JPH0435079A - レーザ発振周波数安定化方法 - Google Patents

レーザ発振周波数安定化方法

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JPH0435079A
JPH0435079A JP14223490A JP14223490A JPH0435079A JP H0435079 A JPH0435079 A JP H0435079A JP 14223490 A JP14223490 A JP 14223490A JP 14223490 A JP14223490 A JP 14223490A JP H0435079 A JPH0435079 A JP H0435079A
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直樹 下坂
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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、光逆信で用いられる高速波長スイッチング光
源の発振周波数安定化方法に関する。
(従来の技術) 従来は単一のレーザ装置の発振周波数を安定化する方法
としては、発振周波数の設定周波数からのずれを常時監
視し、そのずれをレーザ装置に帰還するという方法が行
なわれてきた(例えば鳥羽らによる、1985(昭和6
0)年刊性の昭和60年電子通信学会総合全国大会予稿
集10360ページ所載の論文に詳しい)。
(発明が解決しようとする課題) しかし、この方法は、レーザ装置の発振周波数を高速で
頻繁に切り換えるといった形態で用いられるレーザ装置
の安定化に適用できない。このような形態の使用は、例
えば光交換の一方式である波長分割/時分割複合光交換
方式(銘木らによる1、987(昭和62)年刊性の電
子情報通信学会技術報告、交換研究会5E87−146
所載の論文に詳しい)では避けられない。波長分割/時
分割複合光交換方式では高速・大容量交換が可能であり
、将来光交換が実用化される際に採用が有力な光交換方
式の候補と目されている。この交換方式ではレーザ装置
の発振周波数をタイムスロ・ントごとに高速に切り換え
る必要がある。
ところか、従来の波長分割/時分割複合交換方式では、
各スイッチング光周波が時間と共にドリフトしてしまう
。このようにスイッチング光周波数が時間と共にドリフ
トすること、即ち周波数が不安定であることかその交換
方式を実用化する上=−tの障害となっている。そこで
、本発明の目的は、高速にスイッチングする際にもレー
ザ発振周波数を安定化させ得る方法の提供にある。
(課題を解決するための手段) 上記の課題を解決するために本発明が提供するレーザ発
振周波数安定化方法は、 外部から印加する信号により発振周波数を掃引し、かつ
、その掃引範囲に発振周波数を制御する対象たる高速に
発振周波数がスイッチングされたレーザ装置のすべての
発振周波数を含む周波数掃引光と、前記レーザ装置から
の出射光とを合波することにより得られるビート光を電
気信号に変換した後、その電気信号の低周波域成分のみ
を通過させて、前記複数のレーザ装置の各発振周波数に
対応した電気パルス列であるビートパルス列を生成し、 前記周波数掃引光の一部を分岐して所定の周波数間隔に
一致した周期的共振周波数を有する光学共振器を通ずこ
とによって生じる前記周波数掃引光の通過光強度のパル
ス状変化を電気信号に変換して基準パルス列を生成し、 前記ビートパルス列の各パルスの生起時刻と、前記基準
パルス列の中において前記各ビートパルスが基準とすべ
き前記各基準パルスの生起時刻との間の時間差を誤差信
号として得、この誤差信号がほぼ定められた一定の値と
なるように前記レーザ装置の発振周波数を制御すること
を特徴とする。
(作用) 本発明においては、制御対象レーザ装置に印加する光周
波数スイッチング用の信号パターンの繰り返し周期に対
し、周波数掃引光の掃引周期を」分に長くしている。こ
うすることにより、周波数掃引光の周波数か信号パター
ンに比べ十分にゆっくりとある光周波数の近傍を通過す
るとみなせる。
このとき信号パターンに、周波数掃引光の光周波数に対
応するデータが含まれていると、信号パターンを構成す
る各タイムスロットに等しい幅を持つビートパルスがあ
る時間範囲に亘って続して発生する(第2図参照)。こ
の連続したビートパルス群を低域フィルタに通し、平滑
することによりある光周波数ごとに1つのビートパルス
に変換される。同じ周波数掃引光を光学共振器に通して
得られる基準パルス列と上記のビートパルス列とを比較
し、その発生時刻差が零となるように、信号パターンを
構成する各データのレベルを制御することにより、スイ
ッチングされる各光周波数は光学共振器の共振周波数に
安定化される。
(実施例) 以下に実施例を挙げ本発明を更に詳しく説明する。第1
図は本発明の一実施例の方法を適用するレーザ発振回路
の構成図である。
1.55μm帯位相制御領域付分布反射形レーザ(以下
DBR)1は、鋸歯状波発生器2により印加される繰り
返し周波数500Hzの信号(第4図に符号27.28
で例示する信号)光周波数が時間に対し鋸歯状に変化す
るレーザ光を出射する。
DBRIから出射された光は光アイソレータ3を透過し
た後、光分岐器4により第1及び第2の出力光にパワー
比1:1に分けられる。このうち、第1の出力光は、屈
折率1.5、厚さ1c1M(この条イ下では共振周波数
間隔はl0GH7)でフィネス30になるよう両面の反
射率を設定した石英ガラス製エタロン板5を透過した後
に第1の光検出器6に入射される。第1の光検出器6に
は、鋸歯状波発生器2からの出力信号の一周期中、DB
RIの周波数がエタロン板5の共振周波数に一致した時
点でパルス状の光が入力されるが、この1周期のパルス
の数が、3つになるよう、1周期の周波数掃引幅を25
 Gtlzとすべて鋸歯状波発生器2の出力のピーク電
圧を調整しておく。第1の光検出器6からの電気信号は
制御装置7の第1の入力端子71に印加される。
一方、発振周波数を安定化する対象である1、55μm
帯分布リイ還形レーサ(以下DFB)8は、くり返し周
波数100MHz、各タイムスロッ1〜の時間長3.3
nsの信月パターン(第3図参照)により、周波数掃引
光の掃引範囲内にある3つの周波数(f、、f2.f3
)の間で発振周波数をスイッチングされている。
DFB8からの出射光は反射戻り光除去の目的で配置さ
れた光アイソレータ11を透過した後に光合波器14に
より光分岐器4の第2の出力光と合波される。光合波器
14の出力は第2の光検出器16により電気信号に変換
された後、遮断周波数100MHzの低域通過フィルタ
101に入力される。低域通過フィルタ101からは、
DBRLからの出射光の周波数と、DFB8の出射光の
周波数との差かほぼ±100HIIzの範囲に入ってい
るときに、パルス状の電気信号が出力される。低域通過
フィルタ101の出力は第3図(a)中に示したように
、各光周波数f、、f2.f、に対応する時刻付近に集
中して発生する3つのビートパルス群から成る。各ビー
トパルス群を構成するパルス数は信号パターンの繰り返
し周波数、周波数掃引光の掃引範囲、周期及び低域通過
フィルタ101の遮断周波数から算出することができ、
その数は約1600個である。低域通過フィルタ101
の出力をさらに平滑回路102に入力して各ビートパル
ス群の包絡線を出力しこれをビートパルスとして制御に
用いる。
平滑回路102から出力されるビートパルスは制御装置
(詳細は第5図に示す)7の第2の入力端子72に印加
される。第5図に示した制御装置7では、第4図(a)
に示した制御装置7の第1の入力端子71への入力及び
第41図(b)に示した制御装置7の第2の入力端子7
2への入力のパルス発生時刻差24,25.26を誤差
信号とし、これらの大きさが零になるような制御信号を
出力する。
なお、第5図中のパルス発生時刻差計測回路73く第6
図に回路の一例を図示)は、入力される2つのパルス列
を構成する各パルスをそれぞれ発生時刻順に並べたとき
、対応する順位の2つのパルス(計3組)の発生時刻差
に比例しな幅を持ち、高さは一定の方形パルスを出力す
る。たたし上記の2つのパルスのうちの先に発生ずるパ
ルスか入力される2系列のパルス列のどちらに属するか
で、出力は、正または負の方形パルスになる機能を備え
ており、その詳細は第6図に示す。制御装置7からの第
1、第2、第3の制御信号は発振周波数f+ 、f2.
f3に対応した電流を供給するレーザ装置駆動装置17
,18.19にそれぞれ入力される。レーザ装置駆動装
置17.18゜19からは制御信号に応じた駆動電流が
スイッチ103でタイムスロットごとに切り換えられて
、DFB8に注入される。なお、DBRI、DFB8は
それぞれ温度制御装置20.21により温度変動±0.
1℃以内に温度安定化されている。
本実施例ではスイッチングされる発振周波数をfl、f
2−fsの3つとしこれらの値を安定化しているが、D
BRIの発振周波数掃引範囲を拡げることによりスイッ
チングされる発振周波数の数を増大できる。また、周波
数間隔も1.0GHzに限定されず、光学共振器の共振
周波数間隔を変更することにより任意に設定できる。制
御対象であるレーザ装置も半導体レーザに限定されず、
外部から発振周波数を制御できるレーザ装置なら本発明
か適用できる。
(発明の効果) 以上に述べてきたように、本発明の方法により高速にス
イッチングされているレーサ゛装置の発振周波数の各々
を安定化することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の方法を適用するレーザ発振
回路の構成図である。第2図は周波数挿引光の周波数変
化とビートパルス発生の関係を表す図であり、第2図(
a)は周波数挿引光の周波数変化、第2図(b)は生成
するE−トパルス群、第2図(c)は対応する信号パタ
ーンをそれぞれ示す。第3図(a)は実施例で用いるD
BRIの周波数変化と生成するビートパルス群の関係を
示す模式図、第3し1(b)は実施例で用いる信号パタ
ーンを示す図である。第4図(a)は第1図中の制御装
置7に入力される第1の光検出器6からの電気信号を示
す図、第4図(b)は第1図中の制御装置7に入力され
る第2の光検出器16からの電気信号を表す図である。 また、第5図は第1図中の制御装置7の構成図、第6図
は第5図中のパルス発生時刻差計測回路の回路図である
。 1・・・DBR12・・・鋸歯状波発生器、3,11・
・・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、
8・・・DFB、17.18.19・・・レーザ装置駆
動装置、20゜21・・・温度制御装置、71.72・
・・制御装置7の入力端子、101・・・低域通過フィ
ルタ、102・・・平滑回路、103・・・スイッチ、
24.25 26・・・誤差信号、27.28・・・鋸
歯状波発生器2からの出力波形。 代理人 弁理士 本 庄 仲 介

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 外部から印加する信号により発振周波数を掃引し、かつ
    、その掃引範囲に発振周波数を制御する対象たる高速に
    発振周波数がスイッチングされたレーザ装置のすべての
    発振周波数を含む周波数掃引光と、前記レーザ装置から
    の出射光とを合波することにより得られるビート光を電
    気信号に変換した後、その電気信号の低周波域成分のみ
    を通過させて、前記複数のレーザ装置の各発振周波数に
    対応した電気パルス列であるビートパルス列を生成し、 前記周波数掃引光の一部を分岐して所定の周波数間隔に
    一致した周期的共振周波数を有する光学共振器を通すこ
    とによって生じる前記周波数掃引光の通過光強度のパル
    ス状変化を電気信号に変換して基準パルス列を生成し、 前記ビートパルス列の各パルスの生起時刻と、前記基準
    パルス列の中において前記各ビートパルスが基準とすべ
    き前記各基準パルスの生起時刻との間の時間差を誤差信
    号として得、この誤差信号がほぼ定められた一定の値と
    なるように前記レーザ装置の発振周波数を制御すること
    を特徴とするレーザ発振周波数安定化方法。
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