JPH0468585A - レーザ周波数間隔安定化装置 - Google Patents
レーザ周波数間隔安定化装置Info
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- JPH0468585A JPH0468585A JP2182002A JP18200290A JPH0468585A JP H0468585 A JPH0468585 A JP H0468585A JP 2182002 A JP2182002 A JP 2182002A JP 18200290 A JP18200290 A JP 18200290A JP H0468585 A JPH0468585 A JP H0468585A
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- laser
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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。
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〕
本発明は光通信などに用いる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ためのレーザ周波数間隔安
定化装置に関する。
周波数の間隔を安定化させるためのレーザ周波数間隔安
定化装置に関する。
従来のレーザ周波数間隔安定化装置において、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ファ
プリーペ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、小型化したものと
して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おり、第２図にこの構成を示
す。
ーザ装置の周波数間隔を安定化させる方法としてはファ
プリーペ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、小型化したものと
して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おり、第２図にこの構成を示
す。
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
Ｗ１２１からの放射光を２分岐し、一方を光学共振器１
２２に入射する。この入射光と光学共振器１２２の共振
周波数が一致した時点でパルス状の光が放射される。他
方の光は制御対象のレーザ装置１２３，１２４．１２５
からの放射光と合波する。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
１２３．１２４，１２５及び周波数掃引用レーザ装置１
２１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。光学共振器１２２の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
装置１０１で制御するとにより、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１２２のフリースベク
トルレンジに等しい値に安定化される。制御方法は各々
のパルスの発生時刻差を計測し、この差がある値以下と
なるように各レーザ装置を制御する。
Ｗ１２１からの放射光を２分岐し、一方を光学共振器１
２２に入射する。この入射光と光学共振器１２２の共振
周波数が一致した時点でパルス状の光が放射される。他
方の光は制御対象のレーザ装置１２３，１２４．１２５
からの放射光と合波する。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
１２３．１２４，１２５及び周波数掃引用レーザ装置１
２１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。光学共振器１２２の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
装置１０１で制御するとにより、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１２２のフリースベク
トルレンジに等しい値に安定化される。制御方法は各々
のパルスの発生時刻差を計測し、この差がある値以下と
なるように各レーザ装置を制御する。
上述した従来のレーザ周波数間隔安定化装置においては
、制御対象レーザ装置と周波数掃引用レーザ装置の合波
光から、両者の周波数差に対応するビート信号（ビート
パルス）を生成するのに高周波用の光コヒーレント受信
機を用いる必要があった。この受信機は、高速感度のフ
ォトダイオード、帯域ＩＧＨｚ程度の高周波増幅器及び
ミキサー等を含む複雑な構成を必要とするため、装置全
体か大規模化し、価格が高くなるという問題がある。
、制御対象レーザ装置と周波数掃引用レーザ装置の合波
光から、両者の周波数差に対応するビート信号（ビート
パルス）を生成するのに高周波用の光コヒーレント受信
機を用いる必要があった。この受信機は、高速感度のフ
ォトダイオード、帯域ＩＧＨｚ程度の高周波増幅器及び
ミキサー等を含む複雑な構成を必要とするため、装置全
体か大規模化し、価格が高くなるという問題がある。
本発明のレーザ周波数間隔安定化装置は、制御信号に応
じて駆動された発振周波数の第１の光をそれぞれ放射す
る複数のレーザ装置と、光アイソレータで透過された前
記第１の光を合波し合波光として出力する第１の光合波
器と、前記発振周波数が含まれる範囲で周期的に変化す
る周波数の第２の光を放射する参照用レーザ装置と、前
記第２の光を第１と第２の出力光に分岐する光分岐器と
、所要の反射率と屈折率との光学板て共振した前記第１
の出力を第１の電気信号に変換し出力する第１の光検出
器と、前記合波光と前記第２の出力光とを合成し出力す
る第２の光合波器と、この第２の光合波器からの出力を
増幅する光増幅器と、この光増幅器からの出力を第２の
電気信号に変換し出力する第２の光検出器と、前記第１
と第２の電気信号により前記光学板で共振した出力光に
対応した前記制御信号を出力する制御装置とを有する。
じて駆動された発振周波数の第１の光をそれぞれ放射す
る複数のレーザ装置と、光アイソレータで透過された前
記第１の光を合波し合波光として出力する第１の光合波
器と、前記発振周波数が含まれる範囲で周期的に変化す
る周波数の第２の光を放射する参照用レーザ装置と、前
記第２の光を第１と第２の出力光に分岐する光分岐器と
、所要の反射率と屈折率との光学板て共振した前記第１
の出力を第１の電気信号に変換し出力する第１の光検出
器と、前記合波光と前記第２の出力光とを合成し出力す
る第２の光合波器と、この第２の光合波器からの出力を
増幅する光増幅器と、この光増幅器からの出力を第２の
電気信号に変換し出力する第２の光検出器と、前記第１
と第２の電気信号により前記光学板で共振した出力光に
対応した前記制御信号を出力する制御装置とを有する。
本発明のレーザ周波数間隔安定化装置は、制御対象のレ
ーザ装置からの放射光と周波数掃引光とを合波して半導
体レーザ型光増幅器（ＬＤアンプ）に入射する。肉入射
光の周波数が数ＧＨｚ以内にまで接近した時点でＬＤア
ンプの非線形光学効果である近縮退四光波混合が参著に
なる。ＬＤアンプの近縮退四光波混合についてはエレク
トロニクス・レターズ第２５巻第４号、２７２〜２８３
ページのファープルらの論文に詳起される。近縮退四光
波混合の特徴は、ＬＤアンプへの入射光周波数をｆ、、
ｆ２とすると、２ｆｒ ｆｚ 、２ｆ２−ｆ、なる
周波数を持つ光が新たに発生することにある。肉入射光
の周波数差ｆ、−ｆ２と、ＬＤアンプの放射光の各周波
数成分の関係を第３図に示す。第３図中には合わせてＬ
Ｄアンプの全出射光パワーも示しであるが、これかられ
かるように肉入射光の周波数が一致したときにＬＤアン
プの放射光は極小となる。この現象は肉入射光のパワー
が変化しても同様に現われる。従って、ＬＤアンプの放
射光パワーを監視しその極小点を検出することにより両
者の周波数一致のビートパルスを生成することができる
。本発明におけるビートパルス生成系は上述のように基
本的にはＬＤアンプ１個と低速のフォトダイオードのみ
により構成され、従来のコヒーレント受信機を用いる方
式に比べ著しく簡便になる。
ーザ装置からの放射光と周波数掃引光とを合波して半導
体レーザ型光増幅器（ＬＤアンプ）に入射する。肉入射
光の周波数が数ＧＨｚ以内にまで接近した時点でＬＤア
ンプの非線形光学効果である近縮退四光波混合が参著に
なる。ＬＤアンプの近縮退四光波混合についてはエレク
トロニクス・レターズ第２５巻第４号、２７２〜２８３
ページのファープルらの論文に詳起される。近縮退四光
波混合の特徴は、ＬＤアンプへの入射光周波数をｆ、、
ｆ２とすると、２ｆｒ ｆｚ 、２ｆ２−ｆ、なる
周波数を持つ光が新たに発生することにある。肉入射光
の周波数差ｆ、−ｆ２と、ＬＤアンプの放射光の各周波
数成分の関係を第３図に示す。第３図中には合わせてＬ
Ｄアンプの全出射光パワーも示しであるが、これかられ
かるように肉入射光の周波数が一致したときにＬＤアン
プの放射光は極小となる。この現象は肉入射光のパワー
が変化しても同様に現われる。従って、ＬＤアンプの放
射光パワーを監視しその極小点を検出することにより両
者の周波数一致のビートパルスを生成することができる
。本発明におけるビートパルス生成系は上述のように基
本的にはＬＤアンプ１個と低速のフォトダイオードのみ
により構成され、従来のコヒーレント受信機を用いる方
式に比べ著しく簡便になる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第４図は本実
施例の制御装置のブロック図、第５図は本実施例のパル
ス発生時刻差計測回路のブロック図である。
施例の制御装置のブロック図、第５図は本実施例のパル
ス発生時刻差計測回路のブロック図である。
１．５５μｍ帯位相制御領域付分布反射形レーザ（以下
ＤＢＲと記す）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２０ｋＨｚの信号（第６図参照）に従
い、その放射光周波数が時間に対し、鋸歯状に変化して
いる。ＤＢＲＩがら放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１ｃｍでフィネス３０になるよう
両面の反射率が設定された石英ガラス製エタロン板５を
透過した後筒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、ＤＢＲＩ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、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。
ＤＢＲと記す）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２０ｋＨｚの信号（第６図参照）に従
い、その放射光周波数が時間に対し、鋸歯状に変化して
いる。ＤＢＲＩがら放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１ｃｍでフィネス３０になるよう
両面の反射率が設定された石英ガラス製エタロン板５を
透過した後筒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、ＤＢＲＩ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、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、周波数間隔を安定化する対象である１゜５５μｍ
帯分布帰還形レーザ〈以下ＤＦＢと記す）８，９．１０
からの放射光はそれぞれ光アイソレータ１１，１２．１
３を透過した後、第１の光合波器１４により合波される
。第１の光合波器１４からの放射光は第２の光合波器１
５により光分岐器４の第２の出力光と合波される。第２
の光合波器１５の出力は半導体レーサ型光増幅器（以下
ＬＤアンプと記す）７３に入射される。
帯分布帰還形レーザ〈以下ＤＦＢと記す）８，９．１０
からの放射光はそれぞれ光アイソレータ１１，１２．１
３を透過した後、第１の光合波器１４により合波される
。第１の光合波器１４からの放射光は第２の光合波器１
５により光分岐器４の第２の出力光と合波される。第２
の光合波器１５の出力は半導体レーサ型光増幅器（以下
ＬＤアンプと記す）７３に入射される。
ＬＤアンプ７３からの出力光パワーは第６図に示すよう
にＤＢＲＩの周波数の１掃引周期内てＤＢＲＩとＤＦＢ
８，９．１０の周波数が一致する時点で極小となる。Ｌ
Ｄアンプ７３の出力は第２の光検呂器１６で光電変換さ
れた後、制御装置７に入力され、微分器とコンパレータ
により極小点に立ち上がりを持つパルス列（ヒートパル
ス第６図参照）に変換される。
にＤＢＲＩの周波数の１掃引周期内てＤＢＲＩとＤＦＢ
８，９．１０の周波数が一致する時点で極小となる。Ｌ
Ｄアンプ７３の出力は第２の光検呂器１６で光電変換さ
れた後、制御装置７に入力され、微分器とコンパレータ
により極小点に立ち上がりを持つパルス列（ヒートパル
ス第６図参照）に変換される。
なお、第５図のパルス発生時刻差計測回路２００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た幅を持ち、高さは一定
の方形パルスを出力する。ただし上記の２つのパルスの
うちの先に発生するパルスが入力される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いる。制御装置７からの第１、
第２、第３の制御信号はそれぞれレーザ装置駆動装置１
７，１８．１９に入力される。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ＤＦＢ
８．９．１０に注入される。なお、ＤＢＲＩ、ＤＦＢ８
，９．１０はそれぞれ温度制御装置２０，２１．２２．
２３により温度変動±０．１℃以内に温度が安定化され
ている。
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た幅を持ち、高さは一定
の方形パルスを出力する。ただし上記の２つのパルスの
うちの先に発生するパルスが入力される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いる。制御装置７からの第１、
第２、第３の制御信号はそれぞれレーザ装置駆動装置１
７，１８．１９に入力される。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ＤＦＢ
８．９．１０に注入される。なお、ＤＢＲＩ、ＤＦＢ８
，９．１０はそれぞれ温度制御装置２０，２１．２２．
２３により温度変動±０．１℃以内に温度が安定化され
ている。
なお、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からの出力信号
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。さ八に、安定化する対象であ
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
定化か可能である。
隔安定化しているが、鋸歯状波発生器２からの出力信号
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。さ八に、安定化する対象であ
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
定化か可能である。
以上説明したように本発明は、第２の光合波器からの出
力を光増幅することにより、高周波処理系であるビート
パルス生成系を低周波化することができ全制御系の簡便
化、コストタウンが可能になるという効果がある。
力を光増幅することにより、高周波処理系であるビート
パルス生成系を低周波化することができ全制御系の簡便
化、コストタウンが可能になるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
のレーザ周波数間隔安定化装置の一例のブロック図、第
３図はＬＤアンプの入射光と放射光の各周波数成分を説
明するための図、第４図は本実施例の制御装置のブロッ
ク図、第５図は本実施例のパルス発生時刻差計測回路の
ブロック図、第６図は本実施例の動作を説明するための
図である。 １・・・１．５５μｍ帯位相制御領域付分布反射形レー
ザ、２・・・鋸歯状波発生器、３，１１．１２１３・・
・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
゜９．１０・・・１，５５μｍ帯分布帰還形レーザ、１
４．１５・・・光合波器、１７，１８．１９・・・レー
ザ装置駆動装置、２０，２１，２２．２３・・・温度制
御装置、７１．７２・・・制御装置７の入力端子、７３
・・・半導体レーザ型の光増幅器。
のレーザ周波数間隔安定化装置の一例のブロック図、第
３図はＬＤアンプの入射光と放射光の各周波数成分を説
明するための図、第４図は本実施例の制御装置のブロッ
ク図、第５図は本実施例のパルス発生時刻差計測回路の
ブロック図、第６図は本実施例の動作を説明するための
図である。 １・・・１．５５μｍ帯位相制御領域付分布反射形レー
ザ、２・・・鋸歯状波発生器、３，１１．１２１３・・
・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
゜９．１０・・・１，５５μｍ帯分布帰還形レーザ、１
４．１５・・・光合波器、１７，１８．１９・・・レー
ザ装置駆動装置、２０，２１，２２．２３・・・温度制
御装置、７１．７２・・・制御装置７の入力端子、７３
・・・半導体レーザ型の光増幅器。
Claims (1)
- 制御信号に応じて駆動された発振周波数の第１の光をそ
れぞれ放射する複数のレーザ装置と、光アイソレータで
透過された前記第１の光を合波し合波光として出力する
第１の光合波器と、前記発振周波数が含まれる範囲で周
期的に変化する周波数の第２の光を放射する参照用レー
ザ装置と、前記第２の光を第１と第２の出力光に分岐す
る光分岐器と、所要の反射率と屈折率との光学板で共振
した前記第１の出力を第１の電気信号に変換し出力する
第１の光検出器と、前記合波光と前記第２の出力光とを
合成し出力する第２の光合波器と、この第２の光合波器
からの出力を増幅する光増幅器と、この光増幅器からの
出力を第２の電気信号に変換し出力する第２の光検出器
と、前記第１と第２の電気信号により前記光学板で共振
した出力光に対応した前記制御信号を出力する制御装置
とを有することを特徴とするレーザ周波数間隔安定化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182002A JPH0468585A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | レーザ周波数間隔安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182002A JPH0468585A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | レーザ周波数間隔安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0468585A true JPH0468585A (ja) | 1992-03-04 |
Family
ID=16110606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2182002A Pending JPH0468585A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | レーザ周波数間隔安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0468585A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530936A (en) * | 1992-09-29 | 1996-06-25 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser driving circuit |
-
1990
- 1990-07-10 JP JP2182002A patent/JPH0468585A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530936A (en) * | 1992-09-29 | 1996-06-25 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser driving circuit |
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