JP2013210380A - Optical signal monitoring apparatus and method for adjusting sampling frequency of the apparatus - Google Patents

Optical signal monitoring apparatus and method for adjusting sampling frequency of the apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical signal monitoring apparatus capable of avoiding a lack of data of a time base direction of an eye waveform by adjusting a sampling frequency when using a self-oscillation type optical pulse generator, and to provide a method for adjusting the sampling frequency of the apparatus.SOLUTION: The optical signal monitoring apparatus includes: an optical pulse generator 2 for outputting a sampling optical pulse Ps; an electroabsorption type optical modulator 3 acting as an optical sampling gate for sampling an optical signal Px to be measured in accordance with the sampling optical pulse Ps; and an optical receiver 5 for converting an optical signal Py outputted from the electroabsorption type optical modulator 3 into an electric signal Ey to evaluate a waveform of the optical signal Px to be measured by an equivalent sampling method. The optical signal monitoring apparatus further includes optical path length changing means 22 for changing an effective optical path length of an optical resonator in the optical pulse generator 2 to change a cyclic frequency of the sampling optical pulse Ps by changing the effective optical path length of the optical resonator.

Description

本発明は、光信号モニタ装置及び該装置のサンプリング周波数調整方法に関し、特に、ソフトウェアによる同期を用いて被測定光信号のアイ波形を測定する光信号モニタ装置及び該装置のサンプリング周波数調整方法に関する。   The present invention relates to an optical signal monitoring apparatus and a sampling frequency adjusting method for the apparatus, and more particularly to an optical signal monitoring apparatus for measuring an eye waveform of an optical signal to be measured using software synchronization and a sampling frequency adjusting method for the apparatus.

高分解能の等価サンプリングを行なうために、光サンプリング法が提案されている。一例として、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。)。   In order to perform high resolution equivalent sampling, an optical sampling method has been proposed. As an example, an optical signal monitoring device using a mutual absorption saturation characteristic of an electroabsorption optical modulator has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

図4は、従来の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をサンプリングし、サンプリング後の光信号Pyを出力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からのサンプリング後の光信号Pyを受光して光電変換し、電気信号Eyを出力する受光器5と、アナログの電気信号Eyをデジタル信号Dyに変換するAD変換器6と、を備える。AD変換器6からのデジタル信号Dy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のアイ波形の評価を行なう。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an optical signal monitoring apparatus using the mutual absorption saturation characteristic of a conventional electroabsorption optical modulator. The conventional optical signal monitoring apparatus uses an optical pulse generator 2 that generates a sampling optical pulse Ps with a fixed period, and a measured light using a mutual absorption saturation characteristic between the optical signal Px to be measured and the optical pulse Ps for sampling. An electroabsorption optical modulator 3 that samples the signal Px and outputs an optical signal Py after sampling, a bias voltage generator 4 that applies a DC bias voltage to the electroabsorption optical modulator 3, and electroabsorption optical modulation A light receiving device 5 that receives and photoelectrically converts the sampled optical signal Py from the device 3 and outputs an electric signal Ey, and an AD converter 6 that converts the analog electric signal Ey into a digital signal Dy. By observing the digital signal Dy from the AD converter 6, the eye waveform of the measured optical signal Px is evaluated by an equivalent sampling method.

ここで、逐次サンプリング法により被測定光信号Pxのアイ波形を得るためには、サンプリング用光パルスPsの周期を被測定光信号Pxの周期の整数倍より僅かに長い値に設定する必要がある。通常、サンプリング用光パルスPsの周期は被測定光信号Pxのビットレートよりも非常に長いため、高い分解能でサンプリング用光パルスPsの周期を設定する必要がある。   Here, in order to obtain the eye waveform of the optical signal Px to be measured by the sequential sampling method, it is necessary to set the cycle of the sampling optical pulse Ps to a value slightly longer than an integer multiple of the cycle of the optical signal Px to be measured. . Usually, since the cycle of the sampling optical pulse Ps is much longer than the bit rate of the optical signal Px to be measured, it is necessary to set the cycle of the sampling optical pulse Ps with high resolution.

自励発振型の受動モードロックファイバレーザは、簡易な構成で短パルス光を生成できる。そのため、受動モードロックファイバレーザを光パルス発生器2に利用することが考えられる。   A self-oscillation passive mode-locked fiber laser can generate short pulse light with a simple configuration. Therefore, it is conceivable to use a passive mode-locked fiber laser for the optical pulse generator 2.

国際公開2008/087809International Publication 2008/088709 特願2008−311423Japanese Patent Application No. 2008-311423

Mathias Westlund,Henrik Sunnerud,Magnus Karlsson,and Peter A.Andrekson,“Software−Synchronized All−Optical Sampling for Fiber Communication Systems,”IEEE Journal of Lightwave Technology,vol.23,no.3,pp.1088−1099,March 2005Mathias Westlund, Henrik Sunnerud, Magnus Karlsson, and Peter A.M. Andrewkson, “Software-Synchronized All-Optical Sampling for Fiber Communication Systems,” IEEE Journal of Lightwave Technology. 23, no. 3, pp. 1088-1099, March 2005

しかし、受動モードロックファイバレーザは、外部からの電気パルスに同期して光パルスを発生する方式ではないので、そのままではサンプリング用光パルスPsの繰返し周波数を被測定光信号Pxのビットレートに応じて設定することが出来なかった。   However, since the passive mode-locked fiber laser is not a system that generates an optical pulse in synchronization with an external electric pulse, the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps depends on the bit rate of the measured optical signal Px. Could not set.

非特許文献1や特許文献2に記載のソフトウェアによる同期法を用いると、逐次サンプリング法のように光パルスの繰返し周波数を厳密に設定する必要はなくなるが、被測定光信号Pxのビットレートとサンプリング周波数の関係によっては、電気信号Eyから得られるアイ波形の時間軸方向にデータの欠落が生じる場合がある。この場合、サンプリング周波数を僅かに調整することで、当該欠落を回避することができる。   When the software synchronization method described in Non-Patent Document 1 or Patent Document 2 is used, it is not necessary to set the optical pulse repetition frequency exactly as in the sequential sampling method, but the bit rate and sampling of the optical signal Px to be measured. Depending on the frequency relationship, data loss may occur in the time axis direction of the eye waveform obtained from the electrical signal Ey. In this case, the omission can be avoided by slightly adjusting the sampling frequency.

しかし、受動モードロックファイバレーザのような自励発振型の光パルス発生器2を用いると、そのままではサンプリング用光パルスPsの繰返し周波数が変更できないので、当該欠落を回避することはできなかった。   However, when the self-oscillation type optical pulse generator 2 such as a passive mode-locked fiber laser is used, the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps cannot be changed as it is, and thus the omission cannot be avoided.

そこで、本発明は、自励発振型の光パルス発生器2を用いた場合に、サンプリング周波数を調整してアイ波形の時間軸方向のデータの欠落を回避することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to adjust the sampling frequency to avoid data loss in the time axis direction of the eye waveform when the self-oscillation type optical pulse generator 2 is used.

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、自励発振型の光パルス発生器の共振器内の実効光路長を変化させる光路長可変手段を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the optical signal monitoring apparatus of the present invention is characterized by having optical path length varying means for changing the effective optical path length in the resonator of the self-excited oscillation type optical pulse generator.

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力する光パルス発生器と、前記サンプリング用光パルスに従って被測定光信号をサンプリングする光サンプリングゲートと、前記光サンプリングゲートから出力された光信号を電気信号に変換する受光器と、を備え、等価サンプリング方式でソフトウェア同期法を用いて前記被測定光信号のアイ波形を測定する光信号モニタ装置であって、前記受光器からの電気信号を用いて前記被測定光信号のアイ波形の時間軸方向の欠落を検出する欠落検出手段と、前記欠落検出手段がアイ波形の時間軸方向の欠落を検出すると、前記光パルス発生器内の光共振器の実効光路長を変化させる光路長可変手段と、を有し、前記光路長可変手段は、前記欠落検出手段で検出されるアイ波形の時間軸方向の欠落が解消するまで、前記光共振器の実効光路長を変化させることにより前記サンプリング用光パルスの繰返し周波数を変化させることを特徴とする。   Specifically, the optical signal monitoring device of the present invention comprises an optical pulse generator that outputs a sampling optical pulse, an optical sampling gate that samples a measured optical signal according to the sampling optical pulse, and an optical sampling gate. An optical signal monitoring device for measuring an eye waveform of the optical signal under measurement using a software synchronization method with an equivalent sampling method, the optical signal monitoring device comprising: A missing detector for detecting a missing eye waveform in the time axis direction of the optical signal to be measured using an electrical signal from the optical signal, and generating the optical pulse when the missing detector detects a missing eye waveform in the time axis direction Optical path length variable means for changing the effective optical path length of the optical resonator in the optical device, and the optical path length variable means is an eye detected by the missing detection means. Until lack of time axis direction form is eliminated, and wherein the changing the repetition frequency of the sampling optical pulse by changing the effective optical path length of the optical resonator.

本願発明の光信号モニタ装置では、前記光サンプリングゲートは、相互吸収飽和特性を利用して前記被測定光信号をサンプリングする電界吸収型光変調器であることが好ましい。   In the optical signal monitoring device of the present invention, the optical sampling gate is preferably an electroabsorption optical modulator that samples the optical signal under measurement using a mutual absorption saturation characteristic.

本願発明の光信号モニタ装置では、前記光路長可変手段は、前記光共振器を構成する光伝搬媒質の屈折率を変化させることによって前記光共振器の実効光路長を変化させることが好ましい。   In the optical signal monitoring device according to the present invention, it is preferable that the optical path length varying means changes an effective optical path length of the optical resonator by changing a refractive index of an optical propagation medium constituting the optical resonator.

本願発明の光信号モニタ装置では、前記光路長可変手段は、前記光共振器の共振器長を変化させることによって前記光共振器の実効光路長を変化させることが好ましい。   In the optical signal monitoring device of the present invention, it is preferable that the optical path length varying means changes the effective optical path length of the optical resonator by changing the resonator length of the optical resonator.

本願発明の光信号モニタ装置では、前記光パルス発生器は、自励発振型の受動ロックファイバレーザであることが好ましい。   In the optical signal monitoring device of the present invention, the optical pulse generator is preferably a self-oscillation type passive lock fiber laser.

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のサンプリング周波数調整方法は、サンプリング用光パルスを出力する光パルス発生器と、前記サンプリング用光パルスに従って被測定光信号をサンプリングする光サンプリングゲートと、前記光サンプリングゲートから出力された光信号を電気信号に変換する受光器と、を備え、等価サンプリング方式でソフトウェア同期法を用いて前記被測定光信号のアイ波形を測定する光信号モニタ装置のサンプリング周波数調整方法であって、前記受光器からの電気信号を用いて前記被測定光信号のアイ波形の時間軸方向の欠落を検出する欠落検出手順と、前記欠落検出手順においてアイ波形の時間軸方向の欠落が検出された場合、前記欠落検出手順で検出されたアイ波形の時間軸方向の欠落が解消するまで、前記光パルス発生器内の光共振器の実効光路長を変化させることにより前記サンプリング用光パルスの繰返し周波数を変化させる光路長可変手順と、を順に有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a sampling frequency adjusting method of an optical signal monitoring apparatus according to the present invention includes an optical pulse generator that outputs a sampling optical pulse, and an optical sampling that samples a measured optical signal according to the sampling optical pulse. An optical signal monitor comprising: a gate; and a light receiver that converts an optical signal output from the optical sampling gate into an electrical signal, and measuring an eye waveform of the optical signal to be measured using a software synchronization method in an equivalent sampling method A sampling frequency adjustment method for an apparatus, comprising: a missing detection procedure for detecting missing in the time axis direction of an eye waveform of the optical signal under measurement using an electrical signal from the light receiver; and an eye waveform in the missing detection procedure. When missing in the time axis direction is detected, missing in the time axis direction of the eye waveform detected by the missing detection procedure Until resolved, characterized by having a a variable optical path length instructions for changing the repetition frequency of the sampling optical pulse by changing the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator in order.

本発明は、特許文献1記載の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に限られるものではなく、他の方式の光サンプリングゲートを用いた光信号モニタ装置に使用することも可能である。   The present invention is not limited to the optical signal monitoring apparatus using the mutual absorption saturation characteristic of the electroabsorption optical modulator described in Patent Document 1, but is used for an optical signal monitoring apparatus using another type of optical sampling gate. It is also possible to do.

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。   The above inventions can be combined as much as possible.

本発明によれば、光パルス発生器の共振器内の実効光路長を変化させることで、光パルス発生器の出力するサンプリング用光パルスの周波数が変化するので、電界吸収型光変調器でのサンプリング周波数を調整することができる。これにより、自励発振型のモードロックファイバレーザを用いた簡易な構成で、アイ波形の時間軸方向のデータの欠落を回避することができる。   According to the present invention, the frequency of the sampling optical pulse output from the optical pulse generator is changed by changing the effective optical path length in the resonator of the optical pulse generator. The sampling frequency can be adjusted. Accordingly, it is possible to avoid the omission of data in the time axis direction of the eye waveform with a simple configuration using a self-oscillation mode-locked fiber laser.

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。It is a schematic block diagram of the optical signal monitor apparatus which concerns on this embodiment. 自励発振型のモードロックファイバレーザのピックアップ図である。It is a pick-up figure of a self-oscillation type mode-locked fiber laser. アイ波形の一例であり、(a)は時間軸方向のデータの欠落がない場合、(b)は時間軸方向のデータの欠落がある場合を示す。It is an example of an eye waveform, (a) shows the case where there is no missing data in the time axis direction, and (b) shows the case where there is a missing data in the time axis direction. 従来の光信号モニタ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional optical signal monitor apparatus.

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。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

図1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は、光パルス発生器2と、光サンプリングゲートとしての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、光カプラ7と、欠落検出手段21と、光路長可変手段22と、を備える。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical signal monitoring apparatus according to the present embodiment. The optical signal monitoring apparatus according to the present embodiment includes an optical pulse generator 2, an electroabsorption optical modulator 3 as an optical sampling gate, a bias voltage generator 4, a light receiver 5, an AD converter 6, An optical coupler 7, missing detection means 21, and optical path length variable means 22 are provided.

光パルス発生器2は、サンプリング用光パルスPsを出力する。電界吸収型光変調器3に、被測定光信号Px及びサンプリング用光パルスPsが入力される。この状態で、バイアス電圧発生器4が電界吸収型光変調器3にバイアス電圧を印加する。これにより、電界吸収型光変調器3は、サンプリング用光パルスPsに従って被測定光信号Pxをサンプリングする。電界吸収型光変調器3は、サンプリング後の光信号Pyを出力する。   The optical pulse generator 2 outputs a sampling optical pulse Ps. The measured optical signal Px and the sampling optical pulse Ps are input to the electroabsorption optical modulator 3. In this state, the bias voltage generator 4 applies a bias voltage to the electroabsorption optical modulator 3. Thereby, the electroabsorption optical modulator 3 samples the measured optical signal Px according to the sampling optical pulse Ps. The electroabsorption optical modulator 3 outputs the sampled optical signal Py.

光パルス発生器2は、共振器を利用してサンプリング用光パルスを出力する自励発振型の光源である。これにより、短パルスのサンプリング用光パルスPsを安価で生成することができる。自励発振型の光源は、例えば、光ファイバ型のモードロックファイバレーザ、又は、半導体型の集積化モードロック半導体レーザである。   The optical pulse generator 2 is a self-excited oscillation type light source that outputs a sampling optical pulse using a resonator. As a result, the short-pulse sampling optical pulse Ps can be generated at low cost. The self-excited oscillation type light source is, for example, an optical fiber type mode-locked fiber laser or a semiconductor type integrated mode-locked semiconductor laser.

電界吸収型光変調器3から出力された光信号Pyは、受光器5に入力される。受光器5は、光信号Pyを電気信号Eyに変換して出力する。AD変換器6は、アナログの電気信号Eyをデジタル信号Dyに変換する。AD変換器6からのデジタル信号Dyを収集することで、被測定光信号Pxのアイ波形を観察することができる。これにより、等価サンプリング方式で被測定光信号Pxの波形評価を行なうことができる。   The optical signal Py output from the electroabsorption optical modulator 3 is input to the light receiver 5. The light receiver 5 converts the optical signal Py into an electric signal Ey and outputs it. The AD converter 6 converts the analog electric signal Ey into a digital signal Dy. By collecting the digital signal Dy from the AD converter 6, the eye waveform of the measured optical signal Px can be observed. Thereby, the waveform evaluation of the optical signal Px to be measured can be performed by an equivalent sampling method.

欠落検出手段21は、AD変換器6からのデジタル信号Dyを蓄積する。そして、欠落検出手段21は、デジタル信号Dyから得られたアイ波形の時間軸方向のデータの欠落を検出し、当該欠落があるか否かを判定する。   The missing detection means 21 accumulates the digital signal Dy from the AD converter 6. Then, the missing detection means 21 detects a missing data in the time axis direction of the eye waveform obtained from the digital signal Dy, and determines whether or not there is the missing data.

光路長可変手段22は、アイ波形の時間軸方向のデータの欠落がない場合、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長を維持する。一方、アイ波形の時間軸方向のデータの欠落がある場合、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長を変化させる。これにより、サンプリング用光パルスPsの繰返し周波数を変化させる。   The optical path length varying means 22 maintains the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 when there is no missing data in the time axis direction of the eye waveform. On the other hand, when there is missing data in the time axis direction of the eye waveform, the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 is changed. Thereby, the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps is changed.

ここで、アイ波形の時間軸方向のデータの欠落は、例えば、被測定光信号Pxのビットレートがサンプリング用光パルスPsの繰返し周波数の整数倍になったときに発生する。本実施形態では、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長を変更することで、サンプリング用光パルスPsの繰返し周波数を変化させる。これにより、被測定光信号Pxのビットレートがサンプリング用光パルスPsの繰返し周波数の整数倍にならないようにすることができるで、アイ波形の時間軸方向のデータの欠落を回避することができる。   Here, the lack of data in the time axis direction of the eye waveform occurs, for example, when the bit rate of the optical signal to be measured Px is an integral multiple of the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps. In the present embodiment, the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps is changed by changing the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2. As a result, the bit rate of the optical signal to be measured Px can be prevented from becoming an integral multiple of the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps, and the omission of data in the time axis direction of the eye waveform can be avoided.

次に、光路長可変手段22の詳細について説明する。
図2は、光パルス発生器のピックアップ図である。光パルス発生器2を自励発振型の受動モードロックファイバレーザで構成した例を示す。光パルス発生器2は、励起光源31と、WDMカプラ32と、Er添加光ファイバ33と、アイソレータ34a、34bと、可飽和吸収体35と、単一モード光ファイバ36と、カプラ37と、を備え、リング型の光共振器を利用してサンプリング用光パルスPsを出力する。
Next, details of the optical path length varying means 22 will be described.
FIG. 2 is a pickup diagram of the optical pulse generator. An example in which the optical pulse generator 2 is constituted by a self-oscillation passive mode-locked fiber laser is shown. The optical pulse generator 2 includes a pumping light source 31, a WDM coupler 32, an Er-doped optical fiber 33, isolators 34a and 34b, a saturable absorber 35, a single mode optical fiber 36, and a coupler 37. And outputs a sampling optical pulse Ps using a ring-type optical resonator.

励起光源31から出力された励起光がEr添加光ファイバ33に入力され、1550nm帯の波長にて光利得が生じる。WDM(Wavelength Division Multiplexing)カプラ32、アイソレータ34a、可飽和吸収体35、単一モード光ファイバ36、カプラ37、アイソレータ34b、及び、Er添加光ファイバ33で光共振器が構成され、光共振器の実効光路長に対応した周期でパルス発振する。カプラ37から光共振器外へと出力された光がサンプリング用光パルスPsとなる。   The excitation light output from the excitation light source 31 is input to the Er-doped optical fiber 33, and an optical gain is generated at a wavelength in the 1550 nm band. A WDM (Wavelength Division Multiplexing) coupler 32, an isolator 34a, a saturable absorber 35, a single mode optical fiber 36, a coupler 37, an isolator 34b, and an Er-doped optical fiber 33 constitute an optical resonator. Pulse oscillation occurs at a period corresponding to the effective optical path length. The light output from the coupler 37 to the outside of the optical resonator becomes the sampling optical pulse Ps.

このとき、光路長可変手段22は、屈折率可変手段38又は共振器長可変手段39を制御することで、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長を変化させる。これにより、サンプリング用光パルスPsの繰返し周波数を可変とすることができる。ここで、実効光路長とは、光共振器を構成する光伝搬媒質の屈折率に、共振器長を積算した光路長をいう。   At this time, the optical path length varying means 22 changes the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 by controlling the refractive index varying means 38 or the resonator length varying means 39. Thereby, the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps can be made variable. Here, the effective optical path length means an optical path length obtained by adding the resonator length to the refractive index of the light propagation medium constituting the optical resonator.

屈折率可変手段38は、光共振器を構成する光伝搬媒質の屈折率を可変にする手段である。光共振器の光伝搬媒質の屈折率が変化すれば、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長が変化する。そのため、光路長可変手段22は、屈折率可変手段38を制御することで、光伝搬媒質の屈折率を変化させ、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長を変化させることができる。   The refractive index varying means 38 is a means for varying the refractive index of the light propagation medium constituting the optical resonator. If the refractive index of the light propagation medium of the optical resonator changes, the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 changes. Therefore, the optical path length variable means 22 can change the refractive index of the light propagation medium and change the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 by controlling the refractive index variable means 38. .

屈折率可変手段38は、例えば、光共振器の光伝搬媒質である単一モード光ファイバ36の温度を変化させるペルチェ素子である。この場合、光路長可変手段22は、ペルチェ素子を制御して、単一モード光ファイバ36の温度を変化させることで、単一モード光ファイバ36の屈折率を変化させることができる。   The refractive index varying means 38 is, for example, a Peltier element that changes the temperature of the single mode optical fiber 36 that is the light propagation medium of the optical resonator. In this case, the optical path length varying unit 22 can change the refractive index of the single mode optical fiber 36 by controlling the Peltier element and changing the temperature of the single mode optical fiber 36.

屈折率可変手段38は、例えば、光共振器の光伝搬媒質の屈折率を変化させる液晶である。この場合、光路長可変手段22は、屈折率可変手段38への印加電圧を変化させることで、光共振器の光伝搬媒質の屈折率を変化させることができる。   The refractive index varying means 38 is, for example, a liquid crystal that changes the refractive index of the light propagation medium of the optical resonator. In this case, the optical path length variable means 22 can change the refractive index of the light propagation medium of the optical resonator by changing the voltage applied to the refractive index variable means 38.

共振器長可変手段39は、光共振器の共振器長すなわち光共振器の光伝搬媒質の長さを可変にする手段である。共振器長が変化すれば、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長が変化する。そのため、光路長可変手段22は、共振器長可変手段39を制御することで、共振器長を変化させ、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長を変化させることができる。   The resonator length varying means 39 is means for varying the resonator length of the optical resonator, that is, the length of the optical propagation medium of the optical resonator. If the resonator length changes, the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 changes. Therefore, the optical path length varying unit 22 can change the resonator length by controlling the resonator length varying unit 39 to change the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2.

共振器長可変手段39は、例えば、光共振器の光伝搬媒質である単一モード光ファイバ36に加わる張力を変化させる圧電素子である。この場合、光路長可変手段22は、圧電素子を制御して、単一モード光ファイバ36に加わる張力を変化させることで、単一モード光ファイバ36の長さを変化させることができる。   The resonator length varying means 39 is, for example, a piezoelectric element that changes the tension applied to the single mode optical fiber 36 that is the light propagation medium of the optical resonator. In this case, the optical path length varying means 22 can change the length of the single mode optical fiber 36 by controlling the piezoelectric element and changing the tension applied to the single mode optical fiber 36.

共振器長可変手段39は、例えば、光伝搬媒質の長さが可変な光回路である。光回路は、例えば、基板上に光導波路が形成されたプレーナ光回路である。光回路の導波路に、光ファイバ伝送や光空間伝送が用いられていてもよい。この場合、光路長可変手段22は、共振器長可変手段39の光路長を変化させることで、共振器長を変化させることができる。光伝搬媒質の長さの変更は、例えば、光伝搬媒質の長さが異なる複数の経路を設け、当該経路を切り替える光スイッチで行なう。また、光伝搬媒質の長さの変更は、光ファイバやミラーの距離を変更することで行ってもよい。   The resonator length varying means 39 is, for example, an optical circuit in which the length of the light propagation medium is variable. The optical circuit is, for example, a planar optical circuit in which an optical waveguide is formed on a substrate. Optical fiber transmission or optical space transmission may be used for the waveguide of the optical circuit. In this case, the optical path length varying means 22 can change the resonator length by changing the optical path length of the resonator length varying means 39. The change of the length of the light propagation medium is performed by, for example, an optical switch that provides a plurality of paths having different lengths of the light propagation medium and switches the paths. The length of the light propagation medium may be changed by changing the distance between the optical fiber and the mirror.

次に、欠落検出手段21の詳細について説明する。
図3は、アイ波形の一例であり、(a)は時間軸方向のデータの欠落がない場合、(b)は時間軸方向のデータの欠落がある場合を示す。被測定光信号Pxのビットレートとサンプリング用光パルスPsの繰返し周波数の関係によっては、図3(b)に示すように、アイ波形の時間軸方向のデータに欠落が生じる場合がある。このデータの欠落の有無は、アイ波形の時間軸値xから検知することが出来る。例えば、xを値が小さい順に並べ変え、間隔|xi+1−x|の最大値が一定値よりも大きい場合、欠落有りと判断できる。また、時間軸を一定間隔で分割してxのヒストグラムを作成し、サンプル数が0の区間が存在する場合、欠落有りと判断できる。
Next, details of the loss detection means 21 will be described.
FIG. 3 is an example of an eye waveform, where (a) shows a case where there is no missing data in the time axis direction, and (b) shows a case where there is a missing data in the time axis direction. Depending on the relationship between the bit rate of the optical signal to be measured Px and the repetition frequency of the sampling optical pulse Ps, as shown in FIG. 3B, omission of data in the time axis direction of the eye waveform may occur. Whether missing data can be detected from the time axis values x i of the eye waveform. For example, if x i is rearranged in order of increasing value and the maximum value of the interval | x i + 1 −x i | is larger than a certain value, it can be determined that there is a missing part. Further, if the time axis is divided at regular intervals to create a histogram of x i and there is an interval where the number of samples is 0, it can be determined that there is a missing portion.

次に、本実施形態に係る光信号モニタ装置のサンプリング周波数調整方法について説明する。本実施形態に係る光信号モニタ装置のサンプリング周波数調整方法は、欠落検出手順と、光路長可変手順と、を順に有する。   Next, a sampling frequency adjustment method of the optical signal monitoring apparatus according to the present embodiment will be described. The sampling frequency adjustment method of the optical signal monitoring apparatus according to this embodiment includes a missing detection procedure and an optical path length variable procedure in order.

欠落検出手順では、アイ波形の一部の時間軸上でのデータの欠落を検出する。例えば、欠落検出手段21が、AD変換器6からのデジタル信号Dyを収集して、デジタル信号Dyから得られたアイ波形の時間軸方向のデータの欠落を検出する。そして、アイ波形の時間軸方向のデータの欠落があるか否かを判定する。また、欠落検出手順における欠落の検出及び判定は、人が目視で行ってもよい。   In the missing detection procedure, a missing data on the time axis of a part of the eye waveform is detected. For example, the missing detection unit 21 collects the digital signal Dy from the AD converter 6 and detects the missing data in the time axis direction of the eye waveform obtained from the digital signal Dy. Then, it is determined whether or not there is missing data in the time axis direction of the eye waveform. In addition, the detection and determination of the loss in the loss detection procedure may be performed visually by a person.

欠落検出手順においてアイ波形の時間軸方向のデータの欠落があると判定した場合、光路長可変手順を実行する。光路長可変手順では、電気信号Eyから得られる被測定光信号Pxのアイ波形の時間軸方向のデータの欠落がないように、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長を変化させる。光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長の変化は、例えば光路長可変手段22が行なう。また、光路長可変手順は、図2で説明した屈折率可変手段38又は共振器長可変手段39を人が制御することによって行ってもよい。   When it is determined in the missing detection procedure that there is a missing data in the time axis direction of the eye waveform, the optical path length variable procedure is executed. In the optical path length variable procedure, the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 is changed so that data in the time axis direction of the eye waveform of the optical signal to be measured Px obtained from the electrical signal Ey is not lost. . The change of the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 is performed by, for example, the optical path length varying means 22. The optical path length variable procedure may be performed by a person controlling the refractive index variable means 38 or the resonator length variable means 39 described in FIG.

その後、欠落検出手順に移行することが好ましい。光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長の変更後もアイ波形の時間軸方向のデータの欠落が存在する場合は、さらに光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長の変更を繰り返すことが好ましい。アイ波形の時間軸方向のデータの欠落が発生する確率は小さいので、光パルス発生器2内の光共振器の実効光路長の数回程度変更すれば、アイ波形の時間軸方向のデータの欠落を実用上回避することが出来る。   Then, it is preferable to shift to a missing detection procedure. If there is missing data in the time axis direction of the eye waveform even after the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 is changed, the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 is further reduced. It is preferable to repeat the change. Since the probability of occurrence of missing data in the time axis direction of the eye waveform is small, if the effective optical path length of the optical resonator in the optical pulse generator 2 is changed several times, missing data in the time axis direction of the eye waveform is lost. Can be avoided practically.

なお、本実施形態では、光サンプリングゲートの一例として、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を用いる例について説明したが、これに限られない。例えば、非線形光学結晶などの非線形光学特性を利用した光変調器や、カーボンナノチューブなどの過飽和吸収特性を利用した光変調器を用いることができる。電界吸収型光変調器3に代えて、他の方式の光サンプリングゲートを用いても本実施形態に係る光信号モニタ装置及び当該光信号モニタ装置のサンプリング周波数調整方法と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, an example in which the electroabsorption optical modulator 3 that samples the optical signal to be measured Px using the mutual absorption saturation characteristic is described as an example of the optical sampling gate. However, the present invention is not limited to this. . For example, an optical modulator using nonlinear optical characteristics such as a nonlinear optical crystal or an optical modulator using supersaturated absorption characteristics such as a carbon nanotube can be used. Even if another type of optical sampling gate is used instead of the electroabsorption optical modulator 3, the same effect as the optical signal monitoring device according to the present embodiment and the sampling frequency adjusting method of the optical signal monitoring device can be obtained. it can.

本発明は、高分解能の光サンプリングを行な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。   Since the present invention can perform high-resolution optical sampling, it can be applied to the information communication industry and various industries using light.

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
21:欠落検出手段
22:光路長可変手段
31:励起光源
32:WDMカプラ
33:Er添加光ファイバ
34a、34b:アイソレータ
35:可飽和吸収体
36:単一モード光ファイバ
37:カプラ
38:屈折率可変手段
39:共振器長可変手段
2: Optical pulse generator 3: Electroabsorption optical modulator 4: Bias voltage generator 5: Light receiver 6: AD converter 7: Optical coupler 21: Missing detection means 22: Optical path length variable means 31: Excitation light source 32: WDM coupler 33: Er-doped optical fibers 34a, 34b: isolator 35: saturable absorber 36: single mode optical fiber 37: coupler 38: refractive index varying means 39: resonator length varying means

Claims (6)

サンプリング用光パルスを出力する光パルス発生器と、
前記サンプリング用光パルスに従って被測定光信号をサンプリングする光サンプリングゲートと、
前記光サンプリングゲートから出力された光信号を電気信号に変換する受光器と、を備え、
等価サンプリング方式でソフトウェア同期法を用いて前記被測定光信号のアイ波形を測定する光信号モニタ装置であって、
前記受光器からの電気信号を用いて前記被測定光信号のアイ波形の時間軸方向の欠落を検出する欠落検出手段と、
前記欠落検出手段がアイ波形の時間軸方向の欠落を検出すると、前記光パルス発生器内の光共振器の実効光路長を変化させる光路長可変手段と、を有し、
前記光路長可変手段は、前記欠落検出手段で検出されるアイ波形の時間軸方向の欠落が解消するまで、前記光共振器の実効光路長を変化させることにより前記サンプリング用光パルスの繰返し周波数を変化させることを特徴とする光信号モニタ装置。
An optical pulse generator that outputs an optical pulse for sampling;
An optical sampling gate for sampling the optical signal under measurement according to the sampling optical pulse;
A light receiver that converts an optical signal output from the optical sampling gate into an electrical signal, and
An optical signal monitoring device that measures an eye waveform of the optical signal under measurement using a software synchronization method in an equivalent sampling method,
A missing detection means for detecting missing in the time axis direction of the eye waveform of the optical signal under measurement using an electrical signal from the light receiver;
An optical path length varying means for changing an effective optical path length of an optical resonator in the optical pulse generator when the missing detection means detects a missing time waveform direction of an eye waveform;
The optical path length varying means changes a repetition frequency of the sampling optical pulse by changing an effective optical path length of the optical resonator until the omission in the time axis direction of the eye waveform detected by the missing detection means is resolved. An optical signal monitoring device characterized by being changed.
前記光サンプリングゲートは、相互吸収飽和特性を利用して前記被測定光信号をサンプリングする電界吸収型光変調器である
ことを特徴とする請求項1に記載の光信号モニタ装置。
The optical signal monitoring apparatus according to claim 1, wherein the optical sampling gate is an electroabsorption optical modulator that samples the optical signal to be measured using a mutual absorption saturation characteristic.
前記光路長可変手段は、
前記光共振器を構成する光伝搬媒質の屈折率を変化させることによって
前記光共振器の実効光路長を変化させる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光信号モニタ装置。
The optical path length varying means is
The optical signal monitoring apparatus according to claim 1, wherein an effective optical path length of the optical resonator is changed by changing a refractive index of an optical propagation medium constituting the optical resonator.
前記光路長可変手段は、
前記光共振器の共振器長を変化させることによって
前記光共振器の実効光路長を変化させる
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光信号モニタ装置。
The optical path length varying means is
4. The optical signal monitoring device according to claim 1, wherein an effective optical path length of the optical resonator is changed by changing a resonator length of the optical resonator. 5.
前記光パルス発生器は、
自励発振型の受動モードロックファイバレーザである
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光信号モニタ装置。
The optical pulse generator is
5. The optical signal monitoring device according to claim 1, wherein the optical signal monitoring device is a self-oscillation type passive mode-locked fiber laser.
サンプリング用光パルスを出力する光パルス発生器と、
前記サンプリング用光パルスに従って被測定光信号をサンプリングする光サンプリングゲートと、
前記光サンプリングゲートから出力された光信号を電気信号に変換する受光器と、を備え、
等価サンプリング方式でソフトウェア同期法を用いて前記被測定光信号のアイ波形を測定する光信号モニタ装置のサンプリング周波数調整方法であって、
前記受光器からの電気信号を用いて前記被測定光信号のアイ波形の時間軸方向の欠落を検出する欠落検出手順と、
前記欠落検出手順においてアイ波形の時間軸方向の欠落が検出された場合、前記欠落検出手順で検出されたアイ波形の時間軸方向の欠落が解消するまで、前記光パルス発生器内の光共振器の実効光路長を変化させることにより前記サンプリング用光パルスの繰返し周波数を変化させる光路長可変手順と、
を順に有することを特徴とする光信号モニタ装置のサンプリング周波数調整方法。
An optical pulse generator that outputs an optical pulse for sampling;
An optical sampling gate for sampling the optical signal under measurement according to the sampling optical pulse;
A light receiver that converts an optical signal output from the optical sampling gate into an electrical signal, and
A sampling frequency adjustment method for an optical signal monitoring device that measures an eye waveform of the optical signal under measurement using a software synchronization method in an equivalent sampling method,
Missing detection procedure for detecting missing in the time axis direction of the eye waveform of the optical signal under measurement using an electrical signal from the light receiver;
If a missing eye waveform in the time axis direction is detected in the missing detection procedure, the optical resonator in the optical pulse generator until the missing eye waveform in the time axis direction detected in the missing detection procedure is resolved. An optical path length variable procedure for changing the repetition frequency of the sampling optical pulse by changing the effective optical path length of
A sampling frequency adjustment method for an optical signal monitoring device, comprising:
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