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半導体レーザの光位相同期による光周波数シンセサイザの開発

利用半导体激光器光相位同步的光频率合成器的开发

基本信息

批准号：
63460064
负责人：
大津元一
金额：
$ 3.39万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63460064/
关键词：
半導体レーザ周波数シンセサイザ周波数同期位相同期

项目摘要

まず、主発振器としての半導体レーザの注入電流を電気的に負帰還制御し、その発振スペクトル線幅を700Hzまで狭窄化した。これは現在の半導体レーザに関して最も狭い幅であり、世界最高のコヒーレンスを持つ。このほかにもう一台の半導体レーザを用意し、これを従発振器とした。主、従発振器からの光のビート信号を検出し、この信号の位相が別に用意するマイクロ波局部発振器からのイクロ波信号の位相と一致するように従発振器の注入電流を広帯域、高精度で負帰還制御した。その結果、ビート周波数の揺らぎの標準偏差値は0.6Hzまで小さくなった。この値は主発振器自身の周波数揺らぎよりも十分小さく、このことから従発振器の周波数は主発振器の周波数に高精度で同期追随していることが確認された。この周波数同期ループのキャプチャレンジは1.6GHzであり、追随誤差は2.7MHzであった。これらの数値から、この周波数同期ループはきわめて高精度、高安定であることが確認された。さらにこの周波数同期状態で、マイクロ波局部発振器の周波数を掃引することにより従発振器の周波数も安定に掃引された。掃引可能範囲は64GHzに及び、広帯域の周波数可変光源、すなわち光周波数シンセサイザが実現した。将来、動的単一モードレーザを用いれば、この掃引可能範囲が1THzになることが推算された。さらにビート信号の位相揺らぎを1ラジアン以下にし、より安定な系を実現するための条件、すなわちヘテロダイン型光位相同期ループを実現するための条件、を見いだすための電子回路シミュレーションを行い、必要なレーザの性能を見積ることができた。この結果を元にさらに性能の高い高コヒーレント半導体レーザモジュールを製作した。これは容積125ccのケースに収められモジュール化されており、シンセサイザへの応用の為に信頼性の高いシステムである。

まず, the main oscillator is a semiconductor レーザの injecting electric current and the に帰に渰 is also controlled, and the oscillator is a narrow line width of 700Hz. The current semiconductor レーザに关してmost narrow width であり, the world's highest のコヒーレンスをhold つ.このほかにもうOne set of semiconductor レーザを intention し, これを従発 oscillator とした. Main, oscillator, からの光のビートsignal を検出し, このsignal のphaseがdifferentにpurpose, するマイクロwave local oscillator The phase and phase of the wave signal are consistent, and the injected current of the oscillator is in a wide range, and the negative voltage is controlled with high precision.その results, ビートcycle numberの揺らぎのstandard deviation 値は0.6Hzで小さくなった. The number of cycles of the main oscillator itself is very small. The number of cycles of the device and the frequency of the main oscillator are confirmed by high-precision synchronization tracking. The cycle number of the same period is 1.6GHz, and the tracking error is 2.7MHz.これらの数値から、このCycle number synchronization ループはきわめてHigh precision and high stability であることがconfirmationされた. The cycle number of the さらにこのsynchronous stateで, the number of cycles of the local oscillator of the マイクロ wave and the sweep number of the oscillator are the sweep and lead することにより従発 oscillator and the number of cycles of the oscillator is the stability and sweep of the oscillator. The scanning range is up to 64GHz, the frequency range of the light source can be changed, and the frequency range of the light source can be changed. In the future, moving single モードレーザを can be calculated using いれば and このsweeps, and 囲が1THzになることが can be calculated. The signal phase of the signal is stable. Conditions for the appearance of the な-type を実するための, and the すなわちヘテロダイン type light level is the same periodループを実现するためのconditions, を见いだすためのElectronic circuit シミュレーションを行い、Necessary なレーザのperformance を见 accumulateることができた.このRESULTS を元にさらにperformanceの高い高コヒーレントSEMICONDUCTOR レーザモジュールをPRODUCTIONした.これは Volume 125cc のケースにReceived められモジュール化されており、シンセサイザへの応用の为に信格性の高いシステムである.