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JP2583410B2 - Optical frequency spectrum analyzer - Google Patents
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JP2583410B2 - Optical frequency spectrum analyzer - Google Patents

Optical frequency spectrum analyzer

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JP2583410B2
JP2583410B2 JP60296070A JP29607085A JP2583410B2 JP 2583410 B2 JP2583410 B2 JP 2583410B2 JP 60296070 A JP60296070 A JP 60296070A JP 29607085 A JP29607085 A JP 29607085A JP 2583410 B2 JP2583410 B2 JP 2583410B2
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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、高精度かつ高分解能の光高周波スペクトラ
ム・アナライザに関する。
The present invention relates to a high-precision and high-resolution optical high-frequency spectrum analyzer.

《従来の技術》 従来の光周波数スペクトラム・アナライザとしては次
のようなものがある。
<< Conventional Technology >> Conventional optical frequency spectrum analyzers include the following.

イ.回折格子やプリズムを分光器として用いたもの。I. Using a diffraction grating or prism as a spectroscope.

ロ.ファブリ・ペロー共振器を分光器として用いたも
の:第16図に示すように、2枚のハーフミラーHMを対向
して配置し、共振器を構成する。光速をc,2枚のハーフ
ミラーの距離をLとすると、この共振器はc/2Lの周波数
間隔で共振周波数を持つ。左側のハーフミラーHMに被測
定光を入射すると共振周波数と同じ周波数の光は透過し
て受光器PDに入射する。ハーフミラーHMをPZTなどで振
動させて共振周波数を掃引すると、受光器PDの出力から
被測定光のスペクトルを観測できる。
B. Using a Fabry-Perot resonator as a spectroscope: As shown in FIG. 16, two half mirrors HM are arranged to face each other to form a resonator. Assuming that the speed of light is c and the distance between the two half mirrors is L, this resonator has a resonance frequency at a frequency interval of c / 2L. When the light to be measured enters the left half mirror HM, the light having the same frequency as the resonance frequency is transmitted and enters the photodetector PD. When the resonance frequency is swept by vibrating the half mirror HM with PZT or the like, the spectrum of the light to be measured can be observed from the output of the photodetector PD.

《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、上記のイの方式の光周波数スペクトラ
ム・アナライザでは、波長分解能が0.1nm(30GHz相
当)程度、絶対精度が2nm(600GHz相当)程度と、共
に悪い。またロの方式の光周波数スペクトラム・アナラ
イザは、周波数分解能が数10MHzが限度である。基準波
長の光を入力して測定すれば絶対波長も測定できるが、
取扱が非常に難しく、精度も悪い(ミラーの平行度や垂
直入射の調整,ミラー間隔の変動による周波数エラー
等)。また複数モードで発振しているレーザ光を同時に
測定できないという欠点もある。
<< Problems to be Solved by the Invention >> However, the optical frequency spectrum analyzer of the above-mentioned method A has a bad wavelength resolution of about 0.1 nm (equivalent to 30 GHz) and an absolute accuracy of about 2 nm (equivalent to 600 GHz). Further, the optical frequency spectrum analyzer of the method of b) has a frequency resolution of several tens of MHz. Absolute wavelength can be measured by inputting light of reference wavelength and measuring,
Very difficult to handle, poor accuracy (adjustment of mirror parallelism and vertical incidence, frequency error due to fluctuation of mirror spacing, etc.). There is also a disadvantage that laser beams oscillating in a plurality of modes cannot be measured simultaneously.

将来のコヒーレント光通信分野や光応用計測分野では
1MHz以下の高精度,高分解能での周波数測定が必要とさ
れるので、上記の各方式では不十分である。
In the future coherent optical communication field and optical applied measurement field
Since the frequency measurement with high accuracy and high resolution of 1 MHz or less is required, each of the above methods is insufficient.

本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、絶対精度で高精度,高分解能な光周波数スペク
トラム・アナライザを実現することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to realize an optical frequency spectrum analyzer having high accuracy and high resolution with absolute accuracy.

《問題点を解決するための手段》 本発明に係る光周波数スペクトラム・アナライザは、 周波数(ωi)の被測定光が入射されその入射光の偏光
面を制御する偏光制御部(1)と、 既知の絶対周波数を有する基準となる光信号を出力す
るための基準波長光源(310)と、一定の周期で変化す
る電気信号を出力する掃引信号発生器(330)と、基準
波長光源からの光信号を一方の入力とし他方の入力との
光周波数差に関連する電気信号を出力する光ヘテロダイ
ン検波部(321)と、この光ヘテロダイン検波部から出
力された電気信号と掃引信号発生器からの電気信号とを
ミキシングするミキサ(MX1)と、このミキサからの電
気信号の出力を光信号に変換し周波数(ωo)の出力光
および帰還光信号として出力する可変波長光源部(32
2)と、この可変波長光源部からの帰還光信号を入力
し、その光信号の周波数をシフトした周波数の光信号と
する周波数シフタ(323)と、この光周波数シフタから
の光信号の周波数を逓倍し、前記光ヘテロダイン検波部
の他方の入力とする光周波数逓倍回路(324)とを有
し、前記被測定光の光源とは独立して構成された局部発
振器(3)と、 この局部発振器の出力光と前記偏光制御部の出力光を
入力して両出力光を合成する光合成手段(HM1)と、 この光合成手段から出力された光信号を入力し、前記局
部発振器の出力光と偏光制御部の出力光との周波数の差
(ωo−ωi)に関連した電気信号に変換する光ヘテロ
ダイン検波部(4)と、 この光ヘテロダイン検波部から入力した電気信号のう
ち必要とする被測定光の周波数に関連する信号を出力す
るバンドパス・フィルタ(5)と、 このバンドパス・フィルタが出力する電気信号を入力
する検波部(6)と、 この検波部の出力を入力とし前記局部発振器における
掃引信号発生器からの出力が掃引信号として周波数軸に
入力される信号処理・表示部(7)とを備え、 前記被測定光における周波数スペクトルのパワー及び
周波数の絶対値を測定するようにしたことを特徴とす
る。
<< Means for Solving the Problems >> An optical frequency spectrum analyzer according to the present invention includes a polarization control unit (1) that receives a measured light having a frequency (ωi) and controls a polarization plane of the incident light. A reference wavelength light source (310) for outputting a reference optical signal having an absolute frequency, a sweep signal generator (330) for outputting an electric signal that changes at a constant cycle, and an optical signal from the reference wavelength light source An optical heterodyne detection unit (321) that outputs an electric signal related to an optical frequency difference from the other input, and an electric signal output from the optical heterodyne detection unit and an electric signal from a sweep signal generator (MX1) which mixes the output signal and the variable wavelength light source unit (32) which converts the output of the electric signal from the mixer into an optical signal and outputs it as output light of a frequency (ωo) and a feedback optical signal.
2) and a frequency shifter (323) which receives a feedback optical signal from the variable wavelength light source unit and converts the frequency of the optical signal to an optical signal having a frequency shifted, and a frequency of the optical signal from the optical frequency shifter. A local oscillator (3) having an optical frequency multiplying circuit (324) for multiplying the other input of the optical heterodyne detection unit and configured independently of the light source of the measured light; A light combining unit (HM1) for inputting the output light of the polarization control unit and the output light of the polarization control unit and combining the two output lights; and inputting the optical signal output from the light combination unit to output light of the local oscillator and polarization control. An optical heterodyne detection unit (4) that converts the signal into an electric signal related to a frequency difference (ωo−ωi) from the output light of the unit, and an optical signal input from the optical heterodyne detection unit, Generates frequency-related signals A band-pass filter (5), a detection unit (6) for inputting an electric signal output from the band-pass filter, and an output from a sweep signal generator in the local oscillator which receives an output of the detection unit as an input. A signal processing / display unit (7) input to the frequency axis as a sweep signal, wherein a power of a frequency spectrum and an absolute value of a frequency in the measured light are measured.

《作用》 上記の構成による局部発振部は広帯域の出力光を出力
し、この様な出力光と被測光を合成して光ヘテロダイン
検波を行うので絶対精度を有し、高精度、高分解能であ
る光周波数スペクトラム・アナライザを実現することが
可能となる。
<< Operation >> The local oscillator having the above configuration outputs broadband output light, and combines such output light and the measured light to perform optical heterodyne detection, so that it has absolute accuracy, high accuracy, and high resolution. It is possible to realize an optical frequency spectrum analyzer.

《実施例》 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。<< Example >> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る光周波数スペクトラム・アナラ
イザの一実施例を示す構成ブロック図である。1は被測
定光を入射する磁気光学効果結晶(YIG,鉛ガラス他)等
を用いた偏光制御部、2はこの偏光制御部1の出力光を
入力する光増幅部、3は局部発振部、HM1はこの局部発
振部3および前記光増幅部2の出力光を入力し合成する
ための合成手段の一例であるハーフミラー、4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ーHM1の出力光を入力する光ヘテ
ロダイン検波部、5はこのヘテロダイン検波部4の電気
出力を入力して増幅するとともにバンドパス特性を有す
るフィルタ部、6はこのフィルタ部5の電気出力を入力
する検波部、7はこの検波部6の電気出力を入力する信
号処理・表示部である。局部発振部3において、330は
掃引信号発生器、310は基準波長光源部、320はこの基準
波長光源部310の光出力を入力し前記掃引信号発生器330
により周波数掃引を制御されその出力が前記ハーフミラ
ーHM1に出力される光周波数PLL部である。光増幅部2は
GaAlAsレーザ(780nm帯)やInGaAsPレーザ(1500nm帯)
などで構成され、下記の3方式のものを用いることがで
きる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an optical frequency spectrum analyzer according to the present invention. 1 is a polarization control unit using a magneto-optical effect crystal (YIG, lead glass, etc.) or the like, into which light to be measured is incident, 2 is an optical amplification unit to which the output light of this polarization control unit 1 is input, 3 is a local oscillation unit HM1 is a half mirror which is an example of a synthesizing means for inputting and synthesizing the output light of the local oscillation unit 3 and the optical amplification unit 2, and 4 is a PIN photodiode or an avalanche photodiode, etc. An optical heterodyne detection unit for inputting light, 5 is a filter unit that receives and amplifies the electric output of the heterodyne detection unit 4 and has bandpass characteristics, 6 is a detection unit that receives the electric output of the filter unit 5, and 7 Is a signal processing / display unit for inputting the electric output of the detection unit 6. In the local oscillating unit 3, 330 is a sweep signal generator, 310 is a reference wavelength light source unit, and 320 is the optical output of the reference wavelength light source unit 310.
Is an optical frequency PLL unit whose frequency sweep is controlled by the controller and whose output is output to the half mirror HM1. The optical amplifier 2
GaAlAs laser (780nm band) and InGaAsP laser (1500nm band)
The following three types can be used.

(イ)共振器形半導体レーザ増幅器と呼ばれ、発振閾値
近傍のバイアス電流を流し、レーザダイオードに信号光
を入射して誘導放出により線形光増幅を行うもの。
(A) A resonator type semiconductor laser amplifier in which a bias current near the oscillation threshold is passed, signal light is incident on a laser diode, and linear light amplification is performed by stimulated emission.

(ロ)光注入同期増幅器と呼ばれ、発振しているレーザ
ダイオードに信号光を入射して発振光の光周波数および
位相を制御するもの。
(B) An optical injection locking amplifier that controls the optical frequency and phase of oscillating light by injecting signal light into an oscillating laser diode.

(ハ)進行波形レーザ増幅器と呼ばれ、レーザダイオー
ド・チップの両端面を無反射コートし、信号光の通過の
みで光増幅するもの。
(C) A traveling waveform laser amplifier in which both end faces of a laser diode chip are nonreflectively coated and optically amplified only by passing signal light.

上記のような構成の光周波数スペクトラム・アナライ
ザの動作を次に詳しく説明する。
The operation of the optical frequency spectrum analyzer having the above configuration will be described in detail below.

局部発振部3として、ここでは光周波数PLL部320(出
力光周波数ω)が基準波長光源部310(出力光周波数
ω)の発振波長に対応する波長に光出力の波長を制御
し、掃引信号発生器330の出力で前記光周波数PLL部の光
出力の波長を掃引する光周波数シンセサイザ・スイーパ
(詳細は後述)を用いて、高精度,高安定,高スペクト
ル純度の局部発振光を出力する。
As the local oscillation unit 3, here, the optical frequency PLL unit 320 (output optical frequency ω O ) controls the wavelength of the optical output to a wavelength corresponding to the oscillation wavelength of the reference wavelength light source unit 310 (output optical frequency ω S ), and performs sweeping. Using an optical frequency synthesizer sweeper (detailed later) that sweeps the wavelength of the optical output of the optical frequency PLL section at the output of the signal generator 330, outputs local oscillation light with high accuracy, high stability, and high spectral purity. .

偏光制御部1に周波数ωiの被測定光が入射すると、
磁気光学効果結晶の旋光性を利用して印加磁界を制御す
ることにより、入射光の偏光面を局部発振光と同じ偏光
面となるように制御する。偏光制御部1の光出力は光増
幅部2で増幅された後ハーフミラーHM1で局部発振部3
の出力光と合成され、光ヘテロダイン検波部4で両周波
数の差ω−ω′(ただしこの場合はω′=ω
の周波数をもつ電気信号に変換される。光ヘテロダイン
検波部4の電気出力はフィルタ5のバンドパス特性に従
い一部が通過し検波部6でパワーとして取出される。信
号処理・表示部7は検波部6の電気出力をパワー信号と
して入力し掃引信号発生器330からの掃引に関連した信
号を周波数軸信号として入力して、被測定光のスペクト
ル表示を行う。光周波数の動作例を次に示す。
When the light to be measured having the frequency ωi enters the polarization controller 1,
By controlling the applied magnetic field utilizing the optical rotation of the magneto-optical effect crystal, the polarization plane of the incident light is controlled to be the same as the local oscillation light. The optical output of the polarization controller 1 is amplified by the optical amplifier 2, and then the light is output from the local oscillator 3 by the half mirror HM 1.
And the difference between the two frequencies ω O −ω i ′ (here, ω i ′ = ω i ) in the optical heterodyne detection unit 4.
Is converted to an electric signal having a frequency of A part of the electrical output of the optical heterodyne detection unit 4 passes according to the band pass characteristics of the filter 5 and is extracted by the detection unit 6 as power. The signal processing / display unit 7 inputs the electric output of the detection unit 6 as a power signal, inputs a signal related to the sweep from the sweep signal generator 330 as a frequency axis signal, and displays the spectrum of the measured light. An operation example of the optical frequency is shown below.

ωの波長:780nm(レーザダイオードの波長をRbの吸収
線にロックする) ωの波長:1560nm±50nm ωの波長:1560nm±50nm この動作例は被測定光が光ファイバ通信の最適波長で
ある場合で、光通信用レーザダイオードの発光特性(絶
対波長,スペクトル分布,スペクトル幅)の測定には特
に効果がある。
ω S wavelength: 780 nm (locks the laser diode wavelength to the Rb absorption line) ω O wavelength: 1560 nm ± 50 nm ω i wavelength: 1560 nm ± 50 nm In this operation example, the measured light is the optimum wavelength for optical fiber communication. This is particularly effective for measuring the light emission characteristics (absolute wavelength, spectrum distribution, spectrum width) of the laser diode for optical communication.

第1図はパルス光を入射光としてそのスペクトルを測
定する場合を示すために、掃引信号発生器330にパルス
同期信号を加えている。第2図はこの場合の動作を説明
するためのタイムチャートである。パルス光に同期した
トリガ信号(第2図(B))を局部発振器3の掃引信号
発生器330に入力し、これに同期して光周波数PLLの出力
周波数ωを第2図(A)のようにステップ状に掃引す
る。同時に信号処理・表示部7に周波数ωの掃引に対
応した(第2図(A)と同様の)信号を送る。その結
果、1つのパルス光ごとに1点のωのパワースペクト
ルを測定することになり、掃引後、第3図の説明図に示
すようなパルス光の全スペクトルを出力できる。
FIG. 1 shows a case where a pulse synchronizing signal is applied to a sweep signal generator 330 in order to show a case where the spectrum is measured using pulsed light as incident light. FIG. 2 is a time chart for explaining the operation in this case. A trigger signal (FIG. 2 (B)) synchronized with the pulse light is input to the sweep signal generator 330 of the local oscillator 3, and the output frequency ω O of the optical frequency PLL is synchronized with the trigger signal (FIG. 2 (A)). Sweep in a step-like manner. It sends a signal (similar to FIG. 2 (A)) corresponding to the sweep frequency omega O to the signal processing and display unit 7 at the same time. As a result, the power spectrum of ω O at one point is measured for each pulse light, and after the sweep, the entire spectrum of the pulse light as shown in the explanatory diagram of FIG. 3 can be output.

第1図の実施例に述べたような構成によれば、光周波
数スペクトラム・アナライザの周波数分解能は局部発振
部3の出力周波数ωのスペクトル幅とフィルタ部5の
帯域幅で決まる。ωのスペクトル幅は光周波数シンセ
サイザの可変波長光源で決まり、これに後述(第10図〜
第14図)のような外部共振器形レーザダイオードを使用
することにより、優れた周波数分解能(10-12)を得る
ことができる。
According to the configuration as described in example of FIG. 1, the frequency resolution of the optical frequency spectrum analyzer is determined by the spectral width and bandwidth of the filter unit 5 of the output frequency omega O of local oscillator 3. The spectrum width of ω O is determined by the variable wavelength light source of the optical frequency synthesizer, and is described later (FIG. 10 to FIG. 10).
By using an external cavity laser diode as shown in FIG. 14), excellent frequency resolution (10 -12 ) can be obtained.

また絶対精度で高精度(100KHz),高安定(10-12
な光周波数スペクトラム・アナライザを得ることができ
る。
High accuracy (100KHz) and high stability ( 10-12 ) in absolute accuracy
The optical frequency spectrum analyzer can be obtained.

また光パルスの測定が容易という利点もある。 There is also an advantage that the measurement of the light pulse is easy.

なお光ヘテロダイン検波部4にW−Ni(タングステ
ン,ニッケル)点接触ダイオードやジョゼフソン素子を
使うこともできる。
Note W-N i (tungsten, nickel) in the optical heterodyne detection section 4 can also be used point contact diodes and Josephson element.

また、上記の実施例ではフィルタ部5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。その場合にはωの掃引に伴って、
ω′=ωとなるω′の光パワーが検出されること
になる。
Further, in the above embodiment, a band-pass filter is used as the filter unit 5, but the present invention is not limited to this, and a low-pass filter may be used. In that case, along with the sweep of ω O ,
The optical power of ω i ′ where ω i ′ = ω O is detected.

第4図は光増幅部2の他の構成例を示す構成ブロック
図である。OC1は第2の波長安定化光源を用いた光出力
周波数ωの局部発振器、OAは前記偏光制御部1の光出
力が入力する光増幅器、OX1はこの光増幅器OAの光出力
および局部発振器OC1の光出力を入力する、非線形光学
結晶を用いた光周波数ミキサである。このような構成に
よれば、光周波数ミキサOX1の光出力周波数ω′は非
線形光学効果により、ω′=ω+ωとなる。局部
発振器OC1としては、高精度な周波数ωを出力する後
述(第7図)の光周波数シンセサイザ・スイーパが最適
である。この様な光増幅部を用いれば測定周波数範囲を
ωの掃引範囲以外にも拡大できる。複数の周波数
ωL1L2,…を出力できる局部発振器OC1を使用すれ
ば、さらに広範囲の掃引範囲を得ることができる。
FIG. 4 is a block diagram showing another example of the configuration of the optical amplifier 2. OC1 local oscillator light output frequency omega L using the second wavelength stabilizing light source, OA optical amplifier optical output of said polarization control unit 1 is input, OX1 light output and the local oscillator of the optical amplifier OA OC1 Is an optical frequency mixer using a non-linear optical crystal for inputting the optical output of the optical frequency converter. According to such a configuration, the optical output frequency ω i ′ of the optical frequency mixer OX1 becomes ω i ′ = ω i + ω L due to the nonlinear optical effect. The local oscillator OC1, the optical frequency synthesizer sweeper described later to output a highly accurate frequency omega L (Figure 7) is optimal. Measurement frequency range By using such a light amplifier section can be enlarged in addition to sweep range of omega O. If a local oscillator OC1 that can output a plurality of frequencies ω L1 , ω L2 ,... Is used, a wider sweep range can be obtained.

第5図は局部発振部3の他の構成例を示す構成ブロッ
ク図である。322aは掃引信号発生器330により制御され
る可変波長光源、MK1〜MK3は絶対波長で高精度,高安定
な固定の光周波数ωO1〜ωO3をそれぞれ出力するマーカ
ー光源、HM30〜HM33は前記可変波長光源322aの出力およ
び前記マーカー光源MK1〜MK3の出力を合成するためのハ
ーフミラーである。このような構成の局部発振部3を用
いれば、信号処理・表示部7の表示において、マーカー
光源の出力周波数ωO1〜ωO3に対応する位置にマーカー
信号が現れ、周波数軸を目盛ることができる。マーカー
光源MK1〜MK3としては後述(第7図)の光周波数シンセ
サイザ・スイーパで用いる基準波長光源において、Rb,C
s等の吸収線であるD1,D2線のそれぞれの超微細構造にレ
ーザダイオードをロックして複数の光源としたものを用
いると高精度,高安定となる。また可変波長光源322aと
しては後述(第7図以下)の光周波数シンセサイザ・ス
イーパや後述(第10図〜第14図)の可変波長レーザダイ
オード等を用いることができる。
FIG. 5 is a configuration block diagram showing another configuration example of the local oscillator 3. Variable wavelength light source 322a is controlled by a sweep signal generator 330, the high-precision absolute wavelength MK1~MK3, highly stable fixing of the optical frequency omega O1 marker light source ~Omega O3 and outputs respectively, the HM30~HM33 the variable It is a half mirror for combining the output of the wavelength light source 322a and the outputs of the marker light sources MK1 to MK3. When the local oscillator 3 having such a configuration is used, a marker signal appears at a position corresponding to the output frequencies ω O1 to ω O3 of the marker light source on the display of the signal processing / display unit 7, and the frequency axis can be scaled. it can. As the marker light sources MK1 to MK3, reference wavelength light sources used in an optical frequency synthesizer sweeper described later (FIG. 7) include Rb, C
High precision and high stability can be achieved by using a laser diode locked to each of the ultrafine structures of the D 1 and D 2 lines, which are absorption lines such as s, to provide a plurality of light sources. As the variable wavelength light source 322a, an optical frequency synthesizer sweeper described later (FIG. 7 and below), a variable wavelength laser diode described later (FIGS. 10 to 14), and the like can be used.

第6図は第1図の局部発振部3において用いられる光
周波数シンセサイザ・スイーパの一構成例を示す構成ブ
ロック図である。310は波長を安定化された基準波長光
源部、320はこの基準波長光源部310の出力光を入力して
シンセサイザ出力を発生する光周波数PLL部である。光
周波数PLL部320において、321は基準波長光源部310の出
力光を一方の入力とする光ヘテロダイン検波部、MX1は
この光ヘテロダイン検波部321から出力された電気信号
と掃引信号発生器330からの電気信号とをミキシングす
るミキサ、322はミキサMX1からの電気信号の出力を光信
号に変換し周波数(ω)の出力光および帰還光信号と
して出力する可変波長光源部である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of an optical frequency synthesizer / sweeper used in the local oscillation section 3 of FIG. Reference numeral 310 denotes a reference wavelength light source unit whose wavelength is stabilized, and 320 denotes an optical frequency PLL unit that receives output light of the reference wavelength light source unit 310 and generates a synthesizer output. In the optical frequency PLL unit 320, reference numeral 321 denotes an optical heterodyne detection unit having the output light of the reference wavelength light source unit 310 as one input, and MX1 denotes an electric signal output from the optical heterodyne detection unit 321 and a signal from the sweep signal generator 330. A mixer 322 for mixing the electric signal with the electric signal is a variable wavelength light source unit that converts the output of the electric signal from the mixer MX1 into an optical signal and outputs it as output light of a frequency (ω O ) and a feedback optical signal.

323はこの可変波長光源部322からの帰還光信号を入力
し、その光信号の周波数をシフトした周波数の光信号と
する光周波数シフタ、324はこの光周波数シフタ323から
の光信号の周波数を逓倍し、光ヘテロダイン検波部321
の他方の入力とする光周波数逓倍回路である。
An optical frequency shifter 323 receives the feedback optical signal from the variable wavelength light source section 322 and converts the frequency of the optical signal into an optical signal having a frequency shifted. An optical frequency shifter 324 multiplies the frequency of the optical signal from the optical frequency shifter 323. Optical heterodyne detector 321
Is an optical frequency multiplication circuit having the other input of the optical frequency multiplication circuit.

このような構成の装置の動作を次に説明する。基準波
長光源部310の出力光が光周波数PLL部320に入力する
と、光周波数PLL部320は基準波長光源部310の発振波長
に対応する波長にその光出力の波長を固定(ロック)す
る。すなわち光ヘテロダイン検波部321は基準波長光源
部310からの出力光と光周波数逓倍部324の出力光の周波
数を比較して、その差が小さくなるように可変波長光源
部322を制御する。フィードバック回路における光周波
数シフタ部323は可変波長光源部322の出力光にオフセッ
ト周波数を加え、光周波数逓倍部324は可変波長光源部3
22の出力光周波数と基準波長光源部310の出力光周波数
の比を定める。
The operation of the device having such a configuration will be described below. When the output light of the reference wavelength light source unit 310 is input to the optical frequency PLL unit 320, the optical frequency PLL unit 320 fixes (locks) the wavelength of the optical output to a wavelength corresponding to the oscillation wavelength of the reference wavelength light source unit 310. That is, the optical heterodyne detection unit 321 compares the frequency of the output light from the reference wavelength light source unit 310 with the frequency of the output light from the optical frequency multiplication unit 324, and controls the variable wavelength light source unit 322 so that the difference becomes small. The optical frequency shifter unit 323 in the feedback circuit adds an offset frequency to the output light of the variable wavelength light source unit 322, and the optical frequency multiplication unit 324 generates the variable wavelength light source unit 3
The ratio between the output light frequency of the reference wavelength light source unit 310 and the output light frequency of the reference wavelength light source unit 310 is determined.

第7図は第6図の構成をさらに具体化したものを示す
構成ブロック図である。基準波長光源部310において、L
D1はレーザダイオード、CLはRbガスまたはCsガスが封入
され前記レーザダイオードLD1の出力光を入射する吸収
セル、HM1はこの吸収セルCLの出力光が入射するハーフ
ミラー、PD1はこのハーフミラーHM1の反射光を入力する
フォトダイオード、A1はこのフォトダイオードPD1の電
気出力を入力しこれに対応する出力で前記レーザダイオ
ードLD1の電流を制御する制御回路、IS1は前記ハーフミ
ラーHM1の透過光が通過する戻り光防止用のアイソレー
タ、OA1はこのアイソレータIS1を通過した光が入力する
光増幅素子である。光周波数PLL部320において、HM2は
前記基準波長光源部310の出力光を入射するハーフミラ
ー、PD2は光ヘテロダイン検波部321を構成し前記ハーフ
ミラーHM2の透過光を入力するPINフォトダイオードやア
バランシェダイオードなどからなるフォトダイオード、
MX1は掃引信号発生器330からの電気信号出力と前記光ヘ
テロダイン検波部PD2の電気出力とをミキシングするミ
キサ(混合)回路である。このミキサ(混合)回路MX1
の出力が接続する可変波長光源部322において、FCは前
記ミキサ回路MX1の出力が接続する光周波数変調回路、V
L1〜VL3はこの光周波数変調回路FCの出力を入力する可
変波長レーザダイオード、IS2はYIG(イットリウム・ア
イアン・ガーネット)で構成され前記可変波長レーザダ
イオードVL1〜VL3の出力光が通過するアイソレータ、OS
1は複数(第7図では3つ)のアイソレータIS2を通過し
た光が入射する光スイッチである。HM3はこの光スイッ
チOS1の出力光が入射するハーフミラー、OA2はこのハー
フミラーHM3の反射光を入力する光増幅素子、UM1は光周
波数シフタ部323を構成し前記光増幅素子OA2の出力光を
入力する超音波変調器、NLは光周波数逓倍部324を構成
し前記超音波変調器UM1の出力光を入力する非線形材料
を用いた光導波路、OA3はこの光導波路NLの出力光を増
幅してハーフミラーHM2に出力する光増幅素子である。
FIG. 7 is a configuration block diagram showing a more specific example of the configuration of FIG. In the reference wavelength light source section 310, L
D1 is a laser diode, CL is an absorption cell in which Rb gas or Cs gas is sealed and the output light of the laser diode LD1 is incident, HM1 is a half mirror into which the output light of the absorption cell CL is incident, and PD1 is the half mirror HM1. A photodiode for inputting reflected light, A1 is a control circuit for inputting an electric output of the photodiode PD1 and controlling a current of the laser diode LD1 with an output corresponding thereto, IS1 is a light transmitted through the half mirror HM1. An isolator OA1 for preventing return light is an optical amplifying element to which light passing through the isolator IS1 is input. In the optical frequency PLL unit 320, HM2 is a half mirror that receives the output light of the reference wavelength light source unit 310, and PD2 constitutes an optical heterodyne detection unit 321 and is a PIN photodiode or an avalanche diode that receives the transmitted light of the half mirror HM2. Photodiode consisting of
MX1 is a mixer (mixing) circuit for mixing the electric signal output from the sweep signal generator 330 with the electric output of the optical heterodyne detection unit PD2. This mixer (mixing) circuit MX1
In the variable wavelength light source unit 322 to which the output of the mixer circuit MX1 is connected, FC is an optical frequency modulation circuit to which the output of the mixer circuit MX1 is connected.
L1 to VL3 are tunable laser diodes for inputting the output of the optical frequency modulation circuit FC, IS2 is composed of YIG (Yttrium Iron Garnet), an isolator through which the output light of the tunable laser diodes VL1 to VL3 passes, OS
An optical switch 1 receives light passing through a plurality of (three in FIG. 7) isolators IS2. HM3 is a half mirror on which the output light of the optical switch OS1 is incident, OA2 is an optical amplifier element for inputting the reflected light of the half mirror HM3, and UM1 constitutes an optical frequency shifter unit 323 and outputs the output light of the optical amplifier element OA2. The input ultrasonic modulator, NL constitutes the optical frequency multiplication unit 324, an optical waveguide using a nonlinear material to input the output light of the ultrasonic modulator UM1, and OA3 amplifies the output light of the optical waveguide NL. This is an optical amplifying element that outputs to the half mirror HM2.

このような構成の装置の動作を次に詳しく説明する。 The operation of the device having such a configuration will be described in detail below.

基準波長光源部310は以下に述べるように、Rb(また
はCs)原子の吸収線にレーザダイオードの発振波長を制
御して絶対波長で高精度,高安定化(10-12以上)する
ものである。レーザダイオードLD1の出力光は、吸収セ
ルCLを通過する際にLD1の出力光の波長がRbガス(また
はCsガス)の吸収線と一致すると吸収され、第8図
(A)の特性曲線図に示すような吸収特性が現れる。第
9図はRbガスのエネルギー準位を示す説明図で、Rbの吸
収線はD2線が780nm,D1線が795nmである。
As described below, the reference wavelength light source unit 310 controls the oscillation wavelength of the laser diode to the absorption line of the Rb (or Cs) atom to achieve high accuracy and high stability (10 -12 or more) in absolute wavelength. . The output light of the laser diode LD1 is absorbed when the wavelength of the output light of the LD1 coincides with the absorption line of the Rb gas (or Cs gas) when passing through the absorption cell CL, and as shown in the characteristic curve of FIG. The absorption characteristics as shown appear. Figure 9 is a diagram showing the energy levels of Rb gas, the absorption line of Rb is D 2 line is 780 nm, D 1 line is 795 nm.

このため、第6図において、光周波数逓倍回路324で
2逓倍すると局部発振部3の出力でもある可変波長光源
322の出力はそれぞれ1560nm,1590nmとなり、光ファイバ
通信波長である1500nm帯と一致するので都合がよい。こ
れはまた光応用計測の分野にも使いやすい波長域であ
る。吸収セルCLの出力光の内ハーフミラーHM1で反射さ
れた部分は光検出器PD1で検出され、光検出器PD1の出力
に対応して制御回路A1でレーザダイオードLD1の電流を
制御することにより、吸収中心にLD1の出力波長をロッ
クする。例えば、第8図(A)のa点にロックしたい場
合、制御回路A1でロックインアップなどを用いて第8図
(A)の微分波形である第8図(B)の特性曲線のb点
(微分波形値が0となる点)に固定する。この方法は線
形吸収法とよばれ、第8図(A)のように吸収スペクト
ルが太くなるが、飽和吸収法(堀,門田,北野,薮崎,
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 OQE82−116)によりドップラシフトで隠
れている超微細構造の吸収線を検出して、これにレーザ
ダイオードLD1の発振波長をロックすればさらに高安定
となる。なおレーザダイオードLD1は恒温槽で温度安定
化されている。ハーフミラーHM1を透過した光はアイソ
レータIS1に入射する。アイソレータIS1は、外部からの
反射による戻り光がレーザダイオードLD1に入ってノイ
ズとなることを防止する。アイソレータIS1の出力光は
必要に応じて光増幅素子OA1で増幅される。
For this reason, in FIG. 6, a variable wavelength light source which is also an output of the local oscillator 3 when doubled by the optical frequency multiplier 324 is shown.
The outputs of 322 are 1560 nm and 1590 nm, respectively, which is convenient because it matches the 1500 nm band which is the optical fiber communication wavelength. This is also a wavelength range that is easy to use in the field of optical applied measurement. The part of the output light of the absorption cell CL reflected by the half mirror HM1 is detected by the photodetector PD1, and the control circuit A1 controls the current of the laser diode LD1 in accordance with the output of the photodetector PD1, thereby Lock the output wavelength of LD1 to the absorption center. For example, when it is desired to lock to the point a in FIG. 8A, the control circuit A1 uses a lock-in or the like to obtain a differential waveform of FIG. 8A at a point b on the characteristic curve of FIG. 8B. (Point at which the differential waveform value becomes 0). This method is called a linear absorption method, and the absorption spectrum becomes thick as shown in FIG. 8 (A), but the saturated absorption method (Hori, Kadota, Kitano, Yabuzaki,
Ogawa: Frequency stabilization of a semiconductor laser using saturation absorption spectroscopy, IEICE technical report OQE82-116) detects the absorption line of the ultrafine structure hidden by the Doppler shift, and uses this to detect the oscillation wavelength of the laser diode LD1. Locking makes it more stable. The temperature of the laser diode LD1 is stabilized in a constant temperature bath. The light transmitted through the half mirror HM1 enters the isolator IS1. The isolator IS1 prevents return light due to external reflection from entering the laser diode LD1 and becoming noise. The output light of the isolator IS1 is amplified by the optical amplifier OA1 as needed.

光周波数PLL部320は以下に述べるように、可変波長光
源部322の発振波長を、基準波長光源部310の発振波長に
対し所定の比および所定のオフセットを持ってロックす
る機能を有する。基準波長光源部310の出力光はハーフ
ミラーHM2を透過して光ヘテロダイン検波部321のフォト
ダイオードPD2に入射する。光周波数逓倍部324からのフ
ィードバック光も光増幅素子OA3を介してハーフミラーH
M2で反射した後フォトダイオードPD2に入射する。基準
波長光源部310の出力およびフィードバック光の光周波
数をそれぞれのωSとすると、光ヘテロダイン検波
部321の出力電気信号の周波数ωはω=|ω−ω1
|となる。発振器ECの出力周波数をωとすると、ミキ
サ回路(位相検波回路)MX1の出力ωは、光ヘテロダ
イン検波部321の出力周波数ωにオフセット周波数を
加えられてω=ω−ωとなる。ミキサ回路MX1の
出力電気信号ωは可変波長光源部322の光周波数変調
回路FCに入力し、光周波数変調回路FCはω=0となる
ように可変波長レーザダイオードVL1〜VL3の光周波数を
制御する。
The optical frequency PLL section 320 has a function of locking the oscillation wavelength of the variable wavelength light source section 322 with a predetermined ratio and a predetermined offset with respect to the oscillation wavelength of the reference wavelength light source section 310, as described below. The output light of the reference wavelength light source unit 310 passes through the half mirror HM2 and enters the photodiode PD2 of the optical heterodyne detection unit 321. The feedback light from the optical frequency multiplier 324 is also transmitted to the half mirror H via the optical amplifier OA3.
After being reflected by M2, it enters the photodiode PD2. Assuming that the output of the reference wavelength light source unit 310 and the optical frequency of the feedback light are ω S and ω 1 , respectively, the frequency ω 2 of the output electric signal of the optical heterodyne detection unit 321 is ω 2 = | ω S −ω 1
| When the output frequency of the oscillator EC and omega 3, the output omega 4 of the mixer circuit (phase detection circuit) MX1 is optical heterodyne detection section 321 outputs the frequency omega 2 in the offset frequency is added to ω 4 = ω 23 of Becomes Output electrical signal omega 4 of the mixer circuit MX1 is inputted to the optical frequency modulation circuit FC of the variable wavelength light source 322, the optical frequency of the tunable laser diode VL1~VL3 as optical frequency modulation circuit FC becomes omega 4 = 0 Control.

ここで可変波長レーザダイオードVL1〜VL3としては、
レーザダイオードチップ内に作り込んだ回折格子からの
反射を利用して共振器が構成され回折格子のピッチで発
振周波数が決まるため比較的波長が安定なDFB(Distrib
uted Feedback)レーザやDBR(Distributed Bragg R
eflector)レーザの一種でADFB(Acoustic DFB)レー
ザ(Yamanishi M,et.al.:GaAs Acoustic Distribute
d Feedback Lasers,Jpn.J.Appl.Phys.,Suppl.18−1,
p.355,1979)と呼ばれるものを用いている。ADFBレーザ
はDBRレーザ内の回折格子と直交して表面弾性波(SAW)
を発生させ、チップ内に作りこんだ回折格子とSAWとで
ブラッグ回折による光のリング共振器を形成する。SAW
の波長を掃引すると、リンク共振器の共振波長が変化
し、発振波長を掃引することができる。本構成例では発
振波長を1560nm帯としている。共振器長の長いDFB,DBR
やADFBレーザは発振スペクトルが狭く、スペクトル純度
が良いという利点もある。
Here, as the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3,
A resonator is constructed using the reflection from the diffraction grating built in the laser diode chip, and the oscillation frequency is determined by the pitch of the diffraction grating.
uted Feedback) laser or DBR (Distributed Bragg R)
eflector) A type of laser, ADFB (Acoustic DFB) laser (Yamanishi M, et.al .: GaAs Acoustic Distribute)
d Feedback Lasers, Jpn. J. Appl. Phys., Suppl. 18-1,
p.355, 1979). The ADFB laser is orthogonal to the diffraction grating in the DBR laser and has a surface acoustic wave (SAW)
Is generated, and a ring resonator of light is formed by Bragg diffraction using the diffraction grating and the SAW built in the chip. SAW
Is swept, the resonance wavelength of the link resonator changes, and the oscillation wavelength can be swept. In this configuration example, the oscillation wavelength is in the 1560 nm band. DFB, DBR with long resonator length
Also, ADFB lasers have the advantage that the oscillation spectrum is narrow and the spectral purity is good.

1つのADFBレーザの可変波長範囲で不十分の場合は第
7図のように複数のADFBレーザ(VL1〜VL3)を用い、光
スイッチや光合波器で切換えることかできる。すなわち
可変波長レーザダイオードVL1〜VL3の出力光はそれぞれ
戻り光防止用のアイソレータIS2を介して光スイッチOS1
に入力し所定の可変波長範囲のものが選択される。光ス
イッチOS1の出力光の一部はハーフミラーHM3で反射さ
れ、光増幅素子OA2に入力する。
If the variable wavelength range of one ADFB laser is not sufficient, a plurality of ADFB lasers (VL1 to VL3) can be used as shown in FIG. 7 and switched by an optical switch or an optical multiplexer. That is, the output lights of the tunable laser diodes VL1 to VL3 are respectively passed through the optical switch OS1 via the return light preventing isolator IS2.
And a predetermined variable wavelength range is selected. Part of the output light of the optical switch OS1 is reflected by the half mirror HM3 and enters the optical amplifier OA2.

光増幅素子OA2の出力光は光周波数シフタ部323に入力
され、超音波変調器UM1に入射してBraggのs次回折光を
出力する。水晶発振器などの基準周波数源から供給され
る超音波の周波数をωとすると、回折光の光周波数は
sωだけシフトする。
The output light of the optical amplifier OA2 is input to the optical frequency shifter unit 323, enters the ultrasonic modulator UM1, and outputs Bragg's s-order diffracted light. When the ultrasonic wave frequency supplied from a reference frequency source such as a crystal oscillator and omega 5, the optical frequency of the diffracted light is shifted by sω 5.

光周波数シフタ部323の出力光は光周波数逓倍部324に
入射し非線形材料を用いた光導波路NLから入力光の2次
高調波を出力する。すなわち1560nmの可変波長レーザダ
イオード出力を光増幅器を介して入力し、2次高調波の
780nmを出力している。導波路として、ZnSの非線形薄膜
およびTiO2の線形薄膜を用いた空気−TiO2−ZnS−ガラ
スの4層スラブ光導波路を用いて、非線形効果を効率良
く起こしている。なおこの実施例では2次高調波を利用
しているが、任意のn次高周波を用いることができる。
The output light of the optical frequency shifter 323 enters the optical frequency multiplier 324 and outputs the second harmonic of the input light from the optical waveguide NL using a nonlinear material. That is, the output of the variable wavelength laser diode of 1560 nm is input via the optical amplifier and the second harmonic
It outputs 780nm. As a waveguide, a four-layer slab optical waveguide of air-TiO 2 -ZnS-glass using a nonlinear thin film of ZnS and a linear thin film of TiO 2 is used to efficiently generate a nonlinear effect. Although the second harmonic is used in this embodiment, any n-th high frequency can be used.

光周波数逓倍部324の出力光は光増幅素子OA3で増幅さ
れた後、前述のようにフィードバック光としてハーフミ
ラーHM2で基準波長光源部310からの出力光と合成する。
The output light of the optical frequency multiplier 324 is amplified by the optical amplifier OA3 and then combined with the output light from the reference wavelength light source 310 by the half mirror HM2 as feedback light as described above.

以上の動作により、光周波数PLL部320の光出力の光周
波数ωoは ω=(ω±ω)/n±sω となる(ただし符号は同順でない)。ただし本実施例で
は光周波数逓倍数n=2である。すなわちωが絶対波
長で高精度かつ高安定な光周波数ωωsに所定の比nを
介してロックし、さらに任意の周波数ω3/nまたはω
だけオフセットを持った光周波数となる。ωまたはω
を掃引すれば、高精度の光周波数掃引が実現できる。
ここでω3は電気信号であるので、高精度,高安定
性が容易に得られる。
Thus operation, the optical frequency ωo of the optical output of the optical frequency PLL unit 320 ω O = (ω S ± ω 3) / n becomes ± sω 5 (although code is not the same order). However, in this embodiment, the optical frequency multiplication number n = 2. That is, ω O is locked to a highly accurate and stable optical frequency ωωs at an absolute wavelength via a predetermined ratio n, and furthermore, an arbitrary frequency ω 3 / n or ω 5
An optical frequency having an offset only. ω 3 or ω
If 5 is swept, high-precision optical frequency sweep can be realized.
Here, since ω 3 and ω 5 are electric signals, high accuracy and high stability can be easily obtained.

上記の実施例において、光増幅素子OA1〜OA3としては
第1図の光増幅部2で用いられる光増幅器と同様のもの
(GaAlAsレーザ(780nm帯)やInGaAsPレーザ(1500nm
帯)などで構成)を使用する。
In the above embodiment, the optical amplifiers OA1 to OA3 are the same as the optical amplifiers used in the optical amplifier 2 in FIG. 1 (GaAlAs laser (780 nm band) or InGaAsP laser (1500 nm)).
Band) etc.) is used.

なお上記の実施例において、光周波数シフタ部323と
光周波数逓倍部324の位置を入れ替えて、光周波数PLL部
320の光出力の周波数ωを ω=(ω±ω±sω)/n としてもよい。
In the above embodiment, the positions of the optical frequency shifter unit 323 and the optical frequency multiplying unit 324 are interchanged, and the optical frequency PLL unit is replaced.
The frequency omega O of the light output of 320 ω O = (ω S ± ω 3 ± sω 5) / may be n.

また光周波数PLL部320において、ミキサ回路MX1およ
び光周波数シフタ部323はいずれもオフセット周波数を
加えるためのものであり、いずれか一方を省略すること
もできる。
In the optical frequency PLL section 320, the mixer circuit MX1 and the optical frequency shifter section 323 are both for adding an offset frequency, and one of them can be omitted.

また光周波数PLL部320において、逓倍数nを1とすれ
ば光周波数逓倍部324を省略することができる。
In the optical frequency PLL section 320, if the multiplication number n is 1, the optical frequency multiplication section 324 can be omitted.

また、第7図装置においてωの代りにω′=ω
+Ω(Ωはロックインアンプを用いた場合のFM変調周波
数)の周波数信号をミキサ回路MX1に入力すれば、光周
波数PLL部320の光出力から不要なFM変調成分を除去する
ことができる。
Further, ω 3 '= ω 3 instead of omega 3 in Figure 7 device
If a frequency signal of + Ω (Ω is an FM modulation frequency when a lock-in amplifier is used) is input to the mixer MX1, unnecessary FM modulation components can be removed from the optical output of the optical frequency PLL unit 320.

また、上記の実施例では基準波長光源部310においてR
bまたはCsの吸収線を利用しているが、これらに限ら
ず、絶対波長で高精度,高安定線な任意の吸収線例えば
NH3やH2Oの吸収線(1500nm帯)を用いることもできる。
この場合には光周波数逓倍部324は不要となる。公知の
ファブリペロー共振器を波長検出器として用いて波長安
定化することもできるが、上記のような量子標準的な吸
収線を用いた方が特性が優れている。
Further, in the above embodiment, the reference wavelength
b or Cs absorption lines are used, but not limited to these, and any absorption line with high accuracy and high stability at absolute wavelengths, such as
NH 3 or H 2 O absorption lines (1500 nm band) can also be used.
In this case, the optical frequency multiplier 324 becomes unnecessary. The wavelength can be stabilized using a known Fabry-Perot resonator as a wavelength detector, but the characteristics are better when a quantum standard absorption line as described above is used.

また可変波長レーザダイオードVL1〜VL3としては上記
の実施例のようなADFBなどに限られず、レーザダイオー
ドチップ外部に回折格子を用いた外部共振器を付加し、
回折格子を回転させ、その波長選択性を利用して可変波
長としたものでもよい。外部共振器形レーザダイオード
は狭スペクトルという優れた特長を持つ。
Further, the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3 are not limited to ADFB and the like as in the above embodiment, and an external resonator using a diffraction grating is added outside the laser diode chip,
The wavelength may be varied by rotating the diffraction grating and utilizing its wavelength selectivity. External cavity laser diodes have the advantage of a narrow spectrum.

また可変波長レーザダイオードVL1〜VL3として、第10
図のように共振器内に波長選択性の素子を挿入したもの
を用いてもよい。図においてLD2は半導体レーザ、51,52
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、LS1はこの無反射コート部51から出射される光を
平行光とするレンズ、M1はこのレンズLS1を通過した光
が反射されるミラー、LS2は無反射コート部52から出射
される光を平行光とするレンズ、UM2はこのレンズLS2を
通過する光が入射する第1の超音波変調器、UM3はこの
超音波変調器UM2から出射する光が入射する第2の超音
波変調器、M2はこの超音波変調器UM3から出射した光を
反射するミラー、DR1は前記超音波変調器UM2,UM3を周波
数Fで励振する発振器である。第11図は第10図装置にお
ける超音波変調器UM2,UM3による波長選択および周波数
掃引動作の様子を示すための動作説明図である。半導体
レーザLD2の無反射コート部51から出射した光はレンズL
S1で平行光とされ、ミラーM1で反射される。ミラーM1か
らの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52から出射した周波数fO1
光はレンズLS2で平行光とされ、第1の超音波変調器UM2
に入射する。この際回折条件から、超音波61により生じ
る回折格子63への入射角θi1,回折後の出射角θO1,光の
波長λおよび超音波の波長Λの間には次式のような
関係がある。
In addition, as tunable laser diodes VL1 to VL3, the tenth
As shown in the figure, a resonator in which a wavelength-selective element is inserted may be used. In the figure, LD2 is a semiconductor laser, 51, 52
Is a non-reflection coating provided at both ends of the semiconductor laser LD2, LS1 is a lens that makes light emitted from the non-reflection coating 51 parallel, and M1 is a mirror that reflects light passing through the lens LS1. , LS2 is a lens that collimates the light emitted from the non-reflection coating section 52, UM2 is a first ultrasonic modulator into which light passing through the lens LS2 is incident, and UM3 is an emission from the ultrasonic modulator UM2. M2 is a mirror that reflects the light emitted from the ultrasonic modulator UM3, and DR1 is an oscillator that excites the ultrasonic modulators UM2 and UM3 at a frequency F. FIG. 11 is an operation explanatory diagram showing a state of wavelength selection and frequency sweep operation by the ultrasonic modulators UM2 and UM3 in the apparatus of FIG. The light emitted from the non-reflection coating part 51 of the semiconductor laser LD2 is the lens L
The light is collimated by S1 and reflected by mirror M1. The reflected light from the mirror M1 returns along the optical path and enters the semiconductor laser LD2 again. The light of the frequency f O1 emitted from the non-reflection coating section 52 is converted into parallel light by the lens LS2, and the first ultrasonic modulator UM2
Incident on. At this time, from the diffraction conditions, the following expression is obtained between the incident angle θ i1 to the diffraction grating 63 generated by the ultrasonic wave 61, the output angle θ O1 after diffraction, the light wavelength λ O and the ultrasonic wave wavelength Λ O. Have a relationship.

sinθi1+sinθO1=λO …(1) すなわち特定の入射角θi1および出射角θO1を満足す
るような光路を通る光の波長λは超音波の波長Λ
変われば変化する。出射光は超音波によるドップラシフ
トを受け、この場合は+1次回折光(超音波の方向と回
折される方向が同じ)であるので、その周波数はfO1
Fとなる。超音波変調器UM2からの出射光は超音波変調
器UM3で再び回折する。前記同様、超音波62により生じ
る回折格子64への入射角θi2,回折後の出射角θO2,光の
波長λおよび超音波の波長Λの間には次式のような
関係がある。
sin θ i1 + sin θ O1 = λ O / Λ O (1) That is, the wavelength λ O of light passing through the optical path that satisfies the specific incident angle θi 1 and emission angle θ O1 changes when the wavelength Λ O of the ultrasonic wave changes. I do. The emitted light is subjected to a Doppler shift due to the ultrasonic wave. In this case, the frequency is f O1 +
It becomes F. The light emitted from the ultrasonic modulator UM2 is diffracted again by the ultrasonic modulator UM3. As described above, there is the following relationship between the incident angle θ i2 to the diffraction grating 64 generated by the ultrasonic wave 62, the output angle θ O2 after diffraction, the wavelength λ O of light, and the wavelength Λ O of ultrasonic wave. .

sinθi2+sinθO2=λO …(2) ただし(2)式において超音波変調器UM2のドップラ
シフトによるλの変化は小さいので無視している。こ
こでは超音波の進行波62と回折光の関係が超音波変調器
UM2における場合と逆で、−1次回折光となるので、ド
ップラシフト量は−Fとなり、超音波変調器UM3の出射
光の周波数はfO1+F−F=fO1となる。超音波変調器UM
3の出射光はミラーM2で反射した後元の光路を逆行し
て、再び半導体レーザLD2に入射する。逆行する際に、
ドップラシフトでUM3の出射光の周波数はfO1−Fとな
り、UM2の出射光の周波数はfO1−F+F=fO1と元の周
波数fO1となって半導体レーザLD2に戻るので、共振状態
が維持する。なお回折効率を高めるためにブラッグ入射
条件を満足させ、超音波の波長Λoのとき入射角θi1,
出射角θO1,入射角θi2および出射角θO2の間に次の関
係が成立つようにしている。
Since sinθ i2 + sinθ O2 = λ O / Λ O ... (2) However (2) lambda O changes caused by Doppler shift of the ultrasonic modulator UM2 in equation smaller are ignored. Here, the relationship between the traveling wave 62 of the ultrasonic wave and the diffracted light is represented by an ultrasonic modulator.
If the reverse of UM2, since the -1 order diffracted light, the Doppler shift amount -F, and the frequency of the light emitted ultrasonic modulator UM3 becomes f O1 + F-F = f O1. Ultrasonic modulator UM
The outgoing light of No. 3 is reflected by the mirror M2, reverses the original optical path, and enters the semiconductor laser LD2 again. When going backwards,
Doppler shift in frequency of the light emitted UM3 is f O1 -F next, the frequency of the light emitted UM2 returns to the semiconductor laser LD2 becomes f O1 -F + F = f O1 and the original frequency f O1, resonant state is maintained I do. In order to increase the diffraction efficiency, the Bragg incidence condition is satisfied, and the incident angle θ i1 ,
The following relationship is established between the outgoing angle θ O1 , the incident angle θ i2, and the outgoing angle θ O2 .

θi1=θO1=θi2=θO2 この様な構成で超音波の波長Λoを変えれば、θi1,
θO1i2O2を満足して共振する光の波長λoを次式
のように掃引できる。
θ i1 = θ O1 = θ i2 = θ O2 If the wavelength Λo of the ultrasonic wave is changed in such a configuration, θ i1 ,
The wavelength λo of light that satisfies θ O1 , θ i2 , and θ O2 can be swept as in the following equation.

sinθi1+sinθO1=(λ+Δλ)/(Λ+ΔΛ) また可変波長レーザダイオードVL1〜VL3として、第12
図のように共振器内に屈折率を制御できる素子を挿入し
たものを用いてもよい。第10図と同一の部分には同じ部
分を付して説明を省略する。EO1はLiNbO3(ニオブ酸リ
チウム)等からなりレンズLS2の出力光を入射する両面
無反射コートの電気光学素子、71はこの電気光学素子EO
1を制御する電源である。半導体レーザLD2を出射した光
はレンズLS2で平行光となった後電気光学素子E01を通過
し、ミラーM2で反射した後元の光路を逆行して、再び半
導体レーザLD2に入射する。この結果ミラーM1とミラーM
2の間で共振器を構成できる。ミラーM1とミラーM2の間
の電気光学素子EO1の光路に沿った長さlを除く距離を
L、電気光学素子EO1の屈折率をn、光速をc、pを整
数とすると、発振周波数fo2は fO2=p・c/2(L+n(V)l) …(3) となる。すなわち電源71により電気光学素子EO1の電界
強度を変えることにより屈折率nを変化させることがで
き、その結果発振周波数fO2を掃引できる。
As sinθ i1 + sinθ O1 = (λ O + Δλ) / (Λ O + ΔΛ) The tunable laser diode VL1-VL3, 12
As shown in the figure, a resonator in which an element capable of controlling the refractive index is inserted may be used. The same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same parts, and the description is omitted. EO1 is an electro-optical element made of LiNbO 3 (lithium niobate) or the like and having a double-sided anti-reflection coating to receive the output light of the lens LS2.
Power supply for controlling 1. The light emitted from the semiconductor laser LD2 becomes parallel light by the lens LS2, passes through the electro-optical element E01, is reflected by the mirror M2, reverses the original optical path, and enters the semiconductor laser LD2 again. This results in mirror M1 and mirror M
A resonator can be formed between the two. Assuming that the distance excluding the length l along the optical path of the electro-optical element EO1 between the mirror M1 and the mirror M2 is L, the refractive index of the electro-optical element EO1 is n, the speed of light is c, and p is an integer, the oscillation frequency fo 2 Is expressed as f O2 = p · c / 2 (L + n (V) l) (3) That is, the refractive index n can be changed by changing the electric field strength of the electro-optical element EO1 by the power supply 71, and as a result, the oscillation frequency f O2 can be swept.

第13図は第12図の可変波長レーザダイオードを2重共
振器形としたものを示す構成ブロック図である。第12図
と同一の部分は同じ記号を付して説明を省略する。BS1
はレンズLS2からの出射光を2方向に分離するビームス
プリッタ、EO2はこのビームスプリッタBS1を透過した光
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、EO3は前記ビームスプリッタB
S1で反射した光を入射する電気光学素子、M3はこの電気
光学素子EO3の出射光を反射するミラーである。電気光
学素子EO2,EO3の光路方向の長さをそれぞれl1,l2、屈折
率をそれぞれn1,n2、ミラーM1,M2間の光路に沿ったl1
除く距離をL1、ミラーM1,M3巻の光路に沿ったl2を除く
距離をL2、qを整数とすると、この場合の発振周波数f
O3は fO3=q・c/2|(L1+n1(V1)l1) −(L2+n2(V2)l2)| …(4) となる。(4)式は(3)式よりも分母を小さくできる
ので、第12図装置の場合よりも発振周波数の可変範囲を
大きくできる。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration in which the tunable laser diode shown in FIG. 12 is a double resonator type. The same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. BS1
Is a beam splitter that separates outgoing light from the lens LS2 in two directions, EO2 is an electro-optical element that receives light transmitted through the beam splitter BS1, M2 is a mirror that reflects the outgoing light of this electro-optical element EO2, and EO3 is The beam splitter B
An electro-optical element that receives the light reflected by S1 and a mirror M3 that reflects the light emitted from the electro-optical element EO3. The lengths of the electro-optical elements EO2 and EO3 in the optical path direction are l 1 and l 2 , the refractive indexes are n 1 and n 2 , respectively, and the distance excluding l 1 along the optical path between the mirrors M 1 and M 2 is L 1 , the mirror Assuming that the distance excluding l 2 along the optical path of M1 and M3 turns is L 2 and q is an integer, the oscillation frequency f in this case is
O3 is f O3 = q · c / 2 | - | a ... (4) (L 1 + n 1 (V 1) l 1) (L 2 + n 2 (V 2) l 2). Since the denominator of the equation (4) can be made smaller than that of the equation (3), the variable range of the oscillation frequency can be made larger than in the case of the apparatus shown in FIG.

第14図は第12図の可変波長レーザダイオードを1チッ
プ上に集積形としたものを示す構成図である。91はGaAl
As,InGaAsPなどから構成されるレーザダイオード、92は
このレーザダイオード91の接合部に設けられた光増幅
部、93は同じく導波路形外部共振器、94,95はレーザダ
イオード91の両端にもうけられたミラー、96は前記光増
幅部92に対応してレーザダイオード91の表面に設けられ
た電極、97は前記導波路形外部共振器93に対応してレー
ザダイオード91の表面に設けられた電極である。電極96
を介して接合部に電流ILDを注入して光増幅部92におい
てレーザ光を発生させ、導波路形外部共振器93に電極97
を介して電流IFを流し導波路形外部共振器93の屈折率を
変化させて発振周波数を掃引する。光増幅部92および導
波路形外部共振器93の接合部に沿った長さをそれぞれ
l3,l4、屈折率をそれぞれn3、n4、rを整数とすると、
発振周波数fO4は fO4=r・c/2(n3l3+n4(IF)l4) となる。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration in which the tunable laser diode of FIG. 12 is integrated on one chip. 91 is GaAl
A laser diode composed of As, InGaAsP, etc., 92 is an optical amplifier provided at the junction of this laser diode 91, 93 is also a waveguide type external resonator, and 94 and 95 are provided at both ends of the laser diode 91. The mirror 96 is an electrode provided on the surface of the laser diode 91 corresponding to the optical amplifier 92, and 97 is an electrode provided on the surface of the laser diode 91 corresponding to the waveguide type external resonator 93. is there. Electrode 96
A current I LD is injected into the junction through the optical amplifier 92 to generate laser light, and an electrode 97 is connected to the waveguide type external resonator 93.
Changing the refractive index of the waveguiding Michigata external cavity 93 passing a current I F through by sweeping the oscillation frequency. The lengths along the junction of the optical amplifier 92 and the waveguide type external resonator 93 are respectively
When l 3 , l 4 and the refractive index are respectively n 3 , n 4 , and r are integers,
The oscillation frequency f O4 is f O4 = r · c / 2 (n 3 l 3 + n 4 (I F ) l 4 ).

また第7図装置において、第1図の装置の場合と同
様、光ヘテロダイン検波部321にW−Ni(タングステ
ン,ニッケル)点接触ダイオードやジョゼフソン素子を
使うこともできる。これらの素子は逓倍とミキサの両方
の機能を備えているためωs,ω1を同時に入力する
ことができ、第7図におけるミキサ回路MX1は不要とな
る。この場合、これらの素子の出力すなわち光周波数変
調回路FCの入力信号はω=ω−ω±mω(mは
逓倍数)となる。またω=ω−2ω±mωとす
ることもでき、この場合には光周波数逓倍数324が不要
となる。
In Figure 7 device, as in the device of FIG. 1, the optical heterodyne detection section 321 W-N i (tungsten, nickel) may be used point contact diodes and Josephson element. Since these elements have both a multiplication function and a mixer function, ωs, ω 1 , and ω 3 can be input simultaneously, and the mixer circuit MX1 in FIG. 7 becomes unnecessary. In this case, the outputs of these elements, that is, the input signals of the optical frequency modulation circuit FC, are ω 4 = ω S −ω 1 ± mω 3 (m is a multiple). In addition, ω 4 = ω S −2ω 1 ± mω 3 can be satisfied. In this case, the optical frequency multiplication number 324 is unnecessary.

第15図は光ヘテロダイン検波部321の他の構成例を示
す構成ブロック図である。OC2は第2の波長安定化光源
を用いた光出力周波数ωの局部発振器、OX2はこの局
部発振器OC2の光出力および前記光周波数逓倍部324の光
出力が前記光増幅素子OA3を介して入力する非線形光学
結晶を用いた光周波数ミキサ、OD1はこの光周波数ミキ
サOX2の光出力と前記基準波長光源部310からの出力光を
入力して可変波長光源部322に出力するPINフォトダイオ
ードまたはアバランシェフォトダイオードなどからなる
光検出器である。このような構成によれば、光周波数ミ
キサOX2の光出力周波数ωは非線形光学効果により、
ω=ω+ωとなる。第7図の構成では光周波数逓
倍部324により、(オフセット周波数は別にして)ω
=ω=nωで決まる限られたωしか得られない
が、第15図の構成ではいろいろな波長の光を出力でき
る。例えばRbの吸収線を用いてωの波長をλ=780n
m、Csの吸収線を用いてωの波長をλ=852nmと選べ
ば、フィードバックループのバランス時の関係ω=ω
からωS1のそれぞれの波長λS1の間
には1/λ=1/λ+1/λの関係があるから、λ
9230nmとなる。
FIG. 15 is a configuration block diagram showing another configuration example of the optical heterodyne detection unit 321. OC2 local oscillator light output frequency omega L using the second wavelength stabilizing light source, OX2 input light output and light output of the optical frequency multiplier 324 of the local oscillator OC2 via the optical amplifier OA3 An optical frequency mixer using a nonlinear optical crystal, OD1 is a PIN photodiode or an avalanche photo diode which inputs the optical output of the optical frequency mixer OX2 and the output light from the reference wavelength light source section 310 and outputs the light to the variable wavelength light source section 322. It is a photodetector composed of a diode or the like. According to such a configuration, the optical output frequency omega 6 of the optical frequency mixer OX2 by nonlinear optical effect,
ω 6 = ω 1 + ω L In the configuration of FIG. 7, the optical frequency multiplying unit 324 (excluding the offset frequency) causes ω S
= Ω 1 = nω Only a limited ω 1 determined by O can be obtained, but the configuration of FIG. 15 can output light of various wavelengths. For example, using the absorption line of Rb, the wavelength of ω S is changed to λ S = 780 n
If the wavelength of ω L is selected as λ L = 852 nm using the absorption lines of m and Cs, the relationship ω S = ω when the feedback loop is balanced
6, there is a relationship of 1 / λ S = 1 / λ 1 + 1 / λ L between the respective wavelengths λ S , λ 1 , and λ L of ω S , ω 1 , and ω L , so that λ 1 =
It becomes 9230 nm.

以上第6図〜第15図で説明したような光周波数シンセ
サイザ・スイーパは以下に示すような利点を備えてい
る。
The optical frequency synthesizer sweeper described above with reference to FIGS. 6 to 15 has the following advantages.

(イ)その光出力が絶対波長で高精度かつ高安定にRb,C
sなどの吸収線にロックすることができ、10-12以上の安
定度の量子標準(従来の周波数標準はCs(9GHz),Rb(6
GHz)のマイクロ波共鳴を利用している)を得ることが
できる。
(B) The optical output is Rb, C
can be locked to absorption lines such as s, and a quantum standard with a stability of 10 -12 or more (conventional frequency standards are Cs (9 GHz), Rb (6
GHz) utilizing microwave resonance).

(ロ)可変波長レーザダイオードとして共振器長の長い
ADFBや外部共振器形レーザダイオードを用いるため、共
振器のQが高く、発振スペクトル幅を狭くすることがで
きる。
(B) Long cavity length as a tunable laser diode
Since the ADFB and the external resonator type laser diode are used, the Q of the resonator is high, and the oscillation spectrum width can be narrowed.

(ハ)高周波数PLLの原理を用いているため、高精度な
高周波数スイープができる。
(C) Since the principle of the high-frequency PLL is used, a high-precision high-frequency sweep can be performed.

(ニ)Rbの吸収線(780nm,795nm)などの用いているこ
とと2逓倍方式により、光通信用ファイバで最も光伝送
損失が小さい1500nm帯の光を高精度かつ高安定に出力で
きるので、実用性に優れている。
(D) By using Rb absorption lines (780 nm, 795 nm) and the doubling method, it is possible to output 1500 nm band light with the smallest optical transmission loss in optical communication fibers with high accuracy and high stability. Excellent practicality.

(ホ)第15図に示したような構成により、いろいろな光
周波数を出力できる。
(E) Various optical frequencies can be output by the configuration shown in FIG.

《発明の効果》 以下述べたように本発明によれば、絶対精度で高精
度,高分解能な光周波数スペクトラム・アナライザを実
現することができる。
<< Effects of the Invention >> As described below, according to the present invention, it is possible to realize an optical frequency spectrum analyzer having high accuracy and high resolution with absolute accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る光周波数スペクトラム・アナライ
ザの1実施例を示す構成ブロック図、第2図は第1図装
置の動作の1態様を示すタイムチャート、第3図は同動
作説明図、第4図および第5図は第1図装置の一部の変
形例を示す構成ブロック図、第6図は第1図装置の局部
発振部3の1構成例を示す構成ブロック図、第7図は第
6図の構成を具体化した構成例を示す構成ブロック図、
第8図は第7図装置の動作を説明するための特性曲線
図、第9図は第7図装置の動作を説明するための説明
図、第10図および第12図〜第14図は第7図における可変
波長レーザダイオードVL1〜VL3の他の構成例を示す構成
説明図、第11図は第10図装置の動作を説明するための動
作説明図、第15図は第7図装置の一部の変形例を示すた
めの構成ブロック図、第16図,第17図は従来の光周波数
スペクトラム・アナライザを示すための原理説明図であ
る。 3……局部発振部、4……光ヘテロダイン検波部、5…
…フィルタ部、6……検波部、7……信号処理・表示
部。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an optical frequency spectrum analyzer according to the present invention, FIG. 2 is a time chart showing one mode of operation of the apparatus in FIG. 1, FIG. 4 and 5 are configuration block diagrams showing a modification of a part of the device shown in FIG. 1, FIG. 6 is a configuration block diagram showing one configuration example of a local oscillator 3 of the device shown in FIG. 1, and FIG. Is a configuration block diagram showing a configuration example that embodies the configuration of FIG. 6,
FIG. 8 is a characteristic curve diagram for explaining the operation of the FIG. 7 apparatus, FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation of the FIG. 7 apparatus, and FIGS. 10 and 12 to 14 are FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of the configuration of the tunable laser diodes VL1 to VL3 in FIG. 7, FIG. 11 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the FIG. 10 device, and FIG. FIG. 16 and FIG. 17 are explanatory diagrams of the principle for showing a conventional optical frequency spectrum analyzer. 3 local oscillator 4 optical heterodyne detector 5
... Filter section, 6 ... Detection section, 7 ... Signal processing / display section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−182524(JP,A) 特開 昭57−103380(JP,A) 特公 平5−13399(JP,B2) 特公 平5−23613(JP,B2) 応用物理、50[1](1981)P.29− 34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-58-182524 (JP, A) JP-A-57-103380 (JP, A) JP-B-5-13399 (JP, B2) JP-B 5-5- 23613 (JP, B2) Applied Physics, 50 [1] (1981) 29− 34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】周波数(ωi)の被測定光が入射されその
入射光の偏光面を制御する偏光制御部(1)と、 既知の絶対周波数を有する基準となる光信号を出力する
ための基準波長光源(310)と、一定の周期で変化する
電気信号を出力する掃引信号発生器(330)と、基準波
長光源からの光信号を一方の入力とし他方の入力との光
周波数差に関連する電気信号を出力する光ヘテロダイン
検波部(321)と、この光ヘテロダイン検波部から出力
された電気信号と掃引信号発生器からの電気信号とをミ
キシングするミキサ(MX1)と、このミキサからの電気
信号の出力を光信号に変換し周波数(ωo)の出力光お
よび帰還光信号として出力する可変波長光源部(322)
と、この可変波長光源部からの帰還光信号を入力し、そ
の光信号の周波数をシフトした周波数の光信号とする光
周波数シフタ(323)と、この光周波数シフタからの光
信号の周波数を逓倍し、前記光ヘテロダイン検波部の他
方の入力とする光周波数逓倍回路(324)とを有し、前
記被測定光の光源とは独立して構成された局部発振器
(3)と、 この局部発振器の出力光と前記偏光制御部の出力光を入
力して両出力光を合成する光合成手段(HM1)と、 この光合成手段から出力された光信号を入力し、前記局
部発振器の出力光と偏光制御部の出力光との周波数の差
(ωo−ωi)に関連した電気信号に変換する光ヘテロ
ダイン検波部(4)と、 この光ヘテロダイン検波部から入力した電気信号のうち
必要とする被測定光の周波数に関連する信号を出力する
バンドパス・フィルタ(5)と、 このバンドパス・フィルタが出力する電気信号を入力す
る検波部(6)と、 この検波部の出力を入力とし前記局部発振器における掃
引信号発生器からの出力が掃引信号として周波数軸に入
力される信号処理・表示部(7)とを備え、 前記被測定光における周波数スペクトルのパワー及び周
波数の絶対値を測定するようにしたことを特徴とする光
周波数スペクトラム・アナライザ。
1. A polarization control section (1) for receiving a light to be measured having a frequency (ωi) and controlling a polarization plane of the incident light, and a reference for outputting a reference optical signal having a known absolute frequency. A wavelength light source (310), a sweep signal generator (330) for outputting an electric signal that changes at a constant period, and an optical signal from a reference wavelength light source as one input and relating to an optical frequency difference between the other input. An optical heterodyne detector (321) that outputs an electric signal, a mixer (MX1) that mixes the electric signal output from the optical heterodyne detector with an electric signal from the sweep signal generator, and an electric signal from the mixer A variable wavelength light source section (322) for converting the output of the optical signal into an optical signal and outputting the output light as a return light signal and an output light having a frequency (ωo).
And an optical frequency shifter (323) which receives a feedback optical signal from the variable wavelength light source unit and converts the frequency of the optical signal to an optical signal having a frequency shifted, and multiplies the frequency of the optical signal from the optical frequency shifter. A local oscillator (3) having an optical frequency multiplying circuit (324) as the other input of the optical heterodyne detection unit and configured independently of the light source of the measured light; A light combining means (HM1) for inputting the output light and the output light of the polarization control unit and combining the two output lights; inputting the optical signal output from the light combining means to output light of the local oscillator and a polarization control unit; An optical heterodyne detector (4) that converts the signal into an electric signal related to the frequency difference (ωo−ωi) with the output light of the optical signal; and the frequency of the required light to be measured among the electric signals input from the optical heterodyne detector Outputs signals related to A band-pass filter (5), a detection unit (6) for inputting an electric signal output from the band-pass filter, and an output from a sweep signal generator in the local oscillator which receives an output of the detection unit as an input. A signal processing / display unit (7) input to the frequency axis as a sweep signal, wherein the power and absolute value of the frequency of the frequency spectrum of the measured light are measured. analyzer.
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