JPH0523613B2 - - Google Patents
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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、光フアイバ、光導波路、波長分波
器、光スイツチ、OEICなどの光部品の光伝送特
性や光反射特性等を測定する光周波数ネツトワー
ク・アナライザに関する。[Detailed Description of the Invention] <<Industrial Application Field>> The present invention is an optical fiber, an optical waveguide, a wavelength demultiplexer, an optical switch, an optical component for measuring optical transmission characteristics, optical reflection characteristics, etc. of optical components such as OEIC. Regarding frequency network analyzers.
《従来の技術》
第12図は従来の光フアイバ損失波長特性測定
器を示す構成ブロツク図である。可変波長光源
VLの出力光は被測定フアイバMFに入射し、そ
の出射光を光検出器PDで検出した後増幅・表示
手段DPに出力する。可変波長光源VLの出力波長
を掃引したときの光パワーの変化から光フアイバ
損失の波長特性を測定する。<<Prior Art>> FIG. 12 is a block diagram showing a conventional optical fiber loss wavelength characteristic measuring device. variable wavelength light source
The output light from VL enters the fiber to be measured MF, and after the output light is detected by a photodetector PD, it is output to the amplification/display means DP. The wavelength characteristics of optical fiber loss are measured from the change in optical power when the output wavelength of the variable wavelength light source VL is swept.
第13図は従来の光フアイバ波長分散特性測定
器を示す構成ブロツク図である。可変波長光源
VLおよび基準波長光源SLを周波数の変調信号
源Eで振幅変調する。可変波長光源VLの出力光
が加わる被測定フアイバMFおよび基準波長光源
SLの出力光が加わる基準フアイバSFの出力光パ
ワーを光検出部PDでそれぞれ検出し、両者の周
波数成分の位相差を位相測定部PSで検出する
ことにより、被測定フアイバMFの波長に対する
伝搬遅延時間を測定する。 FIG. 13 is a block diagram showing a conventional optical fiber wavelength dispersion characteristic measuring device. variable wavelength light source
VL and the reference wavelength light source SL are amplitude modulated by a frequency modulation signal source E. Measured fiber MF and reference wavelength light source to which the output light of variable wavelength light source VL is added
The output optical power of the reference fiber SF to which the output light of the SL is added is detected by the optical detection unit PD, and the phase difference between the frequency components of both is detected by the phase measurement unit PS, thereby determining the propagation delay with respect to the wavelength of the fiber under test MF. Measure time.
《発明が解決しようとする問題点》
しかしながら、上記のような構成の測定器で
は、高精度に光の位相伝搬特性を測定できないと
いう欠点がある。またフアイバのように光路の長
いものは測定できるが、短い導波路などは測定で
きない。将来のコヒーレント光応用技術の重要部
品である光フアイバ、光導波路、波長分波器、光
スイツチ、OEICなどの性能テストには伝搬特性
(損失、ゲイン、位相、遅延)や反射特性などの
測定が重要であるが、上記の測定器では不十分で
ある。<<Problems to be Solved by the Invention>> However, the measuring instrument configured as described above has a drawback in that it cannot measure the phase propagation characteristics of light with high precision. Also, it can measure long optical paths such as fibers, but it cannot measure short waveguides. Performance tests of optical fibers, optical waveguides, wavelength demultiplexers, optical switches, OEICs, etc., which are important components of future coherent optical application technology, require measurement of propagation characteristics (loss, gain, phase, delay) and reflection characteristics. Although important, the above-mentioned measuring instruments are 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、高精度に振幅、位相特性などが測
定できる光周波数ネツトワーク・アナライザを実
現することを目的とする。 The present invention was made to solve these problems, and an object of the present invention is to realize an optical frequency network analyzer that can measure amplitude, phase characteristics, etc. with high precision.
《問題点を解決するための手段》
本発明は、周波数掃引する第1の光出力および
この第1の光出力を一定周波数シフトさせた第2
の光出力を発生し第1の光出力を測定対象に出射
する光周波数スイーパと、
前記測定対象を透過した第1の光出力を偏向・
増幅した信号および前記測定対象で反射した第1
の光出力を偏向・増幅した信号である光出力と第
2の光出力を入力し、前記測定対象を透過した光
出力と第2の光出力を入力することにより得られ
る前両者の光周波数の差に対応する周波数を有す
る信号をヘテロダイン検波により電気信号に変換
した第1の電気信号と、前記測定対象を反射した
光出力と第2の光出力を入力することにより得ら
れる前両者を光周波数の差に対応する周波数を有
する信号をヘテロダイン検波により電気信号に変
換した第2の電気信号とを出力する第1の光ヘテ
ロダイン検波部と、
前記第1の光出力および第2の光出力を入力
し、これらの入力信号を入力することにより得ら
れる前両者の光周波数の差に対応する周波数を有
する信号をヘテロダイン検波により電気信号に変
換して出力する第2の光ヘテロダイン検波部とを
設け、
前記第1の光ヘテロダイン検波部から出力され
る第1および第2の電気信号を入力し、各々の信
号を増幅する第1のフイルタ部と、
前記第2の光ヘテロダイン検波部から出力され
た電気信号を入力し、増幅する第2のフイルタ部
と、
前記第1のフイルタ部からの電気信号と第2の
フイルタ部の電気信号とを比較し、その結果を電
気信号として出力する比較手段と、
この比較手段の電気信号出力を入力して信号処
理する信号処理手段とを備え、測定対象における
伝搬特性および反射特性を同時にかつ、容易で高
精度に測定できることを特徴とする光周波数ネツ
トワークアナライザである。<Means for Solving the Problems> The present invention provides a first optical output that sweeps the frequency and a second optical output that shifts the first optical output by a certain frequency.
an optical frequency sweeper that generates a light output and emits a first light output to a measurement target;
The amplified signal and the first signal reflected from the measurement target
The optical frequency of the first and second optical outputs obtained by inputting the optical output and the second optical output, which are signals obtained by deflecting and amplifying the optical output of A first electrical signal obtained by converting a signal having a frequency corresponding to the difference into an electrical signal by heterodyne detection, and the optical output reflected from the measurement target and the second optical output are both obtained by inputting the optical frequency. a first optical heterodyne detection unit that outputs a second electrical signal obtained by converting a signal having a frequency corresponding to the difference in frequency into an electrical signal by heterodyne detection, and inputs the first optical output and the second optical output; and a second optical heterodyne detection unit that converts a signal having a frequency corresponding to the difference between the optical frequencies of the two optical signals obtained by inputting these input signals into an electrical signal by heterodyne detection and outputs the electrical signal, a first filter section that receives first and second electrical signals output from the first optical heterodyne detection section and amplifies each signal; a second filter section for inputting and amplifying a signal; a comparing means for comparing the electrical signal from the first filter section and the electrical signal from the second filter section and outputting the result as an electrical signal; An optical frequency network analyzer is characterized in that it is equipped with a signal processing means that inputs the electrical signal output of the comparison means and processes the signal, and is capable of simultaneously measuring the propagation characteristics and reflection characteristics of the measurement target with ease and high precision. be.
《実施例》 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。"Example" The present invention will be explained in detail below using the drawings.
第1図は本発明に係る光周波数ネツトワーク・
アナライザの一実施例を示す構成ブロツク図であ
る。1は周波数掃引する出力光を発生する後述
(第2図〜第11図)の光周波数スイーパ、23
はこの光周波数スイーパ1の第1および第2の出
力光を入力する光ヘテロダイン検波部、24はこ
の光ヘテロダイン検波部23の電気出力を入力す
るバンドパスフイルタからなるフイルタ部、2は
前記光周波数スイーパ1の第1の出力光を入力す
る光方向性結合器、3はこの光方向性結合器2か
らの出力光を出射する出射端、10はこの出射端
3からの出力光を入射する測定対象、4はこの測
定対象10からの出射光を入射する入射端、41
はこの入射端4からの入射光を入力する磁気光学
効果結晶(YIG、鉛ガラス他)等を用いた偏光制
御部、42はこの偏光制御部41の出力光を入力
する光増幅部、43はPINフオトダイオードやア
バランシエフオトダイオードなどからなり前記光
増幅部42および前記光周波数スイーパ1の第2
のビツトを入力する光ヘテロダイン検波部、44
はこの光ヘテロダイン検波部43の電気出力を入
力して増幅するバンドパスフイルタからなるフイ
ルタ部、45は前記フイルタ部44および24か
らの電気出力を入力する振幅比較部、46は前記
フイルタ部44および24からの電気出力を入力
する位相比較部、31は前記測定対象10からの
反射光が光方向性結合器2を介して入力する41
と同様の偏光制御部、32はこの偏光制御部31
の出力光を入力する42と同様の光増幅部、33
はこの光増幅部32および前記光周波数スイーパ
1の第2の出力光を入力する43と同様の光ヘテ
ロダイン検波部、3はこの光ヘテロダイン検波部
33の電気出力を入力する44と同様のバンドパ
スフイルタからなるフイルタ部、35は前記フイ
ルタ部34および24からの電気出力を入力する
45と同様の振幅比較部、36は前記フイルタ部
34および24からの電気出力を入力する46と
同様の位相比較部、50は前記振幅比較部35,
45および位相比較部36,46の電気出力を入
力する信号処理・表示部である。33,43は第
1の光ヘテロダイン検波部を、34,44は第1
のフイルタ部を、23は第2の光ヘテロダイン検
波部を、24は第2のフイルタ部を、35,3
6,45,46は比較手段を、50は信号処理手
段をそれぞれ構成している。光増幅部32,42
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 shows an optical frequency network according to the present invention.
1 is a configuration block diagram showing one embodiment of an analyzer. FIG. 1 is an optical frequency sweeper described later (FIGS. 2 to 11) that generates frequency-sweeping output light; 23;
2 is an optical heterodyne detection section which inputs the first and second output lights of this optical frequency sweeper 1; 24 is a filter section consisting of a bandpass filter which inputs the electrical output of this optical heterodyne detection section 23; An optical directional coupler that inputs the first output light of the sweeper 1; 3 an output end that outputs the output light from the optical directional coupler 2; and 10, a measurement unit that inputs the output light from the output end 3. The object, 4, is an incident end through which the emitted light from the measurement object 10 is incident, 41
42 is a polarization control unit using a magneto-optic effect crystal (YIG, lead glass, etc.) that inputs the incident light from the incident end 4; 42 is an optical amplification unit that inputs the output light of this polarization control unit 41; The optical amplifying section 42 and the second optical frequency sweeper 1 are composed of a PIN photodiode, an avalanche photodiode, etc.
an optical heterodyne detection unit which inputs bits of 44;
Reference numeral 45 denotes a filter section consisting of a bandpass filter that inputs and amplifies the electrical output of the optical heterodyne detection section 43, 45 an amplitude comparator section that inputs the electrical outputs from the filter sections 44 and 24, and 46 the filter section 44 and 24. A phase comparator 31 receives the electrical output from the optical directional coupler 2;
32 is a polarization control section similar to this polarization control section 31.
an optical amplifying section similar to 42 which inputs the output light of 33;
3 is an optical heterodyne detection unit similar to 43 which inputs the optical amplification unit 32 and the second output light of the optical frequency sweeper 1, and 3 is a bandpass similar to 44 which inputs the electrical output of this optical heterodyne detection unit 33. A filter unit consisting of a filter; 35 is an amplitude comparison unit similar to 45 that inputs the electrical outputs from the filter units 34 and 24; 36 is a phase comparison unit similar to 46 that inputs the electrical outputs from the filter units 34 and 24; section, 50 is the amplitude comparison section 35,
45 and a signal processing/display section into which the electrical outputs of the phase comparators 36 and 46 are input. 33, 43 are the first optical heterodyne detection sections; 34, 44 are the first optical heterodyne detection sections;
23 is the second optical heterodyne detection section, 24 is the second filter section, 35, 3 is the second filter section.
Reference numerals 6, 45, and 46 constitute comparison means, and 50 constitutes signal processing means, respectively. Optical amplification section 32, 42
is composed of a GaAlAs laser (780 nm band) or an InGaAsP laser (1500 nm band), and 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) This is called a resonator-type semiconductor laser amplifier, and it performs linear optical amplification through stimulated emission by flowing a bias current near the oscillation threshold and inputting signal light into the laser diode.
(ロ) 光注入同期増幅器とよばれ、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) This is called an optical injection locked amplifier, which controls the optical frequency and phase of the oscillated light by inputting a 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・チツ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) It is called a traveling wave laser amplifier, and both ends of the laser diode chip are coated with anti-reflection coating, and light is amplified only by passing the signal light.
上記のような構成の光周波数ネツトワーク・ア
ナライザの動作を次に詳しく説明する。 The operation of the optical frequency network analyzer configured as described above will now be described in detail.
光周波数スイーパ1は光出力を周波数掃引して
高精度、高安定、高スペクトル純度に出力する
(詳細は後述)。光周波数スイーパ1の周波数ω0
の第1の光出力は光方向性結合器2、出射端3を
介して測定対象10に入射し、この測定対象10
からの出射光は入射端4を介して偏光制御部41
に入力する。偏光制御部41は磁気光学効果結晶
の旋光性を利用して印加磁界を制御することによ
り、入力光の偏光面を局部発振光(前記第2の光
出力)と同じ偏光面となるように制御する。偏光
制御部41の光出力は光増幅部42で増幅された
後ハーフミラー等(図では省略)で光周波数スイ
ーパ1からの局部発振光と合成され、光ヘテロダ
イン検波部43で両周波数の差(ω0+Δω)−ω0
=Δω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43の電気出力はフイルタ4
4のバンドパス特性を一部が通過する。また光周
波数スイーパ1からの第1の出力光(周波数ω0)
はハーフミラー等で直接局部発振光(周波数ω0
+Δω)と合成され、光ヘテロダイン検波部23
で両周波数の差Δω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23の電気出力
はフイルタ24のバンドパス特性を一部が通過し
てリフアレンス信号となる。フイルタ44の測定
対象の特性の影響を受けた電気信号出力とフイル
タ24の測定対象の特性の影響を受けていないリ
フアレンス信号出力とは振幅比較部45で両者の
振幅が比較され、位相比較部46で両者の位相が
比較される。振幅比較部45および位相比較部4
6の電気出力は信号処理・表示部50で信号処理
され、その結果として測定対象の伝搬特性が表示
される。測定対象10から出射端3を介して光結
合器2から出力される反射光も偏光制御部31、
光増幅部32、光ヘテロダイン検波部33、フイ
ルタ34、振幅比較部35、位相比較部36およ
び信号処理・表示部50において同様に処理さ
れ、その結果として測定対象の反射特性が表示さ
れる。光導波路を測定対象とする場合には、導波
路の伝搬損失や位相差の波長特性等を測定でき
る。光フアイバを測定対象とする場合には、伝搬
損失、遅延の波長特性等が短いフアイバを用いて
測定できる。レーザダイオード光増幅器を測定対
象とする場合には、増幅ゲインの波長特性、位相
遅れ等を測定できる。また反射光の特性からは光
接続点の反射損失が測定できる。 The optical frequency sweeper 1 frequency-sweeps the optical output and outputs it with high accuracy, high stability, and high spectral purity (details will be described later). Frequency of optical frequency sweeper 1 ω 0
The first optical output of is incident on the measurement object 10 via the optical directional coupler 2 and the output end 3, and the measurement object 10
The emitted light passes through the input end 4 to the polarization control unit 41
Enter. The polarization control unit 41 controls the polarization plane of the input light to be the same polarization plane as the locally oscillated light (the second optical output) by controlling the applied magnetic field using the optical rotation of the magneto-optic effect crystal. do. The optical output of the polarization control section 41 is amplified by the optical amplification section 42 and then combined with the local oscillation light from the optical frequency sweeper 1 by a half mirror or the like (not shown), and the optical heterodyne detection section 43 detects the difference between the two frequencies ( ω 0 +Δω)−ω 0
is converted into an electrical signal with a frequency of =Δω. The electrical output of the optical heterodyne detection section 43 is transmitted to the filter 4.
A part of the signal passes through the bandpass characteristic of No. 4. Also, the first output light (frequency ω 0 ) from the optical frequency sweeper 1
is a direct local oscillation light (frequency ω 0
+Δω), and the optical heterodyne detection section 23
It is converted into an electrical signal with a frequency equal to the difference Δω between the two frequencies. Part of the electrical output of the optical heterodyne detection unit 23 passes through the bandpass characteristic of the filter 24 and becomes a reference signal. The electric signal output of the filter 44 that has been affected by the characteristics of the object to be measured and the reference signal output of the filter 24 that has not been affected by the characteristics of the object to be measured are compared in amplitude by an amplitude comparison section 45, and are then compared in amplitude by a phase comparison section 46. The phases of the two are compared. Amplitude comparison section 45 and phase comparison section 4
The electrical output of 6 is subjected to signal processing in a signal processing/display unit 50, and as a result, the propagation characteristics of the measurement target are displayed. The reflected light output from the optical coupler 2 from the measurement target 10 via the output end 3 is also controlled by the polarization control unit 31,
The optical amplification section 32, optical heterodyne detection section 33, filter 34, amplitude comparison section 35, phase comparison section 36, and signal processing/display section 50 perform similar processing, and as a result, the reflection characteristics of the measurement target are displayed. When an optical waveguide is the object of measurement, the propagation loss of the waveguide, the wavelength characteristics of the phase difference, etc. can be measured. When an optical fiber is to be measured, a fiber with short wavelength characteristics such as propagation loss and delay can be used for measurement. When measuring a laser diode optical amplifier, wavelength characteristics of amplification gain, phase delay, etc. can be measured. Also, the reflection loss at the optical connection point can be measured from the characteristics of the reflected light.
このような構成の光周波数ネツトワーク・アナ
ライザによれば、高精度に振幅、位相、波長特性
等を測定できる。 According to the optical frequency network analyzer having such a configuration, amplitude, phase, wavelength characteristics, etc. can be measured with high precision.
また測定対象の伝搬特性(損失、位相、遅延、
ゲイン等)や反射特性を同時にかつ容易に測定で
きる。 Also, the propagation characteristics of the measurement target (loss, phase, delay, etc.)
Gain, etc.) and reflection characteristics can be measured simultaneously and easily.
なお光ヘテロダイン検波部23,33,43に
W−Ni(タングステン、ニツケル)点接触ダイオ
ードやジヨゼフソン素子を使うこともできる。 Note that a W-Ni (tungsten, nickel) point contact diode or Josephson element can also be used for the optical heterodyne detection sections 23, 33, and 43.
また、上記の実施例ではフイルタ部24,3
4,44としてバンドパスフイルタを用いたが、
これに限らず、ローパスフイルタを用いてもよ
い。その場合にはΔω=0となる。 Further, in the above embodiment, the filter portions 24, 3
A bandpass filter was used as 4 and 44, but
The present invention is not limited to this, and a low-pass filter may be used. In that case, Δω=0.
第2図は第1図の光周波数スイーパ1の一構成
例である光周波数シンセサイザ・スイーパを示す
構成ブロツク図である。11は波長を安定化され
た基準波長光源部、12はこの基準波長光源部1
1の出力光を入力する光周波数PLL部、13は
この光周波数PLL部12の出力光を変調する光
変調部、14はこの光変調部13の出力光を増幅
する光増幅部、15は前記光増幅部14の出力周
波数をシフトする光周波数シフタ部である。光周
波数PLL部12において、121は基準波長光
源部11の出力光を一方の入力とする光ヘテロダ
イン検波部、122はこの光ヘテロダイン検波部
121の出力により出力光の発振波長を制御され
る可変波長光源部、123はこの可変波長光源部
122の出力光の周波数をシフトする光周波数シ
フタ部、124はこの光周波数シフタ部123の
出力光の周波数を逓倍するとともにその出力光を
前記光ヘテロダイン検波部121の他方の入力と
する光周波数逓倍部である。 FIG. 2 is a configuration block diagram showing an optical frequency synthesizer sweeper which is an example of the configuration of the optical frequency sweeper 1 shown in FIG. 11 is a reference wavelength light source section whose wavelength is stabilized, and 12 is this reference wavelength light source section 1.
1 is an optical frequency PLL section that inputs the output light of the optical frequency PLL section 12, 13 is an optical modulation section that modulates the output light of this optical frequency PLL section 12, 14 is an optical amplification section that amplifies the output light of this optical modulation section 13, and 15 is the aforementioned optical frequency PLL section. This is an optical frequency shifter section that shifts the output frequency of the optical amplification section 14. In the optical frequency PLL section 12, 121 is an optical heterodyne detection section which receives the output light of the reference wavelength light source section 11 as one input, and 122 is a variable wavelength whose oscillation wavelength of the output light is controlled by the output of this optical heterodyne detection section 121. A light source section, 123 is an optical frequency shifter section that shifts the frequency of the output light of the variable wavelength light source section 122, and 124 is an optical frequency shifter section that multiplies the frequency of the output light of the optical frequency shifter section 123 and transmits the output light to the optical heterodyne detection section. 121 is an optical frequency multiplier that receives the other input.
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11の出力光が光周波数PLL部
12に入力すると、光周波数PLL部12は基準
波長光源部11の発振波長に対応する波長にその
光出力の波長を固定(ロツク)する。すなわち光
ヘテロダイン検波部121は基準波長光源部11
からの出力光と光周波数逓倍部124の出力光を
比較して、その差が小さくなるように可変波長光
源部122を制御する。フイードバツク回路にお
ける光周波数シフタ部123は可変波長光源部1
22の出力光にオフセツト周波数を加え、光周波
数逓倍部124は可変波長光源部122の出力光
周波数と基準波長光源部11の出力光周波数の比
を定める。光変調部13は光周波数PLL部12
の出力光を変調し、光増幅部14はこの光変調部
13は光周波数PLL部12の出力光を変調し、
光増幅部14はこの光変調部13の出力光を増幅
して光周波数シンセサイザ・スイーパの出力を
(第1の光出力として)発生し、光周波数シフタ
部15は前記光増幅部14の出力光の周波数を
Δωシフトした出力光を(局部発振光出力とし
て)発生する。 The operation of the device having such a configuration will be explained next.
When the output light from the reference wavelength light source section 11 is input to the optical frequency PLL section 12, the optical frequency PLL section 12 fixes (locks) the wavelength of the optical output to the wavelength corresponding to the oscillation wavelength of the reference wavelength light source section 11. In other words, the optical heterodyne detection section 121 uses the reference wavelength light source section 11.
The output light from the optical frequency multiplier 124 is compared with the output light from the optical frequency multiplier 124, and the variable wavelength light source 122 is controlled so as to reduce the difference. The optical frequency shifter section 123 in the feedback circuit is the variable wavelength light source section 1.
By adding an offset frequency to the output light of 22, the optical frequency multiplier 124 determines the ratio of the output optical frequency of the variable wavelength light source 122 and the output optical frequency of the reference wavelength light source 11. The optical modulation section 13 is the optical frequency PLL section 12
The optical amplifying section 14 modulates the output light of the optical frequency PLL section 12, and the optical modulating section 13 modulates the output light of the optical frequency PLL section 12.
The optical amplification section 14 amplifies the output light of the optical modulation section 13 to generate an output of the optical frequency synthesizer sweeper (as a first optical output), and the optical frequency shifter section 15 amplifies the output light of the optical amplification section 14. The output light whose frequency is shifted by Δω is generated (as a local oscillation light output).
第3図は第2図の構成をさらに具体化したもの
の構成ブロツク図である。基準波長光源部11に
おいて、LD1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
入力するフオトダイオード、A1はこのフオトダ
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
12において、HM2は前記基準波長光源部11
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121を構成し前記ハーフミラ
ーHM2の透過光を入力するPINフオトダイオー
ドやアバランシエダイオードなどからなるフオト
ダイオード、ECは水晶などから基準周波数を入
力して所定の周波数の電気信号を発生する発振
器、MX1はこの発振器ECの電気出力と前記光
ヘテロダイン検波部PD2の電気出力が接続する
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12
2において、EC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、VL1〜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(イツトリウ
ム・アイアン・ガーネツト)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、OS1は複数(第3図では
3つ)のアイソレータIS2を通過した光が入射す
る光スイツチである。HM3はこの光スイツチ
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の入射光を入力する光増
幅素子、UM1は光周波数シフタ部123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は光周波数逓倍部を構成しこの光
周波数シフタ部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
力光を増幅する光増幅素子である。前記光周波数
PLL部12の出力光を入射する光変調部13に
おいて、AM1,PM1はLiNbO3などの電光学
結晶を用いたそれぞれ振幅変調器などの位相変調
器、LM1はYIGなどの磁気光学結晶を用いた偏
光変調器である。OA4は光増幅部14を構成
し、光変調部13の出力光を増幅する光増幅素子
である。光周波数シフタ部15は123と同様の
超音波変調器から構成されている。 FIG. 3 is a block diagram showing a further embodiment of the configuration shown in FIG. In the reference wavelength light source section 11, LD1 is a laser diode, CL is an absorption cell filled with Rb gas or Cs gas and receives the output light of the laser diode LD1, HM1 is a half mirror into which the output light of the absorption cell CL enters; PD1 is a photodiode that inputs the reflected light of this half mirror HM1, A1 is a control circuit that inputs the electric output of this photodiode PD1 and controls the current of the laser diode LD1 with the corresponding output, IS1 is the half mirror HM1
An isolator for preventing return light, OA1, through which the transmitted light passes through, is an optical amplification element into which the light that has passed through the isolator IS1 is input. In the optical frequency PLL section 12, HM2 is the reference wavelength light source section 11.
PD2 constitutes the optical heterodyne detection section 121 and inputs the transmitted light of the half mirror HM2. EC is a photodiode consisting of a PIN photodiode, avalanche diode, etc., and EC receives the reference frequency from a crystal or the like. The oscillator MX1, which receives input and generates an electrical signal of a predetermined frequency, is a mixer (mixing) circuit to which the electrical output of the oscillator EC and the electrical output of the optical heterodyne detection section PD2 are connected. This mixer (mixing)
Variable wavelength light source section 12 to which the output of circuit MX1 is connected
2, EC is an optical frequency modulation circuit to which the output of the mixer circuit MX1 is connected, VL1 to VL3 are variable wavelength laser diodes to which the output of this optical frequency modulation circuit FC is input, and IS2 is YIG (yttrium iron garnet). OS1 is an isolator through which the output light from the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3 passes, and is an optical switch through which light that has passed through a plurality of (three in FIG. 3) isolators IS2 enters. HM3 is this light switch
A half mirror into which the output light of OS1 enters, OA2 is an optical amplification element into which the incident light of this half mirror HM3 is input, and UM1 constitutes an optical frequency shifter section 123, and ultrasonic modulation which inputs the output light of the optical amplification element OA2. NL is an optical waveguide using a nonlinear material that constitutes an optical frequency multiplier section and inputs the output light of this optical frequency shifter section, and OA3 is an optical amplification element that amplifies the output light of this optical waveguide NL. The optical frequency
In the optical modulation section 13 into which the output light of the PLL section 12 is input, AM1 and PM1 are phase modulators such as amplitude modulators each using an electro-optic crystal such as LiNbO 3 , and LM1 is a phase modulator such as an amplitude modulator using a magneto-optic crystal such as YIG. It is a polarization modulator. OA4 is an optical amplification element that constitutes the optical amplification section 14 and amplifies the output light of the optical modulation section 13. The optical frequency shifter section 15 is composed of an ultrasonic modulator similar to 123.
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 apparatus having such a configuration will be described in detail below.
基準波長光源部11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4図Aの
特性曲線図に示すような吸収特性が現れる。第5
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
り、2逓倍するとそれぞれ1560nm、1590nmとな
り、光フア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の出力波長をロツクする。例えば、第4図
Aのa点にロツクしたい場合、制御回路A1でロ
ツクインアツプなどを用いて第4図Aの微分波形
である第4図B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4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、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 OQE82−116)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、これにレーザダイオードLD1の発振波長を
ロツクすればさらに高安定となる。なおレーザダ
イオードLD1は恒温幅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
入つ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。 The reference wavelength light source section 11 is as described below.
The oscillation wavelength of the laser diode is controlled by the absorption line of the Rb (or Cs) atom to achieve high precision and high stability (10 -12 or more) at the absolute wavelength. The output light of laser diode LD1 is absorbed when the wavelength of the output light of LD1 matches the absorption line of Rb gas (or Cs gas) when passing through absorption cell CL, as shown in the characteristic curve diagram in Figure 4A. Absorption characteristics appear. Fifth
The figure is an explanatory diagram showing the energy level of Rb gas.
The absorption lines of Rb are 780 nm for the D 2 line and 795 nm for the D 1 line, and when multiplied by 2, they become 1560 nm and 1590 nm, respectively, which is convenient because they coincide with 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 from the absorption cell CL that is reflected by the half mirror HM1 is detected by the photodetector PD1, and the control circuit A1 detects a laser diode in accordance with the output of the photodetector PD1.
By controlling the current of LD1, the absorption center
Lock the output wavelength of LD1. For example, if you want to lock to point a in FIG. 4A, control circuit A1 uses lock-in up, etc. to lock the differential waveform in FIG. 4A to point b in FIG. 4B (point where the differential waveform value becomes 0). ). This method is called the linear absorption method, and the absorption spectrum becomes thicker as shown in Figure 4A, but the saturated absorption method (Hori, Kadota, Kitano, Yabusaki, Ogawa:
Frequency stabilization of semiconductor lasers using saturated absorption spectroscopy, IEICE Technical Report OQE82-116) detects absorption lines in the ultrafine structure hidden by Doppler shift, and locks the oscillation wavelength of laser diode LD1 to this. It becomes even more stable. Note that the temperature of the laser diode LD1 is stabilized within a constant temperature range.
The light transmitted through half mirror HM1 is an isolator
Enter IS1. The isolator IS1 prevents return light due to reflection from the outside from entering the laser diode LD1 and causing noise. The output light of isolator IS1 is transmitted to optical amplification element OA1 as needed.
is amplified.
光周波数PLL部12は以下に述べるように、
可変波長光源部122の発振波長を、基準波長光
源部11の発振波長に対し所定の比および所定の
オフセツトを持つてロツクする機能を有する。基
準波長光源部11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121のフオト
ダイオードPD2に入射する。光周波数逓倍部1
24からのフイードバツク光も光増幅素子OA3
を介してハーフミラーHM2で反射した後フオト
ダイオードPD2に入射する。基準波長光源部1
1の出力およびフイードバツク光の光周波数をそ
れぞれωs,ω1とすると、光ヘテロダイン検波部
121の出力電気信号の周波数ω2はω2=|ωs−
ω1|となる。発振器ECの出力周波数をω3とする
と、ミキサ回路(位相検波回路)MX1の出力ω4
は、光ヘテロダイン検波部121の出力周波数
ω2にオフセツト周波数を加えられてω4=ω2−ω3
となる。ミキサ回路MX1の出力電気信号ω4は可
変波長光源部122の光周波数変調回路FCに入
力し、光周波数変調回路FCはω4=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。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ツ
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ツチで発振周波数
が決まるため比較的波長が安定なDFB
(Distributed Feedback)レーザやDBR
(Distributed Bragg Reflector)レーザの一種で
ADFB(Acoustic DFB)レーザ(Yamanishi
M,et.al.:GaAs Acoustic Distributed
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、チツ
プ内に作りこんだ回折格子とSAWをとでブラツ
ク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、リング共振器の共振
波長が変化し、発振波長を掃引することができ
る。本実施例では発振波長を1560nm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。1つのADFBレーザの可変波長
範囲で不十分の場合は第3図のように複数の
ADFBレーザ(VL1〜VL3)を用い、光スイ
ツチや光合波器で切換えることができる。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
介して光スイツチOS1に入力し所定の可変波長
範囲のものか選択される。光スイツチ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。 As described below, the optical frequency PLL section 12
It has a function of locking the oscillation wavelength of the variable wavelength light source section 122 to the oscillation wavelength of the reference wavelength light source section 11 at a predetermined ratio and a predetermined offset. The output light of the reference wavelength light source section 11 is a half mirror HM2.
and enters the photodiode PD2 of the optical heterodyne detection section 121. Optical frequency multiplier 1
The feedback light from 24 is also passed through optical amplification element OA3.
After being reflected by half mirror HM2, it enters photodiode PD2. Reference wavelength light source section 1
1 and the optical frequencies of the feedback light are respectively ω s and ω 1 , the frequency ω 2 of the output electrical signal of the optical heterodyne detection section 121 is ω 2 = |ω s −
ω 1 | If the output frequency of the oscillator EC is ω 3 , then the output frequency of the mixer circuit (phase detection circuit) MX1 is ω 4
The offset frequency is added to the output frequency ω 2 of the optical heterodyne detection section 121, and ω 4 =ω 2 −ω 3
becomes. The output electrical signal ω 4 of the mixer circuit MX1 is input to the optical frequency modulation circuit FC of the variable wavelength light source section 122, and the optical frequency modulation circuit FC adjusts the optical frequency of the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3 so that ω 4 =0. Control. Here, for the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3, a resonator is constructed using reflection from a diffraction grating built into the laser diode chip, and the oscillation frequency is determined by the pitch of the diffraction grating, so the wavelength is relatively stable. DFB
(Distributed Feedback) Laser and DBR
(Distributed Bragg Reflector) A type of laser.
ADFB (Acoustic DFB) Laser (Yamanishi
M, et.al.: GaAs Acoustic Distributed
Feedback Lasers, Jpn.J.Appl.Phys., Suppl.18
-1, p.355, 1979). The ADFB laser generates a surface acoustic wave (SAW) perpendicular to the diffraction grating in the DBR laser, and the SAW and the diffraction grating built into the chip form a ring resonator of light through black diffraction.
Sweeping the wavelength of the SAW changes the resonance wavelength of the ring resonator, making it possible to sweep the oscillation wavelength. In this example, the oscillation wavelength is 1560 nm.
DFB, DBR, and ADFB lasers with long cavity lengths have the advantage of narrow oscillation spectra and good spectral purity. If the tunable wavelength range of one ADFB laser is insufficient, use multiple ADFB lasers as shown in Figure 3.
ADFB lasers (VL1 to VL3) are used and can be switched using an optical switch or optical multiplexer. That is, the output lights of the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3 are inputted to the optical switch OS1 via the isolator IS2 for preventing return light, respectively, and are selected within a predetermined variable wavelength range. A part of the output light from the optical switch OS1 is reflected by the half mirror HM3 and input to the optical amplification element OA2.
光増幅素子OA2の出力光は光周波数シフタ部
123に入力し、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
ω5とすると、回折光の光周波数はsω5だけシフト
する。 The output light of the optical amplification element OA2 is input to the optical frequency shifter section 123, and then input to the ultrasonic modulator UM1.
Outputs Bragg's s-order diffracted light. If the frequency of the ultrasonic wave supplied from a reference frequency source such as a crystal oscillator is ω5 , then the optical frequency of the diffracted light is shifted by sω5 .
光周波数シフト部123の出力光は光周波数逓
倍部124に入射し非線形材料を用いた光導波路
NLで入力光の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次高調波
を用いることができる。 The output light from the optical frequency shifter 123 enters the optical frequency multiplier 124 and is connected to an optical waveguide using a nonlinear material.
NL outputs the second harmonic of the input light. i.e.
The tunable wavelength laser diode output of 1560 nm is input through an optical amplifier, and the second harmonic of 780 nm is output. Air −TiO 2 −ZnS − using a nonlinear thin film of ZnS and a linear thin film of TiO 2 as waveguides
A four-layer glass slab optical waveguide is used to efficiently generate nonlinear effects. Although this embodiment uses second-order harmonics, any n-order harmonics may be used.
光周波数逓倍部124の出力光は光増幅素子
OA3で増幅された後、前述のようにフイードバ
ツク光としてハーフミラーHM2で基準波長光源
部11からの出力光と合流する。 The output light of the optical frequency multiplier 124 is transmitted through an optical amplification element.
After being amplified by the OA3, as described above, it is combined with the output light from the reference wavelength light source section 11 by the half mirror HM2 as feedback light.
以上の動作により、光周波数PLL部12の光
出力の光周波数ω0は
ω0=(ωs±ω3)/n±sω5
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
ω0が絶対波長で高精度かつ高安定な光周波数ωs
に所定の比nを介してロツクし、さらに任意の周
波数ω3/nまたはω5だけオフセツトを持つた光
周波数となる。ω3またはω5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,ω5
は電気信号であるので、高精度,高安定性は容易
に得られる。 Through the above operation, the optical frequency ω 0 of the optical output of the optical frequency PLL unit 12 becomes ω 0 =(ω s ±ω 3 )/n±sω 5 (note that the signs are not in the same order). However, in this embodiment, the optical frequency multiplication number n=2. In other words, ω 0 is the absolute wavelength and a highly accurate and highly stable optical frequency ω s
It becomes an optical frequency that is locked by a predetermined ratio n and further offset by an arbitrary frequency ω 3 /n or ω 5 . By sweeping ω 3 or ω 5 , highly accurate optical frequency sweeping can be achieved. Here ω 3 , ω 5
Since is an electrical signal, high precision and high stability can be easily obtained.
光周波数PLL部12の光出力は光変調部13
に入力し、振幅変調器AM1で振幅変調され、位
相変調器PM1で位相を変調され、偏光変調器
LM1で偏光方向を変化される。光変調部13の
光出力は光増幅部14の光増幅素子OA4で増幅
された後、シンセサイザ出力(第1の光出力)と
なる。また光増幅素子OA4の光出力は光周波数
シフタ部15の超音波変調器により出力周波数が
Δωシフトし、周波数ω0+Δωの局部発振光(第
2の光出力)として出力される。 The optical output of the optical frequency PLL section 12 is transmitted to the optical modulation section 13.
input, amplitude modulated by amplitude modulator AM1, phase modulated by phase modulator PM1, and polarization modulator
LM1 changes the polarization direction. The optical output of the optical modulation section 13 is amplified by the optical amplification element OA4 of the optical amplification section 14, and then becomes a synthesizer output (first optical output). Further, the output frequency of the optical output of the optical amplification element OA4 is shifted by Δω by the ultrasonic modulator of the optical frequency shifter section 15, and is output as locally oscillated light (second optical output) with a frequency of ω 0 +Δω.
上記の構成例において、光増幅素子OA1〜
OA4は前記増幅部32,42と同様のものを用
いる。 In the above configuration example, optical amplification elements OA1 to
The OA 4 uses the same amplification sections 32 and 42 as described above.
なお上記の構成例において、光周波数シフタ部
123と光周波数逓倍部124の位置を入れ替え
て、光周波数PLL部12の光出力の周波数ω0を
ω0(ωs±ω3±sω5)/n
としてもよい。 In the above configuration example, the positions of the optical frequency shifter section 123 and the optical frequency multiplier section 124 are swapped, and the frequency ω 0 of the optical output of the optical frequency PLL section 12 is changed to ω 0 (ω s ±ω 3 ±sω 5 )/ It may be n.
また光周波数PLL部12において、ミキサ回
路MX1および光周波数シフタ部123はいずれ
もオフセツ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。 Further, in the optical frequency PLL section 12, the mixer circuit MX1 and the optical frequency shifter section 123 are both for adding an offset frequency.
Either one can also be omitted.
また光周波数PLL部12において、逓倍数n
を1とすれば光周波数逓倍部124を省略するこ
とができる。 In addition, in the optical frequency PLL section 12, the multiplication number n
If is set to 1, the optical frequency multiplier 124 can be omitted.
また上記の構成例では基準波長光源部11にお
いてRb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124は不要となる。公知のフアブリペ
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 configuration example, the reference wavelength light source section 11 uses an absorption line of Rb or Cs, but this is not limited to these, and any absorption line with high precision and high stability at an absolute wavelength can be used, such as NH 3 or H 2 Absorption line of O (1500nm
Obi) can also be used. In this case, the optical frequency multiplier 124 becomes unnecessary. Although it is possible to stabilize the wavelength by using a known Fabry-Perot resonator as a wavelength detector, the characteristics are better if the quantum standard absorption line as described above is used.
また第3図装置においてω3の代りにω3′=ω3+
Ω(Ωは基準波長光源部11においてロツクイン
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12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。 Also, in the device shown in Fig. 3, instead of ω 3 ω 3 ′=ω 3 +
If a frequency signal of Ω (Ω is the FM modulation frequency when a lock-in amplifier is used in the reference wavelength light source section 11) is input to the mixer circuit MX1, the optical frequency
Unnecessary FM modulation components can be removed from the optical output of the PLL section 12.
また可変波長レーザダイオードVL1〜3とし
ては上記の構成例のようなADFBなどに限られ
ず、レーザダイオードチツ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 the ADFB as in the above configuration example, but can be made by adding an external resonator using a diffraction grating outside the laser diode chip and rotating the diffraction grating.
It may be possible to use the wavelength selectivity to make the wavelength variable. External cavity laser diodes have the excellent feature of narrow spectrum.
また可変波長レーザダイオードVL1〜VL3と
して、第6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LS
1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UM
3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7図は第6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5
1から出射した光はレンズLS1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
光は光路を元に戻つ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01の光はレンズ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に生じる回折格子63への入射
角θi1、回析後の出射角θ01,光の波長λ0および超
音波の波長Λ0の間には次式のような関係がある。 Moreover, as the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3, those in which a wavelength selective element is inserted into a resonator as shown in FIG. 6 may be used. In the figure
LD2 is a semiconductor laser, 51 and 52 are anti-reflection coating parts provided at both ends of this semiconductor laser LD2,
LS1 is a lens that converts the light emitted from this non-reflection coating portion 51 into parallel light, and M1 is this lens LS.
1 is a mirror on which the light passing through LS2 is reflected; LS2 is a lens that converts the light emitted from the anti-reflection coating section 52 into parallel light; UM2 is a first ultrasonic modulator into which the light passing through lens LS2 is incident; UM3 is a second ultrasonic modulator into which the light emitted from this ultrasonic modulator UM2 enters, and M2 is this ultrasonic modulator UM.
DR1 is an oscillator that excites the ultrasonic modulators UM2 and UM3 at a frequency F. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the wavelength selection and frequency sweeping operations performed by the ultrasonic modulators UM2 and UM3 in the apparatus shown in FIG. 6. Anti-reflection coating part 5 of semiconductor laser LD2
The light emitted from 1 is made into parallel light by lens LS1,
It is 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 having a frequency of 01 emitted from the anti-reflection coating portion 52 is converted into parallel light by a lens LS2, and enters the first ultrasonic modulator UM2. At this time, from the diffraction conditions, the angle of incidence θ i1 of the ultrasonic wave 61 to the diffraction grating 63, the output angle θ 01 after diffraction, the wavelength λ 0 of the light, and the wavelength Λ 0 of the ultrasonic wave are determined by the following equation. There is a relationship.
sinθi1+sinθ01=λ0/Λ0 ……(1)
すなわち特定の入射端角θi1および出射角θ01を
満足するような光路を通る光の波長λ0は超音波の
の波長Λ0が変われば変化する。出射光は超音波
によるドツプラシフトを受け、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01+Fとなる。超音
波変調器UM2からの出射光は超音波変調器UM
3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θ02、光の波長λ0および超音波の波長Λ0の間
には次式のような関係がある。 sinθ i1 + sinθ 01 = λ 0 /Λ 0 ...(1) In other words, the wavelength λ 0 of the light that passes through the optical path that satisfies the specific incident end angle θ i1 and exit angle θ 01 is the wavelength Λ 0 of the ultrasonic wave. If it changes, it will change. The emitted light undergoes a Doppler shift due to the ultrasound, and in this case it becomes +1st order diffracted light (the direction of the ultrasound and the direction of diffraction are the same)
Therefore, its frequency is 01 +F. The light emitted from the ultrasonic modulator UM2 is the ultrasonic modulator UM.
It diffracts again at 3. Similarly to the above, there is a relationship as shown in the following equation between the incident angle θ i2 of the ultrasonic wave 62 on the diffraction grating 64, the output angle θ 02 after diffraction, the wavelength λ 0 of the light, and the wavelength Λ 0 of the ultrasonic wave. .
sinθi2+sinθ02=λ0/Λ0 ……(2)
ただし(2)式において超音波変調器UM2のドツ
プラシフトによるλ0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、ドツプラシフト量は−F
となり、超音波変調器UM3の出射光の周波数は
01+F−F=01となる。超音波変調器UM3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、ドツプラシフトでUM3の出射光の周
波数は01−Fとなり、UM2の出射光の周波数
は01−F+F=01と元の周波数01となつて半導
体レーザLD2に戻るので、共振状態が持続する。
なお回折効率を高めるためにブラツク入射条件を
満足させ、超音波の波長Λ0のとき入射角θi1、出
射角θ01、入射角θi2および出射角θ02の間に次の関
係が成立つようにしている。 sinθ i2 +sinθ 02 =λ 0 /Λ 0 (2) However, in equation (2), the change in λ 0 due to the Doppler shift of the ultrasonic modulator UM2 is ignored because it is small. Here, the relationship between the ultrasonic traveling wave 62 and the diffracted light is opposite to that in the ultrasonic modulator UM2, and -
Since it is the first-order diffracted light, the Doppler shift amount is -F
Therefore, the frequency of the emitted light from the ultrasonic modulator UM3 is
01 +F−F= 01 . The emitted light from the ultrasonic modulator UM3 is reflected by the mirror M2, travels back along the original optical path, and enters the semiconductor laser LD2 again. When going backwards, the frequency of the emitted light from UM3 becomes 01 -F due to the Doppler shift, and the frequency of the emitted light from UM2 becomes 01 -F + F = 01 , which returns to the original frequency of 01 and returns to the semiconductor laser LD2, so the resonance state continues. do.
In addition, in order to increase the diffraction efficiency, the black incidence condition is satisfied, and when the wavelength of the ultrasonic wave is Λ 0 , the following relationship holds between the incident angle θ i1 , the output angle θ 01 , the incident angle θ i2 , and the output angle θ 02 . That's what I do.
θi1=θ01=θi2=θ02
この様な構成で超音波の波長Λ0を変えれば、
θi1,θ01,θi2,θ02を満足して共振する光の波長λ
0
を次式のように掃引できる。 θ i1 = θ 01 = θ i2 = θ 02 If you change the wavelength Λ 0 of the ultrasonic wave with this configuration,
Wavelength λ of light that resonates while satisfying θ i1 , θ 01 , θ i2 , θ 02
0
can be swept as shown below.
sinθi1+sinθ01
=(λ0+Δλ)/(Λ0+ΔΛ)
また可変波長レーザダイオードVL1〜VL3と
して、第8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6図
と同一の部分には同じ記号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XS2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
EO1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で平行光となつた後
電気光学素子EO1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
M2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の光路に沿つ
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02は
02=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02
を掃引できる。 sinθ i1 + sinθ 01 = (λ 0 + Δλ) / (Λ 0 + ΔΛ) Alternatively, as the variable wavelength laser diodes VL1 to VL3, as shown in Fig. 8, an element that can control the refractive index may be inserted into the resonator. good. The same parts as in FIG. 6 are given the same symbols and their explanations will be omitted. EO1 is an electro-optical element made of LiNbO 3 (lithium niobate) etc. and has anti-reflection coating on both sides and receives the output light from lens XS2, and 71 is this electro-optical element.
This is the power supply that controls EO1. Semiconductor laser LD2
The emitted light becomes parallel light by lens LS2, passes through electro-optical element EO1, is reflected by mirror M2, and then goes back along the original optical path and returns to the semiconductor laser.
Injects into LD2. As a result, a resonator can be constructed between mirror M1 and mirror M2. Let L be the distance between mirror M1 and mirror M2 excluding the length l of electro-optic element EO1 along the optical path, n be the refractive index of electro-optic element EO1, c be the speed of light, and p be an integer, then the oscillation frequency 02 is 02 =pC/2(L+n(V)l)...(3) In other words, the electro-optical element is powered by the power source 71.
By changing the electric field strength of EO1, the refractive index n can be changed, and as a result, the oscillation frequency 02
can be swept.
第9図は第8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ツク図で
ある。第8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ツタ、EO2は
このビームスプリツタ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EO
2の出射光を反射するミラー、EO3は前記ビー
ムスプリツタBS1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
沿つたl1を除く距離をL1、ミラーM1,M3間の
光路に沿つた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03は
03=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8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. 9 is a structural block diagram showing a double resonator type tunable wavelength laser diode of FIG. 8. The same parts as in FIG. 8 are given the same symbols and the explanation is omitted. BS1 is a beam splitter that separates the light emitted from lens LS2 into two directions, EO2 is an electro-optical element that receives the light that has passed through this beam splitter BS1, and M2 is this electro-optical element EO.
2, EO3 is an electro-optical element that receives the light reflected by the beam splitter BS1, and M3 is a mirror that reflects the output light of this electro-optical element EO3. Electro-optical element EO2,
The length of EO3 in the optical path direction is l 1 and l 2 respectively, the refractive index is n 1 and n 2 respectively, the distance excluding l 1 along the optical path between mirrors M1 and M2 is L 1 , and the distance between mirrors M1 and M3 is If the distance along the optical path excluding l 2 is L 2 and q is an integer, then the oscillation frequency 03 in this case is 03 = q・c/2 | (L 1 + n 1 (V 1 ) l 1 ) − (L 2 +n 2 (V 2 )l 2 ) | ...(4). Since the denominator of equation (4) can be made smaller than that of equation (3), the variable range of the oscillation frequency can be made larger than in the case of the device shown in FIG.
第10図は第8図の可変波長レーザダイオード
を1チツプ上に集積形としたものを示す構成図で
ある。91はGaAlAs,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、9
6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9
3の接合部に沿つた長さをそれぞれ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04は
04=r・c/2(n3l3+n4(IF)l4)
となる。 FIG. 10 is a configuration diagram showing the tunable wavelength laser diode of FIG. 8 integrated on one chip. 91 is a laser diode made of GaAlAs, InGaAsP, etc.; 92 is an optical amplification section provided at the junction of this laser diode 91; 93 is a waveguide external resonator; 94 and 95 are located at both ends of the laser diode 91. The mirror that was created, 9
Reference numeral 6 designates an electrode provided on the surface of the laser diode 91 corresponding to the optical amplifying section 92, and reference numeral 97 represents an electrode provided on the surface of the laser diode 91 corresponding to the waveguide type external resonator 93. The junction ILD is injected through the electrode 96 to generate laser light in the optical amplification section 92, and the waveguide-shaped external resonator 93
A current I F is passed through the electrode 97 to change the refractive index of the waveguide external resonator 93 and sweep the oscillation frequency. Optical amplification section 92 and waveguide external resonator 9
If the length along the junction of 3 is l 3 and l 4 respectively, the refractive index is n 3 and n 4 , and r is an integer, then the oscillation frequency 04 is 04 = r・c/2 (n 3 l 3 + n 4 (I F )l 4 ).
また光ヘテロダイン検波部121にW−Ni(タ
ングステン、ニツケル)点接触ダイオードやジヨ
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,ω3を同時に入力することができ、第3
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ω4=ωs−ω1±mω3(mは逓倍
数)となる。またω4=ωs−2ω1±mω3とすること
もでき、この場合には光周波数逓倍部124が不
要となる。 Further, a W-Ni (tungsten, nickel) point contact diode or Josephson element can also be used for the optical heterodyne detection section 121. These elements have both multiplier and mixer functions, so ω s , ω 1 , and ω 3 can be input simultaneously, and the third
The mixer circuit MX1 in the figure becomes unnecessary. In this case, the output of these elements, ie, the input signal of the optical frequency modulation circuit FC, is ω 4 =ω s −ω 1 ±mω 3 (m is a multiplication number). Furthermore, it is also possible to set ω 4 =ω s −2ω 1 ±mω 3 , and in this case, the optical frequency multiplier 124 becomes unnecessary.
第11図は光ヘテロダイン検波部121の他の
構成例を示す構成ブロツク図である。OCは第2
の波長安定化光源を用いた光出力周波数ωLの局
部発振器、OXはこの局部発振器OCの光出力お
よび前記光周波数逓倍部124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、ODはこの光周波数ミ
キサOXの光出力と前記基準波長光源部11から
の出力光を入力して可変波長光源部122に出力
するPINフオトダイオードまたはアバランシエフ
オ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OXの光
出力周波数ω6は非線形光学効果により、ω6=ω1
=ωLとなる。第3図の構成では光周波数逓倍部
により、(オフセツト周波数は別にして)ωs=ω1
=nω0で決まる限られたω1しか得られないが、第
11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ωsの波長λs=
780nm、Csの吸収線を用いてωLの波長をλL=
852nmと選べば、フイードバツクループのバラン
ス時の関係ωs=ω6からωs,ω1,ωLのそれぞれの
波長λs,λ1,λLの間には1/λs=1/λ1+1/λL
の関係があるから、λ1=9230nmとなる。 FIG. 11 is a block diagram showing another example of the configuration of the optical heterodyne detection section 121. OC is second
A local oscillator with an optical output frequency ω L using a wavelength stabilized light source, OX is a nonlinear optical crystal into which the optical output of the local oscillator OC and the optical output of the optical frequency multiplier 124 are inputted via the optical amplification element OA3. The optical frequency mixer using the OD is a PIN photodiode or avalanche photodiode that inputs the optical output of the optical frequency mixer OX and the output light from the reference wavelength light source section 11 and outputs it to the variable wavelength light source section 122. This is a photodetector. According to this configuration, the optical output frequency ω 6 of the optical frequency mixer OX is ω 6 = ω 1 due to the nonlinear optical effect.
= ω L. In the configuration shown in Fig. 3, the optical frequency multiplier allows ω s = ω 1 (apart from the offset frequency).
Although only a limited amount of ω 1 determined by =nω 0 can be obtained, the configuration shown in FIG. 11 can output light of various wavelengths. For example, using the absorption line of Rb, the wavelength λ s of ω s =
Using the absorption line of Cs at 780nm, the wavelength of ω L is determined as λ L =
If 852 nm is selected, the relationship between the feedback loop balance ω s = ω 6 and the respective wavelengths λ s , λ 1 , λ L of ω s , ω 1 , ω L is 1 / λ s = 1. /λ 1 +1/λ L
Since there is a relationship, λ 1 =9230 nm.
以上説明したような光周波数シンセサイザ・ス
イーパは次のような特長を有している:
(イ) その光出力が絶対波長で高精度かつ高安定に
Rb,Csなどの吸収線にロツクすることができ、
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(6GHz)のマイクロ波共
鳴を利用している)を得ることができる。 The optical frequency synthesizer/sweeper as explained above has the following features: (a) Its optical output is highly accurate and highly stable in terms of absolute wavelength.
Can be locked to absorption lines such as Rb and Cs,
It is possible to obtain a quantum standard with stability of 10 -12 or higher (conventional frequency standards utilize microwave resonance of Cs (9 GHz) and R b (6 GHz)).
(ロ) また可変波長レーザダイオードVL1〜VL3
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) Also, variable wavelength laser diodes VL1 to VL3
Since an ADFB with a long resonator length or an external cavity laser diode is used, the Q of the resonator is high and the oscillation spectrum width can be narrowed.
(ハ) また光周波数PLLの原理を用いているため、
高精度な光周波数スイープができる。(c) Also, since it uses the principle of optical frequency PLL,
Highly accurate optical frequency sweep is possible.
(ニ) またRbの吸収線(780nm、795nm)などを
用いていることと2逓倍方式により、光通信用
フア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) Also, by using Rb absorption lines (780nm, 795nm) and using the doubling method, it is possible to output light in the 1500nm band, which has the lowest optical transmission loss among optical communication fibers, with high precision and high stability. , excellent in practicality.
(ホ) 第11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. 11.
第1図の実施例に述べたような構成の光周波数
ネツトワーク・アナライザにおける光周波数の動
作例を次に示す。 An example of optical frequency operation in an optical frequency network analyzer configured as described in the embodiment of FIG. 1 will be described below.
ωsの波長:780nm(レーザダイオードの波長をRb
の吸収線にロツクする)
ω0の波長:1560nm±50nm
Δωの周波数:100MHz
この動作例は測定光が光フアイバ通信の最適波
長である場合で、光通信用装置の測定には特に効
果がある。Wavelength of ω s : 780nm (the wavelength of the laser diode is R b
) Wavelength of ω 0 : 1560nm±50nm Frequency of Δω: 100MHz This operation example is when the measurement light is the optimum wavelength for optical fiber communication, and is particularly effective for measuring optical communication equipment. .
なお上記の光周波数ネツトワーク・アナライザ
の実施例では光周波数スイーパとして光周波数シ
ンセサイザ・スイーパを用いているが、これに限
らず、シンセサイズドされていない高精度なスイ
ーパを用いてもよい。 Note that in the embodiment of the optical frequency network analyzer described above, an optical frequency synthesizer sweeper is used as the optical frequency sweeper, but the present invention is not limited to this, and a high-precision sweeper that is not synthesized may be used.
また上記の実施例では比較手段のリフアレンス
信号を、第2の光ヘテロダイン検波部23および
第2のフイルタ部24を用いて得ていたが、これ
に限らず、例えば第3図の光周波数シンセサイ
ザ・スイーパの光周波数シフタ15に加わるシフ
ト周波数Δωに対応する変調用電気信号を用いて
もよい。この場合には第2の光ヘテロダイン検波
部および第2のフイルタ部を省略して構成を簡単
にすることができる。 Further, in the above embodiment, the reference signal of the comparing means is obtained using the second optical heterodyne detection section 23 and the second filter section 24, but the invention is not limited to this, for example, the optical frequency synthesizer shown in FIG. A modulation electrical signal corresponding to the shift frequency Δω applied to the optical frequency shifter 15 of the sweeper may be used. In this case, the configuration can be simplified by omitting the second optical heterodyne detection section and the second filter section.
また光周波数ネツトワーク・アナライザから測
定対象への出射光は連続光に限らず、パルス光を
使用しこのパルス光と同期して光周波数を掃引す
ることによりパルス光に対する波長特性を測定す
ることもできる。 In addition, the light emitted from the optical frequency network analyzer to the measurement target is not limited to continuous light; it is also possible to measure the wavelength characteristics of pulsed light by using pulsed light and sweeping the optical frequency in synchronization with this pulsed light. can.
《発明の効果》
以上述べたように本発明によれば、高精度に振
幅、位相特性などが測定できる光周波数ネツトワ
ーク・アナライザを実現することができる。<<Effects of the Invention>> As described above, according to the present invention, it is possible to realize an optical frequency network analyzer that can measure amplitude, phase characteristics, etc. with high precision.
第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロツク
図、第2図は本発明で使用する光周波数スイーパ
1の構成例を示す構成ブロツク図、第3図は第2
図の構成を具体化した構成例を示す構成ブロツク
図、第4図は第3図装置の動作を説明するための
特性曲線図、第5図は第3図装置の動作を説明す
るための説明図、第6図および第8図〜第10図
は第3図における可変波長レーザダイオードの他
の構成例を示す構成説明図、第7図は第6図装置
の動作を説明するための動作説明図、第11図は
第3図装置の一部の変形例を示すための構成ブロ
ツク図、第12図は従来の光フアイバ損失波長特
性測定器を示す構成ブロツク図、第13図は従来
の光フアイバ波長分散特性測定器を示す構成ブロ
ツク図である。
1……光周波数スイーパ、10……測定対象、
23……第2の光ヘテロダイン検波部、24……
第2のフイルタ部、33,43……第1の光ヘテ
ロダイン検波部、34,44……第1のフイルタ
部、35,36,45,46……比較手段、50
……信号処理手段。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration block diagram showing a configuration example of an optical frequency sweeper 1 used in the present invention, and FIG.
4 is a characteristic curve diagram for explaining the operation of the device shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an explanation for explaining the operation of the device shown in FIG. 3. 6 and 8 to 10 are configuration explanatory diagrams showing other configuration examples of the tunable wavelength laser diode in FIG. 3, and FIG. 7 is an operational explanation for explaining the operation of the device shown in FIG. 6. 11 is a block diagram showing a modification of a part of the device shown in FIG. 3, FIG. 12 is a block diagram showing a conventional optical fiber loss wavelength characteristic measuring instrument, and FIG. 1 is a block diagram showing a fiber wavelength dispersion characteristic measuring device; FIG. 1... Optical frequency sweeper, 10... Measurement target,
23... second optical heterodyne detection section, 24...
Second filter section, 33, 43... First optical heterodyne detection section, 34, 44... First filter section, 35, 36, 45, 46... Comparison means, 50
...Signal processing means.
Claims (1)
の光出力を一定周波数シフトさせた第2の光出力
を発生し第1の光出力を測定対象に出射する光周
波数スイーパと、 前記測定対象を透過した第1の光出力を偏向・
増幅した信号および前記測定対象で反射した第1
の光出力を偏向・増幅した信号である光出力と第
2の光出力を入力し、前記測定対象を透過した光
出力と第2の光出力を入力することにより得られ
る前両者の光周波数の差に対応する周波数を有す
る信号をヘテロダイン検波により電気信号に変換
した第1の電気信号と、前記測定対象を反射した
光出力と第2の光出力を入力することにより得ら
れる前両者を光周波数の差に対応する周波数を有
する信号をヘテロダイン検波により電気信号に変
換した第2の電気信号とを出力する第1の光ヘテ
ロダイン検波部と、 前記第1の光出力および第2の光出力を入力
し、これらの入力信号を入力することにより得ら
れる前両者の光周波数の差に対応する周波数を有
する信号をヘテロダイン検波により電気信号に変
換して出力する第2の光ヘテロダイン検波部とを
設け、 前記第1の光ヘテロダイン検波部から出力され
る第1および第2の電気信号を入力し、各々の信
号を増幅する第1のフイルタ部と、 前記第2の光ヘテロダイン検波部から出力され
た電気信号を入力し、増幅する第2のフイルタ部
と、 前記第1のフイルタ部からの電気信号と第2の
フイルタ部の電気信号とを比較し、その結果を電
気信号として出力する比較手段と、 この比較手段の電気信号出力を入力して信号処
理する信号処理手段とを備え、測定対象における
伝搬特性および反射特性を同時にかつ、容易で高
精度に測定できることを特徴とする光周波数ネツ
トワークアナライザ。[Claims] 1. A first frequency-sweeping optical output;
an optical frequency sweeper that generates a second optical output obtained by shifting the optical output of the target by a certain frequency and emits the first optical output to a measurement target;
The amplified signal and the first signal reflected from the measurement target
The optical frequency of the first and second optical outputs obtained by inputting the optical output and the second optical output, which are signals obtained by deflecting and amplifying the optical output of A first electrical signal obtained by converting a signal having a frequency corresponding to the difference into an electrical signal by heterodyne detection, and the optical output reflected from the measurement target and the second optical output are both obtained by inputting the optical frequency. a first optical heterodyne detection unit that outputs a second electrical signal obtained by converting a signal having a frequency corresponding to the difference in frequency into an electrical signal by heterodyne detection, and inputs the first optical output and the second optical output; and a second optical heterodyne detection unit that converts a signal having a frequency corresponding to the difference between the optical frequencies of the two optical signals obtained by inputting these input signals into an electrical signal by heterodyne detection and outputs the electrical signal, a first filter section that receives first and second electrical signals output from the first optical heterodyne detection section and amplifies each signal; a second filter section for inputting and amplifying a signal; a comparing means for comparing the electrical signal from the first filter section and the electrical signal from the second filter section and outputting the result as an electrical signal; An optical frequency network analyzer characterized in that it is equipped with a signal processing means that inputs the electrical signal output of the comparison means and processes the signal, and is capable of simultaneously measuring the propagation characteristics and reflection characteristics of a measurement object easily and with high precision.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60296073A JPS62156535A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Light frequency network analyzer |
| US06/943,670 US4856899A (en) | 1985-12-20 | 1986-12-18 | Optical frequency analyzer using a local oscillator heterodyne detection of incident light |
| GB8630375A GB2185567B (en) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Optical frequency analyzer |
| DE3643569A DE3643569C2 (en) | 1985-12-20 | 1986-12-19 | Optical frequency analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60296073A JPS62156535A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Light frequency network analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62156535A JPS62156535A (en) | 1987-07-11 |
| JPH0523613B2 true JPH0523613B2 (en) | 1993-04-05 |
Family
ID=17828762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60296073A Granted JPS62156535A (en) | 1985-12-20 | 1985-12-27 | Light frequency network analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62156535A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002082038A1 (en) | 2001-04-02 | 2002-10-17 | Advantest Corporation | Optical network analyzer |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60296073A patent/JPS62156535A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62156535A (en) | 1987-07-11 |
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