JP2002176394A - 光ヘテロダイン検波装置及び光ヘテロダイン検波方法 - Google Patents
光ヘテロダイン検波装置及び光ヘテロダイン検波方法Info
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-
- 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
- H04B10/60—Receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/04—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by beating two waves of a same source but of different frequency and measuring the phase shift of the lower frequency obtained
-
- 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
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/64—Heterodyne, i.e. coherent receivers where, after the opto-electronic conversion, an electrical signal at an intermediate frequency [IF] is obtained
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高信号対雑音比ヘテロダイン信号を発生させる
光ヘテロダイン装置。 【解決手段】本発明による光ヘテロダイン検波装置は、
第１、第２の光信号（２０２、２０６）の一部分をそれ
らの結合前で測定し第１、第２の電気信号（αP
s（ｔ）、αPLO（ｔ））を発生する受信装置（２３２、
２４２）と、第１、第２の光信号を受信し、第１、第２
の光信号を含む結合光信号を出力する光カプラ（２１
０）と、結合光信号を受信し第３の電気信号を出力する
ヘテロダイン受信装置（２１２）と、第３の電気信号に
含まれるヘテロダイン信号と前記第１、第３の電気信号
を受信し、ヘテロダイン信号と第１の電気信号に応じて
入力光信号の光パラメータを示す出力信号を発生するプ
ロセッサ（２１６）とを有する。
光ヘテロダイン装置。 【解決手段】本発明による光ヘテロダイン検波装置は、
第１、第２の光信号（２０２、２０６）の一部分をそれ
らの結合前で測定し第１、第２の電気信号（αP
s（ｔ）、αPLO（ｔ））を発生する受信装置（２３２、
２４２）と、第１、第２の光信号を受信し、第１、第２
の光信号を含む結合光信号を出力する光カプラ（２１
０）と、結合光信号を受信し第３の電気信号を出力する
ヘテロダイン受信装置（２１２）と、第３の電気信号に
含まれるヘテロダイン信号と前記第１、第３の電気信号
を受信し、ヘテロダイン信号と第１の電気信号に応じて
入力光信号の光パラメータを示す出力信号を発生するプ
ロセッサ（２１６）とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、光学測
定および光学測定装置の分野に関し、さらに詳しくは、
光信号の光ヘテロダイン検波方法と装置とに関する。
定および光学測定装置の分野に関し、さらに詳しくは、
光信号の光ヘテロダイン検波方法と装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）の監視
には、現在の代表的光学スペクトルアナライザ（ＯＳ
Ａ）で得られるスペクトル分解能よりも高い分解能を持
つＯＳＡが求められている。ところが、格子を用いるＯ
ＳＡと自己相関を用いるＯＳＡは、光束直径や光路長走
査などの機械的な制約があり、達成できる分解能が制限
される。
には、現在の代表的光学スペクトルアナライザ（ＯＳ
Ａ）で得られるスペクトル分解能よりも高い分解能を持
つＯＳＡが求められている。ところが、格子を用いるＯ
ＳＡと自己相関を用いるＯＳＡは、光束直径や光路長走
査などの機械的な制約があり、達成できる分解能が制限
される。
【０００３】一方、格子と自己相関を用いるＯＳＡに代
えて、光ヘテロダイン装置がＤＷＤＭ装置を監視するた
めに使える。図１は、従来周知の技術である光ヘテロダ
イン装置を示している。この光ヘテロダイン装置は、入
力信号１０２、入力導波路１０４、局部発振信号（以
下、「局発信号」と称する。）１０６、局発導波路１０
８、光カプラ１１０、出力導波路１１８、光受信装置１
１２、および、信号プロセッサ１１６を備えている。光
ヘテロダイン装置の動作原理は、光ヘテロダイン検波の
分野では良く知られており、入力信号を局発信号と結合
して発生するヘテロダイン項（信号）を監視することを
含んでいる。光ヘテロダイン装置は、格子と自己相関を
用いるＯＳＡを制限する機械的な制約による制限は受け
ない。光ヘテロダインのスペクトル分解能は、局発信号
の線幅によって制限されるが、他のＯＳＡにおける分解
能よりも数桁高い狭いものである。
えて、光ヘテロダイン装置がＤＷＤＭ装置を監視するた
めに使える。図１は、従来周知の技術である光ヘテロダ
イン装置を示している。この光ヘテロダイン装置は、入
力信号１０２、入力導波路１０４、局部発振信号（以
下、「局発信号」と称する。）１０６、局発導波路１０
８、光カプラ１１０、出力導波路１１８、光受信装置１
１２、および、信号プロセッサ１１６を備えている。光
ヘテロダイン装置の動作原理は、光ヘテロダイン検波の
分野では良く知られており、入力信号を局発信号と結合
して発生するヘテロダイン項（信号）を監視することを
含んでいる。光ヘテロダイン装置は、格子と自己相関を
用いるＯＳＡを制限する機械的な制約による制限は受け
ない。光ヘテロダインのスペクトル分解能は、局発信号
の線幅によって制限されるが、他のＯＳＡにおける分解
能よりも数桁高い狭いものである。
【０００４】感度およびダイナミックレンジなどのパラ
メータに関する光ヘテロダイン装置の性能を改善するた
めに、ヘテロダイン信号が高い信号対雑音比を持つこと
が最良である。しかしながら、望ましいヘテロダイン信
号は、他の直接検波信号と共存している。この直接検波
信号は、入力信号および局発信号からの強度雑音を含ん
でおり、この強度雑音信号は、望ましいヘテロダイン信
号を隠蔽してしまう。ヘテロダイン信号の信号対雑音比
を改善する一つの技術では、平衡検波を行なう２個の検
波器を使ってこの強度雑音を減少させている。この平衡
検波はヘテロダイン信号の信号対雑音比を改善するのに
は有効であるが、限界がある。
メータに関する光ヘテロダイン装置の性能を改善するた
めに、ヘテロダイン信号が高い信号対雑音比を持つこと
が最良である。しかしながら、望ましいヘテロダイン信
号は、他の直接検波信号と共存している。この直接検波
信号は、入力信号および局発信号からの強度雑音を含ん
でおり、この強度雑音信号は、望ましいヘテロダイン信
号を隠蔽してしまう。ヘテロダイン信号の信号対雑音比
を改善する一つの技術では、平衡検波を行なう２個の検
波器を使ってこの強度雑音を減少させている。この平衡
検波はヘテロダイン信号の信号対雑音比を改善するのに
は有効であるが、限界がある。
【０００５】米国特許第４，８５６，８９９号明細書に
記載されたヘテロダイン信号検波のための他の技術で
は、入力信号を局発信号と結合する前で入力信号を増幅
し、ヘテロダイン信号の振幅を大きくするものである。
入力信号の増幅はヘテロダイン信号の振幅を大きくする
が、この増幅は、また、入力信号の強度雑音を大きく
し、結局ヘテロダイン信号の信号対雑音比を改善できな
い。
記載されたヘテロダイン信号検波のための他の技術で
は、入力信号を局発信号と結合する前で入力信号を増幅
し、ヘテロダイン信号の振幅を大きくするものである。
入力信号の増幅はヘテロダイン信号の振幅を大きくする
が、この増幅は、また、入力信号の強度雑音を大きく
し、結局ヘテロダイン信号の信号対雑音比を改善できな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は従来技術の限界を超える高い信号対雑音比を持ったヘ
テロダイン信号を発生させる光ヘテロダイン装置を提供
することである。
は従来技術の限界を超える高い信号対雑音比を持ったヘ
テロダイン信号を発生させる光ヘテロダイン装置を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例により構
成される光ヘテロダイン装置は、入力信号と局発信号と
が結合される前でこれらの信号のパワーを別個に測定す
る２個の光受信装置を備えている。入力信号と局発信号
の測定結果は、次いで、これらの信号によって影響を受
信する強度雑音を除去してヘテロダイン信号の信号対雑
音比を高めるために使われる。入力信号パワーと局発信
号パワーの一部分を測定することによって、さらに、信
号処理中に光電流測定値から倍率調整したそれらの量を
減算することによって、ヘテロダイン信号の信号対雑音
比が、従来周知の平衡受信装置によって達成される信号
対雑音比を超えて改善される。
成される光ヘテロダイン装置は、入力信号と局発信号と
が結合される前でこれらの信号のパワーを別個に測定す
る２個の光受信装置を備えている。入力信号と局発信号
の測定結果は、次いで、これらの信号によって影響を受
信する強度雑音を除去してヘテロダイン信号の信号対雑
音比を高めるために使われる。入力信号パワーと局発信
号パワーの一部分を測定することによって、さらに、信
号処理中に光電流測定値から倍率調整したそれらの量を
減算することによって、ヘテロダイン信号の信号対雑音
比が、従来周知の平衡受信装置によって達成される信号
対雑音比を超えて改善される。
【０００８】光ヘテロダイン装置の実施例は、第１の受
信装置、光カプラ、ヘテロダイン受信装置、および、プ
ロセッサを備えている。受信装置は、第１および第２の
光信号の一方を局発信号とし、他方を入力信号としたと
き、第１の光信号が第２の光信号に結合される前で第１
の光信号の一部分を測定し、第１の光信号の測定された
一部分に相当する第１の電気信号を発生させる。光カプ
ラは、第１の入力と第２の入力とを含み、この第１の入
力は第１の光信号を受信するように光学的に接続され、
第２の光信号は第２の光信号を受信するように光学的に
接続される。光カプラは、第１の光信号と第２の光信号
とを含む結合光信号を出力するための出力を有してい
る。ヘテロダイン受信装置は、光カプラから結合光信号
を受信する入力と、結合光信号に相当する第３の電気信
号を出力する出力とを有している。第３の電気信号は、
ヘテロダイン信号を含むものである。プロセッサは、第
１の電気信号と第３の電気信号とを受け、ヘテロダイン
信号と第１の電気信号に応答した入力信号の光パラメー
タを示す出力信号を発生する。
信装置、光カプラ、ヘテロダイン受信装置、および、プ
ロセッサを備えている。受信装置は、第１および第２の
光信号の一方を局発信号とし、他方を入力信号としたと
き、第１の光信号が第２の光信号に結合される前で第１
の光信号の一部分を測定し、第１の光信号の測定された
一部分に相当する第１の電気信号を発生させる。光カプ
ラは、第１の入力と第２の入力とを含み、この第１の入
力は第１の光信号を受信するように光学的に接続され、
第２の光信号は第２の光信号を受信するように光学的に
接続される。光カプラは、第１の光信号と第２の光信号
とを含む結合光信号を出力するための出力を有してい
る。ヘテロダイン受信装置は、光カプラから結合光信号
を受信する入力と、結合光信号に相当する第３の電気信
号を出力する出力とを有している。第３の電気信号は、
ヘテロダイン信号を含むものである。プロセッサは、第
１の電気信号と第３の電気信号とを受け、ヘテロダイン
信号と第１の電気信号に応答した入力信号の光パラメー
タを示す出力信号を発生する。
【０００９】本発明の実施例において、プロセッサは、
第１の光学信号の寄与による第３の電気信号における信
号雑音を第１の電気信号を使って計算する。プロセッサ
は、また、第３の電気信号から第１の光信号に関連する
計算された信号雑音を減算し、ヘテロダイン信号におけ
る信号対雑音比を改善する。
第１の光学信号の寄与による第３の電気信号における信
号雑音を第１の電気信号を使って計算する。プロセッサ
は、また、第３の電気信号から第１の光信号に関連する
計算された信号雑音を減算し、ヘテロダイン信号におけ
る信号対雑音比を改善する。
【００１０】本発明の実施例において、装置は、第２の
光信号が第１の光信号と結合される前で第２の光信号の
一部分を測定し、この第２の光信号の測定された一部分
に相当する第２の電気信号を発生させる第２の受信装置
を有している。プロセッサは、第２の光信号の寄与によ
る第３の電気信号における信号対雑音をこの第２の電気
信号を使って減少させる。
光信号が第１の光信号と結合される前で第２の光信号の
一部分を測定し、この第２の光信号の測定された一部分
に相当する第２の電気信号を発生させる第２の受信装置
を有している。プロセッサは、第２の光信号の寄与によ
る第３の電気信号における信号対雑音をこの第２の電気
信号を使って減少させる。
【００１１】光ヘテロダイン検波を使って光信号を監視
する方法は、第１および第２の光信号の一方を局発信号
とし、他方を入力信号としたとき、第１の光信号を供給
し、第２の光信号を供給することを含んでいる。第１の
光信号の一部分は、第１の光信号が第２の光信号と結合
される前で測定され、第１の電気信号が、第１の光信号
の測定された一部分を示すように発生させられる。第１
の光信号は、第２の光信号と結合されて結合光信号を作
り出し、第３の電気信号は、この結合光信号を示すよう
に発生させられる。出力信号は、入力信号の光パラメー
タを示すように発生させられる。この出力信号を発生さ
せる工程は、第３の電気信号における第１の光信号の寄
与による信号雑音を第１の電気信号を使って減少させ
る。
する方法は、第１および第２の光信号の一方を局発信号
とし、他方を入力信号としたとき、第１の光信号を供給
し、第２の光信号を供給することを含んでいる。第１の
光信号の一部分は、第１の光信号が第２の光信号と結合
される前で測定され、第１の電気信号が、第１の光信号
の測定された一部分を示すように発生させられる。第１
の光信号は、第２の光信号と結合されて結合光信号を作
り出し、第３の電気信号は、この結合光信号を示すよう
に発生させられる。出力信号は、入力信号の光パラメー
タを示すように発生させられる。この出力信号を発生さ
せる工程は、第３の電気信号における第１の光信号の寄
与による信号雑音を第１の電気信号を使って減少させ
る。
【００１２】本発明の実施例の方法では、第２の光信号
が第１の光信号と結合される前で第２の光信号の一部分
を測定し、この第２の光信号の測定された一部分に相当
する第２の電気信号を発生させる工程を含む。さらなる
工程は、第１の光信号から第３の電気信号に与えた雑音
を第１の電気信号を使って計算し、第３の電気信号から
計算された雑音を減算し、また、第２の光信号から第３
の電気信号に与えた雑音を第２の電気信号を使って計算
し、第３の電気信号から計算された雑音を減算する工程
を含む。
が第１の光信号と結合される前で第２の光信号の一部分
を測定し、この第２の光信号の測定された一部分に相当
する第２の電気信号を発生させる工程を含む。さらなる
工程は、第１の光信号から第３の電気信号に与えた雑音
を第１の電気信号を使って計算し、第３の電気信号から
計算された雑音を減算し、また、第２の光信号から第３
の電気信号に与えた雑音を第２の電気信号を使って計算
し、第３の電気信号から計算された雑音を減算する工程
を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明による光ヘテロダイン検波
装置の実施例は、入力信号と局発信号とが結合される前
でこれらの信号のパワーを別個に測定する２個の光受信
装置を有している。入力信号と局発信号の測定結果は、
次いで、これらの２信号が寄与した強度雑音を除去して
テロダイン信号の信号対雑音比を高めるために使われ
る。
装置の実施例は、入力信号と局発信号とが結合される前
でこれらの信号のパワーを別個に測定する２個の光受信
装置を有している。入力信号と局発信号の測定結果は、
次いで、これらの２信号が寄与した強度雑音を除去して
テロダイン信号の信号対雑音比を高めるために使われ
る。
【００１４】光ヘテロダイン検波の分野において周知の
ように、入力信号と局発信号は結合し、ヘテロダイン信
号と強度雑音を含む成分を備えた光信号を入力信号と局
発信号から作り出す。
ように、入力信号と局発信号は結合し、ヘテロダイン信
号と強度雑音を含む成分を備えた光信号を入力信号と局
発信号から作り出す。
【００１５】ヘテロダイン受信装置によって検波された
信号である光電流ｉは、時間ｔの館数i(t)として次式で
表される。 i(t)＝Ｒ[ＰS(t)+ＰLO(t)+2√｛ＰS（ｔ）ＰLO（ｔ）｝
cosΔΦ（ｔ）]。 ここで、Ｒ＝ディテクタの応答速度（Responsivity）、
ＰS＝入力信号の光パワー、ＰLO＝局発信号の入力信号
の光パワー、Φ＝光信号の位相である。
信号である光電流ｉは、時間ｔの館数i(t)として次式で
表される。 i(t)＝Ｒ[ＰS(t)+ＰLO(t)+2√｛ＰS（ｔ）ＰLO（ｔ）｝
cosΔΦ（ｔ）]。 ここで、Ｒ＝ディテクタの応答速度（Responsivity）、
ＰS＝入力信号の光パワー、ＰLO＝局発信号の入力信号
の光パワー、Φ＝光信号の位相である。
【００１６】光電流の式における項：２√｛ＰS（ｔ）
ＰLO（ｔ）｝cosΔΦ（ｔ）は、光スペクトル解析に使
われる望ましいヘテロダイン信号を表現している。光電
流の式におけるＰS（ｔ）項とＰLO（ｔ）項は、それぞ
れ、入力信号と局発信号における直接強度検波に対応す
るものである。ヘテロダイン信号の信号対雑音比は、入
力信号と局発信号の直接検波の影響を受ける光電流強度
が最小になったとき、改善される。すなわち、ヘテロダ
イン項の信号対雑音比を改善するために、入力信号と局
発信号の直接検波が寄与する光電流の部分を最小にする
のが好ましい。
ＰLO（ｔ）｝cosΔΦ（ｔ）は、光スペクトル解析に使
われる望ましいヘテロダイン信号を表現している。光電
流の式におけるＰS（ｔ）項とＰLO（ｔ）項は、それぞ
れ、入力信号と局発信号における直接強度検波に対応す
るものである。ヘテロダイン信号の信号対雑音比は、入
力信号と局発信号の直接検波の影響を受ける光電流強度
が最小になったとき、改善される。すなわち、ヘテロダ
イン項の信号対雑音比を改善するために、入力信号と局
発信号の直接検波が寄与する光電流の部分を最小にする
のが好ましい。
【００１７】本発明の実施例によれば、入力信号パワー
（∝ＰS（ｔ））の部分と局発信号パワー（∝Ｐ
LO（ｔ））の部分は、これらの信号が結合される前で別
々に測定される。入力信号パワーと局発信号パワーの測
定された部分は、全体の入力信号パワー（∝Ｐ
S（ｔ））と局発信号パワー（∝ＰLO（ｔ））を表現す
るように倍率調整され、この倍率調整された測定結果
は、ヘテロダイン受信装置によって行われた光電流測定
からの望ましくない雑音を除去するために信号処理中に
使われる。すなわち、入力信号パワーと局発信号のパワ
ーの一部分が測定され、従って、対応する項であるＰS
（ｔ）とＰLO（ｔ）が測定量から計算され、計算された
ＰS（ｔ）項とＰLO（ｔ）項は、光電流測定値ｉ（ｔ）
から減算される。入力信号パワーと局発信号パワーの一
部分の測定により、次いで、信号処理中に光電流から倍
率調整された量を減算することにより、ヘテロダイン信
号における信号対雑音比は、周知の平衡受信装置によっ
て達成される値を超えて改善される。
（∝ＰS（ｔ））の部分と局発信号パワー（∝Ｐ
LO（ｔ））の部分は、これらの信号が結合される前で別
々に測定される。入力信号パワーと局発信号パワーの測
定された部分は、全体の入力信号パワー（∝Ｐ
S（ｔ））と局発信号パワー（∝ＰLO（ｔ））を表現す
るように倍率調整され、この倍率調整された測定結果
は、ヘテロダイン受信装置によって行われた光電流測定
からの望ましくない雑音を除去するために信号処理中に
使われる。すなわち、入力信号パワーと局発信号のパワ
ーの一部分が測定され、従って、対応する項であるＰS
（ｔ）とＰLO（ｔ）が測定量から計算され、計算された
ＰS（ｔ）項とＰLO（ｔ）項は、光電流測定値ｉ（ｔ）
から減算される。入力信号パワーと局発信号パワーの一
部分の測定により、次いで、信号処理中に光電流から倍
率調整された量を減算することにより、ヘテロダイン信
号における信号対雑音比は、周知の平衡受信装置によっ
て達成される値を超えて改善される。
【００１８】図２は、入力信号パワーと局発信号パワー
が別々に測定され、測定結果が信号処理中に使われてヘ
テロダイン信号の信号対雑音比を改善するようにした光
ヘテロダイン検波装置を示している。この光ヘテロダイ
ン検波装置は、信号光ファイバ２０４、光スイッチ２２
４、信号タップ２３０、信号受信装置２３２、局発源２
０５、局発光ファイバ２０８、周波数カウンタタップ２
３６、周波数カウンタ２３８、偏光コントローラ２２
０、局発タップ２４０、局発受信装置２４２、ヘテロダ
インカプラ２１０、ヘテロダイン受信装置２１２、およ
び、プロセッサ２１６を備えている。説明を通じて、類
似した参照数字は、類似した部材を特定するように使わ
れるものとする。
が別々に測定され、測定結果が信号処理中に使われてヘ
テロダイン信号の信号対雑音比を改善するようにした光
ヘテロダイン検波装置を示している。この光ヘテロダイ
ン検波装置は、信号光ファイバ２０４、光スイッチ２２
４、信号タップ２３０、信号受信装置２３２、局発源２
０５、局発光ファイバ２０８、周波数カウンタタップ２
３６、周波数カウンタ２３８、偏光コントローラ２２
０、局発タップ２４０、局発受信装置２４２、ヘテロダ
インカプラ２１０、ヘテロダイン受信装置２１２、およ
び、プロセッサ２１６を備えている。説明を通じて、類
似した参照数字は、類似した部材を特定するように使わ
れるものとする。
【００１９】信号光ファイバ２０４は、装置によって検
波されるべき入力信号を搬送する。実施例において、こ
の信号光ファイバは、別の導波路を用いることもできる
が、この分野において周知の単一モード光ファイバであ
る。さらに、導波路を用いた記述が行われているが、自
由空間を経由して光信号が装置に入力され、あるいは装
置内を搬送されても良い。
波されるべき入力信号を搬送する。実施例において、こ
の信号光ファイバは、別の導波路を用いることもできる
が、この分野において周知の単一モード光ファイバであ
る。さらに、導波路を用いた記述が行われているが、自
由空間を経由して光信号が装置に入力され、あるいは装
置内を搬送されても良い。
【００２０】入力信号２０２は、光通信装置の分野で周
知の装置から発生される光信号である。例えば、入力信
号は、単一レーザあるいは多重レーザから発生すること
ができ、波長分割多重の分野において周知のように単一
の波長あるいは複数の波長を含むことができる。入力信
号は、未知の光学特性を備えた光信号であることがで
き、従って、そのような場合に、光ヘテロダイン検波装
置は、光スペクトル解析に使われる。入力信号は、ある
いは、既知の光学特性を備えた光信号であることがで
き、従って、そのような場合に、光ヘテロダイン検波装
置は、光ネットワーク解析に使われる。実施例におい
て、既知の入力信号は、局発信号の遅延された部分であ
ることができる。
知の装置から発生される光信号である。例えば、入力信
号は、単一レーザあるいは多重レーザから発生すること
ができ、波長分割多重の分野において周知のように単一
の波長あるいは複数の波長を含むことができる。入力信
号は、未知の光学特性を備えた光信号であることがで
き、従って、そのような場合に、光ヘテロダイン検波装
置は、光スペクトル解析に使われる。入力信号は、ある
いは、既知の光学特性を備えた光信号であることがで
き、従って、そのような場合に、光ヘテロダイン検波装
置は、光ネットワーク解析に使われる。実施例におい
て、既知の入力信号は、局発信号の遅延された部分であ
ることができる。
【００２１】監視装置が光ネットワーク解析あるいは部
品解析に使われるときは、ネットワークあるいは単一部
品の特性は、既知の入力信号をネットワークあるいは単
一部品に入力し、次いで、この既知の信号の応答を測定
することで決定できる。
品解析に使われるときは、ネットワークあるいは単一部
品の特性は、既知の入力信号をネットワークあるいは単
一部品に入力し、次いで、この既知の信号の応答を測定
することで決定できる。
【００２２】光スイッチ２２４は、信号光ファイバ２０
４に一体化されている。光スイッチは、任意選択構成部
品であって、入力信号を完全に遮断して装置の構成部品
を校正するために使われる。光ヘテロダイン検波装置の
校正については、以下に詳細に説明する。特定の光スイ
ッチが必須というものではなく、従って、光通信の分野
において従来周知である種々の光スイッチを使うことが
できる。
４に一体化されている。光スイッチは、任意選択構成部
品であって、入力信号を完全に遮断して装置の構成部品
を校正するために使われる。光ヘテロダイン検波装置の
校正については、以下に詳細に説明する。特定の光スイ
ッチが必須というものではなく、従って、光通信の分野
において従来周知である種々の光スイッチを使うことが
できる。
【００２３】信号タップ２３０は、ヘテロダインカプラ
２１０の前方において信号光ファイバ２０４と一体化さ
れている。この信号タップは、入力信号２０２の一部分
を信号受信装置２３２に分岐するものである。実施例に
おいて、信号タップは、光カプラ２４６とタップ光ファ
イバ２４８とを含んでいる。
２１０の前方において信号光ファイバ２０４と一体化さ
れている。この信号タップは、入力信号２０２の一部分
を信号受信装置２３２に分岐するものである。実施例に
おいて、信号タップは、光カプラ２４６とタップ光ファ
イバ２４８とを含んでいる。
【００２４】信号受信装置２３２は、信号タップ２３０
に光学的に接続され、入力信号が局発信号２０６と結合
される前で、入力信号２０２のパワーを測定する。信号
受信装置は、入力信号の測定結果を信号受信装置とプロ
セッサとの間の電気的な接続２５０を介してプロセッサ
２１６に伝達する。信号受信装置は入力信号の一部分の
みを測定するので、入力信号の測定値（結果）は、実際
の入力信号のパワー（ＰS（ｔ））を表現するように倍
率調節されなければならない。入力信号測定結果（値）
の倍率調節は、倍率調節計算が別の装置でも行えるが、
プロセッサ２１６によって実行されることが好ましい。
に光学的に接続され、入力信号が局発信号２０６と結合
される前で、入力信号２０２のパワーを測定する。信号
受信装置は、入力信号の測定結果を信号受信装置とプロ
セッサとの間の電気的な接続２５０を介してプロセッサ
２１６に伝達する。信号受信装置は入力信号の一部分の
みを測定するので、入力信号の測定値（結果）は、実際
の入力信号のパワー（ＰS（ｔ））を表現するように倍
率調節されなければならない。入力信号測定結果（値）
の倍率調節は、倍率調節計算が別の装置でも行えるが、
プロセッサ２１６によって実行されることが好ましい。
【００２５】局発源２０５は、局発信号を発生する。実
施例において、局発源は、１ナノメータ以上の波長範囲
にわたって調節可能な広帯域波長可変レーザである。光
スペクトル解析の間、局発源は、周波数の範囲、あるい
は、波長の範囲にわたって掃引される局発信号を発生
し、周波数あるいは波長の範囲にわたって入力信号を検
波する。
施例において、局発源は、１ナノメータ以上の波長範囲
にわたって調節可能な広帯域波長可変レーザである。光
スペクトル解析の間、局発源は、周波数の範囲、あるい
は、波長の範囲にわたって掃引される局発信号を発生
し、周波数あるいは波長の範囲にわたって入力信号を検
波する。
【００２６】局発光ファイバ２０８は、局発信号２０６
を搬送する単一モード光ファイバのような光ファイバで
ある。局発光ファイバは、局発信号の偏光状態を制御す
る偏光コントローラ２２０を含む。偏波面保存ファイバ
ー等を単一モード光ファイバの代わりに使うこともでき
る。あるいは、局発信号は、導波路を用いずに自由空間
を介して装置内に伝達されても良い。
を搬送する単一モード光ファイバのような光ファイバで
ある。局発光ファイバは、局発信号の偏光状態を制御す
る偏光コントローラ２２０を含む。偏波面保存ファイバ
ー等を単一モード光ファイバの代わりに使うこともでき
る。あるいは、局発信号は、導波路を用いずに自由空間
を介して装置内に伝達されても良い。
【００２７】周波数カウンタタップ２３６は、局発源２
０５とヘテロダインカプラ２１０との間に配置される。
この周波数カウンタタップは、局発信号２０６の一部分
を周波数カウンタ２３８に分岐するものである。実施例
において、周波数カウンタタップは、光カプラ２５２と
タップ光ファイバ２５４とを含んでいる。
０５とヘテロダインカプラ２１０との間に配置される。
この周波数カウンタタップは、局発信号２０６の一部分
を周波数カウンタ２３８に分岐するものである。実施例
において、周波数カウンタタップは、光カプラ２５２と
タップ光ファイバ２５４とを含んでいる。
【００２８】周波数カウンタ２３８は、周波数カウンタ
タップ２３６に光学的に接続されて局発源２０５によっ
て発生させられた局発信号２０６の周波数（あるいは、
波長として表現される）を測定する。周波数カウンタ
は、局発信号がある周波数範囲にわたって掃引される際
の局発信号の周波数の実時間測定を行なうものであるこ
とが好ましい。周波数カウンタは、光スペクトル解析の
ために、電気的な接続２５６を介してヘテロダイン受信
装置２１２とプロセッサ２１６の一方あるいは両方に瞬
時周波数情報を出力する。掃引された局発信号の瞬時周
波数情報は、ヘテロダイン信号が検波されたときの局発
周波数を決定するために使われる。周波数カウンタは、
光通信の分野において周知であるので、これ以上の説明
は省略する。周波数カウンタタップと周波数カウンタが
図２の実施例に示されているが、周波数情報は、局発源
それ自身のような他の源からも供給できることを理解す
べきである。
タップ２３６に光学的に接続されて局発源２０５によっ
て発生させられた局発信号２０６の周波数（あるいは、
波長として表現される）を測定する。周波数カウンタ
は、局発信号がある周波数範囲にわたって掃引される際
の局発信号の周波数の実時間測定を行なうものであるこ
とが好ましい。周波数カウンタは、光スペクトル解析の
ために、電気的な接続２５６を介してヘテロダイン受信
装置２１２とプロセッサ２１６の一方あるいは両方に瞬
時周波数情報を出力する。掃引された局発信号の瞬時周
波数情報は、ヘテロダイン信号が検波されたときの局発
周波数を決定するために使われる。周波数カウンタは、
光通信の分野において周知であるので、これ以上の説明
は省略する。周波数カウンタタップと周波数カウンタが
図２の実施例に示されているが、周波数情報は、局発源
それ自身のような他の源からも供給できることを理解す
べきである。
【００２９】局発タップ２４０は、局発源２０５とヘテ
ロダインカプラ２１との間の局発光ファイバ２０８に一
体的に配置されている。局発タップは、局発信号２０６
の一部分を局発受信装置２４２に分けている。実施例に
おいて、局発タップは、光カプラ２５８とタップ光ファ
イバ２６０とを含んでいる。
ロダインカプラ２１との間の局発光ファイバ２０８に一
体的に配置されている。局発タップは、局発信号２０６
の一部分を局発受信装置２４２に分けている。実施例に
おいて、局発タップは、光カプラ２５８とタップ光ファ
イバ２６０とを含んでいる。
【００３０】局発受信装置２４２は、局発タップ２４０
に光学的に接続されて局発信号が入力信号２０２と結合
される前で局発信号２０６のパワーを測定する。局発受
信装置は局発信号の一部分のみを測定するので、局発信
号の測定値は、実際の局発信号パワー（ＰLO（ｔ））を
表現するように倍率調整されなければならない。局発信
号測定結果の倍率調整は、倍率調整計算が他の装置ある
いは複数の他の装置によっても実行できるにもかかわら
ず、プロセッサによって実行されることが好ましい。局
発受信装置は、局発受信装置とプロセッサとの間の電気
的な接続を介して局発信号の測定結果をプロセッサ２１
６に伝達する。
に光学的に接続されて局発信号が入力信号２０２と結合
される前で局発信号２０６のパワーを測定する。局発受
信装置は局発信号の一部分のみを測定するので、局発信
号の測定値は、実際の局発信号パワー（ＰLO（ｔ））を
表現するように倍率調整されなければならない。局発信
号測定結果の倍率調整は、倍率調整計算が他の装置ある
いは複数の他の装置によっても実行できるにもかかわら
ず、プロセッサによって実行されることが好ましい。局
発受信装置は、局発受信装置とプロセッサとの間の電気
的な接続を介して局発信号の測定結果をプロセッサ２１
６に伝達する。
【００３１】ヘテロダインカプラ２１０は、共通した導
波路で入力信号２０２と局発信号２０６とを結合する。
図２に示すように、ヘテロダインカプラは、入力信号と
局発信号とを結合し、この結合された信号を出力光ファ
イバ２１８に配信する。単一の出力光ファイバのみが図
２に示されているが、２本以上の出力光ファイバを結合
して光信号の一部分を光受信装置に伝達するために使う
ことができる。２本の出力光ファイバを含む光ヘテロダ
イン検波装置の実施例が、以下に図３を参照しつつ説明
される。
波路で入力信号２０２と局発信号２０６とを結合する。
図２に示すように、ヘテロダインカプラは、入力信号と
局発信号とを結合し、この結合された信号を出力光ファ
イバ２１８に配信する。単一の出力光ファイバのみが図
２に示されているが、２本以上の出力光ファイバを結合
して光信号の一部分を光受信装置に伝達するために使う
ことができる。２本の出力光ファイバを含む光ヘテロダ
イン検波装置の実施例が、以下に図３を参照しつつ説明
される。
【００３２】ヘテロダインカプラ２１０は、他の光カプ
ラも用いられるが、光学的に方向性のある３ｄＢ光ファ
イバカプラであることができる。実施例において、光カ
プラは、入力信号２０２と局発信号２０６の偏光にはほ
とんど依存しない。実施例において、光カプラは、結合
光信号を偏光させない。
ラも用いられるが、光学的に方向性のある３ｄＢ光ファ
イバカプラであることができる。実施例において、光カ
プラは、入力信号２０２と局発信号２０６の偏光にはほ
とんど依存しない。実施例において、光カプラは、結合
光信号を偏光させない。
【００３３】光カプラ２１０に接続されている出力光フ
ァイバ２１８は、結合光信号をヘテロダイン受信装置２
１２に搬送する。他の光導波路が、単一モードの光ファ
イバの代わりに使われても良い。あるいは、結合光信号
は、導波路を使わずに自由空間経由で光受信装置に伝達
されても良い。
ァイバ２１８は、結合光信号をヘテロダイン受信装置２
１２に搬送する。他の光導波路が、単一モードの光ファ
イバの代わりに使われても良い。あるいは、結合光信号
は、導波路を使わずに自由空間経由で光受信装置に伝達
されても良い。
【００３４】ヘテロダイン受信装置２１２は、光カプラ
２１０から結合光信号を受信するように接続されてお
り、結合光信号に応じて電気信号を発生する。図示され
ていないが、光受信装置は、この分野において周知であ
る光検波器：フォトディテクタ、信号増幅器、および、
フィルタを備えることができる。ヘテロダイン受信装置
２１２によって発生させられた電気信号は、電気的な接
続２６４を介してプロセッサ２１６に供給される。フォ
トディテクタを用いる光受信装置に代えて、ヘテロダイ
ン受信装置には、非線形混合部材のような他の検波装置
を使うこともできる。
２１０から結合光信号を受信するように接続されてお
り、結合光信号に応じて電気信号を発生する。図示され
ていないが、光受信装置は、この分野において周知であ
る光検波器：フォトディテクタ、信号増幅器、および、
フィルタを備えることができる。ヘテロダイン受信装置
２１２によって発生させられた電気信号は、電気的な接
続２６４を介してプロセッサ２１６に供給される。フォ
トディテクタを用いる光受信装置に代えて、ヘテロダイ
ン受信装置には、非線形混合部材のような他の検波装置
を使うこともできる。
【００３５】プロセッサ２１６は、ヘテロダイン受信装
置２１２、信号受信装置２３２、局発受信装置２４２、
および、周波数カウンタ２３８から電気信号を受信する
多機能プロセッサを含み、ヘテロダイン受信装置からヘ
テロダイン項を分離して入力信号２０２の光パラメータ
を示す出力信号を発生する。プロセッサは、電気信号処
理の分野においては周知であるアナログ信号処理回路と
デジタル信号処理回路のいずれかあるいは両方を含むこ
とができる。本実施例において、受信装置からのアナロ
グ信号は、デジタル信号に変換され、デジタル信号は、
出力信号を発生させるように引き続き処理される。
置２１２、信号受信装置２３２、局発受信装置２４２、
および、周波数カウンタ２３８から電気信号を受信する
多機能プロセッサを含み、ヘテロダイン受信装置からヘ
テロダイン項を分離して入力信号２０２の光パラメータ
を示す出力信号を発生する。プロセッサは、電気信号処
理の分野においては周知であるアナログ信号処理回路と
デジタル信号処理回路のいずれかあるいは両方を含むこ
とができる。本実施例において、受信装置からのアナロ
グ信号は、デジタル信号に変換され、デジタル信号は、
出力信号を発生させるように引き続き処理される。
【００３６】処理動作中、入力信号２０２は、入力光フ
ァイバ２０４を介してヘテロダインカプラ２１０方向に
伝播される。入力信号の一部分は、信号タップ２３０に
よって分けられて信号受信装置２３２によって検波され
る。入力信号パワーを示す電気信号は、電気的な接続２
５０を介してプロセッサ２１６に伝達される。
ァイバ２０４を介してヘテロダインカプラ２１０方向に
伝播される。入力信号の一部分は、信号タップ２３０に
よって分けられて信号受信装置２３２によって検波され
る。入力信号パワーを示す電気信号は、電気的な接続２
５０を介してプロセッサ２１６に伝達される。
【００３７】同時に、局発源２０５によって発生された
掃引局発信号２０６は、局発光ファイバ２０８を介して
ヘテロダインカプラ２１０に向かって伝播する。局発信
号の一部分は、周波数カウンタタップ２３６によって分
岐されて周波数カウンタ２３８によって測定される。局
発周波数の実時間測定は、電気的な接続２５６を介して
プロセッサ２１６に伝達される。掃引局発信号の他の部
分は、局発タップ２４０によって分岐されて局発受信装
置２４２によって検波される。局発信号パワーを示す電
気信号が、電気的な接続２６２を介してプロセッサに伝
えられる。
掃引局発信号２０６は、局発光ファイバ２０８を介して
ヘテロダインカプラ２１０に向かって伝播する。局発信
号の一部分は、周波数カウンタタップ２３６によって分
岐されて周波数カウンタ２３８によって測定される。局
発周波数の実時間測定は、電気的な接続２５６を介して
プロセッサ２１６に伝達される。掃引局発信号の他の部
分は、局発タップ２４０によって分岐されて局発受信装
置２４２によって検波される。局発信号パワーを示す電
気信号が、電気的な接続２６２を介してプロセッサに伝
えられる。
【００３８】入力信号２０２と掃引された局発信号の残
りの部分は、ヘテロダインカプラ２１０によって結合さ
れ、結合光信号となる。この結合光信号は、出力光ファ
イバ２１０から出力され、ヘテロダイン受信装置２１２
に伝えられる。結合光信号はヘテロダイン受信装置によ
って検波され、電気信号ｉ（ｔ）が、結合光信号に応じ
て発生される。該電気信号は、プロセッサ２１６によっ
て処理されてヘテロダイン信号を分離する。入力信号と
局発信号の結合から発生されたヘテロダイン信号は監視
され、波長、周波数、あるいは、振幅のような入力信号
の光パラメータを決定する。
りの部分は、ヘテロダインカプラ２１０によって結合さ
れ、結合光信号となる。この結合光信号は、出力光ファ
イバ２１０から出力され、ヘテロダイン受信装置２１２
に伝えられる。結合光信号はヘテロダイン受信装置によ
って検波され、電気信号ｉ（ｔ）が、結合光信号に応じ
て発生される。該電気信号は、プロセッサ２１６によっ
て処理されてヘテロダイン信号を分離する。入力信号と
局発信号の結合から発生されたヘテロダイン信号は監視
され、波長、周波数、あるいは、振幅のような入力信号
の光パラメータを決定する。
【００３９】上述したように、プロセッサ２１６によっ
て実行された信号処理は、入力信号２０２と掃引された
局発信号２０６のパワー測定の倍率調整を行うことによ
る全パワー項ＰS（ｔ）とＰLO（ｔ）を計算し、次い
で、結合光信号に対応して発生された信号から倍率調整
された測定値を減算する工程を含んでいる。
て実行された信号処理は、入力信号２０２と掃引された
局発信号２０６のパワー測定の倍率調整を行うことによ
る全パワー項ＰS（ｔ）とＰLO（ｔ）を計算し、次い
で、結合光信号に対応して発生された信号から倍率調整
された測定値を減算する工程を含んでいる。
【００４０】図２の装置は入力信号２０２と掃引された
局発信号２０６との両方のために信号タップと受信装置
を備えているように記述されたが、装置の他の実施例
は、唯一の信号タップと受信装置とを含むものであって
も良い。例えば、入力信号が優勢な雑音源であるとき、
大きな雑音減少が、入力信号パワーのみを測定して入力
信号雑音のみについて関連する減算をすることで達成で
きる。
局発信号２０６との両方のために信号タップと受信装置
を備えているように記述されたが、装置の他の実施例
は、唯一の信号タップと受信装置とを含むものであって
も良い。例えば、入力信号が優勢な雑音源であるとき、
大きな雑音減少が、入力信号パワーのみを測定して入力
信号雑音のみについて関連する減算をすることで達成で
きる。
【００４１】図３は、入力信号３０２と局発信号３０６
との一部分を測定する工程を含む光ヘテロダイン検波装
置の他の実施例を示すものである。図３の装置は、２本
の出力光ファイバ３１８、３２２を備え、結合光信号を
ヘテロダイン受信装置３１２に搬送する。光ヘテロダイ
ン検波装置の分野において周知であるように、ヘテロダ
イン受信装置とプロセッサ３１６は、図３に示されるよ
うに、光ファイバ３１８、３２２の二つの結合光信号と
協働するように使われ、入力信号の偏光状態には関連の
ない、および、結合光信号の強度雑音成分に関して平衡
した出力信号を発生する。
との一部分を測定する工程を含む光ヘテロダイン検波装
置の他の実施例を示すものである。図３の装置は、２本
の出力光ファイバ３１８、３２２を備え、結合光信号を
ヘテロダイン受信装置３１２に搬送する。光ヘテロダイ
ン検波装置の分野において周知であるように、ヘテロダ
イン受信装置とプロセッサ３１６は、図３に示されるよ
うに、光ファイバ３１８、３２２の二つの結合光信号と
協働するように使われ、入力信号の偏光状態には関連の
ない、および、結合光信号の強度雑音成分に関して平衡
した出力信号を発生する。
【００４２】光ヘテロダイン検波を使って光信号を監視
する方法を、図４Ａ〜図４Ｄに記載の処理のフロー図を
参照して説明する。工程４０２において、第１の光信号
が供給される。工程４０４において、第２の光信号が供
給されるが、第１および第２の光信号の一方は、局発信
号であり、他方の光信号は入力信号である。工程４０６
において、第１の光信号の一部分は、第１の光信号が第
２の光信号と結合される前で測定される。工程４０８に
おいて、第１の光信号の測定された部分に相当する第１
の電気信号が、発生される。工程４１０において、第１
の光信号は、第２の光信号と結合され、結合光信号を作
り出す。工程４１２において、結合光信号に相当する第
３の電気信号が、発生される。工程４１４において、入
力信号の光パラメータを示す第３の電気信号を、第１の
光信号が寄与する信号雑音を第１の電気信号を用いて減
少させて発生させる。
する方法を、図４Ａ〜図４Ｄに記載の処理のフロー図を
参照して説明する。工程４０２において、第１の光信号
が供給される。工程４０４において、第２の光信号が供
給されるが、第１および第２の光信号の一方は、局発信
号であり、他方の光信号は入力信号である。工程４０６
において、第１の光信号の一部分は、第１の光信号が第
２の光信号と結合される前で測定される。工程４０８に
おいて、第１の光信号の測定された部分に相当する第１
の電気信号が、発生される。工程４１０において、第１
の光信号は、第２の光信号と結合され、結合光信号を作
り出す。工程４１２において、結合光信号に相当する第
３の電気信号が、発生される。工程４１４において、入
力信号の光パラメータを示す第３の電気信号を、第１の
光信号が寄与する信号雑音を第１の電気信号を用いて減
少させて発生させる。
【００４３】本実施例において、図４Ａの方法は、図４
Ｂに示されるように、第１の光信号が第３の電気信号に
与る雑音を第１の電気信号を用いて計算し、第３の電気
信号から計算された雑音を減算する追加の工程４１６を
含んでいる。
Ｂに示されるように、第１の光信号が第３の電気信号に
与る雑音を第１の電気信号を用いて計算し、第３の電気
信号から計算された雑音を減算する追加の工程４１６を
含んでいる。
【００４４】本実施例において、図４Ａの方法は、図４
Ｃに示されるように、第２の光信号が第１の光信号と結
合される前で第２の光信号の一部分を測定し、この第２
の光信号の測定された一部分に相当する第２の電気信号
を発生する追加の工程４０７を含んでいる。追加の工程
４１８は、第１の電気信号を用いて第１の光信号が第３
の電気信号に与える雑音を計算し、第３の電気信号から
計算された雑音を減算し、第２の電気信号を用いて第２
の光信号が第３の電気信号に与える雑音を計算し、第３
の電気信号から計算された雑音を減算するものである。
Ｃに示されるように、第２の光信号が第１の光信号と結
合される前で第２の光信号の一部分を測定し、この第２
の光信号の測定された一部分に相当する第２の電気信号
を発生する追加の工程４０７を含んでいる。追加の工程
４１８は、第１の電気信号を用いて第１の光信号が第３
の電気信号に与える雑音を計算し、第３の電気信号から
計算された雑音を減算し、第２の電気信号を用いて第２
の光信号が第３の電気信号に与える雑音を計算し、第３
の電気信号から計算された雑音を減算するものである。
【００４５】実施例において、図４Ａの方法は、図４Ｄ
に示されるように、入力信号が局発信号と結合される前
で入力信号の伝達を遮断し、出力信号を発生するために
使われる校正情報を発生する追加の工程４２０を含んで
いる。
に示されるように、入力信号が局発信号と結合される前
で入力信号の伝達を遮断し、出力信号を発生するために
使われる校正情報を発生する追加の工程４２０を含んで
いる。
【００４６】上述した光ヘテロダイン検波装置から正確
な測定値を得るために、装置構成要素のいくつかを校正
する必要がある。例えば、図２に再び戻って、装置の校
正は、入力信号２０２の伝達を遮断するように光スイッ
チ２２４を使うことによって実行される。例えば、光ス
イッチによって入力信号の伝達を完全に遮断することに
より、ヘテロダインカプラ２１０と局発タップカプラ２
５８間のカップリング係数は、所定の波長範囲にわたっ
て局発信号２０６を掃引することによって波長の関数と
して決定できる。さらに、ヘテロダイン受信装置２１２
と局発受信装置２４２の応答速度は、入力信号を完全に
遮断した状態で局発信号を掃引することによって波長の
関数として決定できる。信号タップカプラ２４６のカッ
プリング係数は、局発信号源２０６を中断し、入力信号
２０２のみが光ヘテロダイン検波装置に入るようにして
決定できる。
な測定値を得るために、装置構成要素のいくつかを校正
する必要がある。例えば、図２に再び戻って、装置の校
正は、入力信号２０２の伝達を遮断するように光スイッ
チ２２４を使うことによって実行される。例えば、光ス
イッチによって入力信号の伝達を完全に遮断することに
より、ヘテロダインカプラ２１０と局発タップカプラ２
５８間のカップリング係数は、所定の波長範囲にわたっ
て局発信号２０６を掃引することによって波長の関数と
して決定できる。さらに、ヘテロダイン受信装置２１２
と局発受信装置２４２の応答速度は、入力信号を完全に
遮断した状態で局発信号を掃引することによって波長の
関数として決定できる。信号タップカプラ２４６のカッ
プリング係数は、局発信号源２０６を中断し、入力信号
２０２のみが光ヘテロダイン検波装置に入るようにして
決定できる。
【００４７】図３の監視装置を参照すると、局発信号３
０６の受信装置３１２への配信は、入力信号３０２が光
スイッチ３２４によって完全に遮断された状態で局発信
号を掃引することによって波長の関数として決定できる
ことが分かる。局発信号は、偏光ダイバーシティ検波を
行うとき、出力光ファイバ３１８、３２２間にほぼ均一
に配分されるのが好ましい。局発信号が出力光ファイバ
間に均一に配分されていないときは、局発信号のパワー
分布を偏光コントローラ３２０を使って調節することが
できる。
０６の受信装置３１２への配信は、入力信号３０２が光
スイッチ３２４によって完全に遮断された状態で局発信
号を掃引することによって波長の関数として決定できる
ことが分かる。局発信号は、偏光ダイバーシティ検波を
行うとき、出力光ファイバ３１８、３２２間にほぼ均一
に配分されるのが好ましい。局発信号が出力光ファイバ
間に均一に配分されていないときは、局発信号のパワー
分布を偏光コントローラ３２０を使って調節することが
できる。
【００４８】上述したような光ヘテロダイン検波装置の
光構成要素は、光ファイバに接続されているが、個々の
装置は、プレーナ導波路装置のようなモノリシック装置
に一体化することができる。あるいは、光学部材は、自
由空間に接続されていても良い。
光構成要素は、光ファイバに接続されているが、個々の
装置は、プレーナ導波路装置のようなモノリシック装置
に一体化することができる。あるいは、光学部材は、自
由空間に接続されていても良い。
【００４９】以上本発明を実施例に沿って説明したが、
本発明の広汎な実施の参考に供するため以下に本発明の
実施態様の一部を例示する。
本発明の広汎な実施の参考に供するため以下に本発明の
実施態様の一部を例示する。
【００５０】（実施態様１）光ヘテロダイン検波のため
の装置において、第１の光信号が第２の光信号と結合さ
れる前で前記第１の光信号の一部分を測定し、前記測定
された前記一部分に相当する第１の電気信号を発生し、
前記第１、第２の光信号の一方が局発信号で他方が入力
信号である受信装置（２３２、２４２）と、第１の入力
と第２の入力とを備えた光カプラであって、前記第１の
入力が、前記第１の光信号を受信するように光学的に接
続され、前記第２の入力が、前記第２の光信号を受信す
るように光学的に接続され、前記第１、第２の光信号を
含む結合光信号を出力するための出力を備えた光カプラ
（２１０）と、前記光カプラから前記結合光信号を受信
する入力と、該結合光信号に相当する第３の電気信号を
出力する出力とを備え、前記第３の電気信号が、ヘテロ
ダイン信号を含むようにしたヘテロダイン受信装置（２
１２）と、前記第１、第３の電気信号を受信し、前記ヘ
テロダイン信号と前記第１の電気信号に応じて前記入力
信号の光パラメータを示す出力信号を発生するプロセッ
サ（２１６）とを有するようにした光ヘテロダイン検波
装置。
の装置において、第１の光信号が第２の光信号と結合さ
れる前で前記第１の光信号の一部分を測定し、前記測定
された前記一部分に相当する第１の電気信号を発生し、
前記第１、第２の光信号の一方が局発信号で他方が入力
信号である受信装置（２３２、２４２）と、第１の入力
と第２の入力とを備えた光カプラであって、前記第１の
入力が、前記第１の光信号を受信するように光学的に接
続され、前記第２の入力が、前記第２の光信号を受信す
るように光学的に接続され、前記第１、第２の光信号を
含む結合光信号を出力するための出力を備えた光カプラ
（２１０）と、前記光カプラから前記結合光信号を受信
する入力と、該結合光信号に相当する第３の電気信号を
出力する出力とを備え、前記第３の電気信号が、ヘテロ
ダイン信号を含むようにしたヘテロダイン受信装置（２
１２）と、前記第１、第３の電気信号を受信し、前記ヘ
テロダイン信号と前記第１の電気信号に応じて前記入力
信号の光パラメータを示す出力信号を発生するプロセッ
サ（２１６）とを有するようにした光ヘテロダイン検波
装置。
【００５１】（実施態様２）前記プロセッサ（２１６）
が、前記第１の電気信号を利用する手段を備えて前記第
１の光信号の寄与による前記第３の電気信号に含まれる
信号雑音を少なくするようにした実施態様１に記載の光
ヘテロダイン検波装置。 （実施態様３）前記プロセッサ（２１６）が、前記第１
の電気信号を利用する手段を備えて前記第３の電気信号
に含まれる前記第１の光信号の寄与による信号雑音を計
算するようにした実施態様２に記載の光ヘテロダイン検
波装置。
が、前記第１の電気信号を利用する手段を備えて前記第
１の光信号の寄与による前記第３の電気信号に含まれる
信号雑音を少なくするようにした実施態様１に記載の光
ヘテロダイン検波装置。 （実施態様３）前記プロセッサ（２１６）が、前記第１
の電気信号を利用する手段を備えて前記第３の電気信号
に含まれる前記第１の光信号の寄与による信号雑音を計
算するようにした実施態様２に記載の光ヘテロダイン検
波装置。
【００５２】（実施態様４）前記プロセッサ（２１６）
が、さらに、前記第３の電気信号から前記第１の光信号
に関連する前記計算された信号雑音を減算して前記ヘテ
ロダイン信号における信号対雑音比を改善するようにし
た実施態様３に記載の光ヘテロダイン検波装置。
が、さらに、前記第３の電気信号から前記第１の光信号
に関連する前記計算された信号雑音を減算して前記ヘテ
ロダイン信号における信号対雑音比を改善するようにし
た実施態様３に記載の光ヘテロダイン検波装置。
【００５３】（実施態様５）さらに、前記第２の光信号
が前記第１の光信号と結合される前で前記第２の光信号
の一部分を測定し、該測定された一部分に相当する第２
の電気信号を発生する第２の受信装置（２３２、２４
２）を有し、前記プロセッサ（２１６）が、さらに、前
記第２の電気信号を利用する手段を備えて前記第２の光
信号の寄与による前記第３の電気信号に含まれる信号雑
音を少なくするようにした実施態様１に記載の光ヘテロ
ダイン検波装置。 （実施態様６）さらに、前記光カプラ（２１０）の上流
にある光路において前記入力信号を遮断するために前記
入力信号に関連する光スイッチ（２２４）を有するよう
にした実施態様１に記載の光ヘテロダイン検波装置。
が前記第１の光信号と結合される前で前記第２の光信号
の一部分を測定し、該測定された一部分に相当する第２
の電気信号を発生する第２の受信装置（２３２、２４
２）を有し、前記プロセッサ（２１６）が、さらに、前
記第２の電気信号を利用する手段を備えて前記第２の光
信号の寄与による前記第３の電気信号に含まれる信号雑
音を少なくするようにした実施態様１に記載の光ヘテロ
ダイン検波装置。 （実施態様６）さらに、前記光カプラ（２１０）の上流
にある光路において前記入力信号を遮断するために前記
入力信号に関連する光スイッチ（２２４）を有するよう
にした実施態様１に記載の光ヘテロダイン検波装置。
【００５４】（実施態様７）光ヘテロダイン検波を利用
して光信号を監視するため；第１の光信号を供給し（４
０２）、第２の光信号を供給し、前記第１の光信号と前
記第２の光信号の一方が局発信号で他方が入力信号であ
るようにし（４０４）、 前記第１の光信号が前記第２
の光信号と結合される前で前記第１の光信号の一部分を
測定し（４０６）、前記測定された一部分に相当する第
１の電気信号を発生させ（４０８）、前記第１、第２の
光信号を結合して結合光信号を発生させ（４１０）、前
記結合光信号に相当する第３の電気信号を発生させ（４
１２）、前記入力信号の光パラメータを示す出力信号を
発生させ、前記出力信号を発生させる前記工程が、前記
第３の電気信号に含まれる前記第１の光信号の寄与によ
る信号雑音を少なくするように前記第１の電気信号を使
う工程を含む（４１４）ようにした光ヘテロダイン検波
方法。
して光信号を監視するため；第１の光信号を供給し（４
０２）、第２の光信号を供給し、前記第１の光信号と前
記第２の光信号の一方が局発信号で他方が入力信号であ
るようにし（４０４）、 前記第１の光信号が前記第２
の光信号と結合される前で前記第１の光信号の一部分を
測定し（４０６）、前記測定された一部分に相当する第
１の電気信号を発生させ（４０８）、前記第１、第２の
光信号を結合して結合光信号を発生させ（４１０）、前
記結合光信号に相当する第３の電気信号を発生させ（４
１２）、前記入力信号の光パラメータを示す出力信号を
発生させ、前記出力信号を発生させる前記工程が、前記
第３の電気信号に含まれる前記第１の光信号の寄与によ
る信号雑音を少なくするように前記第１の電気信号を使
う工程を含む（４１４）ようにした光ヘテロダイン検波
方法。
【００５５】（実施態様８）前記信号雑音を少なくする
ように前記第１の電気信号を使う前記工程（４１４）
が、前記第１の光信号から前記第３の電気信号に与えた
前記雑音を前記第１の電気信号を使って計算するととも
に該計算された前記雑音を前記第３の電気信号から減算
する工程（４１６）を含むようにした実施態様７に記載
の光ヘテロダイン検波方法。
ように前記第１の電気信号を使う前記工程（４１４）
が、前記第１の光信号から前記第３の電気信号に与えた
前記雑音を前記第１の電気信号を使って計算するととも
に該計算された前記雑音を前記第３の電気信号から減算
する工程（４１６）を含むようにした実施態様７に記載
の光ヘテロダイン検波方法。
【００５６】（実施態様９）さらに、前記第２の光信号
が前記第１の光信号と結合される前で前記第２の光信号
の一部分を測定し（４０７）、前記第２の光信号の前記
測定された前記一部分に相当する第２の電気信号を発生
させ、前記第１の光信号から前記第３の電気信号に与え
た前記雑音を前記第１の電気信号を使って計算し、該計
算された前記雑音を前記第３の電気信号から減算し（４
１８）、前記第２の光信号から前記第３の電気信号に与
えた前記雑音を前記第２の電気信号を使って計算し、該
計算された前記雑音を前記第３の電気信号から減算する
ようにした実施態様７に記載の光ヘテロダイン検波方
法。 （実施態様１０）さらに、前記入力信号が前記局発信号
と結合される前で前記入力信号の伝達を阻止し、かつ、
前記出力信号を発生させるために使われる校正情報を発
生させる（４２０）ようにした実施態様７に記載の光ヘ
テロダイン検波方法。
が前記第１の光信号と結合される前で前記第２の光信号
の一部分を測定し（４０７）、前記第２の光信号の前記
測定された前記一部分に相当する第２の電気信号を発生
させ、前記第１の光信号から前記第３の電気信号に与え
た前記雑音を前記第１の電気信号を使って計算し、該計
算された前記雑音を前記第３の電気信号から減算し（４
１８）、前記第２の光信号から前記第３の電気信号に与
えた前記雑音を前記第２の電気信号を使って計算し、該
計算された前記雑音を前記第３の電気信号から減算する
ようにした実施態様７に記載の光ヘテロダイン検波方
法。 （実施態様１０）さらに、前記入力信号が前記局発信号
と結合される前で前記入力信号の伝達を阻止し、かつ、
前記出力信号を発生させるために使われる校正情報を発
生させる（４２０）ようにした実施態様７に記載の光ヘ
テロダイン検波方法。
【図１】従来技術における光ヘテロダイン検波装置を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の実施例による入力信号と局発信号のパ
ワーを測定するための２個の受信装置を備えた１個の出
力光ファイバを用いる光ヘテロダイン検波装置を示す図
である。
ワーを測定するための２個の受信装置を備えた１個の出
力光ファイバを用いる光ヘテロダイン検波装置を示す図
である。
【図３】本発明の実施例による入力信号と局発信号のパ
ワーを測定するための２個の受信装置を備えた２個の出
力光ファイバを用いる光ヘテロダイン検波装置を示す図
である。
ワーを測定するための２個の受信装置を備えた２個の出
力光ファイバを用いる光ヘテロダイン検波装置を示す図
である。
【図４Ａ】本発明の実施例による光ヘテロダイン検波を
用いて光信号を監視する方法の処理フロー図である。
用いて光信号を監視する方法の処理フロー図である。
【図４Ｂ】図４Ａの処理フロー図に関連する追加の処理
工程を示すフロー図である。
工程を示すフロー図である。
【図４Ｃ】図４Ａの処理フロー図に関連する追加の処理
工程を示すフロー図である。
工程を示すフロー図である。
【図４Ｄ】図４Ａの処理フロー図に関連する追加の処理
工程を示すフロー図である。
工程を示すフロー図である。
２１０ 光カプラ ２１２ ヘテロダイン受信装置 ２１６ プロセッサ ２３２、２４２ 受信装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/142 10/152 10/18 (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ボグダン・スツフラニエック アメリカ合衆国カリフォルニア州サニーベ イル、キャッスルトン・テラス1035 ナン バー・ディー (72)発明者 ダグラス・エム・ベイニー アメリカ合衆国カリフォルニア州ロスアル トス、クリントン・ロード897 Ｆターム(参考） 5K002 AA04 CA02 CA07 EA05
Claims (10)
- 【請求項１】光ヘテロダイン検波のための装置におい
て、 第１の光信号が第２の光信号と結合される前で前記第１
の光信号の一部分を測定し、前記測定された前記一部分
に相当する第１の電気信号を発生し、前記第１、第２の
光信号の一方が局発信号で他方が入力信号である受信装
置と、 第１の入力と第２の入力とを備えた光カプラであって、
前記第１の入力が、前記第１の光信号を受信するように
光学的に接続され、前記第２の入力が、前記第２の光信
号を受信するように光学的に接続され、前記第１、第２
の光信号を含む結合光信号を出力するための出力を備え
た光カプラと、 前記光カプラから前記結合光信号を受信する入力と、該
結合光信号に相当する第３の電気信号を出力する出力と
を備え、前記第３の電気信号が、ヘテロダイン信号を含
むようにしたヘテロダイン受信装置と、 前記第１、第３の電気信号を受信し、前記ヘテロダイン
信号と前記第１の電気信号に応じて前記入力信号の光パ
ラメータを示す出力信号を発生するプロセッサとを有す
るようにした光ヘテロダイン検波装置。 - 【請求項２】前記プロセッサが、前記第１の電気信号を
利用する手段を備えて前記第１の光信号の寄与による前
記第３の電気信号に含まれる信号雑音を少なくするよう
にした請求項１に記載の光ヘテロダイン検波装置。 - 【請求項３】前記プロセッサが、前記第１の電気信号を
利用する手段を備えて前記第３の電気信号に含まれる前
記第１の光信号の寄与による信号雑音を計算するように
した請求項２に記載の光ヘテロダイン検波装置。 - 【請求項４】前記プロセッサが、さらに、前記第３の電
気信号から前記第１の光信号に関連する前記計算された
信号雑音を減算して前記ヘテロダイン信号における信号
対雑音比を改善するようにした請求項３に記載の光ヘテ
ロダイン検波装置。 - 【請求項５】さらに、前記第２の光信号が前記第１の光
信号と結合される前で前記第２の光信号の一部分を測定
し、該測定された一部分に相当する第２の電気信号を発
生する第２の受信装置を有し、前記プロセッサが、さら
に、前記第２の電気信号を利用する手段を備えて前記第
２の光信号の寄与による前記第３の電気信号に含まれる
信号雑音を少なくするようにした請求項１に記載の光ヘ
テロダイン検波装置。 - 【請求項６】さらに、前記光カプラの上流にある光路に
おいて前記入力信号を遮断するために前記入力信号に関
連する光スイッチを有するようにした請求項１に記載の
光ヘテロダイン検波装置。 - 【請求項７】光ヘテロダイン検波を利用して光信号を監
視するため；第１の光信号を供給し、 第２の光信号を供給し、前記第１の光信号と前記第２の
光信号の一方が局発信号で他方が入力信号であるように
し、 前記第１の光信号が前記第２の光信号と結合される前で
前記第１の光信号の一部分を測定し、 前記測定された一部分に相当する第１の電気信号を発生
させ、 前記第１、第２の光信号を結合して結合光信号を発生さ
せ、 前記結合光信号に相当する第３の電気信号を発生させ、 前記入力信号の光パラメータを示す出力信号を発生さ
せ、前記出力信号を発生させる前記工程が、前記第３の
電気信号に含まれる前記第１の光信号の寄与による信号
雑音を少なくするように前記第１の電気信号を使う工程
を含むようにした光ヘテロダイン検波方法。 - 【請求項８】前記信号雑音を少なくするように前記第１
の電気信号を使う前記工程が、前記第１の光信号から前
記第３の電気信号に与えた前記雑音を前記第１の電気信
号を使って計算するとともに該計算された前記雑音を前
記第３の電気信号から減算する工程を含むようにした請
求項７に記載の光ヘテロダイン検波方法。 - 【請求項９】さらに、前記第２の光信号が前記第１の光
信号と結合される前で前記第２の光信号の一部分を測定
し、 前記第２の光信号の前記測定された前記一部分に相当す
る第２の電気信号を発生させ、 前記第１の光信号から前記第３の電気信号に与えた前記
雑音を前記第１の電気信号を使って計算し、該計算され
た前記雑音を前記第３の電気信号から減算し、 前記第２の光信号から前記第３の電気信号に与えた前記
雑音を前記第２の電気信号を使って計算し、該計算され
た前記雑音を前記第３の電気信号から減算するようにし
た請求項７に記載の光ヘテロダイン検波方法。 - 【請求項１０】さらに、前記入力信号が前記局発信号と
結合される前で前記入力信号の伝達を阻止し、かつ、前
記出力信号を発生させるために使われる校正情報を発生
させるようにした請求項７に記載の光ヘテロダイン検波
方法。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1193483B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002176394A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5477369A (en) | 1987-04-20 | 1995-12-19 | U.S. Philips Corporation | Device for optical heterodyne or homodyne detection of an optical signal beam and receiver provided with such a device |
| DE68927969T2 (de) * | 1988-07-29 | 1997-09-11 | Nec Corp | Optischer heterodyner Polarisationsdiversitätsempfänger mit Phaseneinstellung von zwei Zwischenfrequenzsignalen zur Steuerung einer lokalen Lichtquelle |
| DE4244605A1 (de) * | 1992-05-27 | 1993-12-02 | Hewlett Packard Co | Optisches Niederkohärenzreflektometer von verbesserter Empfindlichkeit mit optischer Dämpfung |
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- 2000-10-02 US US09/678,432 patent/US6646746B1/en not_active Expired - Fee Related
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- 2001-07-20 DE DE60124650T patent/DE60124650T2/de not_active Expired - Fee Related
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