JPH11326977A - 光周波数シフタ - Google Patents
光周波数シフタInfo
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- JPH11326977A JPH11326977A JP10127312A JP12731298A JPH11326977A JP H11326977 A JPH11326977 A JP H11326977A JP 10127312 A JP10127312 A JP 10127312A JP 12731298 A JP12731298 A JP 12731298A JP H11326977 A JPH11326977 A JP H11326977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シフト量の大きな光周波数シフタを提供する
こと。 【解決手段】 所定の基本光周波数を有する光を、ＲＦ
発生装置２２で発生した変調信号が加えられた電気−光
学変調器２１に入射して変調し、側波帯等の様々な周波
数成分を含む出力光を半導体レーザ２３に入射するとと
もに、該半導体レーザ２３の自走周波数を、選択する側
波帯のみ注入同期可能な範囲に入るように定電流源２４
からの駆動電流を制御することにより起こる注入同期現
象を利用し、不要光を除去し、かつ必要な光を増幅す
る。
こと。 【解決手段】 所定の基本光周波数を有する光を、ＲＦ
発生装置２２で発生した変調信号が加えられた電気−光
学変調器２１に入射して変調し、側波帯等の様々な周波
数成分を含む出力光を半導体レーザ２３に入射するとと
もに、該半導体レーザ２３の自走周波数を、選択する側
波帯のみ注入同期可能な範囲に入るように定電流源２４
からの駆動電流を制御することにより起こる注入同期現
象を利用し、不要光を除去し、かつ必要な光を増幅す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高精度、高安定
性、低ノイズで、かつ大きな周波数シフト量に対応可能
な光周波数シフタに関するものである。
性、低ノイズで、かつ大きな周波数シフト量に対応可能
な光周波数シフタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、通信情報量の増大に伴い、光周波
数（波長）多重通信システムの研究が盛んに行われてい
る。波長多重（ＷＤＭ）通信においては、波長選択性を
有する素子を用いて光の波長により光路切り替えを行う
ことが可能である。そして、ＷＤＭ光周波数として１９
３．１ＴＨｚを基準チャネルとした２５ＧＨｚまたは１
００ＧＨｚ間隔の光を用いることが提唱されており、信
頼性の高いシステムを構築するためには、キャリア光を
高い周波数精度で作り出す必要がある。
数（波長）多重通信システムの研究が盛んに行われてい
る。波長多重（ＷＤＭ）通信においては、波長選択性を
有する素子を用いて光の波長により光路切り替えを行う
ことが可能である。そして、ＷＤＭ光周波数として１９
３．１ＴＨｚを基準チャネルとした２５ＧＨｚまたは１
００ＧＨｚ間隔の光を用いることが提唱されており、信
頼性の高いシステムを構築するためには、キャリア光を
高い周波数精度で作り出す必要がある。
【０００３】その実現法として、周波数グリッド上にあ
る１つの光が得られているならば、その光周波数をシフ
トして、別な周波数の光を作り出す方法がある。そのキ
ーデバイスとして周波数シフタが挙げられる。
る１つの光が得られているならば、その光周波数をシフ
トして、別な周波数の光を作り出す方法がある。そのキ
ーデバイスとして周波数シフタが挙げられる。
【０００４】ここで用いられる周波数シフタには、次の
ような特性が求められる。まず、最初は、ＷＤＭ通信の
キャリア光としての使用に耐え得る、高い精度での周波
数シフトである。また、周波数シフト量が必要とする値
よりも小さい場合には、周波数シフトを繰り返してシフ
ト量の増加を図らねばならない。この場合、部品点数の
増加、構造の複雑化等を招いてしまうので、ＷＤＭグリ
ッド間隔と同程度か、それ以上の大きな周波数シフト量
も望まれる。
ような特性が求められる。まず、最初は、ＷＤＭ通信の
キャリア光としての使用に耐え得る、高い精度での周波
数シフトである。また、周波数シフト量が必要とする値
よりも小さい場合には、周波数シフトを繰り返してシフ
ト量の増加を図らねばならない。この場合、部品点数の
増加、構造の複雑化等を招いてしまうので、ＷＤＭグリ
ッド間隔と同程度か、それ以上の大きな周波数シフト量
も望まれる。
【０００５】また、入射基本波及び不要な変調側波帯が
出力光に混入すると、別のチャネルの光信号へのクロス
トークとなったり、光増幅器での増幅時に信号光だけで
なくノイズ成分も増幅されてしまい、増幅特性やノイズ
レベルを悪化させる等の悪影響をもたらす。従って、不
要光を除去する機能も求められる。
出力光に混入すると、別のチャネルの光信号へのクロス
トークとなったり、光増幅器での増幅時に信号光だけで
なくノイズ成分も増幅されてしまい、増幅特性やノイズ
レベルを悪化させる等の悪影響をもたらす。従って、不
要光を除去する機能も求められる。
【０００６】また、周波数シフトの効率が悪く、要求さ
れる出力強度に達しない場合には、外部増幅器で補償す
る必要が生じ、光増幅器により増幅された自然放出光
（ＡＳＥ）がノイズとして混入することになる。このた
め、高い周波数変換効率も求められる。
れる出力強度に達しない場合には、外部増幅器で補償す
る必要が生じ、光増幅器により増幅された自然放出光
（ＡＳＥ）がノイズとして混入することになる。このた
め、高い周波数変換効率も求められる。
【０００７】以上をまとめると、 １）シフト周波数量の高精度な制御性 ２）ＷＤＭグリッド間隔と同程度かそれ以上の大きな周
波数シフト量 ３）基本波や高次の変調側波帯等の不要な光の除去機能 ４）高い周波数変換効率 となる。
波数シフト量 ３）基本波や高次の変調側波帯等の不要な光の除去機能 ４）高い周波数変換効率 となる。
【０００８】光周波数シフタとして従来から用いられて
いるもので、上記１）の条件を満たすものとして、音響
−光学効果を利用した音響−光学シフタと、電気−光学
効果を利用した電気−光学変調器を用いたものとが存在
する。このどちらにおいても、周波数のシフト量は供給
されるＲＦ周波数で決定されるため、ＲＦ発生装置と同
等の高い周波数シフト精度を有している。
いるもので、上記１）の条件を満たすものとして、音響
−光学効果を利用した音響−光学シフタと、電気−光学
効果を利用した電気−光学変調器を用いたものとが存在
する。このどちらにおいても、周波数のシフト量は供給
されるＲＦ周波数で決定されるため、ＲＦ発生装置と同
等の高い周波数シフト精度を有している。
【０００９】図１は音響−光学シフタの概要を示すもの
で、音響−光学シフタ１は、音波が素子中を伝わる際に
光弾性効果によって形成される周期的な屈折率変動での
回折現象を利用するため、回折の次数によって出射角
（回折角）が異なる。従って、所望の光のみを透過させ
るように遮蔽板２を配置することで、回折されずに透過
してきた入射基本波や高次の回折光といった不要光を比
較的簡単、かつ確実に除去でき、また、数１０％と比較
的高い周波数変換効率を有するという利点もある。
で、音響−光学シフタ１は、音波が素子中を伝わる際に
光弾性効果によって形成される周期的な屈折率変動での
回折現象を利用するため、回折の次数によって出射角
（回折角）が異なる。従って、所望の光のみを透過させ
るように遮蔽板２を配置することで、回折されずに透過
してきた入射基本波や高次の回折光といった不要光を比
較的簡単、かつ確実に除去でき、また、数１０％と比較
的高い周波数変換効率を有するという利点もある。
【００１０】一方、電気−光学効果を用いた光変調器を
利用する方法では、応答速度の速い電気−光学効果を用
いているため、数１０ＧＨｚというＷＤＭ周波数グリッ
ド間隔にも匹敵するシフト量を有する利点がある。
利用する方法では、応答速度の速い電気−光学効果を用
いているため、数１０ＧＨｚというＷＤＭ周波数グリッ
ド間隔にも匹敵するシフト量を有する利点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、音響−
光学シフタにおける周波数シフト量は、音響−光学素子
中を伝わる音波の周波数及び速度で決定されるため、最
大で数１００ＭＨｚと比較的小さな値にとどまってしま
うという問題がある。このため、ＷＤＭ周波数グリッド
間隔と同程度の周波数シフト量を得ようとすると、複数
段の音響−光学シフタを用いたり、同一のシフタを複数
回通過させる等の工夫を施してトータルでの周波数シフ
ト量を増やす必要が生じる。
光学シフタにおける周波数シフト量は、音響−光学素子
中を伝わる音波の周波数及び速度で決定されるため、最
大で数１００ＭＨｚと比較的小さな値にとどまってしま
うという問題がある。このため、ＷＤＭ周波数グリッド
間隔と同程度の周波数シフト量を得ようとすると、複数
段の音響−光学シフタを用いたり、同一のシフタを複数
回通過させる等の工夫を施してトータルでの周波数シフ
ト量を増やす必要が生じる。
【００１２】一方、電気−光学変調器を用いた場合にも
問題は存在する。光の強度変調、位相変調、または周波
数変調時には、図２に示すように、希望する側波帯だけ
でなく、入射基本波（Ｃａｒｒｉｅｒ）の一部や不要な
側波帯も発生し、同じポートから出力されてしまう。こ
のため、音響−光学シフタのように空間的に不要光を遮
断することは不可能である。それゆえ、電気−光学変調
器を用いて周波数シフタを構成する際には、帯域通過フ
ィルタ等を用いて必要な光のみを透過させることとな
る。しかし、除去が不完全であったり、構造が複雑にな
るという問題が存在する。
問題は存在する。光の強度変調、位相変調、または周波
数変調時には、図２に示すように、希望する側波帯だけ
でなく、入射基本波（Ｃａｒｒｉｅｒ）の一部や不要な
側波帯も発生し、同じポートから出力されてしまう。こ
のため、音響−光学シフタのように空間的に不要光を遮
断することは不可能である。それゆえ、電気−光学変調
器を用いて周波数シフタを構成する際には、帯域通過フ
ィルタ等を用いて必要な光のみを透過させることとな
る。しかし、除去が不完全であったり、構造が複雑にな
るという問題が存在する。
【００１３】さらに、電気−光学効果を用いた変調に
は、変調効率が低いという欠点も存在する。そのため、
周波数シフタ及びその他の光学部品で生じた損失を光増
幅器で補償する必要がある。周波数シフトを受けて出て
くる光の強度が弱い場合には、光増幅器の増幅率を上げ
ることとなり、増幅率を上げることで増幅される自然放
出光強度も大きくなり、不要な変調側波帯、基本波も同
時に増幅されてしまうという問題が生じる。
は、変調効率が低いという欠点も存在する。そのため、
周波数シフタ及びその他の光学部品で生じた損失を光増
幅器で補償する必要がある。周波数シフトを受けて出て
くる光の強度が弱い場合には、光増幅器の増幅率を上げ
ることとなり、増幅率を上げることで増幅される自然放
出光強度も大きくなり、不要な変調側波帯、基本波も同
時に増幅されてしまうという問題が生じる。
【００１４】自然放出光増幅の影響は、より大きな周波
数シフトを得る目的で、複数回の周波数シフトを行う時
に周波数シフト回数を制限する大きな要因となる。
数シフトを得る目的で、複数回の周波数シフトを行う時
に周波数シフト回数を制限する大きな要因となる。
【００１５】図３は電気−光学変調器を用いた従来の光
周波数シフタの一例（例えば、Ｋ．Ｓｈｉｍｉｚｕ，
Ｔ．Ｈｏｒｉｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｙ．Ｋｏｙａｍａｄ
ａ，“Ｂｒｏａｄ−Ｂａｎｄ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｐｕｌｓ
ｅｄ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅｓ ｂ
ｙ Ｕｓｅ ｏｆ ａ Ｐｈａｓｅ−Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｉｎ
ｇ”ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ．３３，１２６８−１２７７，１９９７参照）を示す
ものである。
周波数シフタの一例（例えば、Ｋ．Ｓｈｉｍｉｚｕ，
Ｔ．Ｈｏｒｉｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｙ．Ｋｏｙａｍａｄ
ａ，“Ｂｒｏａｄ−Ｂａｎｄ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｐｕｌｓ
ｅｄ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅｓ ｂ
ｙ Ｕｓｅ ｏｆ ａ Ｐｈａｓｅ−Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｉｎ
ｇ”ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ．３３，１２６８−１２７７，１９９７参照）を示す
ものである。
【００１６】図３において、１１は電気−光学変調器
（ＥＯＭ）、１２は音響−光学シフタ（ＡＯＦＳ）、１
３はファリブリ・ペロー共振器（ＦＰＥ）である。この
例は、光のループ回路を構成し、同じ周波数シフタを多
数周回させる装置への応用目的で考案された。図４
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図３中のＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄで示した箇所におけるスペクトルを示している。
（ＥＯＭ）、１２は音響−光学シフタ（ＡＯＦＳ）、１
３はファリブリ・ペロー共振器（ＦＰＥ）である。この
例は、光のループ回路を構成し、同じ周波数シフタを多
数周回させる装置への応用目的で考案された。図４
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図３中のＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄで示した箇所におけるスペクトルを示している。
【００１７】前記構成において、入射光源からの光（図
４（Ａ））は、初めに電気−光学変調器１１でΔｆEOの
周波数変調を受け（図４（Ｂ））、その後、音響−光学
シフタ１２においてΔｆAOの周波数シフトを受けている
（図４（Ｃ））。つまり、各次の変調側波帯は、基本波
に対して表１に示しただけの周波数シフトを受けること
になる。
４（Ａ））は、初めに電気−光学変調器１１でΔｆEOの
周波数変調を受け（図４（Ｂ））、その後、音響−光学
シフタ１２においてΔｆAOの周波数シフトを受けている
（図４（Ｃ））。つまり、各次の変調側波帯は、基本波
に対して表１に示しただけの周波数シフトを受けること
になる。
【００１８】
【表１】 これらの光を、基本波に透過周波数を合わせた共鳴周波
数（ＦＳＲ）ΔｆEO＋ΔｆAOのファブリ・ペロー共振器
１３を用いて選択することで＋１次の側波帯のみを通す
ようにしている（図４（Ｄ））。
数（ＦＳＲ）ΔｆEO＋ΔｆAOのファブリ・ペロー共振器
１３を用いて選択することで＋１次の側波帯のみを通す
ようにしている（図４（Ｄ））。
【００１９】この方法は、変調周波数に変調の次数を乗
じた値の周波数シフトをもたらす電気−光学変調器と、
全ての光を一律に周波数シフトする音響−光学シフタと
を用いた巧妙な方法といえる。
じた値の周波数シフトをもたらす電気−光学変調器と、
全ての光を一律に周波数シフトする音響−光学シフタと
を用いた巧妙な方法といえる。
【００２０】しかしながら、フィルタとして用いるファ
ブリ・ペロー共振器は、 （１）ＦＳＲが安定してΔｆEO＋ΔｆAOに一致している （２）透過率ピークが安定して基本波周波数に一致して
いる （３）鋭い透過率ピークを持つ という条件を満たす必要がある。
ブリ・ペロー共振器は、 （１）ＦＳＲが安定してΔｆEO＋ΔｆAOに一致している （２）透過率ピークが安定して基本波周波数に一致して
いる （３）鋭い透過率ピークを持つ という条件を満たす必要がある。
【００２１】これらの条件は、（１），（２）は複数回
周波数シフトさせる、（３）はＡＳＥ蓄積を防ぐという
点からの要請である。
周波数シフトさせる、（３）はＡＳＥ蓄積を防ぐという
点からの要請である。
【００２２】しかし、以上の条件を満たすファブリ・ペ
ロー共振器を用いたとしても、ファブリ・ペロー共振器
は、透過率に一定周期の窓を持つため、ＡＳＥを完全に
取り除くことは不可能である。
ロー共振器を用いたとしても、ファブリ・ペロー共振器
は、透過率に一定周期の窓を持つため、ＡＳＥを完全に
取り除くことは不可能である。
【００２３】本発明の目的は、上記した課題を解決し、
シフト量の大きな光周波数シフタを提供することにあ
る。
シフト量の大きな光周波数シフタを提供することにあ
る。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では （請求項１）光変調を行って変調側波帯を発生させる手
段と、変調側波帯の一つにレーザを注入同期させる手段
とを備えたことを特徴とする。
め、本発明では （請求項１）光変調を行って変調側波帯を発生させる手
段と、変調側波帯の一つにレーザを注入同期させる手段
とを備えたことを特徴とする。
【００２５】（請求項２）光変調手段として高い変調周
波数を有する電気−光学変調器を用いたことを特徴とす
る。
波数を有する電気−光学変調器を用いたことを特徴とす
る。
【００２６】（請求項３）レーザとして発振帯域の広い
波長可変レーザを用いたことを特徴とする。
波長可変レーザを用いたことを特徴とする。
【００２７】本発明は、周波数変換部とフィルタ部とか
ら構成される。
ら構成される。
【００２８】周波数変換部としては光変調器を用いてお
り、変調次数が数次までの光と、周波数が変換されなか
った入射基本波成分とが混合して出力される。各変調次
数の光の周波数シフト量は、変調周波数と変調次数とを
乗じたものとなる。変調信号はＲＦ信号として導入され
るため、ＲＦ発生装置の電気回路が有する高い精度で周
波数のシフト量が制御可能となる。
り、変調次数が数次までの光と、周波数が変換されなか
った入射基本波成分とが混合して出力される。各変調次
数の光の周波数シフト量は、変調周波数と変調次数とを
乗じたものとなる。変調信号はＲＦ信号として導入され
るため、ＲＦ発生装置の電気回路が有する高い精度で周
波数のシフト量が制御可能となる。
【００２９】フィルタ部は半導体レーザの注入同期現象
を用いて実現される。注入同期とは、発振中のレーザに
自立発振時の発振周波数（自走周波数）近傍の光を注入
すると、レーザの発振周波数が注入光に同期される現象
のことである（例えば、“半導体レーザの基礎”応用物
理学会編、オーム社、ｐｐ．５７−５８、１９８７参
照）。
を用いて実現される。注入同期とは、発振中のレーザに
自立発振時の発振周波数（自走周波数）近傍の光を注入
すると、レーザの発振周波数が注入光に同期される現象
のことである（例えば、“半導体レーザの基礎”応用物
理学会編、オーム社、ｐｐ．５７−５８、１９８７参
照）。
【００３０】注入同期が起こる注入光周波数は、理論的
に下記式（１）のように与えられる。即ち、自走周波数
（ω0 ）と注入光周波数（ω）との差として定義される
同期幅（ΔωL ）は、入射光電力（Ｐin）、出力光電力
（Ｐout ）と外部結合鏡損失によるＱ値（Ｑe ）とを用
いて、 ΔωL ≡｜ω−ω0 ｜＝（ω／Ｑe ）（Ｐin／Ｐout ）1/2 ……（１） と表せる。
に下記式（１）のように与えられる。即ち、自走周波数
（ω0 ）と注入光周波数（ω）との差として定義される
同期幅（ΔωL ）は、入射光電力（Ｐin）、出力光電力
（Ｐout ）と外部結合鏡損失によるＱ値（Ｑe ）とを用
いて、 ΔωL ≡｜ω−ω0 ｜＝（ω／Ｑe ）（Ｐin／Ｐout ）1/2 ……（１） と表せる。
【００３１】従って、透過させようとする光の周波数と
自走周波数との差が式（１）で与えられる同期幅内に収
まるよう自走周波数を調整することで、希望する光のみ
が透過するフィルタとすることができる。
自走周波数との差が式（１）で与えられる同期幅内に収
まるよう自走周波数を調整することで、希望する光のみ
が透過するフィルタとすることができる。
【００３２】注入同期を用いたフィルタは、発振状態に
ある半導体レーザを用いるため、透過曲線は単一ピー
ク、かつ半導体レーザの発振線幅程度と狭帯域である。
また、増幅作用を持つことや、電流・温度揺らぎに対す
る許容範囲が広いという特徴も有する。
ある半導体レーザを用いるため、透過曲線は単一ピー
ク、かつ半導体レーザの発振線幅程度と狭帯域である。
また、増幅作用を持つことや、電流・温度揺らぎに対す
る許容範囲が広いという特徴も有する。
【００３３】例えば、Ｌ．Ｇｏｌｄｂｅｒｇ，Ｈ．Ｆ．
Ｔａｙｌｏｒ ａｎｄ Ｊ．Ｆ．Ｗｅｌｌｅｒ，“Ｌｏ
ｃｋｉｎｇ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｓｙｍｍｅｔｒｙ
ｉｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−ｌｏｃｋｅｄ ＧａＡｌ
Ａｓ ｌａｓｅｒｓ”Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．ｖ
ｏｌ．２３、ｐｐ９８６−９８７、１９８２、に記載さ
れた注入同期例では、ＧａＡｌＡｓ系のファブリ・ペロ
ーレーザがＰin／Ｐou t ＝−２０ｄＢにおいて約５ＧＨ
ｚの注入同期可能範囲が報告されている。
Ｔａｙｌｏｒ ａｎｄ Ｊ．Ｆ．Ｗｅｌｌｅｒ，“Ｌｏ
ｃｋｉｎｇ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｓｙｍｍｅｔｒｙ
ｉｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−ｌｏｃｋｅｄ ＧａＡｌ
Ａｓ ｌａｓｅｒｓ”Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．ｖ
ｏｌ．２３、ｐｐ９８６−９８７、１９８２、に記載さ
れた注入同期例では、ＧａＡｌＡｓ系のファブリ・ペロ
ーレーザがＰin／Ｐou t ＝−２０ｄＢにおいて約５ＧＨ
ｚの注入同期可能範囲が報告されている。
【００３４】このように、数１０ｄＢの増幅率を持たせ
ることが可能である。また、数ＧＨｚの注入同期可能な
範囲を有するため、半導体レーザの自走周波数と透過さ
せる光の周波数との差がその範囲内に存在していれば良
い。それゆえ、半導体レーザの駆動・制御電流、温度等
に同期条件から外れない範囲での揺らぎ、設定値からの
ずれが生じても同期状態を保つことが可能であり、電流
や温度の揺らぎに対して安定性が高いといえる。
ることが可能である。また、数ＧＨｚの注入同期可能な
範囲を有するため、半導体レーザの自走周波数と透過さ
せる光の周波数との差がその範囲内に存在していれば良
い。それゆえ、半導体レーザの駆動・制御電流、温度等
に同期条件から外れない範囲での揺らぎ、設定値からの
ずれが生じても同期状態を保つことが可能であり、電流
や温度の揺らぎに対して安定性が高いといえる。
【００３５】以上、注入同期を用いたフィルタの特徴を
まとめると、 （１）単一透過ピーク （２）周波数調整に同期幅程度の許容幅を有する （３）レーザ発振線幅程度の狭帯域 （４）増幅作用を持つ となり、従来例（図３）で採用しているフィルタ構造の
欠点を解決できる。
まとめると、 （１）単一透過ピーク （２）周波数調整に同期幅程度の許容幅を有する （３）レーザ発振線幅程度の狭帯域 （４）増幅作用を持つ となり、従来例（図３）で採用しているフィルタ構造の
欠点を解決できる。
【００３６】以上のように、電気−光学変調器と注入同
期を利用したフィルタとを組み合わせた本発明は、音響
−光学シフタが持つ周波数シフト量が小さい、電気−光
学変調器利用時に生じる不要光の発生という問題を解決
できる。
期を利用したフィルタとを組み合わせた本発明は、音響
−光学シフタが持つ周波数シフト量が小さい、電気−光
学変調器利用時に生じる不要光の発生という問題を解決
できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】図５は本発明の光周波数シフタの
実施の形態の一例を示すもので、図中、２１は電気−光
学変調器（ＥＯＭ）、２２はＲＦ発生装置、２３は半導
体レーザ（ＬＤ）、２４は定電流源である。また、図６
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図５中のＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄで示した箇所におけるスペクトルを示している。
実施の形態の一例を示すもので、図中、２１は電気−光
学変調器（ＥＯＭ）、２２はＲＦ発生装置、２３は半導
体レーザ（ＬＤ）、２４は定電流源である。また、図６
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図５中のＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄで示した箇所におけるスペクトルを示している。
【００３８】前記構成において、図示しない入射光源か
らの光（図６（Ａ））は、初めに電気−光学変調器２１
に導入され変調を受ける。変調周波数は、ＲＦ発生装置
２２で電気的に決定されており、電気発振回路が持つ非
常に高い精度を有している。このため、周波数シフト量
の高精度なコントロールが可能となる。電気−光学変調
器２１の出力光は、前述のように様々な周波数の光を含
んでいる（図６（Ｂ））。
らの光（図６（Ａ））は、初めに電気−光学変調器２１
に導入され変調を受ける。変調周波数は、ＲＦ発生装置
２２で電気的に決定されており、電気発振回路が持つ非
常に高い精度を有している。このため、周波数シフト量
の高精度なコントロールが可能となる。電気−光学変調
器２１の出力光は、前述のように様々な周波数の光を含
んでいる（図６（Ｂ））。
【００３９】次に、複数の変調側波帯を含む光は、半導
体レーザ（被注入レーザ）２３へと導かれる。半導体レ
ーザ２３の自走周波数は、選択する側波帯の周波数のみ
同期可能範囲に収まるよう定電流源２４等を用いて調整
しておく（図６（Ｃ））。そのため、変調を受けた光が
入射すると、選択する変調側波帯の周波数に半導体レー
ザの発振周波数が同期される。この時、選ばれた光は増
幅作用を受けて出てくるが、それ以外の入射波は半導体
レーザ中で吸収・除去される（図６（Ｄ））。
体レーザ（被注入レーザ）２３へと導かれる。半導体レ
ーザ２３の自走周波数は、選択する側波帯の周波数のみ
同期可能範囲に収まるよう定電流源２４等を用いて調整
しておく（図６（Ｃ））。そのため、変調を受けた光が
入射すると、選択する変調側波帯の周波数に半導体レー
ザの発振周波数が同期される。この時、選ばれた光は増
幅作用を受けて出てくるが、それ以外の入射波は半導体
レーザ中で吸収・除去される（図６（Ｄ））。
【００４０】このようにして、フィルタ機能が実現さ
れ、全体として周波数シフタとして機能する。
れ、全体として周波数シフタとして機能する。
【００４１】なお、図５では、ファブリ・ペローレーザ
の一方の端面から光注入を行い、他方の端面から光を取
り出す場合を示しているが、光サーキュレータやファイ
バカプラ（ビームスプリッタ）を介して、レーザ共振器
の一方より光注入を行い、同じ面から光を取り出し、再
び光サーキュレータやファイバカプラを介して光を出力
する場合にも適用可能である。
の一方の端面から光注入を行い、他方の端面から光を取
り出す場合を示しているが、光サーキュレータやファイ
バカプラ（ビームスプリッタ）を介して、レーザ共振器
の一方より光注入を行い、同じ面から光を取り出し、再
び光サーキュレータやファイバカプラを介して光を出力
する場合にも適用可能である。
【００４２】また、ファブリ・ペローレーザだけでな
く、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザや分布反射型（ＤＢ
Ｒ）レーザ等にも適用可能である。特に広範囲に亘る発
振周波数の調整が可能な波長可変レーザに適用した場合
には、周波数シフタが対応できる入射光の周波数範囲を
広くできるというメリットが生じる。
く、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザや分布反射型（ＤＢ
Ｒ）レーザ等にも適用可能である。特に広範囲に亘る発
振周波数の調整が可能な波長可変レーザに適用した場合
には、周波数シフタが対応できる入射光の周波数範囲を
広くできるというメリットが生じる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気−光学変調と注入同期を用いることにより、高精
度、高安定性、低ノイズ、かつ大きな周波数シフト量に
対応可能な光周波数シフタが実現できる。
電気−光学変調と注入同期を用いることにより、高精
度、高安定性、低ノイズ、かつ大きな周波数シフト量に
対応可能な光周波数シフタが実現できる。
【図１】音響光学シフタの概要図
【図２】電気−光学効果を用いた光変調器の出力の説明
図
図
【図３】電気−光学変調器を用いた従来の光周波数シフ
タの一例を示す構成図
タの一例を示す構成図
【図４】図３中の各部におけるスペクトルを示す図
【図５】本発明の光周波数シフタの実施の形態の一例を
示す構成図
示す構成図
【図６】図５中の各部におけるスペクトルを示す図
２１：電気−光学変調器（ＥＯＭ）、２２：ＲＦ発生装
置、２３：半導体レーザ（ＬＤ）、２４：定電流源。
置、２３：半導体レーザ（ＬＤ）、２４：定電流源。
Claims (3)
- 【請求項１】 光変調を行って変調側波帯を発生させる
手段と、 変調側波帯の一つにレーザを注入同期させる手段とを備
えたことを特徴とする光周波数シフタ。 - 【請求項２】 光変調手段として電気−光学変調器を用
いたことを特徴とする請求項１記載の光周波数シフタ。 - 【請求項３】 レーザとして波長可変レーザを用いたこ
とを特徴とする請求項１または２記載の光周波数シフ
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10127312A JPH11326977A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 光周波数シフタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10127312A JPH11326977A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 光周波数シフタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326977A true JPH11326977A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=14956837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10127312A Pending JPH11326977A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 光周波数シフタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11326977A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190043410A (ko) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 국방과학연구소 | 레이저 시스템 및 레이저 시스템의 제어 방법 |
| JP2019522232A (ja) * | 2016-06-13 | 2019-08-08 | ユニヴェルシテ・ドゥ・レンヌ・１ | スペクトル狭小化モジュール、狭小化スペクトル線装置、及びそのための方法 |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP10127312A patent/JPH11326977A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019522232A (ja) * | 2016-06-13 | 2019-08-08 | ユニヴェルシテ・ドゥ・レンヌ・１ | スペクトル狭小化モジュール、狭小化スペクトル線装置、及びそのための方法 |
| KR20190043410A (ko) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 국방과학연구소 | 레이저 시스템 및 레이저 시스템의 제어 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040302 |