JP3466897B2 - 電気光学サンプリングオシロスコープ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイミング信号に
基づき光パルスを発生する光パルス発生回路からの出力
を利用して、被測定信号を観測する電気光学サンプリン
グオシロスコープであって、特に光パルス発生回路に特
徴を有する電気光学サンプリングオシロスコープに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入
射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観
測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、
被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能
で測定することができる。この現象を利用した電気光学
プローブを用いたのが電気光学サンプリングオシロスコ
ープである。この電気光学サンプリングオシロスコープ
（以下「ＥＯＳオシロスコープ」と略記する）は、電気
式プローブを用いた従来のサンプリングオシロスコープ
と比較し、 １）信号を測定する際に、グランド線を必要としないた
め、測定が容易 ２）電気光学プローブの先端にある金属ピンが回路系か
ら絶縁されているので高入力インピーダンスを実現で
き、その結果被測定点の状態をほとんど乱すことがない ３）光パルスを利用することからＧＨｚオーダーまでの
広帯域測定が可能 といった特徴があり注目を集めている（品川ら：”ＥＯ
Ｓによるハンディ型ハイインピーダンスプローブ”、第
１５回光波センシング技術研究会 講演論文集応用物理
学会・光波センシング技術研究会、１９９５年５月、ｐ
ｐ．１２３−１２９）。

【０００３】図６は、ＥＯＳオシロスコープの構成を示
した図である。ＥＯＳオシロスコープはＥＯＳオシロス
コープの本体１および電気光学プローブ２により構成さ
れる。図６において、トリガ回路３からのトリガ信号を
もとに、タイミング発生回路４は、被測定信号のサンプ
リング用のタイミング信号の生成を行う。そして、光パ
ルス発生回路５は、タイミング発生回路４からのタイミ
ング信号を基に光パルスの出力を行う。この光パルスは
電気光学プローブ２に供給され、電気光学プローブ２内
の偏光検出光学系（図示せず）により偏光検出等が行わ
れ、その信号がＥＯＳオシロスコープの本体１に入力さ
れる。そして、ＥＯＳオシロスコープの本体１に入力さ
れる信号の増幅や積分、Ａ／Ｄ変換がタイミング発生回
路４からのタイミングを基に受光回路６により行われ、
処理回路７により測定対象となった信号の表示等のため
の処理が行われる。

【０００４】ところで、光パルス発生回路５において、
光パルス発生のためにレーザダイオード（以下”ＬＤ”
と略記する）を用いるが、ＬＤを用いて例えばパルス幅
が３０［ｐｓ］といったＥＯＳオシロスコープで必要と
なるパルス幅の狭い光パルスを発生させるために、特殊
な駆動方法が用いられる。その駆動方法の１つに「ゲイ
ンスイッチ駆動」がある。以下では、ＬＤの特性を説明
した後、この「ゲインスイッチ駆動」について説明す
る。まず始めに、ＬＤの順電流と光出力との関係につい
て図７を用いて説明する。図７に示すように入力電流
が”０”もしくは負となる場合には光の発光は行われな
いが、順電流が流れる場合には光の発光が行われる。そ
して、あるしきい値レベル（たとえばしきい値レベルＴ
Ｈ＝１０［ｍＡ］）より入力電流が大きい場合には光量
の大きいレーザ発光が行われ、それより低い場合には光
量の小さいＬＥＤ発光が行われる。このようなＬＤの特
性において、「ゲインスイッチ駆動」とは、図７中でＬ
ＥＤ発光している状態のＯＦＦ状態から急峻なドライブ
電流により、極めて短い時間だけレーザ発光させること
により短パルス光を発生させる技術である。すなわち、
図８（ａ）のようなドライブ電流をＬＤに入力すること
により、図８（ｂ）のような光出力を得ることができ
る。なお、図８において、符号９２がＬＥＤ発光させる
ためのバイアス電流であり、符号９１が極めて短い時間
だけレーザ発光させるための急峻なドライブ電流である
パルス電流である。また、符号９３がゲインスイッチ駆
動により得られたパルス光であり、符号９４がバイアス
電流９２によるＬＥＤ発光の出力光である。

【０００５】図９は、図６におけるＥＯＳオシロスコー
プの光パルス発生回路５においてＬＤに対してゲインス
イッチ駆動をするための一構成例を示した図である。図
９より光パルス発生回路５は、タイミング発生回路４か
らのタイミング信号より発光用パルスの出力を行うパル
ス発生回路１１、バイアス電流の出力を行うバイアス発
生回路１２、パルス発生回路１１およびバイアス発生回
路１２からの出力を合波することでレーザダイオードの
ドライブ電流波形の出力を行う合波回路１３、ドライブ
電流波形に基づいて光パルスの発生を行うレーザダイオ
ード１４により構成される。なお、バイアス発生回路１
２が必要なのは、ゲインスイッチ駆動において、ＯＦＦ
の状態の電流値であるバイアス電流によって、得られる
パルスの形状が変化することが知られているため、良好
なパルスを得るためにバイアス電流を適当な値に設定す
る必要があるからである。なお、この光パルス発生回路
５から出力される光パルスが電気光学プローブ２での被
測定信号の測定のために必要となるエネルギーに達して
いないときには、さらに光増幅器により光増幅される場
合もある。

【０００６】次に、図１０を用いて、図９の光パルス発
生回路５の動作を説明する。図１０（ａ）のようなタイ
ミング信号がパルス発生回路１１に入力されると、パル
ス発生回路１１は、図１０（ｂ）のようにタイミング信
号をもとに発光用パルスの出力を行う。そして、合波回
路１３は、パルス発生回路１１からの発光用パルスおよ
びバイアス発生回路１２からのバイアス電流の合波を行
い、図１０（ｃ）に示すようなＬＤ・１４のためのドラ
イブ電流波形の出力を行う。なお、ドライブ電流波形
は、例えば、発光用パルス幅Ｔ１が２００［ｐｓ］、こ
のときの電流Ｈ１が１０〜１００［ｍＡ］、バイアス電
流Ｈ２が１〜１００［μＡ］、発光用パルスの周期Ｔ２
が２５０［ｎｓ］となる。このドライブ電流波形はＬＤ
・１４に入力され、ＬＤ・１４により図１０（ｄ）に示
すように、３０［ｐｓ］程度のパルス幅の光パルスが出
力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】とろこで、ＬＤから
は、図８（ｂ）、図１０（ｄ）に示すように光パルス出
力時以外にも微量ながら光が出力されている。これは、
ゲインスイッチ駆動によりＬＤの駆動を行うため、バイ
アス電流を加えているからである。すなわち、ＬＤは、
光パルス出力時にはレーザ発光を行い、それ以外の時に
はゲインスイッチ駆動のために印加されるバイアス電流
のために、ＬＥＤ発光を行なっているからである。この
ＬＥＤ発光はレーザ発光と比べると光量はかなり少ない
もののサンプリングに寄与しない不要な光である雑音と
して出力されることになる。この光パルス発生回路５か
ら出力される光パルスは、電気光学プローブ２内で利用
さる。そして、光パルスの偏光検出等が行われた信号
は、図６に示す受光回路６で次のタイミング信号まで積
分されたのち、Ａ／Ｄ変換が行われる。よって、Ａ／Ｄ
変換される結果はレーザ発光による光パルス発生時の信
号のみでなく、ＬＥＤ発光による雑音による信号も含め
たものとなる。ＬＤの特性によってはＬＥＤ発光分とレ
ーザ発光分が同程度になり、ＬＥＤ発光分による雑音が
測定精度劣化の支配的要因となる場合がある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、光パルス発生回路におけるＬＥＤ発光による雑
音の低減を図ることにより測定精度の向上が可能な電気
光学サンプリングオシロスコープを提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、タイミング信号に基づき
光パルスを発生する光パルス発生回路からの出力を利用
して、被測定信号を観測する電気光学サンプリングオシ
ロスコープであって、前記光パルス発生回路は、レーザ
ダイオードを備え、タイミング信号より、ゲインスイッ
チ駆動のためのバイアスを出力するタイミング、およ
び、このゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力す
るタイミングより所定時間遅らせたパルス発生タイミン
グを生成、出力する制御回路と、制御回路からのバイア
ス電流を出力するタイミングに応じてバイアス電流を出
力するバイアス発生回路と、制御回路からのパルス発生
タイミングに応じて発光用パルスを出力するパルス発生
回路と、前記バイアス発生回路からの出力とパルス発生
回路からの出力を合波する合波回路とによりレーザダイ
オードのドライブ電流波形を生成し、該レーザダイオー
ドのドライブ電流波形を前記レーザダイオードに入力す
ることにより光パルスの発生を行うことを特徴としてい
る。 また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の
電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、前記バイ
アス回路が、前記制御回路からのバイアスを出力するタ
イミング以外は逆バイアス電流を出力することを特徴と
している。

【００１０】次に、請求項３に記載の発明は、タイミン
グ信号に基づき光パルスを発生する光パルス発生回路か
らの出力を利用して、被測定信号を観測する電気光学サ
ンプリングオシロスコープであって、前記光パルス発生
回路が、レーザダイオードを備え、前記レーザダイオー
ドは、該レーザダイオードの発光タイミングである発光
用パルスにバイアス電流を加えたドライブ電流により駆
動され、前記発光用パルスに基づきオン・オフ動作を行
う光スイッチにより、前記レーザダイオードから出力さ
れた光パルスのオン・オフ制御を行なうことを特徴とし
ている。 また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記
載の電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、前記
光パルス出力回路が、前記タイミング信号により前記発
光用パルスを出力するパルス発生回路と、前記バイアス
電流を出力するバイアス回路と、前記パルス発生回路か
らの出力と前記バイアス回路からの出力とを合波する合
波回路と、前記合波回路からの出力により光パルスの発
生を行うレーザダイオードと、前記レーザダイオードか
らの光パルスのオン・オフを行う光スイッチと、前記パ
ルス発生回路からの発光用パルスをもとに、前記光スイ
ッチのオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ駆動回路
とを備えたことを特徴としている。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、
前記パルス発生回路が、前記タイミング信号に対し、前
記光スイッチの動作の遅れ時間相当分遅延させる補正回
路を備え、該補正回路からの出力を前記合波発生回路に
供給することを特徴としている。 また、請求項６に記載
の発明は、請求項４に記載の電気光学サンプリグオシロ
スコープにおいて、前記光パルス出力回路が、前記パル
ス発生回路と前記合波回路との間に補正回路を備え、前
記補正回路は、前記パルス発生回路により発生されたタ
イミング信号を入力信号とし、該入力信号を前記光スイ
ッチの動作の遅れ時間相当分遅延させて前記合波回路に
供給することを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
電気光学サンプリングオシロスコープを図面を参照して
説明する。はじめに、ＥＯＳオシロスコープの構成を図
６を用いて説明する。前述したように、ＥＯＳオシロス
コープは、ＥＯＳオシロスコープの本体１および電気光
学プローブ２により構成される。そして、ＥＯＳオシロ
スコープの本体１は、トリガ回路３、タイミング発生回
路４、光パルス発生回路５、受光回路６、処理回路７に
より構成される。

【００１３】そして、タイミング発生回路４は、トリガ
回路３からのトリガ信号をもとに、被測定信号のサンプ
リング用のタイミング信号の生成を行う。光パルス発生
回路５は、タイミング発生回路４からのタイミング信号
を基に光パルスの出力を行う。この光パルスは電気光学
プローブ２に供給され、電気光学プローブ２内の偏光検
出光学系（図示せず）により偏光検出等が行われ、その
信号がＥＯＳオシロスコープの本体１に入力される。そ
して、この信号は、受光回路６によりタイミング発生回
路４からのタイミングを基に、積分処理や増幅処理、Ａ
／Ｄ変換が行われ、処理回路７により測定対象となった
信号の表示等のための処理が行われる。なお、「ＥＯＳ
オシロスコープ」と言う場合、図６におけるＥＯＳオシ
ロスコープの本体１とともに電気光学プローブ２を備え
る場合と、ＥＯＳオシロスコープの本体１のみの場合が
あるものとする。以下では、ＥＯＳオシロスコープの光
パルス発生回路５の構成を実施の形態別に説明を行う。

【００１４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態によるＥＯＳオシロスコープの光パルス
発生回路５の構成図である。本実施の形態における光パ
ルス発生回路５は、タイミング発生回路４からのタイミ
ング信号を入力信号とし、光パルスを出力する。そし
て、光パルス発生回路５は制御回路１５と、パルス発生
回路１１と、バイアス発生回路１６と、合波回路１３
と、レーザダイオード（ＬＤ）・１４とにより構成され
る。

【００１５】上記構成において、制御回路１５は、タイ
ミング信号より、ゲインスイッチ駆動のためのバイアス
を出力するタイミング信号Ａ、および、このゲインスイ
ッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミングより所
定時間遅らせたパルス発生タイミング信号Ｂを生成、出
力する。バイアス発生回路１６は、制御回路１５からの
ゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミ
ング信号Ａよりバイアス電流を出力する。パルス発生回
路１１は、制御回路１５からのパルス発生タイミング信
号ＢよりＬＤ・１４の発光タイミングである発光用パル
スを出力する。合波回路１３は、バイアス発生回路１６
からの出力とパルス発生回路１１からの出力とを合波し
て、ＬＤ・１４のためのドライブ電流波形を出力する。
そして、ＬＤ・１４は、合波回路１３からのドライブ電
流波形に基づいて光パルスの発生を行う。なお、このＬ
Ｄ・１４として、例えば８３０［ｎｍ］帯、１．３［μ
ｍ］帯、１．５［μｍ］帯のものが用いられる。

【００１６】次に、このＥＯＳオシロスコープの光パル
ス発生回路５の動作を図２のタイムチャートを用いて説
明する。なお、光パルス発生回路５には図２（ａ）に示
すように、２５０［ｎｓ］の周期でタイミング信号が入
力される場合を例にして説明する。制御回路１５は、図
２（ａ）に示すタイミング信号が入力されると、タイミ
ング信号の立ち上がりに同期して、ゲインスイッチ駆動
のためのバイアスを出力するタイミング信号Ａが立ち上
げて出力する。なお、制御回路１５は、このタイミング
信号Ａを所定時間経過後立ち下げて出力する。ここで
「所定時間」とは、少なくとも図２（ｃ）に示すタイミ
ング信号Ｂの立ち上がりの経過後であるものとする。

【００１７】また、制御回路１５は、図２（ａ）に示す
タイミング信号が入力されると、タイミング信号の立ち
上がりから少なくともＬＤ・１４のゲインスイッチ駆動
のために必要なバイアス印加時間Ｔ３経過後に、パルス
発生タイミング信号Ｂが立ち上げて出力する。なお、制
御回路１５は、このタイミング信号Ｂを所定時間経過後
に立ち下げて出力する。バイアス発生回路１６は、図２
（ｄ）に示すように制御回路１５からのタイミング信号
ＡのタイミングでＬＤ・１４をゲインスイッチ駆動する
ためのバイアスを出力する。なお、このバイアス電流の
電流値Ｈ１は、例えば１〜１００［μＡ］とする。そし
て、タイミング信号Ａが”Ｈｉｇｈ”以外のタイミング
では逆バイアスとなるような出力を行う。ここで、逆バ
イアスとなるようにしているのは、図９の例に示すよう
に逆バイアスではＬＥＤ発光が生じず、雑音となる微量
な光の発生を確実に防止できるからである。さらに、精
度よく無バイアス（ＬＤへの入力電流”ゼロ”）とする
ことは、困難であるという理由からも、逆バイアスをか
けるようにしている。

【００１８】パルス発生回路１１は、図２（ｅ）に示す
ようにタイミング信号Ｂの立ち上がりに同期して発光用
パルスの出力を行う。なお、このパルス幅Ｔ５は、例え
ば２００［ｐｓ］とし、出力電流値Ｈ２は１０〜１００
［ｍＡ］とする。合波回路１３は、バイアス発生回路１
６からの出力およびパルス発生回路１１からの出力の合
波を行い、図２（ｆ）に示すようなＬＤ・１４のドライ
ブ電流波形を出力する。なお、発光用パルスまでのバイ
アスが加えられる時間Ｔ３は、前述したようにＬＤ・１
４をゲインスイッチ駆動するために最低限必要な時間で
あり、例えば１［ｎｓ］となる。また、発光用パルス以
降のバイアスが加えられる時間Ｔ４は、”ゼロ”でもか
まわない。しかし、時間Ｔ４を”ゼロ”となるように制
御することは困難であり、発光用パルス以前にバイアス
が逆バイアスとなることを避けるための余裕時間とし
て、時間Ｔ４が用意されている。なお、この時間Ｔ４
が”ゼロ”に近ければ近いほど、ＬＤ・１４からのＬＥ
Ｄ発光による雑音の低減を図れることになる。なお、こ
のドライブ電流波形は、光用パルスの前縁にゲインスイ
ッチ駆動のためのバイアスを印加した電流波形となって
いる。

【００１９】ＬＤ・１４は、合波回路１３からのドライ
ブ電流波形に基づいて、図２（ｇ）に示すような発光を
行う。すなわち、３０［ｐｓ］程度の幅Ｔ５のレーザ発
光を行い、バイアス電流が加えられている間においてＬ
ＥＤ発光を行う。なお、他の時間はＬＤ・１４に対して
逆バイアスがかかることから発光は行われない。ここ
で、バイアス電流によりＬＥＤ発光が行われる時間が２
［ｎｓ］とすると、従来ＬＥＤ発光が行われていた時間
が２５０［ｎｓ］であるのに対し、本実施の形態による
光パルス発生回路５では、２［ｎｓ］となる。よって、
サンプリングに寄与しない雑音を従来の常時バイアス電
流を加える場合に比べ約１／１００（＝２／２５０）に
する事ができる。よって、測定精度の高いＥＯＳオシロ
スコープとすることができるようになる。

【００２０】なお、第１の実施の形態における光パルス
発生回路５のバイアス発生回路は、ゲインスイッチ駆動
を行うためにバイアスを加える時以外は、逆バイアスを
加えるものとして説明を行った。しかし、ＬＤ・１４へ
の入力電流を精度よく”ゼロ”とできるようであれば、
無バイアス（入力電流”ゼロ”）としてもよい。

【００２１】（第２の実施の形態）本実施の形態では、
光スイッチを用いて、発光用パルス発生時に光スイッチ
を通光させ、発光用パルス非発生時に光スイッチを遮断
することで、レーザダイオードから出力された光パルス
のオン・オフ制御を行ない、ＬＥＤ発光時における雑音
の低減を図る。

【００２２】図３は、本発明の第２の実施の形態による
ＥＯＳオシロスコープの光パルス発生回路５の構成図で
ある。本実施の形態における光パルス発生回路５は、タ
イミング発生回路４からのタイミング信号を入力信号と
し、光パルスを出力する。そして、光パルス発生回路５
はパルス発生回路１１と、バイアス発生回路２１と、合
波回路１３と、レーザダイオード（ＬＤ）・１４と、光
スイッチ駆動回路２２と、光スイッチ２３により構成さ
れる。なお、図１と同一構成のものについては、同一の
符号を付けている。パルス発生回路１１は、タイミング
信号により発光用パルスを出力する。なお、タイミング
信号と発光用パルスの関係は図１０（ａ）および図１０
（ｂ）と同様である。バイアス回路２１は、ＬＤ・１４
をゲインスイッチ駆動するためにバイアスの出力を常時
行う。なお、このバイアス電流は、例えば１〜１００
［μＡ］とする。

【００２３】合波回路１３は、パルス発生回路１１から
の発光用パルスとバイアス回路２１からのバイアスとを
合波して、ＬＤ・１４のためのドライブ電流波形の出力
を行う。なお、合波回路１３からの出力波形は図１０
（ｃ）と同様である。ＬＤ・１４は合波回路１３からの
出力により光パルスの発生を行う。そして、光スイッチ
駆動回路２２は、パルス発生回路１１からの発光用パル
スをもとに、光スイッチ２２のオン・オフの駆動制御を
行ない、光スイッチ２３は、この駆動信号により光パル
スのオン・オフを行う。なお、光スイッチ１５として
は、音響光学スイッチ（ＡＯスイッチ）や導波路形光ス
イッチ（Ｅ／Ｏスイッチ）等があり、これらを用いるも
のとする。

【００２４】次に、図４を用いて本実施の形態による光
パルス発生回路５の動作、特にパルス発生回路１１の出
力と、光スイッチ２３の動作の関係を説明する。パルス
発生回路１１は、タイミング発生回路４からのタイミン
グ信号に基づいて、図４（ａ）に示すように発光用パル
スの発生を行う。例えば、この発光用パルスのパルス幅
は、２００［ｐｓ］であり、その周期Ｔ２は２５０［ｎ
ｓ］であるものとする。ＬＤ・１４は、合波回路１３か
ら図１０（ｃ）と同様のドライブ電流波形により図４
（ｂ）のような発光を行う。なお、ＬＤ・１４は、発光
用パルスのタイミングでレーザ発光を行い、それ以外に
は、符号αに示すようにＬＥＤ発光による雑音を出力し
ている。

【００２５】光スイッチ２３は、光スイッチ駆動回路２
２からの駆動信号により、図４（ｃ）に示すようなオン
・オフ動作を行う。すなわち、パルス発生回路１１の発
光用パルス信号の立ち上がりに同期してオンとなり、発
光用パルス信号の立ち下がりに同期して、もしくは、立
ち下がりよりやや遅れてオフとなる。このような、オン
・オフ動作を行う光スイッチ２３にＬＤ・１４からの出
力を入力することにより、光スイッチ２３から図４
（ｄ）のような光の出力を得られる。図からもわかるよ
うに、光スイッチが”ＯＦＦ”の区間では、ＬＥＤ発光
による雑音がカットされている。このように、パルス発
生回路１１に応じて光スイッチ２３のオン・オフ動作に
より、ＬＥＤ発光による雑音をなくすことができる。そ
の結果、測定精度の高い電気光学サンプリングオシロス
コープとすることができるようになる。

【００２６】（第３の実施の形態）前述の第２の実施の
形態において、ある光スイッチ２３では、光スイッチ駆
動回路２２からの駆動信号に対し、遅延をもって動作す
る。そのため、パルス発生回路１１による発光用パルス
信号と、完全に同期して光スイッチ１５のオン、オフ動
作が行われるのではなく、所定時間だけ遅れて動作する
ことになる。また、パルス発生回路１１により生成され
る発光用パルスの時間幅は、数十［ｐｓ］オーダである
ことから、光スイッチ１５のオン、オフ動作の遅れによ
り、レーザ発光による光パルスをカットしてしまうこと
になる。そこで、第３の実施の形態では、この光スイッ
チ２３のオン、オフ動作の遅れを考慮して、合波回路１
３に発光用パルスが入力されるようにしている。

【００２７】図５は、本発明の第３の実施形態によるＥ
ＯＳオシロスコープの光パルス出力回路５の構成を示す
図である。なお、同図において図３の各部に対応する部
分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図３と
図５に示す光パルス出力回路５の構成の相違は、図５の
パルス発生回路１１からの発光用パルスに対して、光ス
イッチ２３の動作の遅れ時間分、遅延を行なって合波回
路１３に対して出力する補正回路２４が設けられている
点にある。この補正回路２４により光スイッチ駆動回路
２２に送られる信号に比べ、光スイッチ２３の動作の遅
れ時間分、遅延された信号が合波回路１３に送られる。
その結果、レーザ発光による光パルスをカットしてしま
うことがなくなる。

【００２８】なお、本実施の形態では、パルス発生回路
１１の外に補正回路２４を設けた構成としているが、こ
の補正回路２４をパルス発生回路１１内に設けて、この
補正回路２４からの出力を合波回路１３に入力するよう
にしてもよい。また、補正回路１７内に補正する遅れ時
間を調整できるように、遅れ時間を設定できるようにし
てもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電気
光学サンプリングオシロスコープによれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１に記載の発明によれば、
電気光学サンプリングオシロスコープの光パルス発生回
路は、レーザダイオードを備え、タイミング信号に基づ
いて、発光用パルスを生成するとともに、この発光用パ
ルスの前縁にゲインスイッチ駆動のためのバイアスを印
加したレーザダイオードのドライブ電流波形を生成し、
このドライブ電流波形をレーザダイオードに入力するこ
とにより光パルスの発生を行なっている。これにより、
ゲインスイッチ駆動のためのバイアスの印加を最小限に
することができ、ＬＥＤ発光による雑音を抑えることが
できる。よって、測定精度を高めることができる電気光
学サンプリグオシロスコープとすることができる。ま
た、請求項２に記載の発明によれば、光パルス発生回路
を構成するバイアス回路は、ゲインスイッチ駆動のため
のバイアスを出力するタイミング以外は逆バイアス電流
を出力する。これにより、容易にＬＥＤ発光による雑音
の発生を確実に防止できるようになる。

【００３０】次に、請求項３または請求項４に記載の発
明によれば、電気光学サンプリングオシロスコープの光
パルス発生回路は、レーザダイオードを備え、発光用パ
ルスに基づきオン・オフ動作を行う光スイッチにより、
発光用パルス発生時に光スイッチを通光させ、発光用パ
ルス非発生時に光スイッチを遮断することで、レーザダ
イオードから出力された光パルスのオン・オフ制御を行
なっている。これにより、ＬＥＤ発光による雑音部分を
カットすることができる。その結果、精度よい測定が行
える電気光学サンプリングオシロスコープとすることが
できるようになる。また、請求項５または請求項６に記
載のパルス発生回路は、タイミング信号に対し、光スイ
ッチの動作の遅れ時間相当分遅延させる補正回路を備え
ている。これにより、レーザダイオードによるレーザ発
光による光パルスをカットすることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態によるＥＯＳオシロ
スコープの光パルス発生回路の構成図である。

【図２】 図１の光パルス発生回路の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図３】 本発明の第２の実施形態によるＥＯＳオシロ
スコープの光パルス発生回路の構成図である。

【図４】 図３の光パルス発生回路の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図５】 本発明の第３の実施形態によるＥＯＳオシロ
スコープの光パルス発生回路の構成図である。

【図６】 ＥＯＳオシロスコープの構成を示す図であ
る。

【図７】 レーザダイオードの入力電流と発光量の一例
を示した図である。

【図８】 ゲインスイッチ駆動の説明のための図であ
る。

【図９】 ＥＯＳオシロスコープの光パルス発生回路の
一従来例の構成図である。

【図１０】 図７の光パルス発生回路の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ ＥＯＳオシロスコープの本体 ２ 電気光
学プローブ ３ トリガ回路 ４ タイミ
ング発生回路 ５ 光パルス発生回路 ６ 受光回
路 ７ 処理回路 １１ パルス発生回路 １３ 合波
回路 １４ ＬＤ（レーザダイオード） １５ 制御
回路 １６ バイアス発生回路 ２１ バイアス回路 ２２ 光ス
イッチ駆動回路 ２３ 光スイッチ ２４ 補正
回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 潤 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 伴城 暢一 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 遠藤 善雄 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 品川 満 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 永妻 忠夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 松広 一良 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−201803（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−27843（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−86669（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−22680（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 13/40 G01R 13/34 G01R 15/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイミング信号に基づき光パルスを発生
   する光パルス発生回路からの出力を利用して、被測定信
   号を観測する電気光学サンプリングオシロスコープであ
   って、 前記光パルス発生回路は、 レーザダイオードを備え、前記タイミング信号より、ゲインスイッチ駆動のための
   バイアスを出力するタイミング、および、このゲインス
   イッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミングより
   所定時間遅らせたパルス発生タイミングを生成、出力す
   る制御回路と、 前記制御回路からのバイアス電流を出力するタイミング
   に応じてバイアス電流を出力するバイアス発生回路と、 前記制御回路からのパルス発生タイミングに応じて前記
   発光用パルスを出力するパルス発生回路と、 前記バイアス発生回路からの出力と前記パルス発生回路
   からの出力を合波する合波回路とにより前記レーザダイ
   オードのドライブ電流波形を生成し、該レーザダイオー
   ドのドライブ電流波形を前記レーザダイオードに入力す
   ることにより光パルスの発生を行う ことを特徴とする電
   気光学サンプリングオシロスコープ。
2. 【請求項２】 前記バイアス回路は、 前記制御回路からのバイアスを出力するタイミング以外
   は逆バイアス電流を出力する ことを特徴とする請求項１
   に記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。
3. 【請求項３】 タイミング信号に基づき光パルスを発生
   する光パルス発生回路からの出力を利用して、被測定信
   号を観測する電気光学サンプリングオシロスコープであ
   って、 前記光パルス発生回路は、 レーザダイオードを備え、 前記レーザダイオードは、該レーザダイオードの発光タ
   イミングである発光用パルスにバイアス電流を加えたド
   ライブ電流により駆動され、 前記発光用パルスに基づきオン・オフ動作を行う光スイ
   ッチにより、前記レーザダイオードら出力された光パル
   スのオン・オフ制御を行なうことを特徴とする 電気光学
   サンプリングオシロスコープ。
4. 【請求項４】 前記光パルス出力回路は、 前記タイミング信号により前記発光用パルスを出力する
   パルス発生回路と、 前記バイアス電流を出力するバイアス回路と、 前記パルス発生回路からの出力と前記バイアス回路から
   の出力とを合波する合波回路と、 前記合波回路からの出力により光パルスの発生を行うレ
   ーザダイオードと、 前記レーザダイオードからの光パルスのオン・オフを行
   う光スイッチと、 前記パルス発生回路からの発光用パルスをもとに、前記
   光スイッチのオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ駆
   動回路と を備えたことを特徴とする請求項３ に記載の電
   気光学サンプリングオシロスコープ。
5. 【請求項５】 前記パルス発生回路は、 前記タイミング信号に対し、前記光スイッチの動作の遅
   れ時間相当分遅延させる補正回路を備え、 該補正回路からの出力を前記合波発生回路に供給する こ
   とを特徴とする請求項４ に記載の電気光学サンプリング
   オシロスコープ。
6. 【請求項６】 前記光パルス出力回路は、 前記パルス発生回路と前記合波回路との間に補正回路を
   備え、 前記補正回路は、 前記パルス発生回路により発生されたタイミング信号を
   入力信号とし、該入力信号を前記光スイッチの動作の遅
   れ時間相当分遅延させて前記合波回路に供給する ことを
   特徴とする請求項４ に記載の電気光学サンプリングオシ
   ロスコープ。