JPH02304992A - ランダムアクセスデジタル同調光波数シンセサイザー - Google Patents
ランダムアクセスデジタル同調光波数シンセサイザーInfo
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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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- 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
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- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発皿亘伎土公団
周波数の広い範囲において選択された周波数で作動する
ようにレーザを同調するための周知の装置がある。周波
数同調半導体レーザは、光周波数分割多重伝達システム
に対する魅力ある装置である。同調可能な装置の中で、
分散ブラック反射体し−ザは、異なる値の注入すなわち
バイアス電流が、位相制御およびレーザの分散ブラック
反射体領域に注入されるとき、とても大きな同調範囲を
供給する。
ようにレーザを同調するための周知の装置がある。周波
数同調半導体レーザは、光周波数分割多重伝達システム
に対する魅力ある装置である。同調可能な装置の中で、
分散ブラック反射体し−ザは、異なる値の注入すなわち
バイアス電流が、位相制御およびレーザの分散ブラック
反射体領域に注入されるとき、とても大きな同調範囲を
供給する。
従来技術では、周波数の変化は、連続して変化できるア
ナログ機能からバイアス電流の数値を選択することによ
ってなされていた。同調範囲はとても広いけれども、レ
ーザが、第１の周波数から第２の周波数に変えられ、そ
の後、正確な第１の周波数にもどされるとき問題がある
。レーザを第１の周波数にもどすときに、正確な第１の
周波数をつくる注入電流数値を選ぶことはとてもむずか
しい。正確な周波数は、ファプリーペロー共振器の共振
によって限定される。レーザの作動特性のドリフトを測
定する設備は従来技術にはない。
ナログ機能からバイアス電流の数値を選択することによ
ってなされていた。同調範囲はとても広いけれども、レ
ーザが、第１の周波数から第２の周波数に変えられ、そ
の後、正確な第１の周波数にもどされるとき問題がある
。レーザを第１の周波数にもどすときに、正確な第１の
周波数をつくる注入電流数値を選ぶことはとてもむずか
しい。正確な周波数は、ファプリーペロー共振器の共振
によって限定される。レーザの作動特性のドリフトを測
定する設備は従来技術にはない。
光所■！立
この問題および他の問題は、周波数の範囲から選ばれる
要求される共鳴周波数にレーザを正確に同調するための
レーザ制御装置を含むデジタル同調光周波数シンセサイ
ザーによって解決される。
要求される共鳴周波数にレーザを正確に同調するための
レーザ制御装置を含むデジタル同調光周波数シンセサイ
ザーによって解決される。
レーザは制御信号の違った数値に応答して同調できる。
デジタルプロセッサは、違った動作周波数をつくる制御
信号数値を決定する。これらの制御信号数値は、すぐ回
復できるようにデジタルプロセッサにたくわえられる。
信号数値を決定する。これらの制御信号数値は、すぐ回
復できるようにデジタルプロセッサにたくわえられる。
動作中、所望の動作周波数を代表する制御信号数値は、
記憶から回復され、単一周波数レーザに適用される。レ
ーザ特性曲線がドリフトしていると、制御信号エラーが
帰還ループの制御回路部によって決定され、回復された
制御信号数値に加えられる。デジタルプロセッサは、制
御信号エラーの数値を測定し、元に回復された制御信号
数値に代わって蓄積される新しいトータル制御信号数値
を引き出す。
記憶から回復され、単一周波数レーザに適用される。レ
ーザ特性曲線がドリフトしていると、制御信号エラーが
帰還ループの制御回路部によって決定され、回復された
制御信号数値に加えられる。デジタルプロセッサは、制
御信号エラーの数値を測定し、元に回復された制御信号
数値に代わって蓄積される新しいトータル制御信号数値
を引き出す。
デジタルプロセッサが、レーザ特性がドリフトして、エ
ラー制御信号を引き起こすことを決定するとき、動作の
所望周波数の全てに対する新しい制御信号数値をさらに
計算し、次の選択と使用のために、デジタルプロセッサ
の中の適当な位置にこれらの新しい制御信号数値を蓄積
する。
ラー制御信号を引き起こすことを決定するとき、動作の
所望周波数の全てに対する新しい制御信号数値をさらに
計算し、次の選択と使用のために、デジタルプロセッサ
の中の適当な位置にこれらの新しい制御信号数値を蓄積
する。
結果として、レーザは正確な所望の動作周波数を発生す
る容易に選択可能な制御信号数値によって制御される。
る容易に選択可能な制御信号数値によって制御される。
この装置を使う光送信器は、光周波数分割多重化伝送シ
ステムに有利に適用されることができる。
ステムに有利に適用されることができる。
発側！す０１桝
第１図を参照すると、送信ステーション２０．２１．２
２．２３のセットから受信ステーション２６．２７．２
８．２９のセットまで情報を伝送するための光周波数分
割多重化装置のブロック図が示されている。光ファイバ
３０，３１．３２．３３は、それぞれ送信ステーション
２０．２１．２２．２３から光星形結合器３５まで光信
号を搬送する。これらの光信号のそれぞれは、光搬送波
上で変調された情報を含む。例えば、送信ステーション
２０．２１．２２．２３はそれぞれ、利用できる光搬送
波周波数のある数Ｎ（例えば、Ｎ＝４０）から選ばれた
異なる光搬送波周波数上で情報を伝える。オペレーター
の選択によって、これら４０の光搬送波周波数は、送信
ステーション２０．２１．２２．２３のそれぞれから利
用できる。相互作用制御の結果として、ある時に１つの
ステーションのみが利用できる光搬送波周波数のどれか
１つを選択できる。同時に、その他のステーションは、
異なる搬送波周波数で動作されえる。
２．２３のセットから受信ステーション２６．２７．２
８．２９のセットまで情報を伝送するための光周波数分
割多重化装置のブロック図が示されている。光ファイバ
３０，３１．３２．３３は、それぞれ送信ステーション
２０．２１．２２．２３から光星形結合器３５まで光信
号を搬送する。これらの光信号のそれぞれは、光搬送波
上で変調された情報を含む。例えば、送信ステーション
２０．２１．２２．２３はそれぞれ、利用できる光搬送
波周波数のある数Ｎ（例えば、Ｎ＝４０）から選ばれた
異なる光搬送波周波数上で情報を伝える。オペレーター
の選択によって、これら４０の光搬送波周波数は、送信
ステーション２０．２１．２２．２３のそれぞれから利
用できる。相互作用制御の結果として、ある時に１つの
ステーションのみが利用できる光搬送波周波数のどれか
１つを選択できる。同時に、その他のステーションは、
異なる搬送波周波数で動作されえる。
送信ステーションは、例えば１９８７年６月９日に本願
の発明者によって出願された特許出廓患０５９、９７３
に開示されている構成によって互いに同期している。こ
の特許出願の教えは、以下において引用される。
の発明者によって出願された特許出廓患０５９、９７３
に開示されている構成によって互いに同期している。こ
の特許出願の教えは、以下において引用される。
同時に選ばれた光搬送波周波数の全ては光星形結合器３
５の内部に多重化される。星形結合器から、同時に伝送
される搬送波の全ては、同期して動作している受信ステ
ーション２６．２７．２８．２９にファイバ３６．３７
．３８．３９を介して与えられる。
５の内部に多重化される。星形結合器から、同時に伝送
される搬送波の全ては、同期して動作している受信ステ
ーション２６．２７．２８．２９にファイバ３６．３７
．３８．３９を介して与えられる。
受信ステーション２６．２７．２８．２９は、２つの異
なる方法のどちらでも動作し得る。第１の動作方法は、
受信ステーションのそれぞれに４０の光搬送波周波数の
固定された所定のものを割りあてることである。そうし
た予定された周波数の割りあては、システムの融通性を
それぞれの送信ステーションが、所望の受信ステーショ
ンによって受信されることができる光搬送波周波数を選
ばなければならない程度まで制限してしまう。受信ステ
ーションの中で光搬送波周波数を使う第２の方法は、い
つでも受信ステーションのオペレーターが、受信のため
に伝送されている４０の光搬送波周波数のどれか１つを
選ぶことができる装置とともに受信ステーションのそれ
ぞれを提供することである。受信ステーションを動作さ
せる第２の方法は、本願の発明者により出願された別の
特許比１１ｉ （Ｂ、Ｇｌａｎｃｅ）により完全に記述
されている。
なる方法のどちらでも動作し得る。第１の動作方法は、
受信ステーションのそれぞれに４０の光搬送波周波数の
固定された所定のものを割りあてることである。そうし
た予定された周波数の割りあては、システムの融通性を
それぞれの送信ステーションが、所望の受信ステーショ
ンによって受信されることができる光搬送波周波数を選
ばなければならない程度まで制限してしまう。受信ステ
ーションの中で光搬送波周波数を使う第２の方法は、い
つでも受信ステーションのオペレーターが、受信のため
に伝送されている４０の光搬送波周波数のどれか１つを
選ぶことができる装置とともに受信ステーションのそれ
ぞれを提供することである。受信ステーションを動作さ
せる第２の方法は、本願の発明者により出願された別の
特許比１１ｉ （Ｂ、Ｇｌａｎｃｅ）により完全に記述
されている。
その特許出願の教えは以下で引用される。
送信ステーションの全ては、レーザが、送信ステーショ
ンオペレータの選択で４０の光搬送波周波数のどれか１
つを選択できるようにつくることができる同調可能なレ
ーザ装置を備えている。
ンオペレータの選択で４０の光搬送波周波数のどれか１
つを選択できるようにつくることができる同調可能なレ
ーザ装置を備えている。
第１図の送信ステーション２０．２１．２２．２３は、
デバイスや回路特性のどんな変動やドリフトに対しても
自動的に補償あるいは訂正できるよう整えられている。
デバイスや回路特性のどんな変動やドリフトに対しても
自動的に補償あるいは訂正できるよう整えられている。
ドリフトに対して、このように補償することによって、
送信ステーションオペレータは、オペレータの送信ステ
ージ１ン１て対する動作搬送波周波数の任意選択がドリ
フトする傾向があるかもしれない他のいくつかの周波数
よりむしろ特に選ばれた光搬送波周波数での送信ステー
ションの動作を与えるだろうということを確信する。
送信ステーションオペレータは、オペレータの送信ステ
ージ１ン１て対する動作搬送波周波数の任意選択がドリ
フトする傾向があるかもしれない他のいくつかの周波数
よりむしろ特に選ばれた光搬送波周波数での送信ステー
ションの動作を与えるだろうということを確信する。
送信ステーションに対する自動制御装置の記述は、第２
図から第７図を参照して以下により詳しく与えられる。
図から第７図を参照して以下により詳しく与えられる。
第２図を参照すると、同調可能な光周波数シンセサイザ
ー装置５０のブロック図が示されている。
ー装置５０のブロック図が示されている。
このレーザ周波数選択と制御装置５０は第１図の送信ス
テーション２０．２１．２２．２３のそれぞれに対して
使用することができる。第２図において、装置５０は、
光ファイバあるいはガイド５２に結合される同調可能な
単一周波数出力信号をつくる分散ブラック反射体レーザ
５１を含む。
テーション２０．２１．２２．２３のそれぞれに対して
使用することができる。第２図において、装置５０は、
光ファイバあるいはガイド５２に結合される同調可能な
単一周波数出力信号をつくる分散ブラック反射体レーザ
５１を含む。
単一周波数レーザは、本来単一縦モードをつくるレーザ
である。光結合器５３は、ファプリーペロー共振器の共
振特性を使うことによって、レーザ５１の一連の空間光
出力周波数を安定させるオプトエレクトロニック装置５
４に与えられるためにガイド５２から光信号の一部を分
配する。装置５４は変調信号Ｆ１に応答してパルス変調
器５５の中でレーザ出力の分配されたサンプルを位相変
調する。パルス変調器５５の出力に応答してファプリー
ペロー共振器５６は、フォトダイオード５７に供給され
る位相変調された共振周波数の選択できるセットをつく
る。フォトダイオード５７は、ファプリーペロー共振器
５６の共振を横切って光信号周波数ドリフトとしてパル
ス変調の時間微分を検出する。結果として生ずる光電流
は、平衡ミキサー５８におけるパルス変調信号Ｆ１の適
切に位相調整されたものと関係づけられる。直角位相シ
フトデバイス６１はそうした調整をする。
である。光結合器５３は、ファプリーペロー共振器の共
振特性を使うことによって、レーザ５１の一連の空間光
出力周波数を安定させるオプトエレクトロニック装置５
４に与えられるためにガイド５２から光信号の一部を分
配する。装置５４は変調信号Ｆ１に応答してパルス変調
器５５の中でレーザ出力の分配されたサンプルを位相変
調する。パルス変調器５５の出力に応答してファプリー
ペロー共振器５６は、フォトダイオード５７に供給され
る位相変調された共振周波数の選択できるセットをつく
る。フォトダイオード５７は、ファプリーペロー共振器
５６の共振を横切って光信号周波数ドリフトとしてパル
ス変調の時間微分を検出する。結果として生ずる光電流
は、平衡ミキサー５８におけるパルス変調信号Ｆ１の適
切に位相調整されたものと関係づけられる。直角位相シ
フトデバイス６１はそうした調整をする。
平衡ミキサー５８の出力はフィルターおよび増幅器５９
を通してろ波されかつ増幅されてリード６０上の誤差信
号となる。それ故、装置５４は、リード６０において選
ばれた動作周波数にレーザ発振周波数を組み合わせるこ
とのために使われる誤差信号を発生する。装置５４のよ
り詳細な記述は同一の発明者によって出願された前述の
同時係属中の特許出＠１１ｋＬ０５９，９７３に開示さ
れている。
を通してろ波されかつ増幅されてリード６０上の誤差信
号となる。それ故、装置５４は、リード６０において選
ばれた動作周波数にレーザ発振周波数を組み合わせるこ
とのために使われる誤差信号を発生する。装置５４のよ
り詳細な記述は同一の発明者によって出願された前述の
同時係属中の特許出＠１１ｋＬ０５９，９７３に開示さ
れている。
第２図のシステムでは、送信器のレーザが、所望の共振
周波数で動作するよう制御されることを保証する必要が
ある。
周波数で動作するよう制御されることを保証する必要が
ある。
第３図は、ファプリーベロー共振器５６の出力の周波数
領域曲線６２を簡単に示している。ファプリーベロー共
振周波数は、曲！ｌ、？ｔ６２が第３図の中で波が突出
する周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５に現われる。
領域曲線６２を簡単に示している。ファプリーベロー共
振周波数は、曲！ｌ、？ｔ６２が第３図の中で波が突出
する周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５に現われる。
第２図のシンクロ装置５０の出力に対する所望の光搬送
波信号周波数は、第３図に示されるファプリーベロー共
振周波数と一致する。
波信号周波数は、第３図に示されるファプリーベロー共
振周波数と一致する。
第４図では、ファプリーベロー共振器によって確立され
る共振周波数の間の正極性と負極性成分の両方をつくる
誤差信号を表す曲線６３がある。
る共振周波数の間の正極性と負極性成分の両方をつくる
誤差信号を表す曲線６３がある。
所望の光搬送波信号周波数は、ファプリーベロー共振器
の共振周波数と一致する。誤差信号６３がファプリーベ
ロー共振器の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｒ３、ｆ４、ｆ５
と一致する０点を横切っていることに注意すべきである
。増幅器が誤差信号６３にオフセット電圧を入れ、その
結果、波の突出部分の間の誤差信号の平らな部分が０点
よりわずかに上になっている。このオフセット電圧に関
する理由は、後ではっきりする。第２図のシンセサイザ
ー５０の定期的動作の間およびキーボード７９から、デ
ジタルプロセッサ７５は周波数ｆｌ、ｆ２、ｆ３等の中
から所望の周波数選択を与えられる。そして、プロセッ
サはレーザ５１に適当なバイアス電流または制御信号を
供給する。そうした適当なバイアス電流のセントは、所
望の動作周波数のセットに対して決定され、デジタルプ
ロセッサに蓄えられる。バイアス電流のセットを決定す
ることに対するプロセスは、後で記述する。
の共振周波数と一致する。誤差信号６３がファプリーベ
ロー共振器の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｒ３、ｆ４、ｆ５
と一致する０点を横切っていることに注意すべきである
。増幅器が誤差信号６３にオフセット電圧を入れ、その
結果、波の突出部分の間の誤差信号の平らな部分が０点
よりわずかに上になっている。このオフセット電圧に関
する理由は、後ではっきりする。第２図のシンセサイザ
ー５０の定期的動作の間およびキーボード７９から、デ
ジタルプロセッサ７５は周波数ｆｌ、ｆ２、ｆ３等の中
から所望の周波数選択を与えられる。そして、プロセッ
サはレーザ５１に適当なバイアス電流または制御信号を
供給する。そうした適当なバイアス電流のセントは、所
望の動作周波数のセットに対して決定され、デジタルプ
ロセッサに蓄えられる。バイアス電流のセットを決定す
ることに対するプロセスは、後で記述する。
第５図を参照すると、バイアス電流特性に対するレーザ
周波数の曲線６５が示されている。この曲線上の黒点は
、とても広いバンド範囲のファプリーベロー共振周波数
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５で、第２図のレーザ５１
を動作させるために要求されるれレーザバイアス電流の
値を示す。
周波数の曲線６５が示されている。この曲線上の黒点は
、とても広いバンド範囲のファプリーベロー共振周波数
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５で、第２図のレーザ５１
を動作させるために要求されるれレーザバイアス電流の
値を示す。
第２図の同調可能なレーザ制御装置５０が、最初に動作
する時、それは、第５図のレーザ特性曲線６５に沿って
動作する。所望のファプリーベロー共振周波数ｆ１、ｆ
２、ｆ３、ｆ４、ｆ５に対するレーザドライブ電流１１
．１２、ｉ３、ｉ４、ｉ５の数値は決定され、所望の光
動作周波数を決定することに対するレーザバイアス電流
の数値として後の使用のために記憶される。
する時、それは、第５図のレーザ特性曲線６５に沿って
動作する。所望のファプリーベロー共振周波数ｆ１、ｆ
２、ｆ３、ｆ４、ｆ５に対するレーザドライブ電流１１
．１２、ｉ３、ｉ４、ｉ５の数値は決定され、所望の光
動作周波数を決定することに対するレーザバイアス電流
の数値として後の使用のために記憶される。
どんな選ばれたレーザに対しても周知の動作曲線がある
。同様にファプリーベロー共振器は、周知の共振周波数
を持っている。レーザ動作を表す情！［よ、デジタルプ
ロセッサ７５に記憶される。
。同様にファプリーベロー共振器は、周知の共振周波数
を持っている。レーザ動作を表す情！［よ、デジタルプ
ロセッサ７５に記憶される。
特定のアドレスが所望の動作周波数を発生するレーザバ
イアス電流数値を記憶するために指定される。こうした
周波数を発生することに関連したレーザバイアス電流数
値は、校正処理のなかで次のように決定される。
イアス電流数値を記憶するために指定される。こうした
周波数を発生することに関連したレーザバイアス電流数
値は、校正処理のなかで次のように決定される。
最初に所望の動作周波数、例えば周波数ｆ１が選ばれる
。周知のレーザ特性曲線から、最初のレーザバイアス電
流または制御信号が選ばれる。その最初のレーザバイア
ス電流の数値は、最初の動作周波数ｆ１よりわずかに下
に非安定周波数を発生するために選ばれる。キーボード
７９から数値がデジタルプロセッサ７５に与えられ、ア
ダー８２のインプットにリード８１によってバイアス電
流または制御信号の適当な値を供給するパワーサプライ
８０に対し読み出される。そのバイアス電流は、抵抗８
３と８４によって適当に分割され、その結果として生ず
る部分は、それぞれ位相制御とレーザ５１の分散ブラッ
ク反射体領域に供給される。パワーサプライ８０もまた
、レーザ５１の活性領域にリード８７を通して一定バイ
アス電流を直接供給する。
。周知のレーザ特性曲線から、最初のレーザバイアス電
流または制御信号が選ばれる。その最初のレーザバイア
ス電流の数値は、最初の動作周波数ｆ１よりわずかに下
に非安定周波数を発生するために選ばれる。キーボード
７９から数値がデジタルプロセッサ７５に与えられ、ア
ダー８２のインプットにリード８１によってバイアス電
流または制御信号の適当な値を供給するパワーサプライ
８０に対し読み出される。そのバイアス電流は、抵抗８
３と８４によって適当に分割され、その結果として生ず
る部分は、それぞれ位相制御とレーザ５１の分散ブラッ
ク反射体領域に供給される。パワーサプライ８０もまた
、レーザ５１の活性領域にリード８７を通して一定バイ
アス電流を直接供給する。
非安定レーザ周波数は、所望のファプリーペロー共振周
波数ｆ１より低いので、帰還ループはり一ド６０上に誤
差信号を発生する。リード８９上で、能動積分器７０は
アダー８２の別の入力に供給される増加レーザバイアス
電流または制御信号誤差δ１１を発生する。この増加レ
ーザバイアス電流δ１１は最初に選ばれたレーザバイア
ス電流に追加され、抵抗８３と８４を通じてレーザ５１
に供給されて、所望のファプリーペロー共振周波数［１
で発振するためにそれを駆動する。
波数ｆ１より低いので、帰還ループはり一ド６０上に誤
差信号を発生する。リード８９上で、能動積分器７０は
アダー８２の別の入力に供給される増加レーザバイアス
電流または制御信号誤差δ１１を発生する。この増加レ
ーザバイアス電流δ１１は最初に選ばれたレーザバイア
ス電流に追加され、抵抗８３と８４を通じてレーザ５１
に供給されて、所望のファプリーペロー共振周波数［１
で発振するためにそれを駆動する。
デジタルプロセッサ７５はリード８９の中の増加レーザ
バイアス電流を測定し、それを最初のレーザバイアス電
流に加え、所望の共振周波数ｆ１に対するアドレスでレ
ーザバイアス電流の新しい数値としてその和を記憶する
。
バイアス電流を測定し、それを最初のレーザバイアス電
流に加え、所望の共振周波数ｆ１に対するアドレスでレ
ーザバイアス電流の新しい数値としてその和を記憶する
。
同様に、適当なレーザバイアス電流は、その他の所望の
共振周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５のそれぞれに対して
決定される。これらのバイアス電流の値は、後の選択に
対する指定されたアドレスにデジタルプロセッサによっ
て記憶される。
共振周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５のそれぞれに対して
決定される。これらのバイアス電流の値は、後の選択に
対する指定されたアドレスにデジタルプロセッサによっ
て記憶される。
その後の動作では、オペレータは、デジタルプロセッサ
７５にキーボード７９を通じて選択を人力することによ
って所望の共振周波数を選ぶ。プロセッサは、それから
、能動積分器７０を初期化し、そしてリード９０を通じ
てレーザ５１にアダー８２と抵抗８３．８４を通じてレ
ーザバイアス電流の値を与える電源８０にレーザバイア
ス電流の適当な数値を要求する。レーザ特性がドリフト
してしまわない限り、レーザは所望のファプリーペロー
共振周波数で動作し、そして誤差信号は、リード６０上
で発生されない。増加レーザ駆動電流δｉは、能動積分
器７０によってリード８９上に発生されない。
７５にキーボード７９を通じて選択を人力することによ
って所望の共振周波数を選ぶ。プロセッサは、それから
、能動積分器７０を初期化し、そしてリード９０を通じ
てレーザ５１にアダー８２と抵抗８３．８４を通じてレ
ーザバイアス電流の値を与える電源８０にレーザバイア
ス電流の適当な数値を要求する。レーザ特性がドリフト
してしまわない限り、レーザは所望のファプリーペロー
共振周波数で動作し、そして誤差信号は、リード６０上
で発生されない。増加レーザ駆動電流δｉは、能動積分
器７０によってリード８９上に発生されない。
デバイスの長期使用あるいは環境変化の結果として、レ
ーザ特性曲線は、例えば第６図の点線の特性曲線によっ
て示されるように、違った位置に変化するかもしれない
。レーザ５１の環境が動作特性を特性曲線６７に変えた
時、元のレーザ特性曲線６５からバイアス電流１１．１
２、ｉ３、ｉ４、ｉ５の先決された数値のどれかを与え
ることは、不正確なレーザ周波数が選ばれることになる
だろう。そうした変化がフィールド中の動作の長い期間
にわたってレーザ特性の位置で起こると考えられるので
、レーザ帰還制御ループに含まれた回路が、こうした変
化を修正するために動作する。
ーザ特性曲線は、例えば第６図の点線の特性曲線によっ
て示されるように、違った位置に変化するかもしれない
。レーザ５１の環境が動作特性を特性曲線６７に変えた
時、元のレーザ特性曲線６５からバイアス電流１１．１
２、ｉ３、ｉ４、ｉ５の先決された数値のどれかを与え
ることは、不正確なレーザ周波数が選ばれることになる
だろう。そうした変化がフィールド中の動作の長い期間
にわたってレーザ特性の位置で起こると考えられるので
、レーザ帰還制御ループに含まれた回路が、こうした変
化を修正するために動作する。
第２図において、サーボ制御回路はり一ド６０上の誤差
信号およびデジタルプロセッサ７５からの信号に応答す
る能動積分器７０を含む。このサーボ制御回路は、コン
デンサ７８の両端に配置されるスイッチ７６を含む。コ
ンデンサ７８の充電と放電は、デジタルプロセッサ７５
からスイッチに対する信号によって制御される。
信号およびデジタルプロセッサ７５からの信号に応答す
る能動積分器７０を含む。このサーボ制御回路は、コン
デンサ７８の両端に配置されるスイッチ７６を含む。コ
ンデンサ７８の充電と放電は、デジタルプロセッサ７５
からスイッチに対する信号によって制御される。
周波数ロッキングの起動はスイッチ７６を閉じることお
よびコンデンサ７８を放電することによって起こされる
。コンデンサ７８がいったん放電されたら、周波数のロ
ッキング動作はスイッチ７６を開くことによって開始さ
れる。レーザの非安定周波数を発生する選ばれたレーザ
バイアス電流に対して、レーザ周波数はり−ド６０上の
誤差信号に応答してロッキングプロセスの量変化する。
よびコンデンサ７８を放電することによって起こされる
。コンデンサ７８がいったん放電されたら、周波数のロ
ッキング動作はスイッチ７６を開くことによって開始さ
れる。レーザの非安定周波数を発生する選ばれたレーザ
バイアス電流に対して、レーザ周波数はり−ド６０上の
誤差信号に応答してロッキングプロセスの量変化する。
第３図の曲！６３によって示されるように、リード６０
上の誤差信号は共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３等で０点と
交差する。共振周波数のどちら側からも誤差信号の極性
は、所望のファプリーペロー共振周波数にレーザを駆動
するのに適切である。
上の誤差信号は共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３等で０点と
交差する。共振周波数のどちら側からも誤差信号の極性
は、所望のファプリーペロー共振周波数にレーザを駆動
するのに適切である。
リード６０上の誤差信号に応答して、積分器回路７０は
、コンデンサ７８を充電することおよびリード８９上で
必要とされる増加バイアス電流を発展させることを開始
する。この増加バイアス電流は、リード８１上の選ばれ
たレーザバイアス電流にアダー８２によって追加される
。その結果として生ずるトータルレーザバイアス電流は
、所望のファプリーペロー共振周波数で発振するために
レーザ５１を駆動する。曲線６３の周波数関数は、誤差
信号とオフセット電圧の積分を加えた電源８０から選ば
れたバイアス電流によって決定されるレーザの周波数で
ある。
、コンデンサ７８を充電することおよびリード８９上で
必要とされる増加バイアス電流を発展させることを開始
する。この増加バイアス電流は、リード８１上の選ばれ
たレーザバイアス電流にアダー８２によって追加される
。その結果として生ずるトータルレーザバイアス電流は
、所望のファプリーペロー共振周波数で発振するために
レーザ５１を駆動する。曲線６３の周波数関数は、誤差
信号とオフセット電圧の積分を加えた電源８０から選ば
れたバイアス電流によって決定されるレーザの周波数で
ある。
レーザ５１からの光出力は、同調光周波数シンセサイザ
ー５０からの出力信号あるいは搬送波として光ファイバ
５２に結合される。情報ソース１００は、情報信号を伴
ったその搬送波を調節し、それらを光ファイバ１０２に
供給する。
ー５０からの出力信号あるいは搬送波として光ファイバ
５２に結合される。情報ソース１００は、情報信号を伴
ったその搬送波を調節し、それらを光ファイバ１０２に
供給する。
レーザの非安定周波数が所望のファプリーベロー共振周
波数と等しい時、誤差信号は発生されない。デジタルプ
ロセッサは、リード８９の増加レーザバイアス電流の値
を測定し、読みとり、あるいは決定し、それをバイアス
電流の選択された値に加え、そしてファプリーベロー共
振周波数に対する後の回復のために、選ばれたバイアス
電流に代わって新しいトータルバイアス電流を記憶する
。
波数と等しい時、誤差信号は発生されない。デジタルプ
ロセッサは、リード８９の増加レーザバイアス電流の値
を測定し、読みとり、あるいは決定し、それをバイアス
電流の選択された値に加え、そしてファプリーベロー共
振周波数に対する後の回復のために、選ばれたバイアス
電流に代わって新しいトータルバイアス電流を記憶する
。
第２図の能動積分器７０を含むことは、周波数ｆ１が０
点を横切っているところで第３図の誤差信号６３の波の
ピーク間の急な傾斜を越えて回路の引込みレンジをひろ
げる。ひろげられたレンジは、他の０点を横切っている
６４の対の周波数の間のレンジ全体を含む。オフセット
電流のため、周波数ロッキング装置は、周波数固着すな
わちノンオフセット誤差電流の低い振幅によって他の状
態に起こされえるとても長い引込み時間を回避する。
点を横切っているところで第３図の誤差信号６３の波の
ピーク間の急な傾斜を越えて回路の引込みレンジをひろ
げる。ひろげられたレンジは、他の０点を横切っている
６４の対の周波数の間のレンジ全体を含む。オフセット
電流のため、周波数ロッキング装置は、周波数固着すな
わちノンオフセット誤差電流の低い振幅によって他の状
態に起こされえるとても長い引込み時間を回避する。
それぞれのファプリーベロー共振は、０点を横切る所、
例えば０点を横切っている６４の間にレンジに等しい捕
獲レンジを持ち、そして０点を横切る所はオフセット電
流のために共振のまわりに非対称に集まっている。
例えば０点を横切っている６４の間にレンジに等しい捕
獲レンジを持ち、そして０点を横切る所はオフセット電
流のために共振のまわりに非対称に集まっている。
重要なことには、第２図の記述された帰還ループは、レ
ーザ動作特性のどんなドリフトをもデジタルプロセッサ
７５に知らせる。例えば、第５図を参照すると、その特
性は、最初の特性曲線６５の位置からもう１つの特性曲
線６７の位置ヘトリフトするかもしれない。増加レーザ
バイアス電流がリード８９に発生して、選ばれた動作周
波数、例えばｆｌに対してデジタルプロセッサ７５にバ
イアス電流１１の値例えば１１′を再び計算させるとき
、曲線６７の変位は、レーザバイアス電流ｉ２、ｉ３、
ｉ４、ｉ５のその他記憶された数値の全てが、所望の非
安定レーザ周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５をそれぞれ発
生できないだろうということを示している。記憶された
特性曲線データと周知のレーザバイアス電流を使用して
、デジタルプロセッサ７５は、周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４
、【５それぞれに対して、レーザバイアス電流１２ ／
、ｉ３／、ｉ ４ Ｔ、ｉ５／の新しい値を計算し、記
憶する。その後は、どんな所望の周波数が選択されて使
用される場合でも、デジタルプロセッサ７５は、レーザ
に供給されたレーザバイアス電流を所望の共振周波数に
関して正確な値にとても近くなるようにする。 ゛ 以上は、同調光周波数シンセサイザーの実施例を記述し
ている。本実施例およびこれから自明な他の実施例は添
付された特許請求の範囲の範囲内である。
ーザ動作特性のどんなドリフトをもデジタルプロセッサ
７５に知らせる。例えば、第５図を参照すると、その特
性は、最初の特性曲線６５の位置からもう１つの特性曲
線６７の位置ヘトリフトするかもしれない。増加レーザ
バイアス電流がリード８９に発生して、選ばれた動作周
波数、例えばｆｌに対してデジタルプロセッサ７５にバ
イアス電流１１の値例えば１１′を再び計算させるとき
、曲線６７の変位は、レーザバイアス電流ｉ２、ｉ３、
ｉ４、ｉ５のその他記憶された数値の全てが、所望の非
安定レーザ周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５をそれぞれ発
生できないだろうということを示している。記憶された
特性曲線データと周知のレーザバイアス電流を使用して
、デジタルプロセッサ７５は、周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４
、【５それぞれに対して、レーザバイアス電流１２ ／
、ｉ３／、ｉ ４ Ｔ、ｉ５／の新しい値を計算し、記
憶する。その後は、どんな所望の周波数が選択されて使
用される場合でも、デジタルプロセッサ７５は、レーザ
に供給されたレーザバイアス電流を所望の共振周波数に
関して正確な値にとても近くなるようにする。 ゛ 以上は、同調光周波数シンセサイザーの実施例を記述し
ている。本実施例およびこれから自明な他の実施例は添
付された特許請求の範囲の範囲内である。
第１図は、光周波数分割多重化装置を示す図、第２図は
、同調光周波数シンセサイザーのブロック図、 第３図は、周波数特性曲線に対するファプリーベロー発
振器の出力信号を示す図、 第４図は、レーザ発振周波数が図に表わされている曲線
に対する誤差信号を示す図、 第５図は、レーザに関するバイアス電流特性に対する周
波数を示す図、 第６図は、最初のバイアス電流特性曲線とともにレーザ
に関するバイアス電流特性に対するシフトされた周波数
の曲線を示す図、 第７図は、第２図の装置が、第６図のバイアス電流特性
対シフトされた周波数をどのように補償し、その結果レ
ーザが第５図のバイアス電流特性対最初の周波数の曲線
から選ばれた所望の周波数で動作することを示す図であ
る。 主要部分の符号の説明 ２０．２１．２２．２３・・・伝送するステーション２
６．２７．２８．２９・・・受信するステーション３０
．３１．３２．３３．１０２・・・光ファイバ３５・・
・星形結合器 ３６．３７．３８．３９・・・ファイバ５０・・・同調
光周波数シンセサイザー装置５１・・・分散ブラック反
射体レーザ ５２・・・ガイド ５３・・・光結合器 ５４・・・オプトエレクトロ二ック装置５５・・・パル
ス変調器 ５６・・・ファプリーベロー共振器 ５７・・・フォトダイオード ５８・・・平衡ミキサー ５９・・・増幅器 ６０．８１．８７．８９．９０・・・リード６１・・・
直角位相シフトデバイス ６２・・・周波数領域曲線 ６３・・・誤差信号曲線 ６４・・・０点を横切っている所 ６５・・・レーザ特性曲線 ６７・・・代わりの特性曲線 ７０・・・能動積分器 ７５・・・デジタルプロセッサ ７６・・・スイッチ ７８・・・コンデンサ ７９・・・キーボード ８０・・・パワーサプライ ８２・・・アダー ８３．８４・・・抵抗 １００・・・情報ソース 出願人 アメリカン テレフォン アンドテレグラフ
カムバニー ＦＩＧ、１ ＦＩｏ、２ ＦＩＧ、３ 振幅 ＦＩＧ、 ４ 誤差信号
、同調光周波数シンセサイザーのブロック図、 第３図は、周波数特性曲線に対するファプリーベロー発
振器の出力信号を示す図、 第４図は、レーザ発振周波数が図に表わされている曲線
に対する誤差信号を示す図、 第５図は、レーザに関するバイアス電流特性に対する周
波数を示す図、 第６図は、最初のバイアス電流特性曲線とともにレーザ
に関するバイアス電流特性に対するシフトされた周波数
の曲線を示す図、 第７図は、第２図の装置が、第６図のバイアス電流特性
対シフトされた周波数をどのように補償し、その結果レ
ーザが第５図のバイアス電流特性対最初の周波数の曲線
から選ばれた所望の周波数で動作することを示す図であ
る。 主要部分の符号の説明 ２０．２１．２２．２３・・・伝送するステーション２
６．２７．２８．２９・・・受信するステーション３０
．３１．３２．３３．１０２・・・光ファイバ３５・・
・星形結合器 ３６．３７．３８．３９・・・ファイバ５０・・・同調
光周波数シンセサイザー装置５１・・・分散ブラック反
射体レーザ ５２・・・ガイド ５３・・・光結合器 ５４・・・オプトエレクトロ二ック装置５５・・・パル
ス変調器 ５６・・・ファプリーベロー共振器 ５７・・・フォトダイオード ５８・・・平衡ミキサー ５９・・・増幅器 ６０．８１．８７．８９．９０・・・リード６１・・・
直角位相シフトデバイス ６２・・・周波数領域曲線 ６３・・・誤差信号曲線 ６４・・・０点を横切っている所 ６５・・・レーザ特性曲線 ６７・・・代わりの特性曲線 ７０・・・能動積分器 ７５・・・デジタルプロセッサ ７６・・・スイッチ ７８・・・コンデンサ ７９・・・キーボード ８０・・・パワーサプライ ８２・・・アダー ８３．８４・・・抵抗 １００・・・情報ソース 出願人 アメリカン テレフォン アンドテレグラフ
カムバニー ＦＩＧ、１ ＦＩｏ、２ ＦＩＧ、３ 振幅 ＦＩＧ、 ４ 誤差信号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザを同調するためのレーザ制御装置において、
１つの周波数で発振し、制御信号を介して共振器の共鳴
周波数の組のいずれか１つに対して同調可能なレーザ、
ここで該共鳴周波数は周波数のレンジ上において離れて
位置するものであり、該レーザの発振周波数および該共
鳴周波数の組に応答して発振周波数の所望の組を発生す
るために該制御信号の値の組を決定する手段、該制御信
号の値の組を記憶する手段、および該発振周波数の組の
所望の１つに該レーザを駆動するために該制御信号の記
憶された値の１つを選択する手段を含むことを特徴とす
るレーザ制御装置。 ２、請求項１に記載のレーザ制御装置において、該レー
ザの非安定周波数と所望の発振周波数との差を決定する
手段、該レーザの非安定発振周波数と該レーザの所望の
発振周波数との差を訂正するために制御信号を決定する
ための手段、および該レーザを駆動し該選択された制御
信号の値に代わって新しい制御信号の値を記憶するため
に制御信号誤差を該選択された制御信号に加えて該新し
い制御信号の値を発生する手段をさらに含むことを特徴
とするレーザ制御装置。 ３、請求項２に記載のレーザ制御装置において、該レー
ザの動作特性曲線を表す情報を記憶するための手段、お
よび該制御信号誤差決定手段が該選択された発振周波数
について該制御信号誤差を決定した場合に、発振周波数
の選択可能な組を発生するために該制御信号の値の新し
い組を決定し、記憶するプロセッサをさらに含むことを
特徴とするレーザ制御装置。 ４、請求項２に記載のレーザ制御装置において、該制御
信号誤差決定手段が、該レーザの出力および共鳴周波数
の組に応答して誤差信号を発生する手段および該誤差信
号に応答して該制御信号を決定するための積分手段を含
むことを特徴とするレーザ制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/347,122 US4914666A (en) | 1989-05-04 | 1989-05-04 | Random-access digitally -tuned optical frequency synthesizer |
| US347,122 | 1989-05-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02304992A true JPH02304992A (ja) | 1990-12-18 |
| JPH0644655B2 JPH0644655B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=23362417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2111887A Expired - Lifetime JPH0644655B2 (ja) | 1989-05-04 | 1990-05-01 | ランダムアクセスデジタル同調光波数シンセサイザー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4914666A (ja) |
| EP (1) | EP0396371B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0644655B2 (ja) |
| CA (1) | CA2013157C (ja) |
| DE (1) | DE69027628T2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04335588A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-24 | Ando Electric Co Ltd | 周波数安定化光源 |
| EP0529731B1 (en) * | 1991-08-30 | 1995-11-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Continuously tunable laser oscillator |
| DE69200654T2 (de) * | 1991-08-30 | 1995-05-24 | Philips Nv | Abstimmbarer Laseroszillator. |
| FR2680883B1 (fr) * | 1991-08-30 | 1993-11-19 | Alcatel Cit | Procede et dispositif de commande d'un convertisseur de longueur d'onde optique. |
| FR2694423B1 (fr) * | 1992-07-30 | 1994-12-23 | France Telecom | Dispositif de contrôle de la puissance de sortie des diodes laser. |
| US5509023A (en) * | 1994-03-10 | 1996-04-16 | At&T Corp. | Laser control arrangement for tuning a laser |
| FR2734953B1 (fr) * | 1995-05-29 | 1997-07-04 | France Telecom | Dispositif de commutation de frequences d'emission d'une source lumineuse |
| DE19602597C1 (de) * | 1996-01-25 | 1996-10-02 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur temporären Festlegung eines Gegenstandes auf einem Fahrzeugsitz |
| US5780843A (en) * | 1996-07-16 | 1998-07-14 | Universite Laval | Absolute optical frequency calibrator for a variable frequency optical source |
| US6370170B1 (en) * | 1998-12-30 | 2002-04-09 | At&T Corp. | Laser frequency stabilization apparatus |
| WO2003010866A2 (en) * | 2001-07-24 | 2003-02-06 | Tsunami Photonics Limited | Calibration of voltage-driven current drivers for a multi-section semiconductor laser |
| US7492463B2 (en) * | 2004-04-15 | 2009-02-17 | Davidson Instruments Inc. | Method and apparatus for continuous readout of Fabry-Perot fiber optic sensor |
| US7305158B2 (en) * | 2004-04-15 | 2007-12-04 | Davidson Instruments Inc. | Interferometric signal conditioner for measurement of absolute static displacements and dynamic displacements of a Fabry-Perot interferometer |
| US7835598B2 (en) * | 2004-12-21 | 2010-11-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-channel array processor |
| US7864329B2 (en) * | 2004-12-21 | 2011-01-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fiber optic sensor system having circulators, Bragg gratings and couplers |
| EP1869737B1 (en) * | 2005-03-16 | 2021-05-12 | Davidson Instruments, Inc. | High intensity fabry-perot sensor |
| US7639368B2 (en) * | 2005-09-13 | 2009-12-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Tracking algorithm for linear array signal processor for Fabry-Perot cross-correlation pattern and method of using same |
| US7684051B2 (en) * | 2006-04-18 | 2010-03-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fiber optic seismic sensor based on MEMS cantilever |
| US7743661B2 (en) * | 2006-04-26 | 2010-06-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fiber optic MEMS seismic sensor with mass supported by hinged beams |
| US8115937B2 (en) * | 2006-08-16 | 2012-02-14 | Davidson Instruments | Methods and apparatus for measuring multiple Fabry-Perot gaps |
| WO2008091645A1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Davidson Energy | Transducer for measuring environmental parameters |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58134487A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-10 | Fujitsu Ltd | レ−ザの発振波長測定装置 |
| US4829527A (en) * | 1984-04-23 | 1989-05-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Wideband electronic frequency tuning for orotrons |
| JPH0632332B2 (ja) * | 1984-08-24 | 1994-04-27 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0224185A3 (en) * | 1985-11-19 | 1989-04-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser diode driving circuit |
| JPS63258087A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Hamamatsu Photonics Kk | 波長可変レ−ザ装置 |
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