JP5363421B2 - 光コヒーレント検波器評価装置及び光コヒーレント検波器評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルコヒーレント受信部のフロントエンドに用いられる光コヒーレント検波器を評価するための光コヒーレント検波器評価装置及び光コヒーレント検波器評価方法に関する。

昨今、光通信の大容量化に伴い、１００Ｇ（ｂｐｓ／チャネル）級の長距離伝送が要求されており、これらの長距離伝送ではファイバの分散や波長フィルタリングに対する耐力がある伝送方式や、１つの信号（シンボル）上に複数データをのせる周波数効率のよい多値変調方式が注目され、その一技術としてデジタルコヒーレント技術の研究が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、直交２変調多重と４値変調であるＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式やＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式は、２５Ｇ／シンボルの信号で、１００Ｇｂｐｓ級の伝送を行うことができる伝送方式であるが、ここにもデジタルコヒーレントの技術が用いられている。

デジタルコヒーレントの光コヒーレント検波器では、入力コヒーレント信号光の偏波ダイバーシティを行うための偏光分離や、ローカル光として用いる狭線幅レーザや入力コヒーレント信号光をホモダイン検波又はヘテロダイン検波して復調するための９０°光ハイブリッドが必要となる。これらには複数の光素子が集積化されており、各部の特性を評価することが難しく、送信部と受信部間に実際に信号を流してビット誤り率から送受信部の評価を総合的に行っている。

特開２００８−１５３８６３号公報

送受信部間の総合的な評価で問題があった場合には、その原因を突き止めることの必要性から、個々の不具合を特定することが必要となるが、現時点ではそれを容易に行うことはできない。

そこで、本発明は、光コヒーレント検波器を簡易に評価することのできる光コヒーレント検波器評価装置及び光コヒーレント検波器評価方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明の光コヒーレント検波器評価装置は、２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価装置（１００）であって、光を出力する光源（１１）と、前記光源からの光を２つの分岐光に分岐する光分岐部（１２）と、前記光分岐部からの前記分岐光の一方を透過又は遮光する第１の光シャッタ（２３）と、前記第１の光シャッタの出力光を、前記光コヒーレント検波器の入力光の一方として出力する第１の光出力部（１４）と、前記光分岐部からの前記分岐光の他方を透過又は遮光する第２の光シャッタ（２４）と、前記第２の光シャッタからの前記分岐光の他方を、前記光コヒーレント検波器の入力光の他方として出力する第２の光出力部（１５）と、前記光分岐部と前記第１の光出力部の間の光路に挿入され、前記分岐光の一方を任意の遅延量で遅延させる光遅延器（１３）と、前記光源と前記第１の光出力部との間の光路に配置され、前記分岐光の一方の偏波状態を変化させる偏波コントローラ（２５）と、複数の入力端子（１６−１〜１６−８）を有し、前記２つの分岐光が前記光コヒーレント検波器で干渉されて出力された複数の干渉光がそれぞれ異なる前記入力端子に入力される光入力部（１６）と、前記光入力部に入力された前記複数の干渉光を、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換する光電変換部（１７）と、前記光電変換部からの電気信号を、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換するデジタル変換部（１８）と、前記デジタル変換部からのデジタル信号の信号処理を行う信号処理部（１９）と、前記信号処理部の処理結果を表示する表示部（２２）と、前記光源、前記第１の光シャッタ、前記第２の光シャッタ、前記光遅延器、前記偏波コントローラ、前記信号処理部及び前記表示部の動作を制御する制御部（２１）と、を備える。

光源（１１）と、光分岐部（１２）と、第１の光出力部（１４）と、第２の光出力部（１５）と、光入力部（１６）と、光電変換部（１７）と、デジタル変換部（１８）と、信号処理部（１９）と、を備えるため、光コヒーレント検波器（５０）に光を入力し、光コヒーレント検波器（５０）からの出力光を解析することができる。第１の光シャッタ（２３）と、第２の光シャッタ（２４）と、光遅延器（１３）と、偏波コントローラ（２５）と、を備えるため、光コヒーレント検波器（５０）についての種々の評価を行うことができる。したがって、本願発明の光コヒーレント検波器評価装置は、光コヒーレント検波器を簡易に評価することができる。

光コヒーレント検波器評価装置では、前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を透過させ、前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させ、前記偏波コントローラの変化させる偏波状態を一定に保った状態で、前記光遅延器の遅延量を変化させながら、前記第１の光出力部から前記分岐光の一方を出力させるとともに、前記第２の光出力部から前記分岐光の他方を出力させる遅延制御部（２１−１）を備え、前記信号処理部は、前記デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を、前記光遅延器の遅延量及び前記入力端子に関連付けて記憶する位相処理部（１９−１）を備え、前記表示部は、前記信号処理部の記憶する前記デジタル信号の出力値を、前記光遅延器の遅延量に対するグラフで表示する位相表示部（２２−１）を備えていてもよい。
遅延制御部を備えるため、２つの入力光の位相差を変化させながら、２つの入力光を光コヒーレント検波器（５０）に入力することができる。これにより、光コヒーレント検波器（５０）の各出力信号の位相差を測定することができる。位相処理部及び位相表示部を備えることで、各光コヒーレント検波器の各出力信号の位相を比較して位相直交度を評価することができる。したがって、本願発明の光コヒーレント検波器評価装置は、光コヒーレント検波器の位相直交度を簡易に評価することができる。

光コヒーレント検波器評価装置では、前記光コヒーレント検波器は、入力光の一方を所定の偏波状態で所定数に分離しかつ入力光の他方を前記所定数に分岐して、前記２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力し、前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を遮断させ、前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させ、前記光遅延器の遅延量を一定にした状態で、前記偏波コントローラの偏波状態を変化させながら前記第２の光出力部から前記分岐光の他方を出力させる偏波状態制御部（２１−３）を備え、前記信号処理部は、前記デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を用いて、前記任意の偏波状態におけるローカル光の分岐比を算出するローカル光分岐比処理部（１９−３）を備え、前記表示部は、前記任意の偏波状態におけるローカル光の分岐比を表示するローカル光分岐比表示部（２２−３）を備えていてもよい。
これにより、光コヒーレント検波器（５０）は、入力光の他方を、Ｐ偏光成分側とＳ偏光成分側とに分岐して出力する。ローカル光分岐比処理部（１９−３）及びローカル光分岐比表示部（２２−３）を備えるため、光コヒーレント検波器（５０）が分岐したＰ偏光成分側の光とＳ偏光成分側の光の強度比を測定し、光コヒーレント検波器（５０）の分岐比を評価することができる。

光コヒーレント検波器評価装置では、前記光源は、前記光の出力波長が可変であり、前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を透過させ、前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させ、前記光遅延器の遅延量を一定にした状態で、前記光源の出力波長を変化させながら前記分岐光の一方及び前記分岐光の他方を出力させる干渉光波長制御部（２１−４）を備え、前記信号処理部は、前記デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を、前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶する干渉光処理部（１９−４）を備え、前記表示部は、前記信号処理部の記憶する前記光源の各出力波長での前記デジタル信号の出力値を、前記入力端子ごとに表示する干渉光表示部（２２−４）を備えていてもよい。
干渉光波長制御部（２１−４）を備えるため、波長を変化させながら、２つの入力光を光コヒーレント検波器（５０）に入力することができる。これにより、光コヒーレント検波器（５０）は、任意の波長の２つの入力光を干渉させて干渉光を出力する。干渉光処理部（１９−４）及び干渉光表示部（２２−４）を備えるため、各干渉光の光強度を波長ごとに測定して、各干渉光の光強度の波長特性を評価することができる。したがって、本願発明の光コヒーレント検波器評価装置は、光コヒーレント検波器の干渉強度の波長特性を簡易に評価することができる。

光コヒーレント検波器評価装置では、前記光源は、前記光の出力波長が可変であり、前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を透過させて前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を遮光させて前記光源の出力波長を変化させながら前記分岐光の一方を出力させるか、或いは前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を遮光させて前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させて前記光源の出力波長を変化させながら前記分岐光の他方を出力させる光波長制御部（２１−５）を備え、前記信号処理部は、前記偏波コントローラで偏波状態を変化させたときに最大となる前記各デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を、前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶し、前記光源の出力強度及び前記デジタル信号の出力値を用いて前記光源の各出力波長での前記光コヒーレント検波器の各入出力端子間の損失を算出する光損失処理部（１９−５）を備え、前記表示部は、前記光源の各出力波長での前記光コヒーレント検波器の損失を前記入力端子ごとに表示する光損失表示部（２２−５）を備えていてもよい。
光波長制御部（２１−５）を備えるため、波長を変化させながら、入力光を光コヒーレント検波器（５０）に入力することができる。光損失処理部（１９−５）及び光損失表示部（２２−５）を備えるため、光コヒーレント検波器（５０）からの出力光の光パワーを用いて光コヒーレント検波器（５０）の各入出力端子間の損失を測定することができる。したがって、本願発明の光コヒーレント検波器評価装置は、光コヒーレント検波器の損失の波長特性を簡易に評価することができる。

本発明に係る光コヒーレント検波器評価方法は、２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記分岐光の一方の遅延量を変化させながら、前記光コヒーレント検波器の前記２つの入力光として、前記２つの分岐光を出力する干渉光出力手順（Ｓ１０１）と、前記２つの分岐光が前記光コヒーレント検波器で干渉されて出力された複数の干渉光をそれぞれ異なる入力端子に入力し、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換し、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換し、前記各デジタル信号を前記入力端子及び前記遅延量に関連付けて記憶し、前記遅延量に対する前記デジタル信号の出力値をグラフ表示する干渉光処理手順（Ｓ１０２）と、を順に有する。

干渉光出力手順（Ｓ１０１）を有するため、２つの入力光の位相差を変化させながら、２つの入力光を光コヒーレント検波器（５０）に入力することができる。これにより、光コヒーレント検波器（５０）の各出力信号の位相差を測定することができる。干渉光処理手順（Ｓ１０２）を有するため、各光コヒーレント検波器の各出力信号の位相を比較して位相直交度を評価することができる。したがって、本願発明の光コヒーレント検波器評価方法は、光コヒーレント検波器の位相直交度を簡易に評価することができる。

本発明に係る光コヒーレント検波器評価方法は、入力光の一方を所定の偏波状態で所定数に分離しかつ入力光の他方を前記所定数に分岐して、前記２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記分岐光の偏波状態を変化させながら、前記光コヒーレント検波器の入力光の他方として前記分岐光の一方を出力する偏光出力手順（Ｓ３０１）と、前記分岐光の一方が前記光コヒーレント検波器で分離されて出力された前記所定の偏波状態の出力光をそれぞれ異なる前記入力端子に入力し、前記所定の偏波状態ごとに電気信号に光電変換し、前記所定の偏波状態ごとにデジタル信号に変換し、前記デジタル信号の出力値を前記所定の偏波状態に関連付けて記憶し、任意の偏波状態におけるローカル光の分岐比を算出して表示するローカル光分岐比測定手順（Ｓ３０２）と、を順に有する。

これにより、光コヒーレント検波器（５０）は、入力光の他方を、Ｐ偏光成分側とＳ偏光成分側とに分岐して出力する。ローカル光分岐比測定手順（Ｓ３０２）を有するため、光コヒーレント検波器（５０）が分岐したＰ偏光成分側の光とＳ偏光成分側の光の強度比を測定することができる。

本発明に係る光コヒーレント検波器評価方法は、２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、光源からの光の出力波長を変化させながら前記光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記光コヒーレント検波器の前記２つの入力光として前記２つの分岐光を出力する干渉用波長可変光出力手順（Ｓ４０１）と、前記２つの分岐光が前記光コヒーレント検波器で干渉されて出力された前記複数の干渉光をそれぞれ異なる入力端子に入力し、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換し、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換し、前記デジタル信号の出力値を前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶し、前記光源の各出力波長での前記デジタル信号の出力値を前記入力端子ごとに表示する干渉強度測定手順（Ｓ４０２）と、を順に有する。
干渉用波長可変光出力手順（Ｓ４０１）を有するため、波長を変化させながら、２つの入力光を光コヒーレント検波器（５０）に入力することができる。これにより、光コヒーレント検波器（５０）は、任意の波長の２つの入力光を干渉させて干渉光を出力する。干渉強度測定手順（Ｓ４０２）を有するため、各干渉光の光強度を波長ごとに測定して、各干渉光の光強度の波長特性を評価することができる。したがって、本願発明の光コヒーレント検波器評価方法は、光コヒーレント検波器の干渉強度の波長特性を簡易に評価することができる。

本発明に係る光コヒーレント検波器評価方法は、２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、光源からの光の出力波長を変化させながら前記光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記分岐光のいずれか一方を、前記光コヒーレント検波器の入力光のいずれか一方として出力する波長可変光出力手順（Ｓ５０１）と、前記分岐光のいずれか一方が前記光コヒーレント検波器で分離されて出力された複数の出力光をそれぞれ異なる入力端子に入力し、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換し、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換し、偏波コントローラで前記光源からの光の偏波状態を変化させたときに最大となる前記各デジタル信号の出力値を、前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶し、前記光源の出力強度及び前記デジタル信号の出力値を用いて前記光源の各出力波長での前記光コヒーレント検波器の各入出力端子間の損失を前記入力端子ごとに算出して表示する損失測定手順（Ｓ５０２）と、を順に有する。

これにより、光コヒーレント検波器（５０）は、任意の波長の入力光を分離して出力する。損失測定手順（Ｓ５０２）を有するため、光コヒーレント検波器（５０）からの出力光の光パワーを用いて光コヒーレント検波器（５０）の各入出力端子間の損失を測定することができる。したがって、本願発明の光コヒーレント検波器評価方法は、光コヒーレント検波器の損失の波長特性を簡易に評価することができる。

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。

本発明によれば、光コヒーレント検波器を簡易に評価することのできる光コヒーレント検波器評価装置及び光コヒーレント検波器評価方法を提供することができる。

本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価装置の一例を示す。 本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第１例を示す。 位相表示部の表示例を示す。 本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第２例を示す。 本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第３例を示す。 干渉光表示部の表示例を示す。 本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第４例を示す。 光損失表示部の表示例を示す。

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の例であり、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。

図１は、本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価装置の一例を示す。本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価装置１００は、光コヒーレント検波器５０の試験を行う。光コヒーレント検波器５０は、２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する。信号光として入力光の一方Ｓが入力され、ローカル光として入力光の他方Ｌが入力されることで、光コヒーレント検波器５０は、信号光Ｓの検波を行う。

光コヒーレント検波器５０は、入力ポート５１と、入力ポート５４と、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）５２と、ＢＳ５５と、９０°光ハイブリッド５３−Ｐと、９０°光ハイブリッド５３−Ｓと、を備える。入力ポート５１に入力光の一方Ｓが入力され、入力ポート５４に入力光の他方Ｌが入力される。

光コヒーレント検波器評価装置１００は、光源１１と、光分岐部１２と、第１の光シャッタ２３と、第１の光出力部１４と、第２の光シャッタ２４と、第２の光出力部１５と、光遅延器１３と、偏波コントローラ２５と、光入力部１６と、光電変換部１７と、デジタル変換部１８と、信号処理部１９とサンプリング信号発生部２０と、制御部２１と、表示部２２と、を備える。

光源１１は、光を出力する。偏波コントローラ２５は、光源１１と第１の光出力部１４との間の光路に配置され、分岐光の偏波状態を変化させる。光分岐部１２は、光源１１からの光を２つの分岐光に分岐する。第１の光シャッタ２３は、光分岐部１２からの分岐光の一方を透過又は遮光する。光遅延器１３は、光分岐部１２と第１の光出力部１４の間の光路に挿入され、分岐光の一方を任意の遅延量で遅延させる。第１の光出力部１４は、第１の光シャッタ２３の出力光を、光コヒーレント検波器５０の入力光の一方として入力ポート５１へ出力する。第２の光シャッタ２４は、光分岐部１２からの分岐光の他方を透過又は遮光する。第２の光出力部１５は、第２の光シャッタ２４からの分岐光の他方を、光コヒーレント検波器５０の入力光の他方として入力ポート５４へ出力する。

ＰＢＳ５２は、入力ポート５１に入力された入力光を、偏光成分ごとに分離する。例えば、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分に分離する。ＢＳ５５は、入力ポート５４に入力された入力光を、分岐する。９０°光ハイブリッド５３−Ｐは、ＰＢＳ５２からのＰ偏光成分の光及びＢＳ５５からの光が入力され、４つの出力ポートから干渉光（Ｐ＋Ｌ）、干渉光（Ｐ−Ｌ）、干渉光（Ｐ＋ｊＬ）、干渉光（Ｐ−ｊＬ）を出力する。９０°光ハイブリッド５３−Ｓは、ＰＢＳ５２からのＳ偏光成分の光及びＢＳ５５からの光が入力され、４つの出力ポートから干渉光（Ｓ＋Ｌ）、干渉光（Ｓ−Ｌ）、干渉光（Ｓ＋ｊＬ）、干渉光（Ｓ−ｊＬ）を出力する。

光入力部１６は、複数の入力端子１６−１〜１６−８を有し、２つの分岐光が光コヒーレント検波器５０で干渉されて出力された複数の干渉光がそれぞれ異なる入力端子に入力される。例えば、入力端子１６−１に干渉光（Ｐ＋Ｌ）が入力され、入力端子１６−２に干渉光（Ｐ−Ｌ）が入力され、入力端子１６−３に干渉光（Ｐ＋ｊＬ）が入力され、入力端子１６−４に干渉光（Ｐ−ｊＬ）が入力され、入力端子１６−５に干渉光（Ｓ＋Ｌ）が入力され、入力端子１６−６に干渉光（Ｓ−Ｌ）が入力され、入力端子１６−７に干渉光（Ｓ＋ｊＬ）が入力され、入力端子１６−８に干渉光（Ｓ−ｊＬ）が入力される。

光電変換部１７は、光入力部１６に入力された複数の干渉光を、入力端子１６−１〜１６−８ごとに電気信号に光電変換する。例えば、光電変換部１７は、各入力端子１６−１〜１６−８に入力された干渉光を光電変換するＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）１７−１〜ＰＤ１７−８を備える。

サンプリング信号発生部２０は、デジタル変換部１８のサンプリングするタイミング信号を発生する。デジタル変換部１８は、サンプリング信号発生部２０からのタイミング信号に従って、光電変換部１７からの電気信号を、入力端子１６−１〜１６−８ごとにデジタル信号に変換する。例えば、デジタル変換部１８は、ＰＤ１７−１〜ＰＤ１７−８からの各アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１８−１〜１８−８を備える。

信号処理部１９は、デジタル変換部１８からのデジタル信号の信号処理を行う。これにより、光コヒーレント検波器５０の評価を行う。例えば、信号処理部１９は、各干渉光の位相を評価する位相処理部１９−１と、ＢＳ５５の分岐比を評価するローカル光分岐比処理部１９−３と、各干渉光の波長特性を評価する干渉光処理部１９−４と、入力ポート５１から光コヒーレント検波器５０の各出力ポートまでの光損失又は入力ポート５４から光コヒーレント検波器５０の各出力ポートまでの光損失を評価する光損失処理部１９−５と、を備える。

表示部２２は、信号処理部１９の処理結果を表示する。例えば、位相処理部１９−１の処理結果を表示する位相表示部２２−１と、ローカル光分岐比処理部１９−３の処理結果を表示するローカル光分岐比表示部２２−３と、干渉光処理部１９−４の処理結果を表示する干渉光表示部２２−４と、光損失処理部１９−５の処理結果を表示する光損失表示部２２−５と、を備える。

制御部２１は、光源１１、第１の光シャッタ２３、第２の光シャッタ２４、光遅延器１３、偏波コントローラ２５、サンプリング信号発生部２０、信号処理部１９及び表示部２２の動作を制御する。例えば、制御部２１は、光コヒーレント検波器５０の評価内容に応じて、光源１１の出力波長を制御したり、第１の光シャッタ２３及び第２の光シャッタ２４のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、光遅延器１３の遅延量を制御したり、偏波コントローラ２５の偏波状態を制御したり、サンプリング信号発生部２０の出力するタイミング信号の周波数を制御したり、信号処理部１９の動作を切り替えたり、表示部２２の表示を切り替えたりする。以下、光コヒーレント検波器５０の具体的な評価例について説明する。

図２に、本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第１例を示す。光コヒーレント検波器評価方法の第１例は、干渉光出力手順Ｓ１０１と、干渉光処理手順Ｓ１０２と、を順に有し、各干渉光の位相を評価する。

干渉光出力手順Ｓ１０１では、光源１１からの光を２つの分岐光に分岐し、分岐光の一方の遅延量を変化させながら、光コヒーレント検波器５０の２つの入力光として、２つの分岐光を出力する。このとき、遅延制御部２１−１は、第１の光シャッタ２３に分岐光の一方を透過させ、第２の光シャッタ２４に分岐光の他方を透過させ、偏波コントローラ２５の変化させる偏波状態を一定に保った状態で、光遅延器１３の遅延量を変化させながら、第１の光出力部１４から分岐光の一方を出力させるとともに、第２の光出力部１５から分岐光の他方を出力させる。

これにより、第１の光出力部１４から分岐光の一方が入力光の一方Ｓとして入力ポート５１に入力され、第２の光出力部１５から分岐光の他方が入力光の他方Ｌとして入力ポート５４に入力される。そして、９０°光ハイブリッド５３−Ｐ及び５３−Ｓからの干渉光が、光入力部１６に入力される。

干渉光処理手順Ｓ１０２では、２つの分岐光が光コヒーレント検波器５０で干渉されて出力された複数の干渉光をそれぞれ異なる入力端子１６−１〜１６−８に入力し、入力端子１６−１〜１６−８ごとに電気信号に光電変換し、入力端子１６−１〜１６−８ごとにデジタル信号に変換し、各デジタル信号を入力端子１６−１〜１６−８及び遅延量に関連付けて記憶し、遅延量に対するデジタル信号の出力値をグラフ表示する。

このとき、位相処理部１９−１は、デジタル変換部１８からのデジタル信号の出力値を、光遅延器１３の遅延量及び入力端子１６−１〜１６−８に関連付けて記憶する。位相表示部２２−１は、信号処理部１９の記憶するデジタル信号の出力値を、光遅延器１３の遅延量に対するグラフで表示する。これらにより、各入力端子１６−１〜１６−８の信号の相対的な位相を求めることができる。

図３に、位相表示部２２−１の表示例を示す。干渉光（Ｐ＋Ｌ）、干渉光（Ｐ−Ｌ）、干渉光（Ｐ＋ｊＬ）、干渉光（Ｐ−ｊＬ）、干渉光（Ｓ＋Ｌ）、干渉光（Ｓ−Ｌ）、干渉光（Ｓ＋ｊＬ）及び干渉光（Ｓ−ｊＬ）の光強度を、光遅延器１３の遅延量に対するグラフで表示する。光源１１の波長相当の遅延量可変によって光強度は１周期の強度変化が生じるため、光遅延器１３の遅延量は少なくとも１周期以上変化させる。また、光遅延器１３の可変ステップは、数ｎｍ以下であることが好ましい。

図４に、本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第２例を示す。光コヒーレント検波器評価方法の第２例では、２つの入力光のうちの一方を所定の偏波状態で分離し２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器５０の試験を行う。所定の偏波状態は、例えばＰ偏光とＳ偏光である。光コヒーレント検波器評価方法の第２例は、偏光出力手順Ｓ３０１と、ローカル光分岐比測定手順Ｓ３０２と、を順に有する。

偏光出力手順Ｓ３０１では、光源１１からの光を２つの分岐光に分岐し、分岐光の偏波状態を変化させながら、光コヒーレント検波器５０の入力光の他方Ｌとして分岐光の他方を入力ポート５４に出力する。このとき、偏波状態制御部２１−３は、第１の光シャッタ２３に分岐光の一方を遮断させ、第２の光シャッタ２４に分岐光の他方を透過させ、光遅延器１３の遅延量を一定にした状態で、偏波コントローラ２５の偏波状態を変化させながら第２の光出力部１５から分岐光の他方を出力させる。

これにより、入力光の他方Ｌが入力ポート５４に入力される。ＢＳ５５は、入力光の他方Ｌを分岐する。９０°光ハイブリッド５３−Ｐは、ＢＳ５５からの光をさらに分岐して４つの出力ポートから出力する。９０°光ハイブリッド５３−Ｐからの出力光は、入力端子１６−１〜１６−４に入力される。９０°光ハイブリッド５３−Ｓは、ＢＳ５５からの分岐光を分岐して４つの出力ポートから出力する。９０°光ハイブリッド５３−Ｓからの出力光は、入力端子１６−５〜１６−８に入力される。

ローカル光分岐比測定手順Ｓ３０２では、分岐光の他方が光コヒーレント検波器５０で分離されて出力されたＰ偏光とＳ偏光の出力光をそれぞれ異なる入力端子１６−１〜１６−８に入力し、Ｐ偏光とＳ偏光ごとに電気信号に光電変換し、Ｐ偏光とＳ偏光ごとにデジタル信号に変換し、デジタル信号の出力値をＰ偏光とＳ偏光に関連付けて記憶し、任意の偏波状態におけるローカル光の分岐比を算出して表示する。このとき、ローカル光分岐比処理部１９−３は、デジタル変換部１８からのデジタル信号の出力値を用いて、任意の偏波状態におけるＰ偏光とＳ偏光のデジタル信号の出力値の比を算出する。例えば、入力端子１６−１〜１６−４のデジタル信号の出力値の和と入力端子１６−５〜１６−８のデジタル信号の出力値の和との比を算出する。ローカル光分岐比表示部２２−３は、任意の偏波状態におけるＰ偏光とＳ偏光のデジタル信号の出力値の比を表示する。

図５に、本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第３例を示す。光コヒーレント検波器評価方法の第３例では、２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器５０の試験を行う。光コヒーレント検波器評価方法の第３例は、干渉用波長可変光出力手順Ｓ４０１と、干渉強度測定手順Ｓ４０２と、を順に有する。

干渉用波長可変光出力手順Ｓ４０１では、光源１１からの光の出力波長を変化させながら光源１１からの光を２つの分岐光に分岐し、光コヒーレント検波器５０の２つの入力光として２つの分岐光を出力する。このとき、光源１１は、光の出力波長が可変である。干渉光波長制御部２１−４は、第１の光シャッタ２３に分岐光の一方を透過させ、第２の光シャッタ２４に分岐光の他方を透過させ、光遅延器１３の遅延量を一定にした状態で、光源１１の出力波長を変化させながら分岐光の一方及び分岐光の他方を出力させる。

これにより、第１の光出力部１４から分岐光の一方が入力光の一方Ｓとして入力ポート５１に入力され、第２の光出力部１５から分岐光の他方が入力光の他方Ｌとして入力ポート５４に入力される。そして、９０°光ハイブリッド５３−Ｐ及び５３−Ｓからの干渉光が、光入力部１６に入力される。

干渉強度測定手順Ｓ４０２では、２つの分岐光が光コヒーレント検波器５０で干渉されて出力された複数の干渉光をそれぞれ異なる入力端子１６−１〜１６−８に入力し、入力端子１６−１〜１６−８ごとに電気信号に光電変換し、入力端子１６−１〜１６−８ごとにデジタル信号に変換し、デジタル信号の出力値を光源１１の出力波長及び入力端子１６−１〜１６−８に関連付けて記憶し、光源１１の各出力波長でのデジタル信号の出力値を入力端子１６−１〜１６−８ごとに表示する。

このとき、干渉光処理部１９−４は、デジタル変換部１８からのデジタル信号の出力値を、光源１１の出力波長及び入力端子１６−１〜１６−８に関連付けて記憶する。干渉光表示部２２−４は、干渉光処理部１９−４の記憶する光源１１の各出力波長でのデジタル信号の出力値を、入力端子１６−１〜１６−８ごとに表示する。

図６に、干渉光表示部２２−４の表示例を示す。干渉光（Ｐ＋Ｌ）、干渉光（Ｐ−Ｌ）、干渉光（Ｐ＋ｊＬ）、干渉光（Ｐ−ｊＬ）、干渉光（Ｓ＋Ｌ）、干渉光（Ｓ−Ｌ）、干渉光（Ｓ＋ｊＬ）又は干渉光（Ｓ−ｊＬ）の干渉強度を、光源１１の出力波長に対するグラフで表示する。これにより、干渉強度の波長特性を測定することができる。

図７に、本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法の第４例を示す。光コヒーレント検波器評価方法の第４例では、２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器５０の試験を行う。光コヒーレント検波器評価方法の第４例は、波長可変光出力手順Ｓ５０１と、損失測定手順Ｓ５０２と、を順に有する。

波長可変光出力手順Ｓ５０１では、出力波長が可変の光源１１を用い、光源１１からの光の出力波長を変化させながら光源１１からの光を２つの分岐光に分岐し、分岐光のいずれか一方を、光コヒーレント検波器５０の入力光のいずれか一方として出力する。例えば、光波長制御部２１−５は、第１の光シャッタ２３に分岐光の一方を遮光させて第２の光シャッタ２４に分岐光の他方を透過させて光源１１の出力波長を変化させながら分岐光の他方を出力する。

これにより、第２の光出力部１５から分岐光の他方が入力光の他方Ｌとして入力ポート５４に入力される。そして、９０°光ハイブリッド５３−Ｐ及び５３−Ｓからの光が、光入力部１６に入力される。

損失測定手順Ｓ５０２では、分岐光のいずれか一方が光コヒーレント検波器５０で分離されて出力された複数の出力光をそれぞれ異なる入力端子１６−１〜１６−８に入力し、入力端子１６−１〜１６−８ごとに電気信号に光電変換し、入力端子１６−１〜１６−８ごとにデジタル信号に変換し、偏波コトローラ２１で光源１１からの光の偏波状態を変化させたときに最大となる各デジタル信号の出力値を、光源１１の出力波長及び入力端子１６−１〜１６−８に関連付けて記憶し、光源１１の出力強度及びデジタル信号の出力値を用いて光源１１の各出力波長での光コヒーレント検波器５０の各入出力端子間の損失を入力端子１６−１〜１６−８ごとに算出して表示する。

このとき、光損失処理部１９−５は、デジタル変換部１８からのデジタル信号の出力値を、光源１１の出力波長及び入力端子１６−１〜１６−８に関連付けて記憶し、光源１１の出力強度及びデジタル信号の出力値を用いて光源１１の各出力波長での光コヒーレント検波器５０の入出力端子間の損失を入力端子１６−１〜１６−８ごとに算出する。光損失表示部２２−５は、光源１１の各出力波長での光コヒーレント検波器５０の入出力端子間の損失を入力端子１６−１〜１６−８ごとに表示する。

図８に、光損失表示部２２−５の表示例を示す。干渉光（Ｐ＋Ｌ）、干渉光（Ｐ−Ｌ）、干渉光（Ｐ＋ｊＬ）、干渉光（Ｐ−ｊＬ）、干渉光（Ｓ＋Ｌ）、干渉光（Ｓ−Ｌ）、干渉光（Ｓ＋ｊＬ）又は干渉光（Ｓ−ｊＬ）の損失を、光源１１の出力波長に対するグラフで表示する。これにより、光コヒーレント検波器５０の損失の波長特性を測定することができる。

なお、波長可変光出力手順Ｓ５０１において、光波長制御部２１−５は、第１の光シャッタ２３に分岐光の一方を透過させて第２の光シャッタ２４に分岐光の他方を遮光させて光源１１の出力波長を変化させながら分岐光の一方を出力させてもよい。これにより、入力光Ｓの一方が入力ポート５１に入力される。

制御部２１は、遅延制御部２１−１、偏波状態制御部２１−３、干渉光波長制御部２１−４又は光波長制御部２１−５の機能を発揮させることで、光コヒーレント検波器５０の評価を簡易に行うことができる。このように、本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価装置１００及び本実施形態に係る光コヒーレント検波器評価方法は、光コヒーレント検波器５０の評価を簡易に行うことができる。

なお、本実施形態の光コヒーレント検波器５０では、９０°光ハイブリッドを２個備える例を示したが、９０°光ハイブリッドは１個であってもよいし、３個以上であってもよい。９０°光ハイブリッドは１個の場合は光入力部１６の入力端子の数を４個にすればよいし、９０°光ハイブリッドがＮ個の場合は光入力部１６の入力端子の数を４×Ｎ個にすればよい。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１１：光源
１２：光分岐部
１３：光遅延器
１４：第１の光出力部
１５：第２の光出力部
１６：光入力部
１６−１〜１６−８：入力端子
１７：光電変換部
１７−１〜１７−８：ＰＤ
１８：デジタル変換部
１８−１〜１８−８：ＡＤＣ
１９：信号処理部
１９−１：位相処理部
１９−３：ローカル光分岐比処理部
１９−４：干渉光処理部
１９−５：光損失処理部
２０：サンプリング信号発生部
２１：制御部
２１−１：遅延制御部
２１−３：偏波状態制御部
２１−４：干渉光波長制御部
２１−５：光波長制御部
２２：表示部
２２−１：位相表示部
２２−３：ローカル光分岐比表示部
２２−４：干渉光表示部
２２−５：光損失表示部
２３：第１の光シャッタ
２４：第２の光シャッタ
２５：偏波コントローラ
５０：光コヒーレント検波器
５１、５４：入力ポート
５２：ＰＢＳ
５３−Ｐ、５３−Ｓ：９０°光ハイブリッド
５５：ＢＳ
１００：光コヒーレント検波器評価装置

Claims (9)

1. ２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価装置（１００）であって、
   光を出力する光源（１１）と、
   前記光源からの光を２つの分岐光に分岐する光分岐部（１２）と、
   前記光分岐部からの前記分岐光の一方を透過又は遮光する第１の光シャッタ（２３）と、
   前記第１の光シャッタの出力光を、前記光コヒーレント検波器の入力光の一方として出力する第１の光出力部（１４）と、
   前記光分岐部からの前記分岐光の他方を透過又は遮光する第２の光シャッタ（２４）と、
   前記第２の光シャッタからの前記分岐光の他方を、前記光コヒーレント検波器の入力光の他方として出力する第２の光出力部（１５）と、
   前記光分岐部と前記第１の光出力部の間の光路に挿入され、前記分岐光の一方を任意の遅延量で遅延させる光遅延器（１３）と、
   前記光源と前記第１の光出力部との間の光路に配置され、前記分岐光の一方の偏波状態を変化させる偏波コントローラ（２５）と、
   複数の入力端子（１６−１〜１６−８）を有し、前記２つの分岐光が前記光コヒーレント検波器で干渉されて出力された複数の干渉光がそれぞれ異なる前記入力端子に入力される光入力部（１６）と、
   前記光入力部に入力された前記複数の干渉光を、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換する光電変換部（１７）と、
   前記光電変換部からの電気信号を、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換するデジタル変換部（１８）と、
   前記デジタル変換部からのデジタル信号の信号処理を行う信号処理部（１９）と、
   前記信号処理部の処理結果を表示する表示部（２２）と、
   前記光源、前記第１の光シャッタ、前記第２の光シャッタ、前記光遅延器、前記偏波コントローラ、前記信号処理部及び前記表示部の動作を制御する制御部（２１）と、
   を備える光コヒーレント検波器評価装置。
2. 前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を透過させ、前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させ、前記偏波コントローラの変化させる偏波状態を一定に保った状態で、前記光遅延器の遅延量を変化させながら、前記第１の光出力部から前記分岐光の一方を出力させるとともに、前記第２の光出力部から前記分岐光の他方を出力させる遅延制御部（２１−１）を備え、
   前記信号処理部は、前記デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を、前記光遅延器の遅延量及び前記入力端子に関連付けて記憶する位相処理部（１９−１）を備え、
   前記表示部は、前記信号処理部の記憶する前記デジタル信号の出力値を、前記光遅延器の遅延量に対するグラフで表示する位相表示部（２２−１）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の光コヒーレント検波器評価装置。
3. 前記光コヒーレント検波器は、入力光の一方を所定の偏波状態で所定数に分離しかつ入力光の他方を前記所定数に分岐して、前記２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力し、
   前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を遮断させ、前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させ、前記光遅延器の遅延量を一定にした状態で、前記偏波コントローラの偏波状態を変化させながら前記第２の光出力部から前記分岐光の他方を出力させる偏波状態制御部（２１−３）を備え、
   前記信号処理部は、前記デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を用いて、前記任意の偏波状態におけるローカル光の分岐比を算出するローカル光分岐比処理部（１９−３）を備え、
   前記表示部は、前記任意の偏波状態におけるローカル光の分岐比を表示するローカル光分岐比表示部（２２−３）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の光コヒーレント検波器評価装置。
4. 前記光源は、前記光の出力波長が可変であり、
   前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を透過させ、前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させ、前記光遅延器の遅延量を一定にした状態で、前記光源の出力波長を変化させながら前記分岐光の一方及び前記分岐光の他方を出力させる干渉光波長制御部（２１−４）を備え、
   前記信号処理部は、前記デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を、前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶する干渉光処理部（１９−４）を備え、
   前記表示部は、前記信号処理部の記憶する前記光源の各出力波長での前記デジタル信号の出力値を、前記入力端子ごとに表示する干渉光表示部（２２−４）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の光コヒーレント検波器評価装置。
5. 前記光源は、前記光の出力波長が可変であり、
   前記制御部は、前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を透過させて前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を遮光させて前記光源の出力波長を変化させながら前記分岐光の一方を出力させるか、或いは前記第１の光シャッタに前記分岐光の一方を遮光させて前記第２の光シャッタに前記分岐光の他方を透過させて前記光源の出力波長を変化させながら前記分岐光の他方を出力させる光波長制御部（２１−５）を備え、
   前記信号処理部は、前記偏波コントローラで偏波状態を変化させたときに最大となる前記各デジタル変換部からのデジタル信号の出力値を、前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶し、前記光源の出力強度及び前記デジタル信号の出力値を用いて前記光源の各出力波長での前記光コヒーレント検波器の各入出力端子間の損失を算出する光損失処理部（１９−５）を備え、
   前記表示部は、前記光源の各出力波長での前記光コヒーレント検波器の損失を前記入力端子ごとに表示する光損失表示部（２２−５）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の光コヒーレント検波器評価装置。
6. ２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、
   光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記分岐光の一方の遅延量を変化させながら、前記光コヒーレント検波器の前記２つの入力光として、前記２つの分岐光を出力する干渉光出力手順（Ｓ１０１）と、
   前記２つの分岐光が前記光コヒーレント検波器で干渉されて出力された複数の干渉光をそれぞれ異なる入力端子に入力し、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換し、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換し、前記各デジタル信号を前記入力端子及び前記遅延量に関連付けて記憶し、前記遅延量に対する前記デジタル信号の出力値をグラフ表示する干渉光処理手順（Ｓ１０２）と、
   を順に有する光コヒーレント検波器評価方法。
7. 入力光の一方を所定の偏波状態で所定数に分離しかつ入力光の他方を前記所定数に分岐して、前記２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、
   光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記分岐光の偏波状態を変化させながら、前記光コヒーレント検波器の入力光の他方として前記分岐光の一方を出力する偏光出力手順（Ｓ３０１）と、
   前記分岐光の一方が前記光コヒーレント検波器で分離されて出力された前記所定の偏波状態の出力光をそれぞれ異なる前記入力端子に入力し、前記所定の偏波状態ごとに電気信号に光電変換し、前記所定の偏波状態ごとにデジタル信号に変換し、前記デジタル信号の出力値を前記所定の偏波状態に関連付けて記憶し、任意の偏波状態におけるローカル光の分岐比を算出して表示するローカル光分岐比測定手順（Ｓ３０２）と、
   を順に有する光コヒーレント検波器評価方法。
8. ２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、
   光源からの光の出力波長を変化させながら前記光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記光コヒーレント検波器の前記２つの入力光として前記２つの分岐光を出力する干渉用波長可変光出力手順（Ｓ４０１）と、
   前記２つの分岐光が前記光コヒーレント検波器で干渉されて出力された前記複数の干渉光をそれぞれ異なる入力端子に入力し、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換し、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換し、前記デジタル信号の出力値を前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶し、前記光源の各出力波長での前記デジタル信号の出力値を前記入力端子ごとに表示する干渉強度測定手順（Ｓ４０２）と、
   を順に有する光コヒーレント検波器評価方法。
9. ２つの入力光を干渉させて複数の干渉光を出力する光コヒーレント検波器（５０）の試験を行う光コヒーレント検波器評価方法であって、
   光源からの光の出力波長を変化させながら前記光源からの光を２つの分岐光に分岐し、前記分岐光のいずれか一方を、前記光コヒーレント検波器の入力光のいずれか一方として出力する波長可変光出力手順（Ｓ５０１）と、
   前記分岐光のいずれか一方が前記光コヒーレント検波器で分離されて出力された複数の出力光をそれぞれ異なる入力端子に入力し、前記入力端子ごとに電気信号に光電変換し、前記入力端子ごとにデジタル信号に変換し、偏波コントローラで前記光源からの光の偏波状態を変化させたときに最大となる前記各デジタル信号の出力値を、前記光源の出力波長及び前記入力端子に関連付けて記憶し、前記光源の出力強度及び前記デジタル信号の出力値を用いて前記光源の各出力波長での前記光コヒーレント検波器の各入出力端子間の損失を前記入力端子ごとに算出して表示する損失測定手順（Ｓ５０２）と、
   を順に有する光コヒーレント検波器評価方法。

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