光源和气体计量装置的制作方法

专利名称：光源和气体计量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光源和气体计量装置，更详细地，涉及一种输出具 有单光谱线宽度的中红外光的光源以及采用此光源的气体计量装置。
背景技术：
近年来，环境问题被大大关注，环境气体的计量就变得重要。环境
气体多数在波长2um以上的中红外区域具有基本振动或其低阶的谐波 的吸收线。因此，对在中红外区域产生高输出的相干(coherent)光的 中红外光光源的要求越来越高。作为这种光源，己公知一种利用通过作 为二次非线性光学效果之一的模拟相位匹配而产生第二高次谐波、产生 和频(sum frequency)、产生差频(difference frequency)的波长转换 元件等(例如，参照专利文献l)。
图1表示采用现有模拟相位匹配型的波长转换元件的波长转换装 置的结构。波长转换装置由以下部件构成输出波长^的激励光A的 半导体激光器ll，输出波长^的信号光B的半导体激光器12，合成并 输出激励光A和信号光B的光耦合器(coupler) 14，以及由输入已合 成的激励光A和信号光B并输出波长k的转换光C的非线性光学晶体 构成的波长转换元件13。驱动电路lla、 12a和温度控制电路llb、 12b 分别连接至半导体激光器ll、 12。并且，在半导体激光器ll和光耦合 器14之间，插入光纤光栅15。
由于转换光C的强度与激励光A和信号光B的强度之积成比例， 所以如果使激励光A为固定强度，则能够仅转换从信号光B向转换光C 的波长。例如，XA=0.976tai、 ？iB=1.307toi时，作为和频，可获得 Xc=0,559Pm。此外， iA=1.064l^m、 XB=1.567tai时，作为差频，可获得 Ac=3.3mm。因此，为了获得确定的波长，就必须严格控制激励光A和 信号光B的波长。此外，图2表示用于通过产生差频获得3.31Pm的中红外光而进行
波长转换的情况的相位匹配曲线图。由于波长转换元件的相位匹配频带 非常狭窄，所以为了稳定输出转换光，优选用单一模式进行振荡的半导 体激光器。
1.55toi、 1.3Wm的波长是在光通信领域使用的长波长带，作为半 导体激光器，能够采用内置衍射光栅、在单一波长下振荡的DFB激光 二极管。另一方面，由于很难制造DFB激光二极管、且很少需要，所 以0.98Pm、 1.06tai、 0.77Pm短波长带的波长，作为半导体激光器，采 用常规多模式振荡的激光二极管。因此，通过将部分反射仅确定波长的 光纤光栅与半导体激光器的输出连接，并在半导体激光器中再次注入一 部分输出光，来控制振荡波长以便在光栅波长下振荡。
图3表示现有半导体激光器模块的结构。当组合半导体激光二极管 (以下称为LD)和光纤光栅(以下称为FBG)时，大多在距离LD大 约lm以上之处设置并使用FBG (例如，参照专利文献l)。半导体激 光器模块由激光二极管31、形成了 FBG35的极化光纤36构成。从激 光二极管31发射的光通过透镜32、 33与在套管(ferrule) 34中内藏的 极化光纤36耦合。激光二极管31发射1064nm波段的激光，FBG35的 反射频带为60pm。当激光二极管31和FBG35的间隔为1.2m的情况下， 就呈现出在反射频带之中按波长间隔0.27pm (这相当于上述1.2m的谐 振间隔)重复的反射峰值。
图4表示组合现有激光二极管和光纤光栅的光源的输出频谱。如图 4中所示，当用分辨率10pm的光频谱分析仪进行评价时，在中心波长 人产1064nm下计量为半值宽度大约10pm的单光谱线。但是，实际上， 呈现出时间输出变化不连续输出的频谱，在半值宽度约10pm的频谱中， 就成为具有35个峰值的多模式状态。
图5表示用电气频谱分析仪测定输出频谱的结果。在相当于波长间 隔0.27pm的大约85MHz的倍数的位置具有反射峰值。在图6中，表示 了用标准器(etalon)测定输出频谱的结果。采用可高分辨率观测的法 布里/珀罗/标准器(Fabry-Perotetalon) (FSR=8GHz、精细度(finesse) =359)来观测频谱。整个输出频谱成为比OFF级更抬起的状态，可知
5单一模式是多个重叠起来、可看成一个模式的模拟单一模式。当为了概 算半值宽度用虚线引出外插线时，就成为大约6GHZ的半值宽度(
20pm)，成为单一模拟模式，无论电气还是光学都能进行观测。
在环境气体的计量中使用的气体计量装置必须分析相邻且表现明 显的气体吸收频谱。例如，在直接观测因气体压力而改变的吸收频谱宽 度(以下称为压力宽度)的情况下，中红外光光源也可以具有半值宽度
0.8pm (250MHz)左右的模拟单一模式的谱线宽度。因此，以图1中所 示的波长转换装置为光源，构成气体计量装置。
图7表示现有气体计量装置的结构。在半导体激光器ll中，采用 波长XA=1064nm的激光二极管，在半导体激光器12中，采用波长 XB=1567nm的DFB激光器。从波长转换元件13发射的转换光C即波长 人c^3314nm的中红外光，用透镜25进行校准，透过分割激励光A和信 号光B的滤光器27之后，分路为2个通道。 一个光束透过未封入气体 的基准(reference)单元20之后，用光接收器22测定透射光强度。另 一个光束透过己封入甲烷气体(9Torr)的气体单元21之后，用光接收 器23测定透射光强度。用运算装置标准化计算2个光接收器22、 23的 测定结果。
而且，采用斩光器26， ON/OFF调制透过单元20、 21的光束。在 锁定放大器24中，通过以调制频率锁定检波光接收器22、 23的输出， 就提高了测定灵敏度。按照温度扫描半导体激光器12的振荡波长，由 此就能够以大约200pm (波长3314nm下5.6GHz)的分辨率来测定吸 收频谱。图8表示由现有气体计量装置获得的甲烷气体的吸收线频谱。
虽然图1中所示的波长转换装置通过采用半导体激光器，构成小 型、牢固、使用方便的优良的光源，但分辨率不够。即，如上所述，由 于是可测定压力宽度程度的模拟单一模式，所以作为谱线宽度粗了。在 医疗应用领域中，例如，为了在大气压下测定/评价呼气的吸收线，就 需要大约2.2pm (600MHz)以上的线宽。在工业应用领域中，考虑用 在输送管中流过的气体的内嵌监视器。此情况下，由于提高真空度压力 降低，就必须评价如切割100MHz那样的吸收线宽度。要在这些应用领 域中使用，现状的输出激励光的半导体激光器的线宽，不能够正确评价作为对象的吸收线宽度。
转换光的频谱线宽度大大地依赖于激励光和信号光两者的激光的
振荡线宽。作为信号光采用的1.55Hm带宽的半导体激光器，使振荡线 宽度为lMHz以下的半导体激光器实用化，必须将输出激励光的半导体 激光器的振荡线宽度降低至lMHz以下。
如此，使半导体激光器的线宽成为窄频带，因使用环境温度改变而 输出激励光的半导体激光器的振荡波长就会有偏差。此结果存在所谓转 换光波长也会有偏差的问题。因为被测定对象是波长固定的吸收线，因 此这种波长偏差给测定制度造成很大的影响。因此，就必须不受使用环 境温度变化的影响而产生转换光的波长。
本发明的目的在于，提供一种实现半值宽度0.004pm (lMHz)以 下的单光谱线宽度且不受使用环境温度变化影响的光源及气体计量装 置。
专利文献l:日本国特开2003-140214号公报
非专禾ll文献1: A. Ferrari, et al., " Subkilohertz Fluctuations and Mode Hopping in High-Power Grating-Stablized 980-nm Pumps" ， IEEE J. of lightwave Tech., vol. 20, pp. 515-518, 2002/
发明内容
为了实现本发明的目的，本发明提供一种光源，其中该光源包括 第一激光器，产生第一激光；第二激光器，产生第二激光；以及非线性 光学晶体，输入第一激光束和第二激光束，并通过产生差频或产生和频 来输出相干光，其特征在于，上述第二激光器内置衍射光栅，是能够扫 描上述第二激光的波长的可变波长光源，上述第一激光器由半导体激光 器和具有比由该半导体激光器的元件长度决定的谐振波长间隔更窄的 反射频带的光纤光栅构成，上述第一激光束具有半值宽度1MHz以下的 单光谱线宽度。
此光源还可以包括监视器，测定使用环境温度；以及，温度控制 电路，根据用该监视器测定出的使用环境温度，控制上述第二激光器的 设定温度。此外，此光源还可以包括监视器，测定使用环境温度；以及，驱动电路，根据用该监视器测定出的使用环境温度、控制上述第二 激光器的驱动电流。并且上述第一激光器还可以包括温度控制电路， 控制上述光纤光栅的设定温度。
此光源也可以包括波长计，测定从上述第一激光器输出的上述第 一激光的波长；以及，温度控制电路，根据用上述波长计测定出的波长、 控制上述第二激光器的设定温度，以使上述第一激光的波长成为所希望 的波长。此外，此光源还可以进一步包括波长计，测定从上述第一激 光器输出的上述第一激光的波长；以及，驱动电路，根据用上述波长计 测定出的波长，控制上述第二激光器的驱动电流，以使上述第一激光的 波长成为所希望的波长。
一种气体计量装置，其特征在于，包括此光源；分路从该光源输
出的光束并使其透过基准单元和气体单元的装置；以及，光接收器，接
收透过上述基准单元和上述气体单元的光束。气体计量装置还可以包
括单元保持装置，保持上述基准单元和上述气体单元。


图1表示采用现有模拟相位匹配型的波长转换元件的波长转换装 置的结构图。
图2表示通过产生差频进行波长转换的情况的相位匹配曲线图。 图3表示现有半导体激光器模块的结构图。
图4表示现有组合了激光二极管和光纤光栅的光源的输出频谱图。 图5表示由电气频谱分析仪测定的输出频谱的结果图。 图6表示由标准器测定的输出频谱的结果图。 图7表示现有气体计量装置的结构图。
图8表示由现有气体计量装置获得的甲垸气体的吸收线频谱图。 图9表示根据本发明的一个实施方式的半导体激光器模块的结构图。
图10表示根据本发明的一个实施方式的半导体激光器模块的输出 频谱图。
图11表示由电气频谱分析仪测定的输出频谱的结果图。图12表示由标准器测定的输出频谱的结果图。 图13表示利用延迟自差法测定的输出频谱的结果图。 图14表示根据本发明的实施例1的气体计量装置的结构图。 图15表示利用实施例1的气体计量装置所获得的甲烷气体的吸收 线频谱图。
图16表示根据本发明的实施例2的气体计量装置的结构图。
图17表示在输出信号光的半导体激光器中的振荡波长的使用环境
温度依赖关系图。
图18表示在输出激励光的半导体激光器中的振荡波长的使用环境
温度依赖关系图。
图19表示根据本发明的实施例3的半导体激光器模块的结构图。 图20表示在输出激励光的激光二极管中的振荡波长的使用环境温
度依赖关系图。
图21表示根据本发明的实施例4的气体计量装置的结构图。 图22表示根据本发明的实施例5的气体计量装置的结构图。 图23表示根据本发明的实施例6的气体计量装置的结构图。 图24表示利用气体计量装置获得的气体的吸收线频谱图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图，详细说明本发明的实施方式。 图9表示根据本发明的一个实施方式的半导体激光器模块的结构。 半导体激光器模块由激光二极管51和形成了 FBG55的极化光纤56构 成。来自激光二极管51的发射光通过透镜52、 53，与内置于套管54 中的极化光纤56耦合。激光二极管51利用珀耳帖(Peltier)元件57 保持在固定温度。
激光二极管51发射1064nm频段的激光束。元件长度为1200tai， 谐振波长间隔为124pm。激光二极管51的端面反射率，处于极化光纤 56 —侧的反射率的0.1%，相反侧为卯％。 FBG55与套管54 —起被设 置于模块的框体58内，激光二极管51和FBG55的间隔为2cm。FBG55 的反射频带为60pm、反射率为20%,具有比由激光二极管51的元件长度决定的谐振波长间隔更加狭窄的反射频带。由此，由于由激光二极管 51的两个端面的反射所规定的谐振模式仅选择一种模式，所以就能够 成为在单一模式下的振荡。
图10表示根据本发明的一个实施方式的半导体激光器模块的输出
频谱。如图10中所示，当利用分辨率10pm的光谱分析仪进行评价时， 就测定为中心波长X=1064nm下半值宽度约10pm的单一谱线。与图4 相比较时，不同之处在于，频谱的底部宽度，本实施方式为整体上更加 尖锐的频谱。
图11表示由电气频谱分析仪测定输出频谱的结果。规定激光二极 管51的背面(与FBG相反侧)与FBG55的间隔的光学长度为大约 2.4cm。因此，就呈现出在反射频带中以波长间隔23pm (大约6GHz) 反复反射峰值。但是，由于电气频谱分析仪的测定频带为0 2GHz，所 以就不能观测相当于此反射峰值下的模式。
而且，由于此波长间隔比FBG55的反射频带更加狭窄，所以就有 可能选择2种模式。但是，当一种模式与激光二极管51的两端面之间 的谐振模式一致时，则因振荡阈值变低所以也容易振荡。由此，通过充 分地将激光二极管51的前面(FBG侧)的反射率向0.1%以下降低，实 质上就能够在单一模式下进行振荡。
图12表示由标准器测定输出频谱的结果。无论是电气还是光学地 都能够观测半值宽度大约64MHz (0.24pm)的完全单一模式的频谱。 由于法布里/珀罗/标准器(FSR=8GHz、精细度=359)的分辨率为大约 23MHz，为大致相同程度的等级，所以认为实际线宽更加狭窄。
图13表示利用延迟自差法测定的输出频谱的结果。在延迟自差法 中，将半导体激光器模块的输出分为2路， 一路连接5km的光纤。另 一路连接AO (Acoust-Optical)调制器，使振荡频率偏差100MHz。通 过再次合成这样2个输出，当观测100MHz下产生的拍频(beat)光时， 就获得了大约300kHz线宽。
实施例1
图14表示根据本发明的实施例1的气体计量装置的结构。该装置 为将图7所示的气体计量装置中组合了波长转换装置的半导体激光器
1011和FBG15的光源替换成图9所示的半导体激光器模块71。相当于第 一激光器的半导体激光器12为DFB激光器，能够扫描波长。相当于第 二激光器的半导体激光器模块71，如上所述，由具有半值宽度250MHz 以下的单一光谱线宽度的非线性光学晶体构成，波长转换元件13的元 件长度为50mm、反转周期为28.4Wn，转换效率为40°/。/W。
从波长转换元件13发射的转换光C即中红外光用透镜25进行校 准、透过切割激励光A和信号光B的滤波器27之后，被分路为2个通 道。 一个光束透过未封入气体的基准单元20之后，用光接收器22测定 透射光强度。另一个光束透过封入甲烷气体(9Torr、 20cm)的气体单 元21之后，用光接收器23测定透射光强度。用运算装置标准化计算2 个光接收器22、 23的测定结果。再有，作为光接收器22、 23，采用PbSe 光导电元件。为了提高测定灵敏度，与现有技术相同之处在于，进行锁 定(lock in)检波。
图15表示利用实施例1的气体计量装置所获得的甲烷气体的吸收 线频谱。通过温度扫描半导体激光器12的谐振波长，由此以lpm刻痕 扫描波长lnm。与图8的现有气体计量装置相比较时，就能够明显分离、 观测20pm以下的频谱结构。定量地可知能够将分辨率改善大约25倍。
假设作为半导体激光器12使用的DFB激光器的振荡波长 a产1567nm)的位移为A^时，就产生转换光即中红外光波长人3的位 移A、。此时转换光的波长M由公式1确定a3=3314nm)。
1/人3=1/^-1/人2 (公式1)
这里，半导体激光器模块71的振荡波长^-1064nm。根据公式1， 转换光的波长位移A 、由公式2确定。 厶人3 A、x a3/、) 2 (公式2)
如果设A人产lpm，则可估计出AX3=4.5pm。因此，由于为了将反射 峰值判断为峰值需要大约5个测定点，所以分辨率就被限制于20pm。 如果能使半导体激光器12的波长比lpm刻痕更窄的话，则毫无疑问能 使中红外光的波长步进进一步变细，降低分辨率。
实施例2
图16表示根据本发明的实施例2的气体计量装置的结构。在图14所示的实施例1中的气体计量装置中，增加使用环境温度监视器72。
使用环境温度监视器72与驱动电路12a和温度控制电路12b连接，反 馈被测定光源的使用环境温度的信息。
图17表示在输出信号光的半导体激光器中的振荡波长的使用环境 温度依赖关系。作为半导体激光器12使用的DFB激光器的振荡波长 、产1567nm取决于内置的布拉格(Bragg)光栅。当使用环境温度范围 在15i: 45t:改变的情况下，就产生半导体激光器12的振荡波长位移 AX产-4pm。此时，根据公式3转换光的波长位移A^，在长波长侧可 估计为17.9pm。
△ X3 -AX2x 2 (公式3)
图18表示在输出激励光的半导体激光器模块中的振荡波长的使用 环境温度依赖关系。半导体激光器模块71的振荡波长X产1064nm取决 于FBG55。当使用环境温度范围在15。C 45t:改变的情况下，FBG55 的选择波长A人，在长波长侧变化仅0.21nm，基本上成线性比例。艮P， 因使用环境温度变化而对A人3的影响非常大。此时，由公式2给出转换 光的波长位移A^，在长波长侧可估计为2.04nm。 g卩，转换光的波长在 长波长侧偏移(2.04+0.0179) nm"2.06nm。
在此，当在图15所示的吸收频谱中应用此波长位移时，在-2.06nm 长波长侧，由于可改变光源的波长，所以会超过图15的标度范围。由 于，甲烷气体的吸收线频谱本身不变化，如果改变使用环境温度，就必 须改变DFB激光器的谐振波长^。因此，为了使光源的波长落入图15 的标度范围，根据公式4，可估计为DFB激光器的波长位移A 入2=0.429腦。
A人2 -A、x (、/、) 2 (公式4)
在使用环境温度为15"的情况下和45X:的情况下，就必须仅向短 波长侧移动DFB激光器的谐振波长429pm。由于作为半导体激光器12 使用的DFB激光器的温度系数为0.01nm/°C，所以就能够将半导体激光 器12的设定温度提高4.3"C。由此，就能够使气体计量装置的光源的波 长基本固定。如果评价结果落入标度范围内，就能够将气体固有的吸收 线波长频谱作为基准进行修正。此外，除输出信号光的DFB激光器的温度、通过改变设定电流，
就能够以10pm/mA的比例设定波长。根据此方法，与改变温度TC相 比，能够表现出改变设定电流lmA产生约1位的精细调整。
如此这样，即使在改变使用环境温度的情况下，通过从使用环境温 度监视器72对驱动电路12a或温度控制电路12b加反馈，就能并用、 改变驱动电流或设定温度。由此，就能够使来自气体计量装置的光源的 输出光的波长入3以固定的波长范围、稳定的功率进行扫描。
实施例3
图19表示根据本发明的实施例3的半导体激光器模块的结构。半 导体激光器模块由激光二极管91和形成了 FBG95的极化光纤96构成。 来自激光二极管91的发射光通过透镜92、 93,与内置于套管94内的 极化光纤96耦合。激光二极管91利用珀耳帖元件97保持在固定的温 度，FBG95通过珀耳帖元件99保持在固定的温度。
激光二极管91发射1064nm频段的激光束。FBG95与套管94 一起 被设置于模块的框体98内，激光二极管91和FBG95的间隔为2cm。 FBG95的反射频带为60pm、反射率为20%。如图18中所示，当使用 环境温度在15'C 45"C下改变时，振荡波长偏移仅0.21nm。因此，为 了能够只控制FBG95的温度，安装了珀耳帖元件99。
图20表示在输出激励光的半导体激光器中的振荡波长的使用环境 温度依赖关系。当使用环境温度在15"C 45'C改变的情况下，FBG95 的选择波长A^的变化仅为2pm，如果与图18进行比较，则能降低到 1/100。如此这样，即使使用环境温度发生变化的情况下，也能够在固 定的波长范围下测定吸收线频谱。
实施例4
图21表示根据本发明的实施例4的气体计量装置的结构。该装置 为，在图14中的气体计量装置中将图9中所示的半导体激光器模块71 替换为图19中所示的半导体激光器模块101。此外，在气体单元保持 装置lll、 112中分别保持基准单元20和气体单元21。利用气体单元 保持装置111、 112，进行光轴等的调整，也能够进行单元的转换。因 此，能够评价任意气体的吸收线频谱。实施例5
图22表示根据本发明的实施例5的气体计量装置的结构。为了测 定半导体激光器模块101的振荡波长，在半导体激光器模块101和光耦 合器14之间插入具有10: 1分路比的光耦合器121。在光耦合器121 的1/10分路侧，连接波长计123。此外，为了测定半导体激光器12的 振荡波长，在半导体激光器12和光耦合器14之间插入具有10: 1分路 比的光耦合器122。在光耦合器122的1/10分路侧，连接波长计124。
利用波长计123及波长计124，检测出来自希望波长的变化，并分 别反馈至驱动电路101a、温度控制电路101b、 101c以及驱动电路12a、 温度控制电路12b。由此，即使使用环境温度改变、半导体激光器模块 101、半导体激光器12的振荡波长改变，也能使驱动电流、设定温度改 变。其结果能够控制光源的输出使其为所希望的波长，能够在固定的波 长范围下测定吸收线频谱。
^ 23一表示根据本发明的实施例6的气体计量装置的结构。在半导 体激光器模块101和光耦合器14之间插入光开关133，连接已组合了 模拟多模式下工作的半导体激光器131和FBG132的光源。在模拟多模 式下，由于频带宽，所以分辨率变大。在改变使用环境温度的情况下， 由于可观测大的包络线，就能够预先测定伴随温度变化的光源波长的偏 移的程度如何。
例如，图24表示在某种环境下所测定的气体吸收线频谱。因为若 是原始的话，尽管应该得到图8所示的结果，但没有考虑环境温度的改 变，使用了输出激励光、信号光的半导体激光器。由于没有开发可直接 测定气体吸收线波长的测定器，所以参照HITRAN数据库，增加气体 吸收线波长的修正。认为图24中箭头标记所示的波长偏移大约0.3nm。 即，环境温度偏移约5t:，预计激励光的波长就会产生30pm左右的位 移。考虑此环境温度的变化，在用高分辨率的激光器101进行扫描的情 况下，通过基于公式4中的信号光波长偏差，就能够获得图15中所示 的结果。
根据使用环境温度，利用驱动电路101a或温度控制电路101b、101C，改变半导体激光器模块101的驱动电流或设定温度。由此，就能 够以固定波长范围、稳定的功率扫描来自气体计量装置的光源的输出光 的波长X3。
工业实用性
毫无疑问，假如代替半导体激光器模块71、 101采用可变波长光源， 虽然增大了气体计量装置，但能够扩大波长扫描宽度测定吸收频谱。在 本实施方式中，虽然评价了甲烷气体3.3^1频段的波长，但是如果例如
采用铌酸锂作为非线性光学晶体的话，就能够在此透明领域即0.35 5Pm频段中产生任意的波长的转换光。
在本实施方式的半导体激光器模块中，采用两个透镜并结合激光二 极管和FBG。但是，毫无疑问，即使通过不使用透镜数目、透镜的结 合方法(例如，采用半球状(hemispherically—ended)光纤、V沟槽等 的结合方法)，也能够实施。
权利要求
1. 一种光源，包括第一激光器，产生第一激光；第二激光器，产生第二激光；以及非线性光学晶体，输入上述第一激光和上述第二激光，并通过产生差频或产生和频来输出相干光，其特征在于，上述第二激光器内置衍射光栅，为能够扫描上述第二激光的波长的可变波长光源，上述第一激光器由半导体激光器和具有比由该半导体激光器的元件长度决定的谐振波长间隔更窄的反射频带的光纤光栅构成，上述第一激光具有半值宽度1MHz以下的单光谱线宽度。
2. 根据权利要求1所述的光源，其特征在于，还包括 监视器，测定使用环境温度；以及，温度控制电路，根据用该监视器测定出的使用环境温度，控制上述 第二激光器的设定温度。
3. 根据权利要求1所述的光源，其特征在于，还包括 监视器，测定使用环境温度；以及，驱动电路，根据用该监视器测定出的使用环境温度，控制上述第二 激光器的驱动电流。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的光源，其特征在于，上述第一激 光器还包括温度控制电路，控制上述光纤光栅的设定温度。
5. 根据权利要求1所述的光源，其特征在于，还包括波长计，测定从上述第一激光器输出的上述第一激光的波长；以及， 温度控制电路，根据用上述波长计测定出的波长，控制上述第二激 光器的设定温度，以使上述第一激光的波长成为所希望的波长。
6. 根据权利要求1所述的光源，其特征在于，还包括波长计，测定从上述第一激光器输出的上述第一激光的波长；以及， 驱动电路，根据用上述波长计测定出的波长，控制上述第二激光器 的驱动电流，以使上述第一激光的波长成为所希望的波长。
7. —种气体计量装置，其特征在于，包括根据权利要求1 6中所述的任意一种光源；分路从该光源输出的光束并使其透过基准单元和气体单元的装置;以及，光接收器，接收透过上述基准单元和上述气体单元的光束。
8. 根据权利要求7中所述的气体计量装置，其特征在于，包括单元保持装置，保持上述基准单元和上述气体单元。
全文摘要
本发明提供一种可实现半值宽度1MHz以下的单光谱线宽度且不受使用环境温度变化影响的光源。光源包括第一激光器(71)，产生第一激光；第二激光器(12)，产生第二激光；以及，非线性光学晶体(13)，输入第一激光和第二激光，并通过产生差频或和频来输出相干光。其中，第二激光器(12)内置衍射光栅，为能够扫描第二激光的波长的可变波长光源，第一激光器(71)由半导体激光器和具有比由半导体激光器的元件长度决定的谐振波长间隔更窄的反射频带的光纤光栅构成，第一激光具有半值宽度1MHz以下的单光谱线宽度。
文档编号G02F1/37GK101484850SQ20078002534
公开日2009年7月15日 申请日期2007年6月20日 优先权日2006年7月18日
发明者忠永修, 曲克明, 柳川勉, 梅木毅伺, 游部雅生, 西田好毅, 铃木博之 申请人:日本电信电话株式会社