JP5202015B2 - 光90度ハイブリッド機能補正方法、光90度ハイブリッド機能補正装置及び光90度ハイブリッド機能補正プログラム - Google Patents
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Description
(1)光90度ハイブリッドにより得られる2光波の干渉直交成分である第1、第2の出力光をそれぞれ受光し、数値化して得られる第1、第2の電流値を入力して標準化して第1、第2の標準化電流値を得る標準化ステップと、前記標準化ステップで得られる第1、第2の標準化電流値の2組のデータ列から、相関係数を算出する統計的手法により前記光90度ハイブリッドにおける光路長間の理想的な相対位相差からの誤差を算出する誤差算出ステップとを具備することを要旨とする。
また、本発明に係る光90度ハイブリッド機能補正装置は、以下の構成を要旨とする。
(4)光90度ハイブリッドにより得られる2光波の干渉直交成分である第1、第2の出力光をそれぞれ受光し、数値化して得られる第1、第2の電流値を入力して標準化して第1、第2の標準化電流値を得る標準化手段と、前記標準化手段で得られる第1、第2の標準化電流値の2組のデータ列から、相関係数を算出する統計的手法により前記光90度ハイブリッドにおける光路長間の理想的な相対位相差からの誤差を算出する誤差算出手段とを具備することを要旨とする。
また、本発明に係る90度ハイブリッド機能補正プログラムは、以下の構成を要旨とする。
(7)光90度ハイブリッドにより得られる2光波の干渉直交成分である第1、第2の出力光をそれぞれ受光し、数値化して得られる第1、第2の電流値から前記光90度ハイブリッドの機能を補正する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記第1、第2の電流値を入力して標準化して第1、第2の標準化電流値を得る標準化ステップと、前記標準化ステップで得られる第1、第2の標準化電流値の2組のデータ列から、相関係数を算出する統計的手法により前記光90度ハイブリッドにおける光路長間の理想的な相対位相差からの誤差を算出する誤差算出ステップとを具備することを要旨とする。
図1は、本発明が適用される光サンプリング装置の構成を示す回路図である。図1において、1は光90度ハイブリッドであり、この光90度ハイブリッド1は、一方の光入力ポートから信号光εS(t)を取り込んで第1の光カプラ1−aで2分配し、他方の光入力ポートからサンプリング光パルスεL(t)を取り込んで第2の光カプラ1−bで2分配する。第1の光カプラ1−aの一方の分配光は第3光カプラ1−cに送られ、ここで第2の光カプラ1−bの一方の分配光と合成された後、2分配されて一対の光出力ポートから出力される。また、第2の光カプラ1−bの他方の分配光は90度移相器1−eで90度位相シフトされて第4の光カプラ1−dに送られ、ここで第1の光カプラ1−aの他方の分配光と合成された後、2分配されて一対の光出力ポートから出力される。
信号光εS(t)とサンプリング光パルスεL(t)の電界の複素振幅はそれぞれ次式で表わされる。
上記出力電流Ii及びQiは、理想的にはAS 、ALに比例した振幅となるが、光90度ハイブリッド1における各ポート間の過剰損等による出力のばらつきの影響によって、式(3)における係数と式(4)における係数は完全に一致したものにはならない。そのため、式(3)及び式(4)においては、Ii及びQiは光90度ハイブリッドにおける各ポート間の過剰損等の影響を受けた電流値であるとして、係数AS'、AL'、及びAS”、AL”を用いている。
光90度ハイブリッド1における各ポート間の過剰損等による出力のばらつきの影響を除去するため、上記電流値Ii,Qiの標準化を行う。標準化の手順として、まず平均値算出部412において、測定によって取得されたIi及びQiの平均値をそれぞれ〈Ii〉及び〈Qi〉とし、
[標準偏差算出部413]
続いて、標準偏差算出部413において、Ii’及びQi'の標準偏差をそれぞれσIi'及びσQi'として、次式により算出する(ステップS13)。
これらからわかるように、光90度ハイブリッド1における理想的な相対位相差からの誤差αは、光サンプリング方法及び装置によって得られる強度変調情報及び位相(周波数)変調情報の誤差となる。
[Φi’算出部417]
一般に、式(17)は−π/2≦Φi≦−π/2の範囲で表されるため、Φi’算出部417ではこれを以下の手順で0≦Φi'≦2πの範囲で表されるように変換する(ステップS17)。
[強度変調情報及び位相(周波数)変調情報算出部419]
最終的に、信号光の強度変調情報と位相変調情報は、強度変調情報及び位相(周波数)変調情報算出部419において、以下の計算により算出される。
以上、これらの補正された電流値I'''、Q'''を用いることで、光サンプリング方法において、理想的な光90度ハイブリッド機能が実現され、信号光の強度変調情報及び位相変調情報が求められ、出力部420から出力することが可能となる(ステップS20)。
1a〜1d…3dB光カプラ、
1e…90度移相器、
2…光検出部、
2a,2b…バランス型ディテクタ、
3a,3b…数値化処理部、
4…演算処理装置。
Claims (6)
- 光90度ハイブリッドにより得られる2光波の干渉直交成分である第1、第2の出力光をそれぞれ受光し、数値化して得られる第1、第2の電流値を入力して標準化して第1、第2の標準化電流値を得る標準化ステップと、
前記標準化ステップで得られる第1、第2の標準化電流値の2組のデータ列から、相関係数を算出する統計的手法により前記光90度ハイブリッドにおける光路長間の理想的な相対位相差からの誤差を算出する誤差算出ステップと、
前記誤差算出ステップで得られた誤差算出結果に基づいて前記第1、第2の標準化電流値及び両者のアークタンジェントの関係式によって算出される除算値を補正する補正ステップと、
前記補正ステップによる前記除算値の補正値に基づいて前記光90度ハイブリッドの入力光の強度変調情報と位相または周波数の変調情報とを算出する変調情報算出ステップと
を具備することを特徴とする光90度ハイブリッド機能補正方法。 - 前記光90度ハイブリッドに入力される2光波は、信号光とサンプリング光パルスであることを特徴とする請求項1記載の光90度ハイブリッド機能補正方法。
- 光90度ハイブリッドにより得られる2光波の干渉直交成分である第1、第2の出力光をそれぞれ受光し、数値化して得られる第1、第2の電流値を入力して標準化して第1、第2の標準化電流値を得る標準化手段と、
前記標準化手段で得られる第1、第2の標準化電流値の2組のデータ列から、相関係数を算出する統計的手法により前記光90度ハイブリッドにおける光路長間の理想的な相対位相差からの誤差を算出する誤差算出手段と、
前記誤差算出手段で得られた誤差算出結果に基づいて前記第1、第2の標準化電流値及び両者のアークタンジェントの関係式によって算出される除算値を補正する補正手段と、
前記補正手段による前記除算値の補正値に基づいて前記光90度ハイブリッドの入力光の強度変調情報と位相または周波数の変調情報とを算出する変調情報算出手段と
を具備することを特徴とする光90度ハイブリッド機能補正装置。 - 前記光90度ハイブリッドに入力される2光波は、信号光とサンプリング光パルスであることを特徴とする請求項3記載の光90度ハイブリッド機能補正装置。
- 光90度ハイブリッドにより得られる2光波の干渉直交成分である第1、第2の出力光をそれぞれ受光し、数値化して得られる第1、第2の電流値から前記光90度ハイブリッドの機能を補正する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第1、第2の電流値を入力して標準化して第1、第2の標準化電流値を得る標準化ステップと、
前記標準化ステップで得られる第1、第2の標準化電流値の2組のデータ列から、相関係数を算出する統計的手法により前記光90度ハイブリッドにおける光路長間の理想的な相対位相差からの誤差を算出する誤差算出ステップと、
前記誤差算出ステップで得られた誤差算出結果に基づいて前記第1、第2の標準化電流値及び両者のアークタンジェントの関係式によって算出される除算値を補正する補正ステップと、
前記補正ステップによる前記除算値の補正値に基づいて前記光90度ハイブリッドの入力光の強度変調情報と位相または周波数の変調情報とを算出する変調情報算出ステップと
を具備することを特徴とする光90度ハイブリッド機能補正プログラム。 - 前記光90度ハイブリッドに入力される2光波は、信号光とサンプリング光パルスであることを特徴とする請求項5記載の光90度ハイブリッド機能補正プログラム。
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