JPH088392B2 - 可変波長光源 - Google Patents
可変波長光源Info
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- JPH088392B2 JPH088392B2 JP26102387A JP26102387A JPH088392B2 JP H088392 B2 JPH088392 B2 JP H088392B2 JP 26102387 A JP26102387 A JP 26102387A JP 26102387 A JP26102387 A JP 26102387A JP H088392 B2 JPH088392 B2 JP H088392B2
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- Japan
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- light source
- output
- frequency
- wavelength
- light
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-
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/0622—Controlling the frequency of the radiation
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、光スペクトル・アナライザ等に用いられて
精密な波長測定を可能にする可変波長光源の改良に関す
る。
精密な波長測定を可能にする可変波長光源の改良に関す
る。
《従来の技術》 従来、光スペクトル・アナライザや分光器などを用い
て波長特性や分光特性を測定する場合、精度を上げるに
は波長の基準となる光源が必要であった。
て波長特性や分光特性を測定する場合、精度を上げるに
は波長の基準となる光源が必要であった。
《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、基準波長光源の波長から離れた帯域を
測定する場合に誤差が大きくなるという欠点があった。
測定する場合に誤差が大きくなるという欠点があった。
また、基準波長光源として可変波長光源を使用すれ
ば、波長範囲は広くとれるが、可変波長光源の入力と発
振波長を精度よく対応づけをするのは容易でない。
ば、波長範囲は広くとれるが、可変波長光源の入力と発
振波長を精度よく対応づけをするのは容易でない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、広い帯域にわたって高精度な波長測定を可能と
する可変波長光源を実現することを目的とする。
もので、広い帯域にわたって高精度な波長測定を可能と
する可変波長光源を実現することを目的とする。
《問題点を解決するための手段》 本発明は入力信号に対応して出力光の波長が変化する
可変波長光源に係るもので、その特徴とするところは基
準波長光源と、この基準波長光源の出力光を位相変調し
てサブキャリア光を発生させる位相変調器と、レーザ光
源と、このレーザ光源の出力光の一部と前記位相変調器
の出力光とを合波する光学手段と、この光学手段からの
合波された光を受光してそのビート周波数の電気信号を
発生する受光素子と、この受光素子からのビート周波数
が一定となるように前記レーザ光源の出力周波数を制御
する制御手段とを備え、位相変調器の変調周波数に対応
してレーザ光源の出力波長を可変とした点にある。
可変波長光源に係るもので、その特徴とするところは基
準波長光源と、この基準波長光源の出力光を位相変調し
てサブキャリア光を発生させる位相変調器と、レーザ光
源と、このレーザ光源の出力光の一部と前記位相変調器
の出力光とを合波する光学手段と、この光学手段からの
合波された光を受光してそのビート周波数の電気信号を
発生する受光素子と、この受光素子からのビート周波数
が一定となるように前記レーザ光源の出力周波数を制御
する制御手段とを備え、位相変調器の変調周波数に対応
してレーザ光源の出力波長を可変とした点にある。
《作用》 位相変調器が発生するサブキャリア光の一つにレーザ
光源の波長を制御し、位相変調器の変調周波数を変化さ
せれば、サブキャリア光の波長が変化するので、レーザ
光源の波長も変化する。
光源の波長を制御し、位相変調器の変調周波数を変化さ
せれば、サブキャリア光の波長が変化するので、レーザ
光源の波長も変化する。
《実施例》 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本発明に係る可変波長光源の一実施例を示す
構成ブロック図である。図において、光路を帯状の信号
線で表し、電気信号と区別している。１は例えばCsやRb
等の原子吸収線に半導体レーザの波長を制御したもの等
を用いた波長の非常に安定な基準波長光源、２はこの基
準波長光源１の出力光を入射して位相変調する位相変調
器、３は入力周波数信号が印加される入力端子、４はこ
の入力端子３からの入力電気信号を増幅しその出力で前
記位相変調器２を周波数変調する増幅器、５は前記位相
変調器２の出力光を入射するビームスプリッタ、６はこ
のビームスプリッタ５の出力光を入射する受光素子、７
はこの受光素子６の電気出力を入力する制御回路、８は
レーザ光源を構成しこの制御回路７の出力を入力する半
導体レーザ、９はこの半導体レーザ８の出力光を入射す
るビームスプリッタ、10,11はこのビームスプリッタ９
の反射光を反射して前記ビームスプリッタ５に入射させ
るミラーである。ビームスプリッタ5,9およびミラー10,
11はレーザ光源８の出力光の一部と位相変調器２の出力
光とを合波する光学手段を構成する。位相変調器２はバ
ルク型，導波路型等種々のものを用いることができる
が、低パワーで多数のサブキャリアが発生するという点
で導波路型が優れている。半導体レーザ８としてはでき
るだけスペクトル幅が狭くて、モードホッピングの少な
い半導体レーザ、例えばDFBレーザ等を用いる。
構成ブロック図である。図において、光路を帯状の信号
線で表し、電気信号と区別している。１は例えばCsやRb
等の原子吸収線に半導体レーザの波長を制御したもの等
を用いた波長の非常に安定な基準波長光源、２はこの基
準波長光源１の出力光を入射して位相変調する位相変調
器、３は入力周波数信号が印加される入力端子、４はこ
の入力端子３からの入力電気信号を増幅しその出力で前
記位相変調器２を周波数変調する増幅器、５は前記位相
変調器２の出力光を入射するビームスプリッタ、６はこ
のビームスプリッタ５の出力光を入射する受光素子、７
はこの受光素子６の電気出力を入力する制御回路、８は
レーザ光源を構成しこの制御回路７の出力を入力する半
導体レーザ、９はこの半導体レーザ８の出力光を入射す
るビームスプリッタ、10,11はこのビームスプリッタ９
の反射光を反射して前記ビームスプリッタ５に入射させ
るミラーである。ビームスプリッタ5,9およびミラー10,
11はレーザ光源８の出力光の一部と位相変調器２の出力
光とを合波する光学手段を構成する。位相変調器２はバ
ルク型，導波路型等種々のものを用いることができる
が、低パワーで多数のサブキャリアが発生するという点
で導波路型が優れている。半導体レーザ８としてはでき
るだけスペクトル幅が狭くて、モードホッピングの少な
い半導体レーザ、例えばDFBレーザ等を用いる。
第２図は基準波長光源１の具体的構成例を示す構成ブ
ロック図である。図において、11は半導体レーザ、12は
この半導体レーザ11の出力光が入射するビームスプリッ
タ、13はこのビームスプリッタ12の反射光を入射する標
準物質が封入された吸収セル、14はこの吸収セル13の出
力光が入射する受光素子、15はこの受光素子14の電気出
力を入力しこれに対応する出力で前記半導体レーザ11の
電流を制御するロックインアンプ、16は前記半導体レー
ザ11の電流を周波数変調するとともに前記ロックインア
ンプ15の位相検波周波数を供給する発振器である。ビー
ムスプリッタ12の透過光がこの基準波長光源の出力光と
なる。標準物質としてはCs，Rb，NH3，H2Oなど任意の物
質を用いることができる。半導体レーザ11の出力光はビ
ームスプリッタ12で反射されて吸収セル13に入射し、吸
収セル内13の標準物質による吸収を受ける。吸収量受光
素子14で検出し、ロックインアンプ15を介して半導体レ
ーザ11の電流に帰還する。半導体レーザ11の出力波長は
標準物質の吸収スプクトル線にロックされるので、高安
定，高精度の基準波長光源を実現できる。
ロック図である。図において、11は半導体レーザ、12は
この半導体レーザ11の出力光が入射するビームスプリッ
タ、13はこのビームスプリッタ12の反射光を入射する標
準物質が封入された吸収セル、14はこの吸収セル13の出
力光が入射する受光素子、15はこの受光素子14の電気出
力を入力しこれに対応する出力で前記半導体レーザ11の
電流を制御するロックインアンプ、16は前記半導体レー
ザ11の電流を周波数変調するとともに前記ロックインア
ンプ15の位相検波周波数を供給する発振器である。ビー
ムスプリッタ12の透過光がこの基準波長光源の出力光と
なる。標準物質としてはCs，Rb，NH3，H2Oなど任意の物
質を用いることができる。半導体レーザ11の出力光はビ
ームスプリッタ12で反射されて吸収セル13に入射し、吸
収セル内13の標準物質による吸収を受ける。吸収量受光
素子14で検出し、ロックインアンプ15を介して半導体レ
ーザ11の電流に帰還する。半導体レーザ11の出力波長は
標準物質の吸収スプクトル線にロックされるので、高安
定，高精度の基準波長光源を実現できる。
第３図は制御回路７の具体例を示す構成ブロック図で
ある。71は受光素子６からの電気出力を入力する比較
器、72は設定用の周波数を発生する発振器、73は前記比
較器71の出力と前記発振器72の出力とを入力する位相比
較器、74はこの位相比較器73の出力を入力するサーボア
ンプである。受光素子６の出力周波数は発振器72の発振
周波数と位相比較器で比較され、その周波数の差を無く
すようにサーポアンプ74が半導体レーザ８の出力周波数
を制御する。
ある。71は受光素子６からの電気出力を入力する比較
器、72は設定用の周波数を発生する発振器、73は前記比
較器71の出力と前記発振器72の出力とを入力する位相比
較器、74はこの位相比較器73の出力を入力するサーボア
ンプである。受光素子６の出力周波数は発振器72の発振
周波数と位相比較器で比較され、その周波数の差を無く
すようにサーポアンプ74が半導体レーザ８の出力周波数
を制御する。
上記のような構成の可変波長光源の動作を次に説明す
る。基準波長光源１から出力された周波数fRの光は位相
変調器２においてその変調周波数fmで位相変調され、第
４図に示すような多数のサブキャリア（副搬送波）を発
生する。半導体レーザ８の出力光の一部はビームスプリ
ッタ９で反射され、ミラー10,11を介してビームスプリ
ッタ５において位相変調器２の出力光と合波され、受光
素子６でそのビート周波数の電気信号を発生する。制御
回路７は前述のように、この受光素子６からの信号周波
数が一定となるように半導体レーザ８を制御する。この
結果半導体レーザ８からビームスプリッタ９を通過して
出力される光の周波数は位相変調器２の特定の波長の出
力光と一定の周波数差をもったものとなる。位相変調器
２からの出力光に含まれるＮ番目のサブキャリアに半導
体レーザ８の周波数foをロックすると、 fo＝fR＋Ｎ・fm …（１） となるので、入力周波数fmに応じて出力周波数foを可変
できる。
る。基準波長光源１から出力された周波数fRの光は位相
変調器２においてその変調周波数fmで位相変調され、第
４図に示すような多数のサブキャリア（副搬送波）を発
生する。半導体レーザ８の出力光の一部はビームスプリ
ッタ９で反射され、ミラー10,11を介してビームスプリ
ッタ５において位相変調器２の出力光と合波され、受光
素子６でそのビート周波数の電気信号を発生する。制御
回路７は前述のように、この受光素子６からの信号周波
数が一定となるように半導体レーザ８を制御する。この
結果半導体レーザ８からビームスプリッタ９を通過して
出力される光の周波数は位相変調器２の特定の波長の出
力光と一定の周波数差をもったものとなる。位相変調器
２からの出力光に含まれるＮ番目のサブキャリアに半導
体レーザ８の周波数foをロックすると、 fo＝fR＋Ｎ・fm …（１） となるので、入力周波数fmに応じて出力周波数foを可変
できる。
このような構成の可変波長光源によれば、基準波長光
源の安定度と位相変調器の入力周波数の安定度とで出力
周波数の安定度が決まるので、安定度が優れている。
源の安定度と位相変調器の入力周波数の安定度とで出力
周波数の安定度が決まるので、安定度が優れている。
また基準波長光源の周波数に位相変調器の入力周波数
の整数倍を加算したもの（と一定の周波数差にあるも
の）が出力周波数となるので、出力周波数が高精度であ
る。
の整数倍を加算したもの（と一定の周波数差にあるも
の）が出力周波数となるので、出力周波数が高精度であ
る。
なお上記の実施例において、増幅器４の代りにVCO（V
oltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器）また
はシンセサイザを使用することにより、入力信号として
周波数でなく、電圧を用いることもできる。この場合に
は位相変調器２の入力周波数fmが入力電圧Vinによりfm
＝Ｇ・Vinと変るとすると、 fo＝fR＋Ｎ・Ｇ・Vin …（２） となり、入力電圧に応じて出力周波数を可変にできる。
oltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器）また
はシンセサイザを使用することにより、入力信号として
周波数でなく、電圧を用いることもできる。この場合に
は位相変調器２の入力周波数fmが入力電圧Vinによりfm
＝Ｇ・Vinと変るとすると、 fo＝fR＋Ｎ・Ｇ・Vin …（２） となり、入力電圧に応じて出力周波数を可変にできる。
第５図は本発明の変形例を示す構成ブロック図であ
る。制御手段としてロックインアンプ75を使用し、第２
の発振器21により周波数fpの別の周波数変調を位相変調
器２に加えるとともに、ロックインアンプ75の位相検波
周波数として用いれば、オフセット周波数なしに半導体
レーザ８の出力周波数をサブキャリアの中心周波数に制
御できる。なおこの場合の周波数変調は基準波長光源１
において行うこともできる。
る。制御手段としてロックインアンプ75を使用し、第２
の発振器21により周波数fpの別の周波数変調を位相変調
器２に加えるとともに、ロックインアンプ75の位相検波
周波数として用いれば、オフセット周波数なしに半導体
レーザ８の出力周波数をサブキャリアの中心周波数に制
御できる。なおこの場合の周波数変調は基準波長光源１
において行うこともできる。
なお上記の各実施例において、光学手段としてビーム
スプリッタやミラーの代りに光ファイバカプラや光ファ
イバを用いて小形化することもできる。
スプリッタやミラーの代りに光ファイバカプラや光ファ
イバを用いて小形化することもできる。
また基準波長光源１の１実施例として示した第２図の
方式は線形吸収法とよばれ、ドップラシフトにより吸収
スペクトルが比較的太くなるが、飽和吸収法（堀，門
田，北野，藪崎，小川：飽和吸収分光を用いた半導体レ
ーザの周波数安定化，信学技報 OQE82−116）によりド
ップラシフトで隠れている超微細構造の吸収線を検出し
て、これに半導体レーザ11の発振波長をロックすればさ
らに高安定とすることができる。
方式は線形吸収法とよばれ、ドップラシフトにより吸収
スペクトルが比較的太くなるが、飽和吸収法（堀，門
田，北野，藪崎，小川：飽和吸収分光を用いた半導体レ
ーザの周波数安定化，信学技報 OQE82−116）によりド
ップラシフトで隠れている超微細構造の吸収線を検出し
て、これに半導体レーザ11の発振波長をロックすればさ
らに高安定とすることができる。
《発明の効果》 以上述べたように本発明によれば、広い帯域にわたっ
て高精度な波長測定を可能とする可変波長光源を簡単な
構成で実現することができる。
て高精度な波長測定を可能とする可変波長光源を簡単な
構成で実現することができる。
第１図は本発明に係る可変波長光源の１実施例を示す構
成ブロック図、第２図は第１図装置の基準波長光源１の
詳細を示す構成ブロック図、第３図は第１図装置の制御
回路７の詳細を示す構成ブロック図、第４図は位相変調
器２出力の周波数スペクトルを示す図、第５図は第１図
装置の変形例を示す構成ブロック図である。 １……基準波長光源、２……位相変調器、5,9,10,11…
…光学手段、６……受光素子、7,75……制御手段、８…
…レーザ光源、fm……変調周波数。
成ブロック図、第２図は第１図装置の基準波長光源１の
詳細を示す構成ブロック図、第３図は第１図装置の制御
回路７の詳細を示す構成ブロック図、第４図は位相変調
器２出力の周波数スペクトルを示す図、第５図は第１図
装置の変形例を示す構成ブロック図である。 １……基準波長光源、２……位相変調器、5,9,10,11…
…光学手段、６……受光素子、7,75……制御手段、８…
…レーザ光源、fm……変調周波数。
Claims (3)
- 【請求項１】入力信号に対応して出力光の波長が変化す
る可変波長光源において、基準波長光源と、この基準波
長光源の出力光を位相変調してサブキャリア光を発生さ
せる位相変調器と、レーザ光源と、このレーザ光源の出
力光の一部と前記位相変調器の出力光とを合波する光学
手段と、この光学手段からの合波された光を受光してそ
のビート周波数の電気信号を発生する受光素子と、この
受光素子からのビート周波数が一定となるように前記レ
ーザ光源の出力周波数を制御する制御手段とを備え、位
相変調器の変調周波数に対応してレーザ光源の出力波長
を可変としたことを特徴とする可変波長光源。 - 【請求項２】基準波長光源としてCsまたはRbの原子吸収
線に波長を制御した半導体レーザを用いた特許請求の範
囲第１項記載の可変波長光源。 - 【請求項３】レーザ光源として半導体レーザを用い、そ
の電流または温度を操作して出力周波数を制御すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変波長光
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26102387A JPH088392B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 可変波長光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26102387A JPH088392B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 可変波長光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102978A JPH01102978A (ja) | 1989-04-20 |
| JPH088392B2 true JPH088392B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17355972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26102387A Expired - Lifetime JPH088392B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 可変波長光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088392B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0334484A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 安定化光源 |
| JP2830189B2 (ja) * | 1989-10-20 | 1998-12-02 | 横河電機株式会社 | 可変周波数光源 |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP26102387A patent/JPH088392B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01102978A (ja) | 1989-04-20 |
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