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JPH0666506B2 - Laser device Oscillation frequency interval stabilization device - Google Patents
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JPH0666506B2 - Laser device Oscillation frequency interval stabilization device - Google Patents

Laser device Oscillation frequency interval stabilization device

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JPH0666506B2
JPH0666506B2 JP27225787A JP27225787A JPH0666506B2 JP H0666506 B2 JPH0666506 B2 JP H0666506B2 JP 27225787 A JP27225787 A JP 27225787A JP 27225787 A JP27225787 A JP 27225787A JP H0666506 B2 JPH0666506 B2 JP H0666506B2
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laser
light
oscillation frequency
branching
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直樹 下坂
俊太郎 山崎
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複数のレーザ装置の各発振周波数の間隔を安定
化させるレーザ装置発振周波数間隔安定化装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device oscillation frequency interval stabilizing device that stabilizes intervals between oscillation frequencies of a plurality of laser devices.

(従来の技術) 従来は、複数のレーザ装置の周波数間隔を安定化させる
方法としては、(1)1つのレーザ装置の発振周波数をフ
ァブリーペロ共振器に対して安定化し、このレーザ装置
の発振周波数に対し、他のレーザ装置の発振周波数を互
いの周波数間隔が別のファブリーペロ共振器のフリース
ペクトルレンジにより与えられる周波数間隔基準と一致
するように安定化するという方法(鳥羽ら、昭和61年
度電子通信学会通信部門全国大会予稿集・分冊2、2−
204ページ)、あるいは(2)1つのレーザ装置の周波
数を安定化し他のいくつかのレーザ装置出射光と合波
し、さらにこの光と周波数を一定周期の鋸歯状に掃引し
ている参照用レーザ装置出射光を合波し、ビート信号と
して得られるパルス列を構成する各パルスの出現時刻
が、上記安定化レーザ装置に対応するパルスの出現時刻
に対して一定時間差を保っているかをモニタすることに
より各レーザ装置の発振周波数間隔を安定化する方法
(シュトレーベルらによるアイ・オー・オー・シー−イ
ー・シー・オー・シー’85(IOOC−ECOC’8
5)テクニカルダイジェスト第3巻(1985年)61
ページ)が知られている。
(Prior Art) Conventionally, as a method for stabilizing the frequency intervals of a plurality of laser devices, (1) the oscillation frequency of one laser device is stabilized with respect to the Fabry-Perot resonator, and the oscillation frequency of this laser device is On the other hand, a method of stabilizing the oscillation frequencies of other laser devices so that the frequency intervals of the other laser devices match the frequency interval reference given by the free spectral range of another Fabry-Perot resonator (Toba et al. Proceedings / Separate Volume 2, 2-
(Page 204), or (2) A reference laser that stabilizes the frequency of one laser device, combines it with the light emitted from several other laser devices, and sweeps this light and frequency in a sawtooth shape with a constant period. By monitoring whether the appearance time of each pulse forming the pulse train obtained as a beat signal by combining the emitted light from the device maintains a constant time difference with respect to the appearance time of the pulse corresponding to the stabilized laser device. A method for stabilizing the oscillation frequency interval of each laser device (I.O.O.C.-E.C.O.C. '85 (IOOC-ECOC'8 by Strebel et al.
5) Technical Digest Volume 3 (1985) 61
Page) is known.

また、その他にも(3)ヘリウム−ネオンレーザ出射光を
位相変調し、その結果変調周波数間隔で生じる側帯波の
各々に各レーザ装置の発振周波数をロックする方法(ハ
ンキンら、エレクトロニクス・レターズ第22巻(19
86年)、388ページ)、あるいは(4)ファブリーペ
ロ共振器の互いに相異なる共振周波数の各々に各レーザ
装置を独立に安定化する方法(グランスら、エレクトロ
ニクス・レターズ、第23巻(1987年)、750ペ
ージ)が知られている。
In addition, (3) a method of phase-modulating the emitted light of a helium-neon laser and locking the oscillation frequency of each laser device to each of the sidebands generated at the modulation frequency intervals (Hankin et al., Electronics Letters No. 22). Volume (19
(86), 388), or (4) a method of independently stabilizing each laser device at each of the different resonant frequencies of the Fabry-Perot resonator (Glance et al., Electronics Letters, Volume 23 (1987)). , 750) are known.

(従来の技術の問題点) 上記4つの方法のうち第2及び第3の方法においては、
上で示した引用文献中に明示してはいないものの、本発
明のように基準光を分配することにより全く同じ発振周
波数の組合せを持つレーザ装置の組をいくつも生成する
ことができる。しかし、第二の方法においては、周波数
間隔の基準を参照用レーザ装置の周波数変化に対する各
パルスの出現時刻間隔に求めているため、各レーザ装置
の周波数間隔が確定されうるとは言い難い。また、第3
の方法においては、設定できる間隔周波数の上限が変調
周波数の上限により規定されてしまうこと、及び安定化
可能なレーザ装置の個数が位相変調により発生できる十
分なパワーを伴った側帯波の数に制限されるという問題
点がある。
(Problems of Prior Art) In the second and third methods of the above four methods,
Although not explicitly shown in the above-referenced document, by distributing the reference light as in the present invention, it is possible to generate several sets of laser devices having exactly the same combination of oscillation frequencies. However, in the second method, since the standard of the frequency interval is determined as the appearance time interval of each pulse with respect to the frequency change of the reference laser device, it is hard to say that the frequency interval of each laser device can be determined. Also, the third
In this method, the upper limit of the interval frequency that can be set is defined by the upper limit of the modulation frequency, and the number of laser devices that can be stabilized is limited to the number of sidebands with sufficient power that can be generated by phase modulation. There is a problem that is done.

一方、第1及び第4の方法は、周波数間隔安定化の制御
に際し基準光を用いていないため、同じ発振周波数の組
合せを持つレーザ装置の組を複数生成することはできな
い。
On the other hand, since the first and fourth methods do not use the reference light for controlling the frequency interval stabilization, it is not possible to generate a plurality of sets of laser devices having the same combination of oscillation frequencies.

(発明の目的) 本発明の目的は上記の問題点を解決せしめて、同じ発振
周波数の組合せを持つレーザ装置の組を複数生成するこ
とを可能にし、設定する周波数間隔の基準を厳密に設定
し、制御可能なレーザ装置の発振周波数の個数、及び設
定可能な周波数間隔の制限を除去することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to make it possible to generate a plurality of sets of laser devices having the same combination of oscillation frequencies, and to strictly set the standard of the frequency interval to be set. , Removing the limitation of the number of controllable oscillation frequencies of the laser device and the settable frequency interval.

(発明の構成) 上記の目的を達成するため、本発明は外部からの入力信
号に応じて、発振周波数間隔を安定化する対象たる複数
のレーザ装置の発振周波数を含む範囲で発振周波数を掃
引する参照用レーザ装置と、該参照用レーザ装置からの
出射光を分岐する第1の光分岐器と、該第1の光分岐器
からの第1の出射光の周波数変化を透過光の振幅変化に
変換する光学共振器と、互いに異なる発振周波数を持つ
複数のレーザ装置を持つ複数のローカル局と、前記光学
共振器の透過光を前記複数のローカル局に分岐する第2
の光分岐器と、前記第1の光分岐器の第2の出射光を前
記複数のローカル局に分岐する第3の光分岐器とからな
るレーザ装置発振周波数間隔安定化装置であって、前記
ローカル局は、前記複数のレーザ装置の各々の出射光を
少なくとも一部を合波する第1の光合波器と、該第1の
光合波器の出射光と前記第3の光分岐器の出射光を合波
する第2の光合波器と、該第2の光合波器の出射光を電
気信号に変換する第1の光検出器と、前記第2の光分岐
器の出射光を電気信号に変換する第2の光検出器と、前
記参照用レーザ装置の発振周波数掃引時の前記第2の光
合波器の出射光により検出する前記複数のレーザ装置の
発振周波数間隔の前記参照用レーザ装置の発振周波数掃
引時の前記光学共振器の共振ピークに対応する出射光を
用いて設定した周波数間隔基準に対する誤差を一定値に
安定化させるための制御信号を出力する制御装置と、該
制御装置からの制御信号に従って前記複数のレーザ装置
の入力信号を変化させるレーザ装置駆動装置とからなる
ことを特徴とするレーザ装置発振周波数間隔安定化装置
を提供する。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention sweeps the oscillation frequency in a range including the oscillation frequencies of a plurality of laser devices, which are targets for stabilizing the oscillation frequency interval, according to an input signal from the outside. A reference laser device, a first optical branching device for branching emitted light from the reference laser device, and a frequency change of the first outgoing light from the first optical brancher into an amplitude change of transmitted light. An optical resonator to be converted, a plurality of local stations having a plurality of laser devices having mutually different oscillation frequencies, and a second branch for branching transmitted light of the optical resonator to the plurality of local stations
And a third optical branching device for branching the second emitted light of the first optical branching device to the plurality of local stations, the laser device oscillation frequency interval stabilizing device comprising: The local station includes a first optical multiplexer that combines at least a part of the emitted light of each of the plurality of laser devices, the emitted light of the first optical multiplexer, and the output of the third optical branching device. A second optical combiner for combining the emitted light, a first photodetector for converting the emitted light of the second optical combiner into an electric signal, and an emitted light of the second optical brancher for the electric signal And a second photodetector for converting into the reference laser device, and the reference laser device having oscillation frequency intervals of the plurality of laser devices detected by the emitted light of the second optical multiplexer when the oscillation frequency of the reference laser device is swept. Frequency set by using the emitted light corresponding to the resonance peak of the optical resonator when the oscillation frequency of A control device that outputs a control signal for stabilizing an error with respect to a number interval reference to a constant value, and a laser device drive device that changes input signals of the plurality of laser devices according to a control signal from the control device. A laser device oscillation frequency interval stabilization device is provided.

(作用) 本発明においては、設定する周波数間隔の基準として光
学共振器のフリースペクトルレンジを採用することによ
り、周波数間隔を厳密に規定し、また、光学共振器のパ
ラメータ(例えば、ファブリーペロエタロンでは媒質の
厚さ)を変更することで周波数間隔を任意に設定可能に
している。また参照用レーザ装置の周波数掃引範囲を拡
大することにより、制御可能なレーザ装置の発振周波数
の個数を増大することができる。さらに、基準光源とし
て参照用レーザ装置を1つ設け、その出射光及びそれを
光学共振器に通した出射光をそれぞれ分岐し、前者を周
波数の絶対値の基準、後者を周波数間隔の基準として複
数のレーザ装置制御系に配ることにより、同じ発振周波
数の組合せを持つレーザ装置の組を複数生成することを
可能にしている。
(Operation) In the present invention, the free spectral range of the optical resonator is adopted as the reference of the frequency interval to be set, so that the frequency interval is strictly defined, and the parameter of the optical resonator (for example, in Fabry-Perot etalon The frequency interval can be arbitrarily set by changing the thickness of the medium). Further, by expanding the frequency sweep range of the reference laser device, the number of oscillation frequencies of the controllable laser device can be increased. Further, one reference laser device is provided as a standard light source, and the emitted light and the emitted light passing through the optical resonator are branched, and the former is used as a reference for the absolute value of the frequency, and the latter is used as a reference for the frequency interval. It is possible to generate a plurality of sets of laser devices having the same combination of oscillation frequencies by distributing them to the laser device control system.

(実施例) 以下、本発明を実施例につき詳細に説明する。第1図は
本発明の実施例の構成図である。なお、本実施例では簡
単のため、レーザ装置の組数を2、各組が持つレーザ装
置の個数が3つの場合につき説明する。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. In this embodiment, for the sake of simplicity, a case where the number of sets of laser devices is two and the number of laser devices included in each set is three will be described.

参照用レーザ装置として用いた1.55μm帯波長可変分布
ブラッグ反射形半導体レーザ(以下DBR)1は鋸歯状
波発生器2により印加される繰り返し周波数20kHzの
鋸歯状波に伴い、その出射光周波数が時間に対し鋸歯状
に変化している。DBR1からの出射光は第1の光アイ
ソレータ3を透過した後、第1の光分岐器4により、第
1及び第2の出射光にパワー比1:1に分けられる。こ
のうち第1の出力光は屈折率1.5、厚さ1cmでフィネス
30になるように両面の反射率、線精度、平行度を調整
した石英ガラ製エタロン板5を透過した後、第2の光分
岐器6により、第1及び第2の出射光にパワー比1:1
に分けられる。エタロン板5の透過光は鋸歯状波発生器
2からの出力信号(第2図110〜112)の1周期
中、DBR1の周波数がエタロン板5の共振周波数に一
致した時点で発生するパルス列状の光で構成されている
が、この1周期中のパルスの数が3つになるよう、鋸歯
状波発生器2の出力のピーク電圧を調整しておく。第1
の光分岐器4の第2の出射光は、第3の光分岐器7によ
り、第1及び第2の出射光にパワー比1:1に分けられ
る。第2の光分岐器6からの第1及び第2の出射光は各
々、第2の光検出器27、29により、電気信号に変換
される。
The 1.55 μm wavelength tunable distributed Bragg reflection type semiconductor laser (DBR) 1 used as a reference laser device has a frequency of emitted light which is changed with time in accordance with a sawtooth wave with a repetition frequency of 20 kHz applied by a sawtooth wave generator 2. In contrast, it changes in a sawtooth shape. The light emitted from the DBR 1 is transmitted through the first optical isolator 3 and then split by the first optical branching device 4 into the first and second emitted lights at a power ratio of 1: 1. Of these, the first output light is transmitted through the quartz glass etalon plate 5 whose reflectance, line accuracy, and parallelism are adjusted on both sides so that the finesse is 30 with a refractive index of 1.5 and a thickness of 1 cm. A power ratio of 1: 1 for the first and second outgoing lights by the branching device 6.
It is divided into The transmitted light of the etalon plate 5 is in the form of a pulse train generated when the frequency of DBR1 matches the resonance frequency of the etalon plate 5 during one cycle of the output signal (110 to 112 in FIG. 2) from the sawtooth wave generator 2. Although it is composed of light, the peak voltage of the output of the sawtooth wave generator 2 is adjusted so that the number of pulses in one cycle becomes three. First
The second output light of the optical branching device 4 is divided into the first and second output lights by the third optical branching device 7 at a power ratio of 1: 1. The first and second emitted lights from the second optical branching device 6 are converted into electric signals by the second photodetectors 27 and 29, respectively.

一方、周波数間隔を安定化する対象である第1〜第6の
1.55μm帯分布帰還形レーザ(以下DFB)10、1
1、12、13、14及び15からの出射光はそれぞれ
第1〜第6の光アイソレータ16、17、18、19、
20、21を透過する。しかる後第1〜第3の光アイソ
レータ16、17、18の透過光は第1の光合波器22
により合波され、また、第4〜第6の光アイソレータ1
9、20、21の透過光は第1の光合波器23により合
波される。第1の光合波器22の出射光は第2の光合波
器24により、第3の光分岐器7の第1の出射光と合波
された後、第1の光検出器26により電気信号に変換さ
れ、第1の制御装置30の第1の入力32に入力され
る。一方、第1の光合波器23の出射光は第2の光合波
器25により、第3の光分岐器7の第2の出射光と合波
された後、第1の光検出器28により、電気信号に変換
され、第2の制御装置31の第1の入力34に入力され
る。また第2の光検出器27、29の出力である電気信
号は第1及び第2の制御装置30、31の第2の入力3
3、35に入力される。
On the other hand, the first to sixth objects that are targets for stabilizing the frequency interval
1.55 μm distributed feedback laser (DFB) 10, 1
The emitted lights from 1, 12, 13, 14 and 15 are first to sixth optical isolators 16, 17, 18, 19, respectively.
20 and 21 are transmitted. Then, the transmitted light from the first to third optical isolators 16, 17, and 18 is transmitted to the first optical multiplexer 22.
And the fourth to sixth optical isolators 1
The transmitted lights of 9, 20, and 21 are multiplexed by the first optical multiplexer 23. The output light of the first optical multiplexer 22 is combined with the first output light of the third optical branching device 7 by the second optical combiner 24, and then the electrical signal is output by the first photodetector 26. And is input to the first input 32 of the first controller 30. On the other hand, the output light of the first optical multiplexer 23 is combined with the second output light of the third optical branching device 7 by the second optical combiner 25, and then is output by the first photodetector 28. , Is converted into an electric signal, and is input to the first input 34 of the second control device 31. Further, the electric signals output from the second photodetectors 27 and 29 are supplied to the second input 3 of the first and second control devices 30 and 31.
3 and 35 are input.

第1及び第2の制御装置30、31は同じ回路を用いて
いる。その構成を第3図に示す。第1の入力32(ある
いは34)に印加された電気信号は、遮断周波数100
MHzの低域通過フィルタ101に入力される。低域通過
フィルタ101からは、DBR1からの出射光周波数
と、第1〜第3のDFB10、11、12(あるいは第
4〜第6のDFB13、14、15)の出射光周波数の
差がほぼ±100MHzの範囲に入っているときにパルス
状の電気信号が出力される。パルスの数は鋸歯状波発生
器2の出力信号110、111、112(第2図参照)
の1周期にDBR1と第1〜第3のDFB10、11、
12(あるいは第4〜第6のDFB13、14、15)
の各々の発振周波数の差が±MHzの範囲に入る回数に等
しく、それは3つである。第1及び第2の制御装置3
0、31では、第2図(a)に示した第1の制御装置30
(あるいは第2の制御装置31)の第2の入力33(あ
るいは35)への入力及び第2図(b)(あるいは(c))に
示した第1の入力32(あるいは34)への入力のパル
ス発生時刻差113、114、115(あるいは11
6、117、118)を誤差信号とし、これらの大きさ
が零になるような制御信号を出力する。
The first and second control devices 30 and 31 use the same circuit. The structure is shown in FIG. The electrical signal applied to the first input 32 (or 34) has a cutoff frequency of 100.
It is input to the low pass filter 101 of MHz. From the low-pass filter 101, the difference between the output light frequency from the DBR 1 and the output light frequencies of the first to third DFBs 10, 11, 12 (or the fourth to sixth DFBs 13, 14, 15) is approximately ±. When it is within the range of 100 MHz, a pulsed electric signal is output. The number of pulses is the output signal 110, 111, 112 of the sawtooth wave generator 2 (see FIG. 2).
DBR1 and the first to third DFBs 10 and 11 in one cycle of
12 (or fourth to sixth DFBs 13, 14, 15)
Is equal to the number of times that the difference in the oscillation frequency of each of the two falls within the range of ± MHz, which is three. First and second control device 3
In 0 and 31, the first control device 30 shown in FIG.
(Or input to the second input 33 (or 35) of the second controller 31) and input to the first input 32 (or 34) shown in FIG. 2 (b) (or (c)) Pulse generation time difference 113, 114, 115 (or 11
6, 117, 118) as error signals, and a control signal is output so that the magnitudes of these error signals become zero.

なお、第3図中のパルス発生時刻差計測回路102(第
4図に回路の一例を図示)は、入力される2つのパルス
列で構成する各パルスを発生時刻順に並べたとき、対応
する順位の2つのパルス(計3組)の発生時刻差に比例
した幅を持ち、高さは一定の方形パルスを出力する。た
だし上記の2つのパルスのうち、先に発生するパルスが
入力される2系列のパルス列のどちらに属するかで、出
力は、正または負の方形パルスになる機能を備えてい
る。第1の制御装置30からの第1、第2、第3の制御
信号はそれぞれ第1、第2、第3のレーザ装置駆動装置
36、37、38に、また第2の制御装置31からの第
1、第2、第3の制御信号はそれぞれ第1、第2、第3
のレーザ装置駆動装置39、40、41に入力される。
レーザ装置駆動装置36、37、38、39、40、4
1からは制御信号に応じた駆動電流が第1〜第6のDF
B10、11、12、13、14、15に注入される。
The pulse generation time difference measurement circuit 102 in FIG. 3 (an example of the circuit is shown in FIG. 4) has a corresponding order when the pulses formed by the two input pulse trains are arranged in the order of generation time. It outputs a rectangular pulse having a width proportional to the time difference of occurrence of two pulses (3 sets in total) and having a constant height. However, the output has a function of a positive or negative square pulse depending on which of the two series of pulse trains to which the pulse generated earlier belongs is input. The first, second and third control signals from the first control device 30 are sent to the first, second and third laser device driving devices 36, 37 and 38, respectively, and from the second control device 31. The first, second and third control signals are respectively the first, second and third control signals.
Are input to the laser device driving devices 39, 40 and 41.
Laser device driving devices 36, 37, 38, 39, 40, 4
The drive currents corresponding to the control signals from 1 to 1st to 6th DF
B10, 11, 12, 13, 14, 15.

なお、第1〜第6のDFB10、11、12、13、1
4、15及びDBR1はそれぞれ第1〜第7の温度制御
装置42、43、44、45、46、47、48により
温度変動幅0.2℃以内に温度安定化されている。
The first to sixth DFBs 10, 11, 12, 13, 1
4, 15 and DBR1 are temperature-stabilized within a temperature fluctuation range of 0.2 ° C. by the first to seventh temperature control devices 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, respectively.

本実施例では、3台のレーザ装置を1組として、これを
2組同時に安定化し、同じ発振周波数の組合せを持つレ
ーザ装置の組を2組生成している。しかし1組当たりの
レーザ装置の個数及び組数はこれらの値に限定されず、
前者は鋸歯状波発生器2からの出力信号の周波数、ピー
ク電圧を調整し、1周期あたり、エタロン板5から出射
されるパルスの数を増大することにより、また後者は第
2及び第3の光分岐器6、7の分岐数を増すことにより
増大することができる。また各ローカル局において安定
化するレーザ装置の発振周波数の種類は、エタロン板5
から鋸歯状波発生器2からの出力信号1周期内に出射さ
れるパルスに対応する周波数から任意の組合せを選択で
きる。組合せの数は1周期中のパルスの数をNとする
と、2N-1で与えられる。またエタロン板5の厚さを変え
ることにより、周波数間隔を自由に設定することができ
る。さらに安定化する対象であるレーザ装置も半導体レ
ーザに限定されず、外部からの信号に応じて発振周波数
が変化するレーザ装置なら安定化可能である。
In the present embodiment, three laser devices are set as one set, and two sets are simultaneously stabilized to generate two sets of laser devices having the same combination of oscillation frequencies. However, the number of laser devices per set and the number of sets are not limited to these values,
The former adjusts the frequency and peak voltage of the output signal from the sawtooth wave generator 2 to increase the number of pulses emitted from the etalon plate 5 per cycle, and the latter adjusts the second and third pulses. This can be increased by increasing the number of branches of the optical branching devices 6 and 7. The type of oscillation frequency of the laser device that is stabilized at each local station is the etalon plate 5
Can select any combination from the frequencies corresponding to the pulses emitted within one cycle of the output signal from the sawtooth wave generator 2. The number of combinations is given by 2 N -1 where N is the number of pulses in one cycle. The frequency interval can be freely set by changing the thickness of the etalon plate 5. Further, the laser device to be further stabilized is not limited to the semiconductor laser, and any laser device whose oscillation frequency changes according to a signal from the outside can be stabilized.

(発明の効果) 以上延べてきたように本発明により、任意の個数から成
るレーザ装置の組合せの周波数間隔を同時に任意組数、
安定化することができる。また設定する周波数間隔は光
学共振器により厳密に規定することができる。
(Effects of the Invention) As has been described above, according to the present invention, the frequency interval of a combination of laser devices of an arbitrary number can be simultaneously set to an arbitrary number of groups.
Can be stabilized. The frequency interval to be set can be strictly defined by the optical resonator.

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

第1図は本発明の実施例の構成図、第2図(a)は第1図
の制御装置30、31の第2の入力33、35に入力さ
れる、エタロン板5透過光を電気に変換した信号、第2
図(b)、(c)は各々制御装置30、31内部における低域
通過フィルタ出力信号、第3図は制御装置30、31の
構成図、第4図は第3図中のパルス発生時刻差計測回路
の回路図である。第1図乃至第3図において、 1……1.55μm帯波長可変分布ブラッグ反射形半導体レ
ーザ 2……鋸歯状波発生器 3,16,17,18,19,20,21……光アイソ
レータ 4,6,7……光分岐器 5……エタロン板 10,11,12,13,14,15……1.55μm
帯分布帰還形レーザ 22,23,24,25……光合波器 26,27,28,29……光検出器 30,31……制御装置 32,34……第1の入力 33,35……第2の入力 36,37,38,39,40,41……レーザ装置駆
動装置 42,43,44,45,46,47,48……温度制
御装置 110,111,112……鋸歯状波発生器2からの出
力波形 113,114,115……第1の制御装置30で得ら
れる誤差信号 116,117,118……第2の制御装置31で得ら
れる誤差信号 101……低域通過フィルタ 102……パルス発生時刻差計測回路 103,104,105……積分器 106,107,108……差動増幅器
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is an electric circuit for transmitting light transmitted through the etalon plate 5 which is input to the second inputs 33 and 35 of the control devices 30 and 31 of FIG. Converted signal, second
(B) and (c) are low pass filter output signals inside the control devices 30 and 31, respectively. FIG. 3 is a configuration diagram of the control devices 30 and 31, and FIG. 4 is a pulse generation time difference in FIG. It is a circuit diagram of a measurement circuit. 1 to 3, 1 ... 1.55 μm band wavelength tunable distributed Bragg reflection type semiconductor laser 2 ... Sawtooth wave generator 3, 16, 17, 18, 19, 20, 21, ... Optical isolator 4, 6, 7 ... Optical branching device 5 ... Etalon plate 10, 11, 12, 13, 14, 15 ... 1.55 μm
Band distributed feedback laser 22, 23, 24, 25 ... Optical multiplexer 26, 27, 28, 29 ... Photodetector 30, 31 ... Control device 32, 34 ... First input 33, 35 ... Second input 36, 37, 38, 39, 40, 41 ... Laser device driving device 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 ... Temperature control device 110, 111, 112 ... Sawtooth wave generation Output waveforms from the device 2 113, 114, 115 ... Error signal 116, 117, 118 obtained by the first controller 30 ... Error signal 101 obtained by the second controller 31 ... Low-pass filter 102 ...... Pulse generation time difference measuring circuit 103, 104, 105 ...... Integrator 106, 107, 108 ...... Differential amplifier

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外部からの入力信号に応じて、発振周波数
間隔を安定化する対象たる複数のレーザ装置の発振周波
数を含む範囲で発振周波数を掃引する参照用レーサ装置
と、該参照用レーザ装置からの出射光を分岐する第1の
光分岐器と、該第1の光分岐器からの第1の出射光の周
波数変化を透過光の振幅変化に変換する光学共振器と、
互いに異なる発振周波数を持つ複数のレーザ装置を持つ
複数のローカル局と、前記光学共振器の透過光を前記複
数のローカル局に分岐する第2の光分岐器と、前記第1
の光分岐器の第2の出射光を前記複数のローカル局に分
岐する第3図の光分岐器とからなるレーザ装置発振周波
数間隔安定化装置であって、前記ローカル局は、前記複
数のレーザ装置の各々の出射光を少なくとも一部を合波
する第1の光合波器と、該第1の光合波器の出射光と前
記第3の光分岐器の出射光を合波する第2の光合波器
と、該第2の光合波器の出射光を電気信号に変換する第
1の光検出器と、前記第2の光分岐器の出射光を電気信
号に変換する第2の光検出器と、前記参照用レーザ装置
の発振周波数掃引時の前記第2の光合波器の出射光によ
り検出する前記複数のレーザ装置の発振周波数間隔の前
記参照用レーザ装置の発振周波数掃引時の前記光学共振
器の共振ピークに対応する出射光を用いて設定した周波
数間隔基準に対する誤差を一定値に安定化させるための
制御信号を出力する制御装置と、該制御装置からの制御
信号に従って前記複数のレーザ装置の入力信号を変化さ
せるレーザ装置駆動装置とからなることを特徴とするレ
ーザ装置発振周波数間隔安定化装置。
1. A reference racer device for sweeping an oscillation frequency within a range including the oscillation frequencies of a plurality of laser devices that are targets for stabilizing the oscillation frequency interval according to an input signal from the outside, and the reference laser device. A first optical branching device for branching the outgoing light from the first optical branching device, and an optical resonator for converting a frequency change of the first outgoing light from the first optical branching device into an amplitude change of the transmitted light,
A plurality of local stations having a plurality of laser devices having mutually different oscillation frequencies; a second optical branching device for branching the transmitted light of the optical resonator to the plurality of local stations;
A laser device oscillating frequency interval stabilizing device comprising the optical branching device of FIG. 3 for branching the second outgoing light of the optical branching device of the plurality of local stations to the plurality of local stations. A first optical multiplexer for multiplexing at least a part of the emitted light of each device, and a second optical multiplexer for combining the emitted light of the first optical multiplexer and the emitted light of the third optical branching device. Optical multiplexer, first photodetector for converting emitted light of the second optical multiplexer into an electric signal, and second photodetector for converting emitted light of the second optical brancher into an electric signal And an optical system at the time of sweeping the oscillation frequency of the reference laser device at the oscillation frequency intervals of the plurality of laser devices detected by the light emitted from the second optical multiplexer at the time of sweeping the oscillation frequency of the reference laser device. For the frequency interval reference set using the emitted light corresponding to the resonance peak of the resonator A control device that outputs a control signal for stabilizing the difference to a constant value, and a laser device drive device that changes input signals of the plurality of laser devices in accordance with a control signal from the control device. Laser device oscillation frequency interval stabilization device.
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