JP5690388B2

JP5690388B2 - 試験装置

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Publication number: JP5690388B2
Application number: JP2013191507A
Authority: JP
Inventors: 伸増田; 和教塩田
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2031-01-11
Also published as: JP2013258776A

Description

本発明は、光信号出力装置、電気信号出力装置、および試験装置に関する。

従来、光信号にジッタを印加する場合、光信号と可変波長光源から出力される波長変調信号とを波長変換素子に入力させ、波長変換素子が出力する波長変換信号を、波長変換信号の波長に応じた遅延量で遅延させるデバイス等に入力していた（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１特開２００８−１５１６７０号公報

しかしながら、このような波長変換素子を用いる方法は、波長変換素子の変換効率が１０％以下程度なので効率が悪い。また、可変波長光源の出力光の波長を高速に変調させる場合は、可変波長光源として注入電流を変調させた半導体レーザを用いてもよいが、この場合、強度も同時に変調されてしまう欠点があった。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、ジッタを有する光パルスパターン信号を出力する光信号出力装置であって、周波数制御信号に応じた光周波数の光信号を出力する光源部と、光源部が出力した光信号を、指定されたパルスパターンに応じて変調する光変調部と、光変調部を通過した光信号を光周波数に応じて遅延させて、光信号にジッタを印加する光ジッタ発生部と、を備える光信号出力装置を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る光信号出力装置１００の構成例を示す。本実施形態に係る光信号出力装置１００に備えられる、光源部２００と、光強度調整部２１０の構成例を示す。本実施形態に係る光信号出力装置１００に備えられる、レーザ光源部１２０の注入電流Ｉに対する出力光強度Ｌの特性の例を示す。本実施形態に係る光信号出力装置１００に備えられる、光増幅部１３４の入力光強度に対する出力光強度の特性の例を示す。本実施形態に係る試験装置１０００の構成例を被試験デバイス１０と共に示す。本実施形態に係る試験装置１０００の第１の変形例を被試験デバイス１０と共に示す。本実施形態に係る試験装置１０００の第２の変形例を被試験デバイス１０と共に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る光信号出力装置１００の構成例を示す。光信号出力装置１００は、光周波数を変化させた光を発生させ、光周波数に応じたジッタを有する光パルスパターン信号を出力する。そして、光信号出力装置１００は、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えた光信号を変調して、光パルスパターン信号を出力する。光信号出力装置１００は、光源部２００と、光強度調整部２１０と、光変調部２２０と、光ジッタ発生部２３０とを備える。

光源部２００は、周波数制御信号に応じた光周波数の光信号を出力する。また、光源部２００は、周波数制御信号を光強度調整部２１０に送信してよい。

光強度調整部２１０は、光源部２００からの光信号の光強度変化を補償して、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えた光信号を光変調部２２０に出力する。

光変調部２２０は、光源部が出力した光信号を、指定されたパルスパターンに応じて変調する。光変調部２２０は、外部からの制御信号を受信して、制御信号に応じて光源部２００から出力されるレーザ光を変調してよい。光変調部２２０は、光変調器２２２と、パターン発生器２２４とを有する。

光変調器２２２は、パターン発生器２２４からのパルスパターン信号を受信して、レーザ光を変調させる。光変調器２２２は、光パルスパターン信号を出力してよい。光変調器２２２は、ＬｉＮｂＯ_３（ニオブ酸リチウム）、ＰｂＬａＺｒＴｉＯ系（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛：ＰＬＺＴ）等の強誘電体結晶に電界を印加して、屈折率を変化させることで当該強誘電体結晶を通過する光を変調する光変調器であってよい。

パターン発生器２２４は、外部からの制御信号に基づき、パルスパターン信号を光変調器２２２に出力する。パターン発生器２２４は、制御信号に応じて、予め定められたパターン信号を発生させてよい。これに代えて、パターン発生器２２４は、振幅値、立ち上がり／立ち下がり時間、パルス幅、およびデューティー等といったパターン信号のパラメータを受信して、受信したパラメータに応じたパターン信号を発生させてよい。

光ジッタ発生部２３０は、光変調部２２０を通過した光信号を光周波数に応じて遅延させて、当該光信号にジッタを印加する。光ジッタ発生部２３０は、グレーティング部２３２と、光サーキュレータ２３４とを有する。

グレーティング部２３２は、光の進行方向に対して周期的に屈折率を変化させた回折格子を含む。グレーティング部２３２は、ファイバブラッググレーティングでよい。グレーティング部２３２は、入力端から入力される入力光の光周波数に応じて、異なる量の遅延を当該入力光に与えて、遅延光として再び入力端に戻す。グレーティング部２３２は、長さ方向に異なる位置に形成された複数のファイバグレーティングを有してよい。

グレーティング部２３２は、一定の間隔で形成された複数のグレーティングを有して、ブラッグ格子を形成する。ブラッグ格子は、光ファイバの屈折率とグレーティングの周期との積を２倍にして得られる波長（ブラッグ波長）を中心とする狭帯域の光を反射する。即ち、グレーティング部２３２が有する複数のファイバグレーティングの各々では、それぞれ固有の波長（光周波数）の光が反射される。

グレーティング部２３２の入力端から複数のファイバグレーティングの各々までの距離は互いに異なるので、入力端から入力されてから再び入力端に至るまでの光の経路長は入力光の光周波数に応じて異なる。したがって、グレーティング部２３２は、入力された光信号の光周波数に応じて遅延させて、光周波数に応じたジッタを当該光信号に印加することができる。

これに代えて、グレーティング部２３２は、グレーティングの周期を変化させたチャープ・ファイバーブラッググレーティング（ＣＦＢＧ：Chirped Fiber Bragg Grating）であってよい。チャープ・ファイバーブラッググレーティングは、光の周波数に応じてファイバ中の反射位置を変えて出力するので、入力された光信号の光周波数に応じて遅延させて、光周波数に応じたジッタを当該光信号に印加することができる。

光サーキュレータ２３４は、光変調部２２０から出力された光パルスパターン信号を、グレーティング部２３２の入力端に入力させ、グレーティング部２３２の入力端から出力されるジッタが印加された光パルスパターン信号を受け取って出力光として外部に出力する。

以上のように、光信号出力装置１００は、光源部２００が印加すべきジッタに応じた光周波数のレーザ光を出力して光強度調整部２１０に出力する。光強度調整部２１０は、入力されるレーザ光の光周波数の変化に伴う強度変化を抑えたレーザ光を光変調部２２０に出力する。

光変調部２２０は、入力されるレーザ光を変調して光パルスパターン信号を光ジッタ発生部２３０に出力する。光ジッタ発生部２３０は、入力される光パルスパターン信号の光周波数に応じたジッタを当該光パルスパターン信号に印加して外部に出力する。これにより、光信号出力装置１００は、光周波数の変化させることによって光周波数に伴うジッタを印加しつつ、強度変化を抑えた光パルスパターン信号を出力できる。

光信号出力装置１００は、光ジッタ発生部２３０がファイバグレーティングを含む例を説明した。これに代えて、光ジッタ発生部２３０は、周波数分散値が連続的に変化する分散媒質を含んでよい。光ジッタ発生部２３０は、周波数分散値が連続的に変化する光ファイバであってよい。このような光ファイバは、入力端から入力される光信号の光周波数に応じた遅延を生じさせて、出力端から出力する。したがって、この場合、光信号出力装置１００は、光サーキュレータ２３４を用いずに光ファイバの出力端から出力光を外部に出力する。

これに代えて、光ジッタ発生部２３０は、長さの異なる複数の導波路を有し、入力光の光周波数に応じて、入力光を伝送させる導波路を変えるＡＷＧ（アレイド・ウェーブ・ガイド）を含んでもよい。光ジッタ発生部２３０は、入力される光周波数に応じて、異なる長さの導波路を伝送させることにより、光周波数に応じたジッタを印加して出力することができる。

図２は、本実施形態に係る光信号出力装置１００に備えられる、光源部２００と、光強度調整部２１０の構成例を示す。光源部２００は、レーザ光源部１２０と、光源駆動部２０２とを有する。

レーザ光源部１２０は、周波数制御信号に応じた光周波数のレーザ光を出力する。レーザ光源部１２０は、周波数制御信号に応じて変更された駆動電流が入力される半導体レーザを有してよい。レーザ光源部１２０は、注入される電流に応じた光周波数のレーザ光を出力する。レーザ光源部１２０は、発振モードが単一の半導体レーザを有してよい。例えば、レーザ光源部１２０は、共振器の反射面として回折格子を素子内に作り込み、回折格子で選択された波長を効率よく放出して単一縦モードで発振するＤＦＢ（Distributed FeedBack：分布帰還型）レーザまたはＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector：分布反射型）レーザを有する。

光源駆動部２０２は、レーザ光源部１２０を駆動する駆動電流を供給する。光源駆動部２０２は、制御信号発生部１１０と、電源部１４０と、スイッチ部１５０とを有する。

制御信号発生部１１０は、レーザ光源部１２０を駆動する駆動電流を変更する周波数制御信号を出力する。制御信号発生部１１０は、周波数制御信号を出力して、レーザ光源部１２０が出力する光出力の光周波数を制御する。制御信号発生部１１０は、周期信号の周波数制御信号を出力してよい。一例として、制御信号発生部１１０は、正弦波信号を周波数制御信号として出力する。

電源部１４０は、レーザ光源部１２０を駆動する駆動電流を出力する。電源部１４０は、直流電流を出力してよい。

スイッチ部１５０は、周波数制御信号を出力する制御信号発生部１１０とレーザ光源部１２０との間に備わり、周波数制御信号をレーザ光源部１２０に供給するか否かを切り換える。スイッチ部１５０がオン状態の場合、光信号出力装置１００は、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えて光信号を出力する。この場合、レーザ光源部１２０は、電源部１４０が出力する駆動電流に、制御信号発生部１１０が出力する周波数制御信号が重畳された駆動信号が入力され、駆動信号に応じたレーザ光を出力する。

スイッチ部１５０がオフ状態の場合、光源部２００は、周波数制御信号に応じて光強度が変更されたレーザ光を出力する。この場合、制御信号発生部１１０が周波数制御信号を発生させないことで、光源部２００は、一定強度のＣＷ光源として機能することができる。また、制御信号発生部１１０が周波数制御信号を周期的な変調信号として出力することで、光源部２００は、強度変調光源として機能することができる。

光強度調整部２１０は、入力光の光強度変化に応じた増幅率で入力光を増幅して、光源部２００が出力する光信号の光強度変化を抑えて出力してよい。また、光強度調整部２１０は、光源部２００からの入力光の増幅率を周波数制御信号に基づいて調整して、周波数制御信号に応じた光源部２００の光強度変化を抑えて出力してもよい。光強度調整部２１０は、位相反転部１３２と、光増幅部１３４と、制御信号増幅部１３６と、ドライバ部１３８とを有する。

位相反転部１３２は、周波数制御信号と逆相の強度制御信号を生成する。位相反転部１３２は、入力される周波数制御信号の位相をシフトして、周波数制御信号の位相を反転させる位相シフト装置を含んでよい。制御信号発生部１１０が発生する周波数制御信号が周期信号の場合、位相反転部１３２は、例えば周波数制御信号の位相を略１／２周期シフトすることで、周波数制御信号の逆相の強度制御信号を生成することができる。位相シフト装置は、電気信号を伝送する伝送ラインの電気長を変えて、出力する電気信号の位相を調整する位相調整器でよい。また、位相シフト装置は、遅延回路であってよい。

位相反転部１３２は、入力される周波数制御信号の正負を反転させるインバータ回路を含んでよい。位相反転部１３２は、周波数制御信号が周期信号でなくても、インバータ回路によって、周波数制御信号の逆送の強度制御信号を生成することができる。この場合においても、位相反転部１３２は、位相シフト装置を有してよく、位相シフト装置は、光増幅部１３４に到達する強度制御信号の位相を微調整してよい。

光増幅部１３４は、レーザ光源部１２０からのレーザ光の増幅率を周波数制御信号に基づき調整して、周波数制御信号に応じたレーザ光の強度の変化を抑えて出力する。光増幅部１３４は、入力レーザ光の強度の増加に伴って出力光の増幅率を減少させてよい。光増幅部１３４は、レーザ光源部から受け取ったレーザ光を、位相反転部１３２が出力する強度制御信号に応じた増幅率で増幅して出力する光増幅器を含む。光増幅器は、注入する電流に応じた増幅率で増幅する半導体光増幅器でよい。

制御信号増幅部１３６は、制御信号発生部１１０が発生させた周波数制御信号を増幅する。制御信号増幅部１３６は、光強度調整部２１０がレーザ光源部１２０からのレーザ光の強度変化を抑えるべく、位相反転部１３２が光増幅部１３４に入力すべき信号強度の強度制御信号を出力するように、周波数制御信号を増幅して位相反転部１３２に出力する。ここで、制御信号増幅部１３６は、１以下の増幅率で周波数制御信号を増幅してもよい。制御信号増幅部１３６は、電気信号を増幅する増幅器を有してよく、また、電気信号を減衰させる減衰器を有してもよい。

ドライバ部１３８は、光増幅部１３４のドライブ電流を出力する。ドライバ部１３８は、直流電流を出力してよい。光増幅部１３４は、ドライバ部１３８が出力する直流電流に、制御信号増幅部１３６が出力する増幅された周波数制御信号が重畳され、位相反転部１３２で逆相となった強度制御信号が入力される。

図３は、本実施形態に係る光信号出力装置１００に備えられる、レーザ光源部１２０の注入電流Ｉに対する出力光強度Ｌの特性の例を示す。図中の横軸は、レーザ光源部１２０へ注入する電流Ｉを示し、縦軸は、レーザ光源部１２０が出力する出力光強度Ｌを示す。

本例のレーザ光源部１２０は、注入される電流Ｉが閾値電流Ｉ_ｔを超えるとレーザ発振してレーザ光を出力する。レーザ光源部１２０は、注入される電流Ｉに比例した光強度Ｌのレーザ光を出力する。

一例として、電源部１４０は、予め定められた一定強度の駆動電流Ｉ_Ａをレーザ光源部１２０に供給して、Ａ点で示されるように光強度Ｌ_Ａのレーザ光を出力する。ここで、制御信号発生部１１０は、光周波数を制御する周波数制御信号として駆動電流Ｉ_Ａを変更する電流信号を出力する。

例えば、制御信号発生部１１０は、正弦波の変調電流Ｉ_Ｍを出力して駆動電流Ｉ_Ａに重畳する。これによって、レーザ光源部１２０は、光周波数を正弦波で変調したレーザ光を出力する。しかしながら、レーザ光源部１２０は、駆動電流Ｉ_Ａを変調電流Ｉ_Ｍで変調することで、出力光強度もＬ_Ｍに示すような強度変調信号として出力する。本実施形態に係る光信号出力装置１００は、このようなレーザ光の強度変化を、光強度調整部２１０で補償して、光周波数の変化に伴う強度変化を抑える。

図４は、本実施形態に係る光信号出力装置１００に備えられる、光増幅部１３４の入力光強度に対する出力光強度の特性の例を示す。図中の横軸は、光増幅部１３４に入力する入力光強度を示し、縦軸は、光増幅部１３４が出力する出力光強度を示す。

このように、光増幅部１３４は、入力光強度の増加に伴って出力光の増幅率を減少させ、増幅率が飽和する傾向を有する低飽和型の半導体光増幅器を含んでよい。これによって、光増幅部１３４は、強度変調信号Ｌ_Ｍが入力されると、光強度の振幅に応じた増幅率で増幅する。即ち、光増幅部１３４は、振幅光強度が小さくなることに応じて増幅率が高くなり、また、振幅光強度が大きくなることに応じて増幅率を低くする。これによって、光増幅部１３４は、入力された強度変調信号Ｌ_Ｍの強度変化を抑えることができる。

ここで、図中に示す低飽和型光増幅器の増幅率の特性は、光増幅部１３４に注入する電流に応じて、縦軸および横軸を平行移動させる傾向を有する。例えば、光増幅部１３４は、注入電流の増加に応じて増幅率を飽和させる入力光強度を増加させるので、増幅率の特性を横軸のプラス方向に移動させる。この場合、光増幅部１３４は、注入電流の増加に応じて飽和する出力光強度も増加させるので、増幅率の特性を縦軸のプラス方向に移動させる。

また、光増幅部１３４は、注入電流の減少に応じて増幅率を飽和させる入力光強度を減少させるので、増幅率の特性を横軸のマイナス方向に移動させる。この場合、光増幅部１３４は、注入電流の減少に応じて飽和する出力光強度も減少させるので、増幅率の特性を縦軸のマイナス方向に移動させる。したがって、ドライバ部１３８は、入力される強度変調信号Ｌ_Ｍに対して、光増幅部１３４が低飽和型増幅器として機能する注入電流を、光増幅部１３４に供給する。

光信号出力装置１００は、光増幅部１３４がこのような低飽和型の光増幅器としての機能を充分に持たない場合、あるいは、光増幅部１３４を飽和の傾向にさせるほど入力光強度が大きくなく、強度変化の抑制が不十分な場合等は、入力光の強度変化を打ち消すように光増幅部１３４の注入電流を制御してよい。

図３で説明したように、光増幅部１３４の入力光の強度変化は、周波数制御信号に応じて生じる。したがって、光増幅部１３４は、周波数制御信号に応じて光強度が変化する入力光に対して、周波数制御信号とは逆相のタイミングで増幅率を変化させることで、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えることができる。

そこで光信号出力装置１００は、制御信号発生部１１０から出力される周波数制御信号を、位相反転部１３２にて逆相にして、ドライバ部１３８から出力される光増幅部１３４の駆動電流に重畳させ、強度制御信号として光増幅部１３４に供給する。ここで、位相反転部１３２は、周波数制御信号に応じて入力光の光強度が減少する場合に光増幅部１３４の増幅率を上げ、入力光の光強度が増加する場合に光増幅部１３４の増幅率を下げるように、強度制御信号が光増幅部１３４に到達するタイミングを調節して光増幅部１３４に供給する。

また、制御信号増幅部１３６は、光増幅部１３４の出力光が略一定の光強度になるように、光増幅部１３４の増幅率を制御する強度制御信号の振幅強度を位相反転部１３２に出力させる。一例として、光信号出力装置１００は、光増幅部１３４が出力する出力光を予め測定して、制御信号増幅部１３６が光増幅部１３４の出力光を一定にさせる周波数制御信号の増幅率を予め調節してよい。

以上の本実施例において、光増幅部１３４は、低飽和型の半導体光増幅器を含むことを説明した。光増幅部１３４は、入力される光の強度の増加に伴って出力する光の増幅率を減少させる光ファイバ増幅器を更に含んでよい。例えば、希土類元素等を添加した光ファイバを備えた光ファイバ増幅器は、図４で説明したような入力光の増加に伴って増幅率が減少して飽和の傾向を示す特性を有する。

また、光ファイバ増幅器は、希土類添加光ファイバの長さ、または希土類添加ファイバを励起する励起光の光強度を調節することで、図４の飽和特性の縦軸および横軸を平行移動させる傾向を有する。例えば、光ファイバ増幅器は、希土類添加ファイバの長さを短くするか、または入力光を増幅させた増幅光を自身が吸収して減衰させる程度に長くすることによって、増幅率を飽和させる入力光強度を減少させるので、増幅率の特性を横軸のマイナス方向に移動させる。この場合、光ファイバ増幅部は、飽和する出力光強度も減少させるので、増幅率の特性を縦軸のマイナス方向に移動させる。

また、光ファイバ増幅器は、励起光強度の減少に応じて、増幅率を飽和させる入力光強度を減少させるので、増幅率の特性を横軸のマイナス方向に移動させる。この場合、光ファイバ増幅部は、飽和する出力光強度も減少させるので、増幅率の特性を縦軸のマイナス方向に移動させる。

また、光ファイバ増幅器は、励起光強度の増加に応じて、増幅率を飽和させる入力光強度を増加させるので、増幅率の特性を横軸のプラス方向に移動させる。この場合、光ファイバ増幅器は、飽和する出力光強度も増加させるので、増幅率の特性を縦軸のプラス方向に移動させる。

したがって、光信号出力装置１００は、入力される強度変調信号Ｌ_Ｍに対して、光増幅部１３４が低飽和型増幅器として機能する希土類添加光ファイバの長さおよび希土類添加ファイバを励起する励起光の光強度を予め設定してよい。これによって、光増幅部１３４は、半導体光増幅器において光周波数の変化に伴う強度変化を抑えきれない場合に、半導体光増幅器が出力するレーザ光の強度変化を光ファイバ増幅器によって抑えることができる。

以上のように、光信号出力装置１００は、複数の光増幅器を含むことで、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えたレーザ光を出力してよい。また、光信号出力装置１００は、複数の光ファイバ増幅器を含んでよい。

このように、光信号出力装置１００は、光周波数の変調幅を増大させて光強度変化が増大した場合においても、複数の光増幅器の低飽和特性を用いることで、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えたレーザ光を出力することができる。また、光増幅部１３４は、半導体光増幅器を含まずに、複数の光ファイバ増幅器を含んで光周波数の変化に伴う強度変化を抑えてもよい。

以上の本実施形態に係る光信号出力装置１００によれば、光増幅部１３４を低飽和型増幅器としての機能させること、および／または光増幅部１３４の増幅率を入力光の強度変化に応じて変化させることで、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えたレーザ光を光変調部２２０に出力することができる。

これによって、光信号出力装置１００は、光周波数を周波数制御信号に応じて変化させつつ、光周波数の変化に応じた光強度の変化を抑えた光信号を、光パルスパターン信号として光ジッタ発生部２３０に出力することができる。また、光信号出力装置１００は、光パルスパターン信号の光周波数に応じたジッタを、当該光パルスパターン信号に印加して外部に出力することができる。即ち、光信号出力装置１００は、周波数制御信号に応じたジッタを印加した光パルスパターン信号を発生させることができる。

このように、光信号出力装置１００は、複雑なフィードバック回路を用いずに、ジッタを印加した光パルスパターン信号を発生させることができる。したがって、光信号出力装置１００は、印加するジッタにはフィードバック回路の制限がないので、例えば、光パルスパターン信号の１周期に相当する程度のジッタを発生させて光信号に印加することもできる。

また、光源部２００は、スイッチ部１５０をオフにすることで、ＣＷ光源として機能させることもできる。また、光信号出力装置１００は、スイッチ部１５０をオフにして、制御信号発生部１１０の周波数制御信号を周期的な変調信号として出力することで、強度変調光源として機能することができる。また、光信号出力装置１００は、制御信号発生部１１０からの周波数制御信号の発生を停止することで、光源部２００から光周波数が一定のＣＷ光源を発生させ、ジッタを印加しない状態の光パルスパターン信号を出力させてもよい。

以上の本実施形態に係る光信号出力装置１００は、ジッタを印加した光パルスパターン信号を発生させることを説明した。ここで、このような光信号出力装置１００が発生する光ジッタが印加された光信号を電気信号に変換する光電変換部を更に備えることで、ジッタを含む電気信号を出力する電気信号発生装置としての機能を有してよい。これによって、フィードバック回路等による帯域制限を受けずにジッタを印加したパルスパターン信号を発生させることができる。

図５は、本実施形態に係る試験装置１０００の構成例を被試験デバイス１０と共に示す。本例の試験装置１０００は、図１および図２に示された光信号出力装置１００と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。試験装置１０００は、アナログ回路、デジタル回路、メモリ、およびシステム・オン・チップ（ＳＯＣ）等であって、光インターフェースを持つ被試験デバイス１０を試験する。

被試験デバイス１０は、アナログ回路、デジタル回路、メモリ、およびシステム・オン・チップ（ＳＯＣ）等のうちのすくなくとも１つと、光インターフェースとを組み合わせた回路であってもよい。被試験デバイス１０は、光信号を授受する１以上の光入出力部１２を備える。また、被試験デバイス１０は、電気信号を授受する１以上の入出力端子１４を備えてよい。ここで入出力端子１４は、半田バンプ、ランド、またはコネクタ等であってよい。

試験装置１０００は、光試験信号を被試験デバイス１０の光入出力部１２に供給すると共に、被試験デバイス１０の光入出力部１２から出力される光応答信号を受け取って光電変換した電気の応答信号を受信して、期待値と比較することで被試験デバイス１０の良否を判定する。また、試験装置１０００は、被試験デバイス１０への電源の供給、試験の開始／終了等の制御信号を、被試験デバイス１０の入出力端子１４に供給してもよい。試験装置１０００は、光信号出力装置１００と、試験部５００と、光インターフェース部５３０と、光電変換部５４０とを備える。

光信号出力装置１００は、被試験デバイス１０を試験する光試験信号を出力する。光信号出力装置１００は、光周波数の変化に伴う強度変化を抑えつつ、光周波数の変化に応じたジッタを印加した光パルスパターン信号を出力する。光信号出力装置１００は、試験部５００の試験開始信号に応じて光信号を出力してよく、また、試験部５００の試験終了信号に応じて光信号の出力を停止してよい。

光信号出力装置１００が有する光変調部２２０は、試験部５００から試験信号を受信して、試験信号に応じて光強度調整部２１０から出力される光周波数の変化に伴う強度変化を抑えたレーザ光を変調してよい。光信号出力装置１００は、ジッタを印加した光パルスパターン信号を光インターフェース部５３０に出力する。

光インターフェース部５３０は、光信号出力装置１００が出力する光試験信号を被試験デバイス１０の光入力部に伝送すると共に、被試験デバイス１０が出力する光応答信号を受け取って出力する。光インターフェース部５３０は、被試験デバイス１０を搭載する。光インターフェース部５３０は、一例として、被試験デバイス１０を吸着して固定する。光インターフェース部５３０は、光試験信号として受信した光パルスパターン信号を被試験デバイス１０の光入出力部１２に伝送すると共に、被試験デバイス１０が光入出力部１２から出力する光応答信号を受け取って出力する。

光インターフェース部５３０は、被試験デバイス１０が備える光入出力部１２の数以上の光入出力部５３２を有してよい。また、光インターフェース部５３０は、電気信号を被試験デバイス１０と授受して試験を実行する場合は、被試験デバイス１０が備える入出力端子１４の数以上の入出力端子５３４をさらに有してよい。

光入出力部５３２は、被試験デバイス１０と光信号を授受する。光入出力部５３２は、例えば、レンズ、プリズム、および／またはミラー等によって、空間を伝搬する光ビームとして光信号を出力する。これに代えて光入出力部５３２は、光伝送路の出力端を被試験デバイス１０の光入出力部１２の近傍または光入出力部１２に接触する位置に配置して、光信号を渡してよい。

ここで光入出力部５３２は、光伝送路の出力端にコリメートレンズを備えて被試験デバイス１０の光入出力部１２と光信号を授受してもよい。また、光入出力部５３２は、光入出力部１２がコネクタである場合、光入出力部１２と勘合するコネクタであってよい。

入出力端子５３４は、被試験デバイス１０の入出力端子１４と電気的に接続して電気信号を授受する。入出力端子５３４は、光試験信号に比べて周波数の低いクロック信号、試験の開始、停止、中断等を指示する制御信号、および／または電源等を被試験デバイス１０に供給してよい。

入出力端子５３４は、被試験デバイス１０の入出力端子１４と直接接触する端子、プローブ、カンチレバー、またはメンブレンバンプ等であってよい。また、入出力端子５３４は、入出力端子１４がコネクタである場合、入出力端子１４と勘合するコネクタであってよい。

光電変換部５４０は、光インターフェース部５３０が出力する光応答信号を電気信号の応答信号に変換して試験部５００に送信する。光電変換部５４０は、一例として、フォトダイオードによって光応答信号を応答信号に変換する。これに代えて、光電変換部５４０は、ＣＣＤ等のイメージセンサでよく、この場合、光電変換部５４０は、複数の光伝送路によって複数の光応答信号を受光して複数の応答信号に変換してよい。

試験部５００は、試験信号を出力すると共に、試験信号に応じた応答信号を受け取って期待値と比較する。試験部５００は、一例として、ワークステーション等の外部のコンピュータまたは記憶装置等から試験に用いる試験プログラムを取得して、もしくは、ユーザからの入力により試験プログラムを取得して、当該プログラムを実行することにより、試験信号を出力する。試験部５００は、制御部５０２と、試験信号発生部５０４と、信号受信部５０６と、期待値比較部５０８とを有する。

制御部５０２は、試験装置１０００が備える複数の装置の動作タイミング等を指示する制御信号を送信して試験プログラムを実行する。また、制御部５０２は、試験結果を受信してユーザに表示してよく、外部のコンピュータまたは記憶装置等に転送および記録してよい。

試験信号発生部５０４は、被試験デバイス１０を試験する試験信号を発生する。試験信号発生部５０４は、試験プログラムにより指定された試験パターンデータ、試験シーケンス等に基づいて、光信号の試験に用いられる試験信号を発生させる。試験信号発生部５０４は、一例として、光変調部２２０にパルスパターン信号のパラメータを送信する。試験信号発生部５０４は、試験信号に応じて被試験デバイス１０が出力する応答信号の期待値を生成して期待値比較部５０８に送信してよい。

信号受信部５０６は、光電変換部５４０が送信する応答信号を受信する。信号受信部５０６は、受信信号を期待値比較部５０８に送信する。

期待値比較部５０８は、信号受信部５０６が受信した受信信号を期待値と比較する。期待値比較部５０８は、期待値を試験信号発生部５０４から受信する。制御部５０２は、期待値比較部５０８の比較結果に基づき、被試験デバイス１０の良否を判定してよい。

以上の本実施形態の試験装置１０００によれば、光入出力部１２を有する被試験デバイスに、ジッタを印加した光試験信号を送信して、光試験信号に応じた光応答信号を受信する光試験を実行することができる。また、試験装置１０００は、電気信号の試験を実行する試験部５００に、光信号出力装置１００と、光インターフェース部５３０と、光電変換部５４０とを組み合わせることで、このような光試験を実行することができる。

図６は、本実施形態に係る試験装置１０００の第１の変形例を被試験デバイス１０と共に示す。本例の試験装置１０００は、図５に示された試験装置１０００と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。試験装置１０００は、入力した光信号を、指定されたパルスパターンに応じて変調する光変調器２２２を有する被試験デバイス１０を試験する。試験装置１０００は、光源部２００と、光強度調整部２１０と、光ジッタ発生部２３０と、試験部５００と、光インターフェース部５３０とを備える。

光源部２００は、周波数制御信号に応じた光周波数の光信号を被試験デバイス１０の光変調器２２２へと出力する。光源部２００は、試験部５００から受信する制御信号に応じて、周波数制御信号に応じた光周波数のレーザ光を光強度調整部２１０に出力する。光強度調整部２１０は、光源部２００が出力するレーザ光の周波数制御信号に応じた強度変化を抑えて光インターフェース部５３０に出力する。

光インターフェース部５３０は、光源部２００が出力する光信号を被試験デバイス１０の光入力部に伝送する。即ち、光インターフェース部５３０は、光強度調整部２１０が出力する光信号を受け取って、光入出力部５３２を介して被試験デバイス１０の光入出力部１２へと送信する。

被試験デバイス１０は、受信した光信号を、自身が有する光変調器２２２で変調して、光入出力部１２から出力する。光変調器２２２は、外部から入力される制御信号に応じて光信号を変調して良い。光変調器２２２は、入力される光信号を変調した光パルスパターン信号を、光試験信号として出力してよい。光インターフェース部５３０は、被試験デバイス１０が出力する光信号を受け取って光ジッタ発生部２３０に出力する。

光ジッタ発生部２３０は、光変調器２２２を通過した光試験信号を光周波数に応じて遅延させて、光周波数に応じたジッタを光試験信号に印加する。光ジッタ発生部２３０は、ジッタを印加した光試験信号を、光インターフェース部５３０に送信する。光インターフェース部５３０は、光ジッタ発生部２３０が出力する光信号を被試験デバイス１０の光入力部に伝送する。即ち、光インターフェース部５３０は、光ジッタ発生部２３０が出力する光試験信号を受け取って、光入出力部５３２を介して被試験デバイス１０の光入出力部１２へと送信する。

試験部５００が有する試験信号発生部５０４は、光インターフェース部５３０を介して被試験デバイス１０に電気信号の試験信号を送信する。試験信号発生部５０４は、パルスパターン発生器を含み、パルスパターン信号を被試験デバイス１０に送信してよい。被試験デバイス１０は、受信したパルスパターン信号を光変調器２２２に送信する。光変調器２２２は、受信したパルスパターン信号に応じて、入力される光信号を変調する。

以上の本変形例の試験装置１０００は、被試験デバイス１０が有する光変調部２２０で生成された光試験信号に、ジッタを印加してから被試験デバイス１０に戻す光ループバック試験を実行することができる。試験部５００は、このような光ループバック試験の結果を、光インターフェース部５３０を介して電気信号として受信してよい。試験装置１０００は、電気信号の試験を実行する試験部５００に、光源部２００と、光強度調整部２１０と、光ジッタ発生部２３０と、光インターフェース部５３０とを組み合わせることで、このような光試験を実行することができる。

図７は、本実施形態に係る試験装置１０００の第２の変形例を被試験デバイス１０と共に示す。本例の試験装置１０００は、図１および図２の光信号出力装置と、図５および図６に示された試験装置１０００と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。試験装置１０００は、デバイス光源１６と、入力した光信号を指定されたパルスパターンに応じて変調する光変調器２２２とを有する被試験デバイス１０を試験する。被試験デバイス１０は、レーザ光源部１２０と略同一のデバイス光源１６を有してよい。

試験装置１０００は、光源駆動部２０２と、光強度調整部２１０と、光ジッタ発生部２３０と、試験部５００と、光インターフェース部５３０とを備える。光源駆動部２０２は、周波数制御信号に応じた光周波数の光信号をデバイス光源１６から出力させるように、変調した駆動電流をデバイス光源１６に印加する。光源駆動部２０２は、直流電流に周波数制御信号を重畳した駆動信号を、光インターフェース部５３０を介してデバイス光源１６に供給してよい。また、光源駆動部２０２は、周波数制御信号を光強度調整部２１０に送信してよい。

デバイス光源１６は、周波数制御信号に応じた光周波数の光信号を被試験デバイス１０の光変調器２２２へと出力する。光変調器２２２は、外部から入力される制御信号に応じて光信号を変調して良い。光変調器２２２は、入力される光信号を変調した光パルスパターン信号を、光試験信号として光インターフェース部５３０に送信する。

光インターフェース部５３０は、被試験デバイス１０が出力する光試験信号を受け取って光強度調整部２１０に出力する。光強度調整部２１０は、被試験デバイス１０から出力される光パルスパターン信号の光周波数に応じた強度変化を抑えて光ジッタ発生部２３０に送信する。光強度調整部２１０は、光源駆動部２０２から受信する周波数制御信号に基づいて、光パルスパターン信号の光周波数に応じた強度変化を抑えてよい。

光ジッタ発生部２３０は、デバイス光源１６からの光信号を光変調器２２２が変調して出力した光試験信号を、光周波数に応じて遅延させて、光周波数に応じたジッタを当該光試験信号に印加する。光ジッタ発生部２３０は、ジッタを印加した光試験信号を、光インターフェース部５３０に送信する。

光インターフェース部５３０は、光ジッタ発生部２３０が出力する光試験信号を被試験デバイス１０の光入力部にそれぞれ伝送する。以上の本変形例の試験装置１０００は、被試験デバイス１０が有するデバイス光源１６および光変調部２２０で生成された光試験信号に、ジッタを印加してから被試験デバイス１０に戻す光ループバック試験を実行することができる。

試験部５００は、このような光ループバック試験の結果を、光インターフェース部５３０を介して電気信号として受信してよい。試験装置１０００は、電気信号の試験を実行する試験部５００に、光源駆動部２０２と、光強度調整部２１０と、光ジッタ発生部２３０と、光インターフェース部５３０とを組み合わせることで、このような光試験を実行することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。本願によれば、以下の構成もまた開示される。
（項目１）
デバイス光源と、入力した光信号を指定されたパルスパターンに応じて変調する光変調部と、を有する被試験デバイスを試験する試験装置であって、
周波数制御信号に応じた光周波数の光信号を前記デバイス光源から出力させるように、変調した駆動電流を前記デバイス光源に印加する光源駆動部と、
前記デバイス光源からの光信号を前記光変調部が変調して出力した光試験信号を、前記光周波数に応じて遅延させて、前記光周波数に応じたジッタを前記光試験信号に印加する光ジッタ発生部と、
前記光ジッタ発生部が出力する光試験信号を前記被試験デバイスの光入力部にそれぞれ伝送すると共に、前記被試験デバイスが出力する光試験信号を受け取って出力する光インターフェース部と、
を備える試験装置。
（項目２）
前記デバイス光源からの光信号の光強度変化を補償して、前記光周波数の変化に伴う強度変化を抑えた光信号を出力する光強度調整部を備え、
前記光強度調整部は、前記デバイス光源からの入力光の増幅率を前記周波数制御信号に基づいて調整して、前記周波数制御信号に応じた前記デバイス光源の光強度変化を抑えて出力する項目１に記載の試験装置。

１０被試験デバイス、１２光入出力部、１４入出力端子、１６デバイス光源、１００光信号出力装置、１１０制御信号発生部、１２０レーザ光源部、１３２位相反転部、１３４光増幅部、１３６制御信号増幅部、１３８ドライバ部、１４０電源部、１５０スイッチ部、２００光源部、２０２光源駆動部、２１０光強度調整部、２２０光変調部、２２２光変調器、２２４パターン発生器、２３０光ジッタ発生部、２３２グレーティング部、２３４光サーキュレータ、５００試験部、５０２制御部、５０４試験信号発生部、５０６信号受信部、５０８期待値比較部、５３０光インターフェース部、５３２光入出力部、５３４入出力端子、５４０光電変換部、１０００試験装置

Claims

入力した光信号を、指定されたパルスパターンに応じて変調する光変調部を有する被試験デバイスを試験する試験装置であって、
周波数制御信号に応じた光周波数の光信号を前記被試験デバイスの前記光変調部へと出力する光源部と、
前記光変調部を通過した光試験信号を前記光周波数に応じて遅延させて、前記光周波数に応じたジッタを前記光試験信号に印加する光ジッタ発生部と、
前記光源部および前記光ジッタ発生部がそれぞれ出力する光信号を前記被試験デバイスの光入力部にそれぞれ伝送すると共に、前記被試験デバイスが出力する光信号を受け取って出力する光インターフェース部と、
を備える試験装置。
前記光源部からの光信号の光強度変化を補償して、前記光周波数の変化に伴う強度変化を抑えた光信号を出力する光強度調整部を備え、
前記光強度調整部は、前記光源部からの入力光の増幅率を前記周波数制御信号に基づいて調整して、前記周波数制御信号に応じた前記光源部の光強度変化を抑えて出力する請求項１に記載の試験装置。
前記光強度調整部は、入力光の光強度変化に応じた増幅率で前記入力光を増幅して、前記光信号の光強度変化を抑えて出力する請求項２に記載の試験装置。
前記光強度調整部は、前記周波数制御信号と逆相の強度制御信号に応じた増幅率で前記入力光を増幅して、前記光信号の光強度変化を抑えて出力する請求項２または３に記載の試験装置。
前記光強度調整部は、注入する電流に応じた増幅率で増幅する半導体光増幅器を含む請求項２から４のいずれか１項に記載の試験装置。
前記光強度調整部は、入力される光の強度の増加に伴って出力する光の増幅率を減少させる光ファイバ増幅器を含む請求項２から５のいずれか１項に記載の試験装置。
前記光源部は、前記周波数制御信号に応じて変更された駆動電流が入力される半導体レーザを有する請求項１から６のいずれか一項に記載の試験装置。
前記周波数制御信号を前記光源部に供給するか否かを切り換えるスイッチ部を更に備える請求項１から７のいずれか一項に記載の試験装置。
前記光ジッタ発生部は、光の進行方向に対して周期的に屈折率を変化させた回折格子を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の試験装置。
前記光ジッタ発生部は、ファイバブラッググレーティングを有する請求項９に記載の試験装置。
前記光ジッタ発生部は、周波数分散値が連続的に変化する分散媒質を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の試験装置。
前記被試験デバイスと電気的に接続して電気信号を授受する入出力端子と、
前記入出力端子を介して前記被試験デバイスとの間で電気信号を授受して前記被試験デバイスを試験する試験部と、
を更に備える請求項１から１１のいずれか１項に記載の試験装置。