JP2010193174A

JP2010193174A - 光信号モニタ装置

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Publication number: JP2010193174A
Application number: JP2009035533A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mori; 隆森
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】本発明は、サンプリング用光パルスの受光器への入射を防ぐことを目的とする。
【解決手段】本願発明の光信号モニタ装置は、サンプリング用光パルスＰｓを出射する光パルス発生器２と、サンプリング用光パルスＰｓと被測定光信号Ｐｘとの相互吸収飽和特性を利用して被測定光信号Ｐｘのサンプリングを行う電界吸収型光変調器３と、電界吸収型光変調器３から出射されたサンプリング後の被測定光信号Ｐｙを光電変換する受光器５と、を備える光信号モニタであって、電界吸収型光変調器３と受光器５の間に、サンプリング用光パルスＰｓを遮断する遮断フィルタ２０が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号モニタ装置に関し、特に、相互吸収飽和特性を用いて被測定光信号のサンプリングを行う光信号モニタ装置に関する。

高分解能の等価サンプリングを行うために、電界吸収型光変調器の相互吸収飽和特性を用いた光信号モニタ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図４は、従来の光信号モニタ装置の概略構成図である。従来の光信号モニタ装置は、一定周期のサンプリング用光パルスＰｓを発生する光パルス発生器２と、被測定光信号Ｐｘとサンプリング用光パルスＰｓとの相互吸収飽和特性を利用して被測定光信号Ｐｘをサンプリングする電界吸収型光変調器３と、電界吸収型光変調器３に直流バイアス電圧を印加するバイアス電圧発生器４と、電界吸収型光変調器３の出力光である被測定光信号Ｐｙを受光して光電変換する受光器５と、を有する。受光器５からの被測定電気信号Ｐｚを観察することで、等価サンプリング方式で被測定光信号Ｐｘの波形評価を行う。

電界吸収型光変調器３の相互吸収飽和特性を用いる場合、電界吸収型光変調器３に被測定光信号Ｐｘとサンプリング用光パルスＰｓの両方を入射する。このときに、サンプリング用光パルスＰｓを電界吸収型光変調器３の後方から入力する後方入射型の構成が採用される場合がある。この場合、光カプラ７または光サーキュレータを用いてサンプリング用光パルスＰｓを電界吸収型光変調器３に入力するポートと、電界吸収型光変調器３から出力されるサンプリングされた被測定光信号Ｐｙを取り出すポートとを分離している。

国際公開２００８／０８７８０９

電界吸収型光変調器３にサンプリング用光パルスＰｓを後方入射する場合、サンプリング後の被測定光信号Ｐｙを受光する受光器５にサンプリング用光パルスＰｓが入射し、受光器５からの被測定電気信号ＰｚのＳＮ比が劣化する場合があった。

また、光カプラ７を使用する場合は、サンプリング用光パルスＰｓとサンプリングされた被測定光信号Ｐｙに損失が発生し、光パルス発生器２の出力光パワー及び被測定光信号Ｐｘの入力パワーを大きくする必要があるという問題があった。

そこで、本発明は、サンプリング用光パルスＰｓの受光器５への入射を防ぐことを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明の光信号モニタ装置は、電界吸収型光変調器と受光器の間に、サンプリング用光パルスを遮断する遮断フィルタを設けることを特徴とする。

具体的には、本願発明の光信号モニタ装置は、サンプリング用光パルスを出射する光パルス発生器と、前記サンプリング用光パルスと被測定光信号との相互吸収飽和特性を利用して前記被測定光信号のサンプリングを行う電界吸収型光変調器と、前記電界吸収型光変調器から出射されたサンプリング後の前記被測定光信号を光電変換する受光器と、を備える光信号モニタであって、前記電界吸収型光変調器と前記受光器の間に、前記サンプリング用光パルスを遮断する遮断フィルタが設けられていることを特徴とする。

本願発明の光信号モニタ装置では、前記サンプリング用光パルスは前記被測定光信号よりも波長が短く、前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長以下の波長を遮断し、前記サンプリング用光パルスの波長よりも長い波長を透過する長波長通過フィルタであるか、又は前記サンプリング用光パルスの波長を遮断し、それ以外の波長を透過する帯域除去フィルタであることが好ましい。

本願発明の光信号モニタ装置では、前記サンプリング用光パルスは前記被測定光信号よりも波長が長く、前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長以上の波長を遮断し、前記サンプリング用光パルスの波長よりも短い波長を透過する短波長通過フィルタであるか、又は前記サンプリング用光パルスの波長を遮断し、それ以外の波長を透過する帯域除去フィルタであることが好ましい。

本願発明の光信号モニタ装置では、前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長を含む波長帯域を反射し、前記被測定光信号の波長を含む波長帯域を透過するダイクロイックフィルタであることが好ましい。
本発明により、少ない構成部品でサンプリング用光パルスを遮断することができ、光カプラを使用する場合と比較してサンプリング用光パルス及びサンプリングされた被測定光信号の損失を低減することができる。

本願発明の光信号モニタ装置では、前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長の光を前記光パルス発生器から前記電界吸収型光変調器に導波し、前記被測定光信号の波長の光を前記電界吸収型光変調器から前記受光器に導波するＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラであることが好ましい。
本発明により、少ない構成部品でサンプリング用光パルスを遮断することができ、光カプラを使用する場合と比較してサンプリング用光パルス及びサンプリングされた被測定光信号の損失を低減することができる。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、遮断フィルタを設けることで、サンプリング用光パルスの反射戻り光の受光器への入射を防ぐことができる。これにより、電界吸収型光変調器にサンプリング用光パルスを後方入射したときに生じる被測定電気信号のＳＮ比の劣化を防ぐことができる。

また、ダイクロイックフィルタ又はＷＤＭカプラを使用すると、単純な光カプラを使用する場合と比較して、サンプリング用光パルス及びサンプリングされた被測定光信号の損失を低減することができる。これにより、光パルス発生器の出力光パワーを小さくすることができ、サンプリング前の被測定光信号の入力感度を向上することができる。

実施形態１に係る光信号モニタ装置の概略構成図である。実施形態２に係る光信号モニタ装置の概略構成図である。実施形態３に係る光信号モニタ装置の概略構成図である。従来の光信号モニタ装置の概略構成図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る光信号モニタ装置の概略構成図である。本発明の実施形態に係る光信号モニタ装置は、光パルス発生器２と、電界吸収型光変調器３と、バイアス電圧発生器４と、受光器５と、ＡＤ変換器６と、遮断フィルタ２０と、光カプラ７と、を備える。

電界吸収型光変調器３に波長λｘの被測定光信号Ｐｘが入射される。光パルス発生器２は、波長λｓのサンプリング用光パルスＰｓを出射する。バイアス電圧発生器４は、電界吸収型光変調器３にバイアス電圧を印加する。電界吸収型光変調器３は、サンプリング用光パルスＰｓと被測定光信号Ｐｘとの相互吸収飽和特性を利用して被測定光信号Ｐｘのサンプリングを行う。

サンプリング後の被測定光信号Ｐｙは、電界吸収型光変調器３から出射され、受光器５に入射される。受光器５は、サンプリングされた被測定光信号Ｐｙを受光して光電変換し、被測定電気信号Ｐｚを出力する。ＡＤ変換器６は、被測定電気信号Ｐｚをデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器６からの被測定電気信号Ｐｚを観察することで、等価サンプリング方式で被測定光信号Ｐｘの波形評価を行うことができる。

光カプラ７は、サンプリング用光パルスＰｓを電界吸収型光変調器３に入射させるとともに、サンプリングされた被測定光信号Ｐｙを受光器５に向けて出射する。このため、電界吸収型光変調器３から光カプラ７への光路には、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光が含まれる場合がある。そこで、本実施形態では、電界吸収型光変調器３と受光器５の間に、サンプリング用光パルスＰｓを遮断する遮断フィルタ２０が設けられている。これにより、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光の受光器５への入射を防ぐことができる。ここで、サンプリング用光パルスＰｓの遮断は、サンプリング用光パルスＰｓを反射することによって行ってもよいし、サンプリング用光パルスＰｓを吸収することによって行ってもよい。

遮断フィルタ２０が遮断する波長は、被測定光信号Ｐｘの波長によって異なる。
例えば、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓが１．５５μｍであり、被測定光信号Ｐｘの波長λｘが１．５μｍの場合、波長λｓは波長λｘよりも長い。この場合、遮断フィルタ２０として、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓ以上の波長を遮断し、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓよりも短い波長を透過する短波長通過フィルタを用いる。これにより、遮断フィルタ２０は、サンプリング用光パルスＰｓを遮断し、サンプリング後の被測定光信号Ｐｙを透過させることができる。

サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓが１．５μｍであり、被測定光信号Ｐｘの波長λｘが１．５５μｍの場合、波長λｓは波長λｘよりも短い。この場合、遮断フィルタ２０として、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓ以下の波長を遮断し、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓよりも長い波長を透過する長波長通過フィルタを用いる。これにより、遮断フィルタ２０は、サンプリング用光パルスＰｓを遮断し、サンプリング後の被測定光信号Ｐｙを受光器５に透過させることができる。

また、遮断フィルタ２０として、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓを含む波長帯域を遮断し、波長λｓ以外の波長帯域を透過する帯域除去フィルタを用いてもよい。このとき、通過帯域には、少なくとも被測定光信号Ｐｘの波長λｘを含む。これにより、遮断フィルタ２０は、サンプリング用光パルスＰｓを遮断し、サンプリング後の被測定光信号Ｐｙを受光器５に透過させることができる。なお、波長λｓ及びλｘは、それぞれサンプリング用光パルスＰｓ及び被測定光信号Ｐｘのスペクトル幅を含んだ波長帯域で考える必要がある。

本実施形態に係る構成とすることで、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光を遮断フィルタ２０が遮断するので、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光の受光器５への入射を防ぐことができる。これにより、被測定電気信号ＰｚのＳＮ比の劣化を防ぐことができる。

（実施形態２）
図２は、本実施形態に係る光信号モニタ装置の概略構成図である。本実施形態に係る光信号モニタ装置では、遮断フィルタ２０に代えて、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓを含む波長帯域を反射し、被測定光信号Ｐｘの波長λｘを含む波長帯域を透過するダイクロイックフィルタ２３を用いることを特徴とする。

例えば、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓが１．５５μｍであり、被測定光信号Ｐｘの波長λｘが１．５μｍの場合、波長λｓは波長λｘよりも長い。この場合、ダイクロイックフィルタ２３は、サンプリング用光パルスＰｓの波長１．５５μｍを含む波長帯域を反射し、被測定光信号Ｐｘの波長１．５μｍを含む波長帯域を透過する。これにより、ダイクロイックフィルタ２３は、サンプリング用光パルスＰｓを反射して電界吸収型光変調器３に入射させ、かつ、サンプリング後の被測定光信号Ｐｙを受光器５に透過させることができる。

例えば、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓが１．５μｍであり、被測定光信号Ｐｘの波長λｘが１．５５μｍの場合、波長λｓは波長λｘよりも短い。この場合、ダイクロイックフィルタ２３は、サンプリング用光パルスＰｓの波長１．５μｍを含む波長帯域を反射し、被測定光信号Ｐｘの波長１．５５μｍを含む波長帯域を透過する。これにより、ダイクロイックフィルタ２３は、サンプリング用光パルスＰｓを反射して電界吸収型光変調器３に入射させ、かつ、サンプリング後の被測定光信号Ｐｙを受光器５に透過させることができる。

本実施形態に係る構成とすることで、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光をダイクロイックフィルタ２３が反射するので、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光の受光器５への入射を防ぐことができる。これにより、被測定電気信号ＰｚのＳＮ比の劣化を防ぐことができる。

さらに、本実施形態に係る構成とすることで、図１に示す光カプラ７及び遮断フィルタ２０を、１つのダイクロイックフィルタ２３を用いて構成することができる。これにより、光信号モニタ装置の部品点数を削減し、コストを低減することができる。

（実施形態３）
図３は、実施形態３に係る光信号モニタ装置の概略構成図である。本実施形態に係る光信号モニタ装置では、遮断フィルタ２０に代えて、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓの光を光パルス発生器２から電界吸収型光変調器３に導波し、被測定光信号Ｐｘの波長の光を電界吸収型光変調器３から受光器５に導波するＷＤＭカプラ２４を用いていることを特徴とする。

例えば、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓが１．５５μｍであり、被測定光信号Ｐｘの波長λｘが１．５μｍの場合を考える。この場合、ＷＤＭカプラ２４は、波長１．５５μｍのサンプリング用光パルスＰｓを光パルス発生器２から電界吸収型光変調器３に導波し、波長１．５μｍの被測定光信号Ｐｙを電界吸収型光変調器３から受光器５に導波する。

一方、サンプリング用光パルスＰｓの波長λｓが１．５μｍであり、被測定光信号Ｐｘの波長λｘが１．５５μｍの場合を考える。この場合、ＷＤＭカプラ２４は、波長１．５μｍのサンプリング用光パルスＰｓを光パルス発生器２から電界吸収型光変調器３に導波し、波長１．５５μｍの被測定光信号Ｐｙを電界吸収型光変調器３から受光器５に導波する。

本実施形態に係る構成とすることで、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光が受光器５へ導波されることがないので、サンプリング用光パルスＰｓの反射戻り光の受光器５への入射を防ぐことができる。これにより、被測定電気信号ＰｚのＳＮ比の劣化を防ぐことができる。

さらに、本実施形態に係る構成とすることで、図１に示す光カプラ７及び遮断フィルタ２０を、１つのＷＤＭカプラ２４を用いて構成することができる。これにより、光信号モニタ装置の部品点数を削減し、コストを低減することができる。

本発明は、高分解能の光サンプリングを行うことができるので、情報通信産業及び光を用いる各種産業に適用することができる。

２：光パルス発生器
３：電界吸収型光変調器
４：バイアス電圧発生器
５：受光器
６：ＡＤ変換器
７：光カプラ
２０：遮断フィルタ
２３：ダイクロイックフィルタ
２４：ＷＤＭカプラ

Claims

サンプリング用光パルスを出射する光パルス発生器と、
前記サンプリング用光パルスと被測定光信号との相互吸収飽和特性を利用して前記被測定光信号のサンプリングを行う電界吸収型光変調器と、
前記電界吸収型光変調器から出射されたサンプリング後の前記被測定光信号を光電変換する受光器と、を備える光信号モニタであって、
前記電界吸収型光変調器と前記受光器の間に、前記サンプリング用光パルスを遮断する遮断フィルタが設けられていることを特徴とする光信号モニタ装置。
前記サンプリング用光パルスは前記被測定光信号よりも波長が短く、
前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長を含む波長帯域を遮断し、前記サンプリング用光パルスの波長を含む波長帯域を透過する長波長通過フィルタ又は帯域除去フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の光信号モニタ装置。
前記サンプリング用光パルスは前記被測定光信号よりも波長が長く、
前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長を含む波長帯域を遮断し、前記サンプリング用光パルスの波長を含む波長帯域を透過する短波長通過フィルタ又帯域除去フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の光信号モニタ装置。
前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長を含む波長帯域を反射し、前記被測定光信号の波長を含む波長帯域を透過するダイクロイックフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の光信号モニタ装置。
前記遮断フィルタは、前記サンプリング用光パルスの波長の光を前記光パルス発生器から前記電界吸収型光変調器に導波し、前記被測定光信号の波長の光を前記電界吸収型光変調器から前記受光器に導波するＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラであることを特徴とする請求項１に記載の光信号モニタ装置。