JPS62252982A - 可変波長光源 - Google Patents
可変波長光源Info
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- JPS62252982A JPS62252982A JP9599986A JP9599986A JPS62252982A JP S62252982 A JPS62252982 A JP S62252982A JP 9599986 A JP9599986 A JP 9599986A JP 9599986 A JP9599986 A JP 9599986A JP S62252982 A JPS62252982 A JP S62252982A
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Classifications
-
- 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
- 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
-
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2383—Parallel arrangements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、可変波長レーザ光源の特性および機能の改良
に関する。
に関する。
（従来の技術）
第１０図は従来の可変波長光源の一例を示す構成ブロッ
ク図である。半導体レーザＬＤＩの出力光は集光レンズ
ＬＳ２を介して回折格子ＤＧに入射し、１次回折光Ｐ１
が半導体レーザＬＤ１に戻る。Ｐｌは０次回折光である
。回折格子ＤＧを回転すると半導体レーザＬＤＩへ戻る
１次回折光の波長が変化するので、発振波長を制御する
ことができる。外部への出力は半導体レーザＬＤ１の他
端の出力光をレンズＬＳ１を介して取出される。
ク図である。半導体レーザＬＤＩの出力光は集光レンズ
ＬＳ２を介して回折格子ＤＧに入射し、１次回折光Ｐ１
が半導体レーザＬＤ１に戻る。Ｐｌは０次回折光である
。回折格子ＤＧを回転すると半導体レーザＬＤＩへ戻る
１次回折光の波長が変化するので、発振波長を制御する
ことができる。外部への出力は半導体レーザＬＤ１の他
端の出力光をレンズＬＳ１を介して取出される。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような構成の可変波長光源において
、回折格子の回転角と出力光の波長を対応づけようとす
ると、Ｈｅ Ｎｅレーザ等の波長が明らかな基準光源
を用いて、一点または数点の校正しかできないという問
題があった。
、回折格子の回転角と出力光の波長を対応づけようとす
ると、Ｈｅ Ｎｅレーザ等の波長が明らかな基準光源
を用いて、一点または数点の校正しかできないという問
題があった。
また回折角θおよび波長λの関係は
λ−ｋｓｉｎθ ・・・（１）（ｋは比例
定数）となる。すなわち、回転角度と波長は比例関係に
ないため、校正点付近では誤差が小さいが、離れたとこ
ろでは大きくなってしまうという問題があった。
定数）となる。すなわち、回転角度と波長は比例関係に
ないため、校正点付近では誤差が小さいが、離れたとこ
ろでは大きくなってしまうという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたち
ので、広い帯域にわたって発振波長を正確に知ることが
できる可変波長光源を大川することを目的とする。
ので、広い帯域にわたって発振波長を正確に知ることが
できる可変波長光源を大川することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る可変波長光源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レーザ光源と、多モード発振
レーザ光を出力するマーカ光源とを備え、可変波長レー
ザ光源の出力光の波長をマーカ光源の所定の波長間隔で
発生する出力光で目盛り句するように構成したことを特
徴とする。
の波長が変化する可変波長レーザ光源と、多モード発振
レーザ光を出力するマーカ光源とを備え、可変波長レー
ザ光源の出力光の波長をマーカ光源の所定の波長間隔で
発生する出力光で目盛り句するように構成したことを特
徴とする。
（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。可変波長光源１において、１１は
入力信号に対応する波長の光を出力する可変波長レーザ
光源、１２は一定波長間隔のマーカ光を出力する光周波
数マーカ光ｉｔ！（以下マーカ光源と呼ぶ）、１３は波
長が一定の光を出力する基準波長レーザ光源（以下基準
光源と呼ぶ）、１４は前記可変波長レーザ光源１１の出
力光を入射して２方向に分離するハーフミラ−１１５は
このハーフミラ−１４の反射光および前記マーカ光源１
２の出力光を入射するハーフミラ−１１６はこのハーフ
ミラ−１５の透過光および前記基準光源１３の出力光を
入１するハーフミラ−１１７はＰＩＮフォトダイオード
やアバランシェフォトダイオードなどからなり前記ハー
フミラ−１５の反射光および透過光を入射する光検出器
、１８はこの光検出器１７の電気出力を入力するバンド
パス増幅器、１つは前記ハーフミラ−１６の反射光およ
び透過光を入射する１７と同様の光検出器、２０はこの
光検出器１９の電気出力を入力するバンドパス増幅器で
ある。信号処理部２において、２’１．２２は前記バン
ドパス増幅器１８．２０の出力をそれぞれ入力する電気
スペクトラム・アナライザである。
成ブロック図である。可変波長光源１において、１１は
入力信号に対応する波長の光を出力する可変波長レーザ
光源、１２は一定波長間隔のマーカ光を出力する光周波
数マーカ光ｉｔ！（以下マーカ光源と呼ぶ）、１３は波
長が一定の光を出力する基準波長レーザ光源（以下基準
光源と呼ぶ）、１４は前記可変波長レーザ光源１１の出
力光を入射して２方向に分離するハーフミラ−１１５は
このハーフミラ−１４の反射光および前記マーカ光源１
２の出力光を入射するハーフミラ−１１６はこのハーフ
ミラ−１５の透過光および前記基準光源１３の出力光を
入１するハーフミラ−１１７はＰＩＮフォトダイオード
やアバランシェフォトダイオードなどからなり前記ハー
フミラ−１５の反射光および透過光を入射する光検出器
、１８はこの光検出器１７の電気出力を入力するバンド
パス増幅器、１つは前記ハーフミラ−１６の反射光およ
び透過光を入射する１７と同様の光検出器、２０はこの
光検出器１９の電気出力を入力するバンドパス増幅器で
ある。信号処理部２において、２’１．２２は前記バン
ドパス増幅器１８．２０の出力をそれぞれ入力する電気
スペクトラム・アナライザである。
上記のような構成の可変波長光源の動作を以下に説明す
る。可変波長レーザ光源１１の出力光の一部はハーフミ
ラ−１４を透過して出力光となり、他の一部は反射して
ハーフミラ−１５に入射する。
る。可変波長レーザ光源１１の出力光の一部はハーフミ
ラ−１４を透過して出力光となり、他の一部は反射して
ハーフミラ−１５に入射する。
この光の一部はハーフミラ−１５で反射し、ハーフミラ
−１５を透過したマーカ光源１２の出力光と干渉して光
検出器１７に入射する。光検出部１７はヘテロダイン検
波により、両光の周波数の差を持つ電気信号に変換する
。光検出ａｌ１１７の電気出力はフィルタ１８のバンド
パス特性を一部が通過し、電気スペクトラム・アナライ
ザ２１で可変波長レーザ光ａおよびマーカ光すが表示さ
れる。
−１５を透過したマーカ光源１２の出力光と干渉して光
検出器１７に入射する。光検出部１７はヘテロダイン検
波により、両光の周波数の差を持つ電気信号に変換する
。光検出ａｌ１１７の電気出力はフィルタ１８のバンド
パス特性を一部が通過し、電気スペクトラム・アナライ
ザ２１で可変波長レーザ光ａおよびマーカ光すが表示さ
れる。
ハーフミラ−１５を透過した他の一部の光（可変波長光
源からの光）はハーフミラ−１６で反射し、ハーフミラ
−１６を透過する基準光源１３の出力光と干渉して光検
出器１９に入射する。光検出部１９はヘテロダイン検波
により、両光の周波数の差を持つ電気信号に変換する。
源からの光）はハーフミラ−１６で反射し、ハーフミラ
−１６を透過する基準光源１３の出力光と干渉して光検
出器１９に入射する。光検出部１９はヘテロダイン検波
により、両光の周波数の差を持つ電気信号に変換する。
光検出部１９の電気出力はフィルタ２０のバンドパス特
性を一部が通過し、電気スペクトラム・アナライザ２２
で可変波長レーザ光ａおよび基準光Ｃが表示される。
性を一部が通過し、電気スペクトラム・アナライザ２２
で可変波長レーザ光ａおよび基準光Ｃが表示される。
電気スペクトラム・アナライザ２１の表示画面からマー
カ光の周波数間隔およびマーカ光と可変波長光の周波数
間隔を正確に知ることができ、電気スペクトラム・アナ
ライザ２２の表示画面で基準光との関係から可変波長光
の周波数を正確に知ることができる。例えば、電気スペ
クトラム・アナライザ２２の表示画面でビート信号がＯ
Ｈｚに現れるときは可変波長レーザの波長と基準波長レ
ーザの波長とは等しい。
カ光の周波数間隔およびマーカ光と可変波長光の周波数
間隔を正確に知ることができ、電気スペクトラム・アナ
ライザ２２の表示画面で基準光との関係から可変波長光
の周波数を正確に知ることができる。例えば、電気スペ
クトラム・アナライザ２２の表示画面でビート信号がＯ
Ｈｚに現れるときは可変波長レーザの波長と基準波長レ
ーザの波長とは等しい。
第１図装置において、可変波長レーザ光源１１としては
半導体レーザの注入電流・（５瀧度を変えて波長を変化
させるもの、第１０図の従来例のように外部共振器の片
方のミラーを回折格子とし、その回転角を変えて波長を
変化させるもの、そのほか各種のものを使用できる。
半導体レーザの注入電流・（５瀧度を変えて波長を変化
させるもの、第１０図の従来例のように外部共振器の片
方のミラーを回折格子とし、その回転角を変えて波長を
変化させるもの、そのほか各種のものを使用できる。
第２図は可変波長レーザ光源１１の一実施例を示す構成
ブロック図である。図においてＬＤ２は半導体レーザ、
ＡＲＩ、ＡＲ２はこの半導体レーザＬＤ２の両端に設け
られた無反射コート部、ＬＳ３はこの無反射コート部△
Ｒ１から出射される光を平行光とするレンズ、ＢＳｌは
このレンズＬＳ３を通過した光が反射されるとともに共
振光を外部へ出力するビームスプリッタ、ＬＳ４は無反
射コート部ＡＲ２から出射される光を平行光とするレン
ズ、ＵＭｌはこのレンズＬＳ４を通過する光が入射する
第１の超音波変調器、ＵＭ２はこの超音波変調器ＵＭＩ
からの出力光が入射する第２の超音波変調器、Ｍｌはこ
の超音波変調器ＵＭ２から出射した光を反射するミラー
、ＤＲｌは前記超音波変調器ＵＭ１．ＵＭ２を周波数Ｆ
で励振する発１辰器である。半導体レーザＬＤ２の無反
射コート部△Ｒ１から出射した光はレンズＬＳ３で平行
光とされた模ビームスプリッタＢＳ１で反射され、反射
光は光路を元に戻って再び半導体レーザ゛ＬＤ２に入射
する。無反射コート部ＡＲ２から出射した周波数ｆｏ＋
の光はレンズＬＳ４で平行光とされ、第１の超音波変調
器ＵＭ１に入射する。
ブロック図である。図においてＬＤ２は半導体レーザ、
ＡＲＩ、ＡＲ２はこの半導体レーザＬＤ２の両端に設け
られた無反射コート部、ＬＳ３はこの無反射コート部△
Ｒ１から出射される光を平行光とするレンズ、ＢＳｌは
このレンズＬＳ３を通過した光が反射されるとともに共
振光を外部へ出力するビームスプリッタ、ＬＳ４は無反
射コート部ＡＲ２から出射される光を平行光とするレン
ズ、ＵＭｌはこのレンズＬＳ４を通過する光が入射する
第１の超音波変調器、ＵＭ２はこの超音波変調器ＵＭＩ
からの出力光が入射する第２の超音波変調器、Ｍｌはこ
の超音波変調器ＵＭ２から出射した光を反射するミラー
、ＤＲｌは前記超音波変調器ＵＭ１．ＵＭ２を周波数Ｆ
で励振する発１辰器である。半導体レーザＬＤ２の無反
射コート部△Ｒ１から出射した光はレンズＬＳ３で平行
光とされた模ビームスプリッタＢＳ１で反射され、反射
光は光路を元に戻って再び半導体レーザ゛ＬＤ２に入射
する。無反射コート部ＡＲ２から出射した周波数ｆｏ＋
の光はレンズＬＳ４で平行光とされ、第１の超音波変調
器ＵＭ１に入射する。
超音波により形成される回折格子に対して特定の入射角
および出射角を満足するような光の波長は超音波の波長
が変われば変化する。入射光は回折の際に超音波による
ドツプラシフトを受け、＋１次回折光（超音波の方向と
回折される方向が同じ）の周波数はｆｏ＋＋Ｆとなる。
および出射角を満足するような光の波長は超音波の波長
が変われば変化する。入射光は回折の際に超音波による
ドツプラシフトを受け、＋１次回折光（超音波の方向と
回折される方向が同じ）の周波数はｆｏ＋＋Ｆとなる。
超音波変調器ｔＪＭ１からの出射光は超音波変調器ＵＭ
２で再び回折する。超音波変１＠ＵＭ２では超音波の進
行波と回折光の関係が超音波変調器ＵＭＩにおける場合
と逆で、−１次回折光となるので、ドツプラシフト量は
−Ｆとなり、超音波変調器ＵＭ２の出力光の周波数はｆ
ｏ ｒ ＋Ｆ Ｆ−ｆｏ ｒとなる。超音波変調器Ｕ
Ｍ２の出力光はミラーＭ１で反射した後、超音波変調器
ＵＭ２でドツプラシフトを受けて周波数がｆｏ＋ Ｆ
となった後、超音波変調器ｔＪＭ１でｆｏ ＋ Ｆ＋
Ｆ−ｆｏ ＋となり、元の周波数ｆｏ＋となって半導体
レーザＬＤ２に戻るので、共振状態が持続する。この様
な構成で超音波の波長（周波数Ｆ）を変えれば、共１辰
する光の波長を掃引することができる。ビームスプリッ
タＢＳ１を介して共振した光が外部に出力される。
２で再び回折する。超音波変１＠ＵＭ２では超音波の進
行波と回折光の関係が超音波変調器ＵＭＩにおける場合
と逆で、−１次回折光となるので、ドツプラシフト量は
−Ｆとなり、超音波変調器ＵＭ２の出力光の周波数はｆ
ｏ ｒ ＋Ｆ Ｆ−ｆｏ ｒとなる。超音波変調器Ｕ
Ｍ２の出力光はミラーＭ１で反射した後、超音波変調器
ＵＭ２でドツプラシフトを受けて周波数がｆｏ＋ Ｆ
となった後、超音波変調器ｔＪＭ１でｆｏ ＋ Ｆ＋
Ｆ−ｆｏ ＋となり、元の周波数ｆｏ＋となって半導体
レーザＬＤ２に戻るので、共振状態が持続する。この様
な構成で超音波の波長（周波数Ｆ）を変えれば、共１辰
する光の波長を掃引することができる。ビームスプリッ
タＢＳ１を介して共振した光が外部に出力される。
第３図は可変波長レーザ光源１１の第２の実施例を示す
構成ブロック図である。第２図と同一の部分には同じ記
号を付して説明を省略する。ＢＳ２はレンズＬＳ４から
の出射光を２方向に分離するビームスプリッタ、Ｅｏｌ
はこのビームスプリッタ８８２を透過した光を入射する
電気光学素子、■１はこの電気光学素子ＥＯ１を制御す
る信号源、Ｍｌは前記電気光学索子ＥＯ１の出射光を反
射するミラー、ＥＯ２は前記ビームスプリッタ８８２で
反射した光を入射する電気光学素子、Ｍ２はこの電気光
学素子ＥＯ２の出射光を反射するミラー、■２はこの電
気光学素子ＥＯ２を制御する信号源である。電気光学素
子ＥＯ１，ＥＯ２の光路方向の良さをそれぞれＱ＋＊Ｑ
２、屈折率をそれぞれｎｌ＋ ０２、ビームスプリッタ
８８１．Ｍｌ間の光路に沿ったρ、を除く距離をし＋、
ビームスプリッタ３８１．Ｍ２間の光路に沿ったＱ２を
除く距離をし２％ｑをｍ数とすると、この鳴合の発振周
波数ｆＯ□は ｆｏ ２−Ｑ −Ｃ／２１ （Ｌ＋ ＋ｎ＋
（Ｖ＋ ）ｆｆｉ＋ ＞（Ｌ２ ＋ｎ２
（Ｖ２ ） Ｒ２） ｌ −＜２）となる。すなわ
ち信号源１または■２により電気光学素子ＥＯＩまたは
ＥＯ２の１ｉｌ界強度を変えて屈折率ｎ１またはｎ２を
変化させることにより、発振周波数ｆｏ２を広範囲に掃
引できる。
構成ブロック図である。第２図と同一の部分には同じ記
号を付して説明を省略する。ＢＳ２はレンズＬＳ４から
の出射光を２方向に分離するビームスプリッタ、Ｅｏｌ
はこのビームスプリッタ８８２を透過した光を入射する
電気光学素子、■１はこの電気光学素子ＥＯ１を制御す
る信号源、Ｍｌは前記電気光学索子ＥＯ１の出射光を反
射するミラー、ＥＯ２は前記ビームスプリッタ８８２で
反射した光を入射する電気光学素子、Ｍ２はこの電気光
学素子ＥＯ２の出射光を反射するミラー、■２はこの電
気光学素子ＥＯ２を制御する信号源である。電気光学素
子ＥＯ１，ＥＯ２の光路方向の良さをそれぞれＱ＋＊Ｑ
２、屈折率をそれぞれｎｌ＋ ０２、ビームスプリッタ
８８１．Ｍｌ間の光路に沿ったρ、を除く距離をし＋、
ビームスプリッタ３８１．Ｍ２間の光路に沿ったＱ２を
除く距離をし２％ｑをｍ数とすると、この鳴合の発振周
波数ｆＯ□は ｆｏ ２−Ｑ −Ｃ／２１ （Ｌ＋ ＋ｎ＋
（Ｖ＋ ）ｆｆｉ＋ ＞（Ｌ２ ＋ｎ２
（Ｖ２ ） Ｒ２） ｌ −＜２）となる。すなわ
ち信号源１または■２により電気光学素子ＥＯＩまたは
ＥＯ２の１ｉｌ界強度を変えて屈折率ｎ１またはｎ２を
変化させることにより、発振周波数ｆｏ２を広範囲に掃
引できる。
第４図は第１図装置のマーカ光源１２の一実施例を示す
構成ブロック図である。マーカ光源１２ａにおいて、Ｌ
Ｄ３はその両端がＡＲココ−ィング（無反射コーティン
グ）された半導体レーザ、ＬＳ５およびＬＳ６はこの半
導体レーザＬＤ３の出力光を平行光にするコリメータレ
ンズ、ＨＭｌおよび８Ｍ２はこのレンズＬＳ５．ＬＳ６
の外側で外部共振器を構成する半透過ミラー、Ａ丁はこ
の半透過ミラーＬＳ６から出力する光が通過するアッテ
ネータである。前記半透過ミラー１−Ｉ Ｍ １を透過
した出力光はレンズＬＳ７で集光し、ＡＰＤ（Ａｖａｌ
ａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）からなる光検出
器ＰＤ１で検出される。光検出器ＰＤ１の出力電気信号
は増幅器Ａ１で増幅された後スペクトルアナライザＳＡ
で波形がモニタされる。
構成ブロック図である。マーカ光源１２ａにおいて、Ｌ
Ｄ３はその両端がＡＲココ−ィング（無反射コーティン
グ）された半導体レーザ、ＬＳ５およびＬＳ６はこの半
導体レーザＬＤ３の出力光を平行光にするコリメータレ
ンズ、ＨＭｌおよび８Ｍ２はこのレンズＬＳ５．ＬＳ６
の外側で外部共振器を構成する半透過ミラー、Ａ丁はこ
の半透過ミラーＬＳ６から出力する光が通過するアッテ
ネータである。前記半透過ミラー１−Ｉ Ｍ １を透過
した出力光はレンズＬＳ７で集光し、ＡＰＤ（Ａｖａｌ
ａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）からなる光検出
器ＰＤ１で検出される。光検出器ＰＤ１の出力電気信号
は増幅器Ａ１で増幅された後スペクトルアナライザＳＡ
で波形がモニタされる。
第４図装置の動作を以下に説明する。半導体レーザＬＤ
３の出力光の自然放出光ゲインカーブは第５図の点線ｄ
のようになる。半導体レーザＬＤ３の両端面から出力さ
れた光はレンズＬＳ５．ＬＳ６でそれぞれ平行光となり
、半透過ミラー１−：Ｍｌ、８Ｍ２の間で共振する。共
振器長（半透過ミラーＨＭ１．ＨＭ２の距１１ｔ）を１
１光速を０１屈折率をｎとすると、外部共振器のフリー
スベクトルレンジはＣ／２ ｎ Ｌで決まり、第３図の
点線ｅに示すようにＣ／２１１１ごとにＱが高くなる。
３の出力光の自然放出光ゲインカーブは第５図の点線ｄ
のようになる。半導体レーザＬＤ３の両端面から出力さ
れた光はレンズＬＳ５．ＬＳ６でそれぞれ平行光となり
、半透過ミラー１−：Ｍｌ、８Ｍ２の間で共振する。共
振器長（半透過ミラーＨＭ１．ＨＭ２の距１１ｔ）を１
１光速を０１屈折率をｎとすると、外部共振器のフリー
スベクトルレンジはＣ／２ ｎ Ｌで決まり、第３図の
点線ｅに示すようにＣ／２１１１ごとにＱが高くなる。
その結果アッテネータ八Ｔから出力されるマーカ出力光
は第５図の実線ｆのようになる（多モード発振）。マー
カ出力光の波長間隔λχは電ヌスベクトルアナライ）Ｊ
’ＳＡで周波数間隔νχとして正確に読み取ることがで
きる。共振器長りを変えれば、マーカ出力の波長間隔λ
χを変えることができる。
は第５図の実線ｆのようになる（多モード発振）。マー
カ出力光の波長間隔λχは電ヌスベクトルアナライ）Ｊ
’ＳＡで周波数間隔νχとして正確に読み取ることがで
きる。共振器長りを変えれば、マーカ出力の波長間隔λ
χを変えることができる。
例えば、Ｌ−１０ｍｍのとき周波数間隔νχはシχ＝ｃ
／２ｍ−１５ＧＨｚとなる。また必要に応じて外部共振
器を恒温槽等に入れて、安定な周波数間隔とすることが
できる。
／２ｍ−１５ＧＨｚとなる。また必要に応じて外部共振
器を恒温槽等に入れて、安定な周波数間隔とすることが
できる。
第６図は基準波長レーザ光源１３の１実施例を示す構成
ブロック図である。図において、ＬＤ４は半導体レーザ
、ＢＳ３はこの半導体レーザＬＤ４の出力光が入射する
ビームスプリッタ、ＣＬＩはこのビームスプリッタＢＳ
３の反射光を入射する標準物質が封入された吸収セル、
ＰＤ２はこの吸収セルＣＬ１の出力光が入射する受光素
子、Ｌ△１はこの受光素子ＰＤ２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ＬＤ４の電流を制
御するロックインアンプ、ＯＲ２は前記半導体レーザＬ
Ｄ４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ＬＡ１の位相検波周波数を供給する発振器である。
ブロック図である。図において、ＬＤ４は半導体レーザ
、ＢＳ３はこの半導体レーザＬＤ４の出力光が入射する
ビームスプリッタ、ＣＬＩはこのビームスプリッタＢＳ
３の反射光を入射する標準物質が封入された吸収セル、
ＰＤ２はこの吸収セルＣＬ１の出力光が入射する受光素
子、Ｌ△１はこの受光素子ＰＤ２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ＬＤ４の電流を制
御するロックインアンプ、ＯＲ２は前記半導体レーザＬ
Ｄ４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ＬＡ１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ＢＳ３の透過光がこの基準波長レーザ
光源の出力光となる。標準物質としてはＣｓ、Ｒｂ、Ｎ
Ｈ３，Ｈ２Ｏなど任意の物質を用いることができる。
光源の出力光となる。標準物質としてはＣｓ、Ｒｂ、Ｎ
Ｈ３，Ｈ２Ｏなど任意の物質を用いることができる。
半導体レーザＬＤ４の出力光はビームスプリッタＢＳ３
で反射されて吸収セルＣＬＩに入射し、吸収ヒル内ＣＬ
１の標準物質による吸収を受ｔプる。
で反射されて吸収セルＣＬＩに入射し、吸収ヒル内ＣＬ
１の標準物質による吸収を受ｔプる。
吸収聞を受光素子ＰＤ２で検出し、ロックインアンプＬ
Ａ１を介して半導体レーザＬＤ４の電流に帰還する。半
導体レーザＬＤ４の出力波長は標準物質の吸収スペクト
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。
Ａ１を介して半導体レーザＬＤ４の電流に帰還する。半
導体レーザＬＤ４の出力波長は標準物質の吸収スペクト
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。
また第６図装置で用いている方法は線形吸収法とよばれ
、ドツプラシフトにより吸収スペクトルが比較的太（な
るが、飽和吸収法（堀、開田、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 ０ＱＥ８２−１１６）によりドツプラシフトで隠れ
ている超微細構造の吸収線を検出して、これに半導体レ
ーザしＤ４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。
、ドツプラシフトにより吸収スペクトルが比較的太（な
るが、飽和吸収法（堀、開田、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 ０ＱＥ８２−１１６）によりドツプラシフトで隠れ
ている超微細構造の吸収線を検出して、これに半導体レ
ーザしＤ４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。
また第１図の基準光源としては、この他に波長が既知の
レーザ、例えばＨｅ Ｎｅレーザなどを用いることが
できる。
レーザ、例えばＨｅ Ｎｅレーザなどを用いることが
できる。
このような構成の可変波長光源によれば、可変波長レー
ザ光源にマーカ光源と基準光源を付加することにより、
可変波長レーザの発振波長を広範囲に正確に知ることが
できる。
ザ光源にマーカ光源と基準光源を付加することにより、
可変波長レーザの発振波長を広範囲に正確に知ることが
できる。
また電気スペクトラム・アナライザを用いれば、発振波
長を周波数として高精度・高分解能で知ることができる
。
長を周波数として高精度・高分解能で知ることができる
。
なお上記の実施例では電気スペクトラム・アナライザを
用いているが、次のように光スペクトラム・アナライリ
゛を用いて近似的に可変波長を求めることもできる。ｉ
１７図は第１図装置の可変波長レーザ光源、マーカ光源
および基準波長光源の各出力光を光スペクトラム・アナ
ライヂで観測した場合の表示画面を示す説明図である。
用いているが、次のように光スペクトラム・アナライリ
゛を用いて近似的に可変波長を求めることもできる。ｉ
１７図は第１図装置の可変波長レーザ光源、マーカ光源
および基準波長光源の各出力光を光スペクトラム・アナ
ライヂで観測した場合の表示画面を示す説明図である。
図において、基準光９の波長ＡＯおよびマーカ光の波長
間隔λ３はあらかじめ正確に分っている。表示画面上で
基準光の位置に対応する各部の長ざＶ２ 、Ｖ３および
可変波長光の位置に対応する各部の長さｙ、。
間隔λ３はあらかじめ正確に分っている。表示画面上で
基準光の位置に対応する各部の長ざＶ２ 、Ｖ３および
可変波長光の位置に対応する各部の長さｙ、。
ｙ４を用いて、可変波長光の波長λχを次のように近似
計算できる。
計算できる。
λえ−λ、＋２２．＋２２＋λ０
一λ３Ｖ３／Ｖ２＋２λ３ ＋λコ Ｖ４／Ｖ！＋λ。
＝２３ （Ｙコ ／Ｖ２ ＋２＋’／４ ／Ｖ＋
） ＋λ。 ・
・・（３）第８図は第１図装置のマーカ光源１２の他の
構成例を示す構成ブロック図である。マーカ光＠１２ｂ
において、ＬＳ７およびＬＳ８は半導体レーザＬＤ４の
出力光を平行光とするロッドレンズ、Ｍ３はこのロッド
レンズＬＳ７の一端に設けられたミラー、ＥＯ３は前記
ロッドレンズＬＳ８の出力光を入射する電気光学結晶、
■３はこの電気光学結晶Ｅ○３の電極に接続する制御信
号源、ＨＭ３は前記電気光学結晶ＥＯ３の出力光を反射
する半透過ミラーである。
） ＋λ。 ・
・・（３）第８図は第１図装置のマーカ光源１２の他の
構成例を示す構成ブロック図である。マーカ光＠１２ｂ
において、ＬＳ７およびＬＳ８は半導体レーザＬＤ４の
出力光を平行光とするロッドレンズ、Ｍ３はこのロッド
レンズＬＳ７の一端に設けられたミラー、ＥＯ３は前記
ロッドレンズＬＳ８の出力光を入射する電気光学結晶、
■３はこの電気光学結晶Ｅ○３の電極に接続する制御信
号源、ＨＭ３は前記電気光学結晶ＥＯ３の出力光を反射
する半透過ミラーである。
上記構成の装置において、ミラーＭ３および半透過ミラ
ーＨＭ３は半導体レーザＬＤ４の両側で共振器を構成し
、その共撮器長は電気光学結晶Ｅｏ３の屈折率が印加電
圧により変ると等価的に変化するので、マーカ出力光の
波長間隔を制御信号源ｖ３の出力で容易に変えることが
できる。
ーＨＭ３は半導体レーザＬＤ４の両側で共振器を構成し
、その共撮器長は電気光学結晶Ｅｏ３の屈折率が印加電
圧により変ると等価的に変化するので、マーカ出力光の
波長間隔を制御信号源ｖ３の出力で容易に変えることが
できる。
なお第１図装置のマーカ光源１２として多モード発振す
る単体の半導体レーザを用いてもよい。
る単体の半導体レーザを用いてもよい。
この場合には、半導体レーザの温度や電流を変化するこ
とにより、マーカの波長間隔を変えることができる。
とにより、マーカの波長間隔を変えることができる。
また第１図装置ではハーフミラ−を用いて各部をリアル
タイムで合成しているが、これに限らず、スイッチなど
で時分割的に切換えて表示してもよい。
タイムで合成しているが、これに限らず、スイッチなど
で時分割的に切換えて表示してもよい。
第９図は本発明に係る可変波長光源の１応用例であるコ
ヒーレント型の光スペクトラムアナライゲを示す構成ブ
ロック図である。第１図装置と同一の部分は同じ記号を
付して説明を省略する。１ａは可変波長光源、３１はこ
の可変波長光源１ａの出力光をその一方から入射し被測
定光を他方から入射するハーフミラ−１３２はＰＩＮフ
ォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどか
らなり前記ハーフミラ−３１の出力光を入射してヘテロ
ゲイン検波を行う光検出器、３３はバンドパス特性を有
し前記光検出器３２の電気出力を入力するフィルタ回路
、３４はこのフィルタ回路３３の出力を入力する増幅器
、３５はこの増幅器３４の出力を入力する信号処理・表
示部、３６はこの信号処理・表示部３５および前記可変
波長光源１ａの可変波長レーザ光源１１の掃引を制御す
る掃引信号源である。
ヒーレント型の光スペクトラムアナライゲを示す構成ブ
ロック図である。第１図装置と同一の部分は同じ記号を
付して説明を省略する。１ａは可変波長光源、３１はこ
の可変波長光源１ａの出力光をその一方から入射し被測
定光を他方から入射するハーフミラ−１３２はＰＩＮフ
ォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどか
らなり前記ハーフミラ−３１の出力光を入射してヘテロ
ゲイン検波を行う光検出器、３３はバンドパス特性を有
し前記光検出器３２の電気出力を入力するフィルタ回路
、３４はこのフィルタ回路３３の出力を入力する増幅器
、３５はこの増幅器３４の出力を入力する信号処理・表
示部、３６はこの信号処理・表示部３５および前記可変
波長光源１ａの可変波長レーザ光源１１の掃引を制御す
る掃引信号源である。
上記のような構成の光スペクトラムアナライザの動作を
次に説明する。可変波長光源１ａにおいて、掃引信号源
３６により波長の掃引を制御される可変波長レーザ光源
１１．マーカ光源１２および基準光ａｆ１３の出力光は
ハーフミラ−１４，１５および１６により合成されてハ
ーフミラ−１４からハーフミラ−３１に入射する。被測
定光はハーフミラ−３１で可変波長光源１ａの出力光と
合成され、光検出部３２で画周波数の差の周波数をもつ
電気信号に変換される。光検出部３２の電気出力はフィ
ルタ回路３３のバンドパス特性を一部が通過し増幅部３
４でパワーとして取出される。
次に説明する。可変波長光源１ａにおいて、掃引信号源
３６により波長の掃引を制御される可変波長レーザ光源
１１．マーカ光源１２および基準光ａｆ１３の出力光は
ハーフミラ−１４，１５および１６により合成されてハ
ーフミラ−１４からハーフミラ−３１に入射する。被測
定光はハーフミラ−３１で可変波長光源１ａの出力光と
合成され、光検出部３２で画周波数の差の周波数をもつ
電気信号に変換される。光検出部３２の電気出力はフィ
ルタ回路３３のバンドパス特性を一部が通過し増幅部３
４でパワーとして取出される。
信号処理・表示部３５は掃引信号源３６からの制御信号
を周波数軸信号として入力し、増幅部３４の電気出力を
パワー信号として入力して被測定光ｊ、基準光におよび
マーカ光１をスペクトル表示する。
を周波数軸信号として入力し、増幅部３４の電気出力を
パワー信号として入力して被測定光ｊ、基準光におよび
マーカ光１をスペクトル表示する。
なお上記の応用例ではフィルタ回路３３としてバンドパ
スフィルタを用いたが、これに限らず、ローパスフィル
タを用いてもよい。
スフィルタを用いたが、これに限らず、ローパスフィル
タを用いてもよい。
上記の応用例によれば、測定データとともに基準光とマ
ーカ光が表示（または記録）されるので、基準光の波長
からマーカ光の間隔数を数えるとともに、内挿を行えば
波長を容易に知ることができる。
ーカ光が表示（または記録）されるので、基準光の波長
からマーカ光の間隔数を数えるとともに、内挿を行えば
波長を容易に知ることができる。
（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
発振波長を正確に知ることができる可変波長光源を簡単
な構成で実現することができる。
発振波長を正確に知ることができる可変波長光源を簡単
な構成で実現することができる。
また可変波長レーザ光源の入力信号と発振波長の間の関
係に精度が要求されないので、可変波長レーザ光源の構
成が簡単である。
係に精度が要求されないので、可変波長レーザ光源の構
成が簡単である。
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〜第４図および第６図は第１図装
置の一部を説明するための部分構成ブロック図、第５図
は第４図装置の動作を説明するための特性曲線図、第７
図は第１図装置の動作を説明するた的の特性曲線図、第
８図は第１図装置の一部の他の構成例を示す構成ブロッ
ク図、第９図は本発明に係る可変波長光源の１応用例を
示す構成ブロック図、第１０図は従来の可変波長光源を
示す構成ブロック図である。 １．１ａ・・・可変波長光源、１１．１１ａ、１１ｂ−
・・可変波長レーザ光源、１２．１２ａ、１２ｂ・・・
マーカ光源、λ３・・・波長間隔、１３．１３ａ・・・
基準波長レーザ光源。 第３図 第４図 第ｑ図
成ブロック図、第２図〜第４図および第６図は第１図装
置の一部を説明するための部分構成ブロック図、第５図
は第４図装置の動作を説明するための特性曲線図、第７
図は第１図装置の動作を説明するた的の特性曲線図、第
８図は第１図装置の一部の他の構成例を示す構成ブロッ
ク図、第９図は本発明に係る可変波長光源の１応用例を
示す構成ブロック図、第１０図は従来の可変波長光源を
示す構成ブロック図である。 １．１ａ・・・可変波長光源、１１．１１ａ、１１ｂ−
・・可変波長レーザ光源、１２．１２ａ、１２ｂ・・・
マーカ光源、λ３・・・波長間隔、１３．１３ａ・・・
基準波長レーザ光源。 第３図 第４図 第ｑ図
Claims (6)
- （１）入力信号に対応して出力光の波長が変化する可変
波長レーザ光源と、 多モード発振レーザ光を出力するマーカ光源とを備え、 可変波長レーザ光源の出力光の波長をマーカ光源の所定
の波長間隔で発生する出力光で目盛り付するように構成
したことを特徴とする可変波長光源。 - （２）マーカ光源を半導体レーザと外部共振器を組合せ
て構成した特許請求の範囲第１項記載の可変波長光源。 - （３）外部共振器長を変化することでマーカ光源出力の
波長間隔を変えるように構成した特許請求の範囲第２項
記載の可変波長光源。 - （４）外部共振器内に電気光学素子を挿入して等価的な
共振器長を電気的に変えるように構成した特許請求の範
囲第２項記載の可変波長光源。 - （５）可変波長レーザ光源の出力帯域内で一定波長の光
出力を発生する基準波長レーザ光源を備えたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の可変波長光源。 - （６）可変波長レーザ光源出力とマーカ光源出力および
基準波長レーザ光源出力を干渉させ、ヘテロダイン検波
した後バンドパスフィルタを通過させることにより、可
変光電気信号、マーカ電気信号および基準電気信号を得
るように構成した特許請求の範囲第５項記載の可変波長
光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9599986A JPH0626264B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 可変波長光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9599986A JPH0626264B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 可変波長光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252982A true JPS62252982A (ja) | 1987-11-04 |
| JPH0626264B2 JPH0626264B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=14152791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9599986A Expired - Fee Related JPH0626264B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 可変波長光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626264B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033078A (ja) * | 2007-01-29 | 2009-02-12 | Optical Comb Inc | 波長走査型光源 |
| JP2009060022A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Optical Comb Inc | 波長走査型光源 |
| CN110086071A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-02 | 长春理工大学 | 一种双波长激光可控输出方法及激光器 |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP9599986A patent/JPH0626264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033078A (ja) * | 2007-01-29 | 2009-02-12 | Optical Comb Inc | 波長走査型光源 |
| JP2009060022A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Optical Comb Inc | 波長走査型光源 |
| CN110086071A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-02 | 长春理工大学 | 一种双波长激光可控输出方法及激光器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0626264B2 (ja) | 1994-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |