JP3470669B2 - 光サンプリング波形測定方法及び光サンプリング波形測定装置 - Google Patents
光サンプリング波形測定方法及び光サンプリング波形測定装置Info
- Publication number
- JP3470669B2 JP3470669B2 JP2000003036A JP2000003036A JP3470669B2 JP 3470669 B2 JP3470669 B2 JP 3470669B2 JP 2000003036 A JP2000003036 A JP 2000003036A JP 2000003036 A JP2000003036 A JP 2000003036A JP 3470669 B2 JP3470669 B2 JP 3470669B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- measured
- signal
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
- H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
- H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
波形測定方法及び光サンプリング波形測定装置に関し、
詳しくは、光通信や光情報処理等に用いられる超高速の
光信号のパルスの波形を測定する光サンプリング波形測
定方法及び光サンプリング波形測定装置に関する。
の大容量化に伴って、光信号を複数の波長に分離して伝
送する波長多重方式の技術と共に、一波長当たりのデー
タ伝送レートを100Gb/sを超えるように高速化す
る技術の研究・開発が活発になされている。このような
状況の下では、安定でコヒーレントな超高速の光パルス
列を生成する技術と共に、これら超高速の光パルス列の
波形を十分な時間分解能を持って実時間で測定する技術
が必要となってきている。特に、ランダムビットデータ
で変調された光パルス列を直接測定するアイパタン測定
は、光伝送系の特性の評価には必要不可欠な技術であ
る。光パルス列を測定する技術としては、一般には、超
高速の光電気変換器と電気サンプリング・オシロスコー
プとを用いる方法がある。この方法を用いれば、アイパ
タン測定は可能であるが、現状では、測定可能な光信号
の周波数帯域がせいぜい40GHz程度であり、一波長
当たりのデータ伝送レートが40Gb/sを超える光パ
ルス列の波形を十分な時間分解能を持って実時間で測定
することは困難である。
ス列の測定技術として、従来から、光サンプリング波形
測定方法がある。この光サンプリング波形測定方法は、
測定すべき被測定光と、被測定光のパルス幅より十分狭
いパルス幅を有するサンプリング光とを非線形光学材料
に入射し、その非線形光学効果を利用して取り出した被
測定光とサンプリング光との強度相互相関光に基づいて
被測定光の波形を測定する方法であり、光領域で被測定
光をサンプリングすることができるため、十分な時間分
解能を持って繰り返し周波数が40Gb/sを超える超
高速の光パルス列の波形を実時間で測定することができ
る。
定方法を用いた従来の光サンプリング波形測定装置の構
成例を示すブロック図である。図6において、太い実線
は光信号の流れを示し、細い実線は電気信号の流れを示
している。この例の光サンプリング波形測定装置は、外
部装置61と光学的及び電気的に接続されており、駆動
信号発振器62と、サンプリング光源63と、非線形光
学材料64と、光学フィルタ65と、光検出器66と、
信号処理回路67と、表示器68とから概略構成されて
おり、例えば、特開平8−29814号公報や特開平9
−160082号公報にその概要が開示されている。
信号を発振する駆動信号発振器71と、駆動信号発振器
71によって駆動され、繰り返し周波数f0を有する被
測定光(図7(a)参照)を出射する被測定光源72と
から構成されている。駆動信号発振器62は、駆動信号
発振器71と電気的に接続され、周波数f0を有する駆
動信号と位相同期した周波数fsを有する駆動信号を発
振する。このように、駆動信号発振器62と駆動信号発
振器71とを電気的に接続しているのは、被測定光の位
相とサンプリング光の位相との同期をとることにより、
時間分解能低減の原因であるサンプリング光の各パルス
の対応する被測定光の各パルスに対する時間差δt(後
述)のゆらぎ(相互ジッタ)を低減させるためである。
これにより、原理的には、サンプリング光のパルス幅に
相当する時間分解能が得られる。サンプリング光源63
は、駆動信号発振器62によって駆動され、被測定光の
繰り返し周波数f0又はその整数分の1の周波数f0/
N(N:自然数)と僅かに異なる繰り返し周波数f
s(=f0/N−Δf)を有するサンプリング光(図7
(b)参照、N=1の場合)を出射する。
FG:Sum Frequency Generation)等の2次の非線形光
学効果を有するKTPその他の強誘電体結晶や、四光波
混合(FWM:Four Wave Mixing)等の3次の非線形光
学効果を有する半導体光増幅器や光ファイバその他の石
英系光導波路等からなり、被測定光の各パルスとサンプ
リング光の各パルスとの強度相互相関光(繰り返し周波
数fs)を出射する(図7(c)参照)。ここで、サン
プリング光の各パルスの対応する被測定光の各パルスに
対する時間差δtは、サンプリング時間に相当し、式
(1)で表される。
fsを1GHzとし、周波数差Δfを100kHzとす
ると、時間差δtは、式(1)より、0.1ps(ピコ
秒)となる。
景光である被測定光、サンプリング光、被測定光及びサ
ンプリング光の第2次高調波等を除去して、強度相互相
関光だけを通過させる。光検出器66は、光学フィルタ
65を通過した強度相互相関光を電気パルスに光電変換
する。この場合、光検出器66は、サンプリング光の繰
り返し周波数f s以上の周波数帯域を有していなければ
ならない。何故なら、表示器68にアイパタン(図7
(d)参照)を正確に表示するためには、図7(c)に
示す強度相互相関光の各パルスを隣接するパルスと干渉
することなく別個に光電変換する必要があるからであ
る。もっとも、例えば、被測定光の繰り返し周波数f0
が100GHzである場合でも、Nを1000に設定す
れば、サンプリング光の繰り返し周波数fsは約100
MHzとなるので、光検出器66の周波数帯域は、10
0MHzであれば良い。信号処理回路67は、サンプリ
ング光の繰り返し周波数(サンプリング周波数)fsと
同期して、光検出器66から供給される電気パルスのピ
ーク値、すなわち、図7(c)に示す黒丸に相当する値
を抽出した後、複数個の波形を周期1/NΔfで表示器
68の同一画面上に重ね書き表示することにより、図7
(d)に示すように、アイパタンを表示する。これによ
り、測定者は、表示器68に表示されたアイパタンの開
口度等により光伝送系の特性を評価することができる。
の光サンプリング波形測定装置においては、被測定光の
位相とサンプリング光の位相との同期をとるために、駆
動信号発振器62と駆動信号発振器71とを電気的に接
続しているが、例えば、外部装置61から出射され、数
kmの長さを有する光ファイバ等の光伝送路を介して伝
送された繰り返し周波数が40Gb/sを超える超高速
の被測定光のパルスの波形を実時間で測定する場合に
は、駆動信号発振器62と駆動信号発振器71とを数k
mの長さを有するケーブルを介して電気的に接続するこ
とは現実的ではない。何故なら、ケーブルを用いたので
は信号の減衰等により超高速の電気信号を長距離に亙っ
て伝送することができないからこそ、わざわざ電気信号
から光信号への変換、光伝送路を用いた光通信、光信号
から電気信号への変換という過程を経ているからであ
る。したがって、この場合には、被測定光の位相とサン
プリング光の位相との同期をとることができないため、
時間差δtのゆらぎ(相互ジッタ)が低減せず、時間分
解能が低減してしまうという問題があった。
もので、長距離の光伝送路を介して伝送された超高速の
被測定光のパルスの波形を十分な時間分解能を持って実
時間で測定することができる光サンプリング波形測定方
法及び光サンプリング波形測定装置を提供することを目
的としている。
に、請求項1記載の発明は、測定すべき被測定光と、該
被測定光のパルス幅より十分狭いパルス幅を有するサン
プリング光とを非線形光学材料に入射し、該非線形光学
材料から出射された前記被測定光と前記サンプリング光
との強度相互相関光に基づいて、前記被測定光の波形を
測定する光サンプリング波形測定方法に係り、前記被測
定光から前記被測定光と同期した光クロックを抽出する
第1の処理と、前記光クロックを光電変換して得られた
電気信号の周波数と常に一定の周波数差となる周波数を
有する駆動信号を生成する第2の処理と、前記駆動信号
に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波数と常に一定
の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数を有するサン
プリング光を生成する第3の処理とを有し、かつ、前記
第2の処理では、前記電気信号を分周して得られたオフ
セット信号と、前記電気信号と前記駆動信号とを混合し
て得られた差信号との位相差に基づいて、前記駆動信号
を生成することを特徴としている。
被測定光と、該被測定光のパルス幅より十分狭いパルス
幅を有するサンプリング光とを非線形光学材料に入射
し、該非線形光学材料から出射された前記被測定光と前
記サンプリング光との強度相互相関光に基づいて、前記
被測定光の波形を測定する光サンプリング波形測定方法
に係り、前記被測定光から前記被測定光と同期した光ク
ロックを抽出する第1の処理と、前記光クロックを光電
変換して得られた電気信号の周波数と常に一定の周波数
差となる周波数を有する駆動信号を生成する第2の処理
と、前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し
周波数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周
波数を有するサンプリング光を生成する第3の処理とを
有し、かつ、前記第2の処理では、前記電気信号を分周
して得られたオフセット信号と前記電気信号とを混合し
て得られた差信号と、前記駆動信号の位相差に基づい
て、前記駆動信号を生成することを特徴としている。
被測定光と、該被測定光のパルス幅より十分狭いパルス
幅を有するサンプリング光とを非線形光学材料に入射
し、該非線形光学材料から出射された前記被測定光と前
記サンプリング光との強度相互相関光に基づいて、前記
被測定光の波形を測定する光サンプリング波形測定方法
に係り、前記被測定光から前記被測定光と同期した光ク
ロックを抽出する第1の処理と、前記光クロックを光電
変換して得られた電気信号の周波数と常に一定の周波数
差となる周波数を有する駆動信号を生成する第2の処理
と、前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し
周波数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周
波数を有するサンプリング光を生成する第3の処理とを
有し、かつ、前記第2の処理では、前記電気信号を分周
して得られたオフセット信号と、前記駆動信号を分周し
て得られた電気信号との位相差に基づいて、前記駆動信
号を生成することを特徴としている。
2又は3記載の光サンプリング波形測定方法に係り、前
記第1の処理では、受動モード同期動作状態の受動モー
ド同期レーザに前記被測定光を入射することにより、前
記被測定光と同期した、前記被測定光の繰り返し周波数
の整数分の1の繰り返し周波数を有する光クロックを抽
出することを特徴としている。
載の光サンプリング波形測定方法に係り、前記受動モー
ド同期レーザが、受動モード同期半導体レーザであるこ
とを特徴としている。
2又は3記載の光サンプリング波形測定方法に係り、前
記駆動信号と同期して前記強度相互相関光を光電変換し
て得られた電気パルスのピーク値を抽出し、前記オフセ
ット信号をトリガとして前記電気パルスの複数個の波形
を重ね書き表示することにより、アイパタンを表示する
第4の処理を有することを特徴としている。
載の光サンプリング波形測定方法に係り、前記第4の処
理では、前記駆動信号を分周して得られた信号と同期し
て、前記電気パルスのピーク値を抽出することを特徴と
している。
被測定光と、該被測定光のパルス幅より十分狭いパルス
幅を有するサンプリング光とを非線形光学材料に入射
し、該非線形光学材料から出射された前記被測定光と前
記サンプリング光との強度相互相関光に基づいて、前記
被測定光の波形を測定する光サンプリング波形測定装置
に係り、前記被測定光から前記被測定光と同期した光ク
ロックを抽出する光クロック抽出器と、前記光クロック
を光電変換する第1の光検出器と、前記第1の光検出器
の出力信号の周波数と常に一定の周波数差となる周波数
を有する駆動信号を生成する位相同期ループ回路と、前
記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波数
と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数を
有するサンプリング光を生成するサンプリング光源とを
備えてなると共に、前記位相同期ループ回路は、前記電
気信号を分周してオフセット信号を出力する分周器と、
前記駆動信号を生成する電圧制御発振器と、前記電気信
号と前記駆動信号とを混合して差信号を出力するミキサ
と、前記オフセット信号と前記差信号との位相差に応じ
て生成した誤差信号に基づいて、前記駆動信号の周波数
を制御する位相比較器とを備えてなることを特徴として
いる。
被測定光と、該被測定光のパルス幅より十分狭いパルス
幅を有するサンプリング光とを非線形光学材料に入射
し、該非線形光学材料から出射された前記被測定光と前
記サンプリング光との強度相互相関光に基づいて、前記
被測定光の波形を測定する光サンプリング波形測定装置
に係り、前記被測定光から前記被測定光と同期した光ク
ロックを抽出する光クロック抽出器と、前記光クロック
を光電変換する第1の光検出器と、前記第1の光検出器
の出力信号の周波数と常に一定の周波数差となる周波数
を有する駆動信号を生成する位相同期ループ回路と、前
記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波数
と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数を
有するサンプリング光を生成するサンプリング光源とを
備えてなると共に、前記位相同期ループ回路は、前記電
気信号を分周してオフセット信号を出力する分周器と、
前記駆動信号を生成する電圧制御発振器と、前記電気信
号と前記オフセットとを混合して差信号を出力するミキ
サと、前記差信号と前記駆動信号の位相差に応じて生成
した誤差信号に基づいて、前記駆動信号の周波数を制御
する位相比較器とを備えてなることを特徴としている。
き被測定光と、該被測定光のパルス幅より十分狭いパル
ス幅を有するサンプリング光とを非線形光学材料に入射
し、該非線形光学材料から出射された前記被測定光と前
記サンプリング光との強度相互相関光に基づいて、前記
被測定光の波形を測定する光サンプリング波形測定装置
に係り、前記被測定光から前記被測定光と同期した光ク
ロックを抽出する光クロック抽出器と、前記光クロック
を光電変換する第1の光検出器と、前記第1の光検出器
の出力信号の周波数と常に一定の周波数差となる周波数
を有する駆動信号を生成する位相同期ループ回路と、前
記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波数
と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数を
有するサンプリング光を生成するサンプリング光源とを
備えてなると共に、前記位相同期ループ回路は、前記電
気信号を分周してオフセット信号を出力する第1の分周
器と、前記駆動信号を生成する電圧制御発振器と、前記
駆動信号を分周して分周信号を出力する第2の分周器
と、前記オフセット信号と前記分周信号の位相差に応じ
て生成した誤差信号に基づいて、前記駆動信号の周波数
を制御する位相比較器とを備えてなることを特徴として
いる。
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置に係
り、前記光クロック抽出器は、受動モード同期動作状態
において、入射された前記被測定光と同期した、前記被
測定光の繰り返し周波数の整数分の1の繰り返し周波数
を有する光クロックを出射する受動モード同期レーザを
有することを特徴としている。
1記載の光サンプリング波形測定装置に係り、前記受動
モード同期レーザが、受動モード同期半導体レーザであ
ることを特徴としている。
又は9記載の光サンプリング波形測定装置に係り、前記
分周器が、ECLからなることを特徴としている。
0記載の光サンプリング波形測定装置に係り、前記第1
及び第2の分周器が、ECLからなることを特徴として
いる。
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置に係
り、前記強度相互相関光を光電変換して電気パルスを出
力する第2の光検出器と、前記駆動信号と同期して前記
電気パルスのピーク値を抽出し、前記オフセット信号を
トリガとして前記電気パルスの複数個の波形を重ね書き
表示することにより、アイパタンを表示する波形表示手
段とを備えてなることを特徴としている。
5記載の光サンプリング波形測定装置に係り、前記波形
表示手段が、前記駆動信号を分周して得られた信号と同
期して、前記電気パルスのピーク値を抽出することを特
徴としている。
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置に係
り、前記サンプリング光源から出射されたサンプリング
光の分散を補償する分散補償器を備えてなることを特徴
としている。
7記載の光サンプリング波形測定装置に係り、前記分散
補償器が、分散補償光ファイバからなることを特徴とし
ている。
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置に係
り、前記被測定光の偏光状態を前記非線形光学材料に対
して最適に調整して前記非線形光学材料に入射する第1
の偏光制御器と、前記サンプリング光の偏光状態を前記
非線形光学材料に対して最適に調整して前記非線形光学
材料に入射する第2の偏光制御器とを備えてなることを
特徴としている。
9記載の光サンプリング波形測定装置に係り、前記第1
の偏光制御器から出射された被測定光と、前記第2の偏
光制御器から出射されたサンプリング光とを結合器で合
波して前記非線形光学材料に入射する結合器を備えてな
ることを特徴としている。
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置に係
り、前記被測定光を増幅する第1の光増幅器と、前記サ
ンプリング光を増幅する第2の光増幅器とを備えてなる
ことを特徴としている。
1記載の光サンプリング波形測定装置に係り、前記第1
及び第2の光増幅器は、希土類元素が添加された光ファ
イバ増幅器又は半導体光増幅器からなることを特徴とし
ている。
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置に係
り、前記強度相互相関光を増幅する光増幅器を備えてな
ることを特徴としている。
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置に係
り、前記第1の光検出器の出力信号を増幅する増幅器を
備えてなることを特徴としている。
介して伝送された超高速の被測定光のパルスの波形であ
っても、十分な時間分解能を持って実時間で測定するこ
とができる。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 A.第1の実施例 まず、この発明の第1の実施例について説明する。図1
は、この発明の第1の実施例である光サンプリング波形
測定装置の構成を示すブロック図である。図1におい
て、太い実線は光信号の流れを示し、細い実線は電気信
号の流れを示している。この例の光サンプリング波形測
定装置は、光クロック抽出器1と、光検出器2と、バン
ドパスフィルタ(以下、BPFという)3と、位相同期
ループ(PLL: Phase Locked Loop)回路4と、サン
プリング光源5と、非線形光学材料6と、光学フィルタ
7と、光検出器8と、信号処理回路9と、表示器10と
から概略構成されている。
から光ファイバ等の長距離の光伝送路を介して伝送され
た繰り返し周波数f0を有する被測定光の一部が分岐さ
れて入射され、被測定光と同期した繰り返し周波数f0
/Nを有する光クロックを発生する。ここで、図2に光
クロック抽出器1の構成の一例を示す。この例の光クロ
ック抽出器1は、アイソレータ11と、レンズ12と、
受動モード同期半導体レーザ13と、バイアス電源14
と、直流電源15と、レンズ16と、アイソレータ17
とから概略構成されている。受動モード同期半導体レー
ザ13の、共振器長をLとし、群速度分散を含んだ屈折
率をnとし、受動モード同期動作における繰り返し周波
数をfMとすると共に、真空中の高速をcとした場合、
繰り返し周波数fMは、式(2)で表される。
満足するように共振器長Lを設定すると共に、受動モー
ド同期半導体レーザ13の可飽和吸収領域13aにバイ
アス電源14により逆バイアスを印加し、利得領域13
bに直流電源15により順電流を注入すると、受動モー
ド同期半導体レーザ13が受動モード同期動作する。
り返し周波数f0を有する被測定光の一部をアイソレー
タ11及びレンズ12を介して受動モード同期半導体レ
ーザ13に入射すると、可飽和吸収領域13aが周波数
f0で変調されて、モード同期周波数が被測定光の繰り
返し周波数f0の整数分の1であるf0/Nに引き込ま
れるので、レンズ16及びアイソレータ17を介して被
測定光と同期した繰り返し周波数f0/Nを有する光ク
ロックが出射される。この場合に増加するジッタの量
は、光クロック抽出器1の動作条件を適切に設定するこ
とにより、fs(フェムト秒)の範囲となり、無視でき
るほど小さい。
ク抽出器1から出射された光クロックを電気信号に光電
変換する。BPF3は、光検出器2から供給される電気
信号のうち、周波数f0/N近傍の周波数を有する電気
信号のみを通過させ、周波数f0/Nを有する正弦波信
号として出力する。
正弦波信号の周波数と常に一定の周波数差Δfとなる周
波数fsを有する駆動信号と、周波数Δfを有するオフ
セット信号とを生成して出力する。ここで、図3にPL
L回路4の構成の一例を示す。この例のPLL回路4
は、ミキサ21と、ローパスフィルタ(以下、LPFと
いう)22と、分周器23と、位相比較器24と、電圧
制御発振器(VCO)25とから概略構成されている。
ミキサ21は、BPF3から供給された周波数f0/N
を有する正弦波信号の一部と、VCO25から供給され
た周波数fs(=f0/N−Δf)を有する駆動信号と
を混合して周波数(f0/N−fs)を有する差信号、
周波数(f0/N+fs)を有する和信号及びこれらの
高調波信号を出力する。LPF22は、ミキサ21から
供給された信号のうち、周波数(f0/N−fs)を有
する差信号だけを通過させる。分周器23は、例えば、
ECL(Emitter Coupled Logic)等の超高速動作が可
能なデジタル論理回路からなり、BPF3から供給され
た周波数f0/Nを有する正弦波信号の一部をM(M:
自然数)分の1に分周して周波数Δf(=f0/N/
M)を有するオフセット信号を出力する。このように、
分周器23として、ECL等の超高速動作が可能なデジ
タル論理回路を用いているので、オフセット信号の立ち
上がり時間は短く、オフセット信号の揺らぎは小さい。
したがって、このオフセット信号をトリガとして用いて
いる表示器10にアイパタンが鮮明に表示されるため、
光サンプリング波形測定装置の時間分解能が向上する。
位相比較器24は、周波数(f0/N−fs)を有する
差信号の位相と、周波数Δfを有するオフセット信号の
位相とを比較し、その位相差に応じた誤差信号を出力す
る。VCO25は、位相比較器24から供給された誤差
信号の電圧に応じて、その周波数が常に周波数fs(=
f0/N−Δf)に制御された駆動信号を発振してミキ
サ21及び信号処理回路9に供給する。
PLL回路4から供給された駆動信号に基づいて、被測
定光の繰り返し周波数f0又はその整数分の1の周波数
f0/Nと僅かに異なる繰り返し周波数fs(=f0/
N−Δf)を有するパルス幅の狭いサンプリング光を出
射する。サンプリング光源5としては、例えば、モード
同期半導体レーザ等のファブリペロー共振器型モード同
期レーザ、光ファイバレーザ等のリング共振器型モード
同期レーザ、利得スイッチング半導体レーザなどを挙げ
ることができる。なお、これらのレーザの詳細について
は、上記した特開平8−29814号公報や特開平9−
160082号公報を参照されたい。
線形光学効果を有するKTPその他の強誘電体結晶や、
FWM等の3次の非線形光学効果を有する光ファイバそ
の他の石英系光導波路、半導体光増幅器等からなり、被
測定光の各パルスとサンプリング光の各パルスとの強度
相互相関光(繰り返し周波数fs)を出射する。被測定
光の光周波数をνsigとし、サンプリング光の光周波
数をνsmpとすると、2次の非線形光学効果を有する
非線形光学材料6を用いた場合には、非線形光学材料6
において、式(4)に示す光周波数νsumを有する和
周波光又は式(5)に示す光周波数νdefを有する差
周波光が発生して強度相互相関光として出射され、3次
の非線形光学効果を有する非線形光学材料6を用いた場
合には、非線形光学材料6において、式(6)に示す光
周波数νfwmを有する四波混合光が発生して強度相互
相関光として出射される。
光である被測定光、サンプリング光、被測定光及びサン
プリング光の第2次高調波等を除去して、強度相互相関
光だけを通過させる。光検出器8は、光学フィルタ7を
通過した強度相互相関光を電気パルスに光電変換する。
この場合、光検出器8は、[従来の技術]において説明
したように、サンプリング光の繰り返し周波数fs以上
の周波数帯域を有していなければならない。信号処理回
路9は、PLL回路4から供給されるサンプリング光の
繰り返し周波数(サンプリング周波数)fsを有する駆
動信号と同期して、光検出器8から供給される電気パル
スのピーク値、すなわち、図7(c)に示す黒丸に相当
する値を抽出した後、PLL回路4から供給された周波
数Δfを有するオフセット信号をトリガとして用いて、
複数個の波形を周期1/NΔfで表示器10の同一画面
上に重ね書き表示することにより、図7(d)に示すよ
うに、アイパタンを表示する。
装置の動作について説明する。まず、図示せぬ外部装置
から光ファイバ等の長距離の光伝送路を介して伝送され
た繰り返し周波数f0を有する被測定光(図7(a)参
照)の一部が光クロック抽出器1に入射するので、光ク
ロック抽出器1からは被測定光と同期した繰り返し周波
数f0/Nを有する光クロックが出射される。次に、光
クロック抽出器1から出射された光クロックが光検出器
2において電気信号に光電変換されるので、その電気信
号のうち、周波数f0/Nを有する正弦波信号だけがB
PF3を通過してPLL回路4に供給される。
は、PLL回路4において、その一部が分周器23にお
いてM分の1に分周され、周波数Δfを有するオフセッ
ト信号として出力されて、位相比較器24に供給される
と共に、表示器10にトリガとして供給される。一方、
周波数f0/Nを有する正弦波信号の他の一部は、ミキ
サ21においてVCO25から供給された周波数fsを
有する駆動信号と混合されるので、ミキサ21からは周
波数(f0/N−fs)を有する差信号、周波数(f0
/N+f s)を有する和信号及びこれらの高調波信号が
出力される。これらの信号のうち、周波数(f0/N−
fs)を有する差信号だけがLPF22を通過した後、
位相比較器24において、その位相と、周波数Δfを有
するオフセット信号の位相とが比較され、位相比較器2
4からはその位相差に応じた誤差信号が出力される。こ
れにより、VCO25において、位相比較器24から供
給された誤差信号の電圧に応じて、その周波数が常に周
波数fsに制御された駆動信号が発振される。
数Δf(=f0/N/M)を有するオフセット信号は、
繰り返し周波数f0を有する被測定光と同期した繰り返
し周波数f0/Nを有する光クロックを光電変換して得
られた周波数f0/Nを有する正弦波信号を分周したも
のであるため、被測定光と同期している。したがって、
VCO25から出力される駆動信号の周波数が常に周波
数fs(=f0/N−Δf)に制御されるならば、周波
数fsを有する駆動信号の位相と繰り返し周波数f0を
有する被測定光の位相とは、常に同期していることにな
る。
返し周波数f0を有する被測定光の位相と常に同期して
いる駆動信号がサンプリング光源5に供給されるので、
サンプリング光源5からは、繰り返し周波数fsを有す
るパルス幅の狭いサンプリング光(図7(b)参照)が
出射され、非線形光学材料6に入射される。一方、図示
せぬ外部装置から光ファイバ等の長距離の光伝送路を介
して伝送された繰り返し周波数f0を有する被測定光の
他の一部も非線形光学材料6に入射される。これによ
り、非線形光学材料6から被測定光の各パルスとサンプ
リング光の各パルスとの強度相互相関光(図7(c)参
照)が出射され、光学フィルタ7を通過した後、光検出
器8において電気パルスに光電変換される。次に、光検
出器8から出力された電気パルスは、信号処理回路9に
おいて、信号処理され、そのピーク値、すなわち、図7
(c)に示す黒丸に相当する値が抽出された後、PLL
回路4から供給された周波数Δfを有するオフセット信
号がトリガとして用いられて、複数個の波形が周期1/
NΔfで表示器10の同一画面上に重ね書き表示され、
図7(d)に示すように、アイパタンとして表示され
る。これにより、測定者は、表示器10に表示されたア
イパタンの開口度等により光伝送系の特性を評価するこ
とができる。
の光サンプリング波形測定装置のように、外部装置61
に設けられた駆動信号発振器71と光サンプリング波形
測定装置に設けられた駆動信号発振器62とを電気的に
接続することなく、PLL回路4において、繰り返し周
波数f0を有する被測定光からその被測定光と互いの位
相が同期した周波数fsを有する駆動信号を生成し、そ
の駆動信号に基づいて、サンプリング光源5において、
繰り返し周波数fsを有するサンプリング光を生成して
いる。したがって、たとえ、数kmの長さを有する光フ
ァイバ等の光伝送路を介して伝送された繰り返し周波数
が40Gb/sを超える超高速の被測定光のパルスの波
形を実時間で測定する場合であっても、被測定光の位相
とサンプリング光の位相との同期をとることができるた
め、時間差δtのゆらぎ(相互ジッタ)を低減させるこ
とができ、時間分解能を向上させることができる。
第2の実施例においては、図1に示す光サンプリング波
形測定装置の構成のうち、PLL回路4に代えて、図4
に示すPLL回路31を設けたことを特徴としている。
この例のPLL回路31は、分周器32と、ミキサ33
と、BPF34と、位相比較器35と、VCO36とか
ら概略構成されている。分周器32は、例えば、ECL
等の超高速動作が可能なデジタル論理回路からなり、B
PF3から供給された周波数f0/Nを有する正弦波信
号の一部をM(M:自然数)分の1に分周して周波数Δ
f(=f0/N/M)を有するオフセット信号を出力す
る。ミキサ33は、BPF3から供給された周波数f0
/Nを有する正弦波信号の一部と、分周器32から供給
された周波数Δfを有するオフセット信号とを混合して
周波数(f0/N−Δf)を有する差信号、周波数(f
0/N+Δf)を有する和信号及びこれらの高調波信号
を出力する。BPF34は、ミキサ33から供給された
信号のうち、周波数(f0/N−Δf)を有する差信号
だけを通過させる。位相比較器35は、BPF34から
供給された周波数(f0/N−Δf)を有する差信号の
位相と、VCO36から供給された周波数fs(=f0
/N−Δf)を有する駆動信号の位相とを比較し、その
位相差に応じた誤差信号を出力する。VCO36は、位
相比較器35から供給された誤差信号の電圧に応じて、
その周波数が常に周波数fs(=f0/N−Δf)に制
御された駆動信号を発振して位相比較器35及び信号処
理回路9に供給する。
ついて説明する。まず、周波数f0/Nを有する正弦波
信号は、その一部が分周器32においてM分の1に分周
され、周波数Δfを有するオフセット信号として出力さ
れて、ミキサ33に供給されると共に、表示器10にト
リガとして供給される。一方、周波数f0/Nを有する
正弦波信号の他の一部は、ミキサ33において分周器3
2から供給された周波数Δfを有するオフセット信号と
混合されるので、ミキサ33からは周波数(f0/N−
Δf)を有する差信号、周波数(f0/N+Δf)を有
する和信号及びこれらの高調波信号が出力される。これ
らの信号のうち、周波数(f0/N−Δf)を有する差
信号だけがBPF34を通過した後、位相比較器35に
おいて、その位相と、周波数fsを有する駆動信号の位
相とが比較され、位相比較器35からはその位相差に応
じた誤差信号が出力される。これにより、VCO36に
おいて、位相比較器35から供給された誤差信号の電圧
に応じて、その周波数が常に周波数fsに制御された駆
動信号が発振される。
f0/N/M)を有するオフセット信号は、繰り返し周
波数f0を有する被測定光と同期した繰り返し周波数f
0/Nを有する光クロックを光電変換して得られた周波
数f0/Nを有する正弦波信号を分周したものであるた
め、被測定光と同期している。したがって、VCO36
から出力される駆動信号の周波数が常に周波数fs(=
f0/N−Δf)に制御されるならば、周波数fsを有
する駆動信号の位相と繰り返し周波数f0を有する被測
定光の位相とは、常に同期していることになる。このよ
うに、この例の構成によれば、上記した第1の実施例と
略同様の効果を得ることができる。
第3の実施例においては、図1に示す光サンプリング波
形測定装置の構成のうち、PLL回路4に代えて、図5
に示すPLL回路41を設けたことを特徴としている。
この例のPLL回路41は、分周器42及び43と、位
相比較器44と、VCO45とから概略構成されてい
る。分周器42は、例えば、ECL等の超高速動作が可
能なデジタル論理回路からなり、BPF3から供給され
た周波数f0/Nを有する正弦波信号をM(M:自然
数)分の1に分周して周波数Δf(=f0/N/M)を
有するオフセット信号を出力する。分周器43は、例え
ば、ECL等の超高速動作が可能なデジタル論理回路か
らなり、VCO45から供給された周波数fs(=f0
/N−Δf)を有する駆動信号をK(K:自然数)分の
1に分周して周波数fs/Kを有する第2駆動信号を出
力する。なお、分周係数MとKとは、周波数Δf(=f
0/N/M)と周波数fs/Kとが等しい値となるよう
に設定する。位相比較器44は、分周器42から供給さ
れた周波数Δf(=f0/N/M)を有するオフセット
信号の位相と、分周器43から供給された周波数fs/
Kを有する第2駆動信号の位相とを比較し、その位相差
に応じた誤差信号を出力する。VCO45は、位相比較
器44から供給された誤差信号の電圧に応じて、その周
波数が常に周波数fs(=f0/N−Δf)に制御され
た駆動信号を発振して分周器43及び信号処理回路9に
供給する。
ついて説明する。まず、周波数f0/Nを有する正弦波
信号は、分周器42においてM分の1に分周され、周波
数Δfを有するオフセット信号として出力されて、位相
比較器44に供給されると共に、表示器10にトリガと
して供給される。一方、VCO45から供給された周波
数fsを有する駆動信号は、分周器43においてK分の
1に分周され、周波数fs/Kを有する第2駆動信号と
して出力され、位相比較器44において、その位相と、
周波数Δfを有するオフセット信号の位相とが比較さ
れ、位相比較器44からはその位相差に応じた誤差信号
が出力される。これにより、VCO45において、位相
比較器44から供給された誤差信号の電圧に応じて、そ
の周波数が常に周波数fsに制御された駆動信号が発振
される。
f0/N/M)を有するオフセット信号は、繰り返し周
波数f0を有する被測定光と同期した繰り返し周波数f
0/Nを有する光クロックを光電変換して得られた周波
数f0/Nを有する正弦波信号を分周したものであるた
め、被測定光と同期している。したがって、VCO45
から出力される駆動信号の周波数が常に周波数fs(=
f0/N−Δf)に制御されるならば、周波数fsを有
する駆動信号の位相と繰り返し周波数f0を有する被測
定光の位相とは、常に同期していることになる。このよ
うに、この例の構成によれば、上記した第1及び第2の
実施例と略同様の効果を得ることができると共に、ミキ
サ、LPF又はBPFを設ける必要がないため、簡単に
構成することができるという効果が得られる。
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
の各実施例においては、サンプリング光源5から出射さ
れたサンプリング光を直接非線形光学材料6に入射する
例を示したが、これに限定されず、サンプリング光源5
から出射されたサンプリング光の時間軸上のパルス幅が
広い場合には、光サンプリング波形測定装置の時間分解
能を低減させてしまう虞があるため、サンプリング光源
5と分散補償光ファイバ等の分散補償器とを組み合わせ
ることによってサンプリング光の時間軸上のパルス幅を
狭めるようにしても良い。これにより、光サンプリング
波形測定装置の時間分解能を向上させることができる。
また、上述の各実施例においては、被測定光の一部及び
サンプリング光を直接非線形光学材料6に入射する例を
示したが、これに限定されず、非線形光学材料6の非線
形光学効果によって発生する強度相互相関光の強度が非
線形光学材料6に入射される入射光の偏波に大きく依存
するため、それぞれ偏光制御器によって被測定光の一部
及びサンプリング光のそれぞれの偏光状態を非線形光学
材料6に対して最適に調整した後に非線形光学材料6に
入射するように構成しても良い。これにより、強度相互
相関光の光強度が上がるので、光サンプリング波形測定
装置の測定感度を上げることができる。この場合、各偏
光制御器から出射された被測定光の一部とサンプリング
光とを結合器で合波した後、非線形光学材料6に入射す
るように構成しても良い。
光の一部及びサンプリング光を直接非線形光学材料6に
入射する例を示したが、これに限定されない。非線形光
学材料6として、SFG等の2次の非線形光学効果を有
するものを用いた場合には、非線形光学材料6から出射
される強度相互相関光の光強度は、被測定光の光強度及
びサンプリング光の光強度に比例し、非線形光学材料6
として、3次の非線形光学効果を有するものを用いた場
合には、強度相互相関光の光強度は、被測定光の光強度
及びサンプリング光の光強度の二乗に比例しているの
で、強度相互相関光の光強度を上げて光サンプリング波
形測定装置の測定感度を上げるために、被測定光の一部
及びサンプリング光をそれぞれ増幅した後に非線形光学
材料6に入射するように構成しても良い。被測定光の一
部及びサンプリング光の波長が、例えば、1.3μm又
は1.5μm帯である場合には、希土類元素が添加され
た光ファイバ増幅器や半導体光増幅器を用いて被測定光
の一部及びサンプリング光を増幅すれば良い。この場
合、増幅器からは増幅された自然放出光などの不要な成
分も出射されるので、増幅された被測定光の一部及びサ
ンプリング光だけを通過させる光BPFを用いると良
い。また、光サンプリング波形測定装置の測定感度を上
げるためには、強度相互相関光自体を増幅しても良い
し、光検出器2から出力される電気信号を増幅しても良
い。
ック抽出器1を構成する受動モード同期レーザとして受
動モード同期半導体レーザ13を用いる例を示したが、
これに限定されず、他の構成の受動モード同期レーザを
用いても略同様の効果を得ることができる。また、上述
の各実施例においては、信号処理回路9は、PLL回路
4から供給される周波数fsを有する駆動信号をそのま
まサンプリングに用いる例を示したが、これに限定され
ず、分周器を設けて周波数fsを有する駆動信号を整数
分の1に分周し、分周された信号をサンプリングに用い
るように構成しても良い。例えば、分周器により周波数
fsを有する駆動信号を10分の1に分周すると、図7
(c)に示す黒丸に相当する値のうち、10個に1個の
割合で抽出される。このようにサンプリングレートを遅
くすることにより、信号処理回路において、アナログ信
号からデジタルデータへ変換する処理にかかる負担を低
減することができる。
明を、数kmの長さを有する光ファイバ等の光伝送路を
介して伝送された繰り返し周波数が40Gb/sを超え
る超高速の被測定光のパルスの波形を実時間で測定する
場合に適用する例を示したが、これに限定されない。こ
の発明は、外部装置と光サンプリング波形測定装置とが
比較的短い光伝送路を介して接続されている場合や、繰
り返し周波数が40Gb/s以下の被測定光のパルスの
波形を実時間で測定する場合にも、適用できることは言
うまでもない。
よれば、被測定光に基づいて、被測定光の繰り返し周波
数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数
を有するサンプリング光を生成しているので、長距離の
光伝送路を介して伝送された超高速の被測定光のパルス
の波形であっても、十分な時間分解能を持って実時間で
測定することができる。また、この発明の別の構成によ
れば、電気信号を分周して得られたオフセット信号と、
駆動信号を分周して得られた電気信号との位相差に基づ
いて、駆動信号を生成しているので、装置を簡単に構成
することができる。また、この発明の別の構成によれ
ば、駆動信号を分周して得られた信号と同期して、電気
パルスのピーク値を抽出しているので、アナログ信号か
らデジタルデータへ変換する信号処理にかかる負担を低
減することができる。また、この発明の別の構成によれ
ば、サンプリング光源から出射されたサンプリング光の
分散を補償する分散補償器を備えているので、サンプリ
ング光の時間軸上のパルス幅が狭められ、時間分解能を
向上させることができる。また、この発明の別の構成に
よれば、分周器、第1及び第2の分周器は、ECLから
なるので、時間分解能を向上させることができる。ま
た、この発明の別の構成によれば、第1及び第2の偏光
制御器を備えているので、強度相互相関光の光強度が上
がり、測定感度を上げることができる。また、この発明
の別の構成によれば、第1及び第2の光増幅器を備えて
いるので、強度相互相関光の光強度が上がり、測定感度
を上げることができる。また、この発明の別の構成によ
れば、強度相互相関光を増幅する光増幅器を備えている
ので、強度相互相関光の光強度が上がり、測定感度を上
げることができる。また、この発明の別の構成によれ
ば、第1の光検出器の出力信号を増幅する増幅器を備え
ているので、測定感度を上げることができる。
波形測定装置の構成を示すブロック図である。
例を示す概略図である。
すブロック図である。
波形測定装置を構成するPLL回路の構成の一例を示す
ブロック図である。
波形測定装置を構成するPLL回路の構成の一例を示す
ブロック図である。
示すブロック図である。
段) 2 光検出器(サンプリング光生成手段、第1
の光検出器) 3 BPF(バンドパスフィルタ、サンプリン
グ光生成手段) 4,31,41 PLL回路(サンプリング光生成手
段) 5 サンプリング光源(サンプリング光生成手
段) 6 非線形光学材料 7 光学フィルタ(サンプリング光生成手段) 8 光検出器(第2の光検出器) 9 信号処理回路(波形表示手段) 10 表示器(波形表示手段) 11,17 アイソレータ 12,16 レンズ 13 受動モード同期半導体レーザ(受動モード
同期レーザ) 13a 可飽和吸収領域 13b 利得領域 14 バイアス電源 15 直流電源 21,33 ミキサ 22 LPF(ローパスフィルタ) 23,32 分周器 24,35,44 位相比較器 25,36,45 VCO(電圧制御発振器) 34 BPF(バンドパスフィルタ) 42 分周器(第1の分周器) 43 分周器(第2の分周器) 61 外部装置 62,71 駆動信号発振器 63 サンプリング光源 64 非線形光学材料 65 光学フィルタ 66 光検出器 67 信号処理回路 68 表示器 72 被測定光源
Claims (24)
- 【請求項1】 測定すべき被測定光と、該被測定光のパ
ルス幅より十分狭いパルス幅を有するサンプリング光と
を非線形光学材料に入射し、該非線形光学材料から出射
された前記被測定光と前記サンプリング光との強度相互
相関光に基づいて、前記被測定光の波形を測定する光サ
ンプリング波形測定方法であって、 前記被測定光から前記被測定光と同期した光クロックを
抽出する第1の処理と、 前記光クロックを光電変換して得られた電気信号の周波
数と常に一定の周波数差となる周波数を有する駆動信号
を生成する第2の処理と、 前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波
数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数
を有するサンプリング光を生成する第3の処理とを有
し、かつ、前記第2の処理では、前記電気信号を分周して得られた
オフセット信号と、前記電気信号と前記駆動信号とを混
合して得られた差信号との位相差に基づいて、前記駆動
信号を生成する ことを特徴とする光サンプリング波形測
定方法。 - 【請求項2】 測定すべき被測定光と、該被測定光のパ
ルス幅より十分狭いパルス幅を有するサンプリング光と
を非線形光学材料に入射し、該非線形光学材料から出射
された前記被測定光と前記サンプリング光との強度相互
相関光に基づいて、前記被測定光の波形を測定する光サ
ンプリング波形測定方法であって、 前記被測定光から前記被測定光と同期した光クロックを
抽出する第1の処理と、 前記光クロックを光電変換して得られた電気信号の周波
数と常に一定の周波数差となる周波数を有する駆動信号
を生成する第2の処理と、 前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波
数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数
を有するサンプリング光を生成する第3の処理とを有
し、かつ、前記第2の処理では、前記電気信号を分周して得られた
オフセット信号と前記電気信号とを混合して得られた差
信号と、前記駆動信号の位相差に基づいて、前記駆動信
号を生成する ことを特徴とする光サンプリング波形測定
方法。 - 【請求項3】 測定すべき被測定光と、該被測定光のパ
ルス幅より十分狭いパルス幅を有するサンプリング光と
を非線形光学材料に入射し、該非線形光学材料から出射
された前記被測定光と前記サンプリング光との強度相互
相関光に基づいて、前記被測定光の波形を測定する光サ
ンプリング波形測定方法であって、 前記被測定光から前記被測定光と同期した光クロックを
抽出する第1の処理と、 前記光クロックを光電変換して得られた電気信号の周波
数と常に一定の周波数差となる周波数を有する駆動信号
を生成する第2の処理と、 前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波
数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数
を有するサンプリング光を生成する第3の処理とを有
し、かつ、前記第2の処理では、前記電気信号を分周して得られた
オフセット信号と、前記駆動信号を分周して得られた電
気信号との位相差に基づいて、前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする光サンプリング波形測定方法。 - 【請求項4】 前記第1の処理では、受動モード同期動
作状態の受動モード同期レーザに前記被測定光を入射す
ることにより、前記被測定光と同期した、前記被測定光
の繰り返し周波数の整数分の1の繰り返し周波数を有す
る光クロックを抽出することを特徴とする請求項1、2
又は3記載の光サンプリング波形測定方法。 - 【請求項5】 前記受動モード同期レーザは、受動モー
ド同期半導体レーザであることを特徴とする請求項4記
載の光サンプリング波形測定方法。 - 【請求項6】 前記駆動信号と同期して前記強度相互相
関光を光電変換して得られた電気パルスのピーク値を抽
出し、前記オフセット信号をトリガとして前記電気パル
スの複数個の波形を重ね書き表示することにより、アイ
パタンを表示する第4の処理を有することを特徴とする
請求項1、2又は3記載の光サンプリング波形測定方
法。 - 【請求項7】 前記第4の処理では、前記駆動信号を分
周して得られた信号と同期して、前記電気パルスのピー
ク値を抽出することを特徴とする請求項6記載の光サン
プリング波形測定方法。 - 【請求項8】 測定すべき被測定光と、該被測定光のパ
ルス幅より十分狭いパルス幅を有するサンプリング光と
を非線形光学材料に入射し、該非線形光学材料から出射
された前記被測定光と前記サンプリング光との強度相互
相関光に基づいて、前記被測定光の波形を測定する光サ
ンプリング波形測定装置であって、 前記被測定光から前記被測定光と同期した光クロックを
抽出する光クロック抽出器と、 前記光クロックを光電変換する第1の光検出器と、 前記第1の光検出器の出力信号の周波数と常に一定の周
波数差となる周波数を有する駆動信号を生成する位相同
期ループ回路と、 前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波
数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数
を有するサンプリング光を生成するサンプリング光源と
を備えてなると共に、前記位相同期ループ回路は、前記電気信号を分周してオ
フセット信号を出力する分周器と、前記駆動信号を生成
する電圧制御発振器と、前記電気信号と前記駆動信号と
を混合して差信号を出力するミキサと、前記オフセット
信号と前記差信号との位相差に応じて生成した誤差信号
に基づいて、前記駆動信号の周波数を制御する位相比較
器とを備えてなる ことを特徴とする光サンプリング波形
測定装置。 - 【請求項9】 測定すべき被測定光と、該被測定光のパ
ルス幅より十分狭いパルス幅を有するサンプリング光と
を非線形光学材料に入射し、該非線形光学材料から出射
された前記被測定光と前記サンプリング光との強度相互
相関光に基づいて、前記被測定光の波形を測定する光サ
ンプリング波形測定装置であって、 前記被測定光から前記被測定光と同期した光クロックを
抽出する光クロック抽出器と、 前記光クロックを光電変換する第1の光検出器と、 前記第1の光検出器の出力信号の周波数と常に一定の周
波数差となる周波数を有する駆動信号を生成する位相同
期ループ回路と、 前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波
数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数
を有するサンプリング光を生成するサンプリング光源と
を備えてなると共に、前記位相同期ループ回路は、前記電気信号を分周してオ
フセット信号を出力する分周器と、前記駆動信号を生成
する電圧制御発振器と、前記電気信号と前記オフセット
とを混合して差信号を出力するミキサと、前記差信号と
前記駆動信号の位相差に応じて生成した誤差信号に基づ
いて、前記駆動信号の周波数を制御する位相比較器とを
備えてなる ことを特徴とする光サンプリング波形測定装
置。 - 【請求項10】 測定すべき被測定光と、該被測定光の
パルス幅より十分狭いパルス幅を有するサンプリング光
とを非線形光学材料に入射し、該非線形光学材料から出
射された前記被測定光と前記サンプリング光との強度相
互相関光に基づいて、前記被測定光の波形を測定する光
サンプリング波形測定装置であって、 前記被測定光から前記被測定光と同期した光クロックを
抽出する光クロック抽出器と、 前記光クロックを光電変換する第1の光検出器と、 前記第1の光検出器の出力信号の周波数と常に一定の周
波数差となる周波数を有する駆動信号を生成する位相同
期ループ回路と、 前記駆動信号に基づいて、前記被測定光の繰り返し周波
数と常に一定の繰り返し周波数差となる繰り返し周波数
を有するサンプリング光を生成するサンプリング光源と
を備えてなると共に、前記位相同期ループ回路は、前記電気信号を分周してオ
フセット信号を出力する第1の分周器と、前記駆動信号
を生成する電圧制御発振器と、前記駆動信号を分周して
分周信号を出力する第2の分周器と、前記オフセット信
号と前記分周信号の位相差に応じて生成した誤差信号に
基づいて、前記駆動信号の周波数を制御する位相比較器
とを備えてなる ことを特徴とする光サンプリング波形測
定装置。 - 【請求項11】 前記光クロック抽出器は、受動モード
同期動作状態において、入射された前記被測定光と同期
した、前記被測定光の繰り返し周波数の整数分の1の繰
り返し周波数を有する光クロックを出射する受動モード
同期レーザを有することを特徴とする請求項8、9又は
10記載の光サンプリング波形測定装置。 - 【請求項12】 前記受動モード同期レーザは、受動モ
ード同期半導体レーザであることを特徴とする請求項1
1記載の光サンプリング波形測定装置。 - 【請求項13】 前記分周器は、ECLからなることを
特徴とする請求項8又は9記載の光サンプリング波形測
定装置。 - 【請求項14】 前記第1及び第2の分周器は、ECL
からなることを特徴とする請求項10記載の光サンプリ
ング波形測定装置。 - 【請求項15】 前記強度相互相関光を光電変換して電
気パルスを出力する第2の光検出器と、前記駆動信号と
同期して前記電気パルスのピーク値を抽出し、前記オフ
セット信号をトリガとして前記電気パルスの複数個の波
形を重ね書き表示することにより、アイパタンを表示す
る波形表示手段とを備えてなることを特徴とする請求項
8、9又は10記載の光サンプリング波形測定装置。 - 【請求項16】 前記波形表示手段は、前記駆動信号を
分周して得られた信号と同期して、前記電気パルスのピ
ーク値を抽出することを特徴とする請求項15記載の光
サンプリング波形測定装置。 - 【請求項17】 前記サンプリング光源から出射された
サンプリング光の分散を補償する分散補償器を備えてな
ることを特徴とする請求項8、9又は10記載の光サン
プリング波形測定装置。 - 【請求項18】 前記分散補償器は、分散補償光ファイ
バからなることを特徴とする請求項17記載の光サンプ
リング波形測定装置。 - 【請求項19】 前記被測定光の偏光状態を前記非線形
光学材料に対して最適に調整して前記非線形光学材料に
入射する第1の偏光制御器と、前記サンプリング光の偏
光状態を前記非線形光学材料に対して最適に調整して前
記非線形光学材料に入射する第2の偏光制御器とを備え
てなることを特徴とする請求項8、9又は10記載の光
サンプリング波形測定装置。 - 【請求項20】 前記第1の偏光制御器から出射された
被測定光と、前記第2の偏光制御器から出射されたサン
プリング光とを結合器で合波して前記非線形光学材料に
入射する結合器を備えてなることを特徴とする請求項1
9記載の光サンプリング波形測定装置。 - 【請求項21】 前記被測定光を増幅する第1の光増幅
器と、前記サンプリング光を増幅する第2の光増幅器と
を備えてなることを特徴とする請求項8、9又は10記
載の光サンプリング波形測定装置。 - 【請求項22】 前記第1及び第2の光増幅器は、希土
類元素が添加された光ファイバ増幅器又は半導体光増幅
器からなることを特徴とする請求項21記載の光サンプ
リング波形測定装置。 - 【請求項23】 前記強度相互相関光を増幅する光増幅
器を備えてなることを特徴とする請求項8、9又は10
記載の光サンプリング波形測定装置。 - 【請求項24】 前記第1の光検出器の出力信号を増幅
する増幅器を備えてなることを特徴とする請求項8、9
又は10記載の光サンプリング波形測定装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000003036A JP3470669B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 光サンプリング波形測定方法及び光サンプリング波形測定装置 |
US09/759,821 US6541951B2 (en) | 2000-01-11 | 2001-01-11 | Optical measurement of target-light waveform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000003036A JP3470669B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 光サンプリング波形測定方法及び光サンプリング波形測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001194241A JP2001194241A (ja) | 2001-07-19 |
JP3470669B2 true JP3470669B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=18532050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000003036A Expired - Fee Related JP3470669B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 光サンプリング波形測定方法及び光サンプリング波形測定装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6541951B2 (ja) |
JP (1) | JP3470669B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3866959B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2007-01-10 | 三菱電機株式会社 | 周波数差検知装置および周波数差検知方法 |
JP3829929B2 (ja) | 2002-03-28 | 2006-10-04 | アジレント・テクノロジーズ・インク | 光波形測定装置及び波形を再構成する光波形測定方法 |
JP4915196B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2012-04-11 | 沖電気工業株式会社 | 光信号品質モニタ装置 |
JP4753849B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2011-08-24 | 富士通株式会社 | 光スイッチおよび光波形モニタ装置 |
JP4552977B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2010-09-29 | 沖電気工業株式会社 | 光信号品質モニタ装置 |
US9323284B2 (en) | 2008-10-14 | 2016-04-26 | Cornell University | Apparatus for imparting phase shift to input waveform |
JP5334551B2 (ja) * | 2008-12-05 | 2013-11-06 | アンリツ株式会社 | サンプリング波形測定装置および信号品質モニタ |
JP5026454B2 (ja) * | 2009-03-18 | 2012-09-12 | アンリツ株式会社 | 光信号モニタ装置 |
JP4782889B1 (ja) | 2010-12-21 | 2011-09-28 | 株式会社アドバンテスト | 繰り返し周波数制御装置 |
CN111175574B (zh) * | 2020-01-02 | 2021-03-05 | 中国科学院半导体研究所 | 一种测量***及测量方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3084685B2 (ja) | 1994-07-18 | 2000-09-04 | 日本電信電話株式会社 | 光サンプリング光波形測定装置 |
JPH09138165A (ja) | 1995-11-15 | 1997-05-27 | Oyo Koden Kenkiyuushitsu:Kk | 光波形測定方法及びその装置 |
JP3239925B2 (ja) | 1995-12-08 | 2001-12-17 | 日本電信電話株式会社 | 光サンプリング光波形測定装置 |
JP3422913B2 (ja) * | 1997-09-19 | 2003-07-07 | アンリツ株式会社 | 光サンプリング波形測定装置 |
-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000003036A patent/JP3470669B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-01-11 US US09/759,821 patent/US6541951B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6541951B2 (en) | 2003-04-01 |
US20020024689A1 (en) | 2002-02-28 |
JP2001194241A (ja) | 2001-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3470669B2 (ja) | 光サンプリング波形測定方法及び光サンプリング波形測定装置 | |
US5390017A (en) | Optical network analyzer for measuring the amplitude characteristics and group delay time dispersion characteristics of an optical circuit device | |
US7068360B2 (en) | Optical sampling waveform measuring apparatus | |
US6980290B2 (en) | Optical sampling waveform measuring apparatus | |
JP3239925B2 (ja) | 光サンプリング光波形測定装置 | |
JP2006038960A (ja) | 光波形モニター装置およびオシロスコープ | |
JP3849019B2 (ja) | 光パルスのタイミングジッター低減方法および装置 | |
JP3760239B2 (ja) | 2つの連続波レーザ光間の差周波数を安定化させた光信号発生装置 | |
JP3937021B2 (ja) | サンプリング光発生装置とそれを用いた光サンプリング装置 | |
JP3084685B2 (ja) | 光サンプリング光波形測定装置 | |
US7068411B2 (en) | Method and apparatus for optical sampling | |
JP3092757B2 (ja) | 光パルスレーザの分周同期信号発生装置 | |
JP3196881B2 (ja) | 光サンプリング光波形測定法 | |
Kwon et al. | 151-as jitter, 22-GHz pulse train from a silica microcomb | |
Salik et al. | EDFA-based coupled opto-electronic oscillator and its phase noise | |
Javid et al. | Terahertz Voltage-controlled Oscillator from a Kerr-Induced Synchronized Soliton Microcomb | |
JP3286151B2 (ja) | 光サンプリング装置 | |
Kwon et al. | Ultralow-jitter 22-GHz silica microcomb | |
Fortier et al. | Digital-photonic synthesis of ultra-low noise tunable signals from RF to 100 GHz | |
Lee et al. | Entanglement Measurement Using Pump-Phase Control on an Up-Conversion Detector | |
Jeon et al. | Simple all-fiber optical-microwave phase detector for subfemtosecond synchronization | |
JP3055735B2 (ja) | 受動モード同期半導体レーザ装置 | |
JP3046809B1 (ja) | クロック信号抽出方法およびクロック信号抽出装置 | |
Puleo et al. | A simple high sensitivity clock recovery circuit for 40-Gbit/s return to zero signals | |
JP2617599B2 (ja) | 光ファイバ分散特性測定方式 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100912 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110912 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120912 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130912 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |