CN106662487B - 集中取得型光检测装置和光检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明能够实现超过电信号频带极限的超宽带光信号的集中计测。本发明的光检测装置(100)具有：延时调整机构(10)，其被输入作为检测对象的光信号；光学频率梳发生器(20)，其产生光学频率梳；光混频器(30)，其将从延时调整机构(10)依次输出的经过时间调整的光信号序列和从光学频率梳发生器(20)输出的光学频率梳信号进行光混频；和光检测器(40)，其检测从光混频器(30)输出的混频信号。延时调整机构(10)对光信号序列进行时间调整，以使得经过时间调整的各光信号序列分别在光混频器(30)中分别在不同的时间与光学频率梳进行光混频。

Description

集中取得型光检测装置和光检测方法
技术领域
本发明涉及一种示波器等光检测装置(photodetection device)和光检测方法(photodetectionmethod)。具体而言，本发明涉及一种能够集中计测超过电信号频带极限(electrical band limit)的超宽带(ultrawide-band)的光信号的光检测装置和光检测方法。
背景技术
近年来，光信号的多路复用正迅速发展。例如，在时域中，以数字计，10～100左右的光信号通路(photo-signal channel)被多路复用，光传输速度迫近100Gb/s～数Tb/s。并且，光学相移键控(optical phase shift keying)(光PSK)和光正交振幅调制(opticalquadrature amplitude modulation)(光QAM)等相干光传输方式、光正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)(光OFDM)和光码分复用(Optical CodeDivision Multiplex)(光OCDM)等复杂的光多路复用度方式引人注目。
另外，在现有的光计测装置中，没有建立集中分析和评估上述那样的光多路复用度高的高速信号、光学多路复用信号和相干信号等的实践方法。例如，现有技术的宽频带光计测装置依存于基于二次谐波发生(second harmonic generation：SHG)和四波混频(four-wave mixing：FWM)现象等复杂的全光信号处理技术，难以在光通信网络中实践应用。另外，现有技术的光计测装置在功能上竭尽全力分析单一信道信号，而不适用于分析在光通信网络上被高度多维多路复用的光学多路复用信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:H.Takaraal,Electron.Lett.,1152-1153(1994).
专利文献2:M.Westlundetatal.,OFC’04.,(2004)OWJ3.
发明内容
如上所述，目前，实现了超高速、超宽带光信号的光计测，该光计测的目的在于，用于光物理现象的探求和光器件开发的光计测评估技术。但是，这些现有技术依存于基于二次谐波发生(SHG)和四波混频(FWM)现象等复杂的全光信号处理技术，难以在光通信网络中实践应用。另外，在现有技术中，通过一个硬件只能进行单一的信道信号的分析。另外，现有技术需要锁模激光等难以稳定工作的先进技术。并且，这些技术是复杂且昂贵的技术，应用范围被限定于研究开发的用途。
另外，为了通过宽频带实现频谱效率高的传输，光多载波(multicarrier)传输引人注目。这样的多载波光传输利用多个信道被多路复用的多载波光信号。但是，在多载波光传输中，利用达到100GHz以上的总带宽的多个光载波来传输信号，与此相对，现有技术的单信道检测器的电气带宽被制限，因此，无法集中检测该宽频带的光信号。为了检测这样的超宽带的多载波光信号，一般需要将该光信号在光学上多路分离(解复用)成低速的子信道。例如，作为用于将多载波光信号所包含的各子信道分波分离的方法，考虑使用光学快速傅立叶转换(FFT)或与其同等的滤波器电路。然而，这些与光学快速傅立叶转换(FFT)和光信道选择滤波器相关的技术依然处于研究开发阶段，实际上还没有实现向多载波光传输的应用。
因此，本发明的目的在于，能够在不依存于复杂的全光信号处理技术和光学快速傅立叶转换等的情况下，集中计测超过电信号频带极限的超宽带光信号。
本发明的发明人潜心研究用于解决上述现有技术的问题的方案的结果，应用一种光多频混频检测技术，该光多频混频检测技术将作为检测对象的光信号和从光学频率梳(Optical Frequency Combs)发生器输出的光学频率梳(本振梳状波(local comb))在光混频器(光电混频器：photo-mixer)中混频，并检测该混频信号。即，本发明人创造了这样一种结构：在进行时间调整的基础上，对光信号序列(序列光信号)和光学频率梳进行光混频，依次对该混频信号进行光检测，其中，时间调整是指，对作为检测对象的光信号给予延时来进行时间调整，以使该经过时间调整的各光信号序列在光混频器中分别在不同的时间与光学频率梳进行光混频。并且，本发明人根据上述知识，想到在不依存于复杂的全光信号处理技术和光学快速傅立叶转换等的情况下，集中计测超过电信号频带极限的超宽带光信号，完成了本发明。
本发明的第1技术方案涉及一种光检测装置。
本发明所涉及的光检测装置具有延时调整机构10(time-delay adjustmentmeans)、光学频率梳发生器20(optical frequency comb generator)、光混频器30和光检测器40。
延时调整机构10被输入作为检测对象的光信号，延时调整机构10调整该光信号的延迟时间。
光学频率梳发生器20产生光学频率梳(本振梳状波)。
光混频器30将从延时调整机构10依次输出的经过时间调整的光信号序列、和从光学频率梳发生器20输出的光学频率梳信号进行光混频。
光检测器40检测从光混频器30输出的混频信号。
并且，上述延时调整机构10对光信号序列进行时间调整，以使得经过时间调整的各光信号序列在光混频器30中，分别在不同的时间与光学频率梳进行光混频。
如上述结构那样，本发明的光检测装置将作为检测对象的光信号输入延时调整机构10，生成到达光混频器30的时间不同的多个光信号序列(频率和强度保持不变)。并且，在光混频器30中，将相同的光学频率梳分别与经过时间调整的多个光信号序列中的各光信号序列依次混频。此时，由于各光信号序列到达光混频器30的时间逐个稍微不同，因此，各光信号序列和光学频率梳的相对延时(时间差)也逐个稍微不同。在此，当将光信号序列和光学频率梳混频时，在光信号序列的振幅和相位一致的部位形成采样点，通过光检测器对该光信号序列的采样点进行检测。分别对多个光信号序列在这样的采样点进行光检测。这样，通过生成能够覆盖作为检测对象的光信号的全频带的光学频率梳，且将该光学频率梳与经过时间调整的各光信号序列混频并依次进行光检测，最终，能够对作为检测对象的光信号的全域来检测和测定频率、波形等光信息。据此，即使是超过电信号频带极限的超宽带的光信号，本发明的光检测装置也能够集中且连续地进行光检测。
在本发明的光检测装置中，优选延时调整机构10具有定时门开关(time gateswitch)11和环型光纤延迟器(loop type optical fiber delay device)12。
定时门开关11取得成为检测对象的光信号中的规定时域内的光信号序列并向光混频器30输出。
环型光纤延迟器12通过使未被定时门开关11取得的光信号循环，来给予延时并将延时后的光信号再次输入定时门开关11。
如上所述，能够通过使用定时门开关11和环型光纤延迟器12，来适当地调整光信号序列到达光混频器30的时间。
在本发明的光检测装置中，优选光检测器检测混频信号所包含的光信号序列成分的频率和光学频率梳成分的频率之间的频率差，且获得以该频率差为频率的电信号。
如上述结构那样，根据混频信号所包含的光信号序列成分和频率梳成分的频率差获得电信号，据此，能够获得与作为检测对象的光信号相比较频带被高度压缩的电信号。因此，即使在检测对象的光信号的带宽(bandwidth)超过能够被光检测器检测的带宽极限的情况下，也能够通过该光检测器集中取得带宽宽的光信号。
在本发明所涉及的光检测装置中，光混频器30和光检测器40(的数量)分别为一个，光混频器30输入从延时调整机构10输出的光信号序列，光检测器40输入从光混频器30输出的混频信号。
当检测超宽带的光信号时，通过将光混频器、光检测器和光学频率梳发生器等分别各设置多个，也能够覆盖光信号的全频带。但是，当设置多个光混频器和光检测器等时，光检测装置的接收部分会大型化。因此，在本发明的光检测装置中，优选通过分别各设置一个光混频器30和光检测器40的简单的结构，来实现超宽带的光信号的检测。在该方面，本发明的光检测装置通过延时调整机构10来调整时间，以使得光信号序列被依次导入光混频器30，因此，能够通过一个光混频器30和光检测器40，来集中取得超宽带的光信号。
本发明的第2方案涉及一种光检测方法。
本发明所涉及的光检测方法包含以下工序，即：
将作为检测对象的光信号输入延时调整机构10；
通过光学频率梳发生器20产生光学频率梳；
将从延时调整机构10依次输出的、经过时间调整的光信号序列、和从光学频率梳发生器20输出的光学频率梳信号在光混频器30中进行光混频；和
通过光检测器40检测从光混频器30输出的混频信号。
在此，延时调整机构10对光信号序列进行时间调整，以使得经过时间调整的各光信号序列在光混频器30中，分别在不同的时间与光学频率梳进行光混频。
根据本发明，能够在不依存于复杂的全光信号处理技术和光学快速傅立叶转换等的情况下，进行超过电信号频带极限的超宽带光信号的集中计测。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的光检测装置的基本原理的概念图。图1尤其表示在波长域将光信号序列分解时的原理。
图2是表示本发明所涉及的光检测装置的功能的框图。
图3是表示本发明所涉及的光检测装置的应用例的概念图。图3尤其表示在时-频域将光信号序列分解的情况。
图4是表示在图10所示的应用例中，本振梳状波的各频率成分正交的相位关系的例子。
图5表示本发明所涉及的光检测装置的一个实施方式。
图6表示光学频率梳发生器的优选方式。
图7表示光检测器的优选方式。
图8表示本发明所涉及的光检测装置的实施例。
图9(a)表示4×20-Gb/sOTFDM-QPSK信号的光谱。图9(b)表示在具有不同带宽的多个OTFDM波束传播的灵活栅格(Flexible Grid)信号的光谱。图9(c)表示本振梳状波的光谱。
图10表示对所需的OSNR测定到的误比特率。
图11表示多路分离后的QPSK信号的星座图。
具体实施方式
下面，使用附图，对本发明的实施方式进行说明。本发明并不限于以下说明的方式，本领域的技术人员还能够根据以下的方式，在周知的范围内适当地进行修正。
[1.基本原理]
图1是表示本发明所涉及的光检测装置和光检测方法的原理的示意图。另外，图2表示光检测装置的功能框图。首先，参照图1和图2，对本发明的基本原理进行说明。如图2所示，光检测装置100具有延时调整机构10、光学频率梳发生器20、光混频器30和光检测器40。
延时调整机构10被输入作为检测对象的光信号。在本发明的光检测装置100中，能够检测超宽带的光信号。例如，作为超宽带的光信号的例子，例如有m进制PSK信号、m进制QAM信号和其他的多载波信号。例如，被输入延时调整机构10的光信号的频带可以是能够通过光检测器40检测的频带极限的2倍以上，也可以是4倍、8倍或10倍以上。这样，即使是具有超过光检测器40的检测极限的频带的光信号，本发明的光检测装置100也能够检测和测定。
如图1以及图2所示，当光信号被输入延时调整机构10时，被给予延时，在不同的时间从延时调整机构10依次输出。例如，在图1所示的例子中，从延时调整机构10输出的多组光信号序列分别被给予t1、t2、…tn的延时。另外，如图2所示，在延时调整机构10的输出目的地设置有光混频器30。即，从延时调整机构10输出的多组光信号序列分别在不同的时间到达光混频器30。
如图2所示，光混频器30对来自延时调整机构10的输出和来自光学频率梳发生器20的输出进行光混频。光学频率梳发生器20连续地产生光学频率梳(本振梳状波)。光学频率梳由具有等间隔的频率差的多个光频率成分构成。因此，被延时调整机构10调整了时间的多组光信号序列到达光混频器30后，分别在不同的时间与光学频率梳进行光混频。此时，由于各光信号序列到达光混频器30的时间逐个稍微不同(逐个发生些许变化)，因此，各光信号序列和光学频率梳的相对延时(时间差)也逐个稍微不同。
在图1所示的原理中，将光学频率梳与各光信号序列进行混频，据此，在波长域来分解各光信号序列。即，如图1所示，在对各光信号序列进行波长分解的情况下，使本振梳状波的波长在时间上进行偏移(变化)，据此，分别针对各光信号序列对不同的频率成分进行采样检测。通过使本振梳状波的波长偏移，能够覆盖光信号序列的全域。光学频率梳分别与多个光信号序列中的各光信号序列混频，但如图1所示，与这些光信号序列混频的多个频率梳从时间上来观察，中心波长逐个稍微不同。因此，当光信号序列和光学频率梳被混频时，在光信号序列与光学频率梳的振幅和相位一致的部位形成采样点。据此，如图1所示，在各光信号序列的逐个稍微不同的频带中提取采样点。另外，当集聚所有的光信号序列的采样点时，覆盖作为测定对象的超宽带的光信号的全域。
另外，如图1所示，由于从一个光信号序列中只提取出几个采样点，因此，当综合每个光信号序列的采样点时，该频带与原本的光信号的频带相比较，被高度压缩。另外，多组光信号序列分别在不同的时间到达光检测器40。因此，光检测器30能够依次检测出频带被压缩的光信号序列。即，光检测器30依次连续检测频带被压缩的多个光信号序列即可，而不需要同时检测超宽带的光信号。这样，作为测定对象的超宽带的光信号通过延时调整机构10和光混频器30(光学频率梳发生器20)，以在波长域被分解并且频带被高度压缩的状态，被导入光检测器40。因此，即使在检测超宽带的光信号的情况下，作为光检测器40，也能够使用现有的低速的光检测器。
其后，测定对象的光信号通过光检测器40转换成电信号。光信号为被分解为多组光信号序列且频带被压缩的信号，在转换成电信号之后，按照规定的算法进行分析，重组为被分解、压缩之前的状态(超宽带的状态)。用于重组的算法可以合适地设计。其后，重组后的超宽带的电信号作为用于分析作为测定对象的光信号的波形等的信号来使用。据此，通过本发明的光检测装置100，能够连续地集中取得超宽带的光信号的全频带，并分析其波形等光信息。分析后的波形等信息能够显示在公知的显示装置等上。
图3是表示本发明所涉及的光检测装置和光检测方法的应用例的示意图。即，作为将从延时调整机构10依次输出的光信号序列和光学频率梳混频，并对该光信号序列进行分解的方法，除了上述那样在波长域分解的方法(参照图1)之外，还能够考虑在时域分解的方法和在时-频域分解的方法。在该图3中，尤其示出了在时-频域分解的方法的例子。
如图3所示，在时-频域分解的方法中，通过延时调整机构10使各光信号序列到达光混频器30的时间不同这一点与上述的在波长域分解的方法(参照图1)相同。另一方面，在时-频域分解的方法中，与上述的在波长域分解的方法不同，光学频率梳(本振梳状波)的波长在时间上也可以固定。即，光学频率梳的波长通常可以是保持不变的。但是，在时-频域分解的方法中，与各光信号序列混频的各光学频率梳的相位关系需要处于彼此正交的关系。处于彼此正交的关系的光学频率梳是指，当在二个光学频率梳间进行多频混频(光混频)，并通过该光学频率梳的频率间隔的一半值以下的频带十分狭窄的低通滤波器时，其输出水平成为0(无限接近于0)的关系。图4表示光学频率梳具有正交的相位关系时的例子。图4的左侧表示构成光学频率梳的光频率成分为2个的情况，图4的右侧表示构成光学频率梳的光频率成分为3个的情况。即，图4的左侧表示由2个光频率成分构成的2个光学频率梳彼此处于相位正交关系的状态。另外，图4的右侧表示由3个光频率成分构成的2个光学频率梳分别处于相位正交关系的状态。
如图3所示，能够通过使与各光信号序列混频的各光学频率梳的相位关系彼此保持正交状态，来在时-频域将各光信号序列分解。这样，能够对每个光信号序列得到多个采样点。采样得到的光信号序列的频带与原来的光信号的频带相比较被高度压缩。另外，多组光信号序列分别在不同的时间到达光检测器40。因此，光检测器30能够依次检测频带被压缩的光信号序列。即，光检测器30不需要同时检测超宽带的光信号，而是依次连续地检测频带被压缩的多个光信号序列即可。因此，即使在检测超宽带的光信号的情况下，作为光检测器40也能够使用现有的低速光检测器。
[2.实施方式]
[2-1.实施方式的整体结构]
接着，使用图5，对本发明所涉及的光检测装置100的一个实施方式进行说明。
图5表示利用上述基本原理的光检测装置100的结构。如图5所示，在本实施方式中，作为检测对象的光信号，多载波光信号被输入光检测装置100。图5表示作为多载波光信号的例子，而将多个QPSK信号在频率轴上以等间隔配置的OFDM(正交频分复用：OrthogonalFrequency-Division Multiplexing)方式的信号。本发明的光检测装置100能够检测OFDM-QPSK信号那样的宽频带的光信号。
如图5所示，本实施方式所涉及的光检测装置100具有延时调整机构10、光学频率梳发生器20、光混频器30、光检测器40、低通滤波器41、A/D(模拟/数字)转换器42和S/P(串/并)转换器43。另外，通过光学频率梳发生器20、光混频器30和光检测器40来构成光多频混频检测器。
作为测定对象的多载波光信号首先被输入延时调整机构10。在本实施方式中，延时调整机构10由定时门开关11和环型光纤延迟器12构成。定时门开关11用于取出被输入的多载波光信号中的所希望时域的光信号，其进行如下控制：使所需时域的光信号通过，且使其余时域的光信号不通过。因此，当多载波光信号被输入定时门开关11时，定时门开关11从该多载波光信号中取得属于规定时域内的光信号序列并向后一级的光混频器30送出。另一方面，未被定时门开关11取得的多载波光信号被导入环型光纤延迟器12。环型光纤延迟器12例如具有使50m～1000m的单模光纤(SMF)多路复用循环的结构。被导入环型光纤延迟器12的多载波光信号在循环结构内循环，据此被给予规定时间的延迟，再次被输入定时门开关11。当在循环结构内循环后的多载波信号被输入定时门开关11时，定时门开关11再次从该多载波光信号取得属于规定时域内的光信号序列，并将其向后一级的光混频器30送出。另一方面，未被定时门开关11取得的多载波光信号再次被导入环型光纤延迟器12。通过重复进行这样的回路循环，定时门开关11对向光混频器30输出的各光信号序列进行时间调整。据此，在延时调整机构10中，作为测定对象的多载波光信号被分解为经过时间调整的多组光信号序列。经过时间调整的多组光信号序列到达光混频器30的时间分别不同。另外，光信号的延迟器并不限于环型光纤延迟器，还能够适当地应用公知的延迟器。
另一方面，光学频率梳发生器20生成光学频率梳。光学频率梳是由以等间隔的频率间隔来配置的多个光频率成分构成的信号。通过光学频率梳发生器20生成的光学频率梳还被称为本振梳状波。通过光学频率梳发生器20生成的光学频率梳被输入光混频器30，与通过延时调整机构10进行了时间调整的光信号序列进行光混频。光学频率梳发生器20是利用马赫-曾德尔型光学调制器的结构，优选是能够生成光强度保持不变的平坦的光学频率梳的结构。在光检测装置100中，当在波长域来分解各光信号序列时，光学频率梳发生器20使本振梳状波的波长在时间上偏移，以能够覆盖光信号序列的全域(参照图1)。另一方面，在光检测装置100中，当在时-频域来分解各光信号序列时，时间光学频率梳发生器20也可以使本振梳状波的波长在时间上保持不变(参照图3)。但是，当在时-频域进行分解时，优选与各光信号序列混频的各光学频率梳的相位关系处于相互正交的关系。另外，光学频率梳发生器20能够通过其他的公知的梳状波发生器构成。光学频率梳发生器20的优选方式的细节之后叙述。
如上所述，光混频器30的一个输入端口被依次输入经过时间调整的多组光信号序列，光混频器30的另一个输入端口被输入光学频率梳。各光信号序列在光混频器30中与光学频率梳进行光混频，据此，在波长域或者时-频域中被采样。另外，多组光信号序列分别通过时间调整机构10来进行时间调整，以使得到达光混频器30的时间逐个稍微不同。因此，经过时间调整的光信号序列分别在光混频器30中在不同的时间与光学频率梳进行光混频。其结果，多组光信号序列分别通过光学频率梳在不同的点被采样。在此，将如上述那样对作为测定对象的光信号和光学频率梳进行混频来进行高带宽的光采样的技术称为多频混频检测。并且，若光学频率梳覆盖作为测定对象的多载波光信号的全带宽，则通过集聚使各光信号序列和光学频率梳混频而得到的各采样点，能够获得多载波光信号的全域。通过集聚各光信号序列的采样点，能够获得分别与作为测定对象的多载波信号所包含的各副载波(d1、d2、dn)对应的子信道(Ch.1、Ch.2、Ch.n)。
经过时间调整的光信号序列和光学频率梳在光混频器30中混频后，该混频信号被输入光检测器40。光检测器40根据作为光信号的混频信号来生成电子信号。在本实施方式中，作为测定对象的多载波光信号利用QPSK信号形成。因此，作为光检测器40，可以使用能够适当地解调QPSK信号的平衡检测器。用于解调QPSK信号的平衡检测器能够使用公知的检测器。例如，平衡检测器具有：第1平衡检波部40a，其取得与光混频器30(90°混合耦合器)所输出的混频信号中的I(In-phase)成分对应的电信号；和第2平衡检波部40b，其取得与Q(Quadrature)成分对应的电信号。第1平衡检波部40a对混频信号中的相位为0°的成分和相位为180°的成分进行平衡检波，并从光信号转换成电信号，据此，取得与I成分对应的电信号。另外，第2平衡检波部40b对混频信号中的相位为90°的成分和相位为-90°的成分进行平衡检波，并从光信号转换成电信号，据此，取得与Q成分对应的电信号。
在本发明中，能够利用光多频混频检测技术，对宽频带的光信号进行频带压缩，下变频为具有低速的RF频率的电信号，其中，光多频混频检测技术是通过将光信号和光学频率梳混频的光采样来进行光检测。即，光检测器40能够通过取被输入光混频器30的光信号与频率梳的频率差，来获得以该频率差为RF频率的电信号。光多频混频检测技术的细节之后叙述。
由光检测器40获得的电信号通过低通滤波器41被除去不需要的噪音成分之后，被输入A/D转换器而向数字信号进行转换。数字信号通过S/P转换器，从串行传输转换成并行传输之后，各信号成分被向MIMO检测器44输入。例如，与多载波光信号的各副载波(d1、d2、dn)对应的各子信道(Ch.1、Ch.2、Ch.n)的电信号被并行输入MIMO检测器44。这样，能够获得从多载波信号光信号多路分离出的子信道。通过在MIMO检测器44中将子信道分离，能够消除接收信号所包含的子信道间残留的串扰。其后，对各子信道进行分析，据此，能够获得多载波光信号的波形、相位等光信息的测定结果。
接着，对延时调整机构10中的优选的延时的设定进行说明。
如图5所示，作为测定对象的多载波信号在被输入光多频混频检测器(20、30、40)之前，被输入具有定时门11和环型光纤延迟器12的延时调整机构10。通过定时门11和环型光纤延迟器12进行了时间调整的光信号序列在不同的时间，到达光多频混频检测器的光混频器30的输入端口。
在此，当在时-频域来分解各光信号序列时，为了维持与经过时间调整的各个光信号序列混频的光学频率梳的正交性，优选环型光纤延迟器12中的延时被设定为(m+i/n)/B[秒]。B是构成被多路复用的光信号的各子信道的符号速率[sps：symbol/秒]。m是任意的整数。n是被多路复用的子信道的数量。i是经过时间调整的光信号序列的顺序(顺序编号)。在这样的条件下，经过时间调整的第i个光信号序列和光学频率梳(本振梳状波)的相对延时(时间差)由i/(nB)表示。其结果，利用具有彼此正交的相位关系的本振梳状波，在光检测器中对经过时间调整的光信号进行多频混频检测。
以满足上述条件的方式，对各光信号序列给予延时，据此，各光信号序列在合适的时间到达光混频器30，因此，不需要精密控制生成本振梳状波的光频率发生器20。例如，当从光频率发生器20产生本振梳状波时，不需要依次调整该本振梳状波的相位状态的控制。另外，构成本振梳状波的各光频率成分的相位也可以分别是任意的相位，不一定需要使所有的光频率成分的相位均一致(例如，设为零)。因此，只通过一个光频率发生器20就能够充分地对应。并且，以满足上述条件的方式对各光信号序列给予延时，将本振梳状波与经过时间调整的各光信号序列混频来进行光检测，据此，能够集中取得所有的光信号序列的振幅和相位。
另外，通过利用数字信号处理，对多频混频检测出的光信号序列应用n×n的矩阵，能够从n组光信号序列来多路分离取得所有的子信道。另外，根据多载波光信号的种类(调制的种类)适当地选择矩阵要素，据此，无论是nf[Hz]带宽内的哪一种类的多载波信号，具有该延时调整机构10的光检测装置100均能够检测。另外，还具有以下优点，即，通过消除子信道间的串扰的多入多出(MIMO)等化技术，矩阵要素被适当地更新。并且，本发明的检测方式在多路分离时不依存于光学快速傅立叶转换(FFT)和光信道选择滤波器，因此，能够使用波长检测性能低的一般的光检测器，集中检测超宽带的光信号。
[2-2.光学频率梳发生器]
接着，针对光学频率梳发生器20的优选方式，具体地进行说明。图6是光学频率梳发生器20的概略图。如图6所示，在本发明的光检测装置100中，优选光学频率梳发生器20利用马赫-曾德尔型光学调制器。这样的光学频率梳发生器20例如能够采用日本发明专利公开公报特开2007-248660号所公开的光学频率梳发生器。但是，在本发明所涉及的光检测装置100中，作为光学频率梳发生器20，也可以适当地采用公知的梳状波发生器，只要能够产生光学频率梳即可。
如图6所示，光学频率梳发生器20具有波导部分21、驱动信号系统22和偏置信号系统23。
波导部分21包含输入部21a、分支部21b、第1波导21c、第2波导21d、合波部21e和输出部21f。首先，光信号被输入输入部21a，光信号在分支部21b中进行分支。第1波导21c传播在分支部21b中分支得到的一方的光信号，第2波导21d传播在分支部21b中分支得到的另一方的光信号。在合波部21e中，从第1波导21c和第2波导21d输出的光信号被合波，合波后的光信号从输出部21f输出。另外，驱动信号系统22生成驱动第1波导21c的第1驱动信号22a和驱动第2波导21d的第2驱动信号22b。另外，偏置信号系统23生成施加给第1波导21c和第2波导21d的偏置信号23a、23b。
并且，优选驱动信号系统22和偏置信号系统23以满足下式(I)的方式来驱动第1驱动信号22a、第2驱动信号22b、和偏置信号23a、23b。
ΔA+Δθ＝π/2 (I)
在上述式(I)中，ΔA和Δθ被分别定义为ΔA≡(A1-A2)/2，和Δθ≡(θ1-θ2)/2。A1和A2分别表示向电极输入第1驱动信号22a和第2驱动信号22b时，由第1驱动信号22a和第2驱动信号22b诱导产生的光相位偏移振幅。θ1和θ2分别表示在第1波导21c和第2驱动信号22b内由光程差和偏置信号诱导产生的光相位偏移量。
即，光学频率梳发生器20具有驱动信号系统22和偏置信号系统23，该驱动信号系统22和偏置信号系统23以满足上述式(I)的条件的方式，驱动第1驱动信号22a、第2驱动信号22b和偏置信号23a、23b。并且，驱动控制可以通过信号系统所包含的、或者安装于信号系统的计算机等控制部来进行控制。
如图6所示，光学频率梳发生器20利用马赫-曾德尔型光学调制器，在原理上，是组合有两个相位调制器的结构，并且该相位调制器由波导和施加驱动信号的电极构成。并且，以满足上述式(I)的方式，驱动驱动信号系统22和偏置信号系统23，据此，在波导部分21的合波部21e中被合波的、来自2个相位调制器的光信号彼此补充。因此，光学频率梳发生器20能够稳定地获得具有平坦的频谱特性的光学频率梳。
另外，光学频率梳发生器也可以不满足上述式(I)，而以满足下述式(II)的方式来驱动。
ΔA＝Δθ＝π/4 (II)
在上述(II)中，ΔA以及Δθ的定义与上述(I)同义。这样，光学频率梳发生器20可以具有驱动信号系统22和偏置信号系统23，该驱动信号系统22和偏置信号系统23按照上述式(II)，来驱动第1驱动信号22a、第2驱动信号22b和偏置信号23a、23b。如果如式(II)那样驱动，则光学频率梳发生器能够有效地获得具有平坦的频谱特性的光学频率梳。
另外，优选光学频率梳发生器在上述(I)和(II)式的定义中，第1驱动信号22a的振幅(A1)和第2驱动信号22b的振幅(A2)不同。
此外，上述光学频率梳发生器的具体的设计理论和制造方法公开于日本发明专利公开公报特开2007-248660号。在本发明的光检测装置中，能够适当地采用该文献所公开的光学频率梳发生器的结构。
另外，光学频率梳由具有等间隔的频率差的多个光频率成分构成。另外，理想的情况是，光学频率梳具有平坦的频谱特性，即，各个光频率成分分别具有相等的光强度。另一方面，光学频率梳不一定需要使各光频率成分的相位均一致。即，构成光学频率梳的各频率成分可以具有任意的相位。在此，光学频率梳的概念中，包含各光频率成分的相位均一致的光脉冲。光脉冲是光学频率梳的优选的方式之一。光学频率梳发生器20可以为产生这样的光脉冲(各光频率成分的相位均一致的光学频率梳)的光学频率梳发生器。
在光检测装置100中，当在波长域来分解各光信号序列时，光学频率梳发生器20能够使本振梳状波的波长在时间上偏移，覆盖光信号序列的全域(参照图1)。另一方面，在光检测装置100中，当在时-频域来分解各光信号序列时，时间光学频率梳发生器20也可以使本振梳状波的波长在时间上保持不变(参照图3)。但是，当在时-频域来进行分解时，优选与各光信号序列混频的各光学频率梳的相位关系处于相互正交的关系。
[2-3.光多频混频检测器]
图7具体地对光检测器40的优选的方式进行说明。在本发明中，通过上述的光学频率梳发生器20、光混频器30和光检测器40，来实现光多频混频检测器。在此所谓的光多频混频是指，能够通过将作为检测对象的光信号和本地(本机)产生的光学频率梳(本振梳状波)混频(零拍混频)，来在波长域或时-频域进行高带宽的光采样的技术。在此，代替连续波(CW)光源或脉冲光源，作为本地振荡器(本机振荡器)，使用具有矩形频谱特性的光学频率梳，取波长域或时-频域中的光信号的采样点。在光多频混频检测器中，超宽带的光信号的频带被压缩，下变频成具有低速的RF频率的电信号。
如图7所示，与光多频混频检测相关的系统具有光学频率梳发生器20、光混频器30和光检测器40(低速光电二极管)。另外，优选该系统还具有包络线检测器41、RF低通滤波器42和RF检测器43。
如图7所示，光混频器30被输入作为检测对象的光信号(目标信号)和从光学频率梳发生器20输出的光学频率梳(本振梳状波)。在此，在本发明的光检测装置100中，目标信号可以是通过延时调整机构10调整了到达光混频器30的时间的光信号序列。即，在本发明的光检测装置100中，作为检测对象的光信号首先被输入延时调整机构10，生成到达光混频器30的时间不同的多个光信号序列(频率和强度保持不变)。并且，经过时间调整的各光信号序列分别在光混频器30中，依次与光学频率梳混频。
在光混频器30中，具有频率f[Hz]的重复率的目标信号与具有频率f-Δf[Hz]的频率间隔的本振梳状波进行光混频。在此，Δf可以任意地设定，但优选为Δf＜＜f。并且，当通过光检测器40(光电二极管)来检测目标信号和本振梳状波的混频波时，这些混频波向频率低的中间频率(IF)下变频。在此，本振梳状波在频谱上强度相等，因此，目标信号的每个频率成分的外差转换效率相等。因此，目标信号的频谱的复制在IF频带中生成为电信号，但该电信号的频率间隔为从目标信号的频率间隔被高度压缩后的Δf。这样，光检测器40能够检测在光混频器30中混频的目标信号的频率和本振梳状波的频率之间的频率差，获得以该频率差为RF频率的IF信号。
并且，当本振梳状波的各频率模式间的相位差Δφi被设定为零时，目标信号的各频率模式间的相位关系也被维持原样。另外，通过光检测器40获得的IF信号被输入包络线检测器41。在包络线检测器41中，能够取出与目标信号的波形的类似性高的包络线。
如上所述，IF信号的重复率为Δf，该Δf远低于原来的目标信号的重复率f。因此，即使在目标信号具有超过能够被光检测器40(低速的光电二极管)检测的带宽极限的超高速波形的情况下，也能够通过利用光多频混频检测，通过该光检测器40来进行检测。并且，在该技术中，能够通过进行包络线检波，来消除目标信号和本振梳状波的光相位差的不确定性，因此，具有不需要固定目标信号和本振梳状波的光相位的优点。即，无论目标信号和构成本振梳状波的光成分具有怎样的相位差，都能够通过通用的光电二极管，集中取得振幅和相位差。本振梳状波不需要是完整的光脉冲(各光频率成分的相位均一致的光学频率梳)。构成本振梳状波的光频率成分可以分别设为任意的相位。
另外，如图7所示，由光检测器40取得的IF信号通过低通滤波器42除去残留的不需要的噪音成分之后，被输入RF检测器43。RF检测器43根据IF信号的信号波形，来恢复目标信号的信号波形。尤其是在本发明的光检测装置100中，通过延时调整机构10进行了时间调整的多个光信号序列在不同的时间被依次输入光混频器30，并通过光检测器40转换成IF信号。因此，RF检测器43根据多个目标信号的信号波形，来恢复输入延时调整机构10的最初的光信号的信号波形。另外，根据经过时间调整的多个目标信号来恢复最初的光信号的信号波形的算法能够适当地设计。
在此，优选以满足以下条件的方式来驱动生成本振梳状波的光学频率梳发生器20。(1)首先，优选构成本振梳状波的各频率成分彼此的相位差为零(Δφi＝0)，频率间隔为等间隔。(2)另外，优选构成本振梳状波信号的各频率成分的光强度均相等。(3)并且，优先本振梳状波信号的中心频率(波长)和频率间隔能够灵活地任意地控制。作为满足这样条件的光学频率梳发生器20，能够使用上述的利用马赫-曾德尔型光学调制器的光学频率梳发生器20。即，马赫-曾德尔型的光学频率梳发生器20作为电光学超平坦频率梳发生器来发挥作用，适合作为多频本地振荡器来使用。如上所述，马赫-曾德尔型的光学频率梳发生器20能够稳定生产频谱的平坦性高的、优异的光学频率梳，并且，能够灵活地控制所得到的光学频率梳的中心频率(波长)和频率间隔。另外，采用该光学频率梳发生器20，还能够生成具有亚太赫兹的带宽的超平坦频率梳。因此，还能够期待发挥皮秒周围的时间分辨率。
如上所述，当在时-频域来分解各光信号序列时(参照3)，为了维持与经过时间调整的各个光信号序列混频的光学频率梳的正交性，优选将环型光纤延迟器12中的延时设定为(m+i/n)/B[秒]。通过这样设定延时，即使在光学频率梳的各频率模式间的相位差Δφi不是零的情况下，也能够确保与各光信号序列混频的光学频率梳各自的正交关系，在时-频域进行分解。其结果，不需要使从光学频率梳发生器20输出的光学频率梳的波长(中心波长)在时间上偏移的操作。
另外，如上所述，作为本振梳状波，能够应用具有任意的相位差Δφi值的光学频率梳，不需要使用完整的光脉冲(各光频率成分的相位均一致的光学频率梳)。因此，根据本发明，能够在不依存于复杂的光脉冲的情况下，提供结构更简单的光检测装置(示波器)。
[3.实施例]
接着，参照图8～图11，对本发明所涉及的光检测装置的实施例进行说明。图8表示实施例所涉及的光检测装置的结构。图8所示的实施例相当于图5所示的光检测装置100的实施例。
在本实施例中，在发射机侧，产生4信道的正交时频域多路复用(OTFDM：Orthogonal Time-Frequency Domain Multiplexing)信号。OTFDM信号的通信速度为4×20Gb/s。在此，“OTFDM信号”是指，具有与OFDM相同的频谱效率的多载波信号[参考文献：Takahide Sakamoto,Orthogonal Time-Frequency Domain Multiplexing withMultilevel Signaling,Optics Express,Vol.22,Issue 1,pp.773-781(2014)]。在本实施例中，作为多载波光信号的一例，产生OTFDM信号，将该OTFDM信号作为测试信号来使用。
在发射机侧，首先，将从光源输出的连续光(CW激光)输入马赫-曾德尔调制器型的平坦光学频率梳发生器(MZ-FCG)，生成18×10GHz的光学频率梳信号。所得到的光学频率梳信号被输入后一级的马赫-曾德尔光学调制器，实施QPSK形式的光学调制。QPSK形式的光学调制是具有215-1的序列长度的10G波特的符号速率。在此，光学频率梳信号所包含的所有的光成分(梳状线)用同一数据流进行调制。被QPSK调制后的光学频率梳信号通过具有40Gb/s的长方形通带的带通滤波器进行滤波，其后，被导入生成OTFDM信号的延迟线基础(delayline base)的4×OTFDM多路复用器。在本实施例中，通过这样的结构，生成具有40GHz带宽的80Gb/s的OTFDM-QPSK信号。
另一方面，在接收机侧，构筑循环辅助型的光多频混频检测装置。如上述那样生成的上述超宽带的OTFDM-QPSK信号被输入循环部(延时调整机构)。循环部由500m的单模光纤(SMF)、光放大器(EDFA)、作为定时门而发挥作用的超声波光学开关(AOM开关)构成。作为检测对象的OTFDM-QPSK信号经AOM开关，被输入光纤的循环部(500m)。在循环部中，OTFDM-QPSK信号用1μs的时窗进行了时间调整(定时开启门电路)后，在SM的循环内循环8次进行再调整(延时)。再循环之后，8组内的4组光信号序列(接收信号)被给予100m+25i[ps]的时间延迟，并被输入混合耦合器的信号端口。
另一方面，利用与上述不同的马赫-曾德尔调制器型的平坦光学频率梳发生器(MZ-FCG)，生成本振梳状波。该本振梳状波被输入混合耦合器的另一个端口。本振梳状波的梳状线(comb line)的数量为4个，其覆盖80Gb/s的OTFDM-QPSK信号的全带宽。在本实施例中的设定中，接收信号(OTFDM-QPSK信号)和本振梳状波之间的相对光延迟为25i[ps]，该值保证了作为多载波的接收信号和本振梳状波之间的正交性。
再循环后的接收信号(OTFDM-QPSK信号)根据离线信号处理，使用典型的数字零拍接收机，与本振梳状波零拍混频。另外，为了对QPSK信号进行解调来进行光检测，在混合耦合器的后一级，安装有典型的平衡光检测器。n×n MIMO(4×4MIMO)为了消除接收信号所包含的子信道间残留的串扰而安装。
图9(a)表示4×20Gb/s的OTFDM-QPSK信号的光谱。另外，图9(c)表示具有数量为4个的梳状线的本振梳状波的光谱。另外，图10表示作为以0.1nm来接收的OSNR的函数而测定的、多路分离后的信道的误比特率特性。所需的OSNR＠BER＝10e-3为11.5～13.5dB。该值接近12dB的理论上期待的、所期望的OSNR。如图10那样误比特率分散的主要理由在于，被多路复用的子信道的功率不均衡。
另外，在本实施例中，为了示出光检测装置的信道选择能力，如图9(b)所示，测定灵活栅格信号，该灵活栅格信号在具有不同带宽的多个OTFDM波束传播。在本实施例中，在OTFDM波束间测定到4倍的波段。图11表示针对分别检测到的所有的子信道测定到的星座图(constellation)。如图11所示，各子信道的星座图被清晰地观察到。因此，根据本实施例能够确认，所有的信道被正常分离，并且在没有发生重大的串扰的情况下被解调。
如上所述，在本实施例中，证明了一种循环辅助型的并列相干匹配检测器，其能够同时测定多载波光信号的所有的子信道。即，实验证明，根据本实施例的检测器，能够对4×20Gb/s的OTFDM-QPSK信号分波来准确地检测。
以上，在本申请的说明书中，为了表现本发明的内容，参照附图，对本发明的实施例进行了说明。但是，本发明并不限于上述实施例，还包含本领域的技术人员根据本发明的说明书所记载的事项进行的周知的变形方式和改良方式。
产业上的可利用性
本发明涉及一种能够集中计测超过电信号频带极限的超宽带的光信号的光检测装置和光检测方法。例如，本发明的技术能够适用于示波器。
另外，为了分析被高度多路复用的光网络信号，必须创立一种与光的多重轴和自由度对应的相干多维光计测技术。此时，关键在于并列化和多维化，本发明在并列化和集聚化方面存在优势。另外，当进行功能的并列化时，能够共用光信号生成部分和光检测部分等大多数的主要部分。避免了光计测系统的复杂化，并且当进行次数更高的多维光计测时，本发明发挥有益的效果。
附图标记说明
10…延时调整机构；11…定时门开关；12…环型光纤延迟器；20…光学频率梳发生器；21…波导部分；21a…输入部；21b…分支部；21c…第1波导；21d…第2波导；21e…合波部；21f…输出部；22…驱动信号系统；22a…第1驱动信号；22b…第2驱动信号；23…偏置信号系统；30…光混频器；40…光检测器；41…低通滤波器；42…A/D转换器；43…S/P转换器；44…MIMO检测器；45…包络线检波器；46…低通滤波器；47…RF检测器；100…光检测装置。

Claims (5)

1.一种光检测装置，其特征在于，具有：
延时调整机构(10)，其被输入作为检测对象的光信号；
光学频率梳发生器(20)，其产生光学频率梳；
光混频器(30)，其对从所述延时调整机构(10)依次输出的、经过时间调整的光信号序列和从所述光学频率梳发生器(20)输出的光学频率梳信号进行光混频；和
光检测器(40)，其检测从所述光混频器(30)输出的混频信号，
从所述延时调整机构(10)依次输出的所述经过时间调整的光信号序列在所述光混频器(30)中分别在不同的时间与所述光学频率梳进行光混频。
2.根据权利要求1所述的光检测装置，其特征在于，
所述延时调整机构(10)具有：
定时门开关(11)，其取得所述光信号中的规定时域内的光信号序列并向所述光混频器(30)输出；和
环型光纤延迟器(12)，其对未被所述定时门开关(11)取得的所述光信号给予延时，并将延时后的所述光信号再次输入所述定时门开关(11)。
3.根据权利要求1所述的光检测装置，其特征在于，
所述光检测器检测所述混频信号所包含的所述光信号序列成分的频率和所述光学频率梳成分的频率之间的频率差，且获得以该频率差为频率的电信号。
4.根据权利要求1所述的光检测装置，其特征在于，
所述光混频器(30)和所述光检测器(40)分别为一个，其中:所述光混频器(30)被输入从所述延时调整机构(10)输出的所述光信号序列，所述光检测器(40)被输入从所述光混频器(30)输出的所述混频信号。
5.一种光检测方法，其特征在于，包含以下工序：
将作为检测对象的光信号输入延时调整机构(10)；
通过光学频率梳发生器(20)产生光学频率梳；
将从所述延时调整机构(10)依次输出的、经过时间调整的光信号序列和从所述光学频率梳发生器(20)输出的光学频率梳信号在光混频器(30)中进行光混频；
通过光检测器(40)来检测从所述光混频器(30)输出的混频信号，
从所述延时调整机构(10)依次输出的所述经过时间调整的光信号序列在所述光混频器(30)中分别在不同的时间与所述光学频率梳进行光混频。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10014955B1 (en) * 2015-04-24 2018-07-03 Vencore Labs, Inc. Signal processing circuit with optical local oscillator signal
US10608749B1 (en) * 2018-01-24 2020-03-31 Inphi Corporation Probabilistic shaping techniques for high performance coherent optical transceivers
DE102018133443A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Leica Microsystems Cms Gmbh Impulsdetektor
US11632184B2 (en) * 2019-03-26 2023-04-18 Nec Corporation Wavelength-division multiplexing optical transmission system, wavelength-division multiplexing optical transmission method, and non-transitory computer readable medium
CN111786674B (zh) * 2020-07-09 2022-08-16 北京大学 一种模数转换系统模拟带宽扩展的方法及系统
US11664898B2 (en) * 2020-07-15 2023-05-30 Oewaves, Inc. Photonic processing of RF signals using polychromatic coherent optical source
CN112737673B (zh) * 2020-12-28 2023-11-03 重庆邮电大学 一种噪声下瞬态微弱微波信号频谱光学检测方法及装置
CN112910563B (zh) * 2021-01-26 2023-05-02 中国科学院半导体研究所 信号产生装置及方法
CN113315582B (zh) * 2021-05-24 2022-09-23 中国人民解放军国防科技大学 微波光子双光频率梳ofdm发射装置及发射方法
CN114205001B (zh) * 2021-11-29 2023-07-11 武汉邮电科学研究院有限公司 一种低复杂度的波长标签生成与检测方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0868045A2 (en) * 1997-03-25 1998-09-30 Lucent Technologies Inc. Time delay device for optical signals
JP2006029821A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Optical Comb Institute Inc 光周波数測定システム
CN103424194A (zh) * 2013-08-13 2013-12-04 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种飞秒激光频率梳频率稳定性的测量方法及装置
CN103633537A (zh) * 2013-11-13 2014-03-12 中国科学院物理研究所 一种载波包络相移频率可控的低噪声光纤激光频率梳装置
CN103794980A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 华东师范大学 用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4959540A (en) * 1989-05-15 1990-09-25 International Business Machines Corporation Optical clock system with optical time delay means
JPH0862051A (ja) * 1994-08-25 1996-03-08 Anritsu Corp 繰り返し光波形生成装置
US7009759B2 (en) * 2000-05-24 2006-03-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Multiple channel optical frequency mixers for all-optical signal processing
JP4771216B2 (ja) 2006-03-15 2011-09-14 独立行政法人情報通信研究機構 超平坦光周波数コム信号発生器
JPWO2010100745A1 (ja) * 2009-03-05 2012-09-06 オリンパス株式会社 光検出装置および光検出方法、並びに、顕微鏡および内視鏡

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0868045A2 (en) * 1997-03-25 1998-09-30 Lucent Technologies Inc. Time delay device for optical signals
JP2006029821A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Optical Comb Institute Inc 光周波数測定システム
CN103424194A (zh) * 2013-08-13 2013-12-04 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种飞秒激光频率梳频率稳定性的测量方法及装置
CN103633537A (zh) * 2013-11-13 2014-03-12 中国科学院物理研究所 一种载波包络相移频率可控的低噪声光纤激光频率梳装置
CN103794980A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 华东师范大学 用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置

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