JP3527617B2 - Standard optical frequency generator - Google Patents
Standard optical frequency generatorInfo
- Publication number
- JP3527617B2 JP3527617B2 JP15501197A JP15501197A JP3527617B2 JP 3527617 B2 JP3527617 B2 JP 3527617B2 JP 15501197 A JP15501197 A JP 15501197A JP 15501197 A JP15501197 A JP 15501197A JP 3527617 B2 JP3527617 B2 JP 3527617B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode
- semiconductor laser
- optical
- light
- locked
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
を用いて広帯域の標準光周波数を発生させる標準光周波
数発生装置に関する。この広帯域の標準光周波数は、例
えば波長多重伝送システムの参照光源等に使用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a standard optical frequency generator for generating a standard optical frequency in a wide band using a semiconductor laser device. This wideband standard optical frequency is used, for example, as a reference light source of a wavelength division multiplexing transmission system.
【0002】[0002]
【従来の技術】広帯域の標準光周波数を発生させる技術
として、従来より基準となる連続単色光(CW光)を変
調することにより発生する光変調サイドバンドを利用す
る方法が提案されている。2. Description of the Related Art As a technique for generating a standard optical frequency in a wide band, a method of utilizing an optical modulation sideband generated by modulating continuous monochromatic light (CW light), which is a reference, has been proposed.
【0003】図6は、光変調サイドバンドを利用する従
来の標準光周波数発生装置の構成を示す。図において、
CW光源61は、基準光周波数に応じた発振周波数νの
基準CW光を発生する。光変調器62は、この基準CW
光と低位相雑音のマイクロ波発振器63から出力される
マイクロ波の変調信号を入力する。光変調器62には、
一般に消光比を高くとれる対称マッハツェンダ干渉計型
光変調器が用いられるが、これはリチウムナイオベート
結晶上に位相整合した光導波路とマイクロ波導波路を一
体形成し、マイクロ波に対して共振器となるように構成
されたものである。マイクロ波は共振器内で増強される
ので、低電力で大振幅の光変調が可能になっている。マ
イクロ波発振器63には、標準市販品のものでシングル
サイドバンド位相雑音が全帯域に渡り100dBc/Hz 以下に
抑圧された高品質のマイクロ波を広帯域(〜50GHz)に
渡って発生可能なものが利用される。FIG. 6 shows the configuration of a conventional standard optical frequency generator using an optical modulation sideband. In the figure,
The CW light source 61 generates reference CW light having an oscillation frequency ν according to the reference light frequency. The optical modulator 62 uses this reference CW.
The microwave and the modulation signal of the microwave output from the microwave oscillator 63 of low phase noise are input. In the optical modulator 62,
Generally, a symmetric Mach-Zehnder interferometer type optical modulator with a high extinction ratio is used, but this is a resonator for microwaves by integrally forming a phase-matched optical waveguide and a microwave waveguide on a lithium niobate crystal. It is configured as follows. Microwaves are enhanced in the resonator, enabling low-power, large-amplitude optical modulation. The microwave oscillator 63 is a standard commercial product that can generate high-quality microwaves with single sideband phase noise suppressed to 100 dBc / Hz or less over the entire band over a wide band (up to 50 GHz). Used.
【0004】このような構成による光変調により、入力
する基準光を中心に変調周波数ごとの光変調サイドバン
ドが発生する。位相変調に基づくマッハツェンダ強度変
調器によりこの光変調サイドバンドを発生させた場合、
その光周波数スペクトルは入力光を頂点とするピラミッ
ド状のコムを呈し、各成分の強度はベッセル関数で記述
されたものとなる。By the optical modulation with such a configuration, an optical modulation side band is generated for each modulation frequency centering on the input reference light. When this optical modulation sideband is generated by a Mach-Zehnder intensity modulator based on phase modulation,
The optical frequency spectrum presents a pyramid-shaped comb with the input light as the apex, and the intensity of each component is that described by the Bessel function.
【0005】ここで、広帯域の標準光周波数は、図7に
示すように、複数のCW光から発生する光変調サイドバ
ンドを互いに裾の部分で一致するように配置することに
より発生させることができる。この裾を一致させるに
は、位相同期ループ安定化技術が利用される。これは、
2つのサイドバンドの重なった裾の部分からそれぞれモ
ードを1つずつ抽出し、その2つのモードの位相が同期
するように一方のサイドバンドの入力光の発振周波数を
制御するものである。Here, a wideband standard optical frequency can be generated by arranging optical modulation sidebands generated from a plurality of CW lights so that their tails coincide with each other, as shown in FIG. . Phase-locked loop stabilization technology is used to match the tails. this is,
One mode is extracted from each of the overlapping skirts of the two sidebands, and the oscillation frequency of the input light of one sideband is controlled so that the phases of the two modes are synchronized.
【0006】図8は、位相同期ループを用いた従来の標
準光周波数発生装置の構成例を示す。図において、発振
周波数ν0 のCW光源61−1、光変調器62−1、発
振周波数ΔFのマイクロ波発振器63−1を用いて、光
変調サイドバンド1を発生する。この光変調サイドバン
ド1から(ν0 +NΔF)のモードを光スプリッタ64
−1およびバンドパスフィルタ65−1を介して取り出
す。一方、発振周波数νのCW光源61−2、光変調器
62−2、発振周波数ΔFのマイクロ波発振器63−2
を用いて、光変調サイドバンド2を発生する。この光変
調サイドバンド2から(ν−MΔF)のモードを光スプ
リッタ64−2およびバンドパスフィルタ65−2を介
して取り出す(N,Mは任意の整数、図7の例ではN=
M=5)。FIG. 8 shows an example of the configuration of a conventional standard optical frequency generator using a phase locked loop. In the figure, an optical modulation sideband 1 is generated using a CW light source 61-1 having an oscillation frequency ν 0 , an optical modulator 62-1 and a microwave oscillator 63-1 having an oscillation frequency ΔF. The mode of (ν 0 + NΔF) from this optical modulation sideband 1 is set to the optical splitter 64.
-1 and the band pass filter 65-1. On the other hand, a CW light source 61-2 having an oscillation frequency ν, an optical modulator 62-2, and a microwave oscillator 63-2 having an oscillation frequency ΔF.
Is used to generate the light modulation sideband 2. The mode of (ν-MΔF) is extracted from the optical modulation sideband 2 via the optical splitter 64-2 and the bandpass filter 65-2 (N and M are arbitrary integers, N = N in the example of FIG. 7).
M = 5).
【0007】(ν−MΔF)のモードは、音響光周波数
シフタ66−1で電気発振器67−1の周波数fだけ周
波数差が設けられる。この(ν−MΔF+f)のモード
と、(ν0 +NΔF)のモードは、合波器68−1で合
波されて光検出器69−1に入力されて電気信号に変換
される。この電気信号と周波数fの信号はミキサ70−
1に入力され、2つのモードの相対的な位相誤差が検出
され、それを誤差信号としてCW光源61−2を負帰還
制御することにより位相同期が実現する。In the (ν-MΔF) mode, a frequency difference is provided by the acousto-optical frequency shifter 66-1 by the frequency f of the electric oscillator 67-1. The (ν-MΔF + f) mode and the (ν 0 + NΔF) mode are combined by the multiplexer 68-1 and input to the photodetector 69-1 to be converted into an electric signal. This electric signal and the signal of frequency f are mixed by the mixer 70-
1, the relative phase error between the two modes is detected, and the CW light source 61-2 is negatively feedback-controlled by using the detected phase error as the error signal, whereby the phase synchronization is realized.
【0008】以下同様に、順次2つのモードの位相が同
期するように一方のサイドバンドの入力光の発振周波数
を制御することにより、広帯域の標準光周波数が得られ
る。Similarly, by controlling the oscillation frequency of the input light of one sideband so that the phases of the two modes are sequentially synchronized, a wideband standard optical frequency can be obtained.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】図8に示す従来の標準
光周波数発生装置は、光コムの数に比例して位相同期ル
ープを構成する制御回路が増大する。しかも、各制御回
路は図8に示すように複雑であり、広帯域の標準光周波
数を得るために多くのCW光源を必要とする構成では、
さらに複雑で極めて高コストになる。In the conventional standard optical frequency generator shown in FIG. 8, the number of control circuits forming a phase locked loop increases in proportion to the number of optical combs. Moreover, each control circuit is complicated as shown in FIG. 8, and in a configuration that requires many CW light sources to obtain a standard optical frequency in a wide band,
It is more complicated and extremely expensive.
【0010】また、位相同期ループの直列接続系では、
誤差が累積されるために系が不安定になる問題点があっ
た。ところで、位相同期ループ安定化技術に代わるもの
として光注入同期技術がある。しかし、光変調サイドバ
ンドの裾から抽出したモードの波長を中心に新たに光変
調サイドバンドを形成する構成では、光変調サイドバン
ドの半分が互いに完全に重なりあってしまうために極め
て効率が悪く、広帯域な標準光周波数を得るには不適当
である。Further, in the series connection system of the phase locked loop,
There was a problem that the system became unstable due to the accumulated error. By the way, there is an optical injection locking technology as an alternative to the phase locked loop stabilization technology. However, in the configuration in which a new light modulation sideband is formed around the wavelength of the mode extracted from the skirt of the light modulation sideband, half of the light modulation sidebands completely overlap each other, resulting in extremely poor efficiency, It is not suitable for obtaining a wide band standard optical frequency.
【0011】本発明は、簡単な構成により、広帯域で絶
対波長と周波数間隔が同時に制御された標準光周波数を
発生させることができる標準光周波数発生装置を提供す
ることを目的とする。An object of the present invention is to provide a standard optical frequency generator capable of generating a standard optical frequency whose absolute wavelength and frequency interval are simultaneously controlled in a wide band with a simple structure.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の標準光周波数発
生装置は、光スペクトルの裾が互いに重なるように利得
帯域が異なる複数のモード同期半導体レーザを縦続に接
続し、相互光注入法によりすべて絶対波長およびパルス
位相(タイミング)が一致するように制御する構成であ
る。In the standard optical frequency generator of the present invention, a plurality of mode-locked semiconductor lasers having different gain bands are cascaded so that the tails of optical spectra overlap each other. The configuration is such that the absolute wavelength and the pulse phase (timing) match.
【0013】一般に、モード間の位相が同期しかつ絶対
波長が制御された光信号をモード同期半導体レーザに注
入することにより、モード同期半導体レーザの絶対波長
とパルス位相(タイミング)を同時に制御することがで
きる(文献:Z. Ahmed, et al.,"Locking characterist
ics of a passively mode-locked monolithic DBR lase
r stabilized by optical injection", IEEE Photonics
Technol. Lett., 8(1), pp.37-39, 1996)。Generally, the absolute wavelength and the pulse phase (timing) of the mode-locked semiconductor laser are controlled simultaneously by injecting an optical signal whose phases are synchronized with each other and whose absolute wavelength is controlled into the mode-locked semiconductor laser. (Reference: Z. Ahmed, et al., "Locking characterist
ics of a passively mode-locked monolithic DBR lase
r stabilized by optical injection ", IEEE Photonics
Technol. Lett., 8 (1), pp.37-39, 1996).
【0014】このため、図2に示すような光スペクトル
の裾が互いに重なるように利得帯域が異なる複数のモー
ド同期半導体レーザを用意し、まず例えば最短波長側の
モード同期半導体レーザを基準CW光の注入と強制また
は位相同期ループ安定化により絶対波長とパルス位相
(タイミング)を制御する。さらに、その出力パルスの
一部を分岐して隣接するモード同期半導体レーザに順次
注入することにより、すべてのモード同期半導体レーザ
の絶対波長とパルス位相(タイミング)を同期させるこ
とができ、その結果として広帯域で絶対波長と周波数間
隔が安定した標準光周波数を発生させることができる。Therefore, a plurality of mode-locked semiconductor lasers having different gain bands are prepared so that the tails of the optical spectra are overlapped with each other as shown in FIG. 2. First, for example, the mode-locked semiconductor laser on the shortest wavelength side is used as the reference CW light. The absolute wavelength and pulse phase (timing) are controlled by injection and forced or phase locked loop stabilization. Furthermore, by branching a part of the output pulse and injecting it sequentially into adjacent mode-locked semiconductor lasers, the absolute wavelength and pulse phase (timing) of all mode-locked semiconductor lasers can be synchronized, and as a result, It is possible to generate a standard optical frequency in a wide band with a stable absolute wavelength and frequency interval.
【0015】なお、最初に基準CW光が注入されるモー
ド同期半導体レーザは最短波長側のものに限らず、例え
ば最長波長側のモード同期半導体レーザから短波長側へ
順次制御するようにしてもよい。The mode-locking semiconductor laser into which the reference CW light is first injected is not limited to the one having the shortest wavelength side, and for example, the mode-locking semiconductor laser having the longest wavelength side may be sequentially controlled to the short wavelength side. .
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の標準光周波数発
生装置の基本構成を示す。複数のモード同期半導体レー
ザ11−1,11−2,11−3は、図2に示すよう
に、光スペクトルの裾が互いに重なるように利得帯域が
異なる。その中で、最も短波長の利得をもつモード同期
半導体レーザ11−1に、基準CW光源12から光周波
数ν0 の基準CW光を入力し、マイクロ波発振器13か
ら周波数ΔFの変調信号を入力し、強制または位相同期
ループ安定化により基準波長と基準タイミングに同期さ
せる。このモード同期半導体レーザ11−1の出力パル
ス1の一部を光スプリッタ14−1を介して分岐し、隣
接のモード同期半導体レーザ11−2に光注入して同期
させる。これにより、モード同期半導体レーザ11−2
の出力パルス2の絶対波長とパルス位相(タイミング)
を同期させることができる。1 shows the basic configuration of a standard optical frequency generator of the present invention. As shown in FIG. 2, the plurality of mode-locked semiconductor lasers 11-1, 11-2, and 11-3 have different gain bands so that the tails of the optical spectra overlap each other. Among them, the reference CW light source 12 inputs the reference CW light of the optical frequency ν 0 to the mode-locking semiconductor laser 11-1 having the shortest wavelength gain, and the microwave oscillator 13 inputs the modulation signal of the frequency ΔF. , Synchronize to the reference wavelength and reference timing by forcing or stabilizing the phase-locked loop. A part of the output pulse 1 of the mode-locked semiconductor laser 11-1 is branched via the optical splitter 14-1 and injected into the adjacent mode-locked semiconductor laser 11-2 for synchronization. Thereby, the mode-locked semiconductor laser 11-2
Output pulse 2 absolute wavelength and pulse phase (timing)
Can be synchronized.
【0017】次に、モード同期半導体レーザ11−2の
出力パルス2の一部を光スプリッタ14−2を介して分
岐し、隣接のモード同期半導体レーザ11−3に光注入
して同期させる。以下、このような分岐、注入を順次行
うことにより、すべてのモード同期半導体レーザの絶対
波長とパルス位相(タイミング)が一致するように制御
することができる。これにより、広帯域の標準光周波数
発生装置を実現することができる。Next, a part of the output pulse 2 of the mode-locked semiconductor laser 11-2 is branched via the optical splitter 14-2, and light is injected into the adjacent mode-locked semiconductor laser 11-3 for synchronization. Hereinafter, by sequentially performing such branching and injection, it is possible to control so that the absolute wavelengths and pulse phases (timings) of all mode-locked semiconductor lasers match. Thereby, a wideband standard optical frequency generator can be realized.
【0018】以下、各部の具体的な構成例について説明
する。基準CW光源12には、HCNガスの吸収線を基
準とした 193.1THzの絶対波長に光周波数がロックされ
た狭線幅のDFBレーザが利用できる。Hereinafter, a concrete configuration example of each unit will be described. As the reference CW light source 12, a narrow line width DFB laser whose optical frequency is locked to the absolute wavelength of 193.1 THz based on the absorption line of HCN gas can be used.
【0019】モード同期半導体レーザ11には、図3に
示す従来の多電極集積型モード同期半導体レーザを用い
ることができる。パルス位相(タイミング)は、外部か
らの変調信号をセグメント1に印加して制御する。現状
では、25GHz程度の繰り返し周波数が安定に実現可能で
ある。素子長は、屈折率を 3.5とした場合に約 1.7mm
が最適値である。基準CW光への同期は、セグメント2
の位相調整領域への注入電流制御によって行う。なお、
セグメント3はDBR領域であり、セグメント4は利得
領域である。電極の分割は、活性層まで届かない浅いエ
ッチングにより行い、内部反射を極力抑えながら分離抵
抗1kΩを実現する。As the mode-locked semiconductor laser 11, the conventional multi-electrode integrated mode-locked semiconductor laser shown in FIG. 3 can be used. The pulse phase (timing) is controlled by applying a modulation signal from the outside to the segment 1. At present, a repetition frequency of about 25 GHz can be stably realized. The element length is about 1.7 mm when the refractive index is 3.5.
Is the optimum value. The synchronization with the reference CW light is segment 2
The current is controlled by injecting current into the phase adjustment region. In addition,
Segment 3 is the DBR region and segment 4 is the gain region. The electrodes are divided by shallow etching that does not reach the active layer, and a separation resistance of 1 kΩ is realized while suppressing internal reflection as much as possible.
【0020】また、モード同期半導体レーザ11には、
図4に示す高調波衝突パルスモード同期半導体レーザを
用いることができる。ここで、図4(a) は、両端に利得
領域21を配置し、中央部に可飽和吸収領域22を配置
した従来の衝突パルスモード同期半導体レーザの構造を
示す。これが高調波衝突パルスモード同期半導体レーザ
の基本ユニットとなる。図4(b) は、この基本ユニット
を直列配置して構成される高調波衝突パルスモード同期
半導体レーザの構造を示す。Further, the mode-locked semiconductor laser 11 has
The harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser shown in FIG. 4 can be used. Here, FIG. 4A shows the structure of a conventional collision pulse mode-locked semiconductor laser in which a gain region 21 is arranged at both ends and a saturable absorption region 22 is arranged in the center. This is the basic unit of the harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser. FIG. 4 (b) shows the structure of a harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser constructed by arranging the basic units in series.
【0021】図4(a) に示す衝突パルスモード同期半導
体レーザ(基本ユニット)では、2つのパルスがレーザ
共振器内を周回するので、レーザ共振器の基本モード間
隔の2倍の繰り返し周波数のパルス列を発生させること
ができる。基本ユニットの長さをLo 、実効屈折率を
n、真空中の光速をcとすると、モード間隔は
ΔFm=c/(nLo)
となる。例えば、n=3.5 、Lo=450μmとすると、繰
り返し周波数は 190GHzとなる。In the collision pulse mode-locked semiconductor laser (basic unit) shown in FIG. 4 (a), since two pulses circulate in the laser resonator, a pulse train having a repetition frequency twice the fundamental mode interval of the laser resonator. Can be generated. When the length of the basic unit is Lo, the effective refractive index is n, and the speed of light in vacuum is c, the mode interval is ΔFm = c / (nLo). For example, if n = 3.5 and Lo = 450 μm, the repetition frequency is 190 GHz.
【0022】図4(b) に示す高調波衝突パルスモード同
期半導体レーザの構造では、基本ユニットが同一ならば
高調波モード同期パルスの繰り返し周波数は原則不変で
ある。この場合に基本ユニット数をNとすると、周回す
るパルスは2N個であり、基本モード間隔は1/Nに減
少する。しかし、利得領域の長さはN倍になるので、基
本ユニットよりも大幅な強度改善が期待できる。In the structure of the harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser shown in FIG. 4B, the repetition frequency of the harmonic mode-locked pulse is basically unchanged if the basic units are the same. In this case, assuming that the number of basic units is N, the number of circulating pulses is 2N, and the basic mode interval is reduced to 1 / N. However, since the length of the gain region is N times, it is possible to expect a great improvement in strength compared to the basic unit.
【0023】ただし、Nの増大に伴って基本モード間隔
が減少し、高調波モード同期が不安定になるおそれがあ
る。しかし、図4(b) に示すように、周回するパルスが
同時に可飽和吸収領域22内で衝突するので、唯一の高
調波モード同期状態が安定化される。However, as N increases, the fundamental mode interval decreases, and harmonic mode locking may become unstable. However, as shown in FIG. 4B, the circulating pulses collide with each other in the saturable absorption region 22 at the same time, so that only one harmonic mode-locked state is stabilized.
【0024】なお、高調波衝突パルスモード同期半導体
レーザは、従来の多電極集積型モード同期半導体レーザ
と同様に、エッチングによる電極分離による多電極構造
により実現可能である。The harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser can be realized by a multi-electrode structure by electrode separation by etching, like the conventional multi-electrode integrated mode-locked semiconductor laser.
【0025】ここで、図5を参照して高調波衝突パルス
モード同期半導体レーザを光注入により安定化する機構
について説明する。第1の高調波衝突パルスモード同期
半導体レーザは、基準CW光の注入によって絶対波長と
パルス位相(タイミング)が安定化された光パルス(ス
ーパーモードオリジナル)を出力し、第2の高調波衝突
パルスモード同期半導体レーザに注入される。ここで、
スーパーモードとは、高調波モード同期によりロックし
たモードであり、図では6次の例が示されている。A mechanism for stabilizing the harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser by light injection will be described with reference to FIG. The first harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser outputs an optical pulse (super mode original) whose absolute wavelength and pulse phase (timing) are stabilized by injection of the reference CW light, and outputs the second harmonic collision pulse. It is injected into a mode-locked semiconductor laser. here,
The super mode is a mode locked by harmonic mode synchronization, and a sixth-order example is shown in the figure.
【0026】第2の高調波衝突パルスモード同期半導体
レーザがオリジナルのスーパーモードに一致するスーパ
ーモード1を呈する場合は、光注入によりそのスーパー
モードがオリジナルに同期する。一方、オリジナルのス
ーパーモードに一致しないスーパーモード2の場合で
も、抑圧された基本キャビティモードとオリジナルは調
和するので、非注入時のスーパーモード2は光注入によ
って抑圧され、調和するスーパーモード3が成長する。
すなわち、スーパーモードが不一致の場合でも、光注入
により最適なスーパーモードが自動的に選択されること
になる。If the second harmonic impinging pulse mode-locked semiconductor laser exhibits supermode 1 which matches the original supermode, the supermode is locked to the original by light injection. On the other hand, even in the case of the super mode 2 that does not match the original super mode, the suppressed fundamental cavity mode and the original are in harmony, so the super mode 2 at the time of non-injection is suppressed by the light injection and the super mode 3 in harmony grows. To do.
That is, even if the super modes do not match, the optimum super mode is automatically selected by light injection.
【0027】このように、繰り返し周波数が高く、発振
周波数を注入電流等で容易に調整できない場合にも、抑
圧されたキャビティモードの存在意義は高く、モード間
隔に関わらず順次絶対波長とパルス位相(タイミング)
を安定化させることができる。As described above, even when the repetition frequency is high and the oscillation frequency cannot be easily adjusted by the injection current or the like, the suppressed cavity mode has a high significance, and the absolute wavelength and the pulse phase ( timing)
Can be stabilized.
【0028】なお、このような高調波衝突パルスモード
同期半導体レーザのパルス位相(タイミング)を安定化
する方法として、従来より提案されている受動モード同
期半導体レーザに対する位相同期ループ安定化回路や、
分周ハイブリッドモード同期法等を用いることができ
る。As a method of stabilizing the pulse phase (timing) of such a harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser, a phase-locked loop stabilizing circuit for a passive mode-locked semiconductor laser, which has been conventionally proposed,
A frequency division hybrid mode locking method or the like can be used.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の標準光周
波数発生装置は、絶対波長と周波数間隔が同時に制御さ
れた広帯域の標準光周波数を極めて簡単かつ安価な構成
で発生させることができる。As described above, the standard optical frequency generator of the present invention can generate a standard optical frequency in a wide band in which the absolute wavelength and the frequency interval are simultaneously controlled with an extremely simple and inexpensive structure.
【図1】本発明の標準光周波数発生装置の基本構成を示
す図。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a standard optical frequency generator of the present invention.
【図2】複数のモード同期半導体レーザの利得帯域の関
係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between gain bands of a plurality of mode-locked semiconductor lasers.
【図3】多電極集積型モード同期半導体レーザの構造を
示す図。FIG. 3 is a diagram showing the structure of a multi-electrode integrated mode-locking semiconductor laser.
【図4】高調波衝突パルスモード同期半導体レーザの構
造を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a structure of a harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser.
【図5】高調波衝突パルスモード同期半導体レーザを光
注入により安定化する機構について説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a mechanism for stabilizing a harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser by light injection.
【図6】光変調サイドバンドを利用する従来の標準光周
波数発生装置の構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional standard optical frequency generator using an optical modulation sideband.
【図7】2つのサイドバンドが裾の部分で位相同期させ
ることにより同期可能であることを示す図。FIG. 7 is a diagram showing that two sidebands can be synchronized by phase-locking at a hem portion.
【図8】位相同期ループを用いた従来の標準光周波数発
生装置の構成例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a conventional standard optical frequency generator using a phase locked loop.
11 モード同期半導体レーザ 12 基準CW光源 13 マイクロ波発振器 14 光スプリッタ 21 利得領域 22 可飽和吸収領域 11 Mode-locked semiconductor laser 12 Standard CW light source 13 Microwave oscillator 14 Optical splitter 21 Gain area 22 Saturable absorption region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50
Claims (2)
利得帯域が異なる複数のモード同期半導体レーザと、 所定の光周波数の基準CW光を出力する基準CW光源
と、 所定の周波数の変調信号を出力する電気発振器と、 前記各モード同期半導体レーザから出力される光パルス
の一部を分岐する複数の光分岐手段とを備え、 前記複数のモード同期半導体レーザの内いずれか1つを
第1のモード同期半導体レーザとすると、この第1のモ
ード同期半導体レーザは、前記基準CW光および前記変
調信号を入力し、安定化された絶対波長および位相の第
1の光パルスを出力し、 前記第1のモード同期半導体レーザに隣接する第2のモ
ード同期半導体レーザ以降の各モード同期半導体レーザ
は、前段のモード同期半導体レーザから出力される光パ
ルスを前記光分岐手段を介して光注入し、前段のモード
同期半導体レーザの絶対波長および位相に同期させた光
パルスを順次出力することを特徴とする標準光周波数発
生装置。1. A plurality of mode-locked semiconductor lasers having different gain bands so that the tails of optical spectra are overlapped with each other, a reference CW light source for outputting reference CW light of a predetermined optical frequency, and a modulation signal of a predetermined frequency. And a plurality of optical branching means for branching a part of the optical pulse output from each of the mode-locking semiconductor lasers, wherein any one of the plurality of mode-locking semiconductor lasers is used as a first mode. In the case of a synchronous semiconductor laser, the first mode-locking semiconductor laser inputs the reference CW light and the modulation signal, outputs a first optical pulse having a stabilized absolute wavelength and phase, and outputs the first optical pulse. Each mode-locking semiconductor laser subsequent to the second mode-locking semiconductor laser adjacent to the mode-locking semiconductor laser is an optical pulse output from the preceding mode-locking semiconductor laser. It said light branching means to the light injected via a standard optical frequency generator, characterized in that sequentially outputting light pulses synchronized with the absolute wavelength and the phase of the previous mode-locked semiconductor laser.
領域を配置し、中央部に可飽和吸収領域を配置した衝突
パルスモード同期半導体レーザを基本ユニットとし、こ
の基本ユニットを直列配置して構成される高調波衝突パ
ルスモード同期半導体レーザであることを特徴とする請
求項1に記載の標準光周波数発生装置。2. A mode-locked semiconductor laser comprises a collision pulse mode-locked semiconductor laser having a gain region at both ends thereof and a saturable absorption region at the center thereof as a basic unit, and the basic units are arranged in series. The standard optical frequency generator according to claim 1, wherein the standard optical frequency generator is a harmonic collision pulse mode-locked semiconductor laser.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15501197A JP3527617B2 (en) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Standard optical frequency generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15501197A JP3527617B2 (en) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Standard optical frequency generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH114037A JPH114037A (en) | 1999-01-06 |
| JP3527617B2 true JP3527617B2 (en) | 2004-05-17 |
Family
ID=15596741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15501197A Expired - Fee Related JP3527617B2 (en) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Standard optical frequency generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3527617B2 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005076422A1 (en) | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mode-locked laser light source and multicarrier light source employing it |
| JP2006066586A (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Mode-locked laser diode and method of controlling wavelength thereof |
| JP2006216923A (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Kyoto Univ | Mode-locked semiconductor laser device |
| JP4889951B2 (en) * | 2005-03-02 | 2012-03-07 | 住友大阪セメント株式会社 | Optical frequency stabilizer |
| JP4478800B2 (en) * | 2006-05-15 | 2010-06-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Clock transmission device |
| US8565609B2 (en) * | 2010-12-15 | 2013-10-22 | Raytheon Company | Distribution system for optical reference |
| CN106462112B (en) * | 2014-03-19 | 2019-04-16 | 光电波公司 | Light atomic clock |
| GB2556629B (en) * | 2016-11-17 | 2021-06-23 | M Squared Lasers Ltd | Method and apparatus for repetition rate synchronisation of mode-locked lasers |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP15501197A patent/JP3527617B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH114037A (en) | 1999-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7978740B1 (en) | Ultralow noise mode-locked laser and RF sinewave source | |
| US20050018724A1 (en) | Optical frequency synthesizer | |
| US11581946B2 (en) | Wideband photonic synthesizer stabilized to a reference clock using photonic components | |
| JP2021511677A (en) | Injection synchronous laser system | |
| JP3527617B2 (en) | Standard optical frequency generator | |
| Plascak et al. | Tunable broadband electro-optic comb generation using an optically filtered optoelectronic oscillator | |
| US6285691B1 (en) | Laser light generating method and apparatus | |
| JP4072053B2 (en) | Frequency synthesizer | |
| Liu et al. | Ultralow-phase-noise and broadband frequency-hopping coupled optoelectronic oscillator under quiet point operation | |
| JP2016018124A (en) | Optical frequency comb generation device | |
| Kudelin et al. | Tunable opto-electronic synthesizer at 10 GHz with ultralow phase noise | |
| JP3573334B2 (en) | Light generation method and light source | |
| Bustos-Ramirez et al. | Optical synchronization between a 300 GHz frequency comb and a 10 GHz chip-scale MLL | |
| JP3092757B2 (en) | Optical pulse laser frequency division synchronization signal generator | |
| JP5055791B2 (en) | Optical pulse generator | |
| Seeds | Photonic techniques for microwave frequency synthesis | |
| JP2003195380A (en) | Generator for optical millimeter wave or sub-millimeter wave | |
| JPH04163532A (en) | Light clock extraction circuit | |
| JP3239826B2 (en) | Optical clock generator | |
| JP7515859B2 (en) | Modulation signal source for optical frequency comb generation, optical frequency comb device, method for generating a modulated signal, and method for generating an optical frequency comb | |
| Kudelin et al. | Tunable X-band opto-electronic synthesizer for low noise microwave generation | |
| JP2000049710A (en) | Light source device for communication and control method for light source device for communication | |
| WO2022125352A2 (en) | Wideband photonic synthesizer stabilized to a reference clock using photonic components | |
| JPH1174592A (en) | High speed optical pulse generator | |
| JPH11354868A (en) | Light injection type semiconductor laser device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040217 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040220 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |