JPH07240716A - 可変波長光源 - Google Patents
可変波長光源Info
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- JPH07240716A JPH07240716A JP6054579A JP5457994A JPH07240716A JP H07240716 A JPH07240716 A JP H07240716A JP 6054579 A JP6054579 A JP 6054579A JP 5457994 A JP5457994 A JP 5457994A JP H07240716 A JPH07240716 A JP H07240716A
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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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/1304—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by using an active reference, e.g. second laser, klystron or other standard frequency source
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光源と可変波長光源の差周波数を広い範囲に
わたり可変する可変波長光源を提供する。 【構成】 光源1はコヒーレント光を出射し、光分岐器
3は光源1の出力光を分岐し、周波数制御回路12で信
号発生器6の周波数を制御し、光位相変調器5に変調信
号を送ることにより一方の出力光を位相変調し、可変波
長光源2はコヒーレント光を出射し、出射光の光周波数
を可変し、光分岐器4は可変波長光源2の出力光を分岐
し、光合波器7は光分岐器4の出力光と光位相変調器5
の出力光を合波し、これを光検出器8で検出し、位相比
較器10に光検出器8の出力と信号発生器9の出力を入
力して位相を比較し、両者の位相差を電圧に変換して出
力し、LPF11で位相比較器10の出力を帯域制限
し、可変波長光源2に出力する。
わたり可変する可変波長光源を提供する。 【構成】 光源1はコヒーレント光を出射し、光分岐器
3は光源1の出力光を分岐し、周波数制御回路12で信
号発生器6の周波数を制御し、光位相変調器5に変調信
号を送ることにより一方の出力光を位相変調し、可変波
長光源2はコヒーレント光を出射し、出射光の光周波数
を可変し、光分岐器4は可変波長光源2の出力光を分岐
し、光合波器7は光分岐器4の出力光と光位相変調器5
の出力光を合波し、これを光検出器8で検出し、位相比
較器10に光検出器8の出力と信号発生器9の出力を入
力して位相を比較し、両者の位相差を電圧に変換して出
力し、LPF11で位相比較器10の出力を帯域制限
し、可変波長光源2に出力する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2個のコヒーレント
光源の差周波数を可変する可変波長光源についてのもの
である。
光源の差周波数を可変する可変波長光源についてのもの
である。
【0002】
【従来の技術】次に、従来技術による構成を図6に示
す。図6の1はコヒーレント光を出射する光源、2はコ
ヒーレント光を出射する可変波長光源、3は光分岐器、
4は光分岐器、7は光合波器、8は光検出器、9は信号
発生器、10は位相比較器、11は低域フィルタ(以
下、LPFという。)である。
す。図6の1はコヒーレント光を出射する光源、2はコ
ヒーレント光を出射する可変波長光源、3は光分岐器、
4は光分岐器、7は光合波器、8は光検出器、9は信号
発生器、10は位相比較器、11は低域フィルタ(以
下、LPFという。)である。
【0003】図6で、光源1は光周波数f0 のコヒーレ
ント光を出射し、可変波長光源2は光周波数fa の光を
出射する。光分岐器3は、光源1の光を基準光として外
部に出力するとともに、もう一方の光を光合波器7の第
1の入力とする。光分岐器4は、可変波長光源2からの
光を出力光として外部に出力するとともに、もう一方の
光を光合波器7の第2の入力とする。光合波器7は光分
岐器3からの光周波数f0 の光と光分岐器4からの光周
波数fa の光を合波する。
ント光を出射し、可変波長光源2は光周波数fa の光を
出射する。光分岐器3は、光源1の光を基準光として外
部に出力するとともに、もう一方の光を光合波器7の第
1の入力とする。光分岐器4は、可変波長光源2からの
光を出力光として外部に出力するとともに、もう一方の
光を光合波器7の第2の入力とする。光合波器7は光分
岐器3からの光周波数f0 の光と光分岐器4からの光周
波数fa の光を合波する。
【0004】光検出器8は光合波器7からの合波光を検
出し、光源1と可変波長光源2の光の差周波数△f1 の
信号を出力する。信号発生器9は周波数fSG2 の信号を
位相比較器10に出力する。位相比較器10は光検出器
8の周波数△f1 の信号と信号発生器9の出力である周
波数fSG2 の信号の位相を比較し、位相差を電圧に変換
して出力する。LPF11は位相比較器10の出力の高
い周波数を取り除き、可変波長光源2に入力する。ここ
で、位相比較器10の出力が零に近づくように可変波長
光源2を制御する。したがって、可変波長光源2の発振
周波数は光源1の発振周波数に信号発生器9の発振周波
数を加えた周波数にロックされる。
出し、光源1と可変波長光源2の光の差周波数△f1 の
信号を出力する。信号発生器9は周波数fSG2 の信号を
位相比較器10に出力する。位相比較器10は光検出器
8の周波数△f1 の信号と信号発生器9の出力である周
波数fSG2 の信号の位相を比較し、位相差を電圧に変換
して出力する。LPF11は位相比較器10の出力の高
い周波数を取り除き、可変波長光源2に入力する。ここ
で、位相比較器10の出力が零に近づくように可変波長
光源2を制御する。したがって、可変波長光源2の発振
周波数は光源1の発振周波数に信号発生器9の発振周波
数を加えた周波数にロックされる。
【0005】つぎに、図6の動作を図7と図8を参照し
て説明する。図7のf0 は光源1の発振周波数、fa は
制御前の可変波長光源2の発振周波数、△f1 は光源1
と可変波長光源2の差周波数である。図8のfb は制御
した場合の可変波長光源2の発振周波数である。fSG2
は信号発生器9の出力信号の周波数である。
て説明する。図7のf0 は光源1の発振周波数、fa は
制御前の可変波長光源2の発振周波数、△f1 は光源1
と可変波長光源2の差周波数である。図8のfb は制御
した場合の可変波長光源2の発振周波数である。fSG2
は信号発生器9の出力信号の周波数である。
【0006】制御時の光源1と可変波長光源2の差周波
数はfb −f0 =fSG2 であり、制御を行うと△f1 は
fSG2 と等しくなり、信号発生器9を操作してfSG2 を
変えることにより光源1と可変波長光源2の差周波数△
f1 を変えることができる。
数はfb −f0 =fSG2 であり、制御を行うと△f1 は
fSG2 と等しくなり、信号発生器9を操作してfSG2 を
変えることにより光源1と可変波長光源2の差周波数△
f1 を変えることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図6の構成では、光源
1と可変波長光源2の差周波数可変範囲が信号発生器9
の周波数可変範囲と等しいので、事実上の差周波数可変
範囲は数GHzから数十GHz程度に限られるという問
題がある。
1と可変波長光源2の差周波数可変範囲が信号発生器9
の周波数可変範囲と等しいので、事実上の差周波数可変
範囲は数GHzから数十GHz程度に限られるという問
題がある。
【0008】この発明は、光源の出力光を位相変調する
ことで高調波を発生させ、n次の高調波に可変波長光源
の光周波数をロックし、位相変調周波数を可変する事に
より、光源と可変波長光源の差周波数を広い範囲にわた
り可変する可変波長光源の提供を目的とする。
ことで高調波を発生させ、n次の高調波に可変波長光源
の光周波数をロックし、位相変調周波数を可変する事に
より、光源と可変波長光源の差周波数を広い範囲にわた
り可変する可変波長光源の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明は、コヒーレント光を出射する光源1と、
光源1の出力光を分岐し、一方を基準光として出力する
光分岐器3と、コヒーレント光を出射し、出射光の光周
波数を可変する可変波長光源2と、可変波長光源2の出
力光を分岐し、一方を外部への出力光とする光分岐器4
と、光分岐器3の他の一方の出力光を位相変調する光位
相変調器5と、光位相変調器5に変調信号を送る信号発
生器6と、信号発生器6の周波数を制御する周波数制御
回路12と、光分岐器4の他の一方の出力光と光位相変
調器5の出力光を合波する光合波器7と、光合波器7の
出力光を検出する光検出器8と、位相比較器10に信号
を出力する信号発生器9と、光検出器8の出力と信号発
生器9の出力の位相を比較し、両者の位相差を電圧に変
換して出力する位相比較器10と、位相比較器10の出
力を帯域制限し、可変波長光源2に出力するLPF11
を備える。また、光位相変調器5の出力光を光増幅する
光増幅器13を備える。
に、この発明は、コヒーレント光を出射する光源1と、
光源1の出力光を分岐し、一方を基準光として出力する
光分岐器3と、コヒーレント光を出射し、出射光の光周
波数を可変する可変波長光源2と、可変波長光源2の出
力光を分岐し、一方を外部への出力光とする光分岐器4
と、光分岐器3の他の一方の出力光を位相変調する光位
相変調器5と、光位相変調器5に変調信号を送る信号発
生器6と、信号発生器6の周波数を制御する周波数制御
回路12と、光分岐器4の他の一方の出力光と光位相変
調器5の出力光を合波する光合波器7と、光合波器7の
出力光を検出する光検出器8と、位相比較器10に信号
を出力する信号発生器9と、光検出器8の出力と信号発
生器9の出力の位相を比較し、両者の位相差を電圧に変
換して出力する位相比較器10と、位相比較器10の出
力を帯域制限し、可変波長光源2に出力するLPF11
を備える。また、光位相変調器5の出力光を光増幅する
光増幅器13を備える。
【0010】
【作用】次に、この発明による可変波長光源の構成を図
1に示す。図1の5は光位相変調器、6は信号発生器、
12は周波数制御回路であり、他は図6と同じである。
図1は、図6の構成において、光分岐器3の次段に光位
相変調器5と信号発生器6と周波数制御回路12を加え
たものである。
1に示す。図1の5は光位相変調器、6は信号発生器、
12は周波数制御回路であり、他は図6と同じである。
図1は、図6の構成において、光分岐器3の次段に光位
相変調器5と信号発生器6と周波数制御回路12を加え
たものである。
【0011】次に、この発明による可変波長光源の動作
を図1を参照して説明する。光源1からのコヒーレント
光を光位相変調器5は周波数制御回路12で決めた周波
数fSG1 の信号を出力する信号発生器6からの信号によ
り位相変調し、高調波を発生させる。光合波器7は光位
相変調器5の出力光と可変波長光源2の出力光を合波す
る。光検出器8は光合波器7の出力光を検出し、周波数
△f2 の信号を出力する。△f2 は光位相変調器5の出
力光のn次の高調波と可変波長光源2の出力光の差周波
数である。
を図1を参照して説明する。光源1からのコヒーレント
光を光位相変調器5は周波数制御回路12で決めた周波
数fSG1 の信号を出力する信号発生器6からの信号によ
り位相変調し、高調波を発生させる。光合波器7は光位
相変調器5の出力光と可変波長光源2の出力光を合波す
る。光検出器8は光合波器7の出力光を検出し、周波数
△f2 の信号を出力する。△f2 は光位相変調器5の出
力光のn次の高調波と可変波長光源2の出力光の差周波
数である。
【0012】信号発生器9は周波数fSG2 の信号を位相
比較器10に出力する。位相比較器10は光検出器8の
出力である周波数△f2 の信号と信号発生器9の出力で
ある周波数fSG2 の信号の位相を比較し、位相差を電圧
に変換して出力する。LPF11は位相比較器10の出
力の高い周波数を取り除き、可変波長光源2に入力す
る。ここで、位相比較器10の出力が零に近づくように
可変波長光源2を制御する。
比較器10に出力する。位相比較器10は光検出器8の
出力である周波数△f2 の信号と信号発生器9の出力で
ある周波数fSG2 の信号の位相を比較し、位相差を電圧
に変換して出力する。LPF11は位相比較器10の出
力の高い周波数を取り除き、可変波長光源2に入力す
る。ここで、位相比較器10の出力が零に近づくように
可変波長光源2を制御する。
【0013】次に、図1の動作を図2と図3を参照して
説明する。図2のf0 は光源1の発振周波数、fa は制
御前の可変波長光源2の発振周波数、fSG1 は信号発生
器6の発振周波数、△f2 は光源1と可変波長光源2の
差周波数、nは光位相変調器5の出力光の高調波の次数
である。図3のfb は制御後の可変波長光源2の発振周
波数である。fSG2 は信号発生器9の出力信号の周波数
である。
説明する。図2のf0 は光源1の発振周波数、fa は制
御前の可変波長光源2の発振周波数、fSG1 は信号発生
器6の発振周波数、△f2 は光源1と可変波長光源2の
差周波数、nは光位相変調器5の出力光の高調波の次数
である。図3のfb は制御後の可変波長光源2の発振周
波数である。fSG2 は信号発生器9の出力信号の周波数
である。
【0014】信号発生器6の信号により位相変調して発
生されたn次の高調波に、信号発生器9からの周波数f
SG2 の周波数差をもってロックすると、光源1と可変波
長光源2の差周波数はfb −f0 =fSG1 ×n+fSG2
となり、可変範囲は信号発生器6の周波数可変範囲のほ
ぼn倍となる。
生されたn次の高調波に、信号発生器9からの周波数f
SG2 の周波数差をもってロックすると、光源1と可変波
長光源2の差周波数はfb −f0 =fSG1 ×n+fSG2
となり、可変範囲は信号発生器6の周波数可変範囲のほ
ぼn倍となる。
【0015】
【実施例】次に図1の実施例の構成を図4と図5に示
す。図4は図1の構成に光増幅器13を追加したもので
光位相変調器5で発生させた高調波のレベルが小さい場
合に有効である。図5は図1の具体的な構成図であり、
光源1を半導体レーザ、可変波長光源2を半導体レーザ
とペルチェ素子などで温度制御する温度制御装置と組み
合わせたもの、光分岐器3と4と光合波器7を光ファイ
バカプラ、信号発生器6と周波数制御回路12を組み合
わせたものをシンセサイザ、光検出器7をホトダイオー
ド、信号発生器9をシンセサイザ、位相比較器10をミ
キサとしたものである。光源1は半導体レーザに限らず
シングルモード発振であればどのようなレーザでもよ
い。可変波長光源2は半導体レーザや固体レーザなどを
温度制御したものの他に半導体レーザに外部共振器を設
けたものでも良く、光位相変調器5は光導波路を用いた
ものを使用することができる。
す。図4は図1の構成に光増幅器13を追加したもので
光位相変調器5で発生させた高調波のレベルが小さい場
合に有効である。図5は図1の具体的な構成図であり、
光源1を半導体レーザ、可変波長光源2を半導体レーザ
とペルチェ素子などで温度制御する温度制御装置と組み
合わせたもの、光分岐器3と4と光合波器7を光ファイ
バカプラ、信号発生器6と周波数制御回路12を組み合
わせたものをシンセサイザ、光検出器7をホトダイオー
ド、信号発生器9をシンセサイザ、位相比較器10をミ
キサとしたものである。光源1は半導体レーザに限らず
シングルモード発振であればどのようなレーザでもよ
い。可変波長光源2は半導体レーザや固体レーザなどを
温度制御したものの他に半導体レーザに外部共振器を設
けたものでも良く、光位相変調器5は光導波路を用いた
ものを使用することができる。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、光源の出力光を位相
変調することにより高調波を発生させ、n次の高調波に
可変波長光源の光周波数をロックし、位相変調周波数を
可変するので、光源と可変波長光源の差周波数を広い範
囲にわたり可変することができる。
変調することにより高調波を発生させ、n次の高調波に
可変波長光源の光周波数をロックし、位相変調周波数を
可変するので、光源と可変波長光源の差周波数を広い範
囲にわたり可変することができる。
【図1】この発明による可変波長光源の構成図である。
【図2】この発明における制御前の各々の周波数の関係
を示した図である。
を示した図である。
【図3】この発明における制御後の各々の周波数の関係
を示した図である。
を示した図である。
【図4】図1の実施例の構成図である。
【図5】図1の他の実施例の構成図である。
【図6】従来技術による可変波長光源の構成図である。
【図7】従来技術における制御前の各々の周波数の関係
を示した図である。
を示した図である。
【図8】従来技術における制御後の各々の周波数の関係
を示した図である。
を示した図である。
1 光源 2 可変波長光源 3 光分波器 4 光分波器 5 光位相変調器 6 信号発生器 7 光合波器 8 光検出器 9 信号発生器 10 位相比較器 11 LPF 12 周波数制御回路 13 光増幅器
Claims (2)
- 【請求項1】 コヒーレント光を出射する光源(1) と、 光源(1) の出力光を分岐し、一方を基準光として出力す
る第1の光分岐器(3)と、コヒーレント光を出射し、出
射光の光周波数を可変する可変波長光源(2) と、 可変波長光源(2) の出力光を分岐し、一方を外部への出
力光とする第2の光分岐器(4) と、 第1の光分岐器(3) の他の一方の出力光を位相変調する
光位相変調器(5) と、 光位相変調器(5) に変調信号を送る第1の信号発生器
(6) と、 信号発生器(6) の周波数を制御する周波数制御回路(12)
と、 第2の光分岐器(4) の他の一方の出力光と光位相変調器
(5) の出力光を合波する光合波器(7) と、 光合波器(7) の出力光を検出する光検出器(8) と、 位相比較器(10)に信号を出力する第2の信号発生器(9)
と、 光検出器(8) の出力と信号発生器(9) の出力の位相を比
較し、両者の位相差を電圧に変換して出力する位相比較
器(10)と、 位相比較器(10)の出力を帯域制限し、可変波長光源(2)
に出力する低域フィルタ(11)を備えることを特徴とする
可変波長光源。 - 【請求項2】 光位相変調器(5) の出力光を光増幅する
光増幅器(13)を備えることを特徴とする請求項1に記載
の可変波長光源。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6054579A JPH07240716A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 可変波長光源 |
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