JPH11108961A - 電気光学サンプリングオシロスコープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気光学結晶に送られる光パルスが、雑音を
含んでいるため電気光学サンプリングオシロスコープの
測定精度が落ちる。 【解決手段】 タイミング回路１１により光パルス発生
タイミングであるタイミング信号を生成し、この信号を
もとに光パルス発生回路１２によりサンプル用光パルス
の発生を行う。そして、光増幅回路１３により光パルス
発生回路１２で発生されたサンプル用光パルスの光増幅
を行う。一方、光増幅回路１３による自然放出光の伝搬
を阻止するために光フィルタ１４を設けるともに、増幅
された光のオン・オフを行う光スイッチ１５を設け、タ
イミング回路１１によるタイミング信号をもとに、光ス
イッチ１５のオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ駆
動回路１６により光スイッチ１５のオン・オフ動作が光
パルス発生回路１２と同期するように駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定信号によっ
て発生する電界を電気光学結晶に結合させ、この電気光
学結晶に光パルスを入射し、光パルスの偏光状態により
被測定信号の波形を観測する電気光学サンプリングオシ
ロスコープであって、特に光パルスの発生に特徴を備え
た電気光学サンプリングオシロスコープに関するもので
ある。

【０００２】

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

【０００３】図５は、ＥＯＳオシロスコープにおける電
気光学プローブによる測定概念を説明するための図であ
る。図５に示すように電気光学プローブの先端には金属
ピン２１が設けられ、これを測定対象となる信号線３１
に接することで測定信号に基づいた電界２３が発生す
る。発生する電界を電気光学結晶２２に結合させるため
に金属ピン２１の端部に電気光学結晶２２が設けられて
いる。この電気光学結晶２２は、一次の電気光学効果で
あるポッケルス効果により、結合した電界強度に応じて
電気光学結晶の屈折率が変化するので、この状態で光パ
ルス２５を入力すると光パルスの偏光状態が変化する。
偏光変化を受けた光パルス２５は誘電体多層膜ミラーで
ある反射鏡２４に反射され、電気光学プローブ内の偏光
検出光学系の入力部となる受光部２６に導かれる（品川
ら：”ＥＯＳによるハンディ型ハイインピーダンスプロ
ーブ”、第１５回光波センシング技術研究会 講演論文
集 応用物理学会・光波センシング技術研究会、１９９
５年５月、ｐｐ．１２３−１２９）。

【０００４】次に、ＥＯＳオシロスコープの構成を図６
を用いて説明する。ＥＯＳオシロスコープはＥＯＳオシ
ロスコープの本体１および電気光学プローブ２により構
成される。そして、図５において説明した光パルス２５
は、トリガ回路３によるトリガ信号をもとに光パルス出
力回路４で生成され電気光学プローブ２に供給される。
そして、偏光変化を受けた光パルスは、電気光学プロー
ブ２内の偏光検出光学系（図示せず）により偏光検出等
が行われ、その信号がＥＯＳオシロスコープの本体１に
入力される。そして、信号の増幅およびＡ／Ｄ変換がＡ
／Ｄ回路５により行われ、処理回路６により測定対象と
なった信号の表示等のための処理が行われる。

【０００５】図７は、図６における光パルス出力回路４
をより詳細に示した図である。図６より、まずタイミン
グ回路３１は、トリガ回路３からのトリガ信号をもとに
光パルス発生タイミングであるタイミング信号を生成す
る。そして、タイミング回路３１によるタイミング信号
により、光パルス発生回路３２は、サンプル用光パルス
の発生を行なう。この発生されたサンプル用光パルスの
みでは、光量が充分でないため光増幅回路３３により光
増幅され、この光増幅回路３３からの出力が電気光学プ
ローブ２に光パルスとして供給される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光パルス発
生回路３２からのサンプル用光パルスを、光増幅回路３
３により増幅すると、増幅自然放出光であるＡＳＥ（Am
plified SpontaneousEmitting）といったスペクトル上
でサンプリングに寄与しない不要な光および時間軸上で
サンプリングに寄与しない不要な光が生じる。図８は、
図７に示す光パルス出力回路４における光増幅回路３３
からの出力をスペクトル解析した例を示す図である。光
パルス発生回路３２からは、ほぼ単一周波数のサンプル
用光パルスが出力され、雑音となる他の周波数の光はレ
ベルが充分低く無視できる程度であるが、光増幅回路３
３によりスペクトル上でサンプリングに寄与しない不要
な光が生じるため、光パルス発生回路３２から出力され
る周波数以外の周波数の光も出力され、無視できないレ
ベルに達してしまう。また、図９は時間経過に対する光
増幅回路３３からの出力例を示た図である。図９より、
光増幅回路３３によって、光パルス発生回路３２による
サンプル用光パルス発生時以外にも光が出力され、時間
軸上でサンプリングに寄与しない不要な光が生じてしま
うことが分かる。このように、光増幅回路３３は十分な
光量の光パルスを出力するために必要である一方、スペ
クトル上でサンプリングに寄与しない不要な光を含み、
光パルス発生回路３２によるサンプル用光パルス発生時
以外にも光を放出するため、これら雑音によりＥＯＳの
測定精度が落ちる原因となっている。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、光パルスの出力における雑音の低減を図り、そ
の結果測定精度を高めることのできる電気光学サンプリ
ングオシロスコープを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、被測定信号
によって発生する電界を電気光学結晶に結合させ、該電
気光学結晶に光パルス出力回路より出力された光パルス
を入射し、該光パルスの偏光状態により、被測定信号の
波形を観測する電気光学サンプリングオシロスコープで
あって、前記光パルス出力回路が、光増幅回路で増幅さ
れたサンプル用光パルスを入力光とし、該光増幅回路に
よる自然放出光の伝搬を阻止する光フィルタからの出力
を光パルスとして出力することを特徴とする電気光学サ
ンプリングオシロスコープである。また、請求項２に記
載の発明は、請求項１に記載の電気光学サンプリングオ
シロスコープにおいて、前記光パルス出力回路が、光パ
ルス発生タイミングであるタイミング信号を生成するタ
イミング回路と、前記タイミング回路によるタイミング
信号をもとにサンプル用光パルスの発生を行う光パルス
発生回路と、前記光パルス発生回路により発生されたサ
ンプル用光パルスの光増幅を行う光増幅回路と、前記光
増幅回路により増幅された自然放出光の伝搬を阻止する
光フィルタとを備えたことを特徴としている。

【０００９】次に、請求項３に記載の発明は、被測定信
号によって発生する電界を電気光学結晶に結合させ、該
電気光学結晶に光パルス出力回路より出力された光パル
スを入射し、該光パルスの偏光状態により、被測定信号
の波形を観測する電気光学サンプリングオシロスコープ
であって、前記光パルス出力回路が、サンプル用光パル
スに同期した光スイッチにより、該サンプル用光パルス
発生時に該光スイッチを通光させ、該サンプル用光パル
ス非発生時に該光スイッチを遮断することで、光増幅回
路で増幅された該サンプル用光パルスのオン・オフ制御
を行ない光パルスの出力を行うことを特徴とする電気光
学サンプリングオシロスコープである。また、請求項４
に記載の発明は、請求項３に記載の電気光学サンプリン
グオシロスコープにおいて、前記光パルス出力回路が、
光パルス発生タイミングであるタイミング信号を生成す
るタイミング回路と、前記タイミング回路によるタイミ
ング信号をもとにサンプル用光パルスの発生を行う光パ
ルス発生回路と、前記光パルス発生回路により発生され
たサンプル用光パルスの光増幅を行う光増幅回路と、前
記光増幅回路により増幅された光のオン・オフを行う光
スイッチと、前記タイミング回路によるタイミング信号
をもとに、前記光スイッチのオン・オフの駆動制御を行
う光スイッチ駆動回路とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１０】次に、請求項５に記載の発明は、被測定信
号によって発生する電界を電気光学結晶に結合させ、該
電気光学結晶に光パルス出力回路より出力された光パル
スを入射し、該光パルスの偏光状態により、被測定信号
の波形を観測する電気光学サンプリングオシロスコープ
であって、前記光パルス出力回路が、光増幅回路で増幅
されたサンプル用光パルスに対し自然放出光の伝搬を阻
止するために光フィルタを備えるとともに、該サンプル
用光パルスに同期した光スイッチにより、該サンプル用
光パルス発生時に該光スイッチを通光させ、該サンプル
用光パルス非発生時に該光スイッチを遮断することで、
該光増幅回路で増幅された該サンプル用光パルスのオン
・オフ制御し、該増幅されたサンプル用光パルスを該光
フィルタおよび該光スイッチを通し、光パルスとして出
力することを特徴とする電気光学サンプリングオシロス
コープである。また、請求項６に記載の発明は、請求項
５に記載の電気光学サンプリングオシロスコープにおい
て、前記光パルス出力回路が、光パルス発生タイミング
であるタイミング信号を生成するタイミング回路と、前
記タイミング回路によるタイミング信号をもとにサンプ
ル用光パルスの発生を行う光パルス発生回路と、前記光
パルス発生回路により発生されたサンプル用光パルスの
光増幅を行う光増幅回路と、前記光増幅回路により増幅
された光のオン・オフを行う光スイッチと、前記タイミ
ング回路によるタイミング信号をもとに、前記光スイッ
チのオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ駆動回路と
前記光増幅回路と、前記光スイッチとの間、もしくは、
該光スイッチの後に設けられ、前記光増幅回路により増
幅された自然放出光の伝搬を阻止する光フィルタとを備
えたことを特徴としている。

【００１１】また、請求項７に記載の発明は、請求項４
または請求項６に記載の電気光学サンプリングオシロス
コープにおいて、前記タイミング回路が、前記タイミン
グ信号に対し、前記光スイッチの動作の遅れ時間相当分
遅延させたタイミング信号を生成する遅れ時間補正回路
を備え、該遅れ時間補正回路により生成されたタイミン
グ信号を前記光パルス発生回路に供給することを特徴と
している。また、請求項８に記載の発明は、請求項４ま
たは請求項６に記載の電気光学サンプリングオシロスコ
ープにおいて、前記光パルス出力回路が、前記タイミン
グ発生回路と前記光パルス発生回路との間に、遅れ時間
補正回路を備え、前記遅れ時間補正回路が、前記タイミ
ング発生回路により発生されたタイミング信号を入力信
号とし、該入力信号を前記光スイッチの動作の遅れ時間
相当分遅延させたタイミング信号を生成し、該生成した
タイミング信号を前記光パルス発生回路に供給すること
を特徴としている。

【００１２】また、請求項９に記載の発明は、請求項２
または請求項４または請求項６乃至請求項８のいずれか
に記載の電気光学サンプリングオシロスコープにおい
て、前記タイミング発生回路が、トリガ信号を入力信号
とし、該トリガ信号に基づいてタイミング信号の生成を
行うことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
ＥＯＳオシロスコープを図面を参照して説明する。図６
は、ＥＯＳオシロスコープの一構成例を示す図である。
前述の通り、ＥＯＳオシロスコープはＥＯＳオシロスコ
ープの本体１および電気光学プローブ２により構成され
る。電気光学プローブ２に供給される光パルスは、トリ
ガ回路３によるトリガ信号をもとに光パルス出力回路４
で生成さる。そして、偏光変化を受けた光パルスは、電
気光学プローブ２内の偏光検出光学系（図示せず）によ
り偏光検出等が行われ、その信号がＥＯＳオシロスコー
プの本体１に入力される。そして、信号の増幅、Ａ／Ｄ
変換がＡ／Ｄ回路５により行われ、処理回路６により測
定対象となった信号の表示等のための処理が行われる。

【００１４】本発明のＥＯＳオシロスコープの特徴は、
図５に示す光パルス出力回路４にあり、この回路構成を
図を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態によ
るＥＯＳオシロスコープの光パルス出力回路４の構成を
示す図である。図１より光パルス出力回路４は、トリガ
信号に基づいて光パルス発生タイミングであるタイミン
グ信号を生成するタイミング回路１１と、タイミング回
路１１によるタイミング信号よりサンプル用光パルスの
発生を行う光パルス発生回路１２と、光パルス発生回路
１２により発生されたサンプル用光パルスの光増幅を行
う光増幅回路１３と、光増幅回路１３による自然放出光
の伝搬を阻止する光フィルタ１４と、光のオン・オフを
行う光スイッチ１５と、タイミング回路１１によるタイ
ミング信号をもとに、前記光スイッチ１５のオン・オフ
の駆動制御を行う光スイッチ駆動回路１６とにより構成
される。

【００１５】次に、このＥＯＳオシロスコープの光パル
ス出力回路４の動作を図１から図３を用いて説明する。
タイミング回路１１は、トリガ回路３からのトリガ信号
に基づいて光パルス発生タイミングであるタイミング信
号を生成する。このタイミング信号は光パルス発生回路
１２および光スイッチ駆動回路１６に供給される。この
タイミング回路１１により、例えば２５０［ｎｓ］ごと
に３０［ｐｓ］の間隔で光パルスの発生を行うためのタ
イミング信号の生成が行われる。ここでトリガ信号に基
づいてタイミング信号の生成を行うのは、図６における
処理回路６での信号処理との同期を取りやすくするため
である。ただし、タイミング信号の生成は、好ましくは
トリガ信号に基づき生成することが望ましいが、これに
限定されるものではなく、他のクロック信号を用いて生
成しても良い。

【００１６】そして、光パルス発生回路１２は、タイミ
ング回路１１によるタイミング信号によりサンプル用光
パルスの発生を行う。ここで光パルス発生回路１２とし
て、例えばレーザーダイオードが用いられ、たとえば、
１．３または１．５５［μｍ］の単波長の光パルスが発
生される。ここで、光パルス発生回路１２により発生さ
れるサンプル用光パルスの光量では、図５に示す電気光
学結晶２２へ入力する光パルスとして不十分である。そ
こで、光増幅回路１３により、光パルス発生回路１２で
発生されたサンプル用光パルスの光増幅が行なわれる。
この光増幅回路１３からの出力される光のスペクトル解
析をした例は図８に示す通りであり、光パルス発生回路
１２から出力される周波数以外の周波数も雑音として生
じる。そこで、必要となる周波数、すなわち光パルス発
生回路１２により発生されるサンプル用光パルスの周波
数を通過させ、光増幅回路１３による自然放出光の伝搬
を阻止するために、光フィルタ１４に光増幅回路１３か
らの出力光を入力する。この光フィルタ１４からの出力
光をスペクトル解析した一例を図２に示す。図８と比較
すると分かるように、この光フィルタ１４を通すことに
より、スペクトル上でサンプリングに寄与しない不要な
光を減らすことができ、ＥＯＳオシロスコープによる測
定精度を高めることができるようになる。

【００１７】光フィルタ１４によりスペクトル上でサン
プリングに寄与しない不要な光を除くことができるが、
図３（ａ）に示すように、光増幅回路１３による時間軸
上でサンプリングに寄与しない不要な光３１を取り除く
ことはできない。そこで、光スイッチ１５および光スイ
ッチ駆動回路１６を設け、サンプル用光パルスに同期し
て、サンプル用光パルス発生時に光スイッチ１５を通光
させ、サンプル用光パルス非発生時に光スイッチ１５を
遮断することで、オン・オフ制御を行ない、この雑音３
１の除去をする。

【００１８】すなわち、光スイッチ駆動回路１６は、タ
イミング回路１１からのタイミング信号より、光パルス
発生回路１２によりサンプル用光パルス発生時に光スイ
ッチ１５を通光させ、光パルス発生回路１２におけるサ
ンプル用光パルス非発生時に光スイッチ１５を遮断する
駆動信号を生成し、光スイッチ１５に供給する。そし
て、光スイッチ１５は、図３（ｂ）に示すように、光ス
イッチ駆動回路１０からの駆動信号をもとに、この光ス
イッチ１５を通過する光に対して、ＯＮ、ＯＦＦを行
う。その結果、図３（ｃ）に示すように、光スイッチ１
５からの出力において、時間軸上でサンプリングに寄与
しない不要な光の低減を図ることができる。なお、光ス
イッチ１５としては、音響光学スイッチ（ＡＯスイッ
チ）や導波路形光スイッチ（Ｅ／Ｏスイッチ）がある。
このように、光増幅回路１３からの出力光に対して、光
フィルタ１４および光スイッチ１５を通すことにより、
スペクトル上でサンプリングに寄与しない不要な光、お
よび、時間軸上でサンプリングに寄与しない不要な光の
少ない光パルスを電気光学プローブ２に供給することが
できる。その結果測定精度の高い電気光学サンプリング
オシロスコープとすることができる。

【００１９】（第２の実施の形態）前述の実施の形態に
おいて、光スイッチ１５は、駆動信号に対し、ある遅延
をもって動作する。そのため、タイミング回路１１によ
るタイミング信号と、完全に同期して光スイッチ１５の
オン、オフ動作が行われるのではなく、ある時間だけ遅
れて動作することになる。また、タイミング回路１１に
より生成される光パルス発生用のタイミング信号の時間
幅は、数十［ｐｓ］オーダーであることから、光スイッ
チ１５のオン、オフ動作の遅れにより光パルス出力回路
４から出力される光パルスに時間軸上でサンプリングに
寄与しない不要な光が残ってしまうことになる。そこ
で、第２の実施の形態では、この光スイッチ１５のオ
ン、オフ動作の遅れを考慮して、光パルス発生回路１２
にタイミング信号を送るようにしている。

【００２０】図４は、本発明の第２の実施形態によるＥ
ＯＳオシロスコープの光パルス出力回路４の構成を示す
図である。なお、同図において図１の各部に対応する部
分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図１と
図３に示す光パルス出力回路４の構成の相違は、図４の
タイミング回路１１内に、タイミング回路１１で生成さ
れたタイミング信号に対して、光スイッチ１４の動作の
遅れ時間分、遅延を行い、この遅延を行ったタイミング
信号を光パルス発生回路１２に出力する遅れ時間補正回
路１７が設けられている点にある。この遅れ時間補正回
路１７により、光スイッチ駆動回路１６に送られるタイ
ミング信号に比べ、光スイッチ１５の動作の遅れ時間
分、遅延されたタイミング信号が光パルス発生回路１２
に送られる。その結果、光パルス発生回路１２によるサ
ンプル用光パルスと、光スイッチ１５のオン、オフ動作
とが同期することになり、時間軸上でサンプリングに寄
与しない不要な光のない光パルスの出力が可能となる。

【００２１】なお、本実施の形態では、タイミング回路
１１内に遅れ時間補正回路１７を設けた構成としている
が、この遅れ時間補正回路１７をタイミング回路１１と
光パルス発生回路１２との間に設け、タイミング発生回
路１１により発生されたタイミング信号を入力信号と
し、この入力信号を光スイッチ１１の動作の遅れ時間相
当分遅延させたタイミング信号を生成し、この生成した
タイミング信号を光パルス発生回路１２に供給するよう
にしてもよい。また、遅れ時間補正回路１７内に補正す
る遅れ時間を調整できるように、遅れ時間を設定するた
めのメモリを設けてもよい。

【００２２】なお、上述の２つの実施の形態において、
図１および図４に示す光フィルタ１４がなくても、光ス
イッチ１５により時間軸上でサンプリングに寄与しない
不要な光を除くことができ、電気光学サンプリングオシ
ロスコープの測定精度を高めることができる。また、上
述の２つの実施の形態において、図１および図４に示す
光スイッチ１５および光スイッチ駆動回路１６がなくて
も、光フィルタ１４によりスペクトル上でサンプリング
に寄与しない不要な光を除くことができるので、電気光
学サンプリングオシロスコープの測定精度を高めること
ができる。また、上述の２つの実施の形態において、図
１および図４に示す光スイッチ１４を光増幅回路１３と
光スイッチ１５との間に設けているが、光スイッチ１５
の後に設け、光スイッチ１５の出力光を光フィルタ１４
に入力するようにしても、同様の効果を得ることができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電気
光学サンプリングオシロスコープによれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１に記載の発明によると、
測定する信号の波形を観測するための光パルスを出力す
る光パルス出力回路が備えられ、この光パルス出力回路
は、光増幅回路で増幅されたサンプル用光パルスを入力
光として、光増幅回路による自然放出光の伝搬を阻止す
る光フィルタからの出力を光パルスとして出力する。こ
れにより、スペクトル上でサンプリングに寄与しない不
要な光を減らすことができ、その結果測定精度を高める
ことのできる電気光学サンプリングオシロスコープとす
ることができる。また、請求項２に記載の発明によれ
ば、光パルス出力回路は、光パルス発生タイミングであ
るタイミング信号を生成するタイミング回路と、タイミ
ング回路によるタイミング信号をもとにサンプル用光パ
ルスの発生を行う光パルス発生回路と、光パルス発生回
路により発生されたサンプル用光パルスの光増幅を行う
光増幅回路と、光増幅回路により増幅された自然放出光
の伝搬を阻止する光フィルタとを備える。これにより、
スペクトル上でサンプリングに寄与しない不要な光を減
らすことができ、その結果測定精度を高めることのでき
る電気光学サンプリングオシロスコープとすることがで
きる。

【００２４】次に、請求項３に記載の発明によると、測
定する信号の波形を観測するための光パルスを出力する
光パルス出力回路が備えられ、この光パルス出力回路
は、サンプル用光パルスに同期した光スイッチにより、
サンプル用光パルス発生時にこの光スイッチを通光さ
せ、サンプル用光パルス非発生時に光スイッチを遮断す
ることで、光増幅回路で増幅されたサンプル用光パルス
のオン・オフ制御し光パルスの出力を行う。これによ
り、時間軸上でサンプリングに寄与しない不要な光の低
減を図ることができ、その結果測定精度を高めることの
できる電気光学サンプリングオシロスコープとすること
ができる。また、請求項４に記載の発明によると、光パ
ルス出力回路は、光パルス発生タイミングであるタイミ
ング信号を生成するタイミング回路と、タイミング回路
によるタイミング信号をもとにサンプル用光パルスの発
生を行う光パルス発生回路と、このサンプル用光パルス
の光増幅を行う光増幅回路、および、光増幅回路により
増幅された光のオン・オフを行う光スイッチと、タイミ
ング回路によるタイミング信号をもとに、光スイッチの
オン・オフの駆動制御を行う光スイッチ駆動回路とを備
える。これにより、時間軸上でサンプリングに寄与しな
い不要な光の低減を図ることができ、その結果測定精度
を高めることのできる電気光学サンプリングオシロスコ
ープとすることができる。

【００２５】次に、請求項５に記載の発明によると、測
定する信号の波形を観測するための光パルスを出力する
光パルス出力回路が備えられ、この光パルス出力回路
は、光増幅回路で増幅されたサンプル用光パルスに対し
自然放出光の伝搬を阻止するために光フィルタを備える
とともに、サンプル用光パルスに同期した光スイッチに
より、サンプル用光パルス発生時に光スイッチを通光さ
せ、サンプル用光パルス非発生時に光スイッチを遮断す
ることで、光増幅回路で増幅されたサンプル用光パルス
のオン・オフ制御し、増幅されたサンプル用光パルスを
光フィルタおよび光スイッチを通し光パルスとして出力
する。これにより、スペクトル上でサンプリングに寄与
しない不要な光および時間軸上でサンプリングに寄与し
ない不要な光の低減を図ることができ、その結果測定精
度を高めることのできる電気光学サンプリングオシロス
コープとすることができる。また、請求項６に記載の発
明によると、光パルス出力回路は、光パルス発生タイミ
ングであるタイミング信号を生成するタイミング回路
と、タイミング回路によるタイミング信号をもとにサン
プル用光パルスの発生を行う光パルス発生回路と、光パ
ルス発生回路により発生されたサンプル用光パルスの光
増幅を行う光増幅回路と、光増幅回路により増幅された
光のオン・オフを行う光スイッチと、タイミング回路に
よるタイミング信号をもとに、光スイッチのオン・オフ
の駆動制御を行う光スイッチ駆動回路と、光増幅回路と
前記光スイッチとの間、もしくは、該光スイッチの後に
設けられ、光増幅回路により増幅された自然放出光の伝
搬を阻止する光フィルタとを備える。これにより、スペ
クトル上でサンプリングに寄与しない不要な光および時
間軸上でサンプリングに寄与しない不要な光の低減を図
ることができ、その結果測定精度を高めることのできる
電気光学サンプリングオシロスコープとすることができ
る。

【００２６】また、請求項７に記載の発明によると、タ
イミング回路は、タイミング信号に対し、光スイッチの
動作の遅れ時間相当分遅延させたタイミング信号を生成
する遅れ時間補正回路を備え、この遅れ時間補正回路に
より生成されたタイミング信号を光パルス発生回路に供
給する。これにより、光スイッチの動作の遅れを修正で
き、光パルス発生回路によるサンプル用光パルスと、光
スイッチのオン、オフ動作とを同期させることができ、
時間軸上でサンプリングに寄与しない不要な光のない光
パルスの出力が可能となる。また、請求項８に記載の発
明によると、光パルス出力回路は、タイミング発生回路
と光パルス発生回路との間に、遅れ時間補正回路を備
え、この遅れ時間補正回路は、タイミング発生回路によ
り発生されたタイミング信号を入力信号とし、この入力
信号を光スイッチの動作の遅れ時間相当分遅延させてタ
イミング信号を生成し、生成したタイミング信号を光パ
ルス発生回路に供給する。これにより、光スイッチの動
作の遅れを修正でき、光パルス発生回路によるサンプル
用光パルスと、光スイッチのオン、オフ動作とを同期さ
せることができ、時間軸上でサンプリングに寄与しない
不要な光のない光パルスの出力が可能となる。

【００２７】また、請求項９に記載の発明によると、タ
イミング発生回路は、トリガ信号を入力信号とし、この
トリガ信号に基づいてタイミング信号の生成を行う。こ
れにより、上記効果に加えて、計測信号の処理を行う処
理回路において同期が取りやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態によるＥＯＳオシロスコ
ープの光パルス出力回路の構成を示す図である。

【図２】 光フィルタの出力をスペクトル解析した例を
示す図である。

【図３】 光フィルタおよび光スイッチの出力例、およ
び、光スイッチのオン・オフ動作例を示す図である。

【図４】 本発明の他の実施形態によるＥＯＳオシロス
コープの光パルス出力回路の構成を示す図である。

【図５】 ＥＯＳオシロスコープにおける電気光学プロ
ーブによる測定概念を説明するための図である。

【図６】 ＥＯＳオシロスコープの一構成例を示す図で
ある。

【図７】 ＥＯＳオシロスコープの光パルス出力回路の
一従来例の構成を示す図である。

【図８】 図７における光増幅回路からの出力をスペク
トル解析した例を示す図である。

【図９】 図７における光増幅回路からの時間の経過に
対する出力例を示す図である。

【符号の説明】

１ ＥＯＳオシロスコープの本体 ２ 電気光
学プローブ ３ トリガ発生回路 ４ 光パル
ス出力回路 ５ Ａ／Ｄ回路 ６ 処理回
路 １１ タイミング回路 １２ 光パ
ルス発生回路 １３ 光増幅回路 １４ 光フ
ィルタ １５ 光スイッチ １６ 光ス
イッチ駆動回路 １７ 遅れ時間補正回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 潤 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 遠藤 善雄 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 品川 満 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 永妻 忠夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 松広 一良 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定信号によって発生する電界を電気
   光学結晶に結合させ、該電気光学結晶に光パルス出力回
   路より出力された光パルスを入射し、該光パルスの偏光
   状態により、被測定信号の波形を観測する電気光学サン
   プリングオシロスコープであって、 前記光パルス出力回路は、 光増幅回路で増幅されたサンプル用光パルスを入力光と
   し、該光増幅回路による自然放出光の伝搬を阻止する光
   フィルタからの出力を光パルスとして出力することを特
   徴とする電気光学サンプリングオシロスコープ。
2. 【請求項２】 前記光パルス出力回路は、 光パルス発生タイミングであるタイミング信号を生成す
   るタイミング回路と、 前記タイミング回路によるタイミング信号をもとにサン
   プル用光パルスの発生を行う光パルス発生回路と、 前記光パルス発生回路により発生されたサンプル用光パ
   ルスの光増幅を行う光増幅回路と、 前記光増幅回路により増幅された自然放出光の伝搬を阻
   止する光フィルタとを備えたことを特徴とする請求項１
   に記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。
3. 【請求項３】 被測定信号によって発生する電界を電気
   光学結晶に結合させ、該電気光学結晶に光パルス出力回
   路より出力された光パルスを入射し、該光パルスの偏光
   状態により、被測定信号の波形を観測する電気光学サン
   プリングオシロスコープであって、 前記光パルス出力回路は、 サンプル用光パルスに同期した光スイッチにより、該サ
   ンプル用光パルス発生時に該光スイッチを通光させ、該
   サンプル用光パルス非発生時に該光スイッチを遮断する
   ことで、光増幅回路で増幅された該サンプル用光パルス
   のオン・オフ制御を行ない光パルスの出力を行うことを
   特徴とする電気光学サンプリングオシロスコープ。
4. 【請求項４】 前記光パルス出力回路は、 光パルス発生タイミングであるタイミング信号を生成す
   るタイミング回路と、 前記タイミング回路によるタイミング信号をもとにサン
   プル用光パルスの発生を行う光パルス発生回路と、 前記光パルス発生回路により発生されたサンプル用光パ
   ルスの光増幅を行う光増幅回路と、 前記光増幅回路により増幅された光のオン・オフを行う
   光スイッチと、 前記タイミング回路によるタイミング信号をもとに、前
   記光スイッチのオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ
   駆動回路とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の
   電気光学サンプリングオシロスコープ。
5. 【請求項５】 被測定信号によって発生する電界を電気
   光学結晶に結合させ、該電気光学結晶に光パルス出力回
   路より出力された光パルスを入射し、該光パルスの偏光
   状態により、被測定信号の波形を観測する電気光学サン
   プリングオシロスコープであって、 前記光パルス出力回路は、 光増幅回路で増幅されたサンプル用光パルスに対し自然
   放出光の伝搬を阻止するために光フィルタを備えるとと
   もに、 該サンプル用光パルスに同期した光スイッチにより、該
   サンプル用光パルス発生時に該光スイッチを通光させ、
   該サンプル用光パルス非発生時に該光スイッチを遮断す
   ることで、該光増幅回路で増幅された該サンプル用光パ
   ルスのオン・オフ制御し、 該増幅されたサンプル用光パルスを該光フィルタおよび
   該光スイッチを通し、光パルスとして出力することを特
   徴とする電気光学サンプリングオシロスコープ。
6. 【請求項６】 前記光パルス出力回路は、 光パルス発生タイミングであるタイミング信号を生成す
   るタイミング回路と、 前記タイミング回路によるタイミング信号をもとにサン
   プル用光パルスの発生を行う光パルス発生回路と、 前記光パルス発生回路により発生されたサンプル用光パ
   ルスの光増幅を行う光増幅回路と、 前記光増幅回路により増幅された光のオン・オフを行う
   光スイッチと、 前記タイミング回路によるタイミング信号をもとに、前
   記光スイッチのオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ
   駆動回路と、 前記光増幅回路と前記光スイッチとの間、もしくは、該
   光スイッチの後に設けられ、前記光増幅回路により増幅
   された自然放出光の伝搬を阻止する光フィルタとを備え
   たことを特徴とする請求項５に記載の電気光学サンプリ
   ングオシロスコープ。
7. 【請求項７】 前記タイミング回路は、 前記タイミング信号に対し、前記光スイッチの動作の遅
   れ時間相当分遅延させたタイミング信号を生成する遅れ
   時間補正回路を備え、 該遅れ時間補正回路により生成されたタイミング信号を
   前記光パルス発生回路に供給することを特徴とする請求
   項４または請求項６に記載の電気光学サンプリングオシ
   ロスコープ。
8. 【請求項８】 前記光パルス出力回路は、 前記タイミング発生回路と前記光パルス発生回路との間
   に、遅れ時間補正回路を備え、 前記遅れ時間補正回路は、 前記タイミング発生回路により発生されたタイミング信
   号を入力信号とし、該入力信号を前記光スイッチの動作
   の遅れ時間相当分遅延させたタイミング信号を生成し、
   該生成したタイミング信号を前記光パルス発生回路に供
   給することを特徴とする請求項４または請求項６に記載
   の電気光学サンプリングオシロスコープ。
9. 【請求項９】 前記タイミング発生回路は、 トリガ信号を入力信号とし、該トリガ信号に基づいてタ
   イミング信号の生成を行うことを特徴とする請求項２ま
   たは請求項４または請求項６乃至請求項８のいずれかに
   記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。