JP2001274483A - Modulation control method and calibration method for laser device - Google Patents
Modulation control method and calibration method for laser deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ装置の変調
制御方法及び校正方法に関し、特にヨウ素安定化レーザ
の変調周波数を外部基準信号に同期させるヨウ素安定化
レーザ装置に用いて有益なレーザ装置の変調制御方法及
び校正方法に関する。The present invention relates to a modulation control method and a calibration method for a laser device, and more particularly to a laser device useful for an iodine stabilized laser device for synchronizing a modulation frequency of an iodine stabilized laser with an external reference signal. The present invention relates to a modulation control method and a calibration method.
【0002】[0002]
【従来の技術】He−Neレーザの発振周波数を、ヨウ
素の吸収線にロックさせ、発振周波数を高確度にしたも
のがヨウ素安定化He−Neレーザである。ヨウ素には
多数の飽和吸収線があり、希望の飽和吸収線にロックす
るために、He−Neレーザ光の発振周波数を交流信号
で変調し、その変調波の高調波を検出し、その高調波を
利用してヨウ素の飽和吸収線を特定している。そして特
定した吸収線に対して、変調波の第3次高調波信号を用
いてロックしている。2. Description of the Related Art An iodine-stabilized He--Ne laser is one in which the oscillation frequency of a He--Ne laser is locked to an absorption line of iodine so that the oscillation frequency is high. Iodine has a large number of saturated absorption lines. In order to lock to the desired saturated absorption line, the oscillation frequency of the He-Ne laser light is modulated with an AC signal, and the harmonic of the modulated wave is detected. Is used to specify the saturated absorption line of iodine. The specified absorption line is locked using the third harmonic signal of the modulated wave.
【0003】現在、レーザー干渉計の光源であるHe−
Neレーザの周波数校正を行う際の基準レーザとして
は、ヨウ素分子の飽和吸収線にレーザ発振周波数をロッ
クさせたヨウ素安定化He−Neレーザが用いられてい
る。At present, the light source of a laser interferometer, He-
An iodine-stabilized He-Ne laser in which the laser oscillation frequency is locked to a saturated absorption line of iodine molecules is used as a reference laser when the frequency calibration of the Ne laser is performed.
【0004】このヨウ素安定化He−Neレーザの発振
周波数の校正に際しては、2台のヨウ素安定化He−N
eレーザの発振周波数を比較している。In calibrating the oscillation frequency of this iodine stabilized He—Ne laser, two iodine stabilized He—N lasers are used.
The oscillation frequency of the e-laser is compared.
【0005】ヨウ素安定化He−Neレーザの周波数校
正方法としては、通常、ヨウ素分子の相隣り合う異なっ
た飽和吸収線のそれぞれに校正/供試レーザの発振周波
数を固定し、2台のレーザの発振周波数の差を測定す
る。As a method for calibrating the frequency of an iodine-stabilized He—Ne laser, usually, the oscillation frequency of a calibration / test laser is fixed to each of different saturated absorption lines adjacent to each other of iodine molecules, and two lasers are used. Measure the difference in oscillation frequency.
【0006】ヨウ素安定化He−Neレーザの発振周波
数は、通常6MHzの幅で周波数変調を受けており、こ
の値は隣接するヨウ素分子の飽和吸収線の間隔の1/2
から1/3であり、無視できない大きさである。このた
め、周波数の差を高精度で求める上で支障となる。The oscillation frequency of an iodine-stabilized He—Ne laser is usually frequency-modulated with a width of 6 MHz, and this value is は of the interval between saturated absorption lines of adjacent iodine molecules.
, Which is a size that cannot be ignored. For this reason, there is a problem in obtaining the frequency difference with high accuracy.
【0007】今、1台目のレーザの光波と2台目のレー
ザの光波を時間項のみに注目して表すと次式のようにな
る。 cos[ω1+(1/2)△ωsin(Ω1・t+θ1)]t (1) cos[ω2+(1/2)△ωsin(Ω2・t+θ2)]t (2) ただし、tは時間、ω1、ω2は各々レーザの発振周波数
である。Ω1、Ω2は各々レーザの変調周波数で約3kHz
である。θ1、θ2は各々レーザの変調周波数の位相であ
る。また、△ωは周波数変調幅であり、通常は6MHzで
ある。Now, the light wave of the first laser and the light wave of the second laser are expressed by focusing only on the time term as follows. cos [ω1 + (1/2) △ ωsin (Ω1 · t + θ1)] t (1) cos [ω2 + (1/2) △ ωsin (Ω2 · t + θ2)] t (2) where t is time and ω1 and ω2 are Each is the oscillation frequency of the laser. Ω1 and Ω2 are each about 3kHz at the modulation frequency of the laser
It is. θ1 and θ2 are the phases of the modulation frequency of the laser, respectively. △ ω is a frequency modulation width, which is usually 6 MHz.
【0008】(1)式と(2)式の差を求めると、2台の
ヨウ素安定化He-Neレーザの発振周波数の差であるビー
トが(3)式に従って求められる。 (ω1-ω2)+(1/2)△ω[sin(Ω1・t+θ1)−sin(Ω2・t+θ2)] (3) ここで、第2項はビートの変動分を表している。(3)
式において、Ω1=Ω2、θ1=θ2とすれば、すなわち、
レーザ発振周波数の変調を同一周波数で、かつ位相が一
致した状態で行えばビートの変動分は発生しない。When the difference between the equations (1) and (2) is obtained, the beat, which is the difference between the oscillation frequencies of the two iodine-stabilized He-Ne lasers, is obtained according to the equation (3). (ω1−ω2) + (1/2) △ ω [sin (Ω1 · t + θ1) −sin (Ω2 · t + θ2)] (3) Here, the second term represents the fluctuation of the beat. (3)
In the equation, if Ω1 = Ω2 and θ1 = θ2, ie,
If the laser oscillation frequency is modulated at the same frequency and in phase, no beat variation will occur.
【0009】従来は、2台のレーザ間の発振周波数の差
に起因するビート周期に比べて、発振周波数差の測定時
間を十分に大きくとることにより発振周波数の差を平均
化してビート周期成分の影響を軽減させていた。Conventionally, the difference between the oscillation frequencies is averaged by making the measurement time of the oscillation frequency difference sufficiently longer than the beat period caused by the difference between the oscillation frequencies between the two lasers, thereby averaging the difference between the oscillation frequencies. The effect was reduced.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ヨウ素安定化He−Neレーザでは、2台のレーザ光を
混合させレーザの発振周波数差を測定する際に、2台間
のレーザ光変調周波数差により生ずるビートの変動成分
の影響を、ビートの変動に比べて発振周波数差の測定時
間を十分に大きくとって発振周波数の差を平均化する方
法が用いられていた。As described above, in the conventional iodine-stabilized He-Ne laser, when the two laser beams are mixed and the laser oscillation frequency difference is measured, the laser beam between the two A method of averaging the difference between the oscillation frequencies by taking a sufficiently large measurement time of the oscillation frequency difference as compared with the change in the beat has been used for the influence of the fluctuation component of the beat caused by the modulation frequency difference.
【0011】しかしながら、このようにビートの変動に
比べてレーザ間の発振周波数差であるビートの測定時間
を十分に大きく取り、かつ平均化したとしても、その誤
差をある程度以下にすることは困難であった。However, even if the measurement time of the beat, which is the oscillation frequency difference between the lasers, is sufficiently long compared to the fluctuation of the beat, and the average is taken, it is difficult to reduce the error to a certain degree or less. there were.
【0012】また、周波数の差を測定する際に端数処理
を行い有効桁数を増加した周波数カウンタでは、ヨウ素
安定化He−Neレーザの発振周波数の差のような周波
数変調された信号の周波数測定では誤差が生じるなどの
問題があった。A frequency counter that performs a rounding process when measuring a frequency difference to increase the number of significant digits increases the frequency of a frequency-modulated signal such as the difference in the oscillation frequency of an iodine stabilized He—Ne laser. Then, there was a problem that an error occurred.
【0013】そこで、本発明の目的は、上記の問題点に
鑑み、(ヨウ素安定化He−Ne)レーザ装置の周波数
変調信号を同期して周波数変調信号の周波数及び位相を
等しくすることができ、もって(ヨウ素安定化He−N
e)レーザ装置の周波数校正等においてレーザ間の周波
数差の高精度測定及び校正を可能とするレーザ装置の変
調制御方法及び校正方法を提供することにある。In view of the above problems, it is an object of the present invention to synchronize the frequency modulation signal of the (iodine-stabilized He-Ne) laser device so that the frequency and the phase of the frequency modulation signal can be equalized. (Iodine-stabilized He-N
e) An object of the present invention is to provide a modulation control method and a calibration method for a laser device that enable high-accuracy measurement and calibration of a frequency difference between lasers in frequency calibration and the like of the laser device.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるレーザ装置の変調制御方法及び校正方
法は、次のような特徴的な構成を採用している。In order to solve the above-mentioned problems, a modulation control method and a calibration method for a laser device according to the present invention employ the following characteristic configurations.
【0015】(1)レーザ発振周波数を変調信号により
変調して変調レーザ光を発生する複数台のレーザ装置を
備え、第1のレーザ装置で発生した基準クロック信号及
び同期信号を、他の少なくとも1台の第2のレーザ装置
の変調動作基準信号として供給するレーザ装置の変調制
御方法。(1) A plurality of laser devices for generating a modulated laser beam by modulating a laser oscillation frequency with a modulation signal are provided. The reference clock signal and the synchronization signal generated by the first laser device are converted into at least one other signal. A modulation control method for a laser device that supplies a modulation operation reference signal for a second laser device.
【0016】(2)レーザ発振周波数を変調信号により
変調して変調レーザ光を発生する2台のレーザ装置を備
え、第1のレーザ装置で発生した基準クロック信号及び
同期信号を、第2のレーザ装置の変調動作基準信号とし
て供給するレーザ装置の変調制御方法。(2) Two laser devices for generating a modulated laser beam by modulating a laser oscillation frequency with a modulation signal are provided, and a reference clock signal and a synchronization signal generated by the first laser device are transmitted to a second laser device. A modulation control method for a laser device that supplies a modulation operation reference signal for the device.
【0017】(3)レーザ発振周波数を変調信号により
変調して変調レーザ光を発生する2台のレーザ装置を備
え、前記2台のレーザ装置のそれぞれには、内部基準ク
ロック源と、この内部基準クロック源からの内部クロッ
クに基づいて同期信号を出力する変調信号発生器が設け
られ、第1のレーザ装置で発生された基準クロックと同
期信号を、第2のレーザ装置の変調動作基準信号として
送出するレーザ装置の変調制御方法。(3) Two laser devices for generating a modulated laser beam by modulating the laser oscillation frequency with a modulation signal are provided. Each of the two laser devices has an internal reference clock source and an internal reference clock source. A modulation signal generator for outputting a synchronization signal based on an internal clock from a clock source; and transmitting a reference clock and a synchronization signal generated by the first laser device as a modulation operation reference signal of the second laser device. Modulation control method for a laser device.
【0018】(4)レーザ発振周波数を変調信号により
変調して変調レーザ光を発生する2台のレーザ装置を備
え、第2のレーザ装置は、第1のレーザ装置で発生され
た第1の変調信号を入力とし、入力された前記第1の変
調信号に基づいてPLL動作により前記第1の変調信号
と同一周波数、同一位相の変調信号を発生させるレーザ
装置の変調制御方法。(4) Two laser devices for generating a modulated laser beam by modulating the laser oscillation frequency with a modulation signal are provided, and the second laser device is provided with a first modulation device generated by the first laser device. A modulation control method for a laser device, which receives a signal and generates a modulation signal having the same frequency and the same phase as the first modulation signal by a PLL operation based on the input first modulation signal.
【0019】(5)前記第1のレーザ装置はマスター側
として設定され、前記第2のレーザ装置はスレーブ側と
して設定され、スレーブ側のレーザ装置の変調信号を、
マスター側の変調信号と同一周波数、同一位相の変調信
号とする上記(1)乃至(4)のいずれかのレーザ装置
の変調制御方法。(5) The first laser device is set as a master device, and the second laser device is set as a slave device.
The modulation control method for a laser device according to any one of (1) to (4) above, wherein the modulation signal has the same frequency and the same phase as the modulation signal on the master side.
【0020】(6)前記第1のレーザ装置と第2のレー
ザ装置は、ヨウ素安定化レーザ装置である上記(1)乃
至(5)のいずれかのレーザ装置の変調制御方法。(6) The modulation control method for the laser device according to any one of (1) to (5), wherein the first laser device and the second laser device are iodine stabilized laser devices.
【0021】(7)上記(1)乃至(6)のいずれかの
レーザ装置を具備し、前記第1のレーザ装置はマスター
側として設定され、前記第2のレーザ装置はスレーブ側
として設定され、スレーブ側のレーザ装置の変調信号
を、マスター側の変調信号と同一周波数、同一位相の変
調信号として前記スレーブ側の特定の周波数を校正する
ことを特徴とするレーザ装置の校正方法。(7) The laser device according to any one of (1) to (6) above, wherein the first laser device is set as a master side, the second laser device is set as a slave side, A calibration method for a laser device, comprising: calibrating a specific frequency on a slave side as a modulation signal having the same frequency and the same phase as a modulation signal on a master side using a modulation signal from a laser device on a slave side.
【0022】(8)前記第1のレーザ装置と第2のレー
ザ装置は、ヨウ素安定化レーザ装置である上記(7)の
レーザ装置の校正方法。(8) The method for calibrating a laser device according to (7), wherein the first laser device and the second laser device are iodine-stabilized laser devices.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明になるレーザ装置の
変調制御方法の一実施形態としてヨウ素安定化He−N
eレーザの同期制御について図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a modulation control method for a laser device according to the present invention will be described.
The e-laser synchronization control will be described with reference to the drawings.
【0024】図1は本発明のヨウ素安定化He−Neレ
ーザの同期方法及び校正方法の一実施形態を説明するた
めの構成図である。本発明は、前述した如く、複数台
(例えば、2台)の(ヨウ素安定化He−Ne)レーザ
装置の周波数変調信号を等しくすることを主要な目的と
し、最初の実施形態として、基準クロックを同期信号と
して用いる方法を説明する。FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a method for synchronizing and calibrating an iodine stabilized He—Ne laser according to the present invention. As described above, the main object of the present invention is to equalize the frequency modulation signals of a plurality of (for example, two) (iodine-stabilized He-Ne) laser devices. A method used as a synchronization signal will be described.
【0025】図1に示す実施形態では、基準クロックを
同期信号として用い、基準レーザ1をマスタに、校正対
象レーザ2をスレーブとしたマスタスレーブ方式で動作
させている。In the embodiment shown in FIG. 1, a reference clock is used as a synchronization signal, and the laser is operated in a master-slave system in which the reference laser 1 is used as a master and the laser 2 to be calibrated is used as a slave.
【0026】基準レーザ1、校正対象レーザ2は、ミラ
ー3、4を介して混合され、これらの周波数の差を有す
るビート光が発生する。このビート光はディテクタ5に
より電気信号に変換され、カウンタ6により2つのレー
ザ光の周波数の差がカウントされる。The reference laser 1 and the laser 2 to be calibrated are mixed via mirrors 3 and 4, and beat light having a difference between these frequencies is generated. The beat light is converted into an electric signal by the detector 5, and the difference between the frequencies of the two laser lights is counted by the counter 6.
【0027】基準レーザ1、2にはそれぞれコントロー
ラ7、8が接続されている。コントローラ7、8には基
準クロック信号9と同期信号10の入出力端子が接続さ
れている。Controllers 7 and 8 are connected to the reference lasers 1 and 2, respectively. The input and output terminals of the reference clock signal 9 and the synchronization signal 10 are connected to the controllers 7 and 8.
【0028】図2には基準レーザ1及び校正対象レーザ
2の内部構造が示されており、レーザチューブ101、
ヨウ素セル102、ミラー103、105、周波数制御
用ピエゾ104、変調用ピエゾ106で構成されてい
る。周波数制御用ピエゾ104に印加する直流電圧を変
えてレーザの発振周波数を変化させている。変調用ピエ
ゾに低周波の信号を与えることによりレーザに変調をか
けている。FIG. 2 shows the internal structure of the reference laser 1 and the laser 2 to be calibrated.
It comprises an iodine cell 102, mirrors 103 and 105, a piezo 104 for frequency control, and a piezo 106 for modulation. The DC voltage applied to the frequency control piezo 104 is changed to change the oscillation frequency of the laser. The laser is modulated by giving a low-frequency signal to the modulation piezo.
【0029】さて、図1に示すコントローラ7、8の詳
細構成が図3に示されている。コントローラ7、8はマ
スタスレーブ方式で動作しており、基準レーザ1側をマ
スタ、校正対象レーザ2側をスレーブとして動作させ
る。すなわち、コントローラ7をマスタ状態、コントロ
ーラ8をスレーブ状態にセットしておき、2台のヨウ素
安定化He−Neレーザの基準クロック信号入出力端子
同士と、同期信号入出力端子同士を接続する。FIG. 3 shows the detailed configuration of the controllers 7 and 8 shown in FIG. The controllers 7 and 8 operate in a master-slave system, and operate the reference laser 1 as a master and the calibration target laser 2 as a slave. That is, the controller 7 is set to the master state and the controller 8 is set to the slave state, and the reference clock signal input / output terminals of the two iodine stabilized He-Ne lasers and the synchronization signal input / output terminals are connected.
【0030】図3において、基準クロック信号入出力端
子201及び同期信号入出力端子210は、マスタスレ
ーブ切換スイッチ203、209をマスタ側にすると、
基準クロック入出力端子201及び同期信号入出力端子
210からはそれぞれ基準クロック、同期信号が出力さ
れる。In FIG. 3, the reference clock signal input / output terminal 201 and the synchronization signal input / output terminal 210 are provided when the master / slave selector switches 203 and 209 are set to the master side.
A reference clock and a synchronization signal are output from the reference clock input / output terminal 201 and the synchronization signal input / output terminal 210, respectively.
【0031】基準クロック入出力端子201は双方向性
を有している。マスタスレーブ切換スイッチ203がマ
スタ側にセットされたときには、この端子から202の
基準クロック(4MHz)で発生したクロック信号がス
レーブ側の装置に出力される。一方、マスタスレーブ切
換スイッチ203がスレーブ側にセットされたときに
は、マスタ側の装置からスレーブ側の装置へ基準クロッ
クが供給される。The reference clock input / output terminal 201 has bidirectionality. When the master / slave changeover switch 203 is set to the master side, a clock signal generated by the reference clock (4 MHz) of 202 is output from this terminal to the device on the slave side. On the other hand, when the master / slave switch 203 is set to the slave side, the reference clock is supplied from the master side device to the slave side device.
【0032】変調信号に関しては、マスタスレーブ切換
スイッチ203がマスタ側にセットされているときに
は、4MHzの基準クロック202は変調信号発生器2
04に供給される。この基準クロックは分周され同期出
力207として3.472kHzの信号が出力される。
この同期出力は切換スイッチ209を経由して同期信号
入出力端子210からスレーブ側の装置へ送出される。With respect to the modulation signal, when the master / slave switch 203 is set to the master side, the 4 MHz reference clock 202 is supplied to the modulation signal generator 2.
04. This reference clock is frequency-divided and a 3.472 kHz signal is output as a synchronous output 207.
This synchronization output is sent from the synchronization signal input / output terminal 210 to the slave device via the changeover switch 209.
【0033】この結果、マスタ側のコントローラ8から
は基準クロック入出力端子201からクロック信号が、
同期信号入出力端子210からはクロック信号に同期し
た同期信号がスレーブ側の装置へ送られる。As a result, a clock signal is sent from the reference clock input / output terminal 201 from the master controller 8.
A synchronization signal synchronized with the clock signal is sent from the synchronization signal input / output terminal 210 to the device on the slave side.
【0034】このように、スレーブ側の校正対象レーザ
2にはマスタ側の基準クロック信号及び同期信号が供給
されるので、マスタ側の基準レーザ1と同一条件で周波
数変調されるため、前記2台のレーザ間の周波数の差を
測定するときの誤差要因となるビートの変動分がなくな
り、高精度な測定が可能となる。As described above, since the master side reference clock signal and the synchronization signal are supplied to the slave side calibration target laser 2, the frequency modulation is performed under the same conditions as the master side reference laser 1. The variation of the beat, which is an error factor when measuring the frequency difference between the lasers, is eliminated, and highly accurate measurement can be performed.
【0035】図4は、本願発明の2台のヨウ素安定化H
e−Neレーザの周波数変調信号を等しくするための他
の実施形態を示したものである。本実施形態ではコント
ローラ内にPLL方式の変調信号発生器を設け、スレー
ブ側ではマスタ側の変調信号をこの変調信号発生器の同
期入力に注入し、PLL動作によりスレーブ側の変調信
号をマスタ側の変調信号に同期させている。これは、こ
のコントローラのマスタ側の同期信号入出力端子と、ス
レーブ側の同期信号入出力端子とを接続することにより
実現している。FIG. 4 shows two iodine-stabilized H of the present invention.
14 shows another embodiment for equalizing the frequency modulation signal of the e-Ne laser. In this embodiment, a modulation signal generator of the PLL system is provided in the controller, the modulation signal of the master is injected into the synchronization input of the modulation signal generator on the slave side, and the modulation signal of the slave is transmitted by the PLL operation to the master. Synchronized with the modulation signal. This is realized by connecting the synchronization signal input / output terminal on the master side and the synchronization signal input / output terminal on the slave side of the controller.
【0036】このように接続することにより、スレーブ
側のヨウ素安定化He−Neレーザは自身の基準クロッ
ク303の信号を用いずに、自身の同期信号入出力端子
301経由のマスタ側の変調信号を参照信号として受け
るので、PLL変調信号発生器307はマスタ側と同一
周波数でかつ同一位相の変調信号(1f)を発生させ
る。また、ロック用変調信号の第3次高調波復調信号
(3f)も同様に発生させる。By connecting in this manner, the iodine stabilized He—Ne laser on the slave side does not use the signal of its own reference clock 303, but transmits the modulation signal on the master side via its own synchronization signal input / output terminal 301. Since it is received as a reference signal, the PLL modulation signal generator 307 generates a modulation signal (1f) having the same frequency and the same phase as the master side. In addition, a third harmonic demodulation signal (3f) of the lock modulation signal is similarly generated.
【0037】この結果、マスタ側とスレーブ側の変調信
号が同一となるため2台のレーザ間の周波数の差を測定
するときの誤差要因となるビートの変動分がなくなり、
高精度な測定が可能となる。As a result, since the modulation signals on the master side and the slave side become the same, there is no beat variation which is an error factor when measuring the frequency difference between the two lasers.
Highly accurate measurement is possible.
【0038】図4において、301は同期信号入出力端
子である。この端子はマスタスレーブ切換スイッチ30
2に接続されている。In FIG. 4, reference numeral 301 denotes a synchronization signal input / output terminal. This terminal is a master / slave switch 30
2 are connected.
【0039】このコントローラがマスタ側であればスイ
ッチは「M」に接続されて、変調信号発生器304から
変調信号の基本波(1f)がスレーブ側に出力される。If this controller is the master side, the switch is connected to "M" and the modulation signal generator 304 outputs the fundamental wave (1f) of the modulation signal to the slave side.
【0040】一方、このコントローラがスレーブ側であ
ればスイッチは「S」に接続され、この同期信号入出力
端子301を経由してマスタ側から変調信号がPLL変
調信号発生器307に印加される。この結果、スレーブ
側ではこのPLL変調信号発生器307からマスタ側に
同期した変調信号の基本波(1f)及び第3高調波(3
f)が得られる。この1f及び3fはマスタスレーブ切
換スイッチ305、308を経由して基本波出力端子
(1f)306、第3高調波出力端子(3f)309か
ら出力される。On the other hand, if the controller is on the slave side, the switch is connected to "S", and a modulation signal is applied from the master side to the PLL modulation signal generator 307 via the synchronization signal input / output terminal 301. As a result, on the slave side, the fundamental wave (1f) and the third harmonic (3f) of the modulation signal synchronized with the master side from the PLL modulation signal generator 307.
f) is obtained. These signals 1f and 3f are output from a fundamental wave output terminal (1f) 306 and a third harmonic output terminal (3f) 309 via master / slave changeover switches 305 and 308.
【0041】変調信号発生器304は、基準クロック3
03からの信号を分周して変調信号(1f)とその信号
の第3高調波(3f)を発生している。マスタスレーブ
切換スイッチ305、308は、本コントローラをマス
タにしたときには(「M」側にセット)、自身の基準ク
ロック303に同期した基本波(1f)と第3高調波
(3f)が1f端子306、3f端子309から得られ
る。The modulation signal generator 304 receives the reference clock 3
03 is divided to generate a modulation signal (1f) and a third harmonic (3f) of the modulation signal. When the controller is set as a master (set to the “M” side), the master-slave changeover switches 305 and 308 apply the fundamental wave (1f) and the third harmonic (3f) synchronized with its own reference clock 303 to the 1f terminal 306. , 3f terminal 309.
【0042】一方、マスタスレーブ切換スイッチ30
5、308は、本コントローラをスレーブにしたときに
は(「S」側にセット)、同期信号入出力端子201に
接続されたマスタ側の変調信号がPLL変調信号発生器
307に参照信号として加わり、その結果、マスタ側の
基準クロック303に同期した基本波(1f)と第3高
調波(3f)が1f端子306、3f端子309から得
られる。On the other hand, the master / slave changeover switch 30
5 and 308, when the controller is set as a slave (set on the “S” side), the master-side modulation signal connected to the synchronization signal input / output terminal 201 is added to the PLL modulation signal generator 307 as a reference signal, and As a result, a fundamental wave (1f) and a third harmonic (3f) synchronized with the reference clock 303 on the master side are obtained from the 1f terminal 306 and the 3f terminal 309.
【0043】以上、本発明のレーザ装置の変調制御方法
及び校正方法について好適実施形態を説明したが、これ
は単なる例示にすぎず、特定用途に応じて種々の変形変
更が可能であることは勿論である。The preferred embodiments of the modulation control method and the calibration method of the laser device according to the present invention have been described above. However, this is merely an example, and it is needless to say that various modifications can be made in accordance with a specific application. It is.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ装
置の変調制御方法及び校正方法によれば、レーザ装置の
周波数変調信号を同期して周波数変調信号の周波数及び
位相を等しくするだけでなく、レーザ装置の周波数校正
等においてレーザ間の周波数差の高精度測定及び校正が
可能となる。すなわち、本発明では、レーザ発振周波数
の変調信号を外部基準信号に同期させるようにしてい
る。具体的には、基準レーザをマスタ、校正対象レーザ
をスレーブとしたマスタスレーブ方式で同期をとってい
る。As described above, according to the modulation control method and the calibration method of the laser device of the present invention, not only the frequency modulation signal of the laser device is synchronized but the frequency and the phase of the frequency modulation signal are made equal. In addition, high-precision measurement and calibration of a frequency difference between lasers can be performed in frequency calibration of a laser device or the like. That is, in the present invention, the modulation signal of the laser oscillation frequency is synchronized with the external reference signal. Specifically, synchronization is achieved by a master-slave method in which a reference laser is a master and a calibration target laser is a slave.
【0045】そして第1の実施形態として、スレーブの
レーザは自身のクロック信号を使用せず、マスタのクロ
ック信号と同期信号を用いてマスタと等しい周波数変調
信号を発生させている。In the first embodiment, the slave laser does not use its own clock signal, but generates the same frequency modulation signal as the master using the master clock signal and the synchronization signal.
【0046】また第2の実施形態として、コントローラ
の内部にPLL方式の変調信号発生器を設け、基準レー
ザ(マスタ)の変調信号を被校正レーザ(スレーブ)の
変調信号に供給して2つの装置の周波数と位相を同一に
するようにしている。As a second embodiment, a PLL type modulation signal generator is provided inside a controller, and a modulation signal of a reference laser (master) is supplied to a modulation signal of a laser to be calibrated (slave) to provide two devices. Are made to have the same frequency and phase.
【0047】これにより、レーザの発振周波数の差を測
定する際に、各々のレーザの周波数変調信号の違いによ
るビートが無くなり、変調されたレーザ同士の発振周波
数の差を精度よく測定できるという利点がある。Thus, when measuring the difference between the oscillation frequencies of the lasers, there is an advantage that the beat due to the difference in the frequency modulation signal of each laser is eliminated, and the difference between the oscillation frequencies of the modulated lasers can be measured accurately. is there.
【図1】本発明によるレーザ装置の変調制御方法及び校
正方法を説明するための構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram for explaining a modulation control method and a calibration method of a laser device according to the present invention.
【図2】ヨウ素安定化He−Neレーザの内部構造を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing an internal structure of an iodine stabilized He—Ne laser.
【図3】図1に示すコントローラの構成ブロック図であ
る。FIG. 3 is a configuration block diagram of a controller shown in FIG. 1;
【図4】図1に示すコントローラとしてPLL方式を採
用した構成ブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration employing a PLL method as the controller shown in FIG. 1;
1 基準レーザ 2 校正対象レーザ 3、4、103、105 ミラー 5 ディテクタ 6 カウンタ 7、8 コントローラ 101 レーザチューブ 102 ヨウ素セル 104 周波数制御用ピエゾ 106 変調用ピエゾ 202 基準クロック 203、209、302,305,308 マスタスレ
ーブ切換スイッチ 204、304 変調信号発生器1 Reference laser 2 Laser to be calibrated 3, 4, 103, 105 Mirror 5 Detector 6 Counter 7, 8 Controller 101 Laser tube 102 Iodine cell 104 Piezo for frequency control 106 Piezo for modulation 202 Reference clock 203, 209, 302, 305, 308 Master / slave selector switch 204, 304 Modulation signal generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠坂 俊昭 横浜市港北区綱島東6−3−20 株式会社 エヌエフ回路設計ブロック内 (72)発明者 岩尾 宏昭 横浜市港北区綱島東6−3−20 株式会社 エヌエフ回路設計ブロック内 Fターム(参考) 5F072 AA01 JJ05 JJ20 KK06 MM03 QQ02 YY20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshiaki Tohsaka 6-3-20 Tsunashima Higashi, Kohoku-ku, Yokohama Inside NF Circuit Design Block (72) Inventor Hiroaki Iwao 6-3-20, Tsunashima Higashi, Kohoku-ku, Yokohama F term in NF circuit design block (reference) 5F072 AA01 JJ05 JJ20 KK06 MM06 QQ02 YY20
Claims (8)
て変調レーザ光を発生する複数台のレーザ装置を備え、
第1のレーザ装置で発生した基準クロック信号及び同期
信号を、他の少なくとも1台の第2のレーザ装置の変調
動作基準信号として供給することを特徴とするレーザ装
置の変調制御方法。A plurality of laser devices for generating a modulated laser beam by modulating a laser oscillation frequency with a modulation signal;
A modulation control method for a laser device, comprising: supplying a reference clock signal and a synchronization signal generated by a first laser device as a modulation operation reference signal of at least one other second laser device.
て変調レーザ光を発生する2台のレーザ装置を備え、第
1のレーザ装置で発生した基準クロック信号及び同期信
号を、第2のレーザ装置の変調動作基準信号として供給
することを特徴とするレーザ装置の変調制御方法。2. A laser device comprising: two laser devices for generating a modulated laser beam by modulating a laser oscillation frequency with a modulation signal, wherein a reference clock signal and a synchronization signal generated by a first laser device are transmitted to a second laser device. A modulation control method for a laser device, wherein the modulation control signal is supplied as a modulation operation reference signal.
て変調レーザ光を発生する2台のレーザ装置を備え、前
記2台のレーザ装置のそれぞれには、内部基準クロック
源と、この内部基準クロック源からの内部クロックに基
づいて同期信号を出力する変調信号発生器が設けられ、
第1のレーザ装置で発生された基準クロックと同期信号
を、第2のレーザ装置の変調動作基準信号として送出す
ることを特徴とするレーザ装置の変調制御方法。3. Two laser devices for generating a modulated laser beam by modulating a laser oscillation frequency with a modulation signal, wherein each of the two laser devices has an internal reference clock source and an internal reference clock. A modulation signal generator that outputs a synchronization signal based on an internal clock from a source,
A modulation control method for a laser device, comprising: transmitting a reference clock and a synchronization signal generated by a first laser device as a modulation operation reference signal of a second laser device.
て変調レーザ光を発生する2台のレーザ装置を備え、第
2のレーザ装置は、第1のレーザ装置で発生された第1
の変調信号を入力とし、入力された前記第1の変調信号
に基づいてPLL動作により前記第1の変調信号と同一
周波数、同一位相の変調信号を発生させることを特徴と
するレーザ装置の変調制御方法。4. A laser apparatus comprising: two laser devices for generating a modulated laser beam by modulating a laser oscillation frequency with a modulation signal; and a second laser device comprising a first laser device generated by the first laser device.
A modulation signal having the same frequency and the same phase as the first modulation signal is generated by a PLL operation based on the input first modulation signal. Method.
設定され、前記第2のレーザ装置はスレーブ側として設
定され、スレーブ側のレーザ装置の変調信号を、マスタ
ー側の変調信号と同一周波数、同一位相の変調信号とす
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の
レーザ装置の変調制御方法。5. The first laser device is set as a master side, and the second laser device is set as a slave side. The modulation signal of the slave side laser device has the same frequency as that of the master side modulation signal. 5. The modulation control method for a laser device according to claim 1, wherein the modulation signals have the same phase.
は、ヨウ素安定化レーザ装置であることを特徴とする請
求項1乃至5のいずれかに記載のレーザ装置の変調制御
方法。6. The modulation control method for a laser device according to claim 1, wherein said first laser device and said second laser device are iodine-stabilized laser devices.
装置を具備し、前記第1のレーザ装置はマスター側とし
て設定され、前記第2のレーザ装置はスレーブ側として
設定され、スレーブ側のレーザ装置の変調信号を、マス
ター側の変調信号と同一周波数、同一位相の変調信号と
して前記スレーブ側の特定の周波数を校正することを特
徴とするレーザ装置の校正方法。7. The laser device according to claim 1, wherein the first laser device is set as a master device, the second laser device is set as a slave device, and the slave device is set as a slave device. A calibration signal of the slave device as a modulation signal having the same frequency and the same phase as the modulation signal of the master device.
は、ヨウ素安定化レーザ装置であることを特徴とする請
求項7に記載のレーザ装置の校正方法。8. The method according to claim 7, wherein the first laser device and the second laser device are iodine-stabilized laser devices.
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-
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- 2000-03-27 JP JP2000086860A patent/JP2001274483A/en active Pending
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