JP2002054998A - 光サンプリングシステム - Google Patents
光サンプリングシステムInfo
- Publication number
- JP2002054998A JP2002054998A JP2000242834A JP2000242834A JP2002054998A JP 2002054998 A JP2002054998 A JP 2002054998A JP 2000242834 A JP2000242834 A JP 2000242834A JP 2000242834 A JP2000242834 A JP 2000242834A JP 2002054998 A JP2002054998 A JP 2002054998A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- sampling system
- pulse
- optical sampling
- 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.)
- Pending
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
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
- H04B10/5051—Laser transmitters using external modulation using a series, i.e. cascade, combination of modulators
-
- 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
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】変換効率が高く、実用性の高い光サンプリング
システムを提供する。 【解決手段】光サンプリングシステム５０は、測定入力
光信号４０を受ける光変調部１０、光検出部２０、及び
パルス発生部３０を有する。光変調部１０は、分岐され
た一対の光路１１、１２、及びその近傍に適当な電場を
提供する電極１３、１４、１５を有する。通常は電極１
３、１４、１５に加えられる電場によって光変調部１０
はオフ状態に設定される。パルス発生部３０は、光導電
性スイッチ３２、それをバイアスする定電圧源３１、及
び光導電性スイッチ３２を動作させるようパルス光を提
供するパルス光源３３を含む。パルス光源３３で発生し
た光パルスによって、光導電性スイッチ３２が動作して
約２ｐｓ以下の電気パルスが電極１４に提供される。従
って、電気パルスが発生したときに光変調部１０はオン
状態になり、より狭いサンプリング幅で入力信号をサン
プリングすることが可能になる。
システムを提供する。 【解決手段】光サンプリングシステム５０は、測定入力
光信号４０を受ける光変調部１０、光検出部２０、及び
パルス発生部３０を有する。光変調部１０は、分岐され
た一対の光路１１、１２、及びその近傍に適当な電場を
提供する電極１３、１４、１５を有する。通常は電極１
３、１４、１５に加えられる電場によって光変調部１０
はオフ状態に設定される。パルス発生部３０は、光導電
性スイッチ３２、それをバイアスする定電圧源３１、及
び光導電性スイッチ３２を動作させるようパルス光を提
供するパルス光源３３を含む。パルス光源３３で発生し
た光パルスによって、光導電性スイッチ３２が動作して
約２ｐｓ以下の電気パルスが電極１４に提供される。従
って、電気パルスが発生したときに光変調部１０はオン
状態になり、より狭いサンプリング幅で入力信号をサン
プリングすることが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速光信号の信号
波形を計測する光サンプリングシステムに関する。
波形を計測する光サンプリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高速光サンプリングシステムの一
例に、非線形光学結晶を用いてサンプリング用光パルス
と被測定光信号とを波長混合させる方法がある。その一
例は、特公平６−６３８６９号公報に開示される。この
公報には、被測定光の偏光方向を制御し、サンプリング
光と合波して非線形光学材料を通過させて受光器によっ
て受光させ、そのパルス波形を見ることによってサンプ
リングを行う光サンプリングシステムが開示される。
例に、非線形光学結晶を用いてサンプリング用光パルス
と被測定光信号とを波長混合させる方法がある。その一
例は、特公平６−６３８６９号公報に開示される。この
公報には、被測定光の偏光方向を制御し、サンプリング
光と合波して非線形光学材料を通過させて受光器によっ
て受光させ、そのパルス波形を見ることによってサンプ
リングを行う光サンプリングシステムが開示される。
【０００３】
【発明の解決すべき課題】この方法によれば、光サンプ
リングシステムは、その光路に沿って非線形光学結晶を
配置するよう構成される。しかしながら、この光サンプ
リングシステムによれば、非線形光学結晶を使用するた
めに変換効率が極めて低い点、及び適当な光源がないと
いう点から、光サンプリングシステムとしては好適なも
のではなく、実用には不向きであった。
リングシステムは、その光路に沿って非線形光学結晶を
配置するよう構成される。しかしながら、この光サンプ
リングシステムによれば、非線形光学結晶を使用するた
めに変換効率が極めて低い点、及び適当な光源がないと
いう点から、光サンプリングシステムとしては好適なも
のではなく、実用には不向きであった。
【０００４】従って、本発明では、変換効率が高く、実
用性の高い光サンプリングシステムを提供することをそ
の目的とする。
用性の高い光サンプリングシステムを提供することをそ
の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力される光
信号を、電気パルスの有無によって光路をオン／オフで
きる光変調部を通してサンプリングするよう構成される
光サンプリングシステムを提供する。
信号を、電気パルスの有無によって光路をオン／オフで
きる光変調部を通してサンプリングするよう構成される
光サンプリングシステムを提供する。
【０００６】好ましくは、前記光変調部は通常オフ状態
とされ、該光変調部をオン状態にする前記電気パルス
が、パルス光照射時にのみオン状態となる光導電性スイ
ッチからの出力によって提供される。
とされ、該光変調部をオン状態にする前記電気パルス
が、パルス光照射時にのみオン状態となる光導電性スイ
ッチからの出力によって提供される。
【０００７】好ましくは、前記光導電性スイッチと前記
光変調器とは、同一の基板上に設けられる。
光変調器とは、同一の基板上に設けられる。
【０００８】好ましくは、前記光変調器は、前記電気パ
ルスを受ける電極を前記光路に沿って有し、該電極の少
なくとも一つは、前記基板上に印刷された回路トレース
を介して前記光導電性スイッチと導通されるよう構成さ
れる。
ルスを受ける電極を前記光路に沿って有し、該電極の少
なくとも一つは、前記基板上に印刷された回路トレース
を介して前記光導電性スイッチと導通されるよう構成さ
れる。
【０００９】好ましくは、前記光導電性スイッチは、定
電圧源に接続される。
電圧源に接続される。
【００１０】好ましくは、前記電気パルスのパルス幅
は、２ｐｓ以下とされる。
は、２ｐｓ以下とされる。
【００１１】好ましくは、前記パルス光のパルス幅は、
１ｐｓ以下とされる。
１ｐｓ以下とされる。
【００１２】好ましくは、前記光変調部は、前記光信号
の伝搬方向に直列に連結された第１及び第２の光変調部
を有し、該第１及び第２の光変調部の一方は通常オン状
態に、他方は通常オフ状態に置かれ、相対的に遅延した
電気パルスを受けるときに、それぞれオフ状態及びオン
状態となり、両状態が重なり合う幅を前記光変調部全体
のオン状態として、サンプリングができるよう構成され
る。
の伝搬方向に直列に連結された第１及び第２の光変調部
を有し、該第１及び第２の光変調部の一方は通常オン状
態に、他方は通常オフ状態に置かれ、相対的に遅延した
電気パルスを受けるときに、それぞれオフ状態及びオン
状態となり、両状態が重なり合う幅を前記光変調部全体
のオン状態として、サンプリングができるよう構成され
る。
【００１３】好ましくは、前記第１及び第２の光変調部
のそれぞれが受ける前記相互に遅延した電気パルスは、
第１及び第２の光導電性スイッチから提供され、該第１
及び第２の光導電性スイッチのそれぞれには、相対的に
遅延するパルス光が提供される。
のそれぞれが受ける前記相互に遅延した電気パルスは、
第１及び第２の光導電性スイッチから提供され、該第１
及び第２の光導電性スイッチのそれぞれには、相対的に
遅延するパルス光が提供される。
【００１４】好ましくは、前記パルス光の遅延は、共通
のパルス光源で発生したパルス光を分岐し、少なくとも
その一方を、遅延手段を通すことにより提供される。
のパルス光源で発生したパルス光を分岐し、少なくとも
その一方を、遅延手段を通すことにより提供される。
【００１５】好ましくは、前記遅延手段は導波路とされ
る。
る。
【００１６】即ち、本発明によれば、サンプリング用の
パルス光を測定信号に絡めることのない比較的単純な構
成のレーザシステムが実現される。このシステムでは、
サンプリング用のパルス光は、測定信号を単にサンプル
するためのシャッターとなるための光変調器の開閉信号
を作り出す光導電性スイッチへのトリガとして使用され
る。光導電性スイッチは、通常定電圧源に接続される。
パルス光を測定信号に絡めることのない比較的単純な構
成のレーザシステムが実現される。このシステムでは、
サンプリング用のパルス光は、測定信号を単にサンプル
するためのシャッターとなるための光変調器の開閉信号
を作り出す光導電性スイッチへのトリガとして使用され
る。光導電性スイッチは、通常定電圧源に接続される。
【００１７】サンプリング用のパルス光の照射によっ
て、光導電性スイッチがＯＮになることで、低電圧源か
ら供給された規定の電圧を持った電気パルスが発生す
る。光変調器は、中途で分離される２つの光路を有す
る。被測定光信号は、通常は、分離される２つの光路で
相殺されて置かれる。しかしながら、光導電性スイッチ
で発生した電気パルスが光変調器に提供される間は、光
変調器内の相殺条件が崩れ、略入力信号に近い光信号が
フォトディテクタにより検出される。従って、パルス光
源を制御することにより、所定のタイミングでサンプリ
ングされた被測定光信号が検出できる。
て、光導電性スイッチがＯＮになることで、低電圧源か
ら供給された規定の電圧を持った電気パルスが発生す
る。光変調器は、中途で分離される２つの光路を有す
る。被測定光信号は、通常は、分離される２つの光路で
相殺されて置かれる。しかしながら、光導電性スイッチ
で発生した電気パルスが光変調器に提供される間は、光
変調器内の相殺条件が崩れ、略入力信号に近い光信号が
フォトディテクタにより検出される。従って、パルス光
源を制御することにより、所定のタイミングでサンプリ
ングされた被測定光信号が検出できる。
【００１８】従来の光サンプリングシステムは、高出力
のサンプリング用のパルス光を発生することで低い変換
効率を補う構成であったが、本発明によれば、より直接
的に被測定信号自身を時間的に切り出して測定可能とな
り、変換効率を約１にすることが可能である。また、サ
ンプリング用のパルス光源の強度変調などによる外乱を
受け難くすることもできる。更に、電気信号についても
提案しているパルス光源を用いたサンプリングシステム
との統合により、電気信号、光信号にも対応する光サン
プリングオシロスコープを構成できる。
のサンプリング用のパルス光を発生することで低い変換
効率を補う構成であったが、本発明によれば、より直接
的に被測定信号自身を時間的に切り出して測定可能とな
り、変換効率を約１にすることが可能である。また、サ
ンプリング用のパルス光源の強度変調などによる外乱を
受け難くすることもできる。更に、電気信号についても
提案しているパルス光源を用いたサンプリングシステム
との統合により、電気信号、光信号にも対応する光サン
プリングオシロスコープを構成できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、本発
明の好適実施形態となる光サンプリングシステムの詳細
について説明する。
明の好適実施形態となる光サンプリングシステムの詳細
について説明する。
【００２０】図１は、本発明の第１の実施形態となる光
サンプリングシステム５０の概略図である。図１によれ
ば、本発明の光サンプリングシステム５０は、サンプリ
ングされるための光信号を受ける光変調部１０、及び光
変調部１０の出力側に位置する光検出部（フォトディテ
クタ）２０を有し、更に光変調部１０を駆動するための
パルス信号を提供するパルス発生部３０を有する。光サ
ンプリングシステム５０は、入力４０から入力した光信
号をサンプリングするためのものであり、光変調部１０
は測定信号をサンプルするためのシャッター又はサンプ
リングゲートとして作用する。即ち、光サンプリングシ
ステム５０によれば、入力４０から入力した測定信号は
光変調部１０でサンプリングされ、このとき取り出され
た信号が光検出部２０で検出される。光検出部２０は、
光変調部１０で抽出された光サンプリング信号に対応し
て、短パルスの電気信号を提供する。
サンプリングシステム５０の概略図である。図１によれ
ば、本発明の光サンプリングシステム５０は、サンプリ
ングされるための光信号を受ける光変調部１０、及び光
変調部１０の出力側に位置する光検出部（フォトディテ
クタ）２０を有し、更に光変調部１０を駆動するための
パルス信号を提供するパルス発生部３０を有する。光サ
ンプリングシステム５０は、入力４０から入力した光信
号をサンプリングするためのものであり、光変調部１０
は測定信号をサンプルするためのシャッター又はサンプ
リングゲートとして作用する。即ち、光サンプリングシ
ステム５０によれば、入力４０から入力した測定信号は
光変調部１０でサンプリングされ、このとき取り出され
た信号が光検出部２０で検出される。光検出部２０は、
光変調部１０で抽出された光サンプリング信号に対応し
て、短パルスの電気信号を提供する。
【００２１】図示されるように、本実施形態による光変
調部１０は、中途で分岐された一対の光路又は導波路１
１、１２を有し、更に光路１１、１２を挟むようにその
近傍に電極１３、１４、１５を具える。電極１３、１
４、１５のそれぞれには、所定の電位が加えられ、これ
により光路１１、１２近傍に適当な電場が形成される。
調部１０は、中途で分岐された一対の光路又は導波路１
１、１２を有し、更に光路１１、１２を挟むようにその
近傍に電極１３、１４、１５を具える。電極１３、１
４、１５のそれぞれには、所定の電位が加えられ、これ
により光路１１、１２近傍に適当な電場が形成される。
【００２２】通常電極１３、１４、１５に加えられる電
位によれば、それによって生じるよって電場によって、
入力４０から入力されて光路１１、１２のそれぞれを伝
搬する光信号の位相差は互いに１８０度ずれる。その結
果、通常は光路１１、１２を伝搬される信号が相殺さ
れ、光検出部２０によって検出される光変調部１０の出
力は零になり、測定されるための光信号は出力されない
ことになる。特に例示となる本実施形態によれば、電極
１３、１５は接地電位とされ、一方で電極１４には接地
電位とは異なる所定の電位が提供され、これにより光路
１１、１２には互いに逆向きの電場が生じるように設定
される。
位によれば、それによって生じるよって電場によって、
入力４０から入力されて光路１１、１２のそれぞれを伝
搬する光信号の位相差は互いに１８０度ずれる。その結
果、通常は光路１１、１２を伝搬される信号が相殺さ
れ、光検出部２０によって検出される光変調部１０の出
力は零になり、測定されるための光信号は出力されない
ことになる。特に例示となる本実施形態によれば、電極
１３、１５は接地電位とされ、一方で電極１４には接地
電位とは異なる所定の電位が提供され、これにより光路
１１、１２には互いに逆向きの電場が生じるように設定
される。
【００２３】しかしながら、外部からの刺激信号により
電極１３、１４、１５の少なくとも１つの電位が変更さ
れ、この電場が変化したときには、このような光信号の
相殺の効果がなくなり、零でない出力光信号が光検出部
２０で検出される。本実施形態によれば、このような外
部からの刺激信号はパルス発生部３０により提供され
る。即ち、パルス発生部３０で発生する電気パルスが電
極１４に提供されるときに電場の位相が通常の状態から
変更され、これにより、測定されるための入力光信号が
サンプリングされて、その信号の一部が光検出部２０で
検出される。パルス発生部３０で発生する電気パルスの
大きさは、電極１４に電気パルスが提供されるときに、
光変調部１０に生じる電場が、光路１１、１２に伝搬さ
れる光信号の位相差を零にするものであるよう選択する
ことができる。位相差を略零にできれば、サンプリング
の変換効率を略１とすることができる。
電極１３、１４、１５の少なくとも１つの電位が変更さ
れ、この電場が変化したときには、このような光信号の
相殺の効果がなくなり、零でない出力光信号が光検出部
２０で検出される。本実施形態によれば、このような外
部からの刺激信号はパルス発生部３０により提供され
る。即ち、パルス発生部３０で発生する電気パルスが電
極１４に提供されるときに電場の位相が通常の状態から
変更され、これにより、測定されるための入力光信号が
サンプリングされて、その信号の一部が光検出部２０で
検出される。パルス発生部３０で発生する電気パルスの
大きさは、電極１４に電気パルスが提供されるときに、
光変調部１０に生じる電場が、光路１１、１２に伝搬さ
れる光信号の位相差を零にするものであるよう選択する
ことができる。位相差を略零にできれば、サンプリング
の変換効率を略１とすることができる。
【００２４】本発明によれば、パルス発生部３０は、定
電圧源３１、光導電性スイッチ３２、及びパルス光源３
３を有する。光導電性スイッチ３２には、定電圧源３１
によって常時所定の大きさの電圧が加えられている。こ
の状態でパルス光源３３から光導電性スイッチ３２に光
パルスが提供されると、光導電性スイッチ３２がオン状
態になり、パルス発生部３０から電気パルスが出力され
る。このとき、定電圧源を所定の電圧に設定しておくこ
とにより、上述のように、光路１１、１２のそれぞれに
伝搬する光信号の間に最適な位相差を提供することがで
きるので、サンプリングの際の変換効率を略１にするこ
とができるという利点を有する。
電圧源３１、光導電性スイッチ３２、及びパルス光源３
３を有する。光導電性スイッチ３２には、定電圧源３１
によって常時所定の大きさの電圧が加えられている。こ
の状態でパルス光源３３から光導電性スイッチ３２に光
パルスが提供されると、光導電性スイッチ３２がオン状
態になり、パルス発生部３０から電気パルスが出力され
る。このとき、定電圧源を所定の電圧に設定しておくこ
とにより、上述のように、光路１１、１２のそれぞれに
伝搬する光信号の間に最適な位相差を提供することがで
きるので、サンプリングの際の変換効率を略１にするこ
とができるという利点を有する。
【００２５】本実施形態によれば、パルス光源として
は、モードロックファイバレーザの如き光源が使用され
る。この光源によれば、パルス光のパルス幅は、約１ｐ
ｓ以下と極めて狭いものとすることができる。これによ
り、このパルス光が光導電性スイッチ３２に入射される
とき、光導電性スイッチ３２から、例えば約２ｐｓ以下
の極めて狭い幅の電気パルスが発生する。従って、この
ような電気パルスを光変調部１０に提供することによっ
て、サンプリングの光信号の幅を従来よりも更に狭くす
ることができ、これにより少なくとも約２００ＧＨｚで
のサンプリングが可能になる。
は、モードロックファイバレーザの如き光源が使用され
る。この光源によれば、パルス光のパルス幅は、約１ｐ
ｓ以下と極めて狭いものとすることができる。これによ
り、このパルス光が光導電性スイッチ３２に入射される
とき、光導電性スイッチ３２から、例えば約２ｐｓ以下
の極めて狭い幅の電気パルスが発生する。従って、この
ような電気パルスを光変調部１０に提供することによっ
て、サンプリングの光信号の幅を従来よりも更に狭くす
ることができ、これにより少なくとも約２００ＧＨｚで
のサンプリングが可能になる。
【００２６】図１では、電極１３、１４、１５は単一の
ものとして図示される。単一のものとしても、動作は可
能であるが、その場合には定電圧源から提供される電圧
は約数１０乃至１００Ｖ以上と比較的高いものとする必
要があり、パルス発生部３０で発生する電気パルスのパ
ルス幅は十分狭くできないことも有り得る。従って、通
常電極１３、１４、１５をそれぞれ複数の電極から構成
し、これにより駆動電圧が小さくなるようにしても良
い。一般にＮ個の電極を用いることによって√Ｎ分の一
の電力での駆動が可能となる。例えば、電極１３、１
４、１５のそれぞれは１０個以上の電極の集合体として
構成されても良い。このとき、光導電性スイッチ３２の
出力側は適当な数に分岐され、電極１４を構成するそれ
ぞれの電極に接続され得る。これにより、電気パルスの
電圧を少なくとも１５Ｖ以下にすることができる。ま
た、他の例によれば、電極を共振器型として、動作され
るための実質の電極長さを長くすることも可能である。
ものとして図示される。単一のものとしても、動作は可
能であるが、その場合には定電圧源から提供される電圧
は約数１０乃至１００Ｖ以上と比較的高いものとする必
要があり、パルス発生部３０で発生する電気パルスのパ
ルス幅は十分狭くできないことも有り得る。従って、通
常電極１３、１４、１５をそれぞれ複数の電極から構成
し、これにより駆動電圧が小さくなるようにしても良
い。一般にＮ個の電極を用いることによって√Ｎ分の一
の電力での駆動が可能となる。例えば、電極１３、１
４、１５のそれぞれは１０個以上の電極の集合体として
構成されても良い。このとき、光導電性スイッチ３２の
出力側は適当な数に分岐され、電極１４を構成するそれ
ぞれの電極に接続され得る。これにより、電気パルスの
電圧を少なくとも１５Ｖ以下にすることができる。ま
た、他の例によれば、電極を共振器型として、動作され
るための実質の電極長さを長くすることも可能である。
【００２７】本実施形態によれば、光サンプリングシス
テム５０は、図示しない同一の基板上に形成され得る。
この場合、光変調部１０が形成された基板表面に、光導
電性スイッチ３２が実装され、光導電性スイッチ３２か
ら光変調部１０に電気パルスを提供する配線３４は、基
板上に印刷された回路トレースとされる。回路トレース
の詳細は図示しないが、配線３４は図示されるように必
ずしも電極１４で終端する必要はなく、電極１４を通過
して光路１１、１２の両者を通過するように延びても良
い。このように光変調部１０とパルス発生部３０のうち
少なくとも光導電性スイッチ３２とを同一の基板上に近
接配置することは、取り扱いを容易にすると共に、サン
プリング性能の上でも利点となる。なおこの場合パルス
光源３３は基板面上の光導電性スイッチ３２に対向する
ように配置され得る。
テム５０は、図示しない同一の基板上に形成され得る。
この場合、光変調部１０が形成された基板表面に、光導
電性スイッチ３２が実装され、光導電性スイッチ３２か
ら光変調部１０に電気パルスを提供する配線３４は、基
板上に印刷された回路トレースとされる。回路トレース
の詳細は図示しないが、配線３４は図示されるように必
ずしも電極１４で終端する必要はなく、電極１４を通過
して光路１１、１２の両者を通過するように延びても良
い。このように光変調部１０とパルス発生部３０のうち
少なくとも光導電性スイッチ３２とを同一の基板上に近
接配置することは、取り扱いを容易にすると共に、サン
プリング性能の上でも利点となる。なおこの場合パルス
光源３３は基板面上の光導電性スイッチ３２に対向する
ように配置され得る。
【００２８】図２は、本発明の第２の実施形態となる光
サンプリングシステム１５０を示す概略図である。第２
の実施形態となる光サンプリングシステム１５０は、第
１の実施形態となる光サンプリングシステム５０の変形
例であり、第１の実施形態と同一の装置、手段は図１に
示したものと同一の参照番号を用いて示される。
サンプリングシステム１５０を示す概略図である。第２
の実施形態となる光サンプリングシステム１５０は、第
１の実施形態となる光サンプリングシステム５０の変形
例であり、第１の実施形態と同一の装置、手段は図１に
示したものと同一の参照番号を用いて示される。
【００２９】光サンプリングシステム１５０は、入力４
０から提供される測定光入力信号の１％を他のルートに
分岐できるよう構成される。入力信号の他の９９％は、
上述の第１の実施形態における光サンプリングシステム
５０と同様に光変調部１０に入力され、パルス発生部３
０で発生する電気パルス信号に従ってサンプリングさ
れ、光変調部１０から出力された光信号は光検出部２０
で検出される。
０から提供される測定光入力信号の１％を他のルートに
分岐できるよう構成される。入力信号の他の９９％は、
上述の第１の実施形態における光サンプリングシステム
５０と同様に光変調部１０に入力され、パルス発生部３
０で発生する電気パルス信号に従ってサンプリングさ
れ、光変調部１０から出力された光信号は光検出部２０
で検出される。
【００３０】分岐された１％の光信号は、別ルートで光
検出部１２０に入力されて電気信号に変換される。この
電気信号は、減衰器１６０に提供される。減衰器１６０
に入力した電気信号は所定の割合で減衰され、その出力
は、光検出部２０からの出力と共に比較器（差動増幅
器）１８０に入力される。比較器１８０からの出力はサ
ンプリング信号出力として取り出されるが、その一部は
減衰器１６０にフィードバックされる。これは、後述す
るようにバックグラウンドとなるノイズを除去するため
のものである。
検出部１２０に入力されて電気信号に変換される。この
電気信号は、減衰器１６０に提供される。減衰器１６０
に入力した電気信号は所定の割合で減衰され、その出力
は、光検出部２０からの出力と共に比較器（差動増幅
器）１８０に入力される。比較器１８０からの出力はサ
ンプリング信号出力として取り出されるが、その一部は
減衰器１６０にフィードバックされる。これは、後述す
るようにバックグラウンドとなるノイズを除去するため
のものである。
【００３１】この光サンプリングシステム１５０によれ
ば、漏れ光に起因する信号をキャンセルすることができ
る。通常光変調部１０には漏れ光が存在し、バイアスを
かけて光変調部をオフ状態又はクローズにしておいても
若干の光が入り込み、これによって光検出部２０はわず
かな大きさではあるものの若干の大きさの出力信号を発
生してしまう。この出力信号は、入力４０から入力され
る光の強度に依存した大きさとなる。従って、本実施形
態による光サンプリングシステム１５０では、漏れ光に
よる影響を、光検出部２０の出力から減衰器１６０の出
力とした光を差し引くことによってキャンセルできるよ
う構成される。なお上述したように、減衰器１６０には
所定の減衰量に調節されるよう比較器１８０の出力がフ
ィードバックされる。減衰器１６０の減衰の時定数を、
サンプリングのための光変調部１０のオン時間（例えば
２ｐｓ）よりも十分大きく、繰り返し時間よりも十分小
さく設定することによって、バックグラウンドとなる信
号だけを効果的にキャンセルでき、従ってサンプリング
した信号の精度をより高めることができる。
ば、漏れ光に起因する信号をキャンセルすることができ
る。通常光変調部１０には漏れ光が存在し、バイアスを
かけて光変調部をオフ状態又はクローズにしておいても
若干の光が入り込み、これによって光検出部２０はわず
かな大きさではあるものの若干の大きさの出力信号を発
生してしまう。この出力信号は、入力４０から入力され
る光の強度に依存した大きさとなる。従って、本実施形
態による光サンプリングシステム１５０では、漏れ光に
よる影響を、光検出部２０の出力から減衰器１６０の出
力とした光を差し引くことによってキャンセルできるよ
う構成される。なお上述したように、減衰器１６０には
所定の減衰量に調節されるよう比較器１８０の出力がフ
ィードバックされる。減衰器１６０の減衰の時定数を、
サンプリングのための光変調部１０のオン時間（例えば
２ｐｓ）よりも十分大きく、繰り返し時間よりも十分小
さく設定することによって、バックグラウンドとなる信
号だけを効果的にキャンセルでき、従ってサンプリング
した信号の精度をより高めることができる。
【００３２】図３及び図４は、本発明の第３の実施形態
となる光サンプリングシステム２５０を示す図であり、
図３は光変調部のみを示す拡大概略図、及び図４は極短
パルスを形成する原理を示す図である。第３の実施形態
となる光サンプリングシステム２５０は、より短いパル
ス幅でサンプリングを行うよう改良したものである。
となる光サンプリングシステム２５０を示す図であり、
図３は光変調部のみを示す拡大概略図、及び図４は極短
パルスを形成する原理を示す図である。第３の実施形態
となる光サンプリングシステム２５０は、より短いパル
ス幅でサンプリングを行うよう改良したものである。
【００３３】図３によれば、光サンプリングシステム２
５０は、直列に連結された第１及び第２の光変調部２１
０、２６０を有する。各光変調部２１０、２６０の構成
は第１の実施形態に示す光変調部２０と略同様であり、
それぞれ３つの電極２１３、２１４、２１５；２６３、
２６４、２６５を有し、また中央の電極２１４、２６４
は、それぞれ第１及び第２の光導電性スイッチ２３２、
２８２の出力に接続される。入力２４０から入力される
ところの測定されるための光信号は、これらの光変調部
２１０、２６０を通してサンプリングされ、第２の光変
調部２６０から出力された光信号は、後段の光検出部
（図３には図示せず）によって検出されるよう構成され
る。
５０は、直列に連結された第１及び第２の光変調部２１
０、２６０を有する。各光変調部２１０、２６０の構成
は第１の実施形態に示す光変調部２０と略同様であり、
それぞれ３つの電極２１３、２１４、２１５；２６３、
２６４、２６５を有し、また中央の電極２１４、２６４
は、それぞれ第１及び第２の光導電性スイッチ２３２、
２８２の出力に接続される。入力２４０から入力される
ところの測定されるための光信号は、これらの光変調部
２１０、２６０を通してサンプリングされ、第２の光変
調部２６０から出力された光信号は、後段の光検出部
（図３には図示せず）によって検出されるよう構成され
る。
【００３４】本実施形態での第１の特徴的な点は、第１
の光変調部２１０が通常オフ状態に置かれ、且つ第２の
光変調部２６０が通常オン状態に置かれるような、適当
な電場を発生するよう電極２１３、２１４、２１５；２
６３、２６４、２６５が所定の電位とされる点である。
更に、第２の特徴的な点は、第１及び第２の光導電性ス
イッチ２３２、２８２を動作させるために、パルス光源
２３３は共通なものとされるが、一方で、発生するパル
スは適当な手段によって分離され、適当な長さの導波路
又はファイバ等の光学遅延手段２９０を使用することに
よって、第１の光導電性スイッチ２３２に達するよりも
遅いタイミングで第２の光導電性スイッチ２８２に達す
るように構成される。
の光変調部２１０が通常オフ状態に置かれ、且つ第２の
光変調部２６０が通常オン状態に置かれるような、適当
な電場を発生するよう電極２１３、２１４、２１５；２
６３、２６４、２６５が所定の電位とされる点である。
更に、第２の特徴的な点は、第１及び第２の光導電性ス
イッチ２３２、２８２を動作させるために、パルス光源
２３３は共通なものとされるが、一方で、発生するパル
スは適当な手段によって分離され、適当な長さの導波路
又はファイバ等の光学遅延手段２９０を使用することに
よって、第１の光導電性スイッチ２３２に達するよりも
遅いタイミングで第２の光導電性スイッチ２８２に達す
るように構成される。
【００３５】このような構成によって、サンプリングさ
れる光パルスのパルス幅を更に狭いものとすることがで
きる。この原理を図４に示す。即ち、通常オフ状態にあ
る第１の光変調部２１０に、光導電性スイッチ２３２を
動作させて電気パルスを提供すると、測定される信号か
らサンプリングのための光信号を抽出することができ
る。また、同様に、通常オン状態にある第２の光変調部
２６０に対して光導電性スイッチ２８２を動作させて電
気パルスを提供すると、逆に信号をパルス的に遮蔽する
ことができる。従って、上述のように、適当な大きさの
定電圧源の基で第１の光変調部２１０と第２の光変調部
２６０とで動作タイミングをわずかにずらすことによっ
て、光パルス信号とパルス遮蔽との重なり合う部分から
決定されるところの極めて短いパルス幅でのサンプリン
グが可能となる。
れる光パルスのパルス幅を更に狭いものとすることがで
きる。この原理を図４に示す。即ち、通常オフ状態にあ
る第１の光変調部２１０に、光導電性スイッチ２３２を
動作させて電気パルスを提供すると、測定される信号か
らサンプリングのための光信号を抽出することができ
る。また、同様に、通常オン状態にある第２の光変調部
２６０に対して光導電性スイッチ２８２を動作させて電
気パルスを提供すると、逆に信号をパルス的に遮蔽する
ことができる。従って、上述のように、適当な大きさの
定電圧源の基で第１の光変調部２１０と第２の光変調部
２６０とで動作タイミングをわずかにずらすことによっ
て、光パルス信号とパルス遮蔽との重なり合う部分から
決定されるところの極めて短いパルス幅でのサンプリン
グが可能となる。
【００３６】なお、ここでは第１の光変調部２１０を通
常オフ状態とし、第２の光変調部２６０を通常オン状態
として説明したが、逆の設定でも同様の効果を得ること
ができる。更に、ここでは第１及び第２の光変調部２１
０、２６０の２個の光変調部を使用する点について説明
したが、更に多数の光変調部を使用することも可能であ
る。
常オフ状態とし、第２の光変調部２６０を通常オン状態
として説明したが、逆の設定でも同様の効果を得ること
ができる。更に、ここでは第１及び第２の光変調部２１
０、２６０の２個の光変調部を使用する点について説明
したが、更に多数の光変調部を使用することも可能であ
る。
【００３７】以上のように、本発明の好適実施形態とな
る光サンプリングシステムの詳細について示したが、こ
れはあくまでも例示的なものであって、本発明を制限す
るものではなく、当業者によって様々な変形、変更が可
能である。
る光サンプリングシステムの詳細について示したが、こ
れはあくまでも例示的なものであって、本発明を制限す
るものではなく、当業者によって様々な変形、変更が可
能である。
【図１】本発明の第１の実施形態となる光サンプリング
システムを示す概略図である。
システムを示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態となる光サンプリング
システムを示す概略図である。
システムを示す概略図である。
【図３】本発明の第３の実施形態となる光サンプリング
システムの光変調部のみを示す拡大概略図である。
システムの光変調部のみを示す拡大概略図である。
【図４】本発明の第３の実施形態となる光サンプリング
システムで、短パルスを形成する原理を示す図である。
システムで、短パルスを形成する原理を示す図である。
１０；２１０、２６０ 光変
調部（光変調器） １３、１４、１５；２１３、２１４、２１５ 電極 ２０ 光検
出部（光検出器） ３１；２３１ 定電
圧源 ３２；２３２、２８２ 光導
電性スイッチ ３３、２３３ パル
ス光源 ５０；１５０；２５０ 光サ
ンプリングシステム
調部（光変調器） １３、１４、１５；２１３、２１４、２１５ 電極 ２０ 光検
出部（光検出器） ３１；２３１ 定電
圧源 ３２；２３２、２８２ 光導
電性スイッチ ３３、２３３ パル
ス光源 ５０；１５０；２５０ 光サ
ンプリングシステム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 山田 範秀 東京都八王子市高倉町９番１号 アジレン ト・テクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AA12 AB09 AB14 BB04 BC09 BC30 2H079 AA02 AA12 BA01 BA03 CA05 CA24 EA05 FA03 GA01 KA18 KA19
Claims (16)
- 【請求項１】入力される光信号を、電気パルスの有無に
よって光路をオン／オフできる光変調部を通してサンプ
リングするよう構成されることを特徴とする光サンプリ
ングシステム。 - 【請求項２】前記光変調部は通常オフ状態とされ、前記
変調部をオン状態にする前記電気パルスは、パルス光照
射時にのみオン状態となる光導電性スイッチからの出力
によって提供されることを特徴とする請求項１の光サン
プリングシステム。 - 【請求項３】前記光導電性スイッチと前記光変調部と
は、同一の基板上に設けられることを特徴とする請求項
１の光サンプリングシステム。 - 【請求項４】前記光変調部は、前記電気パルスを受ける
電極を前記光路に沿って有し、該電極の少なくとも一つ
は、前記基板上に印刷された回路トレースを介して前記
光導電性スイッチと導通されるよう構成されることを特
徴とする請求項３の光サンプリングシステム。 - 【請求項５】前記光導電性スイッチは、定電圧源に接続
されることを特徴とする請求項１の光サンプリングシス
テム。 - 【請求項６】前記電気パルスのパルス幅は、２ｐｓ以下
とされることを特徴とする請求項１の光サンプリングシ
ステム。 - 【請求項７】前記パルス光のパルス幅は、１ｐｓ以下と
されることを特徴とする請求項１の光サンプリングシス
テム。 - 【請求項８】前記光変調部は、前記光信号の伝搬方向に
直列に連結された第１及び第２の光変調部を有し、該第
１及び第２の光変調部の一方は通常オン状態に、他方は
通常オフ状態に置かれ、相対的に遅延する電気パルスを
受けるときにそれぞれオフ状態及びオン状態となり、両
状態が重なり合う幅を前記光変調部全体のオン状態とし
て前記光信号をサンプリングできるよう構成されること
を特徴とする請求項１の光サンプリングシステム。 - 【請求項９】前記第１及び第２の光変調部のそれぞれが
受ける前記相互に遅延した電気パルスは、第１及び第２
の光導電性スイッチから提供され、該第１及び第２の光
導電性スイッチのそれぞれには、相対的に遅延するパル
ス光が提供されることを特徴とする請求項８の光サンプ
リングシステム。 - 【請求項１０】前記パルス光の遅延は、共通のパルス光
源で発生したパルス光を分岐し、少なくともその一方を
遅延手段を通すことにより提供されることを特徴とする
請求項８の光サンプリングシステム。 - 【請求項１１】前記遅延手段は導波路とされることを特
徴とする請求項９の光サンプリングシステム。 - 【請求項１２】前記第１及び第２の光導電性スイッチ
と、前記第１及び第２の光変調器とは、同一の基板上に
設けられることを特徴とする請求項８の光サンプリング
システム。 - 【請求項１３】前記相互に遅延する電気パルスを受ける
前記第１及び第２の光変調器が有する少なくとも一つの
電極は、前記基板上に印刷された回路トレースを介して
前記光導電性スイッチと導通されるよう構成されること
を特徴とする請求項１２の光サンプリングシステム。 - 【請求項１４】前記光導電性スイッチは、定電圧源に接
続されることを特徴とする請求項８の光サンプリングシ
ステム。 - 【請求項１５】前記遅延した電気パルスのそれぞれのパ
ルス幅は、２ｐｓ以下とされることを特徴とする請求項
８の光サンプリングシステム。 - 【請求項１６】前記パルス光のパルス幅は、１ｐｓ以下
とされることを特徴とする請求項１の光サンプリングシ
ステム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000242834A JP2002054998A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 光サンプリングシステム |
| EP01965863A EP1307780A2 (en) | 2000-08-10 | 2001-08-09 | Optical domain optical signal sampling device |
| PCT/US2001/024947 WO2002015437A2 (en) | 2000-08-10 | 2001-08-09 | Optical domain optical signal sampling device |
| US10/360,958 US6836574B2 (en) | 2000-08-10 | 2003-02-07 | Optical domain optical signal sampling device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000242834A JP2002054998A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 光サンプリングシステム |
| US10/360,958 US6836574B2 (en) | 2000-08-10 | 2003-02-07 | Optical domain optical signal sampling device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002054998A true JP2002054998A (ja) | 2002-02-20 |
Family
ID=33133391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000242834A Pending JP2002054998A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 光サンプリングシステム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6836574B2 (ja) |
| EP (1) | EP1307780A2 (ja) |
| JP (1) | JP2002054998A (ja) |
| WO (1) | WO2002015437A2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209214A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Advantest Corp | 光サンプリング装置 |
| CN104238151A (zh) * | 2014-10-13 | 2014-12-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 集成有光电探测器的mz型光强度调制器 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1345136B1 (en) * | 2003-01-15 | 2007-12-19 | Verigy (Singapore) Pte. Ltd. | Modeling an electronic device |
| US7768649B2 (en) * | 2008-08-19 | 2010-08-03 | Lawrence Livermore National Security, Llc | System and method for ultrafast optical signal detecting via a synchronously coupled anamorphic light pulse encoded laterally |
| US9413456B2 (en) * | 2012-07-20 | 2016-08-09 | The Boeing Company | Non-linear optical receiver |
| US9362428B2 (en) | 2012-11-27 | 2016-06-07 | Artilux, Inc. | Photonic lock based high bandwidth photodetector |
| US10388806B2 (en) | 2012-12-10 | 2019-08-20 | Artilux, Inc. | Photonic lock based high bandwidth photodetector |
| US10916669B2 (en) | 2012-12-10 | 2021-02-09 | Artilux, Inc. | Photonic lock based high bandwidth photodetector |
| US10644187B2 (en) | 2015-07-24 | 2020-05-05 | Artilux, Inc. | Multi-wafer based light absorption apparatus and applications thereof |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3917943A (en) * | 1974-11-21 | 1975-11-04 | Bell Telephone Labor Inc | Picosecond semiconductor electronic switch controlled by optical means |
| US4070094A (en) * | 1975-08-25 | 1978-01-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical waveguide interferometer modulator-switch |
| FR2453426A1 (fr) * | 1979-04-03 | 1980-10-31 | Thomson Csf | Modulateur d'intensite lumineuse en optique integree et circuit optique integre comportant un tel modulateur |
| US4878723A (en) * | 1986-02-06 | 1989-11-07 | Gte Laboratories Incorporated | Optically controlled semiconductor waveguide interferometer apparatus |
| US4952527A (en) | 1988-02-19 | 1990-08-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of making buffer layers for III-V devices using solid phase epitaxy |
| JPH0663869B2 (ja) | 1989-05-29 | 1994-08-22 | 日本電信電話株式会社 | 光サンプリング波形測定装置 |
| US5955875A (en) * | 1997-01-31 | 1999-09-21 | Massachusetts Institute Of Technology | Linearized optical sampler |
| US6118396A (en) * | 1997-12-24 | 2000-09-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Optically sampling, demultiplexing, and A/D converting system with improved speed |
| US6046838A (en) * | 1998-12-22 | 2000-04-04 | Kestrel Solutions, Inc. | Automatic bias control for electro-optic modulators |
| US6647185B2 (en) * | 2001-01-09 | 2003-11-11 | Vitesse Semiconductor Corporation | Optical interferometric modulator integrated with optical monitoring mechanism |
| US6700517B1 (en) * | 2002-12-24 | 2004-03-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Photonic analog-to-digital converter |
-
2000
- 2000-08-10 JP JP2000242834A patent/JP2002054998A/ja active Pending
-
2001
- 2001-08-09 WO PCT/US2001/024947 patent/WO2002015437A2/en active Application Filing
- 2001-08-09 EP EP01965863A patent/EP1307780A2/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-02-07 US US10/360,958 patent/US6836574B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209214A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Advantest Corp | 光サンプリング装置 |
| CN104238151A (zh) * | 2014-10-13 | 2014-12-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 集成有光电探测器的mz型光强度调制器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040156573A1 (en) | 2004-08-12 |
| WO2002015437A3 (en) | 2002-05-10 |
| EP1307780A2 (en) | 2003-05-07 |
| WO2002015437A2 (en) | 2002-02-21 |
| US6836574B2 (en) | 2004-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2521656B2 (ja) | ピコセコンドの分解能を有する電気信号の測定 | |
| US5999283A (en) | Optical logic devices and methods | |
| US5150248A (en) | Terahertz repetition rate optical computing systems, and communication systems and logic elements using cross-phase modulation based optical processors | |
| US4770483A (en) | Electrooptic sampling apparatus for sampling electrical and optical signals | |
| JPS61234363A (ja) | 電気波形をピコセコンドで時間分解する電気光学−電子光学オシロスコ−プ装置 | |
| KR100368793B1 (ko) | 전광 ｎｏｒ 논리소자 구현장치 및 그 방법 | |
| EP0289275B1 (en) | Sampling of signals using travelling wave modulators | |
| JP2002054998A (ja) | 光サンプリングシステム | |
| JPH05264609A (ja) | 高周波電気信号のエレクトロオプティカル効果による測定方法およびシステム | |
| JP2768744B2 (ja) | 電気光学信号の測定 | |
| US5251230A (en) | Resonant cavity dither with index of refraction modulator | |
| US6580540B1 (en) | Time compensation architectures for controlling timing of optical signals | |
| EP0250917B1 (en) | Method for signal transmission and optical communications | |
| Zhang et al. | Integrated optical waveguide sensor for lighting impulse electric field measurement | |
| JPH01320473A (ja) | 電気光学効果素子及びそれを用いた電気信号波形測定装置 | |
| JP2009080007A (ja) | 時間分解分光システム，時間分解分光方法及びテラヘルツ波発生システム | |
| JPH02232620A (ja) | レーザ光源装置 | |
| JPH01301182A (ja) | 電気信号観測装置 | |
| EP1160615A2 (en) | Electro-optic device for adding/subtracting optical signals | |
| WO2024080104A1 (ja) | 光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法 | |
| Kang et al. | Experimental investigation of pattern-dependent phase fluctuation in wavelength conversion and XOR operation using semiconductor optical amplifiers | |
| JPH0271160A (ja) | 電気光学サンプラ及びそれを利用した電気信号波形測定装置 | |
| JP2582588B2 (ja) | 多チャンネル電圧検出装置 | |
| JP2893908B2 (ja) | 光サンプリング装置 | |
| JPH08233879A (ja) | 反射点測定用短パルス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を用いた反射点測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070809 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090618 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090827 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100728 |