JP2597778Y2 - 発光素子用雑音特性測定装置 - Google Patents
発光素子用雑音特性測定装置Info
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- JP2597778Y2 JP2597778Y2 JP1993057924U JP5792493U JP2597778Y2 JP 2597778 Y2 JP2597778 Y2 JP 2597778Y2 JP 1993057924 U JP1993057924 U JP 1993057924U JP 5792493 U JP5792493 U JP 5792493U JP 2597778 Y2 JP2597778 Y2 JP 2597778Y2
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- noise
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- light receiving
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は発光素子の雑音を測定す
る場合、特に相対強度雑音（Relative Intensity Noise
:RIN） を測定する場合の、発光素子用雑音特性測定装
置に関する。
る場合、特に相対強度雑音（Relative Intensity Noise
:RIN） を測定する場合の、発光素子用雑音特性測定装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザー等の発光素子から入射
した光の雑音成分を測定する場合には、相対強度雑音を
測定する必要があり、この定義式が定まっている。従
来、受光素子により電気信号に変換された雑音成分と、
アベレージパワー成分とは別々の測定器により測定がな
され、機器間の補正を行って相対強度雑音が求められて
いた。
した光の雑音成分を測定する場合には、相対強度雑音を
測定する必要があり、この定義式が定まっている。従
来、受光素子により電気信号に変換された雑音成分と、
アベレージパワー成分とは別々の測定器により測定がな
され、機器間の補正を行って相対強度雑音が求められて
いた。
【０００３】図４は、従来の相対強度雑音の測定装置の
構成例を示すブロック図である。受光素子１に入力した
光は、電気信号に変換される。バイアスティー２に於い
て分岐し、雑音成分は、ゲインＧを有する増幅器４を通
り、ノイス測定用スペクトラムアナライザ５によって、
ノイズ量が測定される。一方、バイアスティー２に於い
て分岐し、アベレージパワーは、アベレージパワーモニ
タ用電流計３によって、電流量が測定される。
構成例を示すブロック図である。受光素子１に入力した
光は、電気信号に変換される。バイアスティー２に於い
て分岐し、雑音成分は、ゲインＧを有する増幅器４を通
り、ノイス測定用スペクトラムアナライザ５によって、
ノイズ量が測定される。一方、バイアスティー２に於い
て分岐し、アベレージパワーは、アベレージパワーモニ
タ用電流計３によって、電流量が測定される。
【０００４】ここで、全雑音をＰtotal、測定系の熱雑
音をＰth 、受光素子で生じるショット雑音をＰshと
し、受光素子に流れる電流をＩp とすると、相対強度雑
音（RIN）は次の定義式により表される。 RIN=（（Ｐtotal−Ｐth）／Ｇ−Ｐsh）／Ｉp 2・Ｒ・Ｂ 但し、受光素子負荷インピーダンス又は増幅器入力イン
ピーダンスをＲとし、測定帯域幅をＢとする。
音をＰth 、受光素子で生じるショット雑音をＰshと
し、受光素子に流れる電流をＩp とすると、相対強度雑
音（RIN）は次の定義式により表される。 RIN=（（Ｐtotal−Ｐth）／Ｇ−Ｐsh）／Ｉp 2・Ｒ・Ｂ 但し、受光素子負荷インピーダンス又は増幅器入力イン
ピーダンスをＲとし、測定帯域幅をＢとする。
【０００５】上記のＰtotalとＰth は、増幅器を通過し
てスペクトラムアナライザで測定される。また、Ｉp
は、増幅器を通過しないで、電流計で測定される。この
ように、ノイズ系とアベレージパワー系とは、各々別の
測定器により測定されるので、測定値は絶対値まで正確
でなくてはならず、（相対値のみ正確でも、誤差を持
つ）このため、絶対値補正が必要である。
てスペクトラムアナライザで測定される。また、Ｉp
は、増幅器を通過しないで、電流計で測定される。この
ように、ノイズ系とアベレージパワー系とは、各々別の
測定器により測定されるので、測定値は絶対値まで正確
でなくてはならず、（相対値のみ正確でも、誤差を持
つ）このため、絶対値補正が必要である。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】従来の発光素子用雑音
特性測定装置は次のような欠点をもっていた。
特性測定装置は次のような欠点をもっていた。
【０００７】一般に、上述のように、相対強度雑音を測
定する場合には、２系統の測定器の絶対値補正が必要で
あるため、測定手順が複雑となってしまう。また、各誤
差が集積されるため、演算結果にも誤差を含んでしま
う。
定する場合には、２系統の測定器の絶対値補正が必要で
あるため、測定手順が複雑となってしまう。また、各誤
差が集積されるため、演算結果にも誤差を含んでしま
う。
【０００８】本考案は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされるものであって、アベレージ
パワーとノイズを一つの測定系で測定を行い、そのた
め、絶対値補正が不要であり、高精度な、発光素子用雑
音特性測定装置を提供するものである。
する問題点に鑑みてなされるものであって、アベレージ
パワーとノイズを一つの測定系で測定を行い、そのた
め、絶対値補正が不要であり、高精度な、発光素子用雑
音特性測定装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この考案によれば、発光
素子の相対強度雑音を測定する測定装置に於いて、受光
素子１の周辺に、連続エネルギーを一定周期の交流周波
数ｆ0 に変換する変換器を設ける。そして、当該変換さ
れたアベレージパワー成分をスペクトラムアナライザ５
で測定する。そして、ノイズ成分とアベレージパワー成
分とを共通の測定系で測定して、発光素子用雑音特性測
定装置を構成する。
素子の相対強度雑音を測定する測定装置に於いて、受光
素子１の周辺に、連続エネルギーを一定周期の交流周波
数ｆ0 に変換する変換器を設ける。そして、当該変換さ
れたアベレージパワー成分をスペクトラムアナライザ５
で測定する。そして、ノイズ成分とアベレージパワー成
分とを共通の測定系で測定して、発光素子用雑音特性測
定装置を構成する。
【００１０】また、上述の連続エネルギーを一定周期の
交流周波数ｆ0 に変換する変換器として、受光素子１の
前段に、機械的チョッパ１１を設けてもよい。そして、
入射光をチョップして、上述の発光素子用雑音特性測定
装置を構成する。
交流周波数ｆ0 に変換する変換器として、受光素子１の
前段に、機械的チョッパ１１を設けてもよい。そして、
入射光をチョップして、上述の発光素子用雑音特性測定
装置を構成する。
【００１１】また、上述の連続エネルギーを一定周期の
交流周波数ｆ0 に変換する変換器として、受光素子１の
後段に、電気的チョッパ２１を設けてもよい。そして、
受光電気信号をチョップして、上述の、発光素子用雑音
特性測定装置を構成する。
交流周波数ｆ0 に変換する変換器として、受光素子１の
後段に、電気的チョッパ２１を設けてもよい。そして、
受光電気信号をチョップして、上述の、発光素子用雑音
特性測定装置を構成する。
【００１２】
【作用】本考案では、発光素子用雑音特性測定装置に於
いて、アベレージパワーとノイズとを一つの測定系で測
定しているので、絶対値補正の必要が無くなり、その相
対値がわかれば高精度な相対強度雑音の測定を行うこと
ができる。
いて、アベレージパワーとノイズとを一つの測定系で測
定しているので、絶対値補正の必要が無くなり、その相
対値がわかれば高精度な相対強度雑音の測定を行うこと
ができる。
【００１３】
【実施例】本考案の実施例について図面を参照して説明
する。図１は本考案の１実施例を示すブロック図であ
る。
する。図１は本考案の１実施例を示すブロック図であ
る。
【００１４】（実施例１） 図１に於いて示すように、受光素子１の前段に、チョッ
パ１１を配置する。チョッパ１１は、図示の例のよう
に、円盤の一部にスリットを設け、光が透過できる構造
にしてある。そして、ステッピング・モータ等により、
この円盤を回転させ、周期的に透過光を断続させる。こ
の制御は、チョッパ制御器１２を設けて、これにより行
う。又、チョッパの断続状態は、チョップ信号１０１に
より、スペクトラムアナライザ５に接続し、外部からチ
ョッパの状態がモニタできるような構造としている。
パ１１を配置する。チョッパ１１は、図示の例のよう
に、円盤の一部にスリットを設け、光が透過できる構造
にしてある。そして、ステッピング・モータ等により、
この円盤を回転させ、周期的に透過光を断続させる。こ
の制御は、チョッパ制御器１２を設けて、これにより行
う。又、チョッパの断続状態は、チョップ信号１０１に
より、スペクトラムアナライザ５に接続し、外部からチ
ョッパの状態がモニタできるような構造としている。
【００１５】従って、受光素子１に入射する光は、チョ
ッパ１の断続状態に応じて、断続する。図３にタイムチ
ャートを示す。チョップ信号１０１がオフの場合は、受
光素子１の出力は、断（受光素子の暗電流に相当）とな
る。チョップ信号１０１がオンの場合は、受光素子１の
出力は、続（受光素子の受光電流に相当）となる。この
受光電流には、ノイズが図示のように重畳している。
ッパ１の断続状態に応じて、断続する。図３にタイムチ
ャートを示す。チョップ信号１０１がオフの場合は、受
光素子１の出力は、断（受光素子の暗電流に相当）とな
る。チョップ信号１０１がオンの場合は、受光素子１の
出力は、続（受光素子の受光電流に相当）となる。この
受光電流には、ノイズが図示のように重畳している。
【００１６】本構成の場合、相対強度雑音(RIN)は、次
の式で表すことができる。 RIN=（Ｐtotal−Ｐth−Ｐsh）／Ｇ・ｋf0・Ｉp 2(f0)・Ｒ・Ｂ 但し、ｋf0はアベレージパワーをチョップ周波数f0でチ
ョップして測定した時の補正係数である。 （１）先ず、スペクトラムアナライザでチョップ周波数
f0に於けるスペクトルを測定し、アベレージパワーをＩ
p 2(f0)・Ｒとして測定する。 （２）次に、ノイズを測定するときは、スペクトラムア
ナライザが有しているゲーテッドスイープ機能を利用し
て、チョップ信号をゲートに接続し、チョップ信号がオ
ンの時だけスイープを動作させれば、スペクトラムアナ
ライザは連続して、ノイズ成分を支障なく容易に測定で
きる。 （３）上述のように、測定系を一つにできたため、RIN
式に於けるノイズとアベレージパワーの比（分子と分母
の比）の相対値がわかるので、絶対値の補正なしに、RI
N値を誤差なしに求めることができる。
の式で表すことができる。 RIN=（Ｐtotal−Ｐth−Ｐsh）／Ｇ・ｋf0・Ｉp 2(f0)・Ｒ・Ｂ 但し、ｋf0はアベレージパワーをチョップ周波数f0でチ
ョップして測定した時の補正係数である。 （１）先ず、スペクトラムアナライザでチョップ周波数
f0に於けるスペクトルを測定し、アベレージパワーをＩ
p 2(f0)・Ｒとして測定する。 （２）次に、ノイズを測定するときは、スペクトラムア
ナライザが有しているゲーテッドスイープ機能を利用し
て、チョップ信号をゲートに接続し、チョップ信号がオ
ンの時だけスイープを動作させれば、スペクトラムアナ
ライザは連続して、ノイズ成分を支障なく容易に測定で
きる。 （３）上述のように、測定系を一つにできたため、RIN
式に於けるノイズとアベレージパワーの比（分子と分母
の比）の相対値がわかるので、絶対値の補正なしに、RI
N値を誤差なしに求めることができる。
【００１７】（実施例２） 次に、チョッパを電気的に構成した例を図２に示す。受
光素子１の後段に、チョッパ２１を配置する。チョッパ
２１は、図示の例のように、スイッチ２３を設け、受光
電流が通過できる構造にしてある。そして、チョッパ制
御器２２を設けて、チョッパ信号を発生させ、周期的に
スイッチを断続させる。又、チョッパの断続状態は、チ
ョップ信号１０１により、スペクトラムアナライザ５に
接続し、外部からチョッパの状態がモニタできるような
構造としている。
光素子１の後段に、チョッパ２１を配置する。チョッパ
２１は、図示の例のように、スイッチ２３を設け、受光
電流が通過できる構造にしてある。そして、チョッパ制
御器２２を設けて、チョッパ信号を発生させ、周期的に
スイッチを断続させる。又、チョッパの断続状態は、チ
ョップ信号１０１により、スペクトラムアナライザ５に
接続し、外部からチョッパの状態がモニタできるような
構造としている。
【００１８】従って、受光素子１による受光電流は、チ
ョッパ１の断続状態に応じて、断続する。図３にタイム
チャートを示す。チョップ信号１０１がオフの場合は、
受光素子１の出力は、断となる。チョップ信号１０１が
オンの場合は、受光素子１の出力は、続（受光素子の受
光電流に相当）となる。この受光電流には、ノイズが図
示のように重畳している。
ョッパ１の断続状態に応じて、断続する。図３にタイム
チャートを示す。チョップ信号１０１がオフの場合は、
受光素子１の出力は、断となる。チョップ信号１０１が
オンの場合は、受光素子１の出力は、続（受光素子の受
光電流に相当）となる。この受光電流には、ノイズが図
示のように重畳している。
【００１９】本構成の場合も、相対強度雑音(RIN) は、
実施例１の場合と同じく、次の式で表すことができる。 RIN=（Ｐtotal−Ｐth−Ｐsh）／Ｇ・ｋf0・Ｉp 2(f0)・Ｒ・Ｂ そして、測定系を一つにできたため、RIN 式に於けるノ
イズとアベレージパワーの比（分子と分母の比）の相対
値がわかるので、絶対値の補正なしに、RIN 値を誤差な
しに求めることができる。
実施例１の場合と同じく、次の式で表すことができる。 RIN=（Ｐtotal−Ｐth−Ｐsh）／Ｇ・ｋf0・Ｉp 2(f0)・Ｒ・Ｂ そして、測定系を一つにできたため、RIN 式に於けるノ
イズとアベレージパワーの比（分子と分母の比）の相対
値がわかるので、絶対値の補正なしに、RIN 値を誤差な
しに求めることができる。
【００２０】以上のように、本考案による発光素子用雑
音特性測定装置に於いては、アベレージパワーとノイズ
とを一つの測定系で測定しているので、絶対値補正の必
要が無くなり、その相対値がわかれば高精度な相対強度
雑音の測定を行うことができる。なお、上記説明で、チ
ョッパは断続信号により行っているが、ミキサーを設け
て、一定の周波数と混合を行い、サンプリング波形を抽
出するように構成してもよい。この場合も、上記の効果
が得られる。
音特性測定装置に於いては、アベレージパワーとノイズ
とを一つの測定系で測定しているので、絶対値補正の必
要が無くなり、その相対値がわかれば高精度な相対強度
雑音の測定を行うことができる。なお、上記説明で、チ
ョッパは断続信号により行っているが、ミキサーを設け
て、一定の周波数と混合を行い、サンプリング波形を抽
出するように構成してもよい。この場合も、上記の効果
が得られる。
【００２１】
【考案の効果】以上説明したように本考案は構成されて
いるので、次に記載する効果を奏する。
いるので、次に記載する効果を奏する。
【００２２】発光素子用雑音特性測定装置に於いて、ア
ベレージパワーとノイズとを一つの測定系で測定するよ
うに構成したので、絶対値補正の必要が無くなり、その
ため、高精度な、発光素子用雑音特性測定装置が実現で
きた。
ベレージパワーとノイズとを一つの測定系で測定するよ
うに構成したので、絶対値補正の必要が無くなり、その
ため、高精度な、発光素子用雑音特性測定装置が実現で
きた。
【図１】本考案の実施例１の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本考案の実施例２の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】本考案の動作を示すタイミングチャート図であ
る。
る。
【図４】従来の構成を示すブロック図である。
１ 受光素子 ２ バイアスティー ３ 電流計 ４ 増幅器 ５ スペクトラムアナライザ １１、２１ チョッパ １２、２２ チョッパ制御器 ２３ スイッチ １０１ チョップ信号
Claims (3)
- 【請求項１】 発光素子の相対強度雑音を測定する測定
装置に於いて、受光素子に入る光自体を一定周期の矩形波パルス状のも
のとする変調手段と、該変調手段により一定周期の矩形
波パルス状となった受光素子出力を分析するスペクトラ
ムアナライザと、 該スペクトラムアナライザの動作モードを２つに切り換
える手段と、を有し、該切り換える手段により動作モー
ドを切り換えられて、第１の動作モードでは、上記一定
周期成分の強度をスペクトラムアナライザで測定するこ
とによりアベレージパワー成分を知り、 第２の動作モードでは、上記矩形波の立ち上がった部分
のみについて、上記一定周期成分以外であって上記一定
周期より充分に周期の短い（周波数の高い）成分を測定
することにより雑音成分を知ることができるスペクトラ
ムアナライザで 測定することを特徴とする、発光素子用
雑音特性測定装置。 - 【請求項２】 受光素子に入る光自体を、一定周期の矩
形波パルス状のものとする変調手段は、機械的チョッパ
（１１）である請求項１記載の、発光素子用雑音特性測
定装置。 - 【請求項３】 受光素子に一定照度の光を入射する手段
と、受光素子の出力を一定周期で通過／遮断する電気的
チョッパ（２１）を、受光素子（１）の後段に設けて受
光電気信号をチョップする請求項１記載の、発光素子用
雑音特性測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993057924U JP2597778Y2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 発光素子用雑音特性測定装置 |
| US08/309,904 US5534996A (en) | 1993-09-21 | 1994-09-21 | Measurement apparatus for evaluating characteristics of light emitting devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993057924U JP2597778Y2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 発光素子用雑音特性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0723258U JPH0723258U (ja) | 1995-04-25 |
| JP2597778Y2 true JP2597778Y2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=13069560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993057924U Expired - Fee Related JP2597778Y2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-30 | 発光素子用雑音特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597778Y2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP1993057924U patent/JP2597778Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0723258U (ja) | 1995-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990413 |
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