JPH0758398A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
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- JPH0758398A JPH0758398A JP20167193A JP20167193A JPH0758398A JP H0758398 A JPH0758398 A JP H0758398A JP 20167193 A JP20167193 A JP 20167193A JP 20167193 A JP20167193 A JP 20167193A JP H0758398 A JPH0758398 A JP H0758398A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ発振管から出射されたレーザビームの
レーザパワーを制御し安定化するレーザ装置およびレー
ザパワーの安定化法を提供する。 【構成】 連続発振するレーザ発振管1および、低周波
数変調用レーザ変調器2、および、高周波数変調用レー
ザ変調器3を有するレーザ装置を使用し、レーザ発振管
1から出射されたレーザビームを、まず低周波数変調用
レーザ変調器2によって、任意のレーザパワーの設定お
よび数百Hz以下の低周波数成分のレーザパワー変動を
制御し安定化させ、続いて高周波数変調用レーザ変調器
6によって、数MHz以上の高周波数成分のレーザパワ
ー変動を制御し安定化する。
レーザパワーを制御し安定化するレーザ装置およびレー
ザパワーの安定化法を提供する。 【構成】 連続発振するレーザ発振管1および、低周波
数変調用レーザ変調器2、および、高周波数変調用レー
ザ変調器3を有するレーザ装置を使用し、レーザ発振管
1から出射されたレーザビームを、まず低周波数変調用
レーザ変調器2によって、任意のレーザパワーの設定お
よび数百Hz以下の低周波数成分のレーザパワー変動を
制御し安定化させ、続いて高周波数変調用レーザ変調器
6によって、数MHz以上の高周波数成分のレーザパワ
ー変動を制御し安定化する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ装置の出力光パ
ワーの変動の安定化に関する。
ワーの変動の安定化に関する。
【0002】
【従来の技術】従来レーザパワーの安定化法としては、
例えば半導体レーザの場合、公開特許公報平1−217
983号公報にあるように、温度変化などによって生じ
るレーザ発振器のレーザパワー変動をフォトディテクタ
で検出し、レーザ発振器への投入電力を制御してパワー
を安定化するものがある。また気体レーザなどの場合、
外付けの動作周波数が数百Hz程度の低周波変調用レー
ザ変調器によってレーザパワーを制御し安定化する方法
がある。
例えば半導体レーザの場合、公開特許公報平1−217
983号公報にあるように、温度変化などによって生じ
るレーザ発振器のレーザパワー変動をフォトディテクタ
で検出し、レーザ発振器への投入電力を制御してパワー
を安定化するものがある。また気体レーザなどの場合、
外付けの動作周波数が数百Hz程度の低周波変調用レー
ザ変調器によってレーザパワーを制御し安定化する方法
がある。
【0003】このような安定化法の目的は、レーザが、
レーザ発振管の発熱や外気温度の変化、レーザ発振管の
立ち上げからの時間や投入電力によって、レーザ発振状
態が乱れ、レーザパワーが変動することを抑制すること
である。
レーザ発振管の発熱や外気温度の変化、レーザ発振管の
立ち上げからの時間や投入電力によって、レーザ発振状
態が乱れ、レーザパワーが変動することを抑制すること
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら例えば数
百mWのレーザを出射するレーザ発振管では、レーザパ
ワーの変動量にして±1mW以下、周波数にして数MH
z以上の高周波数成分のレーザパワーの変動も有してい
る。これはレーザノイズと呼ばれる成分の一つである。
したがって、±1mW以下のレーザパワーの変動でも問
題となるようなレーザ装置では、高周波数成分のレーザ
パワーの変動も抑制する必要がある。
百mWのレーザを出射するレーザ発振管では、レーザパ
ワーの変動量にして±1mW以下、周波数にして数MH
z以上の高周波数成分のレーザパワーの変動も有してい
る。これはレーザノイズと呼ばれる成分の一つである。
したがって、±1mW以下のレーザパワーの変動でも問
題となるようなレーザ装置では、高周波数成分のレーザ
パワーの変動も抑制する必要がある。
【0005】気体レーザは、レーザパワーの制御のため
に、投入電力を変化させるとレーザ発振の状態を著しく
乱してしまう。このようなレーザ装置では、高周波数成
分のレーザパワーの変動を制御し抑制するために、外付
けの高周波数変調用レーザ変調器として、数MHz以上
で変調可能な高周波数用EOM(Electro Op
tical Modulator)などを使用すること
になるが、高周波数変調用EOMは、制御可能なレーザ
パワーの幅が数十mW程度である。これに対し、数百H
z以下で変調をする低周波数用EOMのレーザパワーの
制御範囲は数百mWである。変調可能周波数の違いは、
変調器内部の結晶の純度によって生じるものである。し
たがって高周波数用EOMヘレーザビームを入射する前
に、変動幅の大きい低周波数成分のレーザパワーの変動
を取り除く必要がある。
に、投入電力を変化させるとレーザ発振の状態を著しく
乱してしまう。このようなレーザ装置では、高周波数成
分のレーザパワーの変動を制御し抑制するために、外付
けの高周波数変調用レーザ変調器として、数MHz以上
で変調可能な高周波数用EOM(Electro Op
tical Modulator)などを使用すること
になるが、高周波数変調用EOMは、制御可能なレーザ
パワーの幅が数十mW程度である。これに対し、数百H
z以下で変調をする低周波数用EOMのレーザパワーの
制御範囲は数百mWである。変調可能周波数の違いは、
変調器内部の結晶の純度によって生じるものである。し
たがって高周波数用EOMヘレーザビームを入射する前
に、変動幅の大きい低周波数成分のレーザパワーの変動
を取り除く必要がある。
【0006】この方法としては、従来例にあったよう
に、第一の方法としてレーザ発振器自体への投入電力を
下げる方法、第二の方法として低周波数用レーザ変調器
でレーザパワーを下げる方法が考えられる。
に、第一の方法としてレーザ発振器自体への投入電力を
下げる方法、第二の方法として低周波数用レーザ変調器
でレーザパワーを下げる方法が考えられる。
【0007】前述のように第一の方法であるレーザ発振
器への投入電力を変化させる方法は、半導体レーザに対
しては有効な方法であるが、気体レーザのような場合は
有効ではない。第二の方法では、気体レーザ等のレーザ
発振管に対して有効である。
器への投入電力を変化させる方法は、半導体レーザに対
しては有効な方法であるが、気体レーザのような場合は
有効ではない。第二の方法では、気体レーザ等のレーザ
発振管に対して有効である。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、レーザ
装置を連続発振するレーザ発振管および、低周波数変調
用レーザ変調器、および、高周波数変調用レーザ変調器
から成る構成とし、レーザ発振管から出射されたレーザ
ビームを、まず低周波数変調用レーザ変調器によって任
意のレーザパワーの設定および数百Hz以下のパワー変
動を制御し安定化させ、続いて高周波数変調用レーザ変
調器によって、数MHz以上のパワー変動を制御すると
いう二段階のレーザパワーの制御によって、レーザパワ
ーの安定化を図った。
装置を連続発振するレーザ発振管および、低周波数変調
用レーザ変調器、および、高周波数変調用レーザ変調器
から成る構成とし、レーザ発振管から出射されたレーザ
ビームを、まず低周波数変調用レーザ変調器によって任
意のレーザパワーの設定および数百Hz以下のパワー変
動を制御し安定化させ、続いて高周波数変調用レーザ変
調器によって、数MHz以上のパワー変動を制御すると
いう二段階のレーザパワーの制御によって、レーザパワ
ーの安定化を図った。
【0009】
【実施例】次に本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明のレーザ装置の構成図であ
る。図1において、レーザ装置は、連続発振するレーザ
ビームを出射するレーザ発振管1と、低周波数変調用E
OM2と、高周波数変調用EOM6と、それぞれのEO
M2,6の出力例に配置されたビームスプリッタ3,7
と、ビームスプリッタ3,7によって分岐されたレーザ
ビームを受光するフォトディテクタ4,8とから成る。
て説明する。図1は、本発明のレーザ装置の構成図であ
る。図1において、レーザ装置は、連続発振するレーザ
ビームを出射するレーザ発振管1と、低周波数変調用E
OM2と、高周波数変調用EOM6と、それぞれのEO
M2,6の出力例に配置されたビームスプリッタ3,7
と、ビームスプリッタ3,7によって分岐されたレーザ
ビームを受光するフォトディテクタ4,8とから成る。
【0010】レーザ発振管1から出射されたレーザビー
ムaは、第一段目のレーザパワーの安定化動作のため
に、低周波数用EOM2を通過し、次に第二段目のレー
ザパワーの安定化動作のために高周波数用EOM3を通
過する。各変調器2,6の出口には、ビームスプリッタ
3,7がそれぞれ配置されており、レーザビームの一部
を分岐してフォトディテクタ4,8でそれぞれのパワー
をモニタしている。フォトディテクタ4,5はモニタし
たレーザパワーに相当する電圧を出力する。
ムaは、第一段目のレーザパワーの安定化動作のため
に、低周波数用EOM2を通過し、次に第二段目のレー
ザパワーの安定化動作のために高周波数用EOM3を通
過する。各変調器2,6の出口には、ビームスプリッタ
3,7がそれぞれ配置されており、レーザビームの一部
を分岐してフォトディテクタ4,8でそれぞれのパワー
をモニタしている。フォトディテクタ4,5はモニタし
たレーザパワーに相当する電圧を出力する。
【0011】フォトディテクタ4から出力される電圧
は、基準レーザパワーでフォトダイオード4から出力さ
れる電圧に相当する電圧である第1の基準電圧から、引
算回路5で減算される。この差電圧は低周波数用EOM
2供給される。
は、基準レーザパワーでフォトダイオード4から出力さ
れる電圧に相当する電圧である第1の基準電圧から、引
算回路5で減算される。この差電圧は低周波数用EOM
2供給される。
【0012】低周波数用EOM2は、引算回路5から供
給される電圧が増加すると、レーザビームの透過率が増
加し、電圧が低下すると、レーザビームの透過率が低下
するように設定した。レーザパワーの変動によって、フ
ォトディテクタ4で検出されるレーザパワーが低下した
場合、フォトディテクタ4からの出力電圧が低下する。
すると、引算回路5からの出力電圧が増加し、低周波数
用EOMへの供給電圧が増加し、低周波数用EOM2の
レーザビームの透過率が増加する。これにより、レーザ
パワーが基準レーザパワーまで補正される。逆に、レー
ザパワーの変動によって、フォトディテクタ4で検出さ
れるレーザパワーが増加した場合、フォトディテクタ4
からの出力電圧が増加する。すると、引算回路からの出
力電圧が低下し、低周波数用EOMへの供給電圧が低下
し、低周波数用EOM2のレーザビームの透過率が低下
する。これにより、レーザパワーが基準レーザパワーま
で補正される。
給される電圧が増加すると、レーザビームの透過率が増
加し、電圧が低下すると、レーザビームの透過率が低下
するように設定した。レーザパワーの変動によって、フ
ォトディテクタ4で検出されるレーザパワーが低下した
場合、フォトディテクタ4からの出力電圧が低下する。
すると、引算回路5からの出力電圧が増加し、低周波数
用EOMへの供給電圧が増加し、低周波数用EOM2の
レーザビームの透過率が増加する。これにより、レーザ
パワーが基準レーザパワーまで補正される。逆に、レー
ザパワーの変動によって、フォトディテクタ4で検出さ
れるレーザパワーが増加した場合、フォトディテクタ4
からの出力電圧が増加する。すると、引算回路からの出
力電圧が低下し、低周波数用EOMへの供給電圧が低下
し、低周波数用EOM2のレーザビームの透過率が低下
する。これにより、レーザパワーが基準レーザパワーま
で補正される。
【0013】前述のようにEOMの性能により低周波数
用EOMの動作速度が数百Hz以下であるため、引算回
路から出力される制御信号を、見掛け上数百Hz以下を
透過する、ローパスフィルターに介したときと同様の動
作をし、数百Hz以下の低周波数成分のレーザのパワー
変動のみが安定化される。
用EOMの動作速度が数百Hz以下であるため、引算回
路から出力される制御信号を、見掛け上数百Hz以下を
透過する、ローパスフィルターに介したときと同様の動
作をし、数百Hz以下の低周波数成分のレーザのパワー
変動のみが安定化される。
【0014】第二段目の高周波数パワー安定化動作も同
様で、フォトディテクタ8から出力される電圧は、引算
回路9で基準レーザパワーでフォトダイオード5から出
力される電圧に相当する第2の基準電圧から減算され
る。この差電圧は高周波数用EMO6に供給される。
様で、フォトディテクタ8から出力される電圧は、引算
回路9で基準レーザパワーでフォトダイオード5から出
力される電圧に相当する第2の基準電圧から減算され
る。この差電圧は高周波数用EMO6に供給される。
【0015】高周波数用EOM6は、供給される電圧が
増加すると、レーザビームの透過率が増加し、電圧が低
下すると、レーザビームの透過率が低下するように設定
した。レーザパワーの変動によって、フォトディテクタ
8で検出されるレーザパワーが低下した場合、フォトデ
ィテクタ8からの出力電圧が低下する。すると、引算回
路9の出力電圧が増加し、高周波数用EOM6への供給
電圧が増加し、高周波枢要EOM6のレーザビーム透過
率が増加する。これにより、レーザパワーが基準レーザ
パワーまで補正される。
増加すると、レーザビームの透過率が増加し、電圧が低
下すると、レーザビームの透過率が低下するように設定
した。レーザパワーの変動によって、フォトディテクタ
8で検出されるレーザパワーが低下した場合、フォトデ
ィテクタ8からの出力電圧が低下する。すると、引算回
路9の出力電圧が増加し、高周波数用EOM6への供給
電圧が増加し、高周波枢要EOM6のレーザビーム透過
率が増加する。これにより、レーザパワーが基準レーザ
パワーまで補正される。
【0016】逆に、レーザパワーの変動によって、フォ
トディテクタ8で検出されるレーザパワーが増加した場
合、フォトディテクタ5からの出力電圧が増加する。す
ると、引算回路9の出力電圧が低下し、高周波数用EO
M6への供給電圧が低下し、高周波数用EOM6のレー
ザビームの透過率が低下する。これにより、レーザパワ
ーが基準レーザパワーまで補正される。
トディテクタ8で検出されるレーザパワーが増加した場
合、フォトディテクタ5からの出力電圧が増加する。す
ると、引算回路9の出力電圧が低下し、高周波数用EO
M6への供給電圧が低下し、高周波数用EOM6のレー
ザビームの透過率が低下する。これにより、レーザパワ
ーが基準レーザパワーまで補正される。
【0017】第二段目の高周波数用EOM6では、すで
に第一段目の、低周波数用EOM2によって、変動量の
大きい低周波数成分のレーザパワーの変動が除去され、
高周波数成分のレーザパワーの変動のみが残留したレー
ザビームが供給されるため、見掛け上、高周波数成分の
レーザのパワー変動のみが安定化される。
に第一段目の、低周波数用EOM2によって、変動量の
大きい低周波数成分のレーザパワーの変動が除去され、
高周波数成分のレーザパワーの変動のみが残留したレー
ザビームが供給されるため、見掛け上、高周波数成分の
レーザのパワー変動のみが安定化される。
【0018】図2の(a),(b),(c)に、本発明
のレーザパワーの安定化法による、レーザパワーの安定
化過程の概念図を示した。図2の(a),(b),
(c)は、図1中のレーザビームa,b,cのレーザパ
ワーに相当する。
のレーザパワーの安定化法による、レーザパワーの安定
化過程の概念図を示した。図2の(a),(b),
(c)は、図1中のレーザビームa,b,cのレーザパ
ワーに相当する。
【0019】図2(a)は、レーザ発振管から出射直後
のレーザパワーを表している。図のようにレーザ管1か
ら出射直後のレーザパワーは、低周波数成分と高周波数
成分のレーザパワー変動が混在する。
のレーザパワーを表している。図のようにレーザ管1か
ら出射直後のレーザパワーは、低周波数成分と高周波数
成分のレーザパワー変動が混在する。
【0020】図2(b)は、出射レーザが低周波数用E
OM2,ビームスプリッタ3を通過後のレーザパワーを
表している。第一のレーザ変調器2を通過することによ
って数百Hz以下の低周波数のパワー変動成分が排除さ
れ、図に示すように高周波数成分だけが残留する。図で
は表されていないが、この段階でレーザパワー平均値自
体も任意レーザパワーまで下げられている。
OM2,ビームスプリッタ3を通過後のレーザパワーを
表している。第一のレーザ変調器2を通過することによ
って数百Hz以下の低周波数のパワー変動成分が排除さ
れ、図に示すように高周波数成分だけが残留する。図で
は表されていないが、この段階でレーザパワー平均値自
体も任意レーザパワーまで下げられている。
【0021】図2(c)は、第一のレーザ変調器2を通
過したレーザが、さらに高周波数用EOM6を通過後の
レーザパワーを表している。図のように図2(b)で存
在した高周波数成分のレーザパワーの変動が排除され、
安定したレーザパワーとなる。
過したレーザが、さらに高周波数用EOM6を通過後の
レーザパワーを表している。図のように図2(b)で存
在した高周波数成分のレーザパワーの変動が排除され、
安定したレーザパワーとなる。
【0022】
【発明の効果】本発明のレーザパワー安定化法によれば
変動量の大きい低周波数成分のレーザパワーの変動と、
変動量が小さい高周波数成分のレーザパワーの変動の双
方を抑制し、安定なレーザパワーを得ることが可能とな
る。
変動量の大きい低周波数成分のレーザパワーの変動と、
変動量が小さい高周波数成分のレーザパワーの変動の双
方を抑制し、安定なレーザパワーを得ることが可能とな
る。
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明のレーザパワー安定法によるレーザパワ
ーの安定化過程の概念を示す波形図である。
ーの安定化過程の概念を示す波形図である。
1 レーザ発振管 2 低周波数用変調器 3,7 ビームスプリッタ 4,8 フォトディテクタ 5,9 引算回路 6 高周波用変調器
Claims (3)
- 【請求項1】連続発振するレーザ発振管と、 第1の制御信号にもとづいて前記レーザ発振管より供給
される第1のレーザビームの出力パワーを制御し第2の
レーザビームとして出力する第1のパワー制御手段と、 第2のレーザビームを第3のレーザビーム,第4のレー
ザビームに分岐する第1の分岐手段と、 第3のレーザビームを受光し第一の検出値を出力する第
1の検出手段, 第1の基準値と前記第一の検出値とから前記第1の制御
信号を生成出力する第1の制御手段と、 第2の制御信号にもとづいて、前記第4のレーザビーム
の出力パワーを制御し、第5のレーザビームとして出力
する第2のパワー制御手段と、 前記第5のレーザビームを第6のレーザビームと第7の
レーザビームに分岐し、第6のレーザビームを出力レー
ザビームとして出力する第2の分岐手段と、 前記第7のレーザビームを受光し、第2の検出値を出力
する第2の検出手段と、 第2の基準値と前記第2の基準値とから前記第2の制御
信号を生成出力する第2の制御手段, とから構成されるレーザ装置。 - 【請求項2】前記第1のパワー制御手段,第2のパワー
制御手段は,電気光変調器であることを特徴とする請求
項1記載のレーザ装置。 - 【請求項3】前記第1の分岐手段,前記第2の分岐手段
は、ビームスプリッタであることを特徴とする請求項1
または2に記載のレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201671A JP2699818B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201671A JP2699818B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758398A true JPH0758398A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2699818B2 JP2699818B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=16444974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201671A Expired - Fee Related JP2699818B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699818B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6118922A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 音響光学変調器によるレ−ザビ−ム光量安定化方法 |
| JPS61249017A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-06 | Sony Corp | 光制御装置 |
| JPS6435526A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Konishiroku Photo Ind | Optical modulator |
| JPH05167560A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-07-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 周波数多重光変調方式 |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP5201671A patent/JP2699818B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6118922A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 音響光学変調器によるレ−ザビ−ム光量安定化方法 |
| JPS61249017A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-06 | Sony Corp | 光制御装置 |
| JPS6435526A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Konishiroku Photo Ind | Optical modulator |
| JPH05167560A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-07-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 周波数多重光変調方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2699818B2 (ja) | 1998-01-19 |
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