脉冲光源以及稳定地控制脉冲激光的相位差的方法技术

本发明专利技术的脉冲光源(1)具备：主激光器(112)，其输出重复频率被控制成预定值的主激光脉冲；辅激光器(212)，其输出辅激光脉冲；相位比较器(232)，其检测预定值的频率的电信号与基于辅激光脉冲的光强度的电信号的相位差；环路滤波器(234)；加法器(235)，其对环路滤波器(234)的输出相加具有恒定的重复周期的重复频率控制信号；以及相位比较器(306)，其对主激光脉冲与辅激光脉冲的相位差即脉冲间相位差进行测定。辅激光脉冲的重复频率根据加法器(235)的输出而变化。对重复频率控制信号的大小进行控制，以便使测定出的脉冲间相位差与脉冲间相位差的目标值一致。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001 ] 本专利技术涉及一种激光脉冲的重复频率的控制。
技术介绍
一直以来，公知有通过使辅激光器的重复频率上下变动，使主激光器的重复频率恒定，来使两台激光器的重复频率的差变动的装置(例如，参照专利文献1(日本特许第4786767 号公报))。 在该装置中，辅激光器具有压电元件，对提供给用于驱动该压电元件的压电驱动器的电压附加使其上下变动的成分(例如，正弦波的电压)(参照专利文献I的图1、图3)。
技术实现思路
然而，即使向提供给压电驱动器的电压附加正弦波的电压，辅激光器的重复频率也并不一定是正弦波。例如，辅激光器的重复频率根据压电元件的位移而变动，但即使向压电元件提供的电压相同，压电元件的位移也会根据压电元件的周围温度而发生变化。因此，由于压电元件的周围温度的变动，有时辅激光器的重复频率也不会是正弦波的情况。 因此，本专利技术的课题是准确控制两台激光器的重复频率的差。 本专利技术的脉冲光源根据两个脉冲激光的相位差，来对重复频率控制信号源的重复频率控制信号进行反馈控制。 另外，在本专利技术的脉冲光源中，输出所述两个脉冲激光的激光器是输出重复频率被控制成预定值的主激光脉冲的主激光器；以及输出辅激光脉冲的辅激光器，脉冲光源具备:相位差检测器，其检测所述预定值的频率的电信号与基于所述辅激光脉冲的光强度的电信号的相位差；环路滤波器，其去除所述相位差检测器的输出的高频成分；加法器，其对所述环路滤波器的输出相加从所述重复频率控制信号源输出且具有恒定的重复周期的重复频率控制信号；以及脉冲间相位差检测器，其对所述主激光脉冲与所述辅激光脉冲的相位差即脉冲间相位差进行测定，所述辅激光脉冲的重复频率根据所述加法器的输出而变化，对所述重复频率控制信号的大小进行控制，以便使测定出的所述脉冲间相位差与所述脉冲间相位差的目标值一致。 另外，在本专利技术的脉冲光源中，所述辅激光器的谐振腔长度可以根据所述加法器的输出而变化。 另外，在本专利技术的脉冲光源中，所述辅激光器具有压电元件，向所述压电元件提供所述加法器的输出，所述辅激光器的谐振腔长度可以根据所述压电元件的伸缩而变化。 另外，在本专利技术的脉冲光源中，可以具备:主侧相位差检测器，其检测所述预定值的频率的电信号与基于所述主激光脉冲的光强度的电信号的相位差；以及主侧环路滤波器，其去除所述主侧相位差检测器的输出的高频成分，所述主激光脉冲的重复频率根据所述主侧环路滤波器的输出而变化。 本专利技术是在光采样装置或太赫兹成像装置中，稳定地控制脉冲激光的相位差的方法。 【附图说明】 图1是表示本专利技术的实施方式的脉冲光源I的结构的功能框图。 图2是表示重复频率控制信号源238的输出(图2(a))、加法器235的输出(图2(b))、周围温度恒定时的辅激光器212的重复频率(图2(c))、周围温度变动时的辅激光器212的重复频率的假设例(图2(d))的图。 图3是表示周围温度变动时的目标值输出部240的输出(图3(a))、相位比较器306的输出(图3(b))、重复频率控制信号源238的输出(图3(c))、加法器235的输出(图3(d))的图。 图4是表示重复频率控制信号的输出的变形例的图，是表示重复频率控制信号源238的输出(图4(a))、加法器235的输出(图4(b))、周围温度恒定时的辅激光器212的重复频率(图4(c))、周围温度变动时的辅激光器212的重复频率的假设例(图4(d))的图。 图5是表示重复频率控制信号的输出的变形例的图，是表示周围温度变动时的目标值输出部240的输出(图5(a))、相位比较器306的输出(图5 (b))、重复频率控制信号源238的输出(图5(c))、加法器235的输出(图5(d))的图。 图6是表示使用THz光的测定装置的结构的框图。 【具体实施方式】 以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。 图1是表示本专利技术的实施方式的脉冲光源I的结构的功能框图。 本专利技术的实施方式的脉冲光源I具备:主激光器112、光親合器114、光电二极管116、基准电信号源121、相位比较器(主侧相位差检测器)132、环路滤波器(主侧环路滤波器)134、压电驱动器136、辅激光器212、光親合器214、光电二极管216、相位比较器(相位差检测器)232、环路滤波器234、加法器235、压电驱动器236、重复频率控制信号源238、目标值输出部240、误差检测部242、带通滤波器302、304以及相位比较器(脉冲间相位差检测器)306。 脉冲光源I根据两个脉冲激光(主激光脉冲以及辅激光脉冲)的相位差，对重复频率控制信号源238进行反馈控制。 主激光器112输出主激光脉冲。另外，将主激光脉冲的重复频率控制成预定值。该预定值与基准电信号源121输出的基准电信号的频率(例如，50MHz)相同。 主激光器112具有压电元件112p。将环路滤波器134的输出电压通过压电驱动器136进行放大后施加，由此压电元件112p在X方向(图1中的横方向)伸缩。主激光器112的激光谐振腔长度发送根据压电元件112p在X方向的伸缩而变化。主激光脉冲的重复频率根据激光谐振腔长度的变化而变化。 光耦合器114接受主激光器112输出的主激光脉冲后，例如以功率比1:9的比率，输出给光电二极管116和外部。例如，赋予光电二极管116的主激光脉冲的光功率成为主激光器112输出的主激光脉冲的10%。 光电二极管(主侧光电转换部)116从光耦合器114接受主激光脉冲后，将其转换成电信号。将主激光脉冲的重复频率控制成50MHz。 基准电信号源121输出预定值的频率(例如50MHz)的基准电信号。 相位比较器(主侧相位差检测器)132检测并输出基准电信号源121的输出与光电二极管116的输出的相位差。另外，光电二极管116的输出是基于主激光脉冲的光强度的电信号。 环路滤波器(主侧环路滤波器)134去除相位比较器132的输出的高频成分。 压电驱动器136例如是功率放大器，对环路滤波器134的输出进行放大。将压电驱动器136的输出提供给压电元件112p。由此，压电元件112p在X方向伸缩。其中，为使相位比较器132检测出的相位差成为恒定值(例如，O度、90度或-90度)而使压电元件112p进行伸缩。由此，能够使主激光脉冲的重复频率准确地与基准电信号的频率(例如，50MHz)一致。 辅激光器212输出辅激光脉冲。 辅激光器212具有压电元件212p。将加法器235的输出电压通过压电驱动器236进行放大后施加，由此压电元件212p在X方向(图1中的横方向)伸缩。通过压电元件212p在X方向的伸缩，辅激光器212的激光谐振腔长度发生变化。辅激光脉冲的重复频率根据激光谐振腔长度的变化而变化。 光耦合器214是与光耦合器114相同的部件，接受辅激光器212输出的辅激光脉冲，例如以功率比1:9的比率，输出给光电二极管216和外部。 光电二极管(光电转换部)216是与光电二极管116相同的部件，从光親合器214接受辅激光脉冲，将其转换成电信号。将辅激光脉冲的重复频率控制成对50MHz相加了与重复频率控制信号对应的值后的值(参照图2(c))。 相位比较器(相位差检测器)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲光源，其特征在于，根据两个脉冲激光的相位差，来对重复频率控制信号源的重复频率控制信号进行反馈控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.07 JP 2012-1748251.一种脉冲光源，其特征在于， 根据两个脉冲激光的相位差，来对重复频率控制信号源的重复频率控制信号进行反馈控制。2.根据权利要求1所述的脉冲光源，其特征在于， 输出所述两个脉冲激光的激光器是: 主激光器，其输出重复频率被控制成预定值的主激光脉冲；以及 辅激光器，其输出辅激光脉冲， 所述脉冲光源具备: 相位差检测器，其检测所述预定值的频率的电信号与基于所述辅激光脉冲的光强度的电信号的相位差； 环路滤波器，其去除所述相位差检测器的输出的高频成分； 加法器，其对所述环路滤波器的输出相加从所述重复频率控制信号源输出且具有恒定的重复周期的重复频率控制信号；以及 脉冲间相位差检测器，其对所述主激光脉冲与所述辅激光脉冲的相位差即脉冲间相位差进行测定， 所述辅激光脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下友勇，入泽昭好，
申请(专利权)人：株式会社爱德万测试，
类型：发明
国别省市：日本;JP