JP5715660B2 - Optical sampling apparatus and optical sampling method - Google Patents
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Description
本発明は、電界吸収型光変調器に被測定光信号とサンプリング用光パルスを入射して、被測定光信号のサンプリングを行なう技術に関し、特に、電界吸収型光変調器内の光結合損失の変化やサンプリング用光パルスに対する吸収飽和特性の変化による測定再現性の低下を防止するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for sampling an optical signal to be measured by inputting the optical signal to be measured and a sampling optical pulse to the electroabsorption optical modulator, and more particularly to optical coupling loss in the electroabsorption optical modulator. The present invention relates to a technique for preventing a decrease in measurement reproducibility due to a change or a change in absorption saturation characteristic with respect to a sampling light pulse.
電界吸収型光変調器（ＥＡ変調器）の相互吸収飽和特性を用いて光信号のサンプリングを行なう技術が従来より種々提案されている。 Various techniques for sampling an optical signal using the mutual absorption saturation characteristics of an electroabsorption optical modulator (EA modulator) have been proposed.
電界吸収型光変調器の相互吸収飽和特性とは、電界吸収型光変調器の光導波路に入射する光の強度によって光導波路中の光の吸収が変化し、光導波路に入射された別の光の透過率が変化する現象である。通常は光の強度が増加すると吸収が低下し、ピークパワーの大きな光パルスを入射することによって透過率が大きく変化し、光ゲートスイッチとして動作させることができる。 The mutual absorption saturation characteristic of an electroabsorption optical modulator means that the absorption of light in the optical waveguide changes depending on the intensity of light incident on the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator, and another light incident on the optical waveguide. This is a phenomenon in which the transmittance of the liquid crystal changes. In general, when the light intensity increases, the absorption decreases, and the transmittance changes greatly when a light pulse having a large peak power is incident, and the light gate switch can be operated.
この電界吸収型光変調器の電極に逆バイアス電圧を予め印加して光がほとんど透過しない状態（オフ状態）としておき、所定強度のサンプリング用光パルスを電界吸収型光変調器の光導波路に入射すると、サンプリング用光パルスが入射された時に光導波路は光が透過する状態（オン状態）となるので、別途電界吸収型光変調器の光導波路に入射された被測定光信号をサンプリングすることができる。 A reverse bias voltage is applied in advance to the electrode of the electroabsorption optical modulator so that light is hardly transmitted (off state), and a sampling optical pulse having a predetermined intensity is incident on the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator. Then, when the sampling optical pulse is incident, the optical waveguide is in a state where light is transmitted (ON state). Therefore, it is possible to separately sample the measured optical signal incident on the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator. it can.
図２３の（ａ）、（ｂ）は、電界吸収型光変調器を用いた光サンプリング装置の構成例である。 23A and 23B are configuration examples of an optical sampling device using an electroabsorption optical modulator.
図２３の（ａ）は、入射する被測定光信号Ｐｘの波長λｘに対して、光パルス発生部１１から一定周期Ｔｓで出射されるサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の波長λｓが異なっている場合に用いられる構成であり、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）と被測定光信号Ｐｘとを光合波部１２で合波して電界吸収型光変調器１３の一端側に入力する。 In FIG. 23A, the wavelength λs of the sampling optical pulse Ps (i) emitted from the optical pulse generator 11 with a constant period Ts is different from the wavelength λx of the incident optical signal Px to be measured. The sampling optical pulse Ps (i) and the measured optical signal Px are combined by the optical multiplexer 12 and input to one end side of the electroabsorption optical modulator 13.
電界吸収型光変調器１３は、前記した相互吸収飽和特性により被測定光信号Ｐｘに対して光サンプリングゲートとして動作し、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）が所定強度以上で入射された時に被測定光信号を通過させる。以下、このサンプリングされた被測定光信号Ｐｘをサンプル光Ｐｘ（ｉ）という。また、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）のうちの一部も電界吸収型光変調器１３を通過して他端側から出射する。以下、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）のうち電界吸収型光変調器１３を通過した成分を通過光パルスＰｓ（ｉ）′という。 The electroabsorption optical modulator 13 operates as an optical sampling gate for the optical signal Px to be measured due to the mutual absorption saturation characteristics described above, and the optical signal to be measured is measured when the sampling optical pulse Ps (i) is incident at a predetermined intensity or more. Pass the optical signal. Hereinafter, the sampled optical signal Px to be measured is referred to as sample light Px (i). A part of the sampling light pulse Ps (i) also passes through the electroabsorption optical modulator 13 and is emitted from the other end side. Hereinafter, the component of the sampling light pulse Ps (i) that has passed through the electroabsorption optical modulator 13 is referred to as a passing light pulse Ps (i) ′.
この電界吸収型光変調器１３の他端から出射された光は波長フィルタ１４に入射され、サンプル光Ｐｘ（ｉ）の波長成分（λｘ）だけが抽出されて受光器１５に入射され、その強度に対応した大きさの電気信号Ｅｘ（ｉ）に変換される。
The light emitted from the other end of the electroabsorption modulator 13 is incident on the
一方、図２３の（ｂ）の構成は、被測定光信号Ｐｘとサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の波長が同一でも異なっていても対応できる構成であり、被測定光信号Ｐｘを電界吸収型光変調器１３の一端に入射し、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を、方向性結合型の光合分波部１７を介して電界吸収型光変調器１３の他端に入射している。
On the other hand, the configuration of FIG. 23B is a configuration that can cope with the measured optical signal Px and the sampling optical pulse Ps (i) having the same or different wavelengths, and the measured optical signal Px is electroabsorption type. The light is incident on one end of the optical modulator 13, and the sampling optical pulse Ps (i) is incident on the other end of the electroabsorption optical modulator 13 via the directional coupling type optical multiplexing /
この構成の場合でも、電界吸収型光変調器１３は、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）が所定強度以上で入射された時にオン状態となり、サンプル光Ｐｘ（ｉ）を他端側から出射する。ただし、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の成分は電界吸収型光変調器１３に対する入射方向の違いにより他端側に出射さないので、そのサンプル光Ｐｘ（ｉ）を光合分波部１７を介して受光器１５に入射して、電気信号Ｅｘ（ｉ）に変換する。
Even in this configuration, the electroabsorption optical modulator 13 is turned on when the sampling light pulse Ps (i) is incident at a predetermined intensity or more, and emits the sample light Px (i) from the other end side. However, since the component of the sampling light pulse Ps (i) is not emitted to the other end side due to the difference in the incident direction with respect to the electroabsorption optical modulator 13, the sample light Px (i) is passed through the optical multiplexing /
ここで、被測定光信号Ｐｘの波形の繰り返し周期Ｔｘに対してサンプリング周期Ｔｓを十分短くでき、且つ受光器１５およびそれに続く回路の応答速度がそのサンプリング周期Ｔｓに対応していればよいが、実際にはそのような高速なサンプリングを行なうことは極めて困難である。このため、被測定光信号Ｐｘの波形の繰り返し周期Ｔｘの整数倍（Ｎ・Ｔｘ）に対して所定時間差Δｔをもつサンプリング周期Ｔｓでサンプリングを行うことで、実質的にΔｔの時間間隔のサンプリング値を得る等価サンプリング方式が用いられる。
Here, it is sufficient that the sampling period Ts can be sufficiently shortened with respect to the repetition period Tx of the waveform of the optical signal to be measured Px, and the response speed of the
即ち、図２４の（ａ）のような一定周期で同じ波形が繰り返される被測定光信号Ｐｘに対し、図２４の（ｂ）のように、被測定光信号Ｐｘの波形の繰り返し周期の整数倍に対してして時間差Δｔをもつ周期のサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を与えることで得られるサンプル光Ｐｘ（ｉ）のエンベロープは、図２４の（ｃ）の破線で示すように、被測定光信号Ｐｘの時間軸が拡大された波形となり、低速の受光器でエンベロープ波形を測定することが出来る。これにより被測定光信号の波形を測定することが出来る。 That is, for the measured optical signal Px in which the same waveform is repeated at a constant period as shown in FIG. 24A, an integral multiple of the repetition period of the waveform of the measured optical signal Px as shown in FIG. On the other hand, the envelope of the sample light Px (i) obtained by giving the sampling light pulse Ps (i) having a period having the time difference Δt is measured as shown by the broken line in FIG. The waveform of the optical signal Px is expanded, and the envelope waveform can be measured with a low-speed light receiver. Thereby, the waveform of the optical signal to be measured can be measured.
なお、上記のように、電界吸収型光変調器を用いて光信号を等価サンプリング方式でサンプリングする技術は、次の特許文献１、２等に開示されている。
As described above, techniques for sampling an optical signal using an electroabsorption optical modulator by an equivalent sampling method are disclosed in
上記のように電界吸収型光変調器を用いて光信号をサンプリングするものにおいて、電界吸収型光変調器に入射するサンプリング用光パルスの強度が変化すると、電界吸収型光変調器のゲートが開いた時の光透過率およびゲートの時間幅が変化する。 When an optical signal is sampled using an electroabsorption optical modulator as described above, the gate of the electroabsorption optical modulator opens when the intensity of the sampling optical pulse incident on the electroabsorption optical modulator changes. The light transmittance at the time and the time width of the gate change.
また、たとえ、光パルス発生器の出力端や電界吸収型光変調器の入力端でサンプリング用光パルスの強度を一定に保った場合でも、温度変化や経時変化によって電界吸収型光変調器内の光結合損失が変化したり、サンプリング用光パルスによる吸収飽和特性が変化すると、ゲート開時の光透過率およびゲートの時間幅が変化する。 Even if the intensity of the sampling optical pulse is kept constant at the output end of the optical pulse generator or the input end of the electroabsorption optical modulator, the internal capacitance of the electroabsorption optical modulator is changed due to temperature change or change over time. When the optical coupling loss changes or the absorption saturation characteristic due to the sampling light pulse changes, the light transmittance when the gate is opened and the gate time width change.
これらの要因による光透過率や時間幅の変化により、測定波形の振幅や時間分解能が変化し、高速の被測定光信号を再現性よくサンプリングすることが出来なくなるという問題があった。 Due to the change in the light transmittance and time width due to these factors, the amplitude and time resolution of the measurement waveform are changed, and it is impossible to sample a high-speed optical signal to be measured with good reproducibility.
本発明は、この問題を解決して、サンプリング用光パルスの強度変化、電界吸収型光変調器内の光結合損失変化や吸収飽和特性変化があっても、高速の被測定光信号を再現性よく測定することができる光サンプリング装置および光サンプリング方法を提供することを特徴とする。 The present invention solves this problem, and even if there is a change in the intensity of a sampling light pulse, a change in optical coupling loss in an electroabsorption optical modulator, or a change in absorption saturation characteristic, a high-speed optical signal to be measured can be reproduced. An optical sampling apparatus and an optical sampling method capable of well measuring are provided.
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の光サンプリング装置は、
サンプリング用光パルス（Ｐｓ（ｉ））を所定周期で出射する光パルス発生部（２１）と、
相互吸収飽和特性を有する電界吸収型光変調器（２３）と、
被測定光信号（Ｐｘ）および前記サンプリング用光パルスを前記電界吸収型光変調器の光導波路に入射させて、前記被測定光信号に対するサンプリングを行なわせ、該サンプリングで得られたサンプル光（Ｐｘ（ｉ））を出射させる入出射インタフェース部（２４）と、
前記入出射インタフェース部から出射された前記サンプル光の強度を検出するサンプル光強度検出部（３０、４０）とを備えた光サンプリング装置において、
前記光パルス発生部は、前記サンプリング用光パルスの強度を可変制御できるように構成され、
前記入出射インタフェース部は、前記サンプリング用光パルスのうち、前記電界吸収型光変調器を通過した成分である通過光パルス（Ｐｓ（ｉ）′）を前記サンプル光と区別して出射するように構成され、
さらに、
前記通過光パルスの強度を検出する通過光パルス強度検出部（３１、４０）と、
前記光パルス発生部を制御して前記サンプリング用光パルスの強度を可変して、前記通過光パルス強度検出部で検出される強度を測定する入出力特性測定手段（３２）と、
前記入出力特性測定手段の測定結果から、前記通過光パルス強度検出部で検出される強度が増加し始める前記サンプリング用光パルスの強度のしきい値を求めるしきい値算出手段（３３）と、
前記しきい値算出手段で求めたしきい値に基づいて、前記被測定光信号のサンプリングに用いる前記サンプリング用光パルスの強度を設定する光パルス強度設定手段（３４）とを設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical sampling device according to
An optical pulse generator (21) for emitting sampling optical pulses (Ps (i)) at a predetermined period;
An electroabsorption optical modulator (23) having a mutual absorption saturation characteristic;
The optical signal to be measured (Px) and the sampling optical pulse are made incident on the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator to sample the optical signal to be measured, and the sample light (Px) obtained by the sampling is obtained. An input / output interface section (24) for emitting (i));
In an optical sampling apparatus comprising a sample light intensity detection unit (30, 40) for detecting the intensity of the sample light emitted from the input / output interface unit,
The optical pulse generator is configured to variably control the intensity of the sampling optical pulse,
The entrance / exit interface unit is configured to emit a passing light pulse (Ps (i) ′), which is a component that has passed through the electroabsorption optical modulator, out of the sampling light pulse, separately from the sample light. And
further,
A passing light pulse intensity detector (31, 40) for detecting the intensity of the passing light pulse;
An input / output characteristic measuring means (32) for controlling the optical pulse generator to vary the intensity of the sampling optical pulse and measuring the intensity detected by the passing optical pulse intensity detector;
Threshold value calculation means (33) for obtaining a threshold value of the intensity of the sampling light pulse from which the intensity detected by the passing light pulse intensity detection unit starts to increase from the measurement result of the input / output characteristic measurement means;
Optical pulse intensity setting means (34) for setting the intensity of the sampling optical pulse used for sampling the optical signal to be measured based on the threshold value obtained by the threshold value calculating means is provided. And
また、本発明の請求項２の光サンプリング装置は、請求項１記載の光サンプリング装置において、
前記入出力特性測定手段の測定結果から、前記サンプリング用光パルスの強度の変化に対する前記通過光パルス強度検出部で検出される強度の変化の傾きを求める傾き算出手段（３５）と、
前記傾き算出手段で求めた傾きに基づいて、前記被測定光信号、前記サンプル光、前記サンプル光強度検出部で検出される信号の少なくとも一つに対する振幅補正処理を行なう振幅補正手段（３６）とを設けたことを特徴とする。
The optical sampling device according to
An inclination calculating means (35) for obtaining an inclination of an intensity change detected by the passing light pulse intensity detecting unit with respect to an intensity change of the sampling light pulse from a measurement result of the input / output characteristic measuring means;
Amplitude correction means (36) for performing amplitude correction processing on at least one of the light signal to be measured, the sample light, and the signal detected by the sample light intensity detector based on the inclination obtained by the inclination calculation means; Is provided.
また、本発明の請求項３の光サンプリング装置は、請求項１または請求項２記載の光サンプリング装置において、
前記入出射インタフェース部は、
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側に接続された第１の光合分波部（２５）と前記光導波路の他端側に接続された第２の光合分波部（２６）とを含み、
前記被測定光信号を前記第１の光合分波部を介して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から入射させ、前記サンプリング用光パルスを前記第２の光合分波部を介して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の他端側から入射させるとともに、
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の他端側から出射される前記サンプル光を前記第２の光合分波部を介して出射させ、前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から出射される前記通過光パルスを前記第１の光合分波部を介して出射させることを特徴とする。
The optical sampling device according to
The input / output interface unit is
A first optical multiplexing / demultiplexing unit (25) connected to one end of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator and a second optical multiplexing / demultiplexing unit (26) connected to the other end of the optical waveguide. Including
The optical signal to be measured is incident from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator through the first optical multiplexing / demultiplexing unit, and the sampling optical pulse is transmitted to the second optical multiplexing / demultiplexing unit. Through the other end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator through,
The sample light emitted from the other end of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator is emitted via the second optical multiplexing / demultiplexing unit, and one end of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator is emitted. The passing light pulse emitted from the side is emitted through the first optical multiplexing / demultiplexing unit.
また、本発明の請求項４の光サンプリング装置は、請求項３記載の光サンプリング装置において、
前記入出射インタフェース部の前記第１の光合分波部は、
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から出射される前記通過光パルスを前記第１の光合分波部から出射する状態と、前記被測定光信号を前記第１の光合分波部を介して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側へ入射する状態とを切り替えるように構成されていることを特徴とする。
An optical sampling device according to
The first optical multiplexing / demultiplexing unit of the input / output interface unit is
A state in which the passing optical pulse emitted from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator is emitted from the first optical multiplexing / demultiplexing unit, and the optical signal to be measured is converted to the first optical multiplexing / demultiplexing The electroabsorption optical modulator is configured to be switched to a state of being incident on one end side of the optical waveguide through the unit.
また、本発明の請求項５の光サンプリング装置は、請求項３記載の光サンプリング装置において、
前記サンプリング用光パルスの波長が前記被測定光信号の波長と異なっており、
前記入出射インタフェース部の前記第１の光合分波部は、
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から前記通過光パルス強度検出部側へ光を出射する方向の透過率が、前記通過光パルスの波長より前記被測定光信号の波長の方が低く設定され、且つ前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から前記被測定光信号の入射端側に光を出射する方向の透過率が、前記被測定光信号の波長より前記通過光パルスの波長の方が低く設定された波長選択性を有していることを特徴する。
The optical sampling device according to
The wavelength of the sampling optical pulse is different from the wavelength of the optical signal to be measured,
The first optical multiplexing / demultiplexing unit of the input / output interface unit is
The transmittance in the direction in which light is emitted from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator to the side of the passing light pulse intensity detector is greater than the wavelength of the measured optical signal than the wavelength of the passing light pulse. Is set low, and the transmittance in the direction in which light is emitted from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator to the incident end side of the optical signal to be measured is greater than the wavelength of the optical signal to be measured. It is characterized in that the wavelength of the passing light pulse has a wavelength selectivity set lower.
また、本発明の請求項６の光サンプリング装置は、請求項３〜５のいずれかに記載の光サンプリング装置において、
前記入出射インタフェース部は、
前記第１の光合分波部から出射される前記通過光パルスと、前記第２の光合分波部から出射される前記サンプル光とを切り替えて共通光路から出射するように構成され、
前記入出射インタフェース部の前記共通光路から出射される光を共通の受光器（４１）で受け、前記通過光パルスの強度と前記サンプル光の強度とを切り替えて検出するように
構成されていることを特徴する。
Moreover, the optical sampling device of
The input / output interface unit is
The passing light pulse emitted from the first optical multiplexing / demultiplexing unit and the sample light emitted from the second optical multiplexing / demultiplexing unit are switched and emitted from a common optical path,
The light emitted from the common optical path of the input / output interface unit is received by a common light receiver (41), and the intensity of the passing light pulse and the intensity of the sample light are switched and detected. Features.
また、本発明の請求項７の光サンプリング装置は、請求項１または請求項２記載の光サンプリング装置において、
前記サンプリング用光パルスの波長が前記被測定光信号の波長と異なっており、
前記入出射インタフェース部は、
前記被測定光信号と前記サンプリング用光パルスとを光合波部（２８）で合波して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から入射させ、該光導波路の他端側から出射される光を光分波部（２９）で受けて、前記サンプル光の波長を含む波長成分と前記通過光パルスの波長を含む波長成分を分離することを特徴とする。
An optical sampling device according to
The wavelength of the sampling optical pulse is different from the wavelength of the optical signal to be measured,
The input / output interface unit is
The optical signal to be measured and the sampling optical pulse are multiplexed by an optical multiplexing unit (28) and incident from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator, and from the other end side of the optical waveguide. The emitted light is received by the optical demultiplexing unit (29), and the wavelength component including the wavelength of the sample light and the wavelength component including the wavelength of the passing light pulse are separated.
また、本発明の請求項８の光サンプリング装置は、請求項１または請求項２記載の光サンプリング装置において、
前記サンプリング用光パルスの波長が前記被測定光信号の波長と異なっており、
前記入出射インタフェース部は、
前記被測定光信号と前記サンプリング用光パルスとを光合波部（２８）で合波して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から入射させ、該光導波路の他端側から出射される光のうち前記通過光パルスの波長を含む波長成分と前記サンプル光の波長を含む波長成分とを切り替えて共通光路から出射するように構成され、
前記入出射インタフェース部の前記共通光路から出射される光を共通の受光器（４１）で受け、前記通過光パルスの強度と前記サンプル光の強度とを切り替えて検出するように
構成されていることを特徴する。
An optical sampling device according to an eighth aspect of the present invention is the optical sampling device according to the first or second aspect,
The wavelength of the sampling optical pulse is different from the wavelength of the optical signal to be measured,
The input / output interface unit is
The optical signal to be measured and the sampling optical pulse are multiplexed by an optical multiplexing unit (28) and incident from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator, and from the other end side of the optical waveguide. It is configured to switch the wavelength component including the wavelength of the passing light pulse and the wavelength component including the wavelength of the sample light among the emitted light, and to emit from the common optical path,
The light emitted from the common optical path of the input / output interface unit is received by a common light receiver (41), and the intensity of the passing light pulse and the intensity of the sample light are switched and detected. Features.
また、本発明の請求項９の光サンプリング装置は、請求項１〜５、７のいずれかに記載の光サンプリング装置において、
前記入出射インタフェース部は、前記サンプル光と前記通過光パルスとをそれぞれ異なる光路から出射させ、
該入出射インタフェース部から異なる光路でそれぞれ出射される前記サンプル光と前記通過光パルスとを、前記サンプル光強度検出部と前記通過光パルス強度検出部がそれぞれ独立した受光器（３０ａ、３１ａ）で受光してそれぞれの強度を検出することを特徴とする。
Moreover, the optical sampling device of Claim 9 of this invention is the optical sampling device in any one of Claims 1-5, 7,
The input / output interface unit emits the sample light and the passing light pulse from different optical paths, respectively.
The sample light and the passing light pulse respectively emitted from the incident / outgoing interface unit through different optical paths are received by the light receivers (30a, 31a) in which the sample light intensity detecting unit and the passing light pulse intensity detecting unit are independent from each other. It is characterized by detecting each intensity by receiving light.
また、本発明の請求項１０の光サンプリング装置は、請求項１〜３、５、７のいずれかに記載の光サンプリング装置において、
前記入出射インタフェース部は、前記サンプル光と前記通過光パルスとが互いに時間軸上で重複しないように所定の時間差を付与して共通光路から出射するように構成され、
前記サンプル光強度検出部および前記通過光パルス強度検出部は、
前記入出射インタフェース部の前記共通光路から出射される光を共通の受光器（４１）で受け、該受光器の出力信号から前記サンプル光に対応する信号成分と前記通過光パルスに対応する信号成分とを前記時間差に基づいて識別してそれぞれの強度を検出するように構成されていることを特徴とする。
Moreover, the optical sampling device of Claim 10 of this invention is the optical sampling device in any one of Claims 1-3, 5, 7,
The input / output interface unit is configured to emit from a common optical path with a predetermined time difference so that the sample light and the passing light pulse do not overlap each other on the time axis,
The sample light intensity detector and the passing light pulse intensity detector are
The light emitted from the common optical path of the input / output interface unit is received by a common light receiver (41), and a signal component corresponding to the sample light and a signal component corresponding to the passing light pulse from the output signal of the light receiver Are detected on the basis of the time difference and their respective intensities are detected.
また、本発明の請求項１１の光サンプリング方法は、
被測定光信号（Ｐｘ）およびサンプリング用光パルスを電界吸収型光変調器（２３）に入射させて、前記電界吸収型光変調器の相互吸収飽和により前記被測定光信号のサンプリングを行なわせ、該サンプリングで得られたサンプル光（Ｐｘ（ｉ））を電界吸収型光変調器から出射させ、該サンプル光の強度を検出する光サンプリング方法において、
前記サンプリング用光パルスの強度を可変して、該サンプリング用光パルスのうち、前記電界吸収型光変調器を通過した成分である通過光パルスの強度を測定する段階と、
前記測定結果から、前記通過光パルスの強度が増加し始めるサンプリング用光パルスの強度のしきい値を求める段階と、
前記求めたしきい値に基づいて、前記被測定光信号のサンプリングに用いる前記サンプリング用光パルスの強度を設定する段階とを含むことを特徴とする。
An optical sampling method according to claim 11 of the present invention is
The optical signal to be measured (Px) and the sampling optical pulse are incident on the electroabsorption optical modulator (23), and the optical signal to be measured is sampled by mutual absorption saturation of the electroabsorption optical modulator. In the optical sampling method of emitting the sample light (Px (i)) obtained by the sampling from the electroabsorption optical modulator and detecting the intensity of the sample light,
Varying the intensity of the sampling light pulse, and measuring the intensity of the passing light pulse that is a component of the sampling light pulse that has passed through the electroabsorption optical modulator;
Obtaining a threshold value of the intensity of the sampling light pulse from which the intensity of the passing light pulse starts increasing from the measurement result;
And setting the intensity of the sampling optical pulse used for sampling the optical signal to be measured based on the obtained threshold value.
また、本発明の請求項１２の光サンプリング方法は、請求項１１記載の光サンプリング方法において、
前記測定結果から、前記サンプリング用光パルスの強度の変化に対する通過光パルス強度の変化の傾きを求める段階と、
前記求めた傾きに基づいて、前記被測定光信号、前記サンプル光、該サンプル光の強度検出結果の少なくとも一つに対する振幅補正処理を行なう段階と含むことを特徴する。
An optical sampling method according to claim 12 of the present invention is the optical sampling method according to claim 11,
From the measurement result, obtaining a slope of the change of the passing light pulse intensity with respect to the change of the intensity of the sampling light pulse,
And performing an amplitude correction process on at least one of the optical signal to be measured, the sample light, and the intensity detection result of the sample light based on the obtained inclination.
このように、本発明では、被測定光信号のサンプリングを行なうために電界吸収型光変調器に入射するサンプリング用光パルスの強度を断続的にまたは連続的に可変しながら、電界吸収型光変調器を通過した通過光パルスの強度を測定し、その測定結果から、通過光パルスの強度が増加し始めるサンプリング用光パルスの強度のしきい値を求め、その求めたしきい値に基づいて、被測定光信号のサンプリングに用いるサンプリング用光パルスの強度を設定するようにしている。 As described above, in the present invention, the intensity of the sampling light pulse incident on the electroabsorption optical modulator is intermittently or continuously varied in order to sample the optical signal to be measured while the electroabsorption optical modulation is performed. The intensity of the passing light pulse that has passed through the vessel is measured, and from the result of the measurement, a threshold value of the intensity of the sampling light pulse that begins to increase, and based on the obtained threshold value, The intensity of the sampling optical pulse used for sampling the optical signal to be measured is set.
ここで、電界吸収型光変調器を通過した通過光パルスの強度が増加し始める点は、電界吸収型光変調器の相互吸収飽和の開始点に相当し、電界吸収型光変調器のゲート動作の基準とみなすことができる。 Here, the point where the intensity of the light pulse passing through the electroabsorption optical modulator starts to increase corresponds to the starting point of mutual absorption saturation of the electroabsorption optical modulator, and the gate operation of the electroabsorption optical modulator. It can be regarded as a standard.
したがって、上記のように通過光パルスの強度が増加し始めるときのサンプリング用光パルスの強度（しきい値）を基準とし、その強度の定数倍、例えば１倍、１．５倍、２倍等を被測定光信号のサンプリングに用いる最適な強度として設定する。 Therefore, based on the intensity (threshold value) of the sampling light pulse when the intensity of the passing light pulse starts to increase as described above, a constant multiple of the intensity, for example, 1 time, 1.5 times, 2 times, etc. Is set as the optimum intensity used for sampling the optical signal to be measured.
この強度設定処理を、例えば装置起動時、一定期間経過毎あるいは温度が一定以上変化した時等に行なうことで、電界吸収型光変調器の動作点を常に適正状態に維持でき、温度変化や経時変化によるサンプリング用光パルスの電界吸収型光変調器への入射経路の特性変化や、電界吸収型光変調器自身の光結合損失変化や吸収飽和特性変化等によって生じるゲート開時の光透過率およびゲートの時間幅変化を未然に防ぐことができ、長期間にわたって高速の被測定光信号を再現性よくサンプリングすることが出来る。 By performing this intensity setting process, for example, when the apparatus is started up, every time a certain period of time elapses or when the temperature changes more than a certain level, the operating point of the electroabsorption optical modulator can always be maintained in an appropriate state. Light transmittance when the gate is opened due to changes in the characteristics of the incident path of the sampling optical pulse to the electroabsorption optical modulator due to changes, changes in the optical coupling loss of the electroabsorption optical modulator itself, changes in absorption saturation characteristics, etc. A change in the gate time width can be prevented in advance, and a high-speed optical signal to be measured can be sampled with good reproducibility over a long period of time.
また、電界吸収型光変調器に入射されるサンプリング用光パルスの強度を断続的または連続的に可変しながら、その電界吸収型光変調器を通過した通過光パルスの強度変化を測定したときの測定結果から、サンプリング用光パルスの強度変化に対する通過光パルス強度の変化の傾きを求め、その傾きに基づいて、被測定光信号、サンプル光、サンプル光の強度検出結果の少なくとも一つに対する振幅補正処理を行なうことで、さらに再現性の高いサンプリングを行なうことができる。 In addition, when the intensity of the sampling light pulse incident on the electroabsorption optical modulator is changed intermittently or continuously, the intensity change of the passing light pulse that has passed through the electroabsorption optical modulator is measured. From the measurement result, the inclination of the change in the intensity of the passing light pulse with respect to the intensity change in the sampling light pulse is obtained, and the amplitude correction is performed on at least one of the intensity detection results of the measured optical signal, the sample light, and the sample light based on the inclination. By performing the processing, it is possible to perform sampling with higher reproducibility.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した実施形態の光サンプリング装置２０の構成を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of an
図１において、光パルス発生部２１は一定周期Ｔｓのサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を発生する。この光パルス発生部２１は、例えば、半導体レーザ等の発光素子から出射された連続光をパルス変調してサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を生成する構造や、モード同期レーザ等のパルス発振によりサンプリング用光パルスをＰｓ（ｉ）を生成する構造を有しており、そのサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度を外部からの制御で可変できるように構成されている。 In FIG. 1, an optical pulse generator 21 generates a sampling optical pulse Ps (i) having a constant period Ts. For example, the optical pulse generator 21 is configured to generate a sampling optical pulse Ps (i) by pulse-modulating continuous light emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser, or sampling by pulse oscillation of a mode-locked laser or the like. It has a structure for generating the optical pulse Ps (i), and is configured such that the intensity of the sampling optical pulse Ps (i) can be varied by external control.
その強度可変は、発光素子自体の駆動電流の可変制御、光源の出射光やパルス変調後の光を受ける光減衰器の減衰量の可変制御、あるいは光源の出射光やパルス変調後の光を受ける光増幅器の増幅度の可変制御で行なうことができる。なお、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度の可変制御は、光パワーの絶対値、相対値のいずれで指定してもよく、また光パルスのピークパワー、平均パワーのいずれで指定してもよい。 The intensity can be varied by controlling the drive current of the light emitting element itself, controlling the amount of attenuation of the optical attenuator that receives the light emitted from the light source and the light after pulse modulation, or receiving the light emitted from the light source and the light after pulse modulation. This can be performed by variable control of the amplification degree of the optical amplifier. Note that the variable control of the intensity of the sampling optical pulse Ps (i) may be specified by either the absolute value or the relative value of the optical power, or may be specified by either the peak power or the average power of the optical pulse. Good.
被測定光信号Ｐｘとサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）は光サンプリング部２２に入射される。光サンプリング部２２は、電界吸収型光変調器２３と入出射インタフェース部２４によって構成される。
The measured optical signal Px and the sampling optical pulse Ps (i) are incident on the
電界吸収型光変調器２３は、予め電極（図示せず）に逆バイアス電圧を印加して、光導波路を光がほとんど透過しない状態にされていて、その光導波路に入射される光の強度が所定値以下の範囲ではその光導波路に入射した光を吸収し、入射される光の強度が前記所定値を越える範囲では光導波路に入射した光を透過させる相互吸収飽和特性を有し、所定値以上の強度で入射されるサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）によりゲートを開いて、そのとき入射されている被測定光信号Ｐｘの成分を通過させる。
The electroabsorption
入出射インタフェース部２４は、被測定光信号Ｐｘおよびサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を電界吸収型光変調器２３の光導波路に入射させて、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）による相互吸収飽和により被測定光信号のサンプリングを行なわせ、そのサンプリングで得られたサンプル光Ｐｘ（ｉ）を出射させる。また、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）のうちの電界吸収型光変調器２３を通過した成分である通過光パルスＰｓ（ｉ）′をサンプル光Ｐｘ（ｉ）と区別できるようにして出射する。この区別は、両者の出射光路を別々にする方法、両者の出射時間に差を付与する方法等がある。
The input /
入出射インタフェース部２４の構成は、後述するように種々の変形が可能であるが、ここでは、電界吸収型光変調器２３の光導波路の一端側に接続された第１の光合分波部２５と、他端側に接続された第２の光合分波部２６により構成されている。これら二つの光合分波部２５、２６は方向性結合特性を有しており、被測定光信号Ｐｘを第１の光合分波部２５を介して電界吸収型光変調器２３の一端側に入射し、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を第２の光合分波部２６を介して電界吸収型光変調器２３の他端側から入射して、サンプリングを行なわせている。
The configuration of the input /
また、電界吸収型光変調器２３の他端側から出射されるサンプル光Ｐｘ（ｉ）を第２の光合分波部２６を介してサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の入射光路と異なる光路から出射し、電界吸収型光変調器２３の一端側から出射される通過光パルスＰｓ（ｉ）′を第１の光合分波部２５を介して被測定光信号Ｐｘの入射光路と異なる光路から出射する。
Further, the sample light Px (i) emitted from the other end side of the electroabsorption
この入出射インタフェース部２４の構成例では、電界吸収型光変調器２３に対する被測定光信号Ｐｘとサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の入射方向が逆向きであるので、両者の波長の同異に関わらずそれぞれの通過成分を２つの光合分波部２５、２６から互いに独立した光路から区別して出射することができる。
In the configuration example of the input /
入出射インタフェース部２４から出射されたサンプル光Ｐｘ（ｉ）は、サンプル光強度検出部３０に入射される。サンプル光強度検出部３０は、サンプル光Ｐｘ（ｉ）を受光器３０ａで受光してその強度に応じた大きさの電気信号Ｅｘに変換し、Ａ／Ｄ変換器３０ｂでデジタル値Ｄｘ（ｉ）に変換して出力する。このＡ／Ｄ変換器３０ｂのサンプリングは、光パルス発生部２１が出力するサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）と同期しているものとする。
The sample light Px (i) emitted from the input /
また、入出射インタフェース部２４から出射された通過光パルスＰｓ（ｉ）′は、通過光パルス強度検出部３１に入射される。通過光パルス強度検出部３１は、通過光パルスＰｓ（ｉ）′を受光器３１ａで受光してその強度に応じた大きさの電気信号Ｅｓ（ｉ）′に変換し、Ａ／Ｄ変換器３１ｂでデジタル値Ｄｓ（ｉ）′に変換して出力する。このＡ／Ｄ変換器３１ｂのサンプリングは、光パルス発生部２１が出力するサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）と同期しているものとする。
Further, the passing light pulse Ps (i) ′ emitted from the entrance /
ここで、二つの強度検出部３０、３１による光強度の測定は、必ずしも光パワーの絶対値を測定する必要は無く、光パワーに比例した相対値を測定しても良い。また、サンプル光強度検出部３０、通過光パルス強度検出部３１は、光パルスのピークパワーを検出する方式でも、光パルスの平均パワーを検出する方式でも、受光器またはＡ／Ｄ変換器の帯域制限によって鈍ったパルスのピークを検出する方式でも良い。なお、これら二つの強度検出部３０、３１は、後述するように共通の強度検出部４０で兼用することができる。
Here, the measurement of the light intensity by the two
通過光パルス強度検出部３１の出力値Ｄｓ（ｉ）′は、入出力特性測定手段３２に入力される。入出力特性測定手段３２は、所定のタイミング、例えば装置起動時や一定時間経過毎や温度が一定以上変化した時等に、被測定光信号Ｐｘを測定する段階に先立って、光パルス発生部２１を制御し、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度を断続的または連続的に可変しながら、通過光パルス強度検出部３１の出力値Ｄｓ（ｉ）′を測定する。このとき、被測定光信号Ｐｘは入射されていてもいなくてもどちらでもよい。
The output value Ds (i) ′ of the passing light
また、しきい値算出手段３３は、入出力特性測定手段３２の測定結果から、通過光パルス強度検出部３１で検出される通過光パルスの強度が増加し始めるサンプリング用光パルスの強度をしきい値ＳＨとして求める。
Further, the threshold value calculation means 33 thresholds the intensity of the sampling light pulse from which the intensity of the passing light pulse detected by the passing light
また、光パルス強度設定手段３４は、しきい値算出手段３３で求めたしきい値ＳＨに基づいて、被測定光信号Ｐｘを測定する段階におけるサンプリング用光パルスの最適な強度を決定して、光パルス発生部２１にその強度設定を行なう。 The optical pulse intensity setting means 34 determines the optimum intensity of the sampling optical pulse at the stage of measuring the measured optical signal Px based on the threshold value SH obtained by the threshold value calculating means 33, The intensity is set in the optical pulse generator 21.
また、傾き算出手段３５は、入出力特性測定手段３２の測定結果から、入出力特性の傾きｋを求める。 Further, the slope calculating means 35 obtains the slope k of the input / output characteristics from the measurement result of the input / output characteristics measuring means 32.
振幅補正手段３６は、傾き算出手段３５で求めた傾きｋに基づいて、サンプル光強度検出部３０の出力値Ｄｘ（ｉ）に対する振幅補正処理を行なう。
The
なお、この例では、振幅補正手段３６がサンプル光強度検出部３０の出力値Ｄｘ（ｉ）に対する演算処理で振幅補正を行なう構成としているが、振幅補正手段３６は、光減衰器や光増幅器あるいはその両者の組合せで、入射する被測定光信号Ｐｘや、サンプル光Ｐｘ（ｉ）に対する減衰率や増幅度を、傾きｋに基づいて可変制御することで、最終的に出力される強度値Ｄｘ（ｉ）の補正処理を行なうものであってもよい。この場合、入力端から光サンプリング部２２の間の光路、光サンプリング部２２からサンプル光強度検出部３０までの光路のうちの少なくとも一つに、光減衰器や光増幅器等を挿入して、その減衰量や利得を可変すればよい。また、受光器３０ａとＡ／Ｄ変換器３０ｂの間に電気減衰器や電気増幅器を挿入して、その減衰量や利得を可変してもよい。
In this example, the amplitude correction means 36 is configured to perform amplitude correction by calculation processing on the output value Dx (i) of the sample light
ここで、光サンプリング部２２に入射されるサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度と、通過光パルスＰｓ（ｉ）′の強度との関係について説明する。
Here, the relationship between the intensity of the sampling optical pulse Ps (i) incident on the
サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度が所定値以下の場合、その光パルスが電界吸収型光変調器２３にて吸収され、ほとんど出力されないが、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度が所定値を越えると、電界吸収型光変調器２３での吸収が少なくなり（吸収飽和）、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の一部が電界吸収型光変調器２３を透過して出射されるようになる。
When the intensity of the sampling light pulse Ps (i) is less than or equal to a predetermined value, the light pulse is absorbed by the electroabsorption
このため、光サンプリング部２２に入射されるサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度と光サンプリング部２２から出射される通過光パルスＰｓ（ｉ）′の強度との関係は、図２のような特性Ｆ１となる。但し、図２の横軸と縦軸は同一スケールではなく、電界吸収型光変調器２３や入出射インタフェース部２４の損失により出力光パルス強度の方が小さくなる。ここで、出力光パルスの強度が増加しはじめる点をしきい値（ＳＨ１）と呼び、このしきい値（ＳＨ１）を越える範囲では、電界吸収型光変調器２３の吸収飽和が起こり、光ゲートが開く。
Therefore, the relationship between the intensity of the sampling optical pulse Ps (i) incident on the
つまり、通過光パルスＰｓ（ｉ）′の強度が増加し始める点は、電界吸収型光変調器２３の吸収飽和、即ち相互吸収飽和の開始点に相当し、電界吸収型光変調器２３のゲート動作の基準とみなすことができる。
That is, the point where the intensity of the passing light pulse Ps (i) ′ starts to increase corresponds to the absorption saturation of the electroabsorption
したがって、通過光パルスＰｓ（ｉ）′の強度が増加し始めるときのサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度（しきい値ＳＨ１）を基準とし、その強度の定数倍、例えば１倍、１．５倍、２倍等を被測定光信号のサンプリングに用いる最適な強度として設定すれば、温度などの環境変化や経時変化による電界吸収型光変調器２３の特性変化があっても動作点を適正値に設定することができる。
Therefore, with reference to the intensity of the sampling light pulse Ps (i) (threshold value SH1) when the intensity of the passing light pulse Ps (i) ′ starts to increase, a constant multiple of the intensity, for example, 1 time, 1. If 5 times, 2 times, etc. are set as the optimum intensity used for sampling the optical signal to be measured, the operating point is appropriate even if there is a change in the characteristics of the electroabsorption
例えば、あるタイミングにおいて、図２のように、しきい値ＳＨ１、傾きｋ１の入出力特性Ｆ１が得られた場合、強度（ここではピーク強度とする）が、しきい値ＳＨ１のＱ倍（Ｑ≧１）のサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を与えると、ゲートが開いて、特性Ｆ１の入射強度Ｑ・ＳＨ１に対応した強度の通過光パルスＰｓ（ｉ）′が出射されるととともに、被測定光信号Ｐｘのサンプリングが行なわれる。 For example, when an input / output characteristic F1 having a threshold value SH1 and a slope k1 is obtained at a certain timing as shown in FIG. 2, the intensity (here, the peak intensity) is Q times the threshold value SH1 (Q When a sampling light pulse Ps (i) of ≧ 1) is given, the gate opens, and a passing light pulse Ps (i) ′ having an intensity corresponding to the incident intensity Q · SH1 of the characteristic F1 is emitted and Sampling of the measurement optical signal Px is performed.
また、この特性Ｆ１の傾きｋ１は、電界吸収型光変調器２３のゲートが開いている状態における光サンプリング部２２のサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）に対する透過率に相当している。今この状態の傾きｋ１を基準値とする。
The slope k1 of the characteristic F1 corresponds to the transmittance of the
図２の特性Ｆ１を基準にして、例えば、電界吸収型光変調器２３のサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を入力する側の結合損失が増加した場合や入出射インタフェース部２４の第２の光合分波部２６の損失が増加した場合、図３の特性Ｆ２のように、しきい値ＳＨ２が大きくなり傾きｋ２が小さくなる。
For example, when the coupling loss on the input side of the sampling optical pulse Ps (i) of the electroabsorption
この図３の特性Ｆ２で、図２に示した強度のサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を与えた場合、電界吸収型光変調器内部の光導波路に入射されるサンプリング用光パルスの強度が小さくなるため、一般にゲート開時間が小さくなり、ゲート開時の光導波路の透過率が小さくなる。その結果、被測定光信号Ｐｘの測定波形の時間分解能が小さくなり、振幅が小さくなる。また、通常、被測定光信号Ｐｘに対する電界吸収型光変調器の結合損失や光合分波部２６の損失も同様に増加するため、傾きｋ２の低下に応じてサンプル光の振幅がさらに低下する。
When the sampling optical pulse Ps (i) having the intensity shown in FIG. 2 is given with the characteristic F2 in FIG. 3, the intensity of the sampling optical pulse incident on the optical waveguide inside the electroabsorption optical modulator is small. Therefore, in general, the gate opening time is reduced, and the transmittance of the optical waveguide when the gate is opened is reduced. As a result, the time resolution of the measurement waveform of the measured optical signal Px is reduced, and the amplitude is reduced. In general, the coupling loss of the electroabsorption optical modulator and the loss of the optical multiplexing / demultiplexing
したがって、この場合、図３の破線で示しているように、サンプリング用光パルスの強度をＱ・ＳＨ２に増加設定する。これによってゲート開時間およびゲート開時の光導波路の透過率が基準状態と等しくなり、被測定光信号Ｐｘの波形測定の時間分解能が基準状態に維持される。 Therefore, in this case, as indicated by the broken line in FIG. 3, the intensity of the sampling optical pulse is set to be increased to Q · SH2. As a result, the gate opening time and the transmittance of the optical waveguide when the gate is opened are equal to the reference state, and the time resolution of the waveform measurement of the optical signal Px to be measured is maintained in the reference state.
また、振幅補正手段３６によりデジタル値Ｄｘ（ｉ）に対してｋ１／ｋ２倍の振幅補正を行なうことで、損失増加に伴う振幅減少分を補正することができ、前記時間分解能とともに標準状態と同等の波形測定が維持できる。 Further, the amplitude correction means 36 can correct the amplitude decrease accompanying the increase in loss by performing k1 / k2 times amplitude correction with respect to the digital value Dx (i), and is equivalent to the standard state together with the time resolution. Waveform measurement can be maintained.
また、電界吸収型光変調器２３の吸収飽和が発生するサンプリング用光パルスの強度が増加した場合は、図４の特性Ｆ３のように、特性Ｆ１の基準状態に対して傾きｋ３は変化せず、しきい値ＳＨ３のみが大きくなる。この状態で図２と同強度のサンプリング用光パルスを与えた場合、一般的にゲート開時間が短くなり、ゲート開時の透過率が小さくなる。その結果、被測定光信号Ｐｘの測定波形の時間分解能が小さくなり、振幅が小さくなる。
Further, when the intensity of the sampling optical pulse in which the absorption saturation of the electroabsorption
したがって、この場合には、図４の破線で示しているように、サンプリング用光パルスの強度をＱ・ＳＨ３に増加設定する。これによってゲート開時間およびゲート開時の透過率が基準状態と等しくなり、被測定光信号Ｐｘの測定波形の時間分解能および振幅が基準状態に維持される。また、傾きｋ３はｋ１と等しいので振幅補正を行なう必要はない。 Therefore, in this case, as indicated by the broken line in FIG. 4, the intensity of the sampling optical pulse is set to be increased to Q · SH3. As a result, the gate opening time and the transmittance when the gate is opened are equal to the reference state, and the time resolution and amplitude of the measurement waveform of the optical signal Px to be measured are maintained in the reference state. Further, since the slope k3 is equal to k1, it is not necessary to perform amplitude correction.
また、電界吸収型光変調器２３のサンプリング用光パルスを入力する側と逆側の結合損失が増加した場合、電界吸収型光変調器２３の吸収飽和が発生した時の損失が増加した(ゲートが開いた時の光透過率が減少した) 場合、あるいは、第１の光合分波部２５の損失が増加した場合には、図５の特性Ｆ４のように、しきい値ＳＨ４は基準状態と変わらないが、傾きｋ４が小さくなる。
In addition, when the coupling loss on the side opposite to the sampling optical pulse input side of the electroabsorption
したがって、この場合は、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度は基準状態と同一（Ｑ・ＳＨ４＝Ｑ・ＳＨ１）でよく、ゲート開時間は基準状態と等しい。 Accordingly, in this case, the intensity of the sampling light pulse Ps (i) may be the same as that in the reference state (Q · SH4 = Q · SH1), and the gate open time is equal to that in the reference state.
そして、通常、被測定光信号Ｐｘに対する電界吸収型光変調器の結合損失、ゲート開時の損失、光合分波部２５の損失も同様に増加するため、傾きｋ４の低下に応じて被測定光信号の測定波形の振幅が小さくなる。したがって、振幅補正手段３６によりデジタル値Ｄｘ（ｉ）に対して、ｋ１／ｋ４倍の振幅補正を行なうことで、損失増加に伴う振幅減少分を補正することができ、基準状態と同等の波形測定が維持できる。
Usually, the coupling loss of the electro-absorption optical modulator with respect to the measured optical signal Px, the loss when the gate is opened, and the loss of the optical multiplexing / demultiplexing
上記のように、サンプリングに用いるサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）と通過光パルスＰ（ｉ）′の強度の入出力特性からそのしきい値を求め、そのしきい値を動作点の基準としてサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度を設定して被測定光信号に対するサンプリングを行なうことで、特にサンプリングの時間分解能（ゲートオン時間）を一定に保つことができ、再現性の高いサンプリングが行なえる。 As described above, the threshold value is obtained from the input / output characteristics of the intensity of the sampling light pulse Ps (i) and the passing light pulse P (i) ′ used for sampling, and the threshold value is used as a reference for the operating point. By setting the intensity of the optical pulse Ps (i) and sampling the optical signal to be measured, the sampling time resolution (gate on time) can be kept constant, and sampling with high reproducibility can be performed.
また、入出力特性の傾きにより、被測定光信号、サンプル光あるいはその強度検出結果の少なくとも一つに対する振幅補正を行なうことで、最終的な測定波形の振幅に対する再現性も確保することができ、より高い再現性で波形測定を行なうことができる。 Also, by performing amplitude correction on at least one of the measured optical signal, sample light, or its intensity detection result due to the slope of the input / output characteristics, the reproducibility of the final measurement waveform amplitude can be ensured, Waveform measurement can be performed with higher reproducibility.
なお、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度を設定する方法として、単に電界吸収型光変調器２３の両端の間の損失や光サンプリング部２２全体の損失を測定してその損失に応じてサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度を可変する方法、即ち、通過光パルスＰｓ（ｉ）′の強度が一定となるようにフィードバック制御する方法も考えられるが、これでは、図３、図４、図５に示した特性変化（Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）を区別して抽出することは出来ないため、振幅補正を行なうべき特性変化に対してもサンプリング用光パルスの強度を制御することになり、サンプリング用光パルスの強度を適正に設定することはできない。
As a method of setting the intensity of the sampling optical pulse Ps (i), the loss between the both ends of the electroabsorption
しきい値算出手段３３によるしきい値ＳＨの算出方法および傾き算出手段３５による傾きｋの算出方法の一例を説明すると、図６の（ａ）のように、入出力特性の複数の測定点に対する近似線Ｌ（直線または曲線）の式を求め、その近似線Ｌと横軸との交点を算出してしきい値ＳＨとし、近似線Ｌの傾き（あるいはその平均値）を傾きｋとする方法や、図６（ｂ）のように、入出力特性の微分をとり、微分値が最大となる値、あるいはしきい値より入力光パルス強度が十分大きい領域における微分値の平均値を傾きｋとし、ｋ／２となる点をしきい値ＳＨとする。 An example of a method for calculating the threshold value SH by the threshold value calculating means 33 and a method for calculating the inclination k by the inclination calculating means 35 will be described. As shown in FIG. A method of obtaining an expression of the approximate line L (straight line or curve), calculating the intersection point of the approximate line L and the horizontal axis to be the threshold value SH, and setting the slope (or the average value) of the approximate line L to the slope k. Alternatively, as shown in FIG. 6B, the input / output characteristics are differentiated, and the value at which the differential value is maximized or the average value of the differential values in the region where the input light pulse intensity is sufficiently larger than the threshold value is defined as the slope k. , K / 2 is a threshold value SH.
また、図６の（ｃ）のように、入出力特性の２階微分をとり、その値が最大となる点をしきい値ＳＨとする方法でもよい。 Further, as shown in FIG. 6C, a method may be used in which the second order differentiation of the input / output characteristics is taken and the point where the value is maximum is set as the threshold value SH.
次に、上記実施形態における入出射インタフェース部２４の具体例について説明する。
図７は、第１の光合分波部２５として、光を一方向に伝搬させるアイソレータ２５ａと光を一定割合で合分波する光ファイバカプラ２５ｂで構成し、第２の光合分波部２６としても同様に、光を一方向に伝搬させるアイソレータ２６ａと光を一定割合で合分波する光ファイバカプラ２６ｂで構成している。
Next, a specific example of the input /
7 includes an
また、図８は、図７の光ファイバカプラ２５ｂ、２６ｂの代わりに、光を一定割合で合分波するハーフミラー２５ｃ、２６ｃを用いている。 In addition, FIG. 8 uses half mirrors 25c and 26c that multiplex and demultiplex light at a certain ratio instead of the optical fiber couplers 25b and 26b of FIG.
図９は、第１の光合分波部２５および第２の光合分波部２６を、それぞれ光サーキュレータ２５ｄ、２６ｄで構成した例である。
FIG. 9 shows an example in which the first optical multiplexing / demultiplexing
上記、図７〜図９の構成においては、第１の光合分波部２５と第２の光合分波部２６の構成要素を同等としていたが、第１の光合分波部２５の構成要素として図７〜図９の任意の構成を用い、第２の光合分波部２６の構成要素としても図７〜図９の任意の構成を用いることができる。
In the configuration of FIGS. 7 to 9 described above, the components of the first optical multiplexing / demultiplexing
また、図１０は、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の波長λｓを被測定光信号Ｐｘの波長λｘよりも短波長に設定し、第１の光合分波部２５および第２の光合分波部２６を、それぞれＷＤＭカプラ２５ｅ、２６ｅで構成した例であり、図１１は、ＷＤＭカプラ２５ｅ、２６ｅの代わりに、ダイクロイックフィルタ２５ｆ、２６ｆを用いている。
FIG. 10 also shows that the wavelength λs of the sampling optical pulse Ps (i) is set shorter than the wavelength λx of the optical signal Px to be measured, and the first optical multiplexing / demultiplexing
ＷＤＭカプラ２５ｅ、２６ｅは、３つの端子ａ〜ｃを有し、そのうちの第１端子ａと第２端子ｂの間は、波長λｘを含む帯域の光を導波し、波長λｓを含む帯域の光を導波せず、第２端子ｂと第３端子ｃの間は、波長λｓを含む帯域の光を導波するが、波長λｘを含む帯域の光は導波しない波長に依存した導波特性を有しており、被測定光信号のうち、電界吸収型光変調器２３で反射した戻り光が通過パルス強度検出部３１に入射されることや、サンプリング用光パルスのうち、電界吸収型光変調器２３で反射した戻り光がサンプル光強度検出部３０に入射されることを防ぐことができる。
The WDM couplers 25e and 26e have three terminals a to c, and light between the first terminal a and the second terminal b guides light in a band including the wavelength λx, and has a band including the wavelength λs. Light is not guided, and light in the band including the wavelength λs is guided between the second terminal b and the third terminal c, but light in the band including the wavelength λx is not guided. Among the optical signals to be measured, the return light reflected by the electroabsorption
また、ダイクロイックフィルタは、どちらから入射した場合でも波長λｘを含む帯域の光を反射せずに通過させ、波長λｓを含む帯域の光を透過せずに反射する波長に依存した透過反射特性を有しており、被測定光信号のうち、電界吸収型光変調器２３で反射した戻り光が通過パルス強度検出部３１に入射されることや、サンプリング用光パルスのうち、電界吸収型光変調器２３で反射した戻り光がサンプル光強度検出部３０に入射されることを防ぐことができる。
In addition, the dichroic filter has a transmission and reflection characteristic depending on the wavelength at which light in the band including the wavelength λx passes without being reflected and reflects without transmitting the light in the band including the wavelength λs, regardless of which is incident. Among the optical signals to be measured, the return light reflected by the electroabsorption
この図１０と図１１の構成例についても、第１の光合分波部２５および第２の光合分波部２６のいずれか一方をＷＤＭカプラで構成し、他方をダイクロイックフィルタで構成してもよい。
Also in the configuration examples of FIGS. 10 and 11, one of the first optical multiplexing / demultiplexing
上記各実施例は、被測定光信号Ｐｘが入射している状態であっても、そのサンプリングに適したサンプリング用光パルスの強度設定が可能な例であったが、サンプリング用光パルスの強度を適正値に設定する際に、被測定光信号の入射は必須条件ではない。 Each of the above embodiments is an example in which the intensity of the sampling light pulse suitable for the sampling can be set even when the measured optical signal Px is incident. When setting to an appropriate value, incidence of the optical signal to be measured is not an essential condition.
したがって、図１２に示すように、第１の光合分波部２５の代わりに光スイッチ２５ｇを用いて、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度設定処理を行なう際には、光スイッチ２５ｇを通過光パルス強度検出部３１側に接続し、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度設定処理が終了した段階で、光スイッチ２５ｇを被測定光信号側に接続してサンプリングを行なうようにしてもよい。この光スイッチ２５ｇの切替えは、入出力特性測定手段３２によって行なえばよい。
Therefore, as shown in FIG. 12, when the optical switch 25g is used in place of the first optical multiplexing / demultiplexing
この場合、被測定光信号Ｐｘに対するサンプリング時に、電界吸収型光変調器２３を通過した通過光パルスＰｓ（ｉ）′が被測定光信号の入射端側に出力されるのを防ぐために、被測定光信号入射端に光アイソレータを追加してもよい。
In this case, in order to prevent the passing light pulse Ps (i) ′ that has passed through the electroabsorption
前記各実施例では、サンプル光強度検出部３０と通過光パルス強度検出部３１がそれぞれ独立に設けられていたが、これらの強度検出部を共通化することもできる。その場合には、サンプル光Ｐｘ（ｉ）と通過光パルスＰｓ（ｉ）′とを共通光路から出射させる必要がある。
In each of the above embodiments, the sample
例えば、図１３に示す入出射インタフェース部２４のように、第１の光合分波部２５から出射された通過光パルスＰｓ（ｉ）′と第２の光合分波部２６から出射されたサンプル光Ｐｘ（ｉ）とを光スイッチ２７ｄに入射し、通過光パルスＰｓ（ｉ）′とサンプル光Ｐｘ（ｉ）のいずれか一方を選択して共通光路から出射させる。
For example, like the input /
そして、この共通光路から出射された光を共通の強度検出部４０の受光器４１で受け、その出力をデジタル値に変換する。
And the light radiate | emitted from this common optical path is received by the light receiver 41 of the common intensity |
この構成では、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度設定の際には、光スイッチ２７ｄを第１の光合分波部２５側に設定して、通過光パルスＰｓ（ｉ）′の強度に対応したデジタル値Ｄｓ（ｉ）′を出力させ、被測定光信号Ｐｘのサンプリングを行なう際には、光スイッチ２７ｄを第２の光合分波部２６側に設定して、サンプル光Ｐｘ（ｉ）の強度に対応したデジタル値Ｄｘ（ｉ）を出力させる。
In this configuration, when setting the intensity of the sampling optical pulse Ps (i), the optical switch 27d is set on the first optical multiplexing / demultiplexing
また、図１４に示す入出射インタフェース部２４のように、第１の光合分波部２５から出射された通過光パルスＰｓ（ｉ）′と、第２の光合分波部２６から出射されたサンプル光Ｐｘ（ｉ）とを時間差合波部２７に入射し、両者が互いに重複しないように所定の時間差を付与して共通光路から出射する。
Further, like the input /
そして、この共通光路から出射された光を、共通の強度検出部４０の受光器４１で受け、その出力信号を信号分離部４２に入力し、サンプル光に対応する信号成分Ｄｘ（ｉ）と通過光パルスに対応する信号成分Ｄｓ（ｉ）″とを前記時間差に基づいて識別分離して出力する。
Then, the light emitted from the common optical path is received by the light receiver 41 of the common
ここで、時間差合波部２７は、例えば図１５のように、通過光パルスＰｓ（ｉ）′に遅延器２７ａで時間Δｔの遅延を与え、その遅延した通過光パルスＰｓ（ｉ）″とサンプル光Ｐｘ（ｉ）とを合波器２７ｂで合波すればよい。なお、遅延器２７ａをサンプル光Ｐｘ（ｉ）側に挿入して合波してもよい。遅延器２７ａとしては、所定の長さの光ファイバや所定の距離の空間を伝搬させる光遅延器を用いることができる。
Here, as shown in FIG. 15, for example, the time
また、被測定光信号波長λｘとサンプリング用光パルス波長λｓが異なる場合においては、図１６のように、通過光パルスＰｓ（ｉ）′とサンプル光Ｐｘ（ｉ）とを合波器２７ｂで合波し、その合波光を波長分散媒体２７ｃに入射し、両波長成分に対して波長の違いによる伝搬時間差Δｔを与えて出射してもよい。 When the measured optical signal wavelength λx and the sampling optical pulse wavelength λs are different, as shown in FIG. 16, the passing light pulse Ps (i) ′ and the sample light Px (i) are combined by the multiplexer 27b. The combined light may be incident on the wavelength dispersion medium 27c, and may be emitted while giving a propagation time difference Δt due to a difference in wavelength to both wavelength components.
また、信号分離部４２としては、例えば図１７の（ａ）に示すように、受光器４１の出力信号を受ける二つのＡ／Ｄ変換器４２ａ、４２ｂで構成し、一方のＡ／Ｄ変換器４２ａには、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）に同期したクロックＣｓ（ｔ）を与え、他方のＡ／Ｄ変換器４２ｂには、クロックＣｓ（ｔ）に対してΔｔ遅延したクロックＣｓ（ｔ＋Δｔ）を与えることで、Δｔの時間差を持って入力される各信号Ｅｘ（ｉ）、Ｅｓ（ｉ）″にそれぞれ対応したデジタル値Ｄｘ（ｉ）、Ｄｓ（ｉ）″を分離出力することができる。 Further, as shown in FIG. 17A, for example, the signal separation unit 42 includes two A / D converters 42a and 42b that receive the output signal of the light receiver 41, and one A / D converter. A clock Cs (t) synchronized with the sampling optical pulse Ps (i) is given to 42a, and a clock Cs (t + Δt) delayed by Δt with respect to the clock Cs (t) is given to the other A / D converter 42b. , It is possible to separate and output digital values Dx (i) and Ds (i) ″ respectively corresponding to the signals Ex (i) and Es (i) ″ input with a time difference of Δt.
また、信号分離部４２として、例えば図１７の（ｂ）に示すように、受光器４１の出力信号をＡ／Ｄ変換器４２ｃに入力し、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）に同期したクロックＣｓ（ｔ）と、クロックＣｓ（ｔ）に対してΔｔ遅延したクロックＣｓ（ｔ＋Δｔ）の論理和に従ったタイミングでＡ／Ｄ変換し、それぞれクロックＣｓ（ｔ）とクロックＣｓ（ｔ＋Δｔ）で動作するフリップフロップやスイッチ（４２ｄ、４２ｅ）を用いてＡ／Ｄ変換器４２ｃから出力されるデジタル値をＤｘ（ｉ）とＤｓ（ｉ）″に分離出力することもできる。 Further, as the signal separator 42, for example, as shown in FIG. 17B, the output signal of the light receiver 41 is inputted to the A / D converter 42c, and the clock Cs synchronized with the sampling optical pulse Ps (i). A / D conversion is performed at a timing according to the logical sum of (t) and the clock Cs (t + Δt) delayed by Δt with respect to the clock Cs (t), and operates with the clock Cs (t) and the clock Cs (t + Δt), respectively. The digital value output from the A / D converter 42c can be separated and output to Dx (i) and Ds (i) ″ using flip-flops and switches (42d, 42e).
上記実施形態の入出射インタフェース部２４は、被測定光信号Ｐｘとサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）を、電界吸収型光変調器２３の両端から互いに逆方向に入射させていたが、被測定光信号波長λｘとサンプリング用光パルス波長λｓが異なる場合では、図１８の入出射インタフェース部２４のように、被測定光信号Ｐｘとサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）とを光合波部２８で合波して、電界吸収型光変調器２３の一端に入射し、電界吸収型光変調器２３の他端から出射されるサンプル光Ｐｘ（ｉ）と通過光パルスＰｓ（ｉ）′を光分波部２９で分波することもできる。
In the input /
この場合、光合波部２８としては、前記した光ファイバカプラ、ハーフミラー、ＷＤＭカプラ、ダイクロイックフィルタのいずれも使用可能である。
In this case, any of the above-described optical fiber coupler, half mirror, WDM coupler, and dichroic filter can be used as the
また、光分波部２９は、サンプル光Ｐｘ（ｉ）と通過光パルスＰｓ（ｉ）′とをその波長の違いによって分離し異なる光路から出射するものであればよく、前記したＷＤＭカプラ、ダイクロイックフィルタも使用可能である。
The
また、光分波部２９の代わりに、図１９のように波長分散媒体２７ｃを用いれば、サンプル光Ｐｘ（ｉ）と通過光パルスＰｓ（ｉ）′とに時間差を与えて共通光路から出射することができ、この光を前記した共通の強度検出部４０に入射することで、サンプル光Ｐｘ（ｉ）の信号成分と通過光パルスＰｓ（ｉ）′の信号成分を分離できる。
If the wavelength dispersion medium 27c is used as shown in FIG. 19 instead of the
また、図２０のように、光分波部２９で別光路に分離されたサンプル光Ｐｘ（ｉ）と通過光パルスＰｓ（ｉ）′とを前記した時間差合波部２７に入射して、両者の間に所定時間差Δｔを与えて共通光路から出射し、前記したように共通の強度検出部４０に入射することで、サンプル光Ｐｘ（ｉ）の信号成分と通過光パルスＰｓ（ｉ）′の信号成分を分離できる。
Further, as shown in FIG. 20, the sample light Px (i) and the passing light pulse Ps (i) ′ separated into the separate optical paths by the
また、図２１のように、光分波部２９の代わりに波長可変フィルタ５０を用い、サンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の強度設定の際には、波長λｓの成分だけを通過させ、共通の強度検出部４０の受光器４１に入射させて、その出力をＡ／Ｄ変換器４３でデジタル値Ｄｓ（ｉ）′に変換し、被測定光信号Ｐｘに対するサンプリングを行なう際には、波長λｘの成分だけを通過させ、強度検出部４０の受光器４１に入射させて、その出力をＡ／Ｄ変換器４３でデジタル値Ｄｘ（ｉ）に変換する構成も可能である。
Further, as shown in FIG. 21, the wavelength
また、図２２のように、光分波部２９で別光路に分波されたサンプル光Ｐｘ（ｉ）と通過光パルスＰｓ（ｉ）′をスイッチ５１で選択して共通光路から前記図２１と同じ強度検出部４０に入射させる構成も可能である。
Further, as shown in FIG. 22, the sample light Px (i) and the passing light pulse Ps (i) ′ demultiplexed in the separate optical path by the
なお、図２１の構成における波長可変フィルタ５０の通過波長の切り替えや、図２２の構成におけるスイッチ５１の切り替えは、前記した入出力特性測定手段３２の制御により行なえばよい。
Note that switching of the pass wavelength of the wavelength
なお、上記した各実施形態のサンプリング用光パルスＰｓ（ｉ）の周期は、図２４に示したように、被測定光信号Ｐｘの繰返し周期の整数倍に対して時間差をもつ等価サンプリング方式に限定されるものではなく、被測定光信号Ｐｘの繰返し周期の整数倍に同期してサンプリングを行ない、被測定光信号Ｐｘの遅延時間を可変して波形を取得する方法や、被測定光信号Ｐｘの繰返し周期と非同期でサンプリングを行ない、そのサンプリングで得られたサンプル光のデータから被測定光信号Ｐｘの波形を再構成するソフトウエア同期法を用いる場合であってもよい。また、以上のようにして得られた被測定光信号の波形を表示器に表示したり、波形からＱファクタ等の信号品質を求めることも可能である。 Note that the period of the sampling optical pulse Ps (i) in each of the above embodiments is limited to an equivalent sampling system having a time difference with respect to an integral multiple of the repetition period of the optical signal to be measured Px, as shown in FIG. The sampling is performed in synchronization with an integral multiple of the repetition period of the optical signal to be measured Px, the waveform is acquired by varying the delay time of the optical signal to be measured Px, or the optical signal Px to be measured There may be a case in which a software synchronization method is used in which sampling is performed asynchronously with the repetition period and the waveform of the optical signal Px to be measured is reconstructed from the sample light data obtained by the sampling. Further, the waveform of the optical signal to be measured obtained as described above can be displayed on a display, or the signal quality such as the Q factor can be obtained from the waveform.
２０……光サンプリング装置、２１……光パルス発生部、２２……光サンプリング部、２３……電界吸収型光変調器、２４……入出射インタフェース部、２５……第１の光合分波部、２６……第２の光合分波部、２７……時間差合波部、２８……光合波部、２９……光分波部、３０……サンプル光強度検出部、３１……通過光パルス強度検出部、３２……入出力特性測定手段、３３……しきい値算出手段、３４……光パルス強度設定手段、３５……傾き算出手段、３６……振幅補正手段
DESCRIPTION OF
Claims (12)
相互吸収飽和特性を有する電界吸収型光変調器（２３）と、
被測定光信号（Ｐｘ）および前記サンプリング用光パルスを前記電界吸収型光変調器の光導波路に入射させて、前記被測定光信号に対するサンプリングを行なわせ、該サンプリングで得られたサンプル光（Ｐｘ（ｉ））を出射させる入出射インタフェース部（２４）と、
前記入出射インタフェース部から出射された前記サンプル光の強度を検出するサンプル光強度検出部（３０、４０）とを備えた光サンプリング装置において、
前記光パルス発生部は、前記サンプリング用光パルスの強度を可変制御できるように構成され、
前記入出射インタフェース部は、前記サンプリング用光パルスのうち、前記電界吸収型光変調器を通過した成分である通過光パルス（Ｐｓ（ｉ）′）を前記サンプル光と区別して出射するように構成され、
さらに、
前記通過光パルスの強度を検出する通過光パルス強度検出部（３１、４０）と、
前記光パルス発生部を制御して前記サンプリング用光パルスの強度を可変して、前記通過光パルス強度検出部で検出される強度を測定する入出力特性測定手段（３２）と、
前記入出力特性測定手段の測定結果から、前記通過光パルス強度検出部で検出される強度が増加し始める前記サンプリング用光パルスの強度のしきい値を求めるしきい値算出手段（３３）と、
前記しきい値算出手段で求めたしきい値に基づいて、前記被測定光信号のサンプリングに用いる前記サンプリング用光パルスの強度を設定する光パルス強度設定手段（３４）とを設けたことを特徴とする光サンプリング装置。 An optical pulse generator (21) for emitting sampling optical pulses (Ps (i)) at a predetermined period;
An electroabsorption optical modulator (23) having a mutual absorption saturation characteristic;
The optical signal to be measured (Px) and the sampling optical pulse are made incident on the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator to sample the optical signal to be measured, and the sample light (Px) obtained by the sampling is obtained. An input / output interface section (24) for emitting (i));
In an optical sampling apparatus comprising a sample light intensity detection unit (30, 40) for detecting the intensity of the sample light emitted from the input / output interface unit,
The optical pulse generator is configured to variably control the intensity of the sampling optical pulse,
The entrance / exit interface unit is configured to emit a passing light pulse (Ps (i) ′), which is a component that has passed through the electroabsorption optical modulator, out of the sampling light pulse, separately from the sample light. And
further,
A passing light pulse intensity detector (31, 40) for detecting the intensity of the passing light pulse;
An input / output characteristic measuring means (32) for controlling the optical pulse generator to vary the intensity of the sampling optical pulse and measuring the intensity detected by the passing optical pulse intensity detector;
Threshold value calculation means (33) for obtaining a threshold value of the intensity of the sampling light pulse from which the intensity detected by the passing light pulse intensity detection unit starts to increase from the measurement result of the input / output characteristic measurement means;
Optical pulse intensity setting means (34) for setting the intensity of the sampling optical pulse used for sampling the optical signal to be measured based on the threshold value obtained by the threshold value calculating means is provided. Optical sampling device.
前記傾き算出手段で求めた傾きに基づいて、前記被測定光信号、前記サンプル光、前記サンプル光強度検出部で検出される信号の少なくとも一つに対する振幅補正処理を行なう振幅補正手段（３６）とを設けたことを特徴とする請求項１記載の光サンプリング装置。 An inclination calculating means (35) for obtaining an inclination of an intensity change detected by the passing light pulse intensity detecting unit with respect to an intensity change of the sampling light pulse from a measurement result of the input / output characteristic measuring means;
Amplitude correction means (36) for performing amplitude correction processing on at least one of the light signal to be measured, the sample light, and the signal detected by the sample light intensity detector based on the inclination obtained by the inclination calculation means; The optical sampling apparatus according to claim 1, wherein:
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側に接続された第１の光合分波部（２５）と前記光導波路の他端側に接続された第２の光合分波部（２６）とを含み、
前記被測定光信号を前記第１の光合分波部を介して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から入射させ、前記サンプリング用光パルスを前記第２の光合分波部を介して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の他端側から入射させるとともに、
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の他端側から出射される前記サンプル光を前記第２の光合分波部を介して出射させ、前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から出射される前記通過光パルスを前記第１の光合分波部を介して出射させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光サンプリング装置。 The input / output interface unit is
A first optical multiplexing / demultiplexing unit (25) connected to one end of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator and a second optical multiplexing / demultiplexing unit (26) connected to the other end of the optical waveguide. Including
The optical signal to be measured is incident from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator through the first optical multiplexing / demultiplexing unit, and the sampling optical pulse is transmitted to the second optical multiplexing / demultiplexing unit. Through the other end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator through,
The sample light emitted from the other end of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator is emitted via the second optical multiplexing / demultiplexing unit, and one end of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator is emitted. 3. The optical sampling device according to claim 1, wherein the passing light pulse emitted from the side is emitted through the first optical multiplexing / demultiplexing unit.
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から出射される前記通過光パルスを前記第１の光合分波部から出射する状態と、前記被測定光信号を前記第１の光合分波部を介して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側へ入射する状態とを切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の光サンプリング装置。 The first optical multiplexing / demultiplexing unit of the input / output interface unit is
A state in which the passing optical pulse emitted from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator is emitted from the first optical multiplexing / demultiplexing unit, and the optical signal to be measured is converted to the first optical multiplexing / demultiplexing The optical sampling device according to claim 3, wherein the optical sampling device is configured to switch a state of being incident on one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator via a unit.
前記入出射インタフェース部の前記第１の光合分波部は、
前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から前記通過光パルス強度検出部側へ光を出射する方向の透過率が、前記通過光パルスの波長より前記被測定光信号の波長の方が低く設定され、且つ前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から前記被測定光信号の入射端側に光を出射する方向の透過率が、前記被測定光信号の波長より前記通過光パルスの波長の方が低く設定された波長選択性を有していることを特徴する請求項３記載の光サンプリング装置。 The wavelength of the sampling optical pulse is different from the wavelength of the optical signal to be measured,
The first optical multiplexing / demultiplexing unit of the input / output interface unit is
The transmittance in the direction in which light is emitted from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator to the side of the passing light pulse intensity detector is greater than the wavelength of the measured optical signal than the wavelength of the passing light pulse. Is set low, and the transmittance in the direction in which light is emitted from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator to the incident end side of the optical signal to be measured is greater than the wavelength of the optical signal to be measured. 4. The optical sampling device according to claim 3, wherein the wavelength of the passing light pulse has a wavelength selectivity set lower.
前記第１の光合分波部から出射される前記通過光パルスと、前記第２の光合分波部から出射される前記サンプル光とを切り替えて共通光路から出射するように構成され、
前記入出射インタフェース部の前記共通光路から出射される光を共通の受光器（４１）で受け、前記通過光パルスの強度と前記サンプル光の強度とを切り替えて検出するように
構成されていることを特徴する請求項３〜５のいずれかに記載の光サンプリング装置。 The input / output interface unit is
The passing light pulse emitted from the first optical multiplexing / demultiplexing unit and the sample light emitted from the second optical multiplexing / demultiplexing unit are switched and emitted from a common optical path,
The light emitted from the common optical path of the input / output interface unit is received by a common light receiver (41), and the intensity of the passing light pulse and the intensity of the sample light are switched and detected. The optical sampling device according to claim 3, wherein:
前記入出射インタフェース部は、
前記被測定光信号と前記サンプリング用光パルスとを光合波部（２８）で合波して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から入射させ、該光導波路の他端側から出射される光を光分波部（２９）で受けて、前記サンプル光の波長を含む波長成分と前記通過光パルスの波長を含む波長成分を分離することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光サンプリング装置。 The wavelength of the sampling optical pulse is different from the wavelength of the optical signal to be measured,
The input / output interface unit is
The optical signal to be measured and the sampling optical pulse are multiplexed by an optical multiplexing unit (28) and incident from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator, and from the other end side of the optical waveguide. The emitted light is received by an optical demultiplexing unit (29), and a wavelength component including a wavelength of the sample light and a wavelength component including a wavelength of the passing light pulse are separated. 2. The optical sampling device according to 2.
前記入出射インタフェース部は、
前記被測定光信号と前記サンプリング用光パルスとを光合波部（２８）で合波して前記電界吸収型光変調器の前記光導波路の一端側から入射させ、該光導波路の他端側から出射される光のうち前記通過光パルスの波長を含む波長成分と前記サンプル光の波長を含む波長成分とを切り替えて共通光路から出射するように構成され、
前記入出射インタフェース部の前記共通光路から出射される光を共通の受光器（４１）で受け、前記通過光パルスの強度と前記サンプル光の強度とを切り替えて検出するように
構成されていることを特徴する請求項１または請求項２記載の光サンプリング装置。 The wavelength of the sampling optical pulse is different from the wavelength of the optical signal to be measured,
The input / output interface unit is
The optical signal to be measured and the sampling optical pulse are multiplexed by an optical multiplexing unit (28) and incident from one end side of the optical waveguide of the electroabsorption optical modulator, and from the other end side of the optical waveguide. It is configured to switch the wavelength component including the wavelength of the passing light pulse and the wavelength component including the wavelength of the sample light among the emitted light, and to emit from the common optical path,
The light emitted from the common optical path of the input / output interface unit is received by a common light receiver (41), and the intensity of the passing light pulse and the intensity of the sample light are switched and detected. The optical sampling device according to claim 1 or 2, wherein
該入出射インタフェース部から異なる光路でそれぞれ出射される前記サンプル光と前記通過光パルスとを、前記サンプル光強度検出部と前記通過光パルス強度検出部がそれぞれ独立した受光器（３０ａ、３１ａ）で受光してそれぞれの強度を検出することを特徴とする請求項１〜５、７のいずれかに記載の光サンプリング装置。 The input / output interface unit emits the sample light and the passing light pulse from different optical paths, respectively.
The sample light and the passing light pulse respectively emitted from the incident / outgoing interface unit through different optical paths are received by the light receivers (30a, 31a) in which the sample light intensity detecting unit and the passing light pulse intensity detecting unit are independent from each other. 8. The optical sampling apparatus according to claim 1, wherein the optical sampling apparatus detects each intensity by receiving light.
前記サンプル光強度検出部および前記通過光パルス強度検出部は、
前記入出射インタフェース部の前記共通光路から出射される光を共通の受光器（４１）で受け、該受光器の出力信号から前記サンプル光に対応する信号成分と前記通過光パルスに対応する信号成分とを前記時間差に基づいて識別してそれぞれの強度を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３、５、７のいずれかに記載の光サンプリング装置。 The input / output interface unit is configured to emit from a common optical path with a predetermined time difference so that the sample light and the passing light pulse do not overlap each other on the time axis,
The sample light intensity detector and the passing light pulse intensity detector are
The light emitted from the common optical path of the input / output interface unit is received by a common light receiver (41), and a signal component corresponding to the sample light and a signal component corresponding to the passing light pulse from the output signal of the light receiver The optical sampling device according to claim 1, wherein the intensity is detected based on the time difference and the respective intensities are detected.
前記サンプリング用光パルスの強度を可変して、該サンプリング用光パルスのうち、前記電界吸収型光変調器を通過した成分である通過光パルスの強度を測定する段階と、
前記測定結果から、前記通過光パルスの強度が増加し始めるサンプリング用光パルスの強度のしきい値を求める段階と、
前記求めたしきい値に基づいて、前記被測定光信号のサンプリングに用いる前記サンプリング用光パルスの強度を設定する段階とを含むことを特徴とする光サンプリング方法。 The optical signal to be measured (Px) and the sampling optical pulse are incident on the electroabsorption optical modulator (23), and the optical signal to be measured is sampled by mutual absorption saturation of the electroabsorption optical modulator. In the optical sampling method of emitting the sample light (Px (i)) obtained by the sampling from the electroabsorption optical modulator and detecting the intensity of the sample light,
Varying the intensity of the sampling light pulse, and measuring the intensity of the passing light pulse that is a component of the sampling light pulse that has passed through the electroabsorption optical modulator;
Obtaining a threshold value of the intensity of the sampling light pulse from which the intensity of the passing light pulse starts increasing from the measurement result;
Setting the intensity of the sampling optical pulse used for sampling the optical signal under measurement based on the obtained threshold value.
前記求めた傾きに基づいて、前記被測定光信号、前記サンプル光、該サンプル光の強度検出結果の少なくとも一つに対する振幅補正処理を行なう段階と含むことを特徴する請求項１１記載の光サンプリング方法。 From the measurement result, obtaining a slope of the change of the passing light pulse intensity with respect to the change of the intensity of the sampling light pulse,
12. The optical sampling method according to claim 11, further comprising: performing an amplitude correction process on at least one of the optical signal to be measured, the sample light, and an intensity detection result of the sample light based on the obtained inclination. .
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