JPH11142252A - 光学的サンプラモジュールを使用したサンプリング波形測定装置 - Google Patents
光学的サンプラモジュールを使用したサンプリング波形測定装置Info
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- JPH11142252A JPH11142252A JP31194997A JP31194997A JPH11142252A JP H11142252 A JPH11142252 A JP H11142252A JP 31194997 A JP31194997 A JP 31194997A JP 31194997 A JP31194997 A JP 31194997A JP H11142252 A JPH11142252 A JP H11142252A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピコ秒程度のパルス波形測定を行うことがで
きるとともに、広帯域のサンプリング波形測定装置を実
現すること。 【解決手段】 挟レーザパルス光がギャップ電極に照射
されるサンプリングフォトコンダクタのサンプリング検
出信号を積分して増幅するロックインアンプを備えた装
置において、サンプリング検出信号を、挟レーザパルス
光の周波数をダウンコンバートした周波数信号でサンプ
リングしてロックインアンプで増幅する。
きるとともに、広帯域のサンプリング波形測定装置を実
現すること。 【解決手段】 挟レーザパルス光がギャップ電極に照射
されるサンプリングフォトコンダクタのサンプリング検
出信号を積分して増幅するロックインアンプを備えた装
置において、サンプリング検出信号を、挟レーザパルス
光の周波数をダウンコンバートした周波数信号でサンプ
リングしてロックインアンプで増幅する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的サンプラモ
ジュールを使用して、例えば、光パルス幅が１ｐｓ（ピ
コ秒＝１０-12秒）以下の光パルスから数ｎｓ（ナノ秒
＝１０-9秒）の連続して発振する光パルスの時間波形
を、あるいはその光パルスを入力とする被試験素子のイ
ンパルス応答光パルスの時間波形を例えば１ｐｓ以下の
高分解能で高速に測定するサンプリング波形測定装置に
関し、特に、測定帯域の広帯域化が図られたサンプリン
グ波形測定装置に関する。
ジュールを使用して、例えば、光パルス幅が１ｐｓ（ピ
コ秒＝１０-12秒）以下の光パルスから数ｎｓ（ナノ秒
＝１０-9秒）の連続して発振する光パルスの時間波形
を、あるいはその光パルスを入力とする被試験素子のイ
ンパルス応答光パルスの時間波形を例えば１ｐｓ以下の
高分解能で高速に測定するサンプリング波形測定装置に
関し、特に、測定帯域の広帯域化が図られたサンプリン
グ波形測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高速パルス信号の測定はサンプリ
ングオシロスコープによる測定法が一般に用いられてい
るが、サンプリングオシロスコープではサンプリングを
電気的に行っているためにピコ秒程度のパルス波形測定
は困難である。
ングオシロスコープによる測定法が一般に用いられてい
るが、サンプリングオシロスコープではサンプリングを
電気的に行っているためにピコ秒程度のパルス波形測定
は困難である。
【０００３】従来のピコ秒程度のパルス波形測定装置と
して、半導体基板上に形成されたコプレーナラインとそ
のコプレーナラインに構成された２対の電極とを有する
光伝導素子（フォトコンダクタ）から成る検出手段を用
い、被測定光パルス（あるいはその光パルスを入力し出
力する被測定素子のインパルス応答光パルス）をその検
出手段のコプレーナラインに構成された一方の電極（以
下、「第１電極」という）に照射して光電変換するディ
テクタとして動作させ、これにより検出された電気信号
をコプレーナラインの他方の電極（以下、「第２電極」
という）では光プローブパルスを遅延時間を変えつつ照
射してサンプリングし、被測定光パルスと光プローブパ
ルスとの相互相関波形ｙ（ｔ）をコプレーナラインの出
力端から検出し、その検出信号をデコンボリューション
して元の波形に戻し、表示するものがある。
して、半導体基板上に形成されたコプレーナラインとそ
のコプレーナラインに構成された２対の電極とを有する
光伝導素子（フォトコンダクタ）から成る検出手段を用
い、被測定光パルス（あるいはその光パルスを入力し出
力する被測定素子のインパルス応答光パルス）をその検
出手段のコプレーナラインに構成された一方の電極（以
下、「第１電極」という）に照射して光電変換するディ
テクタとして動作させ、これにより検出された電気信号
をコプレーナラインの他方の電極（以下、「第２電極」
という）では光プローブパルスを遅延時間を変えつつ照
射してサンプリングし、被測定光パルスと光プローブパ
ルスとの相互相関波形ｙ（ｔ）をコプレーナラインの出
力端から検出し、その検出信号をデコンボリューション
して元の波形に戻し、表示するものがある。
【０００４】このような構成の光パルス測定装置では、
被測定光パルス（あるいはその光パルスを入力し出力す
る被測定素子のインパルス応答光パルス）は、関数ｘ
（ｔ）として検出手段のコプレーナラインの第１電極に
照射される。そして、光プローブパルスを遅延手段を通
して遅延時間τを与えつつ、検出手段の第２電極に照射
して、コプレーナラインの第１電極から入力される光電
変換された電気パルス信号ｘ（ｔ）を、光プローブパル
スの関数ｈ（ｔ＋τ）でサンプリングする。すると、検
出手段からの出力信号ｙ（ｔ）はｘ（ｔ）とｈ（ｔ＋
τ）との相互関数波形となる。
被測定光パルス（あるいはその光パルスを入力し出力す
る被測定素子のインパルス応答光パルス）は、関数ｘ
（ｔ）として検出手段のコプレーナラインの第１電極に
照射される。そして、光プローブパルスを遅延手段を通
して遅延時間τを与えつつ、検出手段の第２電極に照射
して、コプレーナラインの第１電極から入力される光電
変換された電気パルス信号ｘ（ｔ）を、光プローブパル
スの関数ｈ（ｔ＋τ）でサンプリングする。すると、検
出手段からの出力信号ｙ（ｔ）はｘ（ｔ）とｈ（ｔ＋
τ）との相互関数波形となる。
【０００５】すなわち、検出手段のコプレーナラインか
らの検出信号ｙ（ｔ）は、
らの検出信号ｙ（ｔ）は、
【０００６】
【数１】
【０００７】で与えられる。但し、積分は−∞から＋∞
までとする。この検出信号ｙ（ｔ）を演算手段でデコン
ボリューションすると元の波形に復元することとなり、
この復元波形を表示手段に表示する。図９に、従来の光
パルス測定装置の構成の一例を示す。
までとする。この検出信号ｙ（ｔ）を演算手段でデコン
ボリューションすると元の波形に復元することとなり、
この復元波形を表示手段に表示する。図９に、従来の光
パルス測定装置の構成の一例を示す。
【０００８】図９において、光パルス測定装置の概略構
成は、被測定光源５１０、検出手段５１１、増幅器（ロ
ックインアンプ）５１４、Ａ／Ｄ変換手段５１５、演算
手段５１６、表示手段５１７、モードロックレーザ発振
器５２１、遅延回路５２５よりなる。
成は、被測定光源５１０、検出手段５１１、増幅器（ロ
ックインアンプ）５１４、Ａ／Ｄ変換手段５１５、演算
手段５１６、表示手段５１７、モードロックレーザ発振
器５２１、遅延回路５２５よりなる。
【０００９】演算手段５１６は、被測定光源５１０やモ
ードロックレーザ発振器５２１やステージドライバ５２
７やＡ／Ｄ変換手段５１５にタイミング信号を送出して
駆動させる。このタイミング信号は、演算手段５１６以
外から特定信号を基準に用いて測定システムの同期を取
ってもよいが、ここでは演算手段５１６、例えばコンピ
ュータからタイミング信号を送出することとする。この
他、演算手段５１６は、後述する検出手段５１１からの
Ａ／Ｄ変換された検出信号を入力としており、入力され
た検出信号に対してデコンボリューションの演算を行
う。
ードロックレーザ発振器５２１やステージドライバ５２
７やＡ／Ｄ変換手段５１５にタイミング信号を送出して
駆動させる。このタイミング信号は、演算手段５１６以
外から特定信号を基準に用いて測定システムの同期を取
ってもよいが、ここでは演算手段５１６、例えばコンピ
ュータからタイミング信号を送出することとする。この
他、演算手段５１６は、後述する検出手段５１１からの
Ａ／Ｄ変換された検出信号を入力としており、入力され
た検出信号に対してデコンボリューションの演算を行
う。
【００１０】被測定光源５１０は、光プローブパルスを
発生するモードロックレーザ発振器５２１と同期してタ
イミング信号毎に被測定光パルス５４０を発生する。被
測定光パルス５４０、あるいは図示していないが、この
被測定光パルス５４０を入力し出力する被測定素子のイ
ンパルス応答光パルスは、レンズ５２９ａで集光され、
検出手段５１１の第１電極５１３ａに照射される。
発生するモードロックレーザ発振器５２１と同期してタ
イミング信号毎に被測定光パルス５４０を発生する。被
測定光パルス５４０、あるいは図示していないが、この
被測定光パルス５４０を入力し出力する被測定素子のイ
ンパルス応答光パルスは、レンズ５２９ａで集光され、
検出手段５１１の第１電極５１３ａに照射される。
【００１１】モードロックレーザ発振器５２１は同期回
路５２２、主レーザ５２３、および励起用レーザ５２４
より構成され、タイミング信号により被測定光源５１０
と同期して光プローブパルス５４２を発生する。光プロ
ーブパルス５４２のパルス幅は、例えば８０ｆｓ（８０
フェムト秒＝８０×１０-15秒）で、繰り返し周波数が
１００ＭＨｚ程度である。このモードロックレーザ発振
器５２１からの光プローブパルス５４２は、ミラー５２
８ａ，５２８ｂを通して遅延回路５２５の可動鏡５２６
に達し、可動鏡５２６で反射されてミラー５２８ｃで９
０度反射し、レンズ５２９ｂで集光されて検出手段５１
１の第２電極５１３へ照射される。
路５２２、主レーザ５２３、および励起用レーザ５２４
より構成され、タイミング信号により被測定光源５１０
と同期して光プローブパルス５４２を発生する。光プロ
ーブパルス５４２のパルス幅は、例えば８０ｆｓ（８０
フェムト秒＝８０×１０-15秒）で、繰り返し周波数が
１００ＭＨｚ程度である。このモードロックレーザ発振
器５２１からの光プローブパルス５４２は、ミラー５２
８ａ，５２８ｂを通して遅延回路５２５の可動鏡５２６
に達し、可動鏡５２６で反射されてミラー５２８ｃで９
０度反射し、レンズ５２９ｂで集光されて検出手段５１
１の第２電極５１３へ照射される。
【００１２】遅延手段５２５はモードロックレーザ発振
器５２１からの光プローブパルス５４２に遅延時間τを
与えるもので、その構成は可動鏡５２６とステージドラ
イバ５２７よりなる。可動鏡５２６はステージドライバ
５２７の駆動で光の進行方向に対し前後に移動でき、こ
れにより光プローブパルス５４２に遅延時間τを与え
る。ステージドライバ５２７は演算手段５１６からのタ
イミング信号を受けて可動鏡５２６をステップ状あるい
は連続して駆動する。１μｍの可動鏡移動で、光プロー
ブパルス５４２に往復で６．６ｆｓの遅延を与える。す
なわち、高速は３×１０8ｍ／ｓであるから、（２×１
０-6ｍ）／（３×１０8ｍ／ｓ）＝６．６ｆｓとなる。
器５２１からの光プローブパルス５４２に遅延時間τを
与えるもので、その構成は可動鏡５２６とステージドラ
イバ５２７よりなる。可動鏡５２６はステージドライバ
５２７の駆動で光の進行方向に対し前後に移動でき、こ
れにより光プローブパルス５４２に遅延時間τを与え
る。ステージドライバ５２７は演算手段５１６からのタ
イミング信号を受けて可動鏡５２６をステップ状あるい
は連続して駆動する。１μｍの可動鏡移動で、光プロー
ブパルス５４２に往復で６．６ｆｓの遅延を与える。す
なわち、高速は３×１０8ｍ／ｓであるから、（２×１
０-6ｍ）／（３×１０8ｍ／ｓ）＝６．６ｆｓとなる。
【００１３】検出手段５１１は、例えば半絶縁基板であ
るＦｅ（鉄）をドープしたＩｎＰ（インジューム・リ
ン）基板上に、導体薄膜のコプレーナライン５１２とこ
のコプレーナライン５１２に超微細間隔のギャップを有
する２対の電極とを形成してなる光伝導素子（フォトコ
ンダクタ）から構成されている。このコプレーナライン
５１２の一端には直流電源が接続されており、第１電極
に電界が加えられる。第１電極５１３ａおよび第２電極
５１３ｂは対向電極（より望ましくは櫛型対向電極）で
あり、各電極のギャップ幅は数μｍ以下である。この電
極のギャップ幅は１μｍ以下にすることも可能である。
この構成より、第１電極５１３ａでは被測定光パルス５
４０、第２電極５１３ｂでは遅延を与えられた光プロー
ブパルス５４２を感度よく光電変換ができ、被測定光パ
ルス５４０を時間を少しづつずらしながらサンプリング
することが可能となっている。この検出手段５１１にて
サンプリングされた検出信号は、ロックインアンプ５１
４、Ａ／Ｄ変換手段５１５を介して演算手段５１６に入
力されている。
るＦｅ（鉄）をドープしたＩｎＰ（インジューム・リ
ン）基板上に、導体薄膜のコプレーナライン５１２とこ
のコプレーナライン５１２に超微細間隔のギャップを有
する２対の電極とを形成してなる光伝導素子（フォトコ
ンダクタ）から構成されている。このコプレーナライン
５１２の一端には直流電源が接続されており、第１電極
に電界が加えられる。第１電極５１３ａおよび第２電極
５１３ｂは対向電極（より望ましくは櫛型対向電極）で
あり、各電極のギャップ幅は数μｍ以下である。この電
極のギャップ幅は１μｍ以下にすることも可能である。
この構成より、第１電極５１３ａでは被測定光パルス５
４０、第２電極５１３ｂでは遅延を与えられた光プロー
ブパルス５４２を感度よく光電変換ができ、被測定光パ
ルス５４０を時間を少しづつずらしながらサンプリング
することが可能となっている。この検出手段５１１にて
サンプリングされた検出信号は、ロックインアンプ５１
４、Ａ／Ｄ変換手段５１５を介して演算手段５１６に入
力されている。
【００１４】表示手段５１７は、演算手段５１６にてデ
コンボリューションの演算が行われた結果を表示する。
コンボリューションの演算が行われた結果を表示する。
【００１５】上記のように構成された光パルス測定装置
では、検出手段５１１の第１電極５１３ａにおいて被測
定光源５１０からの光プローブパルスが光電変換され、
該光電変換されたパルス信号が第２電極５１３ｂにてモ
ードロックレーザ発振器５２１からの光プローブパルス
５４２によりサンプリングされる。このサンプリングさ
れた検出信号は、上述のように相互相関波形ｙ（ｔ）で
あり、この相互相関波形ｙ（ｔ）をデコンボリューショ
ンすると元の波形が求まる。
では、検出手段５１１の第１電極５１３ａにおいて被測
定光源５１０からの光プローブパルスが光電変換され、
該光電変換されたパルス信号が第２電極５１３ｂにてモ
ードロックレーザ発振器５２１からの光プローブパルス
５４２によりサンプリングされる。このサンプリングさ
れた検出信号は、上述のように相互相関波形ｙ（ｔ）で
あり、この相互相関波形ｙ（ｔ）をデコンボリューショ
ンすると元の波形が求まる。
【００１６】サンプリングされた検出信号は、増幅器５
１４で増幅され、Ａ／Ｄ変換手段５１５でＡ／Ｄ変換さ
れた後、演算手段５１６に入力されてデコンボリューシ
ョンの演算が行われる。そして、その演算結果が表示手
段５１７に表示される。
１４で増幅され、Ａ／Ｄ変換手段５１５でＡ／Ｄ変換さ
れた後、演算手段５１６に入力されてデコンボリューシ
ョンの演算が行われる。そして、その演算結果が表示手
段５１７に表示される。
【００１７】この光パルス測定装置では、１μｍの可動
鏡の移動毎に、その遅延された光プローブパルス５４２
でサンプリングすると、分解能は６．６ｆｓとなる。そ
して、例えば全体の移動区間を５ｃｍとすると、３３３
ｐｓの遅延を与えることになり、被測定パルスを６．６
ｆｓの分解能で３３３ｐｓ区間の波形を測定できる。
鏡の移動毎に、その遅延された光プローブパルス５４２
でサンプリングすると、分解能は６．６ｆｓとなる。そ
して、例えば全体の移動区間を５ｃｍとすると、３３３
ｐｓの遅延を与えることになり、被測定パルスを６．６
ｆｓの分解能で３３３ｐｓ区間の波形を測定できる。
【００１８】また、平成７年特許願第１４８３３１号で
は、ゲインスイッチ法による挟レーザパルス光がギャッ
プ電極に照射されるサンプリングフォトコンダクタのサ
ンプリング検出信号を積分して増幅するロックインアン
プを備えたサンプリング波形測定装置が提案されてい
る。
は、ゲインスイッチ法による挟レーザパルス光がギャッ
プ電極に照射されるサンプリングフォトコンダクタのサ
ンプリング検出信号を積分して増幅するロックインアン
プを備えたサンプリング波形測定装置が提案されてい
る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術の
うち、サンプリングオシロスコープによる測定ではピコ
秒程度のパルス波形測定が困難であるという問題点があ
る。
うち、サンプリングオシロスコープによる測定ではピコ
秒程度のパルス波形測定が困難であるという問題点があ
る。
【００２０】図９に示した装置および平成７年特許願第
１４８３３１号で提案されている装置では、ロックイン
アンプを用いているために装置全体の周波数帯域がロッ
クインアンプにより制限されてしまい、挟帯域の装置に
なってしまうという問題点がある。
１４８３３１号で提案されている装置では、ロックイン
アンプを用いているために装置全体の周波数帯域がロッ
クインアンプにより制限されてしまい、挟帯域の装置に
なってしまうという問題点がある。
【００２１】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、広帯域のサン
プリング波形測定装置を実現することを目的とする。
る問題点に鑑みてなされたものであって、広帯域のサン
プリング波形測定装置を実現することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の光学的サンプラ
モジュールを使用したサンプリング波形測定装置は、光
電変換が行われる第１の電極と該第１の電極での光電変
換により得られた電気信号が照射された光パルスに応じ
てサンプリングされる第２の電極とを備えたフォトコン
ダクタを収納し、被測定光パルスを前記フォトコンダク
タの第１の電極に照射し、供給されたサンプリングパル
スを基に発生した波形がプローブ状の光プローブパルス
を前記フォトコンダクタの第２の電極に照射して被測定
光パルスをサンプリングする光学的サンプラーモジュー
ルを使用して被測定光パルスをサンプリング測定するサ
ンプリング波形測定装置であって、前記被測定光パルス
と同期するトリガ信号を二分する分配器と、前記分配器
により二分されたトリガ信号を入力し、該トリガ信号を
基に特定の繰り返し周波数を発生させるＰＬＬ回路と、
前記ＰＬＬ回路の出力に応じて前記光学的サンプラーモ
ジュールの第２の電極に照射される光パルスを発生させ
る光パルス発生手段と、前記光学的サンプラーモジュー
ルにてサンプリングされた波形を積分するローパスフィ
ルタと、前記分配器により二分されたトリガ信号を入力
し、特定の繰り返し周波数にダウンコンバートするダウ
ンコンバータと、前記ダウンコンバータの出力から短パ
ルスを発生させるパルスジェネレータと、前記ローパス
フィルタ出力を前記パルスジェネレータにて発生した短
パルスによりサンプリングする電気的サンプラーモジュ
ールと、リファレンス信号を発生する基準信号発生器
と、前記電気的サンプラーモジュールにおけるサンプリ
ング結果を前記リファレンス信号により変調する変調器
と、前記リファレンス信号および前記変調器出力を入力
し、前記リファレンス信号により決定される前記変調器
出力中の所定周波数の信号を抽出して増幅するロックイ
ンアンプとを有することを特徴とする。
モジュールを使用したサンプリング波形測定装置は、光
電変換が行われる第１の電極と該第１の電極での光電変
換により得られた電気信号が照射された光パルスに応じ
てサンプリングされる第２の電極とを備えたフォトコン
ダクタを収納し、被測定光パルスを前記フォトコンダク
タの第１の電極に照射し、供給されたサンプリングパル
スを基に発生した波形がプローブ状の光プローブパルス
を前記フォトコンダクタの第２の電極に照射して被測定
光パルスをサンプリングする光学的サンプラーモジュー
ルを使用して被測定光パルスをサンプリング測定するサ
ンプリング波形測定装置であって、前記被測定光パルス
と同期するトリガ信号を二分する分配器と、前記分配器
により二分されたトリガ信号を入力し、該トリガ信号を
基に特定の繰り返し周波数を発生させるＰＬＬ回路と、
前記ＰＬＬ回路の出力に応じて前記光学的サンプラーモ
ジュールの第２の電極に照射される光パルスを発生させ
る光パルス発生手段と、前記光学的サンプラーモジュー
ルにてサンプリングされた波形を積分するローパスフィ
ルタと、前記分配器により二分されたトリガ信号を入力
し、特定の繰り返し周波数にダウンコンバートするダウ
ンコンバータと、前記ダウンコンバータの出力から短パ
ルスを発生させるパルスジェネレータと、前記ローパス
フィルタ出力を前記パルスジェネレータにて発生した短
パルスによりサンプリングする電気的サンプラーモジュ
ールと、リファレンス信号を発生する基準信号発生器
と、前記電気的サンプラーモジュールにおけるサンプリ
ング結果を前記リファレンス信号により変調する変調器
と、前記リファレンス信号および前記変調器出力を入力
し、前記リファレンス信号により決定される前記変調器
出力中の所定周波数の信号を抽出して増幅するロックイ
ンアンプとを有することを特徴とする。
【００２３】この場合、前記サンプラーモジュールは、
前記フォトコンダクタと、レーザーダイオードと、サン
プリングパルスを基に前記レーザーダイオードを駆動す
る駆動手段と、前記被測定光パルスを外部より導くファ
イバと、前記ファイバから射出された被測定光パルスを
前記フォトコンダクタの第１の電極に集光する第１のレ
ンズと、前記レーザーダイオードから射出された光プロ
ーブパルスを前記フォトコンダクタの第２の電極に集光
する第２のレンズと、をそれぞれ金属容器内に配設して
なることとしてもよい。
前記フォトコンダクタと、レーザーダイオードと、サン
プリングパルスを基に前記レーザーダイオードを駆動す
る駆動手段と、前記被測定光パルスを外部より導くファ
イバと、前記ファイバから射出された被測定光パルスを
前記フォトコンダクタの第１の電極に集光する第１のレ
ンズと、前記レーザーダイオードから射出された光プロ
ーブパルスを前記フォトコンダクタの第２の電極に集光
する第２のレンズと、をそれぞれ金属容器内に配設して
なることとしてもよい。
【００２４】また、前記レーザーダイオードが面発光型
レーザーダイオードであり、該面発光型レーザーダイオ
ードが形成された基板が前記フォトコンダクタの基板上
に固定されてもよい。
レーザーダイオードであり、該面発光型レーザーダイオ
ードが形成された基板が前記フォトコンダクタの基板上
に固定されてもよい。
【００２５】また、前記フォトコンダクタは、半絶縁性
基板上に第１のコプレーナラインと該第１のコプレーナ
ラインから分岐した第２のコプレーナラインとを形成
し、前記第１および第２のコプレーナラインにそれぞれ
狭小ギャップよりなる第１および第２の電極を形成して
なることとしてもよい。
基板上に第１のコプレーナラインと該第１のコプレーナ
ラインから分岐した第２のコプレーナラインとを形成
し、前記第１および第２のコプレーナラインにそれぞれ
狭小ギャップよりなる第１および第２の電極を形成して
なることとしてもよい。
【００２６】「作用」上記のように構成される本発明に
おいては、ロックインアンプにおける信号の抽出処理
が、トリガ信号をダウンコンバートしてサンプリングし
た信号について行われ、見かけ上の周波数が低くされた
信号について行われることとなり、装置としての広帯域
化が図られたものとなる。
おいては、ロックインアンプにおける信号の抽出処理
が、トリガ信号をダウンコンバートしてサンプリングし
た信号について行われ、見かけ上の周波数が低くされた
信号について行われることとなり、装置としての広帯域
化が図られたものとなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００２８】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図、図２は図１中の広帯域ロックインアンプ１０７
の構成を示すブロック図、図３は図１に示した実施例に
おける広帯域ロックインアンプ１０７を図２に示したブ
ロック図を用いて示した図である。
ック図、図２は図１中の広帯域ロックインアンプ１０７
の構成を示すブロック図、図３は図１に示した実施例に
おける広帯域ロックインアンプ１０７を図２に示したブ
ロック図を用いて示した図である。
【００２９】本実施例は、被測定光源１０１、分配器１
０２、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１０３、レー
ザダイオード（ＬＤ）駆動回路１０４、光学的サンプラ
ーモジュール１０５、ローパスフィルタ１０６および広
帯域ロックインアンプ１０７から構成されている。これ
らのうち、被測定光源１０１を除く（図１中の破線内）
構成要素がサンプリング波形測定装置を構成する。
０２、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１０３、レー
ザダイオード（ＬＤ）駆動回路１０４、光学的サンプラ
ーモジュール１０５、ローパスフィルタ１０６および広
帯域ロックインアンプ１０７から構成されている。これ
らのうち、被測定光源１０１を除く（図１中の破線内）
構成要素がサンプリング波形測定装置を構成する。
【００３０】広帯域ロックインアンプ１０７は図２およ
び図３に示すように、サンプラーモジュール１７０１、
変調器１７０２、ロックインアンプ１７０３、ダウンコ
ンバータ１７０４、パルスジェネレータ１７０５および
基準信号発生器１７０６から構成されている。
び図３に示すように、サンプラーモジュール１７０１、
変調器１７０２、ロックインアンプ１７０３、ダウンコ
ンバータ１７０４、パルスジェネレータ１７０５および
基準信号発生器１７０６から構成されている。
【００３１】図４は、図１に示す光学的サンプラーモジ
ュール１０５の概略構成を示す図であり、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図である。
ュール１０５の概略構成を示す図であり、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図である。
【００３２】まず、光学的サンプラーモジュール１０５
の構成について説明する。
の構成について説明する。
【００３３】図４において、１は金属容器で、その容器
内には、ペルチェクーラー３を介してベース２が設けら
れており、このベース２にフォトコンダクタ４が取り付
けられている。
内には、ペルチェクーラー３を介してベース２が設けら
れており、このベース２にフォトコンダクタ４が取り付
けられている。
【００３４】フォトコンダクタ４は、半絶縁基板上に第
１電極（狭小ギャップ）３２が形成されたコプレーナラ
イン３０が形成され、さらに該コプレーナライン３０か
らその方向とほぼ直角となる方向に分岐された第２電極
（狭小ギャップ）３３が形成されたコプレーナライン３
１が形成された構成となっている。このフォトコンダク
タ４としては、電極部を図５に示すようにコプレーナラ
イン５０１上に形成される櫛形型対向電極５０２により
構成してもよい。
１電極（狭小ギャップ）３２が形成されたコプレーナラ
イン３０が形成され、さらに該コプレーナライン３０か
らその方向とほぼ直角となる方向に分岐された第２電極
（狭小ギャップ）３３が形成されたコプレーナライン３
１が形成された構成となっている。このフォトコンダク
タ４としては、電極部を図５に示すようにコプレーナラ
イン５０１上に形成される櫛形型対向電極５０２により
構成してもよい。
【００３５】上記ベース２上には、さらにレーザーダイ
オード（ＬＤ）７とこれを駆動するための手段であるバ
イアス基板８およびＬＤドライバ９が設けられており、
このＬＤ７から射出された光プローブパルスがレンズ５
ｂを介してフォトコンダクタ４の第２電極３３に照射さ
れるように配設されている。さらに、光ファイバ６が外
部より金属容器１内に導入されており、この光ファイバ
６のフェルール６ａから射出された被測定光パルスがレ
ンズ５ａを介してフォトコンダクタ４の第１の電極３２
に照射されるように配設されている。ここでは、サンプ
リング用光源の駆動装置としてＬＤドライバ９を用い、
ゲインスイッチ法等の手法により短光パルスを発生させ
て光プローブパルスを得ている。この光ファイバ６に
は、光コネクタを介して光ソリトン等の被測定光源１０
１が結合される。
オード（ＬＤ）７とこれを駆動するための手段であるバ
イアス基板８およびＬＤドライバ９が設けられており、
このＬＤ７から射出された光プローブパルスがレンズ５
ｂを介してフォトコンダクタ４の第２電極３３に照射さ
れるように配設されている。さらに、光ファイバ６が外
部より金属容器１内に導入されており、この光ファイバ
６のフェルール６ａから射出された被測定光パルスがレ
ンズ５ａを介してフォトコンダクタ４の第１の電極３２
に照射されるように配設されている。ここでは、サンプ
リング用光源の駆動装置としてＬＤドライバ９を用い、
ゲインスイッチ法等の手法により短光パルスを発生させ
て光プローブパルスを得ている。この光ファイバ６に
は、光コネクタを介して光ソリトン等の被測定光源１０
１が結合される。
【００３６】上記金属容器１にはＤＣ入力端子２１、サ
ンプリング信号出力端子２２、ＬＤ駆動信号入力端子２
３、ターミネート端子２４が設けられている。ＤＣ入力
端子２１は、フォトコンダクタ４のコプレーナライン３
０の一端と電気的に接続されており、該ＤＣ入力端子２
１を介してバイアス電圧を印加できるようになってい
る。サンプリング信号出力端子２２は、フォトコンダク
タ４のコプレーナライン３１の出力端と電気的に接続さ
れており、このサンプリング信号出力端子２２からフォ
トコンダクタ４にて検出されたサンプリング信号が出力
される。ターミネート端子２４はコプレーナライン３０
の他端と電気的に接続されている。ＬＤ駆動信号入力端
子２３はＬＤドライバ９と電気的に接続されており、Ｌ
Ｄ駆動信号入力端子２３を介してＬＤ駆動信号がＬＤド
ライバ９に入力されるように構成されている。
ンプリング信号出力端子２２、ＬＤ駆動信号入力端子２
３、ターミネート端子２４が設けられている。ＤＣ入力
端子２１は、フォトコンダクタ４のコプレーナライン３
０の一端と電気的に接続されており、該ＤＣ入力端子２
１を介してバイアス電圧を印加できるようになってい
る。サンプリング信号出力端子２２は、フォトコンダク
タ４のコプレーナライン３１の出力端と電気的に接続さ
れており、このサンプリング信号出力端子２２からフォ
トコンダクタ４にて検出されたサンプリング信号が出力
される。ターミネート端子２４はコプレーナライン３０
の他端と電気的に接続されている。ＬＤ駆動信号入力端
子２３はＬＤドライバ９と電気的に接続されており、Ｌ
Ｄ駆動信号入力端子２３を介してＬＤ駆動信号がＬＤド
ライバ９に入力されるように構成されている。
【００３７】上述のように構成された光学的サンプラー
モジュール１０５では、第１電極３２において照射され
た被測定光パルスが光電変換され、第２電極３３におい
て照射された光プローブパルスに基づいてその光電変換
された被測定光パルスが時間を少しづつずらしながらサ
ンプリングされる構成となっている。
モジュール１０５では、第１電極３２において照射され
た被測定光パルスが光電変換され、第２電極３３におい
て照射された光プローブパルスに基づいてその光電変換
された被測定光パルスが時間を少しづつずらしながらサ
ンプリングされる構成となっている。
【００３８】次に、本実施例の構成および動作につい
て、実際の動作に則して説明する。
て、実際の動作に則して説明する。
【００３９】被測定光源１０１の出射光は、被測定光と
して光学的サンプラーモジュール１０５に入射され、ま
た、出射光に同期したトリガ信号ｆTRが分配器１０２に
入射される。トリガ信号ｆTRは、当然ながら被測定光と
繰り返し周波数が同じであり、フェイズロックがかけら
れた信号である。
して光学的サンプラーモジュール１０５に入射され、ま
た、出射光に同期したトリガ信号ｆTRが分配器１０２に
入射される。トリガ信号ｆTRは、当然ながら被測定光と
繰り返し周波数が同じであり、フェイズロックがかけら
れた信号である。
【００４０】トリガ信号ｆTRは、分配器１０２によって
二分され、一方はＰＬＬ回路１０３に入力され、他方は
ダウンコンバータ１７０４に入力される。
二分され、一方はＰＬＬ回路１０３に入力され、他方は
ダウンコンバータ１７０４に入力される。
【００４１】ＰＬＬ回路１０３に入力されたトリガ信号
ｆTRは、ＰＬＬ回路１０３のリフレッシュ周波数をΔｆ
1としたときに、ｆLD＝ｆTR／ｎ−Δｆ1で満たされる繰
り返し周波数の信号に変換される。変換された繰り返し
周波数信号はＬＤ駆動回路１０４に供給される。
ｆTRは、ＰＬＬ回路１０３のリフレッシュ周波数をΔｆ
1としたときに、ｆLD＝ｆTR／ｎ−Δｆ1で満たされる繰
り返し周波数の信号に変換される。変換された繰り返し
周波数信号はＬＤ駆動回路１０４に供給される。
【００４２】ＬＤ駆動回路１０４はＬＤドライバ９およ
びＬＤ７とともに光パルス発生手段を構成するもので、
入力された繰り返し周波数ｆLDにより光学的サンプラー
モジュール１０５内のＬＤ７をＬＤドライバ９を介して
駆動し、これにより短光パルス（第１のサンプリングパ
ルス）が発生する。光学的サンプラーモジュール１０５
では、被測定光源１０１の出射光を短光パルスによって
サンプリングし、サンプリング結果がローパスフィルタ
１０６を通ることで繰り返し周波数がｎ×Δｆ 1に変換
された測定信号が現れる。このとき、光学的サンプラー
モジュール１０５でサンプリングされた波形の時間間隔
Δｔ1と測定信号における時間間隔Δｔとの間は以下の
関係が成り立つ。
びＬＤ７とともに光パルス発生手段を構成するもので、
入力された繰り返し周波数ｆLDにより光学的サンプラー
モジュール１０５内のＬＤ７をＬＤドライバ９を介して
駆動し、これにより短光パルス（第１のサンプリングパ
ルス）が発生する。光学的サンプラーモジュール１０５
では、被測定光源１０１の出射光を短光パルスによって
サンプリングし、サンプリング結果がローパスフィルタ
１０６を通ることで繰り返し周波数がｎ×Δｆ 1に変換
された測定信号が現れる。このとき、光学的サンプラー
モジュール１０５でサンプリングされた波形の時間間隔
Δｔ1と測定信号における時間間隔Δｔとの間は以下の
関係が成り立つ。
【００４３】 Δｔ＝（ｎ×Δｆ1／ｆTR）×Δｔ1 ∵Δｔ：Δｔ1＝１／ｆTR：１／（ｎ×Δｆ1）…（１） 一方、ダウンコンバータ１７０４に入力されたトリガ信
号ｆTRは、繰り返し周波数がｆTRからｆTRよりも低い周
波数のΔｆ2に変換され、パルスジェネレータ１７０５
に入力される。パルスジェネレータ１７０５では、入力
信号を基準とした繰り返し周波数好Δｆ2（ただし、Δ
ｆ1〉｜Δｆ1−Δｆ2｜）の第２のサンプリングパルス
を発生する。電気的なサンプラーモジュール１７０１
は、上記の第２のサンプリングパルスにより上述したロ
ーパスフィルタ１０６を通過した繰り返し周波数がｎ×
Δｆ1に変換された測定信号をサンプリングする。これ
により、繰り返し周波数がΔｆ2’＝｜Δｆ１−Δｆ2｜
＝Δｆ3に変換された測定信号が現れる。このとき、光
学的サンプラーモジュール１０５でサンプリングされた
時間間隔Δｔ1とサンプラーモジュール１７０１でサン
プリングされた波形の時間間隔Δｔ2との間には以下の
関係が成立する。
号ｆTRは、繰り返し周波数がｆTRからｆTRよりも低い周
波数のΔｆ2に変換され、パルスジェネレータ１７０５
に入力される。パルスジェネレータ１７０５では、入力
信号を基準とした繰り返し周波数好Δｆ2（ただし、Δ
ｆ1〉｜Δｆ1−Δｆ2｜）の第２のサンプリングパルス
を発生する。電気的なサンプラーモジュール１７０１
は、上記の第２のサンプリングパルスにより上述したロ
ーパスフィルタ１０６を通過した繰り返し周波数がｎ×
Δｆ1に変換された測定信号をサンプリングする。これ
により、繰り返し周波数がΔｆ2’＝｜Δｆ１−Δｆ2｜
＝Δｆ3に変換された測定信号が現れる。このとき、光
学的サンプラーモジュール１０５でサンプリングされた
時間間隔Δｔ1とサンプラーモジュール１７０１でサン
プリングされた波形の時間間隔Δｔ2との間には以下の
関係が成立する。
【００４４】 Δｔ1＝（Δｆ2’／ｆ1）×Δｔ2 ∵Δｔ1：Δｔ2＝１／ｆ1：１／Δｆ2’…（２） （１）、（２）を用いると、 Δｔ＝（ｎ×Δｆ1／ｆTR）×Δｔ1 ＝（ｎ×Δｆ1）／ｆTR×（Δｆ2’／Δｆ1）×Δｔ2 ＝（ｎ×Δｆ2’）／ｆTR×Δｔ2…（３） となる。
【００４５】ここで測定される信号はノイズに埋もれる
ほど微小な信号であるため、ロックインアンプ１７０６
を使ってノイズを取り除き、測定したい信号のみを増幅
する。
ほど微小な信号であるため、ロックインアンプ１７０６
を使ってノイズを取り除き、測定したい信号のみを増幅
する。
【００４６】サンプラーモジュール１７０１により繰り
返し周波数がΔｆ3に変換された測定信号は、変調器１
７０２によって基準信号発生器１７０２が発生するリフ
ァレンス信号と同期した方形波（繰り返し周波数：ｆ
REF、デューティ：５０の方形波）に変調される。該変
調信号はロックインアンプ１７０６に入力され、リファ
レンス信号（繰り返し周波数：ｆREF、デューティ：５
０の方形波）を用いて位相検波を行うことで測定信号の
みが取り出される。
返し周波数がΔｆ3に変換された測定信号は、変調器１
７０２によって基準信号発生器１７０２が発生するリフ
ァレンス信号と同期した方形波（繰り返し周波数：ｆ
REF、デューティ：５０の方形波）に変調される。該変
調信号はロックインアンプ１７０６に入力され、リファ
レンス信号（繰り返し周波数：ｆREF、デューティ：５
０の方形波）を用いて位相検波を行うことで測定信号の
みが取り出される。
【００４７】ここで、実際に測定可能な周波数帯域Ｂ
（ｆ）は、ロックインアンプ１７０６の測定周波数帯域
をＢ（ｆ2）とすると（３）式から以下のように表わす
ことができる。
（ｆ）は、ロックインアンプ１７０６の測定周波数帯域
をＢ（ｆ2）とすると（３）式から以下のように表わす
ことができる。
【００４８】 Ｂ（ｆ）＝ｆREF／（ｎ×Δｆ2’）×Ｂ（ｆ2）…（４） ロックインアンプ１７０６に入力されるリファレンス周
波数ｆREFはＢ（ｆ2）よりも小さくなければならない。
また、ロックインアンプ１７０６に入力される信号のう
ち、緩やかに変化する信号成分の周波数帯域はｆREFの
１／１０以下であることが要求される。これは、ｆREF
の１／１０以上の周波数値では測定結果に信頼性がなく
なることが予想されるためである。したがって、ロック
インアンプ１７０３の帯域が有限であることによる本実
施例の測定システムにおける測定の上限周波数帯域Ｕ
は、 Ｕ＝ｆREF／（ｎ×Δｆ2）×（ｆREF／１０）…（５） となる。
波数ｆREFはＢ（ｆ2）よりも小さくなければならない。
また、ロックインアンプ１７０６に入力される信号のう
ち、緩やかに変化する信号成分の周波数帯域はｆREFの
１／１０以下であることが要求される。これは、ｆREF
の１／１０以上の周波数値では測定結果に信頼性がなく
なることが予想されるためである。したがって、ロック
インアンプ１７０３の帯域が有限であることによる本実
施例の測定システムにおける測定の上限周波数帯域Ｕ
は、 Ｕ＝ｆREF／（ｎ×Δｆ2）×（ｆREF／１０）…（５） となる。
【００４９】ダウンコンバータを使用しない通常のロッ
クインアンプの場合の測定システムにおける測定の上限
周波数帯域Ｕ’は、 Ｕ’＝ｆREF／（ｎ×Δｆ1）×（ｆREF／１０）…（６） となる。Δｆ1〉｜Δｆ1−Δｆ2｜であるため、本実施
例の測定システムにおいてはΔｆ1／Δｆ2倍広帯域化が
図られていることとなる。
クインアンプの場合の測定システムにおける測定の上限
周波数帯域Ｕ’は、 Ｕ’＝ｆREF／（ｎ×Δｆ1）×（ｆREF／１０）…（６） となる。Δｆ1〉｜Δｆ1−Δｆ2｜であるため、本実施
例の測定システムにおいてはΔｆ1／Δｆ2倍広帯域化が
図られていることとなる。
【００５０】以上説明した本実施例の光学的サンプラー
モジュール１０５では、レーザーダイオード７がフォト
コンダクタ基板とは別に設けられた構成となっている
が、レーザーダイオード７を基板上に形成し、これをフ
ォトコンダクタ基板上に固定してモノリシック化するこ
ともできる。以下に、ＬＤチップとして、面発光タイプ
のものを用いたものを例に挙げてその構成について説明
する。
モジュール１０５では、レーザーダイオード７がフォト
コンダクタ基板とは別に設けられた構成となっている
が、レーザーダイオード７を基板上に形成し、これをフ
ォトコンダクタ基板上に固定してモノリシック化するこ
ともできる。以下に、ＬＤチップとして、面発光タイプ
のものを用いたものを例に挙げてその構成について説明
する。
【００５１】図６は、面発光ＬＤチップの電極形状を示
した図である。同図において、２００はｐ型電極、２０
１はｎ型電極、２０２は発光面、２０３は駆動電極であ
る。ここでは、ｐ型電極２００がグランド面であり、こ
のｐ型電極２００には、バンプ用パッド２０４ａ〜２０
４ｆが形成されている。この面発光ＬＤでは、基板面に
対して垂直方向に発光面２０２から光が出射する。
した図である。同図において、２００はｐ型電極、２０
１はｎ型電極、２０２は発光面、２０３は駆動電極であ
る。ここでは、ｐ型電極２００がグランド面であり、こ
のｐ型電極２００には、バンプ用パッド２０４ａ〜２０
４ｆが形成されている。この面発光ＬＤでは、基板面に
対して垂直方向に発光面２０２から光が出射する。
【００５２】上記面発光ＬＤチップでは、基板に対して
垂直方向に光が射出するため、後述するようにフリップ
チップを実装した場合、光路をプリズムやミラーで曲げ
ること無しに光をフォトコンダクタに照射できる。ま
た、面で発光するため、出射角が狭く、レンズを介さず
に光結合ができる。そして、通常のファブリペロータイ
プのＬＤと比較して共振器長が短いため、サンプリング
に必要な短光パルスを発生することが容易である。
垂直方向に光が射出するため、後述するようにフリップ
チップを実装した場合、光路をプリズムやミラーで曲げ
ること無しに光をフォトコンダクタに照射できる。ま
た、面で発光するため、出射角が狭く、レンズを介さず
に光結合ができる。そして、通常のファブリペロータイ
プのＬＤと比較して共振器長が短いため、サンプリング
に必要な短光パルスを発生することが容易である。
【００５３】上記面発光ＬＤをフォトコンダクタ基板上
に固定した状態を図７に示す。同図において、３００は
フォトコンダクタ、４００は図６に示した面発光ＬＤチ
ップである。
に固定した状態を図７に示す。同図において、３００は
フォトコンダクタ、４００は図６に示した面発光ＬＤチ
ップである。
【００５４】フォトコンダクタ３００は、半絶縁性基板
上に一端を伝送ライン入力端３０２ａ、他端を伝送ライ
ン終端３０２ｂとする伝送ライン３０２が形成され、さ
らに該伝送ライン３０２から分岐され、端部をサンプリ
ングポート３０４とする伝送ライン３０３が形成されて
いる。伝送ライン３０２には櫛形電極部３０５ａ（対向
電極であってもよい）が形成されており、伝送ライン３
０３には櫛形電極部３０５ｂ（対向電極であってもよ
い）が形成されている。さらに、半絶縁性基板上には面
発光ＬＤチップ４００を駆動するためのＬＤドライブ用
電極３０６が形成されており、その端部にはＬＤドライ
ブ用バンプパッド３０６ａが形成されている。これら伝
送ライン３０２，３０３、ＬＤドライブ用電極３０６を
除く他の部分にグランド面３０７が形成されており、こ
のグランド面３０７にはグランド用バンプパッド３０８
ａ〜３０８ｆが形成されている。
上に一端を伝送ライン入力端３０２ａ、他端を伝送ライ
ン終端３０２ｂとする伝送ライン３０２が形成され、さ
らに該伝送ライン３０２から分岐され、端部をサンプリ
ングポート３０４とする伝送ライン３０３が形成されて
いる。伝送ライン３０２には櫛形電極部３０５ａ（対向
電極であってもよい）が形成されており、伝送ライン３
０３には櫛形電極部３０５ｂ（対向電極であってもよ
い）が形成されている。さらに、半絶縁性基板上には面
発光ＬＤチップ４００を駆動するためのＬＤドライブ用
電極３０６が形成されており、その端部にはＬＤドライ
ブ用バンプパッド３０６ａが形成されている。これら伝
送ライン３０２，３０３、ＬＤドライブ用電極３０６を
除く他の部分にグランド面３０７が形成されており、こ
のグランド面３０７にはグランド用バンプパッド３０８
ａ〜３０８ｆが形成されている。
【００５５】上記フォトコンダクタ３００のグランド面
３０７のグランド用バンプパッド３０８ａ〜３０８ｆに
は、それぞれ面発光ＬＤチップ４００のバンプパッド２
０４ａ〜２０４ｆがハンダバンプにより固定されてい
る。さらに、フォトコンダクタ３００のＬＤドライブ用
バンプパッド３０６ａと面発光ＬＤチップ４００の駆動
電極２０３とがバンプパッドにより固定されている。こ
のバンプパッドによる固定により電気的な接触がとられ
ており、面発光ＬＤチップ４００の駆動が可能となって
いる。フォトコンダクタ３００の櫛形電極部３０５ｂ上
に面発光ＬＤチップ４００の発光面２０２が位置するよ
うな配置となっており、面発光ＬＤチップ４００が駆動
されると発光面２０２から出射した光が櫛形電極部３０
５に照射されるようになっている。
３０７のグランド用バンプパッド３０８ａ〜３０８ｆに
は、それぞれ面発光ＬＤチップ４００のバンプパッド２
０４ａ〜２０４ｆがハンダバンプにより固定されてい
る。さらに、フォトコンダクタ３００のＬＤドライブ用
バンプパッド３０６ａと面発光ＬＤチップ４００の駆動
電極２０３とがバンプパッドにより固定されている。こ
のバンプパッドによる固定により電気的な接触がとられ
ており、面発光ＬＤチップ４００の駆動が可能となって
いる。フォトコンダクタ３００の櫛形電極部３０５ｂ上
に面発光ＬＤチップ４００の発光面２０２が位置するよ
うな配置となっており、面発光ＬＤチップ４００が駆動
されると発光面２０２から出射した光が櫛形電極部３０
５に照射されるようになっている。
【００５６】上記のような構成では、フォトコンダクタ
３００と面発光ＬＤチップ４００間の距離はハンダバン
プの特性上で約５０μｍと近接化できるので、集光用の
レンズを必要としない。また、フォトコンダクタ３００
と面発光ＬＤチップ４００のアライメントは、ハンダバ
ンプのセルフアライメント効果により行われるため、パ
ッドのパターン形成の精度の±１μｍという高精度で自
動的に最適な位置にアライメントされる。
３００と面発光ＬＤチップ４００間の距離はハンダバン
プの特性上で約５０μｍと近接化できるので、集光用の
レンズを必要としない。また、フォトコンダクタ３００
と面発光ＬＤチップ４００のアライメントは、ハンダバ
ンプのセルフアライメント効果により行われるため、パ
ッドのパターン形成の精度の±１μｍという高精度で自
動的に最適な位置にアライメントされる。
【００５７】なお、ＬＤチップとしては面発光タイプの
もの以外に、通常のファブリペロータイプ、ＤＦＢタイ
プ、ＤＢＲタイプのものを用いることもできる。これら
のようなＬＤチップでは、基板面内方向に沿って光が射
出される。このようなＬＤチップを用いた場合には、図
８に示すように、フォトコンダクタ上にファブリペロー
タイプ、ＤＦＢタイプ、ＤＢＲタイプ等のＬＤチップを
形成し、さらにＳｉＯ 2よりなる導波路およびミラーを
形成する。ミラーはフォトコンダクタの一方の櫛形電極
部（サンプリング側）上に配設されており、ＬＤチップ
から射出した光は導波路を通ってこのミラーに導かれる
ように構成されている。このように構成されたもので
は、ＬＤチップから射出した光は、導波路を通ってフォ
トコンダクタの櫛形電極部上に導かれ、ミラーによって
反射されてその櫛形電極部に照射される。
もの以外に、通常のファブリペロータイプ、ＤＦＢタイ
プ、ＤＢＲタイプのものを用いることもできる。これら
のようなＬＤチップでは、基板面内方向に沿って光が射
出される。このようなＬＤチップを用いた場合には、図
８に示すように、フォトコンダクタ上にファブリペロー
タイプ、ＤＦＢタイプ、ＤＢＲタイプ等のＬＤチップを
形成し、さらにＳｉＯ 2よりなる導波路およびミラーを
形成する。ミラーはフォトコンダクタの一方の櫛形電極
部（サンプリング側）上に配設されており、ＬＤチップ
から射出した光は導波路を通ってこのミラーに導かれる
ように構成されている。このように構成されたもので
は、ＬＤチップから射出した光は、導波路を通ってフォ
トコンダクタの櫛形電極部上に導かれ、ミラーによって
反射されてその櫛形電極部に照射される。
【００５８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００５９】ピコ秒程度のパルス波形測定を行うことが
できる広帯域のサンプリング波形測定装置とすることが
できる効果がある。
できる広帯域のサンプリング波形測定装置とすることが
できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１中の広帯域ロックインアンプ１０７の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】図１に示した実施例における広帯域ロックイン
アンプ１０７を図２に示したブロック図を用いて示した
図である。
アンプ１０７を図２に示したブロック図を用いて示した
図である。
【図４】図１中の光学的サンプラーモジュール１０５の
概略を示す構成図で、（ａ）は上面側からみた図、
（ｂ）は側面からみた図である。
概略を示す構成図で、（ａ）は上面側からみた図、
（ｂ）は側面からみた図である。
【図５】フォトコンダクタ４の電極形状の一例を示す図
である。
である。
【図６】面発光ＬＤチップの電極形状を示した図であ
る。
る。
【図７】図５に示す面発光ＬＤチップをフォトコンダク
タ基板上に固定した状態を示す図であり、（ａ）は上面
側からみた図、（ｂ）は側面からみた図である。
タ基板上に固定した状態を示す図であり、（ａ）は上面
側からみた図、（ｂ）は側面からみた図である。
【図８】ファブリペロータイプのＬＤチップをフォトコ
ンダクタ上に固定した場合の構成を示す図である。
ンダクタ上に固定した場合の構成を示す図である。
【図９】従来例の構成を示す図である。
１ 金属容器 ２ ベース ３ ペルチェクーラー ４ フォトコンダクタ ５ａ，５ｂ レンズ ６ 光ファイバ ６ａ フェルール ７ ＬＤ ８ バイアス基板 ９ ＬＤドライバ １０１ 被測定光源 １０２ 分配器 １０３ ＰＬＬ回路 １０４ ＬＤ駆動回路 １０５ 光学的サンプラーモジュール １０６ ローパスフィルタ １０７ 広帯域ロックインアンプ １７０１ サンプラーモジュール １７０２ 変調器 １７０３ ロックインアンプ １７０４ ダウンコンバータ １７０５ パルスジェネレータ １７０６ 基準信号発生器
Claims (4)
- 【請求項１】 光電変換が行われる第１の電極と該第１
の電極での光電変換により得られた電気信号が照射され
た光パルスに応じてサンプリングされる第２の電極とを
備えたフォトコンダクタを収納し、被測定光パルスを前
記フォトコンダクタの第１の電極に照射し、供給された
サンプリングパルスを基に発生した波形がプローブ状の
光プローブパルスを前記フォトコンダクタの第２の電極
に照射して被測定光パルスをサンプリングする光学的サ
ンプラーモジュールを使用して被測定光パルスをサンプ
リング測定するサンプリング波形測定装置であって、 前記被測定光パルスと同期するトリガ信号を二分する分
配器と、 前記分配器により二分されたトリガ信号を入力し、該ト
リガ信号を基に特定の繰り返し周波数を発生させるＰＬ
Ｌ回路と、 前記ＰＬＬ回路の出力に応じて前記光学的サンプラーモ
ジュールの第２の電極に照射される光パルスを発生させ
る光パルス発生手段と、 前記光学的サンプラーモジュールにてサンプリングされ
た波形を積分するローパスフィルタと、 前記分配器により二分されたトリガ信号を入力し、特定
の繰り返し周波数にダウンコンバートするダウンコンバ
ータと、 前記ダウンコンバータの出力から短パルスを発生させる
パルスジェネレータと、 前記ローパスフィルタ出力を前記パルスジェネレータに
て発生した短パルスによりサンプリングする電気的サン
プラーモジュールと、 リファレンス信号を発生する基準信号発生器と、 前記電気的サンプラーモジュールにおけるサンプリング
結果を前記リファレンス信号により変調する変調器と、 前記リファレンス信号および前記変調器出力を入力し、
前記リファレンス信号により決定される前記変調器出力
中の所定周波数の信号を抽出して増幅するロックインア
ンプとを有することを特徴とする光学的サンプラモジュ
ールを使用したサンプリング波形測定装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光学的サンプラモジュ
ールを使用したサンプリング波形測定装置において、 前記サンプラーモジュールは、 前記フォトコンダクタと、 レーザーダイオードと、 サンプリングパルスを基に前記レーザーダイオードを駆
動する駆動手段と、 前記被測定光パルスを外部より導くファイバと、 前記ファイバから射出された被測定光パルスを前記フォ
トコンダクタの第１の電極に集光する第１のレンズと、 前記レーザーダイオードから射出された光プローブパル
スを前記フォトコンダクタの第２の電極に集光する第２
のレンズと、をそれぞれ金属容器内に配設してなること
を特徴とする光学的サンプラモジュールを使用したサン
プリング波形測定装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の光学的サンプラモジュ
ールを使用したサンプリング波形測定装置において、 前記レーザーダイオードが面発光型レーザーダイオード
であり、該面発光型レーザーダイオードが形成された基
板が前記フォトコンダクタの基板上に固定されたことを
特徴とする光学的サンプラモジュールを使用したサンプ
リング波形測定装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の光学的サンプラモジュ
ールを使用したサンプリング波形測定装置において、 前記フォトコンダクタは、半絶縁性基板上に第１のコプ
レーナラインと該第１のコプレーナラインから分岐した
第２のコプレーナラインとを形成し、前記第１および第
２のコプレーナラインにそれぞれ狭小ギャップよりなる
第１および第２の電極を形成してなることを特徴とする
光学的サンプラモジュールを使用したサンプリング波形
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31194997A JPH11142252A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 光学的サンプラモジュールを使用したサンプリング波形測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31194997A JPH11142252A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 光学的サンプラモジュールを使用したサンプリング波形測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142252A true JPH11142252A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=18023382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31194997A Withdrawn JPH11142252A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 光学的サンプラモジュールを使用したサンプリング波形測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11142252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110274698A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-09-24 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种重频编码脉冲激光的性能检测装置 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP31194997A patent/JPH11142252A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110274698A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-09-24 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种重频编码脉冲激光的性能检测装置 |
| CN110274698B (zh) * | 2019-07-10 | 2024-01-19 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种重频编码脉冲激光的性能检测装置 |
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