JP6284176B2

JP6284176B2 - 外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源

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Publication number: JP6284176B2
Application number: JP2013161519A
Authority: JP
Inventors: 哲也井戸
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: JP2015032700A

Description

この発明は、原子の遷移周波数に発光素子からの光の周波数をロック（固定）させて極めて正確な原子時計を実現するために上記光の線幅を極めて狭くしたクロックレーザ光を出力する光源であって、特に、外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源に関する。

原子や分子の遷移周波数を利用する時計には、原子ビームや分子ビームのラムゼー共鳴を観測するもの、メーザーやレーザの様な発光装置の発光波長を観測するもの、原子や分子の吸収スペクトルを観測するものなどがあることが知られている。

本発明は、参照スペクトルとして用いる原子の吸収スペクトルを観測するためのレーザ光源（プローブレーザ）に関するものである。特に原子時計に用いる場合は、クロックレーザと呼ばれる場合がある。一般に、高安定度の原子時計を実現するためには、極めて狭いスペクトル線幅を有する参照スペクトルを用いる必要があることが知られており、本発明の光源は、その参照スペクトルにレーザ光の波長をロックする際に使用することができるもので、その線幅は、空間にほぼ静止するように束縛された原子集団の禁制遷移のスペクトル線幅以下である。

狭いスペクトル線幅のレーザ光源としては、次の方式のものが知られている。
（１）図８（ａ）に示す様に、ピエゾ素子で光共振器の長さを調整できるレーザ発振器からのレーザ光を、それと同様にピエゾ素子で長さを調整できるファブリペロー光干渉計に通し、ファブリペロー光干渉計で波長走査しその走査に同期して光検出を行い、検出した光強度で、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative、比例積微分）制御で光共振器のピエゾ素子を制御することで、ファブリペロー光干渉計の透過スペクトルの頂点にロックするレーザ光源。
（２）図８（ｂ）に示す様に、ピエゾ素子で光共振器の長さを調整できるレーザ発振器からのレーザ光を、参照用のファブリペロー光干渉計に通し、ファブリペロー光干渉計による吸収信号で、上記光共振器の長さを調整することで、参照するファブリペロー光干渉計の透過スペクトルのスロープにロックするレーザ光源。
（３）図８（ｃ）に示す様に、電圧で発振波長を制御可能なレーザ発振器からの光を位相変調して、参照するファブリペロー光干渉計に入力し、その反射光を上記位相変調信号で同期検波して得た信号を帰還して上記レーザ発振器の発振波長を制御することで、その発振波長を、参照するファブリペロー光干渉計の透過スペクトルにロックすることができる。これは、ＰＤＨ法（Pound-Drever-Hall method）として、知られている。
（４）また、充分に出力光波長が安定なレーザ光源があり波長の安定なレーザ光を用いることが可能な場合は、そのレーザ光をＶＣＯ（電圧制御発振器）の出力でシフトする波長シフターに入力することで、上記のいずれのレーザ発振器でもその代わりとすることができる。

ファブリペロー光干渉計のスペーサーの材料としては、ＵＬＥ（Ultra-Low-Expansion、Corning社）ガラスが望ましいことが知られている。これは、非特許文献１の記載にあるように、ＵＬＥガラスの熱膨張係数は約１０^-8／Ｋ、クリープは０．２〜０．５×１０^-15／ｓ、とそれぞれ小さいことからである。１つのＵＬＥガラス部材には、従来１つの光共振器が設けられている。

ＵＬＥガラスは上記の様に比較的熱膨張係数やクリープ値が小さい。しかし、一般に、原子時計に求められる安定度を実現するためには、ミリケルビン単位の温度管理が求められる。

非特許文献２の図４には、Ｓｒ用クロックレーザ安定化システム全体図が記載されている。非特許文献１の図４におけるクロックレーザでは、まずダイオードレーザを用いた上記ＰＤＨ法による予備安定化共振器（prestabilization共振器）部分で、比較的波長の安定なレーザ光を生成する。このレーザ光の波長を波長シフター（その図４ではＡＯＭ）で波長を僅かに変えて、ＵＬＥ共振器に入力する。このＵＬＥ共振器は、ＵＬＥスペーサーのファブリペロー共振器で、上記の様に、共振波長が非常に安定な特性を示す。また、このＵＬＥ共振器は、フィネスＦが非常に高く、透過スペクトルの幅は非常に狭い。上記波長シフターは、上記ＵＬＥ共振器の透過スペクトルに一致するように、波長シフターを用いて予備安定化共振器で安定化したレーザ光を調整する。この調整は、ＰＤＨ法によるもので、帰還信号として、レーザ光と上記安定化したレーザ光とのずれに応じた電圧または電流が帰還信号となる。例えば電圧に応じて発振周波数の変化するＶＣＯ（電圧制御発振器）で、この帰還信号を周波数の変化に変換し、上記波長シフターに印加する。この帰還ループによって、上記ＵＬＥ共振器の透過スペクトルにロックされたクロックレーザ光を得ることができる。

クロックレーザ用の光共振器においては、スペーサーにＵＬＥを用いた場合には、それ以上に、反射鏡基板や反射膜の熱振動が光共振器のスペクトル幅を広げる原因になることが、非特許文献３に記載されている。また、この改善には、光共振器に用いる反射鏡基材に機械的損失の小さい材質を使用し、レーザ光のビーム径を大きくすることが効果的である旨、記載されている。

本発明は、スペーサーや反射鏡基板や反射膜の熱振動由来による共振スペクトル幅の増大を抑制することを、上記のような反射率の改善やビーム径の拡大以外の方法で実現することに注力したものである。

「光格子時計のための線幅1Hz級レーザの開発」、産総研計量標準報告 Vol. 7, No. 1 2008年3月 11-24頁「３−３ストロンチウム光格子時計」、情報通信研究機構季報 135-144 Vol.56 Nos.3/4 2010 "Thermal Noise Limit in Frequency Stabilization of Lasers with Rigid Cavities", Phys Rev Lett. 2004 Dec 17;93(25):250602. Epub 2004 Dec 17

従来以上に高安定度の原子時計の実現には、従来以上の狭いスペクトル線のクロックレーザ光が必要である。本発明は、外部光共振器の共振波長にレーザ発振器からのレーザ光の波長をロックするが、外部光共振器を複数用い、この複数の外部光共振器の共振波長の変動を平均化することで、熱振動による光共振器の共振波長の変動を平均化し、クロックレーザ光の熱振動によるスペクトル増大を抑制するものである。

このため、本発明はクロックレーザ用に使用できる光源で、外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源であり、
ひとつのレーザ光（出力ａ）から分岐したそれぞれのレーザ光（２０１）の波長をシフトして、半値全幅について該レーザ光（２０１）よりも小さい共鳴特性を有する光共振器の共鳴スペクトルの波長にロックする安定化光源（２００）の複数（２００−１から２００−Ｎ）と、
上記分岐したそれぞれのレーザ光の波長をシフトするそれぞれのシフト量の平均に相当する帰還信号を生成する平均化手段（４００）と、
上記ひとつのレーザ光から分岐したレーザ光の波長を上記平均化手段（４００）の出力である上記帰還信号で調整してプローブ光を生成する波長シフター（５２５）と、
を備え、
上記光共振器は上記ひとつのレーザ光のレーザ光源の外部に設けられたものである。

上記安定化光源は、
分岐された上記レーザ光の波長をシフトして波長安定光を生成する波長シフター（２０２）と、半値全幅について上記レーザ光よりも狭い共鳴特性を有する光共振器（２０５）と、上記光共振器の共鳴波長に上記レーザ光をロックするための帰還信号を生成する同期検波器（２０９）と、を備え、
該帰還信号を上記波長シフターに帰還する構成を備えるものである。

また、上記光共振器は、ファブリペロー型光共振器を用いた光共振器である。

上記プローブ光生成手段の上記帰還信号によるレーザ光の波長調整可能速度は、上記ファブリペロー型光共振器の共振波長のドリフト速度よりも大きいものとする。

上記ファブリペロー型光共振器には、それぞれ別のスペーサーを用いることができるが、共通のスペーサーを用い、１つのスペーサーに複数の共振器用の光路を設けて複数のファブリペロー型光共振器を構成したものであってもよい。

上記レーザ光は、
ダイオードレーザの出力光の波長を光共振器の共振波長にロックすることで波長安定化した光源からのレーザ光であっても、ダイオードレーザの出力光の波長を原子共鳴体の遷移波長にロックすることで波長安定化した光源からのレーザ光であってもよい。

また、上記平均化手段は、複数の上記帰還信号の積から該複数の帰還信号の周波数和を持った混合信号を生成する周波数混合器と、前記混合信号から周波数平均化のために周波数分割された信号を出力する分周回路と、を備えるものであってもよい。

また、より簡単な回路で周波数分割を行うために、上記平均化手段は、複数の上記帰還信号の積から該複数の帰還信号の周波数和を持った混合信号を生成する周波数混合器と、前記混合信号を周波数分割した信号を生成する発振器と、を備え、前記発振器の信号は、逓倍された後、上記混合信号に位相同期されるものであってもよい。

外部光共振器の共振波長にレーザ発振器からのレーザ光の波長をロックするクロックレーザ光発生装置において、熱振動による光共振器の共振波長の変動を平均化し、出力されるクロックレーザ光の熱振動によるスペクトル増大を抑制することができる。

本発明の構成例の1部分となる、光共振器１０５の共振波長にレーザ光源１０１の発振波長をロックすることで波長安定化した安定化光源１００の例を示すブロック図である。安定化光源１００のレーザ光源１０１の代わりに、レーザ光２０１が入力される場合に光共振器２０５の共振波長にロックすることで波長安定化した安定化光源２００のブロック図である。原子共鳴線にロックしたレーザ光を出力する安定化光源３００のブロック図である。本発明の、外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源の構成例の安定化光源５００を示すブロック図である。平均化手段４００の構成例を示すブロック図である。４つの光共振器を１つのスペーサーで作成した例を示す模式図である。安定化光源５００からのレーザ光を入力して、原子遷移波長にロックした安定化光源３００を複数並べて、それぞれの原子共鳴遷移波長と入力光とのずれの平均値を求め、その平均値で入力光の波長を調整する安定化光源６００を示すブロック図である。従来方式の狭いスペクトル線幅のレーザ光源例を示す図である。（ａ）は、ピエゾ素子で光共振器の長さを調整するもの、（ｂ）は、参照するファブリペロー光干渉計の透過スペクトルのスロープにロックするもの、（ｃ）は、ＰＤＨ法（Pound-Drever-Hall method）として、知られているもの、である。従来の、Ｓｒ用クロックレーザ安定化システム全体図を示す図である。

以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。

図１に、本発明の構成例の1部分となる、光共振器１０５の共振波長にレーザ光源１０１の発振波長をロックすることで波長安定化した安定化光源１００の例を示す。これは、上記ＰＤＨ法に沿ったものである。この例では、レーザ光源１０１には半導体レーザを用いており、印加する電圧を変えることで発振波長を僅かに調整することができる。アイソレータ１０２は、レーザ光源１０１の発振動作の戻り光による擾乱を防止するものである。光変調器１０３において発振器１１０からの信号で位相変調された光は、その光量が半波長板１１１と偏光プリズム１０４で調整され、光共振器１０５に入射する。光共振器からの出力光はアイソレーション用の４分の１波長板１０６を透過した後偏光プリズム１０４で反射され、ビームスプリッタ１０７で出力光と帰還光と分離される。帰還光は光検出器１０８で電気信号に変換され、同期検波器２０９において発振器１１０からの信号で同期検波される。同期検波の出力は、ＰＩＤ１１２で平滑され、上記半導体レーザに帰還する。この帰還ループによって、レーザ光源の出力波長を光共振器の共振スペクトルにロックすることができる。上記の様に帰還制御されない状態のレーザ光源１０１の出力光の半値全幅は、光共振器１０５の共振（共鳴）スペクトルの半値全幅よりも大きい。しかし、一般に、上記の帰還制御でロックされた状態のレーザ光源１０１の出力光の半値全幅は、光共振器１０５の共振（共鳴）スペクトルの半値全幅よりも小さい。

当然のことながら、上記のロック動作によって、上記プローブ光生成手段である安定化光源１００の上記帰還信号によるレーザ光の波長調整可能速度は、抑制しようとする上記ファブリペロー型光共振器の共振波長のドリフト速度よりも大きいことが必要である。つまり、抑制できる上記ドリフトの周波数帯域は、上記帰還信号による帰還制御の周波数帯域に限られる。

図１に示す例は、図８（ｃ）のＰＤＨ方式に沿ったものでるが、上記の様に、図８（ａ）や（ｂ）に沿ったものも用いることができる。

ここで、光共振器としては、上記の様にＵＬＥスペーサーを用いミリケルビン範囲で温度管理したもので、外界の振動を遮断した状態で使用することで安定化したものや、所定の原子やイオンの吸収スペクトルを用いたものでもよい。

また、図１の安定化光源１００からの出力の取り出し位置は、要求される出力強度により、例えば、光変調器１０３と半波長板１１１にビームスプリッタ（光分岐器）を設けることによって行ってもよい。

本発明の構成例の１部分となり、上記とは別の部分の例を図２に示す。図２は、安定化光源１００のレーザ光源１０１の代わりに、レーザ光２０１が入力される場合に光共振器２０５の共振波長にロックすることで波長安定化した安定化光源２００のブロック図である。この例では、レーザ光２０１を波長シフター２０２でシフトすることで波長を可変にしている。また、同期検波器２０９の出力である帰還信号は、ＰＩＤ１１２で平滑された後、ＶＣＯ（電圧制御発振器）２１３で、帰還信号の強度に応じた周波数の交流信号を含む波長シフター用信号に変換される。この波長シフター用信号の上記周波数のオフセットは、オフセット電圧源２１４の電圧を調整することで設定することができる。この安定化光源２００の出力信号は、ＶＣＯ２１３の出力信号である。ここでＰＤＨ法のための変調は独立な光変調器２０３を利用して行うほか、安定化光源からの変調されているレーザ光２０１を利用することもできる。当然のことであるが、上記ＶＣＯの代わりにシンセサイザー方式の信号発生器を用いることができる。

この場合も、上記と安定化光源１００の場合と同様に、上記プローブ光生成手段である安定化光源２００の上記帰還信号によるレーザ光の波長調整可能速度は、抑制しようとする上記ファブリペロー型光共振器の共振波長のドリフト速度よりも大きいことが必要である。つまり、抑制できる上記ドリフトの周波数帯域は、上記帰還信号による帰還制御の周波数帯域に限られる。

本発明に用いることが可能で、その構成例の1部分となる例を図３に示す。図３は、原子共鳴線にロックしたレーザ光を出力する安定化光源３００のブロック図である。この例では、安定化光源２００の場合と同様に、レーザ光３０１を入力し、その波長を波長シフター３０２で変えることで周波数可変のレーザ光源と同等になるようにしている。このレーザ光を原子共鳴線にロックして波長安定化し、この波長安定化されたレーザ光を出力する。ただし、このロックにおいては、
波長シフター３０３で、発振器３１５に従って、原子共鳴セル３０５の共鳴スペクトルの中心（λ₀）から半値幅（δ）程度高低にずれたレーザ光を時間的に交互に生成し、原子共鳴セル３０５に照射する。原子共鳴セル３０５からの出力光は、光検出器３０８で検出し、発振器３１５からの信号で同期検波する。この同期検波出力をＰＩＤ３１２で平滑し、ＶＣＯ３１２の発振周波数を制御し、波長シフター３０２に帰還する。この帰還によって、原子共鳴線にロックし波長安定化したレーザ光を出力することができる。この場合も当然であるが、ＶＣＯの代わりにシンセサイザー方式の信号発生器を用いることができる。

本発明の、外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源の構成例の安定化光源５００を図４に示す。
図４に示すブロック図で、安定化光源１００は図１に示すものであり、安定化光源２００−１からＮまでは、図２に示す安定化光源２００である。
また、その代わりに図３に示す安定化光源３００を用いることもできる。安定化光源３００は、図３に示すものであるが、このブロックで、原子共鳴線にロックすることで、超精密時計に使用するクロックレーザ光を出力するものである。

図４に示す本発明の例では、ひとつのレーザ光から分岐器５２０、または半波長板５２１と偏光プリズム５２２からなるＮ個の分岐手段の直列構成でレーザ光を分岐する。この分岐手段で分岐され安定化光源２００−１に入射したレーザ光から図２のＶＣＯ２１３の帰還信号が出力され、この帰還信号は、波長シフター２０２に印加されるとともに出力ｂとして出力される。この出力ｂからの信号の周波数はｆ₁で、この信号は平均化手段４００に入力される。平均化手段４００には、安定化光源２００−１から２００−Ｎまでの出力が入力される。

平均化手段４００では、図５に例を示す様に、周波数混合器でｆ₁からｆ_Nまでの和周波数を持つ信号を生成する。この生成方法は、よく知られており、例えば周波数混合器４１５で上記和周波数を含む信号を生成し、上記和周波数を持つ信号をフィルター４１６で選択する。
この和周波数のＮ＋１分の１の信号を生成するにあたっては、例えば、よく知られた位相同期型の分周回路を用いる。つまり、ＶＣＯ４２０の出力信号の周波数を逓倍器４１９でＮ＋１逓倍してフィルター４１６で選択された信号と位相比較器４１７で位相を比較し、そのエラー信号をＶＣＯ４２０に帰還して位相同期させ、ＶＣＯ４２０の出力ｄを得る。逓倍器４１９は、よく知られた位相同期型のものや、非線形素子に通してその高調波を選択するようにしたものも用いることができる。平均化手段４００の出力の出力ｄは、波長シフター５２５に入力される。この場合も、上記ＶＣＯの代わりにシンセサイザー方式の信号発生器を用いることができる。

ここで、上記和周波数のＮ＋１分の１を平均化手段４００が出力するのは、図４の半波長板５２１に入力する光の波長シフト量をゼロとして、これも平均化の対象に加えることによるものである。安定化光源２００の数のみに注目するものであれば、上記Ｎ＋１をＮとすればよい。このＮ＋１での平均が有効な場合は、安定化光源１００の光共振器１０５と安定化光源２００の光共振器２０５とが同等のものの場合である。光共振器２０５の方が、より安定なものであることが明らかである場合には、Ｎでの平均化の方が望ましい。

他の平均化手段としては、周波数ｆ₁からｆ_Nを、位相角まで計測できる周波数カウンタでそれぞれ計測してデジタルで出力し、それらのデジタル和とその平均を算出して、そのデジタル値の周波数を生成するシンセサイザー方式の信号発生器で合成した信号を出力ｄとして用いることもできる。

分岐器５２０で、半波長板５２３と偏光反射板５２４からなる光量調整器側に分岐された光は、上記波長シフター５２５で上記信号ｄの周波数分シフトされる出力eとして出力される。この出力ｅは、例えば、安定化光源３００で高安定度の原子共鳴遷移にロックされクロックレーザ光として出力される。

図４に安定化光源２００−１から２００−Ｎまでのそれぞれ光共振器２０５は、それぞれ独立したスペーサーと１対の光反射素子からなるものとすることができるのは当然である。しかし、例えばＮが４の場合には、図６に示す様に、４つの光共振器を１つのスペーサーで作成することができる。上記光反射素子は反射鏡基板に多層膜の反射膜を形成したものであるが、それぞれの反射鏡基板は、一連の基板であっても、それぞれ独立したものであってもよいことは明らかである。また、それぞれの光共振器用に設けるスペーサーの複数の空洞は、同一の形状にする必要は無く、円筒形の空洞を設ける場合でも、反射鏡基板の固有振動数を異なる様にするために径の異なる空洞を設けてもよいことは、明らかである。また、図には示していないが、キャビティには、それぞれ外部への通気口が設けられている。

より線幅の狭いレーザ光を出力する安定化光源を得る場合には、図７に示す様に、安定化光源５００からのレーザ光を入力して、原子遷移波長にロックした安定化光源３００を複数並べて、それぞれの原子共鳴遷移波長と入力光とのずれの平均値を求め、その平均値で入力光の波長を調整する安定化光源６００構成することができる。この場合の出力ｆをより精密な時計用に用いることができる。

１００安定化光源
１０１レーザ光源
１０２アイソレータ
１０３光変調器
１０４偏光プリズム
１０５光共振器
１０６４分の１波長板
１０７分岐器
１０８光検出器
１０９同期検波器
１１０発振器
１１１半波長板
１１２ＰＩＤ
２００安定化光源
２０１レーザ光
２０２波長シフター
２０３光変調器
２０４偏光プリズム
２０５光共振器
２０６４分の１波長板
２０８光検出器
２０９同期検波器
２１０発振器
２１１半波長板
２１２ＰＩＤ
２１３ＶＣＯ
２１４オフセット電圧源
３００安定化光源
３０１レーザ光
３０２波長シフター
３０３波長シフター
３０５原子共鳴セル
３０６集光系
３０７分岐器
３０８光検出器
３０９同期検波器
３１０発振器
３１１半波長板
３１２ＰＩＤ３１３ＶＣＯ
３１４オフセット電圧源
３１５発振器
４００平均化手段
４１５周波数混合器
４１６フィルター
４１７位相比較器
４１８フィルター
４１９逓倍器
４２０ＶＣＯ
５００安定化光源
５２０分岐器
５２１半波長板
５２２偏光プリズム
５２３半波長板
５２４偏光プリズム
５２５波長シフター

Claims

ひとつのレーザ光（出力ａ）から分岐したそれぞれのレーザ光（２０１）の波長をシフトして、半値全幅について該レーザ光よりも小さい共鳴特性を有する光共振器の共鳴スペクトルの波長にロックする安定化光源（２００）の複数（２００−１から２００−Ｎ）と、
上記分岐したそれぞれのレーザ光の波長をシフトするそれぞれのシフト量の平均に相当する帰還信号を生成する平均化手段（４００）と、
上記ひとつのレーザ光から分岐したレーザ光の波長を上記平均化手段の出力である上記帰還信号で調整してプローブ光を生成する波長シフター（５２５）と、を備え、
上記光共振器は上記ひとつのレーザ光のレーザ光源の外部に設けられたものであること特徴とする、外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源。
上記安定化光源は、
分岐された上記レーザ光の波長をシフトして波長安定光を生成する波長シフター（２０２）と、半値全幅について上記レーザ光よりも狭い共鳴特性を有する光共振器（２０５）と、上記光共振器の共鳴波長に上記レーザ光をロックするための帰還信号を生成する同期検波器（２０９）と、を備え、
該帰還信号を上記波長シフターに帰還する構成を備えるものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源。
上記光共振器は、ファブリペロー型光共振器を用いた光共振器であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２のいずれか１つに記載の外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源。
上記ファブリペロー型光共振器は、共通のスペーサーを用いて複数のファブリペロー型光共振器を構成したものであることを特徴とする請求項３に記載の外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源。
上記ひとつのレーザ光は、
ダイオードレーザの出力光の波長を光共振器の共振波長または原子共鳴体の遷移波長にロックすることで波長安定化した光源からのレーザ光であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源。
上記平均化手段は、複数の上記帰還信号の積から該複数の帰還信号の周波数和を持った混合信号を生成する周波数混合器と、前記混合信号から周波数平均化のために周波数分割された信号を出力する分周回路と、を備えるものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源。
上記平均化手段は、複数の上記帰還信号の積から該複数の帰還信号の周波数和を持った混合信号を生成する周波数混合器と、前記混合信号を周波数分割した信号を生成する発振器と、を備え、
前記発振器の信号は、逓倍された後、上記混合信号に位相同期されたものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の外部光共振器の並列動作により光周波数平均化を図った狭線幅光源。