(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法において、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、ビート周波数を測定する際に使用するバンドパスフィルタの中心に戻すように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させ、前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定することを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法。
【請求項２】
前記繰り返し周波数ｆrepと前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定し、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記繰り返し周波数ｆrepと前記ＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させることを特徴とする、請求項１に記載の光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法。
【請求項３】
前記繰り返し周波数ｆrepは、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させ、
前記ＣＥＯ周波数ｆCEOは、ｆCEO安定化用に発生させたｆCEO参照周波数に位相同期をかけて安定化させると共に、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ｆrep参照周波数と前記ｆCEO参照周波数の少なくとも一方を変化させることを特徴とする、請求項１に記載の光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法。
【請求項４】
前記繰り返し周波数ｆrepは、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させると共に、
前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定し、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを変化させて、前記レーザの発振周波数を測定することを特徴とする、請求項１に記載の光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法。
【請求項５】
測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、ビート周波数を測定する際に使用するバンドパスフィルタの中心に戻すように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、
前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【請求項６】
前記繰り返し周波数ｆrepを測定する手段と、
前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記繰り返し周波数ｆrepと前記ＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、
を備えたことを特徴とする、請求項５に記載の光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【請求項７】
前記繰り返し周波数ｆrepを、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させる手段と、
前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを、ｆCEO安定化用に発生させたｆCEO参照周波数に位相同期をかけて安定化させる手段と、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ｆrep参照周波数と前記ｆCEO参照周波数の少なくとも一方を変化させる手段と、
を備えたことを特徴とする、請求項５に記載の光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【請求項８】
前記繰り返し周波数ｆrepを、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させる手段と、
前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、
前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを変化させる手段と、
を備えたことを特徴とする、請求項５に記載の光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【請求項９】
測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、
繰り返し周波数ｆrepを測定する手段と、
ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、
前記ビート信号の周波数が所定の値になるように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、
前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【請求項１０】
測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、
繰り返し周波数ｆrepを発生する周波数シンセサイザと、
ＣＥＯ周波数ｆCEOを発生する周波数シンセサイザと、
前記ビート信号の周波数が所定の値になるように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、
前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【請求項１１】
測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、
繰り返し周波数ｆrepを発生する周波数シンセサイザと、
ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、
前記ビート信号の周波数が所定の値になるように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、
前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【請求項１２】
前記周波数シンセサイザに周波数変更の指令を与えるようにされていることを特徴とする、請求項１１に記載の光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法及び装置に係り、特に、周波数変動が大きく安定度の低いレーザの周波数を測定することが可能な、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば近年、レーザ周波数を測定するために、光周波数コム装置を利用する方法が提案されており、例えば特許文献１に記載されたような光周波数コム装置を用いることで、レーザの発振周波数を高精度に測定することができる。この光周波数コム装置は、繰り返し周波数（縦モードの間隔）がｆrepで櫛状のスペクトルのレーザを出力する装置であり、ｆrepがどの波長帯においても正確に等しいという性質を持っている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図１に、光周波数コム（光コムとも称する）と測定対象となるレーザの周波数スペクトルを示す。
【０００４】
光コムにおけるｎ番目のコムモードの発振周波数νnは、以下の式により表わすことができる。
νn＝ｎ・ｆrep＋ｆCEO      …（１）
【０００５】
ｆCEOは端数のキャリアエンベロップオフセット周波数（以下、ＣＥＯ周波数と称する）、ｎはモード次数であり、最初のモードをゼロ番目としたとき、何番目のモードかを示す。
【０００６】
ここで、測定対象のレーザ（周波数νlaser）と光コムとを干渉させると、以下の式（２）に示すように、その差の周波数ｆBがビート信号として観察される。
ｆB＝νlaser−νn      …（２）
【０００７】
従って、式（１）と式（２）から、周波数νlaserは、以下の式（３）のように求めることができる。
νlaser＝ｎ・ｆrep＋ｆCEO＋ｆB      …（３）
【０００８】
このため、光周波数コムの繰り返し周波数ｆrep及びＣＥＯ周波数ｆCEOを、基準周波数（例えば、協定世界時に同期した周波数）に同期させ、ビート周波数ｆBを測定すれば、適当な整数ｎを決定することで、測定対象のレーザの正確な絶対周波数νlaserを測定（算出）することができる。
【０００９】
光周波数コムと測定対象のレーザを干渉させて光検出器で受光した場合に発生するビート周波数信号のスペクトルの模式図を図２に示す。ビート周波数信号には、測定したいビート周波数ｆB以外に、光周波数コム自身のモード間の干渉によって繰り返し周波数ｆrepと、ビート周波数ｆBに対して共役な周波数成分ｆB’（＝ｆrep−ｆB）が発生する。更には、これら３つの周波数を基本波として、ｆrepの周波数毎に繰り返して高調波の周波数が発生する。従って、ビート周波数ｆBを正確に測定するためには、ＲＦ周波数信号用のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）によってビート周波数ｆB以外の不要な周波数成分を遮断する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２５６３６５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】H.Inaba,Y.Nakajima,F.L.Hong,K.Minoshima,J.Ishikawa,A.Onae,H.Matsumoto,M.Wouters,B.Warrington,and N.Brown,"Frequency Mesurement Capability of a Fiber-Based Frequency Comb at 633nm,"IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,vol.58,pp.1234-1240,April 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、バンドパスフィルタには、各部品仕様に応じて抽出することが可能な周波数帯域がある。例えば、３０ＭＨｚの周波数成分を抽出するバンドパスフィルタの透過帯域は、その前後３ＭＨｚ程度の周波数を透過するのが一般的である。この場合、測定したいビート周波数ｆBが３ＭＨｚ以上変動してしまうと、バンドパスフィルタでカットされるため、ビート周波数を測定できなくなってしまう。
【００１３】
そうすると、温度制御等でレーザの発振周波数を簡易的に安定化した、産業上利用頻度の高い、安価な安定化レーザの周波数を測定するのが難しくなる。つまり、光周波数コム装置は、分子吸収線に安定化したような非常に精度の高いレーザの周波数測定に限られた、専用の装置でしかなかった。
【００１４】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、従来測定が困難であった周波数変動が大きく安定度の低いレーザの周波数を測定可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定方法において、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、ビート周波数を測定する際に使用するバンドパスフィルタの中心に戻すように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させ、前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定することにより、前記課題を解決するものである。
【００１６】
ここで、前記繰り返し周波数ｆrepと前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定し、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記繰り返し周波数ｆrepと前記ＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させることができる。
【００１７】
又、前記繰り返し周波数ｆrepは、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させ、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOは、ｆCEO安定化用に発生させたｆCEO参照周波数に位相同期をかけて安定化させると共に、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ｆrep参照周波数と前記ｆCEO参照周波数の少なくとも一方を変化させることができる。
【００１８】
又、前記繰り返し周波数ｆrepは、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させると共に、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定し、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを変化させて、前記レーザの発振周波数を測定することができる。
【００１９】
本発明は、又、測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、ビート周波数を測定する際に使用するバンドパスフィルタの中心に戻すように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置を提供するものである。
【００２０】
ここで、前記繰り返し周波数ｆrepを測定する手段と、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記繰り返し周波数ｆrepと前記ＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、を備えることができる。
【００２１】
又、前記繰り返し周波数ｆrepを、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させる手段と、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを、ｆCEO安定化用に発生させたｆCEO参照周波数に位相同期をかけて安定化させる手段と、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ｆrep参照周波数と前記ｆCEO参照周波数の少なくとも一方を変化させる手段と、を備えることができる。
【００２２】
又、前記繰り返し周波数ｆrepを、ｆrep安定化用に発生させたｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化させる手段と、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、前記ビート信号の周波数が所定の範囲を超えたら、前記バンドパスフィルタの中心に戻すように、前記ＣＥＯ周波数ｆCEOを変化させる手段と、を備えることができる。
本発明は、又、測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、繰り返し周波数ｆrepを測定する手段と、ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、前記ビート信号の周波数が所定の値になるように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置を提供するものである。
本発明は、又、測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、繰り返し周波数ｆrepを発生する周波数シンセサイザと、ＣＥＯ周波数ｆCEOを発生する周波数シンセサイザと、前記ビート信号の周波数が所定の値になるように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置を提供するものである。
本発明は、又、測定の基準となる光周波数コムと測定対象となるレーザを干渉させて発生するビート信号の周波数を測定して、前記レーザの周波数を測定する、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置において、繰り返し周波数ｆrepを発生する周波数シンセサイザと、ＣＥＯ周波数ｆCEOを測定する手段と、前記ビート信号の周波数が所定の値になるように、前記光周波数コムの繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOの少なくとも一方を変化させる手段と、前記ビート信号の周波数を測定して、前記レーザの発振周波数を測定する手段と、を備えたことを特徴とする、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置を提供するものである。
ここで、前記周波数シンセサイザに周波数変更の指令を与えるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ビート周波数が所定の範囲外に変動したら、ビート周波数の変動を相殺する方向で、例えばビート周波数を測定する際に使用するバンドパスフィルタの中心に戻すように、光周波数コムのｆrepまたはｆCEOまたはその両方を変えて安定化制御するようにしたので、バンドパスフィルタの帯域に制限されることなく、広い範囲で変動するレーザの周波数を測定することができる。これにより、産業上利用頻度の高い、安価な安定化レーザの周波数を測定することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】光周波数コムとレーザのスペクトル例を示す図
【図２】ビート周波数信号のスペクトル例を示す図
【図３】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図
【図４】光周波数コムの例を示す図
【図５】同じくバンドパスフィルタ通過後のビート周波数信号のスペクトルを示す図
【図６】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせても良いし、適宜選択して用いても良い。
【００２６】
本発明に係る、光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置の第１実施形態を図３に示す。
【００２７】
光周波数コム１００は、コントローラ１１０からのｆrepの制御信号とｆCEOの制御信号によって安定化する。安定化した繰り返し周波数ｆrepとＣＥＯ周波数ｆCEOを、周波数カウンタ１２０、１３０によってそれぞれ測定し、その測定値をパソコン（ＰＣ）１４０に取り込んで、光周波数コム１００の発振周波数をモニタする。
【００２８】
測定対象のレーザ１５０と光周波数コム１００によって発生するビート信号を光検出器１６０で検出し、その周波数を周波数カウンタ１７０で測定し、その測定値をＰＣ１４０に取り込む。
【００２９】
そして、ビート周波数が所定の範囲を超えたら、周波数の変更の指令がコントローラ１１０に送られて、コントローラ１１０が光周波数コム１００のｆrepとｆCEOの制御信号を送る。
【００３０】
図において、１５２はミラー、１５４はハーフミラーである。
【００３１】
光周波数コム１００の一例を、特許文献１の図１を引用して図４に示し説明する。光周波数コム発振器１０では、まず、ＬＤ（半導体レーザ）１２によって励起された光によってリング共振器内で複数の縦モードのレーザが発振する。そして、リング共振器内に配置した波長板や偏光板といった偏光素子（１４、１５、１６）によって、リング共振器内を周回するレーザの偏波面を調整することによって、複数の縦モードの間で位相同期がかかり、パルス状のレーザが発生する。その時のパルスの周波数スペクトルは、繰り返し周波数がｆrepの櫛状の形をしている。繰り返し周波数ｆrepは共振器長を変えることによって、変化させることができる。そこで、図４の手法では、ＰＺＴ（１３）によって光ファイバ１１の延ばし量を調整してｆrepを変化させる。一方のｆCEO周波数は励起パワーを変えることによって変化させることができるため、ドライバからＬＤ１２へと入力される注入電流を変化させて制御する。
【００３２】
図において、２はレーザ光源、１７、１８は光アイソレータ、２１Ａ、２１Ｂはλ／４板、２２Ａ、２２Ｂはλ／２板、３０Ａ、３０Ｂは光ファイバ増幅器、３１Ａ、３１Ｂは増幅用光ファイバ、３２Ａ、３２Ｂは励起光源、４０Ａ、４０Ｂは高非線形性光ファイバ、４１Ａ、４１Ｂはシングルモード光ファイバ、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃはレンズ、５２Ａは非線形光学媒体、５３Ｂはミラー、５４Ａ、５４Ｂはハーフミラー、５５Ａはバンドパスフィルタ、５６ＡはＣＥＯ周波数検出部、５６Ｂはヘテロダイン検出部、５６Ｃは繰り返し周波数検出部、６０はＣＥＯ周波数安定化部、７０は繰り返し周波数安定化部である。
【００３３】
特許文献１の光周波数コムでは、ＣＥＯ周波数安定化部６０と繰り返し周波数安定化部７０により周波数を安定化しているが、本実施形態では、これらを逆に利用して周波数を変化させる。
【００３４】
本実施形態では、レーザ１５０の発振周波数が変化して、ビート周波数が測定可能な周波数範囲を超えた場合に、あるいは超えそうな場合に、ＰＣ１４０から発振周波数変更の指令が送られる（図５に示すビート周波数信号のスペクトル模式図中で、（ａ）から（ｂ）の状態になった場合に相当する）。その指令を受け、コントローラ１１０からｆrepとｆCEOの制御信号が送られ、ビート周波数ｆBの変動分を相殺するように、周波数制御がかけられる。
【００３５】
例えば、図１のスペクトルで示した光周波数コムと測定対象のレーザによるビート周波数の例で言えば、νlaserが周波数の高い方に変動してビート周波数ｆBが大きくなった場合には、繰り返し周波数ｆrepを大きくするか、あるいはＣＥＯ周波数ｆCEOを大きくする制御をかけることによって、ｆBを所定の範囲のビート周波数に変更し、例えばＢＰＦの中心に戻すことができる。ビート周波数のスペクトルで言えば、図５（ｂ）から（ｃ）の状態へと変化する。
【００３６】
そのときに変えたｆrepやｆCEOの周波数を周波数カウンタ１２０、１３０で測定していれば、光周波数コム１００の絶対周波数を求めることができるため、測定対象のレーザ１５０の絶対周波数νlaserを問題なく測定することができる。
【００３７】
光周波数コムの発振周波数を安定化する際、ｆrepとｆCEOをそれぞれの周波数にあわせて発振させた参照周波数に位相同期をかけて安定化する方法がある。この場合の参照周波数を発生させる方法としては、周波数シンセサイザが用いられ、高精度な１０ＭＨｚの基準周波数を入力することで極めて精度の高い参照周波数を発生させることができる。そのため、その参照周波数に位相同期をかけて安定化した光周波数コムは高精度なレーザ周波数測定装置となる。その方法を実現するための本発明の第２実施形態を図６に示す。
【００３８】
ビート周波数信号の測定値を受けたＰＣ１４０から、ｆrepとｆCEOの参照周波数を発生させる周波数シンセサイザ２００、２１０に参照周波数変更の指令を送り、ビート周波数が所定の周波数範囲内に収まるように周波数を制御する。実際のビート周波数ｆBの変化に対応してｆrepとｆCEOを変化させる様子については第１実施形態と同様である。
【００３９】
第２実施形態の場合、位相同期による周波数安定化の精度は、周波数カウンタによる周波数測定精度に比べてはるかに高いため、第１実施形態に比べて高い精度での周波数測定が実現できる。
【００４０】
図７に示す第３実施形態は、実用上十分な精度の測定を、より簡単に実現するためのシステム構成である。
【００４１】
繰り返し周波数ｆrepの安定化制御に残存する誤差は、その次数ｎの分だけ逓倍される。ｎは数百万という値であるためｆrepの安定化については、極めて高い精度が求められる。それに対して、ＣＥＯ周波数ｆCEOの安定化制御に残存する誤差の影響は、繰り返し周波数ｆrepの安定化に求められる精度に比べれば、はるかに小さい。そこで、本実施形態では、周波数シンセサイザ２００を用いて、ｆrepは精度の高いｆrep参照周波数に位相同期をかけて安定化する。一方ｆCEOの方は、周波数カウンタ１７０によって、測定しているビート周波数ｆBが所定の範囲内の周波数になるように、ＰＣ１４０からＬＤコントローラ３００に指令信号を送って制御する。制御したｆCEOの周波数を周波数カウンタ１３０で測定する。レーザ１５０の発振周波数が変動してビート周波数ｆBが変動した場合、その変動分を相殺するように、ｆCEOの周波数を変化させる仕組である。
【００４２】
ｆCEOの発振周波数範囲に±ΔｆCEOの制限があったとしても、その範囲内でビート周波数ｆBを測定できる範囲±ΔｆBを、−ΔｆCEO−ΔｆBから＋ΔｆCEO＋ΔｆBの範囲に広げる効果が期待できる。
【００４３】
なお、図８に示す第４実施形態のように、繰り返し周波数ｆrepの参照周波数を発生させる周波数シンセサイザ２００に、ＰＣ１４０から指令を送り、ｆrepの参照周波数を変化させビート周波数ｆBを変化させる方法と組合せても良い。そうすれば、−ΔｆCEO−ΔｆBから＋ΔｆCEO＋ΔｆBの範囲に捉われずに広い範囲で、周波数変動するレーザの周波数を測定することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００…光周波数コム（光コム）
１１０…コントローラ
１２０、１３０、１７０…周波数カウンタ
１４０…パソコン（ＰＣ）
１５０…レーザ
１６０…光検出器
２００、２１０…周波数シンセサイザ
３００…ＬＤコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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