JPH0642573B2 - レ−ザ波長安定化方法 - Google Patents
レ−ザ波長安定化方法Info
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- JPH0642573B2 JPH0642573B2 JP61061371A JP6137186A JPH0642573B2 JP H0642573 B2 JPH0642573 B2 JP H0642573B2 JP 61061371 A JP61061371 A JP 61061371A JP 6137186 A JP6137186 A JP 6137186A JP H0642573 B2 JPH0642573 B2 JP H0642573B2
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- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title claims description 6
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- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ光源を用いた分光計測装置において、光
源光の波長を安定させる方法に関する。
源光の波長を安定させる方法に関する。
波長可変レーザを光源とする分光計測装置においては、
波長の制御されたスペクトル幅の狭い光を使用すること
が望ましい。
波長の制御されたスペクトル幅の狭い光を使用すること
が望ましい。
波長を制御するにはレーザ発振器自身に波長制御素子を
組込むこともあるが、通常はレーザ発振器に単一モード
発振の機能を持たせ、共振器外で波長を制御する。この
場合、レーザ光を２つに分け、片方を試料測定用に、他
方を波長制御用に使用することが多い。
組込むこともあるが、通常はレーザ発振器に単一モード
発振の機能を持たせ、共振器外で波長を制御する。この
場合、レーザ光を２つに分け、片方を試料測定用に、他
方を波長制御用に使用することが多い。
それに対し、本発明ではレーザ光を分割することなく、
雑音光排除のために用いた受光部の分散素子そのものを
波長制御に用いて、安定化されたスペクトル幅の狭いレ
ーザ光を得る方法である。
雑音光排除のために用いた受光部の分散素子そのものを
波長制御に用いて、安定化されたスペクトル幅の狭いレ
ーザ光を得る方法である。
本発明と比較するために通常のビームを分割する安定化
法を第１図によって説明する。
法を第１図によって説明する。
第１図において、波長可変なレーザ光源１からの光はビ
ームスプリッタ２により２つに分けられる。測定用の光
は測定信号用変調器３によって変調され、試料４を通っ
た後、信号検出器７で検出され、信号出力８を与える。
この際、信号検出器７の前に迷光や背景光等の雑音光を
排除するために分散素子６が置かれることが多い。分散
素子６と信号検出器７とで測定信号用受光部５を構成す
る。また測定信号用変調器３は測定信号用変調周波数発
生器９で与えられる周波数νｓに同期した信号で振幅変
調され、またこの周波数νｓは信号検出器７の同期検波
周波数として使用されることが多い（測定信号の変調法
にはこの他にレーザ光源を変調するなど種々の方法があ
る）。
ームスプリッタ２により２つに分けられる。測定用の光
は測定信号用変調器３によって変調され、試料４を通っ
た後、信号検出器７で検出され、信号出力８を与える。
この際、信号検出器７の前に迷光や背景光等の雑音光を
排除するために分散素子６が置かれることが多い。分散
素子６と信号検出器７とで測定信号用受光部５を構成す
る。また測定信号用変調器３は測定信号用変調周波数発
生器９で与えられる周波数νｓに同期した信号で振幅変
調され、またこの周波数νｓは信号検出器７の同期検波
周波数として使用されることが多い（測定信号の変調法
にはこの他にレーザ光源を変調するなど種々の方法があ
る）。
ビームスプリッタ２で分割された参照用レーザ光は、波
長基準用分散素子１１を通過する。この波長基準用分散
素子１１は波長変化に対し透過率が変わる性質を有する
もので構成される。
長基準用分散素子１１を通過する。この波長基準用分散
素子１１は波長変化に対し透過率が変わる性質を有する
もので構成される。
第１図では半導体レーザのように駆動電流値によって発
振波長が変化する場合を考える。発振波長はバイアス電
源１６からのバイアス電流と変調電源１７からの変調電
流との和（測定信号用の変調は電流のオン−オフ等の振
幅変調であり、周波数の変調には寄与しない）で決ま
る。変調電源１７の変調周波数νＭは参照信号用変調周
波数発生器１８で与えられる。
振波長が変化する場合を考える。発振波長はバイアス電
源１６からのバイアス電流と変調電源１７からの変調電
流との和（測定信号用の変調は電流のオン−オフ等の振
幅変調であり、周波数の変調には寄与しない）で決ま
る。変調電源１７の変調周波数νＭは参照信号用変調周
波数発生器１８で与えられる。
変調周波数νＭで周波数変調されたレーザ光は波長基準
用分散素子１１を通った後、参照光検出器１２において
変調周波数νＭで同期検波される。この波長基準用分散
素子１１と参照光検出器１２とで参照信号用受光部１０
を構成する。参照光検出器１２の出力である参照信号出
力１３は基準器１４からの信号と比較器１５で比較さ
れ、その差が０（零）となるように、バイアス電源１６
にフィードバックされ、波長が安定化される。
用分散素子１１を通った後、参照光検出器１２において
変調周波数νＭで同期検波される。この波長基準用分散
素子１１と参照光検出器１２とで参照信号用受光部１０
を構成する。参照光検出器１２の出力である参照信号出
力１３は基準器１４からの信号と比較器１５で比較さ
れ、その差が０（零）となるように、バイアス電源１６
にフィードバックされ、波長が安定化される。
本発明はレーザ光を測定用と参照用とに分けず、同一の
レーザ光で共用するものである。以下第２図を用いてそ
の実施例を説明する。
レーザ光で共用するものである。以下第２図を用いてそ
の実施例を説明する。
第２図において、変調電源２２とバイアス電源３２との
和の電流によって駆動されるレーザ光源２１からの光は
分割されることなく測定試料２３を通過し、外部雑音光
２５とともに分散素子２６に入射する。分散素子２６と
光検出器２７とで受光部３３を構成する。ここで、分散
素子２６は第１図の測定信号用受光部５の分散素子６と
同図の参照信号用受光部１０の波長基準用分散素子１１
の両者の性格を兼ね備えるもので、波長の変化に対して
透過率が変化する性質を有する。ただし、測定信号用に
も使用されるので透過率が良いことが必要で、原子・分
子の吸収線のように吸収型のものは使用できない。
和の電流によって駆動されるレーザ光源２１からの光は
分割されることなく測定試料２３を通過し、外部雑音光
２５とともに分散素子２６に入射する。分散素子２６と
光検出器２７とで受光部３３を構成する。ここで、分散
素子２６は第１図の測定信号用受光部５の分散素子６と
同図の参照信号用受光部１０の波長基準用分散素子１１
の両者の性格を兼ね備えるもので、波長の変化に対して
透過率が変化する性質を有する。ただし、測定信号用に
も使用されるので透過率が良いことが必要で、原子・分
子の吸収線のように吸収型のものは使用できない。
レーザ光は変調周波数発生器２４で与えられる周波数ν
Ｍで周波数変調されているので、分散素子２６を通過し
た光は光検出器２７の検出信号の中からνＭで変調を受
けた変調成分出力２９を測定信号出力２８と別に取出す
ことができる。
Ｍで周波数変調されているので、分散素子２６を通過し
た光は光検出器２７の検出信号の中からνＭで変調を受
けた変調成分出力２９を測定信号出力２８と別に取出す
ことができる。
一例として、変調成分出力２９として変調周波数νＭの
位相検波の１次微分成分を用いると（第４図参照）、分
散素子２６を通過した光の変調成分出力２９は周波数偏
移に比例した出力値を示すので、基準器３０によって与
えられる基準値と比較器３１で比較してバイアス電源３
２へのフィードバック信号を与え、発振周波数が安定化
される。
位相検波の１次微分成分を用いると（第４図参照）、分
散素子２６を通過した光の変調成分出力２９は周波数偏
移に比例した出力値を示すので、基準器３０によって与
えられる基準値と比較器３１で比較してバイアス電源３
２へのフィードバック信号を与え、発振周波数が安定化
される。
なお通常、レーザ光源２１からの光を測定信号用変調周
波数発生器３５によって与えられる周波数信号νＳによ
って測定信号用変調器３４で振幅変調し、光検出器２７
でその周波数νＳの同期成分を検出して感度の向上を図
る。また本実施例では、レーザ光源２１はレーザ駆動
（励起）電流に対し発振波長が第３図のように単調に変
化するものとしている。また第２図の分散素子２６は、
第４図(a)のような狭帯域幅の分光透過特性を有するも
のとする。
波数発生器３５によって与えられる周波数信号νＳによ
って測定信号用変調器３４で振幅変調し、光検出器２７
でその周波数νＳの同期成分を検出して感度の向上を図
る。また本実施例では、レーザ光源２１はレーザ駆動
（励起）電流に対し発振波長が第３図のように単調に変
化するものとしている。また第２図の分散素子２６は、
第４図(a)のような狭帯域幅の分光透過特性を有するも
のとする。
第２図で、変調電源２２によって周波数νＭで周波数変
調を受けた光が、第４図(a)の透過特性をもつ分散素子
２６に入射すると、その透過光の周波数νＭの１次微分
信号はバイアス電流値で決められる波長に対応する第４
図(b)のような分散曲線を与える。この１次微分信号値
と基準値との差が偏移となる。この偏移を０（零）とす
るようにバイアス電源３２にフィードバック信号を与え
るようにすることにより、レーザ光源波長を基準値で決
まる波長に安定化する。
調を受けた光が、第４図(a)の透過特性をもつ分散素子
２６に入射すると、その透過光の周波数νＭの１次微分
信号はバイアス電流値で決められる波長に対応する第４
図(b)のような分散曲線を与える。この１次微分信号値
と基準値との差が偏移となる。この偏移を０（零）とす
るようにバイアス電源３２にフィードバック信号を与え
るようにすることにより、レーザ光源波長を基準値で決
まる波長に安定化する。
本発明は次の長所を有する。
1)ビームを２つに分けないので、光量を100％有効に利
用できる。
用できる。
2)測定用、参照用の区別がないので、単一の分散素子
を、測定、波長安定の両方に使用可能である。その結
果、測定、参照両分散素子の中心波長のずれを心配する
必要がなく、狭帯域の透過型分散素子を用いることがで
きる。分散素子としては必要なスペクトル幅に応じてプ
リズム、回折格子、干渉フィルタ、ファブリペローエタ
ロンを数100cm-1から数KHzの範囲で任意に選ぶことがで
きる。
を、測定、波長安定の両方に使用可能である。その結
果、測定、参照両分散素子の中心波長のずれを心配する
必要がなく、狭帯域の透過型分散素子を用いることがで
きる。分散素子としては必要なスペクトル幅に応じてプ
リズム、回折格子、干渉フィルタ、ファブリペローエタ
ロンを数100cm-1から数KHzの範囲で任意に選ぶことがで
きる。
3)分散素子にスペクトル幅の狭いものを用いることがで
きるので、容易に外部散乱光を排除することができる。
きるので、容易に外部散乱光を排除することができる。
4)受光部が単一なので装置構成が簡単化される。なお、
波長掃引する場合には何らかの方法で分散素子（第２図
２６）の中心波長を掃引すればよい。
波長掃引する場合には何らかの方法で分散素子（第２図
２６）の中心波長を掃引すればよい。
第１図は従来の波長安定化方法を説明するシステム構成
図、第２図は本発明の波長安定化方法を説明するシステ
ム構成図、第３図は本発明においてレーザ光源半導体素
子の駆動（励起）電流値に対して発振波長が単調である
場合の関係を示す特性図、第４図(a)、(b)は本発明にお
いて分散素子の波長特性(a)図と変調信号に対する基準
信号の偏移との関係(b)図を示す特性図である。
図、第２図は本発明の波長安定化方法を説明するシステ
ム構成図、第３図は本発明においてレーザ光源半導体素
子の駆動（励起）電流値に対して発振波長が単調である
場合の関係を示す特性図、第４図(a)、(b)は本発明にお
いて分散素子の波長特性(a)図と変調信号に対する基準
信号の偏移との関係(b)図を示す特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椿 雅博 茨城県北相馬郡守谷町大字守谷甲249の１ 明星電気株式会社守谷工場内 (56)参考文献 特開 昭61−30088（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】波長変調を伴うレーザ光源と、試料空間を
通過したレーザ光に対し波長の変化に対して透過率が変
化する性質の狭帯域分散素子を有する受光部と、該受光
部から出力される変調信号の検出値を基準値と比較して
得た当該検出値の前記基準値からの偏移量によってレー
ザ動作点を変えるフィードバック部からなり、前記試料
空間を通過した前記レーザ光源からのレーザ光の全量を
前記受光部の狭帯域分散素子に入射することにより、レ
ーザ発振波長を前記受光部の前記狭帯域分散素子に固有
な波長に固定するとともに、外部からの雑音光を排除す
るレーザ波長安定化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61061371A JPH0642573B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | レ−ザ波長安定化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61061371A JPH0642573B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | レ−ザ波長安定化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62219586A JPS62219586A (ja) | 1987-09-26 |
| JPH0642573B2 true JPH0642573B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=13169244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61061371A Expired - Lifetime JPH0642573B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | レ−ザ波長安定化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642573B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3694291B2 (ja) * | 2002-11-21 | 2005-09-14 | 倉敷紡績株式会社 | 血糖値の無侵襲測定装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130038A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-12 | Nec Corp | エツチングの方法 |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP61061371A patent/JPH0642573B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62219586A (ja) | 1987-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
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