器によって、制御信号に基づいて前記半
導体素子群が一斉に導通させられて前記コンデンサの両
端の電圧が出力される。
[Operations] In the invention of the first claim, there is provided a high-voltage power supply supplying a high voltage, a series circuit comprising a reactor and a capacitor connected to the positive terminal of the high-voltage power supply, and a series-parallel circuit connected in parallel to the high-voltage power supply. A power amplifier made up of a group of semiconductor elements made conductive all at once based on a control signal, and outputs the voltage across the capacitor.

また、電気光学素子によって、入射されたレーザ光が前
記電圧に基づいてその周波数が掃引されて出力される。
Further, the frequency of the incident laser light is swept by the electro-optical element based on the voltage and output.

この第2請求項の発明においては、高電圧を供給する高
圧電源、リアクトル及びコンデンサからなり前記高圧電
源の正極に接続された直列回路、及び前記高圧電源に並
列接続されている直並列化された半導体素子群から構成
された電力増幅器によって、制御信号に基づいて前記半
導体素子群が一斉に導通させられて前記リアクトルの両
端の電圧が出力される。
In the invention of claim 2, there is provided a high-voltage power supply supplying a high voltage, a series circuit including a reactor and a capacitor connected to the positive terminal of the high-voltage power supply, and a series-parallel circuit connected in parallel to the high-voltage power supply. A power amplifier composed of a group of semiconductor elements causes the group of semiconductor elements to conduct simultaneously based on a control signal, and a voltage across the reactor is output.

また、電気光学素子によって、入射されたレーザ光が前
記電圧に基づいてその周波数が掃引されて出力される。
Further, the frequency of the incident laser light is swept by the electro-optical element based on the voltage and output.

この第3請求項の発明においては、高電圧を供給する高
圧電源、リアクトル及び第1のコンデンサからなり前記
高圧電源の正極に接続された直列回路、可変抵抗及び第
2のコンデンサからなり前記直列回路に接続された並列
回路、及び前記高圧電源に並列接続されている直並列化
された半導体素子群から構成された電力増幅器によって
、制御信号に基づいて前記半導体素子群が一斉に導通さ
せられて前記第2のコンデンサの両端の電圧が出力され
る。
In the third aspect of the invention, there is provided a high-voltage power supply supplying a high voltage, a series circuit comprising a reactor and a first capacitor connected to the positive electrode of the high-voltage power supply, and a series circuit comprising a variable resistor and a second capacitor. A power amplifier configured of a parallel circuit connected to the high-voltage power supply and a group of series-parallel semiconductor devices connected in parallel to the high-voltage power supply causes the group of semiconductor devices to conduct simultaneously based on a control signal. The voltage across the second capacitor is output.

また、電気光学素子によって、入射されたレーザ光が前
記電圧に基づいてその周波数が掃引されて出力される。
Further, the frequency of the incident laser light is swept by the electro-optical element based on the voltage and output.

[実施例] これから、この発明の5つの実施例について順次説明す
る。
[Examples] Five embodiments of the present invention will now be described in sequence.

まず、この発明の第1実施例の構成を第1図及び第2図
を参照しなから説明する。
First, the configuration of a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1区は、この発明の第1実施例を示すブロック図であ
り、電力増幅器(3A)以外は前記従来回路のものと全
く同一である。
The first section is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, which is completely the same as the conventional circuit except for the power amplifier (3A).

第2図は、この発明の第1実施例の電力増幅器(3A)
を示す回路図である。
FIG. 2 shows a power amplifier (3A) according to the first embodiment of the present invention.
FIG.

第2図において、(5)は高圧電源、(6)はりアクド
ル、(7)はコンデンサ、(8)は例えばFETが直並
列に接続された半導体素子群である。
In FIG. 2, (5) is a high-voltage power supply, (6) is a beam axle, (7) is a capacitor, and (8) is a group of semiconductor elements in which, for example, FETs are connected in series and parallel.

つぎに、前述した第1実施例の動作を第3図を参照しな
から説明する。
Next, the operation of the first embodiment described above will be explained with reference to FIG.

第3図(a)〜(d)は、この発明の第1実施例の電力
増幅器(3A)の動作を示すタイミングチャート図であ
る6 第3図において、横軸は時間tを表し、縦軸はそれぞれ
、(a)は制御信号υ。、(b)は電流io、(c)は
出力電圧Ux、(d)は電界Eの時間変化dE/dtを
示している。
3(a) to 3(d) are timing charts showing the operation of the power amplifier (3A) according to the first embodiment of the present invention.6 In FIG. 3, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents time t. (a) is the control signal υ. , (b) shows the current io, (c) shows the output voltage Ux, and (d) shows the time change dE/dt of the electric field E.

発振器(4)から出力される制御信号U0は、直並列に
接続された半導体素子群(8)の各素子のゲートに供給
される。コンデンサ(7)の両端の端子a及びbは、電
力増幅器(3A)の出力端として扱い、電気光学素子(
2)に印加される。
The control signal U0 output from the oscillator (4) is supplied to the gate of each element of the semiconductor element group (8) connected in series and parallel. Terminals a and b at both ends of the capacitor (7) are treated as the output terminals of the power amplifier (3A), and the electro-optical element (
2) is applied.

高圧電源(5)からりアクドル(6)を通してコンデン
サ(7)に高圧電圧が充電される。このとき、制御信号
υ。によって半導体素子群(8)を−斉に導通させると
、第3図(a)及び(b)に示すように、リアクトル(
6)とコンデンサ(7)によって定まる振動周波数の電
流10が閉回路内に流れる。
A high voltage is charged to the capacitor (7) from the high voltage power supply (5) through the handle (6). At this time, the control signal υ. When the semiconductor element group (8) is brought into conduction simultaneously, the reactor (
6) and a capacitor (7), a current 10 with an oscillating frequency determined by the capacitor (7) flows in the closed circuit.

したがって、第3図(c)に示すように、コンデンサ(
7)の両端の電圧υXも振動電流i。と同じ周波数で振
動する。ここで、U×は、υx=Vkc o s (t
/ (LC) ”’)で与えられる。ここて、Vkはコ
ンデンサく7)に充電された初期電圧値、Lはりアクド
ル(6)のインダクタンス値、Cはコンデンサ(7)の
容量値である。
Therefore, as shown in FIG. 3(c), the capacitor (
7) The voltage υX at both ends is also the oscillating current i. vibrates at the same frequency. Here, U× is υx=Vkc o s (t
/ (LC) '') where Vk is the initial voltage value charged in the capacitor 7), L is the inductance value of the axle (6), and C is the capacitance value of the capacitor (7).

そして、電気光学素子(2)に印加される電界Eは前記
電圧Uxに比例するのて、第3図(d)に示す電界Eの
時間変化dE/dtは、dE/ato=−vk/ <L
C) 1”・s i n (t/ (LC) ””tと
なる。よって、dE/dtは、Vk、L、Cの関数にな
る。つまり、dE/dtはVk、L、Cの値を任意に設
定することで所望の値を得ることができる。
Since the electric field E applied to the electro-optical element (2) is proportional to the voltage Ux, the time change dE/dt of the electric field E shown in FIG. 3(d) is dE/ato=-vk/< L
C) 1"・s i n (t/ (LC) ""t. Therefore, dE/dt is a function of Vk, L, and C. In other words, dE/dt is the value of Vk, L, and C. A desired value can be obtained by arbitrarily setting .

また、この第1実施例では初期電圧値Vkをスイッチン
グする素子として直並列された半導体素子群(8)を用
いているため、高電圧で、かつ回路に影響と与えない高
速なスイ・ンチングか実現てき、d E 、、、’ d
 tを高くし、周波数掃引量を大きくとることができる
In addition, in this first embodiment, since a series-parallel semiconductor element group (8) is used as an element for switching the initial voltage value Vk, high-voltage switching can be performed at high speed without affecting the circuit. It has come true, d E,,,' d
By increasing t, it is possible to increase the amount of frequency sweep.

この発明の第1実施例は、前述したように、高圧電源(
5)と直列にリアクl−ル(6)とコンデンサ(7)が
接続され、高圧電源(5)と並列に半導体素子群(8)
が接続された電力増幅器(3A)を備えているのて、レ
ーザ光の周波数掃引量を大きくとることができ、スイッ
チング素子が全て半導体であるため信頼性が高く、寿命
が長いという効果を奏する。
As mentioned above, the first embodiment of the present invention has a high voltage power supply (
A reactor (6) and a capacitor (7) are connected in series with 5), and a semiconductor element group (8) is connected in parallel with the high voltage power supply (5).
Since it is equipped with a power amplifier (3A) connected to the laser beam, the frequency sweep amount of the laser beam can be increased, and since all the switching elements are semiconductors, the reliability is high and the service life is long.

この発明の第2実施例について第4図及び第5図を参照
しなから説明する。
A second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

第4図はこの発明の第2実施例の電力増幅器(3B)を
示す回路図、第5図は第4図の電力増幅器(3B)の動
作を示すタイミングチャー1〜図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a power amplifier (3B) according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a timing chart 1 to 1 showing the operation of the power amplifier (3B) in FIG. 4.

この発明の第2実施例の構成は、上述した第1実施例と
ほとんどが同一であり、異なるところは第4図に示すよ
うに、電力増幅器(3B)の出力端としてリアクトル(
6)の両端の端子a及びbから取り出している。
The configuration of the second embodiment of the present invention is almost the same as the first embodiment described above, and the difference is that, as shown in FIG. 4, a reactor (
6) is taken out from terminals a and b at both ends.

第5図において、第3図と同様に、横軸は時間tを表し
、縦軸はそれぞれ、(a)は制御信号υ0、(b)は電
流10、(c)は出力電圧υ×、(d)は電界Eの時間
変化d E 、−’ d tを示している。
In FIG. 5, as in FIG. 3, the horizontal axis represents time t, and the vertical axes represent control signal υ0, (b) current 10, (c) output voltage υ×, ( d) shows the time change d E , -' d t of the electric field E.

この発明の第2実施例の作用、効果は、上述した第1実
施例と同様である。
The functions and effects of the second embodiment of the present invention are similar to those of the first embodiment described above.

この発明の第3実施例について第6図を参照しなから説
明する。
A third embodiment of the invention will be described with reference to FIG.

この発明の第3実施例の構成は、電力増幅器(3C)以
外は前記従来回路のものと全く同一である。
The configuration of the third embodiment of the present invention is completely the same as that of the conventional circuit except for the power amplifier (3C).

第6図は、この発明の第3実施例の電力増幅器(3C)
を示す回路図であり、高圧電源(5)〜半導体素子群(
8)は上述した第1実施例の電力増幅器(3A)のもの
と同一である。
FIG. 6 shows a power amplifier (3C) according to a third embodiment of the present invention.
is a circuit diagram showing a high voltage power supply (5) to a semiconductor element group (
8) is the same as that of the power amplifier (3A) of the first embodiment described above.

第6図において、(9)は可変抵抗である。In FIG. 6, (9) is a variable resistor.

つぎに、前述した第3実施例の動作を第7図及び第8図
を参照しなから説明する。
Next, the operation of the third embodiment described above will be explained with reference to FIGS. 7 and 8.

第7図(a)〜(d)及び第8図は、この発明の第3実
施例の電力増幅器(3C)の動作を示すタイミングチャ
ート図である。
7(a) to 8(d) and FIG. 8 are timing charts showing the operation of the power amplifier (3C) of the third embodiment of the present invention.

第7図において、横軸は時ptを表し、縦軸はそれぞれ
、(a)は制御信号U0、(b)は電流1o、(c)は
出力電圧U×、(d)は電界Eの時間変化dE/dtを
示している。
In FIG. 7, the horizontal axis represents time pt, and the vertical axes are (a) control signal U0, (b) current 1o, (c) output voltage U×, and (d) time of electric field E. The change dE/dt is shown.

第8図において、横軸は時間tを表し、継軸は電界Eの
時間変化dE/dtを示している。
In FIG. 8, the horizontal axis represents time t, and the joint axis represents the time change dE/dt of the electric field E.

発振器(4)から出力される制御信号υ。は、直並列に
接続された半導体素子群(8)の各素子のゲートに供給
される。コンデンサ(7)の両端の端子a及びbは、電
力増幅器(3C)の出力端として扱い、電気光学素子(
2)に印加される。
Control signal υ output from the oscillator (4). is supplied to the gate of each element of the semiconductor element group (8) connected in series and parallel. Terminals a and b at both ends of the capacitor (7) are treated as output terminals of the power amplifier (3C), and the electro-optical element (
2) is applied.

高圧電源(5)からりアクドル(6)を通してコンデン
サ(7)に高圧電圧が充電される。このとき、制御信号
υ。によって半導体素子群(8)を−斉に導通させると
、第7図(a)及び(b)に示すように、リアクトル(
6)とコンデンサ(7)と可変抵抗(9)によって定ま
る振動周波数の電流i。が閉回路内に流れる。
A high voltage is charged to the capacitor (7) from the high voltage power supply (5) through the handle (6). At this time, the control signal υ. When the semiconductor element group (8) is brought into conduction simultaneously, the reactor (
6), the current i at the vibration frequency determined by the capacitor (7) and the variable resistor (9). flows in a closed circuit.

したがって、第7図(c)に示すように、コンデンサ(
7)の両端の電圧U×も振動電流10と同し周波数で振
動する。ここで、U×は、Ux=Vk、’(I  R2
Cz’4L)””−ε−”−5in(ωt+jan−’
(ω、/α))で与えられる。ここで、V kはコンデ
ンサ(7)に充電された初期電圧値、Rは可変抵抗(9
)の抵抗値、Cはコンデンサ(7)の容量値、Lはりア
クドル(6)のインダクタンス値、α−R/2L、ω=
 (1,、・’LC) −(R/2 L ) ! ”2
、R2< (4L/C)である。
Therefore, as shown in FIG. 7(c), the capacitor (
The voltage Ux across 7) also oscillates at the same frequency as the oscillating current 10. Here, Ux is Ux=Vk,'(I R2
Cz'4L)""-ε-"-5in(ωt+jan-'
(ω, /α)). Here, V k is the initial voltage value charged in the capacitor (7), and R is the variable resistor (9
) resistance value, C is the capacitance value of the capacitor (7), inductance value of the L beam axle (6), α-R/2L, ω=
(1,,・'LC) −(R/2 L)! ”2
, R2<(4L/C).

そして、電気光学素子(2)に印加される電界Eは前記
電圧U×に比例するので、第3図(d)に示す電界Eの
時間変化d E 、、/ d tは、dE、’dtヱ 一2Vk、/ (4LC−R2C2)”’・ε−″ts
inωt どなる。よって、dE/dtは、Vk、L、C1Rt7
)関数になる。つまり、dE/dtはVk、L、C,R
の値を任意に設定することで所望の値を得ることができ
る。
Since the electric field E applied to the electro-optical element (2) is proportional to the voltage Ux, the time change dE, /dt of the electric field E shown in FIG. 3(d) is dE,'dt. Eichi 2Vk, / (4LC-R2C2)"'・ε-"ts
inωt roar. Therefore, dE/dt is Vk, L, C1Rt7
) becomes a function. In other words, dE/dt is Vk, L, C, R
A desired value can be obtained by arbitrarily setting the value of .

なお、第8図に示すように、可変抵抗(9)の抵抗値R
を変えることでd E / d tの値を大幅に制御で
きる。
In addition, as shown in FIG. 8, the resistance value R of the variable resistor (9)
By changing dE/dt, the value of dE/dt can be greatly controlled.

また、この第3実施例では初期電圧値Vkをスイッチン
グする素子として直並列された半導体素子群く8)を用
いているため、高電圧で、かつ回路に影響を与えない高
速なスイッチングが実現でき、dE/dtを高くし、周
波数掃引量を大きくとることができる。
In addition, in this third embodiment, since a series-parallel semiconductor element group 8) is used as an element for switching the initial voltage value Vk, high-voltage and high-speed switching without affecting the circuit can be realized. , dE/dt can be increased, and the frequency sweep amount can be increased.

この発明の第3実施例は、前述したように、高圧電源(
5)と直列にリアクトル(6)とコンデンサ(7)と可
変抵抗(9)が接続され、高圧電源(5)と並列に半導
体素子群(8)が接続された電力増幅器(3C)を備え
ているので、レーザ光の周波数掃引量を大きくとること
ができ、スイッチング素子が全て半導体であるため信頼
性が高く、寿命が長いという効果を奏する。
As mentioned above, the third embodiment of the present invention has a high voltage power supply (
5), a reactor (6), a capacitor (7), and a variable resistor (9) are connected in series with the power amplifier (3C), and a semiconductor element group (8) is connected in parallel with the high-voltage power supply (5). Therefore, the amount of frequency sweep of the laser beam can be increased, and since all the switching elements are semiconductors, the reliability is high and the service life is long.

この発明の第4実施例について第9図を参照しなから説
明する。
A fourth embodiment of the invention will now be described with reference to FIG.

第9図はこの発明の第4実施例の電力増幅器(3D)を
示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a power amplifier (3D) according to a fourth embodiment of the present invention.

この発明の第4実施例の構成は、上述した第3実施例と
ほとんどが同一であり、異なるところは第9図に示すよ
うに、電力増幅器(3D)の出力端としてリアクトル(
6)の両端の端子a及びbから取り出している。
The configuration of the fourth embodiment of the present invention is almost the same as the third embodiment described above, and the difference is that, as shown in FIG. 9, a reactor (
6) is taken out from terminals a and b at both ends.

この発明の第4実施例の作用、効果は、上述した第3実
施例と同様である。
The functions and effects of the fourth embodiment of the present invention are similar to those of the third embodiment described above.

この発明の第5実施例について第10図を参照しなから
説明する。
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10.

この発明の第5実施例の構成は、電力増幅器(3E)以
外は前記従来回路のものと全く同一である。
The configuration of the fifth embodiment of the present invention is completely the same as that of the conventional circuit except for the power amplifier (3E).

第10図は、この発明の第5実施例の電力増幅器(3E
)を示す回路ノであり、高圧電源(5)〜可変抵抗(9
)は上述した第3実施例の電力増幅器(3C)のものと
同一である。
FIG. 10 shows a power amplifier (3E) according to a fifth embodiment of the present invention.
), which includes a high-voltage power supply (5) to a variable resistor (9).
) is the same as that of the power amplifier (3C) of the third embodiment described above.

第10図において、(10)は可変抵抗(9)に並列に
接続されたコンデンサである。
In FIG. 10, (10) is a capacitor connected in parallel to the variable resistor (9).

つぎに、前述した第5実施例の動作を第11図及び第1
2図を参照しなから説明する。
Next, the operation of the fifth embodiment described above will be explained in FIGS. 11 and 1.
This will be explained with reference to Figure 2.

第11図(a)〜(d)及び第12図は、この発明の第
5実施例の電力増幅器(3E)の動作を示すタイミング
チャート図である。
FIGS. 11(a) to 12(d) and FIG. 12 are timing charts showing the operation of the power amplifier (3E) of the fifth embodiment of the present invention.

第11図において、横軸は時間tを表し、縦軸はそれぞ
れ、(a)は制御信号υ。、(b)は電流i。、(c)
は出力電圧υ×、(d)は電界Eの時間変化dE/dt
を示している。
In FIG. 11, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the control signal υ. , (b) is the current i. ,(c)
is the output voltage υ×, (d) is the time change of the electric field E dE/dt
It shows.

第12図において、横軸は時間tを表し、縦軸は電界E
の時間変化dE/dtを示している。
In FIG. 12, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents electric field E.
It shows the time change dE/dt.

発振器(4)から出力される制御信号υ。は、直並列に
接続された半導体素子群(8)の各素子のゲートに供給
される。コンデンサ(1o)の両端の端子a及びbは、
電力増幅器(3E)の出力端として扱い、電気光学素子
〈2)に印加される。
Control signal υ output from the oscillator (4). is supplied to the gate of each element of the semiconductor element group (8) connected in series and parallel. Terminals a and b at both ends of the capacitor (1o) are
It is treated as the output terminal of the power amplifier (3E) and applied to the electro-optical element (2).

高圧電源(5)からりアクドル(6)を通してコンデン
サ(7)に高圧電圧が充電される。このとき、制御信号
U0によって半導体素子群(8)を−斉に導通させると
、第11図(a>及び(b)に示すように、リアクトル
(6)とコンデンサ(7)と可変抵抗(9)とコンデン
サ(10)によって定まる振動周波数の電流j0が閉回
路内に流れる。
A high voltage is charged to the capacitor (7) from the high voltage power supply (5) through the handle (6). At this time, when the semiconductor element group (8) is simultaneously made conductive by the control signal U0, the reactor (6), the capacitor (7) and the variable resistor (9 ) and the capacitor (10), a current j0 with an oscillation frequency determined by the capacitor (10) flows in the closed circuit.

したがって、第11図<c)に示すように、コンデンサ
(10)の両端の電圧U×も振動電流i。
Therefore, as shown in FIG. 11<c), the voltage U× across the capacitor (10) is also equal to the oscillating current i.

と同じ周波数で振動する。以下、説明を簡単化するため
に可変抵抗(9)の抵抗値を無限大として取り扱う、こ
こで、(/Xは、 vx= (CI/C2) ・Vk(1−cosωt)で
与えられる。ここで、C4はコンデンサ〈7)の容量値
、C2はコンデンサ(10)の容量値、Vkはコンデン
サ(7)に充電された初期電圧値、ω= +CI/L 
(CI/C2+ 1 ) ) ””、Lはリアクトル(
6)のインダクタンス値である。
vibrates at the same frequency. Hereinafter, in order to simplify the explanation, the resistance value of the variable resistor (9) will be treated as infinite. Here, (/X is given by vx = (CI/C2) ・Vk (1-cosωt). where, C4 is the capacitance value of capacitor (7), C2 is the capacitance value of capacitor (10), Vk is the initial voltage value charged in capacitor (7), ω= +CI/L
(CI/C2+ 1) ) ””, L is the reactor (
6) is the inductance value.

そして、電気光学素子(2)に印加される電界Eは前記
電圧υXに比例するのて、第11図(d)に示す電界E
の時間変化dE/’dtは、d E 、/ d t 0
1: (IJ 、(CI/’C2) ・Vks i nωtと
なる。よって、dE/dtは、Vk、L、C,、C2の
関数になる。つまり、dEz’dtはVk、L、C1、
C2の値を任意に設定することて所望の値を得ることが
できる。
Since the electric field E applied to the electro-optical element (2) is proportional to the voltage υX, the electric field E shown in FIG. 11(d)
The time change dE/'dt is d E , / d t 0
1: (IJ , (CI/'C2) ・Vks i nωt. Therefore, dE/dt is a function of Vk, L, C,, C2. In other words, dEz'dt is a function of Vk, L, C1,
A desired value can be obtained by arbitrarily setting the value of C2.

なお、第12図に示すように、可変抵抗(9)に並列に
接続されたコンデンサく10)の容量値C2を変えるこ
とでdE、/dtの値を大幅に制御できる。ただし、C
、/C2> 1の範囲内である。
Note that, as shown in FIG. 12, the values of dE and /dt can be significantly controlled by changing the capacitance value C2 of the capacitor 10) connected in parallel to the variable resistor (9). However, C
, /C2>1.

また、この第5実施例では初期電圧値〜・′kをスイッ
チングする素子として直並列された半導体素子群(8)
を用いているため、高電圧で、かつ回路に影響を与えな
い高速なスイッチングが実現でき、d E/d tを高
くし、周波数掃引量を大きくとることがてきる。
In addition, in this fifth embodiment, a semiconductor element group (8) connected in series and parallel is used as an element for switching the initial voltage value ~·'k.
, it is possible to achieve high-voltage and high-speed switching without affecting the circuit, and it is possible to increase d E / d t and increase the amount of frequency sweep.

この発明の第5実施例は、前述したように、高圧電源(
5)と直列にリアクトル(6)とコンデンサく7)と、
可変抵抗(9)とコンデンサ(10)の並列回路とが接
続され、高圧電源く5)と並列に半導体素子群(8)が
接続された電力増幅器(3C)を備えているので、レー
ザ光の周波数掃引量を大きくとることがてき、スイッチ
ング素子が全て半導体であるため信頼性が高く、寿命が
長いという効果を奏する。
As mentioned above, the fifth embodiment of the present invention has a high voltage power supply (
5) and a reactor (6) and a capacitor in series with 7),
A power amplifier (3C) is connected to a parallel circuit of a variable resistor (9) and a capacitor (10), and a group of semiconductor elements (8) is connected in parallel to a high-voltage power supply (5). The frequency sweep amount can be large, and since all the switching elements are semiconductors, the reliability is high and the life span is long.

[発明の効果コ この発明は、以上説明したとおり、第1請求項において
は、高電圧を供給する高圧電源、リアクトル及びコンデ
ンサからなり前記高圧電源の正極に接続された直列回路
、及び前記高圧電源に並列接続されている直並列化され
た半導体素子群から構成され、制御信号に基づいて前記
半導体素子群を一斉に導通させて前記コンデンサの両端
の電圧を出力する電力増幅器と、入射されたレーザ光を
前記電圧に基づいてその周波数を掃引して出力する電気
光学素子とを備え、第2請求項においては、高電圧を供
給する高圧電源、リアクトル及びコンデンサからなり前
記高圧電源の正極に接続された直列回路、及び前記高圧
電源に並列接続されている直並列化された半導体素子群
から構成され、制御信号に基づいて前記半導体素子群を
一斉に導通させて前記リアクトルの両端の電圧を出力す
る電力増幅器と、入射されたレーザ光を前記電圧に基づ
いてその周波数を掃引して出力する電気光学素子とを備
え、また、第3請求項においては、高電圧を供給する高
圧電源、リアクI・ル及び第1のコンデンサからなり前
記高圧電源の正極に接続された直列回路、可変抵抗及び
第2のコンデンサからなり前記直列回路に接続された並
列回路、及び前記高圧電源に並列接続されている直並列
化された半導体素子群から構成され、制御信号に基づい
て前記半導体素子群を一斉に導通させて前記第2のコン
デンサの両端の電圧を出力する電力増幅器と、入射され
たレーザ光を前記電圧に基づいてその周波数を掃引して
出力する電気光学素子とを備えたので、レーザ光の周波
数掃引量を大幅に増加でき、かつ品質を向上することが
できるという効果を奏する。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention, in the first claim, includes a high voltage power supply supplying a high voltage, a series circuit comprising a reactor and a capacitor and connected to the positive terminal of the high voltage power supply, and the high voltage power supply. a power amplifier consisting of a group of series-parallel semiconductor elements connected in parallel to each other, the power amplifier outputs the voltage across the capacitor by simultaneously conducting the semiconductor elements based on a control signal; and an incident laser. and an electro-optical element that sweeps the frequency of light based on the voltage and outputs the light. The reactor is composed of a series circuit connected in parallel to the high-voltage power supply, and a group of series-parallel semiconductor elements connected in parallel to the high-voltage power supply, and the semiconductor element group is made conductive all at once based on a control signal to output the voltage across the reactor. The third claim includes a power amplifier and an electro-optical element that sweeps the frequency of the incident laser light based on the voltage and outputs the frequency. a series circuit consisting of a variable resistor and a first capacitor connected to the positive terminal of the high voltage power supply; a parallel circuit consisting of a variable resistor and a second capacitor connected to the series circuit; and a series circuit connected in parallel to the high voltage power supply. A power amplifier is configured of a group of semiconductor elements arranged in parallel, and outputs a voltage across the second capacitor by making the semiconductor elements conductive all at once based on a control signal; Since the present invention includes an electro-optical element that sweeps and outputs the frequency based on the frequency, the frequency sweep amount of the laser beam can be significantly increased and the quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の第1実施例を示すブロック図、第2
図はこの発明の第1実施例の電力増幅器を示す回路図、
第3図はこの発明の第1実施例の電力増幅器の動作を示
すタイミングチャート図、第4図はこの発明の第2実施
例の電力増幅器を示す回路図、第5図はこの発明の第2
実施例の電力増幅器の動作を示すタイミングチャー1〜
図、第6図はこの発明の第3実施例の電力増幅器を示す
回路図、第7図及び第8図はこの発明の第3実施例の電
力増幅器の動作を示すタイミングチャート図、第9図は
この発明の第4実施例の電力増幅器を示す回路図、第1
0図はこの発明の第5実施例の電力増幅器を示す回路図
、第11図及び第12図はこの発明の第5実施例の電力
増幅器の動作を示すタイミングチャート図、第13図は
従来のドーザ周波数掃引制御回路を示すブロック図であ
る。 図において、 (1) ・・・ レーザ発生源、 (2) ・ 電気光学素子、 (3A)、(3B) ・・ 電力増幅器。 (3C)、(3D) ・ 電力増幅器、(3E)  ・
 電力増幅器、 (4) ・・ 発振器、 (5)  ・ 高圧電源、 (6) ・・ リアクトル、 (7) ・ コンデンサ、 (8) ・・ 半導体素子群、 (9) ・ 可変抵抗、 (10) ・・ コンデンサである。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a circuit diagram showing a power amplifier according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart diagram showing the operation of the power amplifier according to the first embodiment of the invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing the power amplifier according to the second embodiment of the invention, and FIG.
Timing charts 1 to 1 showing the operation of the power amplifier of the embodiment
6 is a circuit diagram showing the power amplifier according to the third embodiment of the present invention, FIGS. 7 and 8 are timing charts showing the operation of the power amplifier according to the third embodiment of the present invention, and FIG. is a circuit diagram showing a power amplifier according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 0 is a circuit diagram showing a power amplifier according to a fifth embodiment of the present invention, FIGS. 11 and 12 are timing charts showing the operation of the power amplifier according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a dozer frequency sweep control circuit. In the figure, (1) ... laser generation source, (2) - electro-optical element, (3A), (3B) ... power amplifier. (3C), (3D) ・Power amplifier, (3E) ・
Power amplifier, (4) Oscillator, (5) High voltage power supply, (6) Reactor, (7) Capacitor, (8) Semiconductor element group, (9) Variable resistor, (10)・ It is a capacitor. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高電圧を供給する高圧電源、リアクトル及びコン
デンサからなり前記高圧電源の正極に接続された直列回
路、及び前記高圧電源に並列接続されている直並列化さ
れた半導体素子群から構成され、制御信号に基づいて前
記半導体素子群を一斉に導通させて前記コンデンサの両
端の電圧を出力する電力増幅器、並びに入射されたレー
ザ光を前記電圧に基づいてその周波数を掃引して出力す
る電気光学素子を備えたことを特徴とするレーザ周波数
掃引制御回路。
(1) Consisting of a high-voltage power supply that supplies high voltage, a series circuit consisting of a reactor and a capacitor connected to the positive terminal of the high-voltage power supply, and a group of series-parallel semiconductor elements connected in parallel to the high-voltage power supply, A power amplifier that simultaneously conducts the semiconductor elements based on a control signal and outputs the voltage across the capacitor, and an electro-optical element that sweeps the frequency of the incident laser light based on the voltage and outputs the same. A laser frequency sweep control circuit comprising:
(2)高電圧を供給する高圧電源、リアクトル及びコン
デンサからなり前記高圧電源の正極に接続された直列回
路、及び前記高圧電源に並列接続されている直並列化さ
れた半導体素子群から構成され、制御信号に基づいて前
記半導体素子群を一斉に導通させて前記リアクトルの両
端の電圧を出力する電力増幅器、並びに入射されたレー
ザ光を前記電圧に基づいてその周波数を掃引して出力す
る電気光学素子を備えたことを特徴とするレーザ周波数
掃引制御回路。
(2) consisting of a high-voltage power supply that supplies a high voltage, a series circuit comprising a reactor and a capacitor and connected to the positive terminal of the high-voltage power supply, and a group of series-parallel semiconductor elements connected in parallel to the high-voltage power supply; A power amplifier that makes the group of semiconductor elements conductive all at once based on a control signal and outputs a voltage across the reactor, and an electro-optical element that sweeps the frequency of the incident laser light based on the voltage and outputs it. A laser frequency sweep control circuit comprising:
(3)高電圧を供給する高圧電源、リアクトル及び第1
のコンデンサからなり前記高圧電源の正極に接続された
直列回路、可変抵抗及び第2のコンデンサからなり前記
直列回路に接続された並列回路、及び前記高圧電源に並
列接続されている直並列化された半導体素子群から構成
され、制御信号に基づいて前記半導体素子群を一斉に導
通させて前記第2のコンデンサの両端の電圧を出力する
電力増幅器、並びに入射されたレーザ光を前記電圧に基
づいてその周波数を掃引して出力する電気光学素子を備
えたことを特徴とするレーザ周波数掃引制御回路。
(3) High-voltage power supply that supplies high voltage, reactor and first
a series circuit comprising a capacitor connected to the positive terminal of the high voltage power supply, a parallel circuit comprising a variable resistor and a second capacitor connected to the series circuit, and a series-parallel circuit connected in parallel to the high voltage power supply. A power amplifier is configured of a group of semiconductor elements and outputs a voltage across the second capacitor by making the semiconductor elements conductive all at once based on a control signal, and a power amplifier that outputs the voltage across the second capacitor based on the voltage. A laser frequency sweep control circuit comprising an electro-optical element that sweeps and outputs a frequency.
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