(57)【要約】【課題】ＴＬＳによる光信号の改良された制御を提供する【解決手段】本発明の一実施形態では、光信号の実周波数の制御は所定帯域内の少なくとも二つ、好ましくは三つの実ビート周波数を濾波するステップで、前記所定帯域が前記光信号の実周波数を包容している前記ステップと、櫛形光基準信号への前記光信号の重畳からなる少なくとも二つ、好ましくは三つの実ビート周波数を検出するステップと、前記検出した実ビート周波数と前記目標ビート周波数とを比較することで在れば前記目標ビート周波数と前記実ビート周波数の間の不一致を検出することで偏差値を評価するステップを含む。フィルタリングは、例えば光プリセレクタにより行なうことができる。さらに、前記偏差値を用いて実ビート周波数を目標周波数へ補正するステップを含む。【選択図】図１
2004187299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の制御方法であって、
（ａ）少なくとも一つの光基準信号と実周波数を有する光信号との重畳から導出される少なくとも一つの実ビート周波数を決定するステップと、
（ｂ）前記実周波数を制御するために、前記少なくとも一つの実ビート周波数を使用するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
電気的なマスタクロック信号により制御されるのが好ましい、櫛形光基準信号を供給するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｂ）が、少なくとも一つの実ビート周波数に少なくとも一つの目標ビート周波数を少なくともほぼ整合させることで実周波数を制御するステップを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つの目標ビート周波数が、前記少なくとも一つの光基準信号に前記光信号の目標周波数を重畳させることで決定される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ａ）の前に、前記実周波数が所定の周波数範囲にあるよう調整するステップをさらに有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記所定周波数範囲の前記実周波数が、前記少なくとも一つの光基準信号のうちの少なくとも一つの周波数を包容する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
所定帯域内の前記少なくとも一つの実ビート周波数を含む前記重畳信号をその検出前にあらかじめ選択し、前記光信号を検出する検出器の飽和を防止するステップをさらに有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
所定帯域内の前記少なくとも一つの実ビート周波数を含む前記重畳信号をその検出前にあらかじめ選択するステップをさらに有し、
前記所定の帯域は、前記光信号及び前記少なくとも一つの光基準信号の実周波数を包容して前記少なくとも一つの光基準信号に対する前記光信号の位置を決定する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
所定帯域内の前記少なくとも一つの実ビート周波数を含む前記重畳信号をその検出前にあらかじめ選択するステップをさらに有し、
前記所定の帯域は、前記光信号の前記実周波数を包容し、前記あらかじめ選択したフィルタ特性は、前記光信号の前記実周波数について非対称である、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記光信号の前記実周波数を個別にあらかじめ決定するステップと、
所定帯域内の前記少なくとも一つの実ビート周波数を含む前記重畳信号をその検出前に予選択するステップをさらに有し、
前記所定の帯域は、前記光信号の前記所定の実周波数を包容し、前記あらかじめ選択したフィルタ特性は、前記光信号の前記所定の実周波数に対し非対称である、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記光基準信号との前記光信号の重畳により生成される、少なくとも二つ、好ましくは三つの干渉信号のビート周波数を決定するステップと、
前記干渉信号の前記検出した実ビート周波数と前記目標ビート周波数とを比較することにより、前記目標ビート周波数と前記実ビート周波数の間の不一致を示す偏差値を評価するステップと、
前記干渉信号の前記検出した少なくとも二つの、好ましくは少なくとも三つの実ビート周波数に基づき前記偏差値の符号を評価するステップと、
をさらに有する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記偏差値が前記光信号の前記目標周波数と前記実周波数の間の不一致を示すときに、該偏差値を用いて前記重畳信号の前記実ビート周波数を前記目標周波数へ補正するステップをさらに有する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも二つの実ビート周波数と少なくとも二つの電気的発振信号により供給される少なくとも二つの目標ビート周波数を比較することで、前記重畳信号の前記検出された検出ビート周波数に基づき前記偏差値の符号を評価するステップをさらに有する、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも二つの実ビート周波数と前記少なくとも二つの電気的発振信号を混合することで、前記少なくとも二つの実ビート周波数と前記少なくとも二つの目標ビート周波数を比較するステップをさらに有する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
隣接する前記各櫛形光基準信号間の周波数距離が、前記光基準信号を前記マスタクロック信号へモードロックすることにより決定されるステップをさらに有する、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも一つの前記櫛形光基準信号のを好ましくは位相ロックループ手段により前記絶対光周波数基準へロックすることにより、前記櫛形信号を絶対光周波数基準へロックするステップをさらに有する、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも二つの前記櫛形光基準信号と前記光信号を重畳し、実ビート周波数を有する少なくとも二つの干渉信号を生成するステップと、
前記少なくとも二つの実ビート周波数を少なくとも二つの電気的発振信号により与えられる少なくとも二つの目標ビート周波数と比較することで、前記検出された少なくとも二つの実ビート周波数に基づき前記偏差値の符号を評価するステップと、
前記少なくとも二つの実ビート周波数にそれぞれ目標ビート周波数を有する前記少なくとも二つの電気的発振信号を混合することで、前記少なくとも二つの実ビート周波数と前記少なくとも二つの目標ビート周波数を比較するステップと、
をさらに有する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
式ＰＦｋ＝｜Ｆ０−ＦＮ｜に従って前記目標ビート周波数を決定するステップをさらに有し、
ＰＦｋがｋ番目の電気的発振信号の目標ビート周波数、ｋが１，２，３・・・、Ｆ０が前記光信号の目標周波数、ＦＮ＝Ｆｒｅｆ＋Ｎ＊Ｆｍ、ＦＮが前記絶対的光基準線Ｆｒｅｆから離間した前記櫛形基準信号のＮ番目の光信号線、Ｆｍが電気的マスタクロック信号の周波数、Ｆｒｅｆが前記絶対的光周波数基準の周波数である、
請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも三つの前記実ビート周波数について誤差信号を供給するステップと、
個別ループフィルタへ少なくとも三つの前記誤差信号を送り込むステップと、
前記ループフィルタ通過誤差信号に下記の方式に従って正負の符号を組み合わせるステップであって、
三つのループフィルタを通過した誤差信号について、各誤差信号の符号を３／２Ｆｍごとに変化させ、
少なくとも三つの電気的発振信号の少なくとも三つの目標ビート周波数ＰＦｋについて、誤差信号の符号変化を０．５Ｆｍごとに生起させ、
誤差信号のうちの一つについて、０．５Ｆｍごとに符号を変化させ、該符号変化を３／２Ｆｍごとに繰り返し、
Ｆｍが電気的マスタクロック信号の周波数であり、ＰＦｋがｋを１，２，３・・・とする第ｋ番目の電気的発振信号の前記目標ビート周波数である、組み合わせるステップと、
をさらに有する、請求項１乃至１８記載の方法。
【請求項２０】
所定帯域内の少なくとも二つ、好ましくは三つの実ビート周波数をフィルタに通すステップであって、前記所定帯域が前記光信号の実周波数を包容する、フィルタに通すステップと、
櫛形光基準信号と前記光信号の重畳からなる少なくとも二つ、好ましくは三つの実ビート周波数を検出するステップと、
前記検出した実ビート周波数と前記目標ビート周波数を比較し、前記目標ビート周波数と前記実ビート周波数との間の不一致を検出することにより偏差値を評価するステップと、
をさらに有する、請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記あらかじめ選択したフィルタ特性が、前記光信号の実周波数に対し非対称であり、
実ビート周波数の信号間で強度差を検出し、前記光信号の調整時に前記光信号の調整方向を評価しかつ／又は前記不一致の符号を評価するステップをさらに有する、
請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
光信号の供給方法であって、
少なくとも一つの光基準信号を供給するステップと、
実周波数をもった光信号を供給するステップと、
前記少なくとも一つの光基準信号に前記光信号を重畳するステップと、
請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の方法を実施して前記光信号の実周波数を制御するステップと、
を有する供給方法。
【請求項２３】
光信号の制御システムであって、
少なくとも一つの光基準信号との実周波数を有する前記光信号の重畳から導出される少なくとも一つの実ビート周波数を決定するよう適合された決定ユニットと、
前記実周波数を制御すべく前記少なくとも一つの実ビート周波数を用いるよう適合されたコントローラと、
を備えるシステム。
【請求項２４】
少なくとも一つの光基準信号を供給するよう適合された基準信号源と、
実周波数をもった光信号を供給するよう適合された信号源と、
前記少なくとも一つの光基準信号と前記光信号を重畳するよう適合された重畳ユニットと、
所定帯域内で少なくとも一つのビート周波数からなる前記重畳信号をその検出前にあらかじめ選択するよう適合されたプリセレクタと、
のうち少なくとも一つをさらに備える、請求項２３記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
可調整レーザ信号を供給する可調整レーザ光源（tunable laser source、ＴＬＳ）は業界公知であり、例えば以下の文献（非特許文献１乃至８参照）に開示されている。
【非特許文献１】エー・シー・ボーディナリ（Ａ．Ｃ．Ｂｏｒｄｉｎａｌｌｉ）外著、「光射出ロックと光位相ロックループの複合使用による広い線幅の半導体の高性能位相ロック（Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｗｉｄｅ  Ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｌａｓｅｒｓ  ｂｙ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｏｃｋｉｎｇ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ  Ｌｏｏｐ）」、光波技術ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第１７巻、第２号、１９９９年、ｐ．３２８−３４２
【非特許文献２】ビー・カイ（Ｂ．Ｃａｉ）外著、「射出ロックしたレーザ櫛線選択を用いるマイクロ波周波数合成（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｕｓｉｎｇ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌｏｃｋｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｃｏｍｂ  ｌｉｎｅ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）」、１９９５年キーストン開催ＬＥＯＳ夏季時事会合会報（Ｐｒｏｃ．  ＬＥＯＳ  Ｓｕｍｍｅｒ  Ｔｏｐｉｃａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇｓ，  Ｋｅｙｓｔｏｎｅ，１９９５）、要約版９５年度８０３１号、論文ＷＤ２、ｐ．１３−１４
【非特許文献３】エイチ・タケスエ（Ｈ．Ｔａｋｅｓｕｅ）外著、「偏光回転素子と能動的に制御された可調整帯域フィルタを含むファブリ・ペロー・キャビティを用いた１ＴＨｚ超スパンの安定した光波周波数合成（Ｓｔａｂｌｅ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｏｖｅｒ  １−ＴＨｚ  Ｓｐａｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｂａｎｄｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）」、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）光子技術寄稿（Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第１２巻、第１号、２０００年、ｐ．７９−８１
【非特許文献４】ハシモト（Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ）外著、「ＰＬＬコントローラ重複パルスモードロック半導体からのテラヘルツ以下の光パルス列合成（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｕｂｔｅｒａｈｅｒｔｚ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｕｌｓｅ  ｔｒａｉｎ  ｆｒｏｍ  ＰＬＬ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ  ｐｕｌｓｅ  ｍｏｄｅｌｏｃｋｅｄ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｌａｓｅｒ）」、電子寄稿（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第３４巻、第６号、１９９８年、ｐ．５８０−５８１
【非特許文献５】ジョン・ディー・ジョスト（Ｊｏｈｎ  Ｄ．  Ｊｏｓｔ）外著、「連続可調整精密単一周波光信号発生器（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  ｔｕｎａｂｌｅ，  ｐｒｅｃｉｓｅ，  ｓｉｎｇｌｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」、光学速報（Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ）、第１０巻、第１２号、２００２年、ｐ．５１５−５１９
【非特許文献６】カタギリ（Ｋａｔａｇｉｒｉ）外著、「光変調側波帯を用いた位相ロックループによる受動的モードロック半導体からの同期パルス列生成（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ  ｐｕｌｓｅ−ｔｒａｉｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｐａｓｓｉｖｅｌｙ  ｍｏｄｅｌｏｃｋｅｄ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｌａｓｅｒｓ  ｂｙ  ａ  ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ  ｕｓｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｉｄｅｂａｎｄｓ）」、電子寄稿（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第３２巻、第２０号、１９９６年、ｐ．１８９２−１８９４
【非特許文献７】エス・エル・ツァオ（Ｓ．−Ｌ．  Ｔｓａｏ）外著、「位相ロックした可調整副搬送波櫛発生器（Ｐｈａｓｅｌｏｃｋｅｄ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  ｃｏｍｂ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」、電子寄稿（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第３０巻、第２４号、１９９４年、ｐ．２０５９−２０６０，
【非特許文献８】オー・イシダ（Ｏ．Ｉｓｈｉｄａ）著、「４波混合ファイバを用いたレーザ周波数合成（Ｌａｓｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｆｉｂｒｅ  Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ  Ｍｉｘｉｎｇ）」米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）光子技術寄稿（Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第４巻、第１０号、１９９２年、ｐ．１１７１−１１７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光信号の改良された制御を提供することが、本発明の目的である。この目的は、独立請求項により解決される。好適な実施形態は、従属請求項により示される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
光源を用いた光通信及び計測分野における多くの応用では、高い周波数精度を有する光信号を生成し、例えばｋＨｚ周波数範囲において相当の精度で光信号を制御する光源を有することが望ましい。本発明の一実施形態は、この種の光源を提供するものである。発明源及び発明方法は、超高度調整直線性を有するＴＬＳや光学スペクトル及び回路網のヘテロダイン法解析或いは通常の光学周波数用に用いることができる。
【０００５】
一実施形態では、光信号制御の周波数精度は電気的周波数領域の周波数弁別を介して達成される。
【０００６】
本発明の一実施形態は、例えば電気的マスタクロック信号により制御される櫛形光基準信号（comb of optical reference signal）を供給する櫛形信号発生器（comb generator）を含む。隣接する櫛形光基準信号間の周波数距離は、マスタクロック信号に対し光基準信号をモードロックすることで決定されるのが好ましい。この周波数距離は、たとえば約１０ＧＨｚとすることができる。この種の基準櫛形信号の利点は、幅広い周波数範囲、例えば１００ＴＨｚ以上を包容する能力であり、これにより櫛の少なくとも一つの歯が検出器例えばフォトダイオードの帯域内にあり、また光信号周波数の近傍にあるようになる。
【０００７】
その上、櫛形光基準信号の少なくとも一つを光周波数基準にロックすることにより、位相ロックループを用いて櫛形信号を一つの光周波数基準にロックすることができる。光周波数基準は、以下のうちの少なくとも一つとすることができる。すなわち、絶対光周波数基準、櫛の１以上の光基準信号を吸収するガスセル、超安定レーザ光源である。
【０００８】
櫛形信号の助けを借り、例えば光信号の実周波数から１００ＴＨｚ以上離間した絶対光周波数基準の周波数を選択することができるが、櫛形信号の大きな伸長が原因で櫛の少なくとも一つの信号線が光信号の実周波数の近傍にあり、これによりそれが光信号と干渉し、かくして例えば検出器上でビート信号を生成することがある。
【０００９】
好適な実施形態によれば、光信号が（例えば、検出器において、）干渉して対応するビート信号を発生する前に、櫛の光信号線と光信号をあらかじめ選択すべくプリセレクタ或いはフィルタを配設する。プリセレクタ、例えば自律調整型可調整フィルタは、都合よく検出器の飽和を防止することができる。このフィルタは好ましくは、光信号の周波数位置に追従する仕方で制御され、これによって光信号の実周波数が常にフィルタ内にあるようにできる。光信号に追従するこの種のフィルタは、例えば本出願人の欧州特許出願第１２５３６８７号に開示されている。
【００１０】
プリセレクタがもたらす所定の帯域には光信号の実周波数と１以上の好ましくは二つの櫛形光基準信号が含まれるのが好ましい。これにより、光信号の実周波数を期待する櫛の部分の選択が可能となる。プリセレクタのフィルタ特性は、光信号の実周波数に対し対称的にも非対称的にもすることができる。
【００１１】
加えて、或いはこれに代えて、本発明は光信号の実周波数を個別に（あらかじめ）決定する光周波数計測ユニットを設けることができる。この計測により、その櫛の波長領域において櫛の歯／歯群と光信号の間の重畳が生起する独立した指示もまた供給される。
【００１２】
プリセレクタの帯域は好ましくは光信号の所定の実周波数を包容しており、プリセレクタのフィルタ特性は好ましくは光信号の実周波数に対し非対称となるよう選択される。この実施形態により、光信号の周波数を調整したり、検出したビート信号が実際の光信号とより高いか又は低い光周波数を有する光基準信号との間の干渉から生じたかどうかを判定することが可能となる。これは、異なる光基準信号の振幅が実際の光信号に対する位置に従い異なる減衰を経験するという事実と非対称のフィルタ特性に由来するものである。これらの異なる振幅は、実際の光信号と共に検出器において異なる強度高さのビート信号を生成する。それ故、ビート信号の高さは実際の光信号に対する光基準信号の相対位置を示す。
【００１３】
検出器帯域は検出器が少なくとも三つの光基準信号に光信号を重畳することで生成される少なくとも三つの実際のビート信号（例えば、少なくとも３／２Ｆｍ）を検出できるような仕方でもって選択されるのが好ましい。これにより、光信号の目標周波数に対する光信号の周波数の偏差の割り出しと偏差符号の割り出しとが可能となる。この実施形態の利点は、光信号の調整時に調整方向の決定を可能にすることにある。
【００１４】
本発明の好適な実施形態では、少なくとも二つ（好ましくは三つ）の電気的発振器信号を供給することで、少なくとも一つの電気的発振器が少なくとも二つ（好ましくは三つ）の目標ビート周波数を供給する。これにより、評価ユニットは少なくとも二つ（好ましくは三つ）の実ビート周波数と少なくとも二つ（好ましくは三つ）の電気的発振器信号を比較することで、検出された実ビート周波数に基づいて偏差値の符号を評価することができる。二つの目標ビート周波数は方向検出に十分であるが、その一方で厳密に基準櫛の二つの歯間で光信号の位置から曖昧さが生まれることがある。ここで、光信号の調整時に、ビート信号は一方が増大周波数方向へ移動し他方が減少周波数方向へ移動するに伴ないそれらのパスと交差しよう。ＦＭ／２周りのこのビート周波数範囲内の両ビート信号の存在は、処理困難となることがある。しかしながら、有益な光信号の調整時に調整方向の改善された制御を可能にする第３の目標ビート周波数を用いることで、「不感帯」は排除することができる。
【００１５】
さらに、少なくとも一つの混合器を少なくとも二つの動き信号と少なくとも二つの電気的発振器信号の混合に用い、少なくとも一つの混合器が少なくとも二つのビート信号と少なくとも二つの電気的発振器信号を混合させることで、評価ユニットに検出ビート信号に基づく偏差値の符号評価を可能にすることができる。
【００１６】
この少なくとも一つの発振器は、好ましくは以下の方式に従って目標ビート周波数を決定するよう設計することができる。
【００１７】
ＰＦｋ＝｜Ｆ０−ＦＮ｜
とし、ＰＦｋがｋ番目の電気的発振信号の目標ビート周波数、ｋが１，２，３・・・、Ｆ０が光信号の目標周波数、ＦＮ＝Ｆｒｅｆ＋Ｎ＊Ｆｍ、ＦＮは絶対的光基準線Ｆｒｅｆから離間した基準櫛のＮ番目の光信号線、Ｆｍは電気的マスタクロック信号の周波数、Ｆｒｅｆは絶対光周波数基準の周波数である。
【００１８】
少なくとも一つの混合器は、好ましくは実ビート周波数のうちの少なくとも二つについて誤差信号を供給し、少なくとも一つの混合器に接続、すなわち以下の方式（三つのビート周波数の例について）に従って正又は負の符号をもってループフィルタ通過誤差信号を合成する合成ユニットに都合よく接続した少なくとも一つの混合器に接続した個々のループフィルタへ少なくとも二つの誤差信号を給送するよう設計することができる。
【００１９】
三つのフィルタ通過信号について各誤差信号の符号を３／２Ｆｍごとに変化させ、少なくとも三つの電気的発振器信号のうちの少なくとも三つの目標ビート周波数ＰＦｋについて誤差信号の符号の変化を０．５Ｆｍごとに発生させ、誤差信号の一つについて０．５Ｆｍごとに符号を変化させ、ここで符号変化を３Ｆｍごとに繰り返し、Ｆｍは電気的マスタクロック信号の周波数、ＰＦｋはｋ番目の電気的発振器信号の目標ビート周波数、ｋは１，２，３・・・とする。この制御方式は、光信号の調整時に電気的発振器信号の周波数において一切跳躍を必要としないよう保証する。
【００２０】
光信号を目標周波数に合わせることで、三つのビート周波数の例について以下の如く機能させることができる。
【００２１】
基準櫛形信号の二つの連続する信号線間の各周波数帯域を、二つの小帯域に分割する。調整前に、目標小帯域をＭｓｂ＝（Ｆ０−Ｆｒｅｆ）／（０．５Ｆｍ）＋１から決定する。Ｆｒｅｆから開始し、電気的発振器信号のうちの二つを増大させるとともに一つを減少させることで光信号の目標周波数を増大させる。かくして、光信号周波数は次の小帯域端に達するまで続く。次に、誤差信号の一つについて符号を変化し、次の小帯域内で対応する電気的発振器がその調整方向を変え、その一方で他方の二つの電気的発振器が調整方向を維持する。この方式は、目標小帯域に到達するまでＭｓｂ−１小帯域全体に続けられる。
【００２２】
別の好適な実施形態では、光信号の実周波数の制御は所定帯域内の少なくとも二つ、好ましくは三つの実ビート周波数を濾波するステップで、前記所定帯域が前記光信号の実周波数を包容している前記ステップと、櫛形光基準信号への前記光信号の重畳からなる少なくとも二つ、好ましくは三つの実ビート周波数を検出するステップと、前記検出した実ビート周波数と前記目標ビート周波数とを比較することで在れば前記目標ビート周波数と前記実ビート周波数の間の不一致を検出することで偏差値を評価するステップをさらに含む。フィルタリングは、例えば前述の光プリセレクタにより行なうことができる。
【００２３】
フィルタ或いは光学的プリセレクタの特性は、その波長ならびに光信号の実周波数に対し非対称である。それ故、在れば実ビート周波数の信号間の強度差を検出し、光信号の調整時に光信号の調整方向を評価し、かつ／又在れば不一致の符号を検出することができる。本実施形態によれば、かくして調整方向及び／又は光信号の所望の目標周波数を反映する所望の目標ビート周波数と光所望の実周波数を反映する実ビート周波数の間の不一致の符号を割り出すことが可能である。
【００２４】
この種の非対称フィルタ或いは光プリセレクタを選択し、かつ／又は前述の方式に従って電気的発振器を介して可調整信号源周波数をロックすることにより、かくしてレーザ光源の周波数を例えばｋＨｚ周波数範囲においてさえ（好ましくは曖昧さを残すことさえなく）制御することが可能となる。
【００２５】
水晶発振器を、電気的マスタクロック信号の供給に用いることができる。
【００２６】
光源は、光信号を調整する可調整レーザ光源とすることができる。
【００２７】
本発明は、１以上の適当なソフトウェアプログラムにより一部実施或いはサポートすることができ、このプログラムは任意種のデータ担体に記憶させるか或いは配設することができ、任意の適当なデータ処理ユニット内で或いはそれにより実行することもできよう。ソフトウェアプログラムやルーチンは、好ましくは本発明方法の実現に適用される。
【００２８】
本発明の他の目的ならびの多くの付随する利点は、添付図面と関連させて考察したときに以下の詳細な説明を参照することで容易に理解されより良く理解されよう。図面中の構成要素は必ずしも実寸ではなく、その代わりに本発明原理の明確な例示に重点が置かれている。実質的に或いは機能的に同じか同様の特徴は、同じ参照符号を用いて参照するものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
ここで図面をより詳細に参照すると、図１は本発明の一実施形態により光信号２を供給する装置１の回路図を示す。装置１は、光基準信号源８と３個の電気的発振器１０ａ，１０ｂ，１０ｃへ電気的マスタクロック信号６を供給するマスタクロック４を備える。マスタクロック４は、電気的マスタクロック信号６を生成する水晶発振器１２を含む。
【００３０】
光基準信号源８をマスタクロック４にモードロックし、それによって櫛発生器を設け、電気的マスタクロック信号６により制御された櫛形光基準信号１４をもたらす。各隣接する櫛形光基準信号１４間の例えば約１０ＧＨｚの周波数距離は、光基準信号源８をマスタクロック信号６にモードロックすることで決定される。装置１はさらに、櫛形光基準信号１４のうちの一つを吸収して絶対光周波数基準を供給するガスセル１６を備える。位相ロックループは、光基準信号１４のうちの一つを絶対光周波数基準１６へロックすることで櫛１４を絶対光周波数基準１６へロックする。
【００３１】
装置１は、光信号源として光信号２に目標周波数を供給するとともに実周波数を有するＴＬＳ１８を備える。
【００３２】
櫛形光基準信号１４と光信号２は重畳され、実ビート周波数を有する少なくとも一つの干渉信号２０を生成する。信号２０は少なくとも一つの干渉信号２０が検出器２４に到達する前に所定の帯域をもった少なくとも一つの干渉信号２０を予選択する光プリセレクタ２２へ供給される。検出器２４は、干渉信号から電気的ビート信号２８を生成する。検出器２４は、例えばマスタクロック信号６の１０ＧＨｚに対し例えば約１６ＧＨｚの検出帯域を有する。検出器２４の検出帯域は、少なくとも３つの光基準信号１４を有するビート信号２０の実ビート周波数が検出帯域内にあると規定できるよう選択してある。プリセレクタ２２の所定の帯域は、少なくとも３つの光基準信号１４と光信号２の干渉信号がプリセレクタ２２の所定の帯域内にあると規定できるよう選択してある。さらに、プリセレクタ２２のフィルタ特性は光信号２の実周波数を含み、光信号２の実周波数に対し非対称的である。
【００３３】
装置１はさらに、それぞれ検出器２４の信号２８に電気的発振器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの信号１１ａ，１１ｂ，１１ｃをそれぞれ混合する三つの混合器２６ａ，２６ｂ，２６ｃを備える。混合器２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、個々のループフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃに供給される誤差信号２８ａ，２８ｂ，２８ｃを生成する。ループフィルタを通過した信号３２ａ，３２ｂ，３２ｃは合成ユニット３４ａ，３４ｂ，３４ｃに供給され、それらが以下の方式に従ってループフィルタ通過誤差信号３２ａ，３２ｂ，３２ｃと正又は負の符号を組み合わせる。
【００３４】
・三つのループフィルタ通過信号３２ａ，３２ｂ，３２ｃについて、各誤差信号２８ａ，２８ｂ，２８ｃの符号を３／２Ｆｍごとに変化させ、
・少なくとも三つの電気発振器信号１１ａ，１１ｂ，１１ｃの少なくとも三つの目標ビート周波数ＰＦｋについて、誤差信号２８ａ，２８ｂ，２８ｃの符号変化を０．５Ｆｍごとに生起させ、
・誤差信号２８ａ，２８ｂ，２８ｃのうちの一つについて、０．５Ｆｍごとに符号を変化させ、この符号変化を３Ｆｍごとに繰り返し、
・Ｆｍは電気的マスタクロック信号６の周波数、ＰＦｋはｋ番目の電気的発振信号１１ａ，１１ｂ，１１ｃの目標ビート周波数、ｋは１，２，３・・・とする。
【００３５】
合成ユニット３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、制御ユニット３６が供給する制御信号３５により制御される。制御ユニット３６はまた、以下の方式に従い制御信号３７を介するプリセレクタ２２の制御と制御信号４１，４２，４３を介する電気的発振器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの制御を行なう。
【００３６】
・ＰＦｋ＝｜Ｆ０−ＦＮ｜
・ＰＦｋはｋ番目の電気的発振信号１１ａ，１１ｂ，１１ｃの目標ビート周波数、ｋは１，２，３・・・、Ｆ０は光信号２の目標周波数であり、ＦＮ＝Ｆｒｅｆ＋Ｎ＊Ｆｍ、ＦＮは絶対光基準線Ｆｒｅｆから離間した基準櫛のＮ番目の光信号線、Ｆｍは電気的マスタクロック信号６の周波数、Ｆｒｅｆは絶対的光周波数基準１６の周波数である。
【００３７】
合成ユニット３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、それらの出力４５ａ，４５ｂ，４５ｃを評価兼補正ユニット４６に供給している。評価兼補正ユニット４６は出力４５ａ，４５ｂ，４５ｃに基づいて偏差値を評価し、この偏差値が光信号２の目標周波数と光信号２の実周波数との間の不一致を示す。評価兼補正ユニット４６はそこでＴＬＳ１８へ補正信号４８を供給し、偏差値が光信号２の目標周波数と実周波数との間の不一致を示しているときに、偏差値を用いることで実周波数の目標周波数への補正を可能とする。
【００３８】
電気的発振信号１１ａ，１１ｂ，１１ｃを供給し、合成ユニット３４ａ，３４ｂ，３４ｃと光信号２の実周波数に対する予選択フィルタ２２の非対称位置により誤差信号２８ａ，２８ｂ，２８ｃへ符号を供給する前述の方式は、電気的発振信号１１ａ，１１ｂ，１１ｃ内での周波数跳躍を必要とすることなく、かつＴＬＳ１８により光信号２を調整するときに光信号２の周波数に対する光信号２の実周波数のｋＨｚ周波数範囲における相対的精度を同時並行的に保証し、装置１をして連続的な仕方でＴＬＳ１８により光信号２の調整を可能にする。
【００３９】
図２は、本発明の一実施形態の機能を概略説明するグラフを示す。図２では、櫛形光基準信号１４の歯１４ｎ−１，１４ｎ，１４ｎ＋１，１４ｎ＋２は、１．００ＴＨｚから１．０３ＴＨｚまでの周波数目盛ｆ上の個別矢印により表現してある。歯１４ｎ−１，１４ｎ，１４ｎ＋１，１４ｎ＋２のうちの二つの間の距離はｌ＝１０ＧＨｚである。さらに、光信号２の実周波数が示してある。
【００４０】
そこで、光信号２を検出することで、光信号１への光基準信号１４ｎ−１，１４ｎ，１４ｎ＋１の重畳が双方向矢印２０ｎ−１，２０ｎ，２０ｎ＋１により示した実ビート周波数を有する実際のビート信号を生成する。これらの実ビート周波数２０ｎ−１，２０ｎ，２０ｎ＋１は、図１の実施形態について述べた如く、目標ビート周波数１１ａ，１１ｂ，１１ｃと比較することができる。それ故、実ビート周波数２０ｎ−１，２０ｎ，２０ｎ＋１と目標ビート周波数１１ａ，１１ｂ，１１ｃの間の不一致を在れば検出することができ、図１に関して説明した補正メカニズムにより補正することができる。
【００４１】
加えて、図２の実施形態によれば、光信号２を例えば可調整レーザ光源により調整するときに調整方向を検出することが可能である。これが可能であるのは、矢印５０が示すより高い周波数へ光信号を調整するときに、ビート周波数２０ｎがより大きくなり、その一方でビート周波数２０ｎ＋１がより小さくなるからである。これにより、光信号２が光基準信号１４の櫛歯１４ｎ＋１へ向けて調整されることは明白である。
【００４２】
さらに、光信号２が図３に表わした光基準信号１４の櫛の二つの歯１４ｎと１４ｎ＋１の丁度中央に位置する場合に、光信号２を調整するときに調整方向を検出することもまた可能である。この状況において、ビート周波数２０ｎと２０ｎ＋１は同じ値を有する。しかしながら、光信号２と基準信号１４ｎ−１の間に第３のビート周波数２０ｎ−１を設けてあるので、ビート周波数２０ｎ−１がより大きくなった場合に、光信号２が依然として矢印５０に従って調整されることはやはり明白である。
【００４３】
図４は、本発明の別の実施形態の概略図を示す。本実施形態によれば、光信号２に関連する固定位置付きの光プリセレクタ５２が提供される。ここでも、光周波数ωが指示され、歯１４ｎ−５から１４ｎ＋１が個々の矢印により示され、個々の等間隔周波数を有する。
【００４４】
図５は、光信号２と基準信号１４ｎ−５乃至１４ｎ＋１との重畳により生成されたビート周波数２０ｎ−５から２０ｎ＋１を有するビート信号の個々の強度を示す。図５から分かるように、光プリセレクタ５２の形状と帯域に従いビート信号２０ｎ−５から２０ｎ＋１の強度は周波数スペクトル内のその周波数位置に依存する。それ故、光信号２を調整するときに調整方向を決定することが可能である。例えば光信号２を図４の矢印５０に従って調整するときにビート信号２０ｎ＋１は強度を獲得するが、その一方でビート信号２０ｎ−４は強度を失う。それ故、光プリセレクタ５２はより高い周波数へ移動し、かくして光信号２が図４の矢印５０が示す調整方向に従いより高い周波数へ向け移動することは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態の概略図を示す。
【図２】本発明の実施形態の概略図を示す。
【図３】本発明の実施形態の概略図を示す。
【図４】本発明の実施形態の概略図を示す。
【図５】本発明の実施形態の概略図を示す。
【符号の説明】
【００４６】
１  装置
４  マスタクロック
６  電気的マスタクロック信号
８  光基準信号源
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  電気的発振器
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  電気的発振信号
１２  水晶発振器
１４  櫛形光基準信号
１６  ガスセル（絶対光周波数基準）
１８  ＴＬＳ
２０  干渉信号
２２  光プリセレクタ
２４  検出器
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ  混合器
２８  電気的ビート信号
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ  誤差信号
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  ループフィルタ
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  ループフィルタ通過誤差信号
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  合成ユニット
３５  制御信号
３６  制御ユニット
３７  制御信号
４１，４２，４３  制御信号
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ  出力
４６  評価兼補正ユニット
５０  矢印
５２  光プリセレクタ
【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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