JP2914586B2 - 発振器及びこの発振器を利用した光周波数測定装置 - Google Patents
発振器及びこの発振器を利用した光周波数測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はマイクロ波帯の基本波
の他にミリ波から光波に及ぶ高調波を同時に出力するこ
とができ例えば光周波数測定装置を構成することに適し
た発振器に関する。
の他にミリ波から光波に及ぶ高調波を同時に出力するこ
とができ例えば光周波数測定装置を構成することに適し
た発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばレーザ光源から出射されるレーザ
光の周波数に関連している周波数を持つ電気信号がレー
ザ駆動回路から得られたとすると光の周波数が既知の値
として与えられるため、このレーザ光を基準にすると被
測定光の周波数を測定することができる。
光の周波数に関連している周波数を持つ電気信号がレー
ザ駆動回路から得られたとすると光の周波数が既知の値
として与えられるため、このレーザ光を基準にすると被
測定光の周波数を測定することができる。
【０００３】またレーザ光源から出射されるレーザ光の
周波数を電気的に制御できたとすると、所望の周波数の
光を得ることができるためその利用価値は大きい。この
ような点から例えばマイクロ波発振器から出力されるマ
イクロ波を周波数てい倍器によって周波数でてい倍し、
光波の周波数を得ることが考えられる。
周波数を電気的に制御できたとすると、所望の周波数の
光を得ることができるためその利用価値は大きい。この
ような点から例えばマイクロ波発振器から出力されるマ
イクロ波を周波数てい倍器によって周波数でてい倍し、
光波の周波数を得ることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】然し乍らマイクロ波を
周波数てい倍したところで、せいぜいミリ波帯域の高調
波が得られるのが限度で、光波の周波数に対応する高調
波を得ることはできなかった。従って単にマイクロ波を
てい倍するだけではレーザ光の周波数に関連している周
波数を持つ電気信号を得ること、及びレーザ光源から出
射されるレーザ光の周波数を電気的に制御することはで
きなかった。
周波数てい倍したところで、せいぜいミリ波帯域の高調
波が得られるのが限度で、光波の周波数に対応する高調
波を得ることはできなかった。従って単にマイクロ波を
てい倍するだけではレーザ光の周波数に関連している周
波数を持つ電気信号を得ること、及びレーザ光源から出
射されるレーザ光の周波数を電気的に制御することはで
きなかった。
【０００５】この発明の目的はマイクロ波帯で発振する
基本波の他に、ミリ波から光波に及び高調波を同時に出
力することができる発振器を提供しようとするものであ
る。
基本波の他に、ミリ波から光波に及び高調波を同時に出
力することができる発振器を提供しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の第１発明では
マルチモードレーザ光を発光するレーザ発光素子と、こ
のレーザ発光素子が発光するレーザ光を所定の時間遅延
させて帰還させる遅延制御手段と、レーザ発光素子の駆
動電流通路に直列接続され、この直列接続部分が負性抵
抗特性を呈するマイクロ波能動素子と、このマイクロ波
能動素子を流れる電流変化を取出す電気出力端子と、レ
ーザ発光素子が発光するレーザ光を出射する光出射部と
によって発振器を構成するものである。
マルチモードレーザ光を発光するレーザ発光素子と、こ
のレーザ発光素子が発光するレーザ光を所定の時間遅延
させて帰還させる遅延制御手段と、レーザ発光素子の駆
動電流通路に直列接続され、この直列接続部分が負性抵
抗特性を呈するマイクロ波能動素子と、このマイクロ波
能動素子を流れる電流変化を取出す電気出力端子と、レ
ーザ発光素子が発光するレーザ光を出射する光出射部と
によって発振器を構成するものである。
【０００７】この第１発明の構成によればマイクロ波能
動素子がマイクロ波発振器を構成し、このマイクロ波発
振器が発振するマイクロ波帯の駆動電流がレーザ光源に
与えられる。レーザ光源はマイクロ波発振器の発振周波
数を基本波とし、この基本波に対して高調波関係にある
周波数のレーザ光を発光する。従ってマイクロ波発振器
の発振信号の周波数を計測することによりレーザ光源か
ら出射されるレーザ光の周波数を知ることができる。よ
ってレーザ光の周波数が既知であることから被測定光の
周波数を測定することに用いて好適である。
動素子がマイクロ波発振器を構成し、このマイクロ波発
振器が発振するマイクロ波帯の駆動電流がレーザ光源に
与えられる。レーザ光源はマイクロ波発振器の発振周波
数を基本波とし、この基本波に対して高調波関係にある
周波数のレーザ光を発光する。従ってマイクロ波発振器
の発振信号の周波数を計測することによりレーザ光源か
ら出射されるレーザ光の周波数を知ることができる。よ
ってレーザ光の周波数が既知であることから被測定光の
周波数を測定することに用いて好適である。
【０００８】この構成において、マイクロ波能動素子に
入力端子を設けると共に、マイクロ波能動素子を流れる
電流変化を取出すために設けた電気出力端子にサンプル
ホールド回路を付加した構造を提案するものである。こ
の第１発明の構成によればマイクロ波能動素子に設けた
入力端子に既知の周波数の信号を与えることにより、外
部から与えた基準信号の周波数とマイクロ波能動素子の
発振周波数との位相差に対応する信号をサンプルホール
ド回路から得ることができる。
入力端子を設けると共に、マイクロ波能動素子を流れる
電流変化を取出すために設けた電気出力端子にサンプル
ホールド回路を付加した構造を提案するものである。こ
の第１発明の構成によればマイクロ波能動素子に設けた
入力端子に既知の周波数の信号を与えることにより、外
部から与えた基準信号の周波数とマイクロ波能動素子の
発振周波数との位相差に対応する信号をサンプルホール
ド回路から得ることができる。
【０００９】この位相差に対応する信号は基準信号と自
己発振信号との差の周波数を具備している。従ってこの
差の周波数を測定することによりマイクロ波能動素子の
発振周波数を知ることができる。またマイクロ波素子の
発振周波数が解ることにより、レーザ光の周波数も知る
ことができる。
己発振信号との差の周波数を具備している。従ってこの
差の周波数を測定することによりマイクロ波能動素子の
発振周波数を知ることができる。またマイクロ波素子の
発振周波数が解ることにより、レーザ光の周波数も知る
ことができる。
【００１０】またサンプルホールド回路から出力される
信号の周波数は差の周波数となるから低い周波数に変換
される。従ってオシログラフのような簡単な測定器で波
形を見ることができる。また周波数の測定も比較的簡単
に行なうことができる。この出願の第２発明では第１発
明で提案したサンプルホールド回路付の発振器におい
て、レーザ発光素子に遅延制御手段を設け、この遅延制
御手段にサンプルホールド回路から出力される位相差に
対応した信号を与え、遅延制御手段の遅延時間を位相差
に対応した信号によって制御する構造としたものであ
る。
信号の周波数は差の周波数となるから低い周波数に変換
される。従ってオシログラフのような簡単な測定器で波
形を見ることができる。また周波数の測定も比較的簡単
に行なうことができる。この出願の第２発明では第１発
明で提案したサンプルホールド回路付の発振器におい
て、レーザ発光素子に遅延制御手段を設け、この遅延制
御手段にサンプルホールド回路から出力される位相差に
対応した信号を与え、遅延制御手段の遅延時間を位相差
に対応した信号によって制御する構造としたものであ
る。
【００１１】レーザ発光素子に設けた遅延制御手段に差
の周波数の信号を与え遅延制御手段の遅延時間を制御す
ることによりレーザ発光素子が発光するレーザ光の周波
数を変化させることができる。レーザ光の周波数が変化
することによりマイクロ波能動素子の発振周波数も変化
し、結果的にマイクロ波能動素子の発振周波数は外部か
ら与えた基準信号の周波数に一致し、同期発振動作を行
なう。
の周波数の信号を与え遅延制御手段の遅延時間を制御す
ることによりレーザ発光素子が発光するレーザ光の周波
数を変化させることができる。レーザ光の周波数が変化
することによりマイクロ波能動素子の発振周波数も変化
し、結果的にマイクロ波能動素子の発振周波数は外部か
ら与えた基準信号の周波数に一致し、同期発振動作を行
なう。
【００１２】従って第２発明によれば、マイクロ波能動
素子に与える基準信号の周波数を適宜に選定することに
より任意の周波数のレーザ光を発光させることができ
る。またレーザ光の周波数を周波数掃引させることがで
きる。またこの出願の第３発明乃至第５発明では周波数
掃引制御回路を設け、この周波数掃引回路によってマイ
クロ波能動素子の自己発振周波数及びレーザ発光素子と
遅延制御手段とによって構成されるマイクロ波共振器の
共振周波数が周波数掃引される。
素子に与える基準信号の周波数を適宜に選定することに
より任意の周波数のレーザ光を発光させることができ
る。またレーザ光の周波数を周波数掃引させることがで
きる。またこの出願の第３発明乃至第５発明では周波数
掃引制御回路を設け、この周波数掃引回路によってマイ
クロ波能動素子の自己発振周波数及びレーザ発光素子と
遅延制御手段とによって構成されるマイクロ波共振器の
共振周波数が周波数掃引される。
【００１３】よってこの周波数掃引によりレーザ発光素
子が出射するレーザ光の周波数が周波数掃引される。こ
のレーザ光と被測定光を合波器で合波し、その合波した
光を光−電気変換器にて電気信号に変換することによ
り、レーザ光が持つ複数のスペクトラムと被測定光との
ゼロビートがスペクトラムの周波数間隔毎に発生する。
よってこのゼロビートの発生回数と周波数掃引開始点の
マイクロ波能動素子の自己発振周波数及び周波数掃引終
了時の自己発振周波数とによって被測定光の周波数を知
ることができる。
子が出射するレーザ光の周波数が周波数掃引される。こ
のレーザ光と被測定光を合波器で合波し、その合波した
光を光−電気変換器にて電気信号に変換することによ
り、レーザ光が持つ複数のスペクトラムと被測定光との
ゼロビートがスペクトラムの周波数間隔毎に発生する。
よってこのゼロビートの発生回数と周波数掃引開始点の
マイクロ波能動素子の自己発振周波数及び周波数掃引終
了時の自己発振周波数とによって被測定光の周波数を知
ることができる。
【００１４】
【実施例】図１にこの出願の第１発明の実施例の部分図
を示す。図１において、１はレーザ発光素子を示す。こ
のレーザ発光素子１は図４に示すように複数のスペクト
ラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …含むレーザ光を発光する
マルチモードレーザ光を発光するレーザ発光素子を用い
る。
を示す。図１において、１はレーザ発光素子を示す。こ
のレーザ発光素子１は図４に示すように複数のスペクト
ラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …含むレーザ光を発光する
マルチモードレーザ光を発光するレーザ発光素子を用い
る。
【００１５】２はマイクロ波能動素子を示す。このマイ
クロ波能動素子２はレーザ発光素子１の駆動電流通路に
直列接続される。つまりこの例ではレーザ発光素子１と
して半導体レーザ発光素子を用いた場合を示す。レーザ
発光素子１の一方の電極１Ａを共通電位点３に接続する
と共に、他方の電極１Ｂをマイクロ波能動素子２と抵抗
器４を通じて負電源−Ｖに接続する。これと共にマイク
ロ波能動素子２と抵抗器４との接続点から出力端子５を
導出する。
クロ波能動素子２はレーザ発光素子１の駆動電流通路に
直列接続される。つまりこの例ではレーザ発光素子１と
して半導体レーザ発光素子を用いた場合を示す。レーザ
発光素子１の一方の電極１Ａを共通電位点３に接続する
と共に、他方の電極１Ｂをマイクロ波能動素子２と抵抗
器４を通じて負電源−Ｖに接続する。これと共にマイク
ロ波能動素子２と抵抗器４との接続点から出力端子５を
導出する。
【００１６】マイクロ波能動素子２はこの例では電界効
果トランジスタを用いると共にゲートを共通電位点３に
接続した場合を示す。レーザ発光素子１は光出射部１Ｃ
を有し、この光出射部１Ｃに遅延制御手段６を光学的に
結合する。遅延制御手段６は集光レンズ６Ａと、反射鏡
６Ｂと、この反射鏡６Ｂの位置を移動させる駆動素子６
Ｃと、この駆動素子６Ｃを制御する制御電源６Ｄとによ
って構成することができる。
果トランジスタを用いると共にゲートを共通電位点３に
接続した場合を示す。レーザ発光素子１は光出射部１Ｃ
を有し、この光出射部１Ｃに遅延制御手段６を光学的に
結合する。遅延制御手段６は集光レンズ６Ａと、反射鏡
６Ｂと、この反射鏡６Ｂの位置を移動させる駆動素子６
Ｃと、この駆動素子６Ｃを制御する制御電源６Ｄとによ
って構成することができる。
【００１７】つまり制御電源６Ｄの電圧Ｖ0 を制御する
ことにより反射鏡６Ｂの位置を変化させ、この位置の変
化によって光路長Ｌを変化させ光路長Ｌにおける光の往
復の伝播時間τを変化させて共振周波数を調整できる構
造とした場合に示す。このため駆動素子６Ｃは例えばピ
エゾ素子を用いることができる。図１の回路構造によれ
ば光路長Ｌを往復する光の伝播時間をτとした場合、マ
イクロ波能動素子２から見てレーザ発振素子１は共振周
波数Ｆ0 がＦ0 ＝１／τのマイクロ波共振器として動作
する。
ことにより反射鏡６Ｂの位置を変化させ、この位置の変
化によって光路長Ｌを変化させ光路長Ｌにおける光の往
復の伝播時間τを変化させて共振周波数を調整できる構
造とした場合に示す。このため駆動素子６Ｃは例えばピ
エゾ素子を用いることができる。図１の回路構造によれ
ば光路長Ｌを往復する光の伝播時間をτとした場合、マ
イクロ波能動素子２から見てレーザ発振素子１は共振周
波数Ｆ0 がＦ0 ＝１／τのマイクロ波共振器として動作
する。
【００１８】またマイクロ波能動素子２はレーザ発光素
子１から見ると周波数Ｆ0 付近で負性抵抗特性を呈す
る。従ってマイクロ波能動素子２は周波数Ｆ0 で発振
し、レーザ発光素子１が出射するレーザ光は図４に示す
ように各スペクトラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …が周波
数Ｆ0 の間隔で配列された状態にロックされる。この状
態を周波数Ｆ0 でモードロックされていると称してい
る。
子１から見ると周波数Ｆ0 付近で負性抵抗特性を呈す
る。従ってマイクロ波能動素子２は周波数Ｆ0 で発振
し、レーザ発光素子１が出射するレーザ光は図４に示す
ように各スペクトラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …が周波
数Ｆ0 の間隔で配列された状態にロックされる。この状
態を周波数Ｆ0 でモードロックされていると称してい
る。
【００１９】図２に出力端子５に出力される発振信号の
波形の一例を示す。発振信号ＳＦは１／Ｆ0 の周期でパ
ルス状に電流が流れ、図３に示すように周波数Ｆ0 を基
本波とする高調波Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 ，Ｆ4 …が出力され
る。図３に示す曲線Ｇ1 はマイクロ波能動素子２の利得
特性を示す。マイクロ波能動素子２を流れるパルス状の
電流によりレーザ発光素子１が駆動されレーザ発光素子
１はＮ・Ｆ0 の周波数の光を発光し、光のスペクトラム
は周波数Ｆ0 でモードロックされる。
波形の一例を示す。発振信号ＳＦは１／Ｆ0 の周期でパ
ルス状に電流が流れ、図３に示すように周波数Ｆ0 を基
本波とする高調波Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 ，Ｆ4 …が出力され
る。図３に示す曲線Ｇ1 はマイクロ波能動素子２の利得
特性を示す。マイクロ波能動素子２を流れるパルス状の
電流によりレーザ発光素子１が駆動されレーザ発光素子
１はＮ・Ｆ0 の周波数の光を発光し、光のスペクトラム
は周波数Ｆ0 でモードロックされる。
【００２０】ここでレーザ発光素子１の発光可能な波長
領域が１．５μｍ〜１．６μｍ（周波数で２００テラヘ
ルツ〜１８７．５テラヘルツのレーザ発光素子を用い、
またマイクロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 がＦ0 ＝１
０ＧＨｚであったとすると、ＮはＮ＝２×１０4 とした
場合、レーザ発光素子１は１．５μｍ（２００テラヘル
ツ）の光を発光する。
領域が１．５μｍ〜１．６μｍ（周波数で２００テラヘ
ルツ〜１８７．５テラヘルツのレーザ発光素子を用い、
またマイクロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 がＦ0 ＝１
０ＧＨｚであったとすると、ＮはＮ＝２×１０4 とした
場合、レーザ発光素子１は１．５μｍ（２００テラヘル
ツ）の光を発光する。
【００２１】図４にモードロック状態にあるレーザ光の
スペクトラムを示す。つまりモードロックされることに
よりレーザ光のスペクトラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …
は周波数Ｆ0 の間隔で配列される。図４においてＧ2 は
レーザ発光素子１の利得特性を示す。ここで制御電源６
Ｄの電圧Ｖ0 を変化させることによりマイクロ波能動素
子２の発振周波数及びレーザ発光素子１の発光周波数を
制御することができる。つまり制御電源６Ｄの電圧Ｖ0
を変化させることにより反射鏡６Ｃがレーザ発光素子１
の光出射部１Ｃに対する位置が変化し、光路長Ｌを変化
させることができる。
スペクトラムを示す。つまりモードロックされることに
よりレーザ光のスペクトラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …
は周波数Ｆ0 の間隔で配列される。図４においてＧ2 は
レーザ発光素子１の利得特性を示す。ここで制御電源６
Ｄの電圧Ｖ0 を変化させることによりマイクロ波能動素
子２の発振周波数及びレーザ発光素子１の発光周波数を
制御することができる。つまり制御電源６Ｄの電圧Ｖ0
を変化させることにより反射鏡６Ｃがレーザ発光素子１
の光出射部１Ｃに対する位置が変化し、光路長Ｌを変化
させることができる。
【００２２】この結果、光が反射鏡６Ｂとレーザ発光素
子１との間を往復する時間τを変化させることができる
からマイクロ波能動素子２から見てレーザ発光素子１と
遅延制御手段６とによって構成されるマイクロ波共振器
の共振周波数が変化し、マイクロ波能動素子２の発振周
波数Ｆ0 が変化する。マイクロ波能動素子２の発振周波
数Ｆ0 が変化することにより、レーザ発光素子１の発光
周波数Ｎ・Ｆ0 も変化する。
子１との間を往復する時間τを変化させることができる
からマイクロ波能動素子２から見てレーザ発光素子１と
遅延制御手段６とによって構成されるマイクロ波共振器
の共振周波数が変化し、マイクロ波能動素子２の発振周
波数Ｆ0 が変化する。マイクロ波能動素子２の発振周波
数Ｆ0 が変化することにより、レーザ発光素子１の発光
周波数Ｎ・Ｆ0 も変化する。
【００２３】よってマイクロ波信号を電気出力端子５か
ら得ることができ、更にこのマイクロ波と高調波の関係
にある周波数のマイクロ波を同時に得ることができる。
然も制御電源６Ｄの電圧Ｖ0 を制御することによりマイ
クロ波の周波数Ｆ0 と、レーザ光の周波数Ｎ・Ｆ0 を変
化させることができる。よってレーザ発光素子１の発光
可能な波長領域内であれば任意の周波数のレーザ光を発
光させることができる。
ら得ることができ、更にこのマイクロ波と高調波の関係
にある周波数のマイクロ波を同時に得ることができる。
然も制御電源６Ｄの電圧Ｖ0 を制御することによりマイ
クロ波の周波数Ｆ0 と、レーザ光の周波数Ｎ・Ｆ0 を変
化させることができる。よってレーザ発光素子１の発光
可能な波長領域内であれば任意の周波数のレーザ光を発
光させることができる。
【００２４】図５はこの出願の第１発明の実施例を示
す。この出願の第２発明ではマイクロ波能動素子２に入
力端子７を設けると共に、電気出力端子５にサンプルホ
ールド回路８を接続し、サンプルホールド回路８の出力
端子９からサンプルホールド信号を取出す構成としたも
のである。入力端子７にはマイクロ波能動素子２の発振
周波数Ｆ0 に近い周波数ＦR を持つ基準信号Ｒf を与え
る。
す。この出願の第２発明ではマイクロ波能動素子２に入
力端子７を設けると共に、電気出力端子５にサンプルホ
ールド回路８を接続し、サンプルホールド回路８の出力
端子９からサンプルホールド信号を取出す構成としたも
のである。入力端子７にはマイクロ波能動素子２の発振
周波数Ｆ0 に近い周波数ＦR を持つ基準信号Ｒf を与え
る。
【００２５】サンプルホールド回路８はこの例ではダイ
オード８Ａと、コンデンサ８Ｂとによって構成した場合
を示す。つまりダイオード８Ａにより図６Ｂに示す発振
信号ＳＦのピーク値をコンデンサ８Ｂにホールドするこ
とにより出力端子９には図６Ｃに示す信号ＳＬが得られ
る。この信号ＳＬは基準信号Ｒf と自己発振信号ＳＦと
の位相差に対応した電圧値を持ち、その周波数ＦLはＦ
L ＝Ｆ0 −ＦR となる。
オード８Ａと、コンデンサ８Ｂとによって構成した場合
を示す。つまりダイオード８Ａにより図６Ｂに示す発振
信号ＳＦのピーク値をコンデンサ８Ｂにホールドするこ
とにより出力端子９には図６Ｃに示す信号ＳＬが得られ
る。この信号ＳＬは基準信号Ｒf と自己発振信号ＳＦと
の位相差に対応した電圧値を持ち、その周波数ＦLはＦ
L ＝Ｆ0 −ＦR となる。
【００２６】このようにマイクロ波能動素子２に入力端
子７を設けると共に、電気出力端子５にサンプルホール
ド回路８を設けることにより、サンプルホールド回路８
の出力端子９には入力端子７から入力した基準信号Ｒf
の周波数ＦR と、マイクロ波能動素子２の自己発振周波
数Ｆ0 との差の周波数ＦL を持つ信号ＳL を得ることが
できる。
子７を設けると共に、電気出力端子５にサンプルホール
ド回路８を設けることにより、サンプルホールド回路８
の出力端子９には入力端子７から入力した基準信号Ｒf
の周波数ＦR と、マイクロ波能動素子２の自己発振周波
数Ｆ0 との差の周波数ＦL を持つ信号ＳL を得ることが
できる。
【００２７】よって基準信号Ｒf の周波数ＦR が既知で
あれば信号ＳL の周波数ＦL を測定することによりマイ
クロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0 を知ることがで
きる。またマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0
が求められることによりレーザ発光素子１から出射され
るレーザ光の周波数Ｎ・Ｆ0 を求めることができる。よ
ってマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0 より周
波数が低い信号ＳＬを得ることができ、この信号ＳＬの
周波数ＦL を測定することによりマイクロ波能動素子２
の自己発振周波数Ｆ0 とレーザ発光素子１のレーザ光の
周波数Ｎ・Ｆ0 を求めることができる。よって光の周波
数を測定する測定器を用いなくともレーザ光の周波数を
知ることができる利点が得られる。
あれば信号ＳL の周波数ＦL を測定することによりマイ
クロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0 を知ることがで
きる。またマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0
が求められることによりレーザ発光素子１から出射され
るレーザ光の周波数Ｎ・Ｆ0 を求めることができる。よ
ってマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0 より周
波数が低い信号ＳＬを得ることができ、この信号ＳＬの
周波数ＦL を測定することによりマイクロ波能動素子２
の自己発振周波数Ｆ0 とレーザ発光素子１のレーザ光の
周波数Ｎ・Ｆ0 を求めることができる。よって光の周波
数を測定する測定器を用いなくともレーザ光の周波数を
知ることができる利点が得られる。
【００２８】図７はこの出願の第２発明の実施例を示
す。この出願の第２発明では第１発明で提案したサンプ
ルホールド回路８の出力を遅延制御手段６に帰還させる
帰還回路１１を設けたことを特徴とするものである。帰
還回路１１は偏差増幅器１１Ａによって構成することが
でき、サンプルホールド回路８の出力電圧を基準電圧Ｖ
R と比較し、この偏差電圧を偏差増幅器１１Ａで増幅
し、その増幅出力電圧を遅延制御手段に設けた駆動素子
６Ｃに与える。
す。この出願の第２発明では第１発明で提案したサンプ
ルホールド回路８の出力を遅延制御手段６に帰還させる
帰還回路１１を設けたことを特徴とするものである。帰
還回路１１は偏差増幅器１１Ａによって構成することが
でき、サンプルホールド回路８の出力電圧を基準電圧Ｖ
R と比較し、この偏差電圧を偏差増幅器１１Ａで増幅
し、その増幅出力電圧を遅延制御手段に設けた駆動素子
６Ｃに与える。
【００２９】これと共にマイクロ波能動素子２に設けた
入力端子７に基準信号Ｒf を与えることによりサンプル
ホールド回路８の出力に基準信号Ｒf と自己発振信号Ｓ
Ｆとの位相差に対応した信号ＳＬ（図６Ｃ）が得られ
る。この信号ＳＬを偏差増幅器１１Ａで基準電圧ＶR と
比較し、その偏差信号ΔＳＬを与えることにより、駆動
素子６Ｃは偏差信号ΔＳＬに応じて反射鏡６Ｂを移動さ
せ、光路長Ｌを制御する。光路長Ｌの制御によって光が
往復する時間τが制御され、マイクロ波能動素子２から
見たマイクロ波共振器の共振周波数が制御される。この
共振周波数の制御によってマイクロ波能動素子２の自己
発振周波数Ｆ 0 が制御され、信号ＳＬが基準電圧ＶRに
対してＳＬ＝ＶR の状態に制御される。
入力端子７に基準信号Ｒf を与えることによりサンプル
ホールド回路８の出力に基準信号Ｒf と自己発振信号Ｓ
Ｆとの位相差に対応した信号ＳＬ（図６Ｃ）が得られ
る。この信号ＳＬを偏差増幅器１１Ａで基準電圧ＶR と
比較し、その偏差信号ΔＳＬを与えることにより、駆動
素子６Ｃは偏差信号ΔＳＬに応じて反射鏡６Ｂを移動さ
せ、光路長Ｌを制御する。光路長Ｌの制御によって光が
往復する時間τが制御され、マイクロ波能動素子２から
見たマイクロ波共振器の共振周波数が制御される。この
共振周波数の制御によってマイクロ波能動素子２の自己
発振周波数Ｆ 0 が制御され、信号ＳＬが基準電圧ＶRに
対してＳＬ＝ＶR の状態に制御される。
【００３０】ＳＬ＝ＶR の状態では基準信号Ｒf と自己
発振信号ＳＦの周波数ＦR とＦ0 がＦR ＝Ｆ0 の状態に
安定する。従ってこの第２発明によればマイクロ波能動
素子２の自己発振周波数Ｆ0 は外部から与えた基準信号
Ｒf の周波数ＦR に同期して動作させることができる。
よって基準信号Ｒf の周波数ＦR を自由に設定すること
によりマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0 を外
部から制御することができる。
発振信号ＳＦの周波数ＦR とＦ0 がＦR ＝Ｆ0 の状態に
安定する。従ってこの第２発明によればマイクロ波能動
素子２の自己発振周波数Ｆ0 は外部から与えた基準信号
Ｒf の周波数ＦR に同期して動作させることができる。
よって基準信号Ｒf の周波数ＦR を自由に設定すること
によりマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ0 を外
部から制御することができる。
【００３１】この結果レーザ発光素子１の発光周波数
を、このレーザ発光素子１の発光可能な波長領域内にお
いて自由に設定することができる。図８はこの出願の第
３発明の実施例を示す。この出願の第３発明では先に説
明した第１発明乃至第２発明で提案した発振器を利用し
て光周波数測定装置を構成したものである。
を、このレーザ発光素子１の発光可能な波長領域内にお
いて自由に設定することができる。図８はこの出願の第
３発明の実施例を示す。この出願の第３発明では先に説
明した第１発明乃至第２発明で提案した発振器を利用し
て光周波数測定装置を構成したものである。
【００３２】図８に示す１２は上述した発振器を示す。
この発振器１２は先に説明したように、レーザ発光素子
１と、マイクロ波能動素子２と、レーザ発光素子１に付
加した遅延制御器６と、マイクロ波能動素子２を流れる
電流の変化を取出す電気出力端子５とによって構成され
る。この例では第１発明で提案した発振器のようにマイ
クロ波能動素子２を構成する電界効果トランジスタのゲ
ートを共通電位点３に接続した構造の場合を示す。
この発振器１２は先に説明したように、レーザ発光素子
１と、マイクロ波能動素子２と、レーザ発光素子１に付
加した遅延制御器６と、マイクロ波能動素子２を流れる
電流の変化を取出す電気出力端子５とによって構成され
る。この例では第１発明で提案した発振器のようにマイ
クロ波能動素子２を構成する電界効果トランジスタのゲ
ートを共通電位点３に接続した構造の場合を示す。
【００３３】この第３発明においては電気出力端子５に
周波数測定手段１３を接続し、この周波数測定手段１３
によってマイクロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 を測定
するように構成すると共に、遅延制御手段６に周波数掃
引制御回路１４から鋸歯状のランプ電圧ＶSWを与える。
このランプＶSWを遅延制御手段６の駆動素子６Ｃに与え
ることによって反射鏡６Ｂを一定速度で移動させる。
周波数測定手段１３を接続し、この周波数測定手段１３
によってマイクロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 を測定
するように構成すると共に、遅延制御手段６に周波数掃
引制御回路１４から鋸歯状のランプ電圧ＶSWを与える。
このランプＶSWを遅延制御手段６の駆動素子６Ｃに与え
ることによって反射鏡６Ｂを一定速度で移動させる。
【００３４】反射鏡６Ｂが一定速度で例えばレーザ発光
素子１に近づく方向に移動することにより、レーザ発光
素子１と遅延制御手段６とによって構成されるマイクロ
波共振器の共振周波数が高くなる方向に変化し、この共
振周波数の変化によってマイクロ波能動素子２の発振周
波数Ｆ0 は図９に示すように直線的に高くなる方向に周
波数掃引する。
素子１に近づく方向に移動することにより、レーザ発光
素子１と遅延制御手段６とによって構成されるマイクロ
波共振器の共振周波数が高くなる方向に変化し、この共
振周波数の変化によってマイクロ波能動素子２の発振周
波数Ｆ0 は図９に示すように直線的に高くなる方向に周
波数掃引する。
【００３５】マイクロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 が
周波数掃引されることにより、レーザ発光素子１から出
射されるレーザ光の周波数Ｎ・Ｆ0 も周波数掃引され
る。レーザ発光素子１から出射されるレーザ光は合波器
１５に与えられる。合波器１５には光入力端子から被測
定光ＰX が与えられる。この被測定光ＰX の周波数をＦ
X とする。
周波数掃引されることにより、レーザ発光素子１から出
射されるレーザ光の周波数Ｎ・Ｆ0 も周波数掃引され
る。レーザ発光素子１から出射されるレーザ光は合波器
１５に与えられる。合波器１５には光入力端子から被測
定光ＰX が与えられる。この被測定光ＰX の周波数をＦ
X とする。
【００３６】レーザ発光素子１から出射されたレーザ光
と被測定光ＰX は合波器１５で合波され、その合波光が
光−電気変換器１６に入力され、電気信号に変換され
る。光−電気変換器１６から出力される電気信号は二つ
の光の周波数の和と差の周波数を持つ信号として出力さ
れる。ここではローパスフィルタ１７を設け、差の周波
数成分、つまり差のビート周波数成分を取出す。
と被測定光ＰX は合波器１５で合波され、その合波光が
光−電気変換器１６に入力され、電気信号に変換され
る。光−電気変換器１６から出力される電気信号は二つ
の光の周波数の和と差の周波数を持つ信号として出力さ
れる。ここではローパスフィルタ１７を設け、差の周波
数成分、つまり差のビート周波数成分を取出す。
【００３７】ローパスフィルタ１７から出力される差の
ビート周波数成分はゼロビート計数手段１９に与えられ
る。ゼロビート計数手段１９は例えばビート周波数がゼ
ロに近づいたことを検出するローパスフィルタ１９Ａ
と、ローパスフィルタ１９Ａが信号を検出したとき、そ
の検出信号を整流検波してパルス信号（図９Ｂ参照）を
出力する検波器１９Ｂと、この検波器１９Ｂが出力する
パルス信号を計数して周波数掃引期間中にレーザ光と被
測定光ＰX との周波数が一致する回数を計数する。つま
りレーザ光の周波数が周波数掃引されることにより図４
に示したスペクトラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 …が順次被測定
光ＰX の周波数ＦX と一致し、ゼロビート状態となる。
よってこのゼロビート状態を計数するゼロビートカウン
タ１９Ｃとによって構成することができる。
ビート周波数成分はゼロビート計数手段１９に与えられ
る。ゼロビート計数手段１９は例えばビート周波数がゼ
ロに近づいたことを検出するローパスフィルタ１９Ａ
と、ローパスフィルタ１９Ａが信号を検出したとき、そ
の検出信号を整流検波してパルス信号（図９Ｂ参照）を
出力する検波器１９Ｂと、この検波器１９Ｂが出力する
パルス信号を計数して周波数掃引期間中にレーザ光と被
測定光ＰX との周波数が一致する回数を計数する。つま
りレーザ光の周波数が周波数掃引されることにより図４
に示したスペクトラムＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 …が順次被測定
光ＰX の周波数ＦX と一致し、ゼロビート状態となる。
よってこのゼロビート状態を計数するゼロビートカウン
タ１９Ｃとによって構成することができる。
【００３８】ゼロビート計数手段１９で計数したゼロビ
ート回数ｎは周波数掃引制御回路１４に与えられる。つ
まり周波数掃引制御回路１４はゼロビート計数手段１９
の計数値ｎがｎ＝０のときランプ電圧ＶSWの掃引を開始
させ、計数値ｎが予め設定した回数例えば１００回に達
すると、ランプ電圧ＶSWの掃引を停止させる。演算手段
２１は周波数掃引開始時点の周波数測定手段１３の周波
数計測値Ｆ01と、周波数掃引終了時点の周波数計測値Ｆ
02を取込む。
ート回数ｎは周波数掃引制御回路１４に与えられる。つ
まり周波数掃引制御回路１４はゼロビート計数手段１９
の計数値ｎがｎ＝０のときランプ電圧ＶSWの掃引を開始
させ、計数値ｎが予め設定した回数例えば１００回に達
すると、ランプ電圧ＶSWの掃引を停止させる。演算手段
２１は周波数掃引開始時点の周波数測定手段１３の周波
数計測値Ｆ01と、周波数掃引終了時点の周波数計測値Ｆ
02を取込む。
【００３９】この計測値Ｆ01とＦ02及びゼロビート計数
値ｎが計測できることにより被測定光ＰX の周波数ＦX
を求めることができる。つまり被測定光ＰX の周波数Ｆ
X はＦX ＝Ｎ・Ｆ01 … （１） ＦX ＝（Ｎ−ｎ）・Ｆ02 … （２） で求められる。（但しＮはＦ0 を基本波とした場合の高
調波の次数に等しい数）（１），（２）式よりＮ＝ｎ・
Ｆ02／（Ｆ02−Ｆ01） これにより ＦX ＝Ｆ01・Ｆ02・ｎ／（Ｆ02−Ｆ01） により被測定光ＰX の周波数ＦX を求めることができ
る。
値ｎが計測できることにより被測定光ＰX の周波数ＦX
を求めることができる。つまり被測定光ＰX の周波数Ｆ
X はＦX ＝Ｎ・Ｆ01 … （１） ＦX ＝（Ｎ−ｎ）・Ｆ02 … （２） で求められる。（但しＮはＦ0 を基本波とした場合の高
調波の次数に等しい数）（１），（２）式よりＮ＝ｎ・
Ｆ02／（Ｆ02−Ｆ01） これにより ＦX ＝Ｆ01・Ｆ02・ｎ／（Ｆ02−Ｆ01） により被測定光ＰX の周波数ＦX を求めることができ
る。
【００４０】図８に示す２２はこの演算結果を表示する
表示器を示す。図１０はこの出願の第４発明の実施例を
示す、この第４発明では第１発明及び第２発明で提案し
た発振器を利用して光周波数測定装置を構成した場合を
示す。つまりマイクロ波能動素子２に入力端子７を設
け、この入力端子７に基準信号源２３から基準信号Ｒf
を与える。基準信号源２３は例えば電圧制御発振器によ
って構成することができ、この電圧制御発振器によって
構成される基準信号源２３に周波数掃引制御回路１４か
らランプ電圧ＶSWを与え、基準信号源２３から出力され
る基準信号Ｒf の周波数ＦR をＦ01からＦ02（図９参
照）まで周波数掃引させる。
表示器を示す。図１０はこの出願の第４発明の実施例を
示す、この第４発明では第１発明及び第２発明で提案し
た発振器を利用して光周波数測定装置を構成した場合を
示す。つまりマイクロ波能動素子２に入力端子７を設
け、この入力端子７に基準信号源２３から基準信号Ｒf
を与える。基準信号源２３は例えば電圧制御発振器によ
って構成することができ、この電圧制御発振器によって
構成される基準信号源２３に周波数掃引制御回路１４か
らランプ電圧ＶSWを与え、基準信号源２３から出力され
る基準信号Ｒf の周波数ＦR をＦ01からＦ02（図９参
照）まで周波数掃引させる。
【００４１】これと共にマイクロ波能動素子２の出力側
にサンプルホールド回路８を接続し、サンプルホールド
回路８の出力端子９の出力を帰還回路１１を通じて遅延
制御手段６の駆動素子６Ｃに与える。この帰還回路１１
の接続によって閉ループが構成されマイクロ波能動素子
２の発振周波数Ｆ0 は基準信号源２３の発振周波数Ｆ 01
からＦ02に追従して周波数掃引する。
にサンプルホールド回路８を接続し、サンプルホールド
回路８の出力端子９の出力を帰還回路１１を通じて遅延
制御手段６の駆動素子６Ｃに与える。この帰還回路１１
の接続によって閉ループが構成されマイクロ波能動素子
２の発振周波数Ｆ0 は基準信号源２３の発振周波数Ｆ 01
からＦ02に追従して周波数掃引する。
【００４２】マイクロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 が
Ｆ01からＦ02まで周波数掃引することによりレーザ発光
素子１から出射されるレーザ光の周波数も周波数掃引さ
れ、この周波数掃引されるレーザ光と被測定光ＰX とを
合波器１５で合波し、光−電気変換器１６で電気信号に
変換し、この電気信号をゼロビート計数手段１９に入力
し、周波数掃引期間中のゼロビート回数を計数する。
Ｆ01からＦ02まで周波数掃引することによりレーザ発光
素子１から出射されるレーザ光の周波数も周波数掃引さ
れ、この周波数掃引されるレーザ光と被測定光ＰX とを
合波器１５で合波し、光−電気変換器１６で電気信号に
変換し、この電気信号をゼロビート計数手段１９に入力
し、周波数掃引期間中のゼロビート回数を計数する。
【００４３】このゼロビート計数値ｎと、周波数測定手
段１３の周波数測定値Ｆ01とＦ02とによってレーザ光の
周波数Ｎ・Ｆ0 を決めるＮを求め、これにより第４発明
と同様に被測定光ＰX の周波数を求めその周波数を表示
器２２に表示させることができる。尚必要に応じて点線
で示すようにビート周波数Ｆifを利用することにより精
度の高い周波数測定結果を得ることができる。
段１３の周波数測定値Ｆ01とＦ02とによってレーザ光の
周波数Ｎ・Ｆ0 を決めるＮを求め、これにより第４発明
と同様に被測定光ＰX の周波数を求めその周波数を表示
器２２に表示させることができる。尚必要に応じて点線
で示すようにビート周波数Ｆifを利用することにより精
度の高い周波数測定結果を得ることができる。
【００４４】この出願の第５発明では被測定光ＰX の周
波数を更に正確に算出する装置の構成を提案するもので
ある。つまり第４発明では周波数掃引の終了点からマイ
クロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 をわずかにΔＦだけ
高い方にずらせる制御を行なう。このΔＦの量は例えば ΔＦ＝Ｆ02／２（Ｎ＋ｎ） で与えられる。
波数を更に正確に算出する装置の構成を提案するもので
ある。つまり第４発明では周波数掃引の終了点からマイ
クロ波能動素子２の発振周波数Ｆ0 をわずかにΔＦだけ
高い方にずらせる制御を行なう。このΔＦの量は例えば ΔＦ＝Ｆ02／２（Ｎ＋ｎ） で与えられる。
【００４５】ΔＦだけ発振周波数Ｆ0 をずらしたときの
マイクロ波能動素子２の発振周波数をＦ03とすると，Ｆ
X は ＦX ＝（Ｎ−ｎ）Ｆ03＋Ｆif により正確に求められる。ここでＦifはマイクロ波能動
素子２の発振周波数がＦ 03のときのビート周波数であ
る。
マイクロ波能動素子２の発振周波数をＦ03とすると，Ｆ
X は ＦX ＝（Ｎ−ｎ）Ｆ03＋Ｆif により正確に求められる。ここでＦifはマイクロ波能動
素子２の発振周波数がＦ 03のときのビート周波数であ
る。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、この出願の第１発
明によれば、マイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ
0 を持つ電気信号ＳＦと、この自己発振周波数Ｆ0 と高
調波の関係にある周波数Ｎ・Ｆ0 のレーザ光を同時に得
ることができる。従ってマイクロ波能動素子２の自己発
振周波数Ｆ0 を測定することによりレーザ発光素子１の
発光周波数を知ることができる。よって光の周波数を測
定する高価な測定器を用いなくともレーザ発光素子１の
発光周波数を知ることができ、光の周波数測定を簡単に
行なうことができる。
明によれば、マイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ
0 を持つ電気信号ＳＦと、この自己発振周波数Ｆ0 と高
調波の関係にある周波数Ｎ・Ｆ0 のレーザ光を同時に得
ることができる。従ってマイクロ波能動素子２の自己発
振周波数Ｆ0 を測定することによりレーザ発光素子１の
発光周波数を知ることができる。よって光の周波数を測
定する高価な測定器を用いなくともレーザ発光素子１の
発光周波数を知ることができ、光の周波数測定を簡単に
行なうことができる。
【００４７】そしてサンプルホールド回路８から外部か
ら与えた基準信号の周波数ＦR とマイクロ波能動素子２
の自己発振周波数Ｆ0 との差の周波数Ｆ0 −ＦR を持つ
信号ＳＬを得る構造としたから、基準信号Ｒf の周波数
ＦR が概知であればこの差の周波数Ｆ0 −ＦR を測定す
ることによりマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ
0 を求めることができる。
ら与えた基準信号の周波数ＦR とマイクロ波能動素子２
の自己発振周波数Ｆ0 との差の周波数Ｆ0 −ＦR を持つ
信号ＳＬを得る構造としたから、基準信号Ｒf の周波数
ＦR が概知であればこの差の周波数Ｆ0 −ＦR を測定す
ることによりマイクロ波能動素子２の自己発振周波数Ｆ
0 を求めることができる。
【００４８】差の周波数Ｆ0 −ＦR はマイクロ波帯にあ
るＦ0 及びＦR と比較して充分に低い周波数になるか
ら、その周波数の測定は容易である。またオシログラフ
のような簡単な測定器によって波形を観測することがで
きるし、また周波数の測定も容易に行なうことができる
利点が得られる。この出願の第２発明によればマイクロ
波能動素子２の自己発振周波数を外部から与えた基準信
号の周波数に同期させることができる。よって基準信号
の周波数を適宜に選定することによりレーザ発光素子１
の発光周波数を発光可能な波長領域内で任意に設定する
ことができる利点が得られる。
るＦ0 及びＦR と比較して充分に低い周波数になるか
ら、その周波数の測定は容易である。またオシログラフ
のような簡単な測定器によって波形を観測することがで
きるし、また周波数の測定も容易に行なうことができる
利点が得られる。この出願の第２発明によればマイクロ
波能動素子２の自己発振周波数を外部から与えた基準信
号の周波数に同期させることができる。よって基準信号
の周波数を適宜に選定することによりレーザ発光素子１
の発光周波数を発光可能な波長領域内で任意に設定する
ことができる利点が得られる。
【００４９】またこの出願の第３発明乃至第５発明によ
れば光周波数を高精度に測定することができる。つまり
従来の技術でマイケルソン干渉計を使った波長計では精
度が１ｐｐ程度であったが、この発明によれば１０-10
〜１０-11 程度の測定精度を得ることができる。尚上述
の実施例ではレーザ発光素子１としてレーザダイオード
を用いた場合を説明したが、レーザダイオードの他にＹ
ＡＧレーザのような固体レーザ或いはガスレーザ等を利
用することができる。またマイクロ波能動素子では電界
効果トランジスタの他にガンダイオード等の負性抵抗素
子を用いることもできる。
れば光周波数を高精度に測定することができる。つまり
従来の技術でマイケルソン干渉計を使った波長計では精
度が１ｐｐ程度であったが、この発明によれば１０-10
〜１０-11 程度の測定精度を得ることができる。尚上述
の実施例ではレーザ発光素子１としてレーザダイオード
を用いた場合を説明したが、レーザダイオードの他にＹ
ＡＧレーザのような固体レーザ或いはガスレーザ等を利
用することができる。またマイクロ波能動素子では電界
効果トランジスタの他にガンダイオード等の負性抵抗素
子を用いることもできる。
【図１】請求項１の発明の実施例の一部を示す接続図。
【図２】図１の発明の動作を説明するための波形図。
【図３】図１の発明の動作を説明するための波形図。
【図４】図１の発明の動作を説明するための波形図。
【図５】請求項１の発明の実施例を示す接続図。
【図６】請求項１の発明の動作を説明するための波形
図。
図。
【図７】請求項２の発明の実施例を示す接続図。
【図８】請求項３の発明及び請求項５の発明の実施例を
示す接続図。
示す接続図。
【図９】請求項３の発明の動作を説明するための波形
図。
図。
【図１０】請求項４の発明及び請求項５の発明の実施例
を示す接続図。
を示す接続図。
１ レーザ発光素子 ２ マイクロ波能動素子 ３ 共通電位点 ４ 抵抗器 ５ 電気出力端子 ６ 遅延制御手段 ７ 入力端子 ８ サンプルホールド回路 ９ 出力端子 １１ 帰還回路 １２ 発振器 １３ 周波数測定手段 １４ 周波数掃引制御回路 １５ 合波器 １６ 光−電気変換器 １７ ローパスフィルタ １８ 周波数測定手段 １９ ゼロビート計数手段 ２１ 演算手段 ２２ 表示器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/13 - 3/139 H01S 3/00 H01S 3/096 H01S 3/098 H01S 3/105
Claims (5)
- 【請求項１】 マルチモードレーザ光を発光するレーザ
発光素子と、 このレーザ発光素子が発光するレーザ光を所定の時間遅
延させて帰還させる遅延制御手段と、 上記レーザ発光素子の駆動電流通路に直列接続され、こ
の直列接続部分が負性抵抗特性を呈して発振回路を構成
するマイクロ波能動素子と、 このマイクロ波能動素子を流れる電流変化を取出す電気
出力端子と、 上記レーザ発光素子が発光するレーザ光を出射する光出
射部と、 上記マイクロ波能動素子に外部から信号を与える入力端
子と、 上記電気出力端子に接続され、上記マイクロ波能動素子
の発振周波数と上記入力端子に与えた信号の位相差に対
応する信号を取出すサンプルホールド回路と、によって
構成し、上記外部から与える信号の周波数をＦ R 、上記マイクロ
波能動素子の発振周波数をＦ O とすると、上記サンプル
ホールド回路からＦ O 〜Ｆ R の周波数の信号が得られ、
上記レーザ発光素子からＮＦ O （Ｎは正の整数）の周波
数のレーザ光が得られる 発振器。 - 【請求項２】 マルチモードレーザ光を発光するレーザ
発光素子と、 このレーザ発光素子を発光するレーザ光を出射する光出
射部と、 上記レーザ発光素子に付加され、このレーザ発光素子が
出射するレーザ光に所定の遅延時間を与えて帰還させる
遅延制御手段と、 上記レーザ発光素子の駆動電流通路に直列接続され、こ
の直列接続部分が負性抵抗特性を呈するマイクロ波能動
素子と、 このマイクロ波能動素子を流れる電流変化を取出す電気
出力端子と、 上記マイクロ波能動素子に外部から信号を与える入力端
子と、 上記電気出力端子に接続され、上記マイクロ波能動素子
の発振周波数と上記入力端子に与えた信号の位相差に対
応する信号を取出すサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路のホールド出力信号を上記遅
延制御手段に帰還させ、遅延制御手段の遅延時間を変化
させることにより上記マイクロ波能動素子の発振周波数
を上記入力端子に与えた外部信号の周波数に同期させる
帰還回路と、 によって構成した発振器。 - 【請求項３】 発光したレーザ光が遅延制御手段によっ
て所定の時間遅延されて帰還され、この遅延時間により
マイクロ波共振周波数が規定されるレーザ発光素子と、 このレーザ発光素子の駆動電流通路に直列接続され、上
記レーザ発光素子が持つマイクロ波共振周波数帯域にお
いて負性抵抗特性を呈し、上記マイクロ波共振周波数帯
域内の周波数で発振するマイクロ波能動素子と、 このマイクロ波能動素子を流れる電流変化を取出す電気
出力端子と、 上記遅延制御手段にランプ電圧を与え、レーザ発光素子
と遅延制御手段とによって構成されるマイクロ波共振器
の共振周波数を周波数掃引させ、上記マイクロ波能動素
子の発振周波数を周波数掃引させる周波数掃引制御回路
と、 上記マイクロ波能動素子が周波数掃引を開始するときの
上記マイクロ波能動素子の発振周波数と、周波数掃引を
終了するときのマイクロ波能動素子の発振周波数を計測
する周波数測定手段と、 上記レーザ発光素子が出射したレーザ光と、被測定光と
を合波する合波器と、この合波器によって合波した光を
電気信号に変換する光−電気変換器と、 上記被測定光と上記レーザ発光素子が発光するレーザ光
とのビートがゼロビートを通過する回数を計数するゼロ
ビート計数手段と、 上記周波数測定手段が測定した周波数掃引前の上記マイ
クロ波能動素子の発振周波数と、周波数掃引後の発振周
波数及び周波数掃引中に生じたゼロビート回数とによっ
て被測定光の周波数を算出する演算回路と、 によって構成した光周波数測定装置。 - 【請求項４】 発光したレーザ光が遅延制御手段によっ
て所定の時間遅延されて帰還され、この遅延時間により
マイクロ波共振周波数が規定されるレーザ発光素子と、 このレーザ発光素子の駆動電流通路に直列接続され、上
記レーザ発光素子が持つマイクロ波共振周波数帯域にお
いて負性抵抗特性を呈し、上記マイクロ波共振周波数帯
域内の周波数で発振するマイクロ波能動素子と、 このマイクロ波能動素子を流れる電流変化を取出す電気
出力端子と、 上記マイクロ波能動素子の制御電極に基準信号を与える
基準信号源と、 この基準信号源にランプ電圧を与え基準信号源から出力
される基準信号を所定の周波数範囲で周波数掃引させる
周波数掃引制御回路と、 上記電気出力端子に接続され上記基準信号とマイクロ波
能動素子の自己発振信号との間の位相差に対応した信号
を出力するサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路の出力を基準値と比較し、そ
の比較結果を上記遅延制御手段に与え、上記マイクロ波
能動素子の自己発振周波数を上記基準信号源から与えら
れる周波数掃引信号の周波数に合致させて同様に周波数
掃引させる帰還回路と、 上記レーザ発光素子が出射したレーザ光と、被測定光と
を合波する合波器と、 上記被測定光と上記レーザ発光素子が発光するレーザ光
とのビートがゼロビートを通過する回数を計数するゼロ
ビート計数手段と、 上記マイクロ波能動素子が周波数掃引を開始するときの
上記マイクロ波能動素子の発振周波数と、周波数掃引を
終了するときのマイクロ波能動素子の発振周波数を計測
する周波数測定手段と、 この周波数測定手段が測定した周波数掃引前の上記マイ
クロ波能動素子の発振周波数と、周波数掃引後の発振周
波数及び周波数掃引中に生じたゼロビート回数とによっ
て被測定光の周波数を算出する演算回路と、 によって構成した光周波数測定装置。 - 【請求項５】上記請求項３及び請求項４記載の光周波数
測定装置において、レーザ光の高調波次数とゼロビード
回数と、周波数掃引終了時の上記マイクロ波能動素子の
発振周波数と、合成光のビート周波数とによって被測定
光の周波数を算出するように構成した光周波数測定装
置。
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