JP2022152857A - Optical spectrum analyzer and pulse modulation measuring method - Google Patents

Optical spectrum analyzer and pulse modulation measuring method Download PDF

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Abstract

To provide an optical spectrum analyzer and a pulse modulation measuring method with which it is possible to pulse modulated light, even when the pulse-on time or pulse period of the pulse modulated light is unknown.SOLUTION: Pulse modulated light (DUT) is entered to a diffraction grating 3. A light receiving unit 8 receives 0-th order light of diffracted light having been diffracted by the diffraction grating 3. A light receiving unit 7 receives diffracted light of orders other than the 0-th order. A measurement timing signal generation unit 9 generates a hold signal, a reset signal and a sampling signal on the basis of the zero-order light received by the light receiving unit 8. A peak hold circuit 102 holds the peaks of diffracted light of orders other than the 0-th order having been received by the light receiving unit 7 until a reset signal is inputted after a hold signal is inputted. A sampling unit 130 samples the peaks held by the peak hold circuit 102 in accordance with a sampling signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光スペクトラムアナライザ及びパルス変調光測定方法に関する。 The present invention relates to an optical spectrum analyzer and a pulse modulated light measurement method.

従来より、測定対象(DUT:Device Under Test)である被測定光に含まれる波長成分を測定するために、例えば特許文献1に示されたような光スペクトラムアナライザが用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical spectrum analyzer as disclosed in Patent Document 1, for example, has been used to measure wavelength components contained in light to be measured, which is a device under test (DUT).

光スペクトラムアナライザは、波長選択性が高く且つその選択波長を可変できる光学的なフィルタを用いて、被測定光に含まれる各波長成分を選択的に受光し、波長軸方向のスペクトル分布等を計測してその結果を画面上に表示することができる。 An optical spectrum analyzer uses an optical filter that has high wavelength selectivity and can change the selected wavelength, selectively receives each wavelength component contained in the light to be measured, and measures the spectral distribution along the wavelength axis. to display the results on the screen.

特許文献1の光スペクトラムアナライザは、装置内の光路中にあるビームスプリッタによる光損失を回避するための技術を示している。 The optical spectrum analyzer of Patent Document 1 shows a technique for avoiding light loss due to beam splitters in the optical path within the device.

ところで、光スペクトラムアナライザの測定対象は、一般的には連続発光(CW:Continuous Wave)の光である。しかし、レーザダイオード(LD)チップやモジュールのようなDUTを連続発光させる場合には、例えば、DUTを駆動する電流を連続的に流すことにより生じる温度変化の影響により発光波長およびレベルが時間の経過に伴って変動することが想定される。そこで、温度変化による波長およびレベルの変動を抑制するために、光源にパルス変調(発光の周期的なオンオフ)をかけ、パルス状に間欠的に発光させる手法が用いられる。 By the way, the object to be measured by an optical spectrum analyzer is generally continuous wave (CW) light. However, when a DUT such as a laser diode (LD) chip or module emits light continuously, for example, the emission wavelength and level change over time due to the effect of temperature changes caused by the continuous application of current to drive the DUT. It is assumed that it will fluctuate with Therefore, in order to suppress fluctuations in wavelength and level due to temperature changes, a technique is used in which the light source is pulse-modulated (periodic on/off of light emission) to intermittently emit light in a pulsed manner.

また、パルス状の光を光源から発射する場合には、対象物で反射した反射光を計測することにより、対象物の状態を検出することが可能になる。例えば、LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)技術では、パルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光を測定し、遠距離にある対象までの距離やその対象の性質を分析することができる。 Further, when pulsed light is emitted from the light source, the state of the object can be detected by measuring the reflected light reflected by the object. For example, LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) technology measures the scattered light from pulsed laser irradiation, and analyzes the distance to a distant target and the characteristics of that target. can.

このようなパルス状の光(パルス変調光)の光スペクトル測定が可能な光スペクトラムアナライザとして、特許文献2に記載された分光分析装置が提案されている。 As an optical spectrum analyzer capable of measuring the optical spectrum of such pulsed light (pulse-modulated light), a spectroscopic analyzer described in Patent Document 2 has been proposed.

特許第3986031号公報Japanese Patent No. 3986031 実用新案登録第2564009号公報Utility Model Registration No. 2564009

しかしながら、特許文献2に記載された分光分析装置ではパルス変調光のパルスオンの時間やパルス周期が不明な場合にそれらを検知する機能・方法を備えていないため、パルス変調光のパルスオンの時間やパルス周期が不明な場合、ピークホールドの保持時間を適切に選択することができず、スペクトルを測定することができない、もしくはピークホールドの保持時間に余裕を持たせて長い時間に設定する必要が生じることにより測定時間が大幅に長くなってしまう、という問題があった。 However, the spectroscopic analyzer described in Patent Document 2 does not have a function or method for detecting when the pulse-on time and pulse cycle of the pulse-modulated light are unknown. If the period is unknown, the peak hold retention time cannot be selected appropriately, and the spectrum cannot be measured. Therefore, there is a problem that the measurement time becomes significantly longer.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パルス変調光のパルスオンの時間やパルス周期が不明な場合でも、パルス変調光の波長ごとのピークレベルを測定することができる光スペクトラムアナライザ及びパルス変調光測定方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to measure the peak level of pulse-modulated light for each wavelength even when the pulse-on time and pulse period of pulse-modulated light are unknown. It is an object of the present invention to provide an optical spectrum analyzer and a pulse-modulated light measurement method that can

前述した目的を達成するために、本発明に係る光スペクトラムアナライザ及びパルス変調光測定方法は、下記[1]~[4]を特徴としている。
[1]
測定対象のパルス変調光(DUT)を計測するための光スペクトラムアナライザ(OSA)であって、
パルス変調光(DUT)が入射される回折格子(3)と、
前記回折格子(3)により回折された回折光の0次光を受光する第1受光部(8)と、
前記0次光を除く次数の前記回折光を受光する第2受光部(7)と、
前記第1受光部により受光された前記0次光に基づいてホールドタイミング、リセットタイミング及びサンプリングタイミングを決定するタイミング決定部(9)と、
決定された前記ホールドタイミングから前記リセットタイミングまでの間に、前記第2受光部により受光された前記0次光を除く次数の前記回折光のピークを保持するピークホールド回路(102)と、
決定された前記サンプリングタイミングに従って前記ピークホールド回路(102)により保持されたピークをサンプリングするサンプリング部(130)と、
を備えた、
光スペクトラムアナライザ(OSA)であること。
[2]
[1]に記載の光スペクトラムアナライザ(OSA)において、
前記サンプリング部(130)に対する入力を、前記ピークホールド回路(102)と、前記第2受光部(7)と、の間で切り替える切替部(104)を備えた、
光スペクトラムアナライザ(OSA)であること。
[3]
[1]又は[2]に記載の光スペクトラムアナライザ(OSA)において、
前記回折格子(3)からの回折光が入射され再び前記回折格子(3)に向けて反射する折り返しミラー(4)をさらに備え、
前記第1受光部(8)は、最初に前記回折格子(3)で回折された前記回折光の前記0次光を受光し、
前記第2受光部(7)は、再度前記回折格子で回折された前記0次光を除く次数の前記回折光を受光する、
光スペクトラムアナライザ(OSA)であること。
[4]
測定対象のパルス変調光(DUT)を計測するためのパルス変調光測定方法であって、
前記パルス変調光(DUT)を回折格子(3)に入射して、回折光を出射させ、
前記回折光の0次光に基づいてホールドタイミング、リセットタイミング及びサンプリングタイミングを決定し、
決定された前記ホールドタイミングから前記リセットタイミングまでの間における前記回折光の前記0次光を除く次数の前記回折光のピークを保持し、
決定された前記サンプリングタイミングに従って、前記ピークをサンプリングする、
パルス変調光測定方法であること。
In order to achieve the above object, an optical spectrum analyzer and a pulse modulated light measurement method according to the present invention are characterized by the following [1] to [4].
[1]
An optical spectrum analyzer (OSA) for measuring a pulse modulated light (DUT) to be measured,
a diffraction grating (3) into which pulse-modulated light (DUT) is incident;
a first light receiving section (8) for receiving the 0th order light of the diffraction light diffracted by the diffraction grating (3);
a second light receiving section (7) for receiving the diffracted light of orders other than the 0th order light;
a timing determination unit (9) that determines hold timing, reset timing and sampling timing based on the 0th order light received by the first light receiving unit;
a peak hold circuit (102) for holding a peak of the diffracted light of orders other than the 0th order light received by the second light receiving unit during a period from the determined hold timing to the reset timing;
a sampling unit (130) for sampling the peak held by the peak hold circuit (102) according to the determined sampling timing;
with
Be an optical spectrum analyzer (OSA).
[2]
In the optical spectrum analyzer (OSA) according to [1],
A switching unit (104) for switching the input to the sampling unit (130) between the peak hold circuit (102) and the second light receiving unit (7),
Be an optical spectrum analyzer (OSA).
[3]
In the optical spectrum analyzer (OSA) according to [1] or [2],
further comprising a folding mirror (4) for reflecting the diffracted light from the diffraction grating (3) to the diffraction grating (3) again,
The first light receiving section (8) receives the 0th order light of the diffracted light first diffracted by the diffraction grating (3),
The second light receiving section (7) receives the diffracted light of orders other than the 0th order light diffracted again by the diffraction grating.
Be an optical spectrum analyzer (OSA).
[4]
A pulse-modulated light measurement method for measuring a pulse-modulated light (DUT) to be measured, comprising:
making the pulse-modulated light (DUT) incident on a diffraction grating (3) and emitting diffracted light;
determining hold timing, reset timing and sampling timing based on the 0th order light of the diffracted light;
holding peaks of the diffracted light of orders other than the 0th order light of the diffracted light between the determined hold timing and the reset timing;
sampling the peak according to the determined sampling timing;
Must be a pulse-modulated light measurement method.

上記[1]及び[4]の構成の光スペクトラムアナライザ及びパルス変調光測定方法によれば、0次光に基づいてホールドタイミング、リセットタイミング及びサンプリングタイミングが決定される。これにより、パルス変調光のパルスオンの時間やパルス周期が不明な場合でも、パルス変調光の波長ごとの光ピークレベルを測定することができる。
上記[2]の構成の光スペクトラムアナライザによれば、サンプリング部は、ピークホールド回路が保持したピークと、第2受光部が受光した0次光を除く次数の回折光と、の双方を選択的にサンプリングすることができる。
上記[3]の構成の光スペクトラムアナライザによれば、第2受光部により0次光を除く次数の回折光を受光中に、第1受光部により0次光を受光することができる。
According to the optical spectrum analyzer and pulse-modulated light measurement method having the configurations of [1] and [4] above, the hold timing, reset timing, and sampling timing are determined based on the zero-order light. This makes it possible to measure the optical peak level for each wavelength of the pulse-modulated light even when the pulse-on time and pulse cycle of the pulse-modulated light are unknown.
According to the optical spectrum analyzer having the above configuration [2], the sampling section selectively selects both the peak held by the peak hold circuit and the diffracted light of orders other than the 0th order light received by the second light receiving section. can be sampled to
According to the optical spectrum analyzer having the above configuration [3], the 0th order light can be received by the first light receiving section while the second light receiving section is receiving diffracted light of orders other than the 0th order light.

本発明によれば、パルス変調光のパルスオンの時間やパルス周期が不明な場合でも、パルス変調光の波長ごとのピークレベルを測定することができる光スペクトラムアナライザ及びパルス変調光測定方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical spectrum analyzer and a pulse-modulated light measurement method capable of measuring the peak level of each wavelength of the pulse-modulated light even when the pulse-on time and pulse period of the pulse-modulated light are unknown. can be done.

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Furthermore, the details of the present invention will be further clarified by reading the following detailed description of the invention (hereinafter referred to as "embodiment") with reference to the accompanying drawings. .

図1は、本発明の実施形態に係る光スペクトラムアナライザの構成例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of an optical spectrum analyzer according to an embodiment of the present invention. 図2は、パルス変調光の例を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing an example of pulse-modulated light. 図3は、図1に示す光スペクトラムアナライザを構成する光スペクトル信号検出部の一例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of an optical spectrum signal detector that constitutes the optical spectrum analyzer shown in FIG. 図4は、図1に示す光スペクトラムアナライザを構成する測定タイミング信号発生部の一例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a measurement timing signal generator that constitutes the optical spectrum analyzer shown in FIG.

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。 Specific embodiments relating to the present invention will be described below with reference to each drawing.

本発明の実施形態に係る光スペクトルアナライザOSAの構成例を図1に示す。本実施形態の光スペクトラムアナライザOSAには計測対象としてパルス変調光DUTを測定することができる。 FIG. 1 shows a configuration example of an optical spectrum analyzer OSA according to an embodiment of the present invention. The optical spectrum analyzer OSA of this embodiment can measure a pulse-modulated optical DUT as a measurement target.

本実施形態の光スペクトラムアナライザOSAが計測対象とするパルス変調光DUTは、例えば図2に示した波形のように、光パワーのオンオフが周期的に切り替わるものである。つまり、光信号がパルス状に間欠的に発生する。このようなパルス変調光DUTは、光源の発熱を抑制し、発光波長およびレベルの安定化に役立つ。 The pulse-modulated optical DUT to be measured by the optical spectrum analyzer OSA of the present embodiment is one in which the optical power is periodically switched on and off as shown in the waveform shown in FIG. 2, for example. In other words, the optical signal is intermittently generated in a pulse shape. Such a pulse-modulated light DUT suppresses heat generation of the light source and helps stabilize the emission wavelength and level.

このパルス変調光DUTのパルス変調周波数については、数10Hz~数MHz程度の比較的低速な場合が想定される。すなわち、本実施形態の光スペクトラムアナライザOSAは、その動作が追従できる程度の低速な周波数でパルス変調された信号光を計測対象として扱う。 The pulse modulation frequency of the pulse-modulated light DUT is assumed to be relatively low, on the order of several tens of Hz to several MHz. That is, the optical spectrum analyzer OSA of this embodiment treats signal light pulse-modulated at a low-speed frequency that can follow its operation as a measurement target.

図1に示したように、本実施形態の光スペクトラムアナライザOSAは、入射スリット1と、コリメータ2と、回折格子3と、コーナーミラー(折り返しミラー)4と、集光器5と、出射スリット6と、受光部7(第2受光部)と、受光部8(第1受光部)と、測定タイミング信号発生部9(タイミング決定部)と、光スペクトル信号検出部10と、を備えている。入射スリット1は、測定対象であるパルス変調光DUTが入射される。コリメータ2は、入射スリット1を通って入射されたパルス変調光DUTを平行光とするレンズである。 As shown in FIG. 1, the optical spectrum analyzer OSA of this embodiment includes an entrance slit 1, a collimator 2, a diffraction grating 3, a corner mirror (folding mirror) 4, a condenser 5, and an exit slit 6. , a light receiving portion 7 (second light receiving portion), a light receiving portion 8 (first light receiving portion), a measurement timing signal generating portion 9 (timing determining portion), and an optical spectrum signal detecting portion 10 . A pulse-modulated light DUT to be measured is incident on the entrance slit 1 . The collimator 2 is a lens that converts the pulse-modulated light DUT incident through the entrance slit 1 into parallel light.

回折格子3には、コリメータ2からの平行光が入射される。回折格子3は、刻線方向D1に沿った微細な溝が複数並べて形成され、コリメータ2からの平行光が入射されると、回折現象によって、全ての波長が同じ方向に向かう0次光と、波長ごとに異なる方向に強められたn次光(nは0を除く整数)と、を含む回折光を発生する。 Parallel light from the collimator 2 is incident on the diffraction grating 3 . The diffraction grating 3 has a plurality of fine grooves arranged side by side along the ruled line direction D1. Diffracted light including n-order light (n is an integer other than 0) intensified in different directions for each wavelength is generated.

コーナーミラー4は、n次光が入射され、入射されたn次光を再び回折格子3に向けて反射する。集光器5は、回折格子3で再度回折されたn次光のうち特定方向に出射された光を集光する。出射スリット6は、集光器5の集光位置に設けられ、特定方向に出射された波長の光を出射する。コーナーミラー4を刻線方向D1に沿った回転軸回りに回転させることにより、回折格子3から特定方向に出射される(即ち集光器5に向かって出射される)光の波長を調整して、集光器5に入射される光の波長を選択することができる。 The corner mirror 4 receives the n-order light and reflects the incident n-order light toward the diffraction grating 3 again. The light collector 5 collects the light emitted in a specific direction out of the n-th order light diffracted again by the diffraction grating 3 . The exit slit 6 is provided at the condensing position of the condensing device 5 and emits light of a wavelength emitted in a specific direction. By rotating the corner mirror 4 around the rotation axis along the ruled line direction D1, the wavelength of the light emitted from the diffraction grating 3 in a specific direction (that is, emitted toward the condenser 5) is adjusted. , the wavelength of the light incident on the collector 5 can be selected.

受光部7は、出射スリット6を通ったn次光を受光して光電変換する。受光部8は、最初に回折格子3で回折された0次光を受光して光電変換する。 The light-receiving unit 7 receives the nth-order light that has passed through the emission slit 6 and photoelectrically converts it. The light receiving unit 8 receives the 0th order light diffracted by the diffraction grating 3 first and photoelectrically converts it.

測定タイミング信号発生部9は、例えばマイクロコンピュータから構成され、受光部8により受光された0次光に基づいて、後述するピークホールド回路102のホールドタイミング、リセットタイミング、A/D変換器103のサンプリングタイミングを決定するホールド信号、リセット信号、サンプリング信号を生成して、後述する光スペクトル信号検出部10に送信する。測定タイミング信号発生部9の詳細については後述する。 The measurement timing signal generator 9 is composed of, for example, a microcomputer, and based on the 0th-order light received by the light receiver 8, the hold timing and reset timing of the peak hold circuit 102 and the sampling of the A/D converter 103, which will be described later. A hold signal, a reset signal, and a sampling signal for determining timing are generated and transmitted to the optical spectrum signal detector 10, which will be described later. Details of the measurement timing signal generator 9 will be described later.

光スペクトル信号検出部10は、受光部7により受光されたn次光からスペクトル測定を行う。光スペクトル信号検出部10は、図3に示すように、信号増幅器101と、ピークホールド回路102と、A/D変換器103(サンプリング部)と、スイッチ104(切替部)と、を有している。信号増幅器101は、受光部7により受光され光電変換されたn次光の信号を増幅する。ピークホールド回路102は、ホールド信号を入力してからリセット信号を入力するまでの間において、n次光の信号のピークを保持する回路である。A/D変換器103は、サンプリング信号が入力される毎に、ピークホールド回路102が保持しているピークの信号又はn次光の信号をサンプリングしてアナログ-デジタル変換する。スイッチ104は、A/D変換器103に対する入力を、ピークホールド回路102により保持されたピークの信号と、受光部7により光電変換されたn次光の信号と、の間で切り替える。 The optical spectrum signal detection section 10 performs spectrum measurement from the n-th order light received by the light receiving section 7 . As shown in FIG. 3, the optical spectrum signal detection section 10 includes a signal amplifier 101, a peak hold circuit 102, an A/D converter 103 (sampling section), and a switch 104 (switching section). there is The signal amplifier 101 amplifies the n-th order light signal received by the light receiving unit 7 and photoelectrically converted. The peak hold circuit 102 is a circuit that holds the peak of the signal of the nth order light during the period from when the hold signal is input until when the reset signal is input. The A/D converter 103 samples the peak signal or the nth-order light signal held by the peak hold circuit 102 and performs analog-to-digital conversion every time a sampling signal is input. The switch 104 switches the input to the A/D converter 103 between the peak signal held by the peak hold circuit 102 and the n-order light signal photoelectrically converted by the light receiving section 7 .

次に、上述した測定タイミング信号発生部9の詳細について説明する。測定タイミング信号発生部9は、図4に示すように、信号増幅器91と、波形測定部92と、波形解析部93と、信号発生部94と、を有している。信号増幅器91は、受光部8により受光され光電変換された0次光の信号を増幅する。波形測定部92は、増幅された0次光の信号を一定周期で繰り返しサンプリングして時間毎の光パワー計測値を順次に取得する。この場合のサンプリング周波数は、例えば1MHzとする。すなわち、波形測定部92内のサンプリング回路で1μsec毎に受光部8が光電変換した0次光の信号レベルをサンプリングし、その信号レベルを波形測定部92内のA/D変換器で変換したデジタル値を波形解析部93に入力する。したがって、例えば1μsec周期でサンプリングを1000回繰り返すことにより、時間軸方向の1000点の光パワー計測値のデータD2を波形解析部93に入力することができる。 Next, details of the measurement timing signal generator 9 described above will be described. The measurement timing signal generation section 9 has a signal amplifier 91, a waveform measurement section 92, a waveform analysis section 93, and a signal generation section 94, as shown in FIG. The signal amplifier 91 amplifies the signal of the zero-order light received by the light receiving section 8 and photoelectrically converted. The waveform measurement unit 92 repeatedly samples the amplified 0th-order light signal at a constant cycle to sequentially acquire optical power measurement values for each time. The sampling frequency in this case is, for example, 1 MHz. That is, the sampling circuit in the waveform measuring section 92 samples the signal level of the 0th-order light photoelectrically converted by the light receiving section 8 every 1 μsec, and the signal level is converted into a digital signal by the A/D converter in the waveform measuring section 92. A value is input to the waveform analysis unit 93 . Therefore, by repeating sampling 1,000 times at a cycle of 1 μsec, for example, the data D 2 of optical power measurement values at 1,000 points along the time axis can be input to the waveform analysis section 93 .

波形解析部93は、時間毎の光パワー計測値のデータに基づいて、パルス変調光DUTのオフからオンの立ち上がりタイミング、オンからオフの立ち下がりタイミング、パルスオン時間Ton、パルス周期Tpを求める。即ち、波形測定部92で得られる時間毎の光パワー測定値のデータD2は、例えば、図2に示したようなパルス変調光DUTの波形を表すので、この波形に基づいて、パルス変調光DUTの立ち上がりタイミング、立ち下がりタイミング、パルスオン時間Ton、パルス変調光のパルス周期Tpなどを検出できる。 The waveform analysis unit 93 obtains the off-to-on rise timing, on-to-off fall timing, pulse-on time Ton, and pulse period Tp of the pulse-modulated light DUT based on the data of the optical power measurement value for each time. That is, the data D2 of the optical power measurement value for each time obtained by the waveform measurement unit 92 represents the waveform of the pulse-modulated light DUT as shown in FIG. rise timing, fall timing, pulse-on time Ton, pulse period Tp of pulse-modulated light, and the like can be detected.

次に、信号発生部94は、ピーク測定モードと、通常測定モードと、に切り替えることができる。信号発生部94は、ピーク測定モードにおいて、波形解析部93が検出した立ち上がりタイミング、立ち下がりタイミング、パルスオン時間Ton、パルス周期Tpなどに基づいてホールド信号、リセット信号、サンプリング信号を発生する。ホールド信号、リセット信号は、ピークホールド回路102が1パルスごとにピークを保持できるようなに設定される。具体的には、信号発生部94は、パルス変調光DUTの立ち上がりタイミングに同期して一定時間だけHiレベルとなるホールド信号を発生する。 The signal generator 94 can then switch between a peak measurement mode and a normal measurement mode. In the peak measurement mode, the signal generator 94 generates a hold signal, a reset signal, and a sampling signal based on the rise timing, fall timing, pulse-on time Ton, pulse period Tp, etc. detected by the waveform analysis section 93 . The hold signal and reset signal are set so that the peak hold circuit 102 can hold the peak for each pulse. Specifically, the signal generator 94 generates a hold signal that is at Hi level for a certain period of time in synchronization with the rise timing of the pulse-modulated light DUT.

また、信号発生部94は、パルス変調光DUTの立ち上がり直前のタイミングでHiレベルとなるリセット信号を発生する。立ち上がり直前のタイミングは、検出された立ち上がりタイミング、立ち下がりタイミング、パルスオン時間Ton、パルス周期Tpから求めることができる。また、信号発生部94は、立ち下がりタイミング後、リセット信号が出力されるまでの間に一定時間だけHiレベルとなるサンプリング信号を発生する。 In addition, the signal generator 94 generates a reset signal that becomes Hi level just before the rise of the pulse-modulated light DUT. The timing immediately before the rise can be obtained from the detected rise timing, fall timing, pulse-on time Ton, and pulse period Tp. Further, the signal generator 94 generates a sampling signal that is at Hi level for a certain period of time after the fall timing and before the reset signal is output.

信号発生部94は、通常測定モードにおいて、一定の周期でHiレベルとなるサンプリング信号を発生する。 In the normal measurement mode, the signal generator 94 generates a sampling signal that becomes Hi level at regular intervals.

次に、上述した構成の光スペクトラムアナライザOSAの動作について説明する。まず、ピーク測定モードにおいて、光スペクトル信号検出部10は、スイッチ104を制御してピークホールド回路102を信号増幅器101とA/D変換器103との間に接続する。これにより、A/D変換器103には、ピークホールド回路102が保持したピークの信号が入力される。また、ピーク測定モードにおいて、測定タイミング信号発生部9は、上述したホールド信号、リセット信号、サンプリング信号を発生する。これにより、A/D変換器103によってパルス変調光DUTがオンしている間におけるn次光の信号の光ピークレベルを検出することができる。ピーク測定モードにおいて、コーナーミラー4を回転させて集光器5に入射される波長を順次切り替えると、光スペクトル信号検出部10は、波長ごとの光ピークレベルを検出することができる。 Next, the operation of the optical spectrum analyzer OSA having the above configuration will be described. First, in the peak measurement mode, optical spectrum signal detector 10 controls switch 104 to connect peak hold circuit 102 between signal amplifier 101 and A/D converter 103 . As a result, the peak signal held by the peak hold circuit 102 is input to the A/D converter 103 . Also, in the peak measurement mode, the measurement timing signal generator 9 generates the aforementioned hold signal, reset signal and sampling signal. This allows the A/D converter 103 to detect the optical peak level of the n-order light signal while the pulse-modulated light DUT is on. In the peak measurement mode, by rotating the corner mirror 4 to sequentially switch the wavelength incident on the collector 5, the optical spectrum signal detector 10 can detect the optical peak level for each wavelength.

また、通常測定モードにおいて、光スペクトル信号検出部10は、スイッチ104を制御してピークホールド回路102を信号増幅器101とA/D変換器103とから切り離し、信号増幅器101とA/D変換器103とを直接接続する。これにより、A/D変換器103には受光部7が光電変換したn次光の信号が入力される。また、通常測定モードにおいて、測定タイミング信号発生部9は、上述したサンプリング信号のみを発生する。これにより、A/D変換器103によってDUTのn次光の光レベルを検出することができる。通常測定モードにおいて、コーナーミラー4を回転させて集光器5に入射される波長を順次切り替えると、光スペクトル信号検出部10は、周波数軸の光パワー分布のデータを取得することができる。また、光スペクトル信号検出部10は、この光パワー分布からDUTの発光波長やスペクトル幅を取得することができる。 In the normal measurement mode, the optical spectrum signal detector 10 controls the switch 104 to disconnect the peak hold circuit 102 from the signal amplifier 101 and the A/D converter 103, and the signal amplifier 101 and the A/D converter 103 and directly connect. As a result, the signal of the nth order light photoelectrically converted by the light receiving unit 7 is input to the A/D converter 103 . Also, in the normal measurement mode, the measurement timing signal generator 9 generates only the sampling signal described above. This allows the A/D converter 103 to detect the optical level of the n-order light from the DUT. In the normal measurement mode, when the corner mirror 4 is rotated to sequentially switch the wavelength incident on the collector 5, the optical spectrum signal detector 10 can acquire data of the optical power distribution on the frequency axis. Also, the optical spectrum signal detector 10 can obtain the emission wavelength and spectrum width of the DUT from this optical power distribution.

上述した実施形態によれば、測定タイミング信号発生部9が、0次光に基づいてホールド信号、リセット信号及びサンプリング信号を発生する。これにより、パルス変調光DUTのパルスオンの時間やパルス周期が不明な場合でも、パルス変調光DUTの波長ごとの光ピークレベルを測定することができる。 According to the above-described embodiment, the measurement timing signal generator 9 generates the hold signal, reset signal and sampling signal based on the 0th order light. This makes it possible to measure the optical peak level for each wavelength of the pulse-modulated light DUT even when the pulse-on time and pulse cycle of the pulse-modulated light DUT are unknown.

上述した実施形態によれば、スイッチ104により、A/D変換器103に対する入力を、ピークホールド回路102が保持したピークと、受光部7が受光したn次光と、の間で切り替えることができる。これにより、A/D変換器103が、ピークホールド回路102が保持したピークと、受光部7が受光したn次光と、の双方を選択的にサンプリングすることができる。 According to the above-described embodiment, the switch 104 can switch the input to the A/D converter 103 between the peak held by the peak hold circuit 102 and the n-order light received by the light receiving section 7. . Thereby, the A/D converter 103 can selectively sample both the peak held by the peak hold circuit 102 and the n-order light received by the light receiving section 7 .

上述した実施形態によれば、受光部7は、回折格子3により再度回折されたn次光が入射され、受光部8は、最初に回折格子3により回折された0次光が入射される。これにより、受光部7によりn次光を受光中に、受光部8により0次光を受光することができる。 According to the above-described embodiment, the n-th order light diffracted again by the diffraction grating 3 is incident on the light receiving section 7 , and the 0th order light first diffracted by the diffraction grating 3 is incident on the light receiving section 8 . As a result, the light receiving section 8 can receive the 0th order light while the light receiving section 7 is receiving the nth order light.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified, improved, etc. as appropriate. In addition, the material, shape, size, number, location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary and not limited as long as the present invention can be achieved.

上述した実施形態によれば、受光部8は、最初に回折格子3により回折された0次光が入射されていたが、これに限ったものではない。受光部7を第1受光部、第2受光部として機能させ、受光部7に0次光を入射するようにしてもよい。この場合、最初に0次光を受光部7に入射して、パルスオン時間Ton、パルス周期Tpを求めた後、n次光を受光部7に入射する。 According to the above-described embodiment, the 0th-order light diffracted by the diffraction grating 3 is first incident on the light receiving section 8, but the light receiving section 8 is not limited to this. The light receiving section 7 may function as the first light receiving section and the second light receiving section, and the 0th order light may be incident on the light receiving section 7 . In this case, the 0th order light is first made incident on the light receiving section 7 to obtain the pulse-on time Ton and the pulse period Tp, and then the nth order light is made incident on the light receiving section 7 .

ここで、上述した本発明に係る光スペクトラムアナライザ及びパルス変調光測定方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]~[4]に簡潔に纏めて列記する。
[1]
測定対象のパルス変調光(DUT)を計測するための光スペクトラムアナライザ(OSA)であって、
パルス変調光(DUT)が入射される回折格子(3)と、
前記回折格子(3)により回折された回折光の0次光を受光する第1受光部(8)と、
前記0次光を除く次数の前記回折光を受光する第2受光部(7)と、
前記第1受光部により受光された前記0次光に基づいてホールドタイミング、リセットタイミング及びサンプリングタイミングを決定するタイミング決定部(9)と、
決定された前記ホールドタイミングから前記リセットタイミングまでの間に、前記第2受光部により受光された前記0次光を除く次数の前記回折光のピークを保持するピークホールド回路(102)と、
決定された前記サンプリングタイミングに従って前記ピークホールド回路(102)により保持されたピークをサンプリングするサンプリング部(130)と、
を備えた、
光スペクトラムアナライザ(OSA)。
[2]
[1]に記載の光スペクトラムアナライザ(OSA)において、
前記サンプリング部(130)に対する入力を、前記ピークホールド回路(102)と、前記第2受光部(7)と、の間で切り替える切替部(104)を備えた、
光スペクトラムアナライザ(OSA)。
[3]
[1]又は[2]に記載の光スペクトラムアナライザ(OSA)において、
前記回折格子(3)からの回折光が入射され再び前記回折格子(3)に向けて反射する折り返しミラー(4)をさらに備え、
前記第1受光部(8)は、最初に前記回折格子(3)で回折された前記回折光の前記0次光を受光し、
前記第2受光部(7)は、再度前記回折格子で回折された前記0次光を除く次数の前記回折光を受光する、
光スペクトラムアナライザ(OSA)。
[4]
測定対象のパルス変調光(DUT)を計測するためのパルス変調光測定方法であって、
前記パルス変調光(DUT)を回折格子(3)に入射して、回折光を出射させ、
前記回折光の0次光に基づいてホールドタイミング、リセットタイミング及びサンプリングタイミングを決定し、
決定された前記ホールドタイミングから前記リセットタイミングまでの間における前記回折光の前記0次光を除く次数の前記回折光のピークを保持し、
決定された前記サンプリングタイミングに従って、前記ピークをサンプリングする、
パルス変調光測定方法。
Here, the features of the embodiments of the optical spectrum analyzer and the pulse modulated light measuring method according to the present invention described above are briefly summarized in [1] to [4] below.
[1]
An optical spectrum analyzer (OSA) for measuring a pulse modulated light (DUT) to be measured,
a diffraction grating (3) into which pulse-modulated light (DUT) is incident;
a first light receiving section (8) for receiving the 0th order light of the diffraction light diffracted by the diffraction grating (3);
a second light receiving section (7) for receiving the diffracted light of orders other than the 0th order light;
a timing determination unit (9) that determines hold timing, reset timing and sampling timing based on the 0th order light received by the first light receiving unit;
a peak hold circuit (102) for holding a peak of the diffracted light of orders other than the 0th order light received by the second light receiving unit during a period from the determined hold timing to the reset timing;
a sampling unit (130) for sampling the peak held by the peak hold circuit (102) according to the determined sampling timing;
with
Optical Spectrum Analyzer (OSA).
[2]
In the optical spectrum analyzer (OSA) according to [1],
A switching unit (104) for switching the input to the sampling unit (130) between the peak hold circuit (102) and the second light receiving unit (7),
Optical Spectrum Analyzer (OSA).
[3]
In the optical spectrum analyzer (OSA) according to [1] or [2],
further comprising a folding mirror (4) for reflecting the diffracted light from the diffraction grating (3) to the diffraction grating (3) again,
The first light receiving section (8) receives the 0th order light of the diffracted light first diffracted by the diffraction grating (3),
The second light receiving section (7) receives the diffracted light of orders other than the 0th order light diffracted again by the diffraction grating.
Optical Spectrum Analyzer (OSA).
[4]
A pulse-modulated light measurement method for measuring a pulse-modulated light (DUT) to be measured, comprising:
making the pulse-modulated light (DUT) incident on a diffraction grating (3) and emitting diffracted light;
determining hold timing, reset timing and sampling timing based on the 0th order light of the diffracted light;
holding peaks of the diffracted light of orders other than the 0th order light of the diffracted light between the determined hold timing and the reset timing;
sampling the peak according to the determined sampling timing;
Pulse-modulated light measurement method.

3 回折格子
4 コーナーミラー(折り返しミラー)
8 受光部(第1受光部)
9 測定タイミング信号発生部(タイミング決定部)
102 ピークホールド回路
103 A/D変換器(サンプリング部)
104 スイッチ(切替部)
DUT パルス変調光
OSA 光スペクトラムアナライザ
3 diffraction grating 4 corner mirror (folding mirror)
8 light receiving part (first light receiving part)
9 Measurement timing signal generator (timing determination unit)
102 peak hold circuit 103 A/D converter (sampling unit)
104 switch (switching unit)
DUT Pulse modulated light OSA Optical spectrum analyzer

Claims (4)

測定対象のパルス変調光(DUT)を計測するための光スペクトラムアナライザ(OSA)であって、
パルス変調光(DUT)が入射される回折格子(3)と、
前記回折格子(3)により回折された回折光の0次光を受光する第1受光部(8)と、
前記0次光を除く次数の前記回折光を受光する第2受光部(7)と、
前記第1受光部により受光された前記0次光に基づいてホールドタイミング、リセットタイミング及びサンプリングタイミングを決定するタイミング決定部(9)と、
決定された前記ホールドタイミングから前記リセットタイミングまでの間に、前記第2受光部により受光された前記0次光を除く次数の前記回折光のピークを保持するピークホールド回路(102)と、
決定された前記サンプリングタイミングに従って前記ピークホールド回路(102)により保持されたピークをサンプリングするサンプリング部(130)と、
を備えた、
光スペクトラムアナライザ(OSA)。
An optical spectrum analyzer (OSA) for measuring a pulse modulated light (DUT) to be measured,
a diffraction grating (3) into which pulse-modulated light (DUT) is incident;
a first light receiving section (8) for receiving the 0th order light of the diffraction light diffracted by the diffraction grating (3);
a second light receiving section (7) for receiving the diffracted light of orders other than the 0th order light;
a timing determination unit (9) that determines hold timing, reset timing and sampling timing based on the 0th order light received by the first light receiving unit;
a peak hold circuit (102) for holding a peak of the diffracted light of orders other than the 0th order light received by the second light receiving unit during a period from the determined hold timing to the reset timing;
a sampling unit (130) for sampling the peak held by the peak hold circuit (102) according to the determined sampling timing;
with
Optical Spectrum Analyzer (OSA).
請求項1に記載の光スペクトラムアナライザ(OSA)において、
前記サンプリング部(130)に対する入力を、前記ピークホールド回路(102)と、前記第2受光部(7)と、の間で切り替える切替部(104)を備えた、
光スペクトラムアナライザ(OSA)。
The optical spectrum analyzer (OSA) of claim 1, wherein
A switching unit (104) for switching the input to the sampling unit (130) between the peak hold circuit (102) and the second light receiving unit (7),
Optical Spectrum Analyzer (OSA).
請求項1又は2に記載の光スペクトラムアナライザ(OSA)において、
前記回折格子(3)からの回折光が入射され再び前記回折格子(3)に向けて反射する折り返しミラー(4)をさらに備え、
前記第1受光部(8)は、最初に前記回折格子(3)で回折された前記回折光の前記0次光を受光し、
前記第2受光部(7)は、再度前記回折格子で回折された前記0次光を除く次数の前記回折光を受光する、
光スペクトラムアナライザ(OSA)。
An optical spectrum analyzer (OSA) according to claim 1 or 2,
further comprising a folding mirror (4) for reflecting the diffracted light from the diffraction grating (3) to the diffraction grating (3) again,
The first light receiving section (8) receives the 0th order light of the diffracted light first diffracted by the diffraction grating (3),
The second light receiving section (7) receives the diffracted light of orders other than the 0th order light diffracted again by the diffraction grating.
Optical Spectrum Analyzer (OSA).
測定対象のパルス変調光(DUT)を計測するためのパルス変調光測定方法であって、
前記パルス変調光(DUT)を回折格子(3)に入射して、回折光を出射させ、
前記回折光の0次光に基づいてホールドタイミング、リセットタイミング及びサンプリングタイミングを決定し、
決定された前記ホールドタイミングから前記リセットタイミングまでの間における前記回折光の前記0次光を除く次数の前記回折光のピークを保持し、
決定された前記サンプリングタイミングに従って、前記ピークをサンプリングする、
パルス変調光測定方法。
A pulse-modulated light measurement method for measuring a pulse-modulated light (DUT) to be measured, comprising:
making the pulse-modulated light (DUT) incident on a diffraction grating (3) and emitting diffracted light;
determining hold timing, reset timing and sampling timing based on the 0th order light of the diffracted light;
holding peaks of the diffracted light of orders other than the 0th order light of the diffracted light between the determined hold timing and the reset timing;
sampling the peak according to the determined sampling timing;
Pulse-modulated light measurement method.
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