JPS63282723A - 標本抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は一般に電気及び光学信号の標本抽出のシステム
に関し、と（に進行波変調器を用いた標本抽出装置に関
する。

〈従来技術とその問題点〉 代表的な従来型の標本抽出装置では光学式波管が基板の
平面状面と平行に基板内に形成され、且つ超小型条片の
遅延線が基板上面内に光学式導波管と垂直な方向に形成
される。基板は、電界が印加されると屈折率に変化を呈
するＬｉＮｂＯ３のような材料から形成される。基板内
の所与の光透過方向に関して、基板は第一の偏光では通
常の屈折率を示し、第一の偏光と垂直な偏光では異常な
屈折率を示す。光学信号の伝播速度は光学１屈折率に等
しいので、上記の２つの偏光方向は異なる速度の別個の
光伝播チャネルを表わす。光学信号が２つの異なるチャ
ネルを異なる速度で進行する２つの信号に分断されるこ
とを避けるため、導波管内の光線は前記の２つの偏光方
向の一つに沿って偏光される。

遅延線は光学的導波管の上方に位置しているので遅延線
内の電気信号は光学的導波管内の光学信号と（例えば電
気光学的又は電気弾性的に）相互作用する。導波管内の
信号により生成される電界は光学的導波管内の光学信号
の伝播速度に影響を及ぼす。これは光学信号パルスの時
間遅延として、又、持続波光学信号の位相変調として示
される。

この位相変調は前記光学信号を基準光学信号により干渉
することにより振幅変調に変換される。光学受信器がこ
の振幅変調を検出する。振幅変調の量は電気信号内の電
界の強さと比例するので、光学的導波管内に入射される
光学パルスは光学的導波管が遅延線の下を通過する遅延
線の地点にて電気信号を標本抽出する。電気信号と光学
信号の間の相対的遅延が変化すると、光学受信器の出力
信号は試験中の波形に対する相対遅延の標本を写像する
。

システム感度は電気べ光学半波電圧ｖｒＣｋ（πラジア
ンの移相を生じるために必要なりＣ半波電圧）に反比例
し、光学信号内の平均パワーの平方根に正比例する。光
学検出器からの出力信号は光パルス内のエネルギを増大
することにより増加することができる。これはパルスの
出力密度を増加するか、パルスの継続時間を増すことに
より達成可能である。しかし残念ながら出力密度は実際
−的な制約によって限定される。高出力のレーザーは通
常は大型で高価である。小型の半導体レーザーは安価で
あり携帯用システムへの適応性も高いが、平均出力の実
質的な増加はパルス幅を増すことによってのみ可能であ
り、これはシステムの分解能を低下させる。

パルス毎のエネルギは光パルスのパルス幅を増すことに
よっても増加可能である。しかし、このようにパルス幅
を増すことによって、標本抽出装置の分解能も等しく低
下する。

〈発明の目的〉 従って本発明の目的は分解能の低下を伴わずに標本抽出
装置の感度を高める新規の設計の標本抽出装置により、
上記の欠点を解消することである。

〈発明の概要〉 以下の説明では、素子の参照番号の最初の数字はその素
子が図示される最初の図面の図面番号を示す。

定義 ｈ（ｔ）　とｖ（ｔ）のｒたたミコミ」をｈ（ｔ）■Ｖ
（ｔ）と表記し、次の式で定義される。

ｈ　（ｔ）ＶＯ（ｔ）　＝　Ｊｌｈ（ｔ−ｓ）・Ｖ（ｓ
）ｄｓ　　　　（１１ｈ（ｔ）とＶ（ｔ）（７）ｒ相関
」はｈ（ｔ）”　Ｖ（ｔ）と表記し、次の式で定義され
る。

ｈ　（ｔ）”Ｖ（ｔ）　＝Ｊユｈ　（ｓ）Ｖ　（ｓ＋　
ｔ）ｄｓ　　　　　（２）信号Ｐ　＝（Ｐ　ｏ　＋　＝
・Ｐ　Ｍ−〇と信号Ｑ□　（Ｑｏ、　−、Ｑ　Ｍ−１）
との「オフセットＫを伴う相関」は、次の関係式により
定義される。

一対の符号Ｇ　’　＝　（Ｇ　’　ｏ　、・・・Ｇ’Ｍ
−υ及びＱＺ＝（Ｇ”。、・・・、　　Ｇ２Ｍ−１）は
次の関係式を満たす場合に限り「共役ゴーレイ対」を形
成する。

（Ｇ”Ｇ’）ｋ　　＋　　（Ｇ”“Ｇ”）ｋ＝２Ｍ・　
δＯＫ　　　　　（４）ここでδＯＫはクロネツカーの
デルタ関数である。

符号Ｐ　＝（ｐｏ、・・・、　ＰＭ−ｔ）の「第に次の
サイドローブ」はＰのオフセットにとＰ自体との相関（
すなわち（Ｐ“Ｐ）ｈ　）として定義される。

擬似乱数符号Ｐは、（Ｐ”　Ｐ）ｋ、）’かに≠０で（
Ｐ”　Ｐ）。よりも小さい場合「小さいサイドローブを
有する」。

概要 標本抽出装置の解像度を低下することな〈従来型のもの
より大幅に感度を向上させることが可能な標本抽出装置
を開示する。この新規な標本抽出装置は持続波レーザー
源を使用し、従来のシステムよりも大幅に感度、解像度
が高い製品を提供する。このような向上した感度を得る
ため、標本抽出装置は、基板の上表面と平行に光学的導
波管が形成され、基板の上面には光学的導波管と平行に
且つその真上に電気的遅延線が形成された基板を使用し
ている。この構成によって、従来型の標本抽出装置のよ
うに、ずっと小さい遅延線の幅Ｘだけではなく、遅延線
の長さにわたって電気信号と光学信号が相互作用するこ
とが可能になる。その結果、変調切換え電圧が数キロボ
ルトから数ボルトに降下するので、従来の標本抽出装置
と比較して感度が数段向上する。

残念ながら光学信号と電気信号は同速度で伝播しない。

これらの２つの信号の相対速度により光パルスは電気信
号に沿って進行し、それにより電気信号と光信号の間の
走行時間の差に等しい、移動言上の電気信号の移動平均
と等しい時間遅延が生じる。それによって出力信号が劣
化する。その量は電気波形が長さｌｅａのＬｉＮｂＯ３
の変調器の場合、１０ＧＨ２のオーダの帯域幅を通して
低域ろ波される量になる。

帯域幅を回復するため、改良型のシステムは、１９８７
年に　　　　　−米国出願された出願番号第００４９９
６号に開示されている種類の符号化位相反転変調器を使
用している。このような変調器では、電極内の擬似乱数
的な位相逆転が電気信号と光学信号との間の差異を補正
する役割を果たす。位相反転のパターンは擬似乱数コー
ドＰ　”　（Ｐａ、・・・ＰＨ−１）に準拠しているの
で、電極にかかる電圧■が一定である場合、電極に沿っ
た距離Ｚの関数としての印加された電界は次の形式を有
している。

れ以外の場合はＯに等しい。それにもかかわらず、この
Ｒ１１ｌを標本抽出器に応用するにはすんなり行かない
。何故ならば、この変調器に於ては、改善がみられるの
はここで要求されている時間の領域ではなく周波数の領
域に於いてであるからである。実際に、変調器の時間領
域応答は空間的に切換えられた電極の符号パターンを複
写する構造を示すが、従来型の装置の応答時間よりも短
かくなく、走行時間の差の長さだけ続く。

本発明に基づき、この符号化切換え電極進行波変調器か
らの出力信号は緩速光学検出器（すなわち、変調器の代
表的な周波数と比較して応答時間が遅い光学検出器）に
より検出され、Ｉ　（ｔ）”ｃ０５”（ｈ（ｔ）■Ｖ（
ｔ）＋φ）　＝Ｉ（ｔ）”　（１＋ｃｏｓ（２ｈ（ｔ）
■Ｖ（ｔ）＋φ）〕／２と比例する出力信号０（ｔ）を
発生する。

ここで１（ｔ）は入力光輝度、ｈ（ｔ）は変調器インパ
ルス応答、Ｖ（ｔ）は抽出される電気波、φは幾何的み
演算を表わす。φがπ／２の奇数の整倍数である実施例
では、余弦関数はその第１位のべき級数展開により近似
可能な正弦関数となり、０（ｔ）はＩ　（ｔ）ゝｈ（ｔ
）■Ｖ（ｔ）に比例するという結果を与える。単一パル
スの分解能と等しい分解能を有する電気信号の標本はＩ
（ｔ）をｈ（ｓ）の時間写像（ｔｅｍｐｏｒａｌ　ｒｅ
−ｐｌｉｃａ）として選択することによって生成される
。このシステムは更にｈ　（ｓ）の時間写像である電圧
信号Ｖ（ｔ）を用いることによって光波の電気的標本抽
出装置としても利用可能である。

〈発明の実施例〉 乃 第１図β至第３図には拡散スペクトル擬似乱数コードに
従って、変調器の光路内の電界反転パターンを生成する
ように構成された電極を用いたマツハ・ツエンダ−型進
行波電気光学振幅変調器（後に符号化切換え電極進行波
変調器として使用される）の上面図と２つの横断面図が
示されている。変調器の基板１０は著しい損失を伴わず
に光波を透過し、且つ印加された電界に応じて変化可能
な少なくとも１つの屈折率を呈する材料がらなっている
。基板の材料としては電気光学的応答がとくに強いので
、ＬｉＮｂＯ３がと（に好適である。電極の長さしは１
センチメートル程度である。

光学的導波管１１は基板の導波領域内に例えばチタニウ
ムをドーピングすることによって基板内に形成される。

チタニウムがドーピング材料として使用されるのは、結
晶格子と容易に連合し、結晶内によく拡散し且つ屈折率
を高めるので、ドーピングされた領域が光学的導波管の
機能を果たすからである。第１図に示した実施例では、
導波管１１は２０の分岐１２．１３に分割され、出力経
路１４へと再結合されている。これらの導波区間は５ミ
クロンのオーダの断面寸法を有している。

この構造はマッハーツェーンダー変調器として知られ、
分岐１２．１３で生成される位相変調を出力経路１４内
の振幅変調へと変換するのに用いられる。代表的には分
岐１２及び１３はそれぞれ、これらの経路内の光伝播方
向に対して垂直な２つの主軸方向に沿った２つの屈折率
を呈する。導波管１１への光入力は偏光され、分岐１２
及び１３のそれぞれの内部の光線は前記の主軸の１つに
沿っている。それぞれの偏光方向は別個のチャネルのよ
うな機能を果たすので、偏光がこれらの主軸に沿ってい
なければ、光ビームは異なる速度で双方のチャネルを進
行し、その結果、付加的な、不要な位相変動を生ずるで
あろう。

１組の電極１５〜１７は分岐１２．１３が平行である領
域で分岐１２．１３の一部を覆っている。

印加電圧■１は、電極１６が電極１５及び１７の電圧よ
りも高い電圧ｖ１になるようにこれらの電極に印加され
る。これらの電極の極性と配置によって、分岐１２と１
３内で反対方向にある電極の間に電界が生成される。か
（して位相が１つの分岐にて遅延されるときは、別の分
岐では前進されている。２つの分岐間のこのブツシュ・
プル位相変調関係によって出力経路は１４内の振幅変調
が生成される。この電極構造によって基板の上表面とほ
ぼ垂直の光学的導波分岐内に電界が生成される。従って
、Ｚ−カットＬｉＮｂｏ＝結晶が使用されるが、その理
由は、このような結晶では、結晶の屈折率が基板の上表
面１９に対して垂直な電界によって、別の方向の電界よ
りも強く影響されるからである。

■１は電極１５〜１７の入力端に印加され、分岐１２と
１３に平行な電極に沿って進行する進行波を生成する。

それぞれの電極の他端は、その端からの反射を避けるた
め整合インピーダンスで終端している。これらの印加電
圧進行波の群速度は通例は光学的導波管内の光ビームの
群速度とは等しくない。光学的群速度は高速の半分であ
り、印加電圧進行波の群速度は高速の土である。従って
、電極の形状は電気信号と光学信号の位相間の差異を補
正する１組の極性反転を生成するように選択される。

電極はその長さに沿ってＭ個の等しい区間に分割され且
つこれらの区間内の電極間の極性は拡散スペクトル擬似
乱数コードに従って選択される。

この電極構造はマツハ・ツェＸンダー変問器だけではな
く、一般に位相変調器及び別の種類の振幅変調器にも応
用可能である。この電極構造による無視し得るとの仮定
に基づいて基本概念を説明する。これらの要因を考慮し
たモデルによって、これらの無視される要因は基本的に
結果の質的変化をもたらすものではないことが明らかに
されている。

導波管１１の端にて角周波数ω。の光学的進行波信号が
入射され、電極の端１８にて印加電圧が進行波電圧信号
Ｖ、　（ｔ−ｚ／ｖａ）を生成する。ここで■、は印加
電圧信号の群速度である。この光学信号の半分が分岐１
２．１３のそれぞれを進行する。

■１により誘起される時間遅延を計算する際、分岐１２
及び１３に沿った距離はＺにより表記され、Ｚ軸の原点
は電極１５−１７の端１８であるとみなされる。

印加電圧■、により誘起される時間遅延は１／ω。

のオーダであり、これは光学信号内の各パルスの継続時
間と、光学信号が電極１５−１７を横切る走行時間のい
ずれよりもずっと短かい。従って、光学信号が時間の関
数として受ける電界を見積る目的のため、その速度ｖ０
は一定であるものとして取扱うことができる。かくして
時間りで電極の端１１０（すなわちＺ＝Ｌ）に到達する
光学信号の部分は、経路Ｚ＝Ｌ＋ｖ、・（ｔ”−ｔ）に
沿って進行する。ここでｔｏは光学信号のこの部分がＺ
にある時間である。

電極は次のパターンに従って分岐１２及び１３に沿って
電界の反転を導入する。

従って時間ｔにて端１１０に到達する光学信号の部分が
電極に沿ったＺの地点で受ける電界は。

ｇ　（ｚ）　・Ｖａ（ｔ’−Ｚ／ｖａ）＝Ｓ−ｇ（ｚ）
　・Ｖａ　（ｔ　＋（ｚ−Ｌ）／ｖ。

−ｚ／ｖａ）　＝ｈ（ｓ）　・Ｖａ（ｔ−ｔｏ−ｓ）　
Ｈｖ（１（６）に等しく、その際、Ｓはｚ／ｖａ−ｚ／
ｖｏ、　ｔｏ　はＬ／ｖ。。

ｈ　（ｓ）はＳ−ｇ（ｚ）＝Ｓ−ｇ（ｓ　・ｖａ）／（
ｖｏ−ｖａ））であり、又、Ｓは電極間の距離、電極に
より生成された電界の幾何学的な配置及び変調器導波管
の電気光学的応答度を考慮した強度係数である。分岐１
２内にＶａにより誘発される時間遅延τではこの電界の
時間積分である。これは次のたたみこみによって再表現
することができる。

＝ｈ（ｔ−ｔ、）■Ｖａ　（ｔ−ｔｏ）　　　　　　　
　　　　（７）従って電極１５−１７の出力端１１０で
は、光学進行波信号は次の波形を有する。

電極はブツシュ−プル構造であるので、Ｖ（ｔ）により
誘発される移相は分岐１２での移相よりも少ない。従っ
て光出力１４での光出力信号００（１）は、０ｏ（ｔ）
＝Ａ（ｔ−ｔ’ｏ）・ｅｉ（′）０（ｔ−”０）ｃｏｓ
（ωｏＴ）　　（９１でありその際Ｌ　’＝ｔｏ＋Ｌ＋
＋７ｖｏでＬ１１３は、分岐１１６の長さと等しい分岐
１１３の長さである。光出力１４の光輝度は、 ０、（ｔ）・Ｏｏｏ（ｔ）□Ａ（ｔ−ｔ’ｏ）１”　・
ＣＯ５２（ωＯｒ　）＝Ｉ（ｔ−’　ｏ　）　・（１／
２）　・（１＋Ｃｏ５（（Ｌ）　Ｏτ））　　　　　　
　　Ｃ１［ｌ）であり、Ｉ（ｔ−ｔ′。）は変調がない
場合に生じるであろう光輝度である。かくして変Ｈ器は
係数（１＋ｃｏｓ　（ω。τ））／２を導入する。分岐
１１１及び１１４を横ぎる時間も計算に入れると、時間
むに於ける光出力経路１４での光輝度は時間ｔ−Ｌ　ｔ
ｏｔａｌ／ｖｏに於ける入力光輝度×変調器係数（Ｌ＋
ｃｏｓ（ω。τ））１２と等しいことが示される。Ｌｔ
戟ａｌ＋工全７生了谷り。

第５図は標本抽出装置の構成図を示す・符号化切換え電
極進行波変ｒＩ４器５１は遅い検出器（ｓｌｏｗ−ｄｅ
ｔｅｃｔｏｒ）　　５２によって検出される。遅い検出
器は、印加電圧及び光学信号の特性周波数の逆数と比較
すると長い応答時間を有しているので、遅い検出器は光
出力経路１４内の光輝度の時間平均である出力信号０（
ｔ）を生成する。この時間積分は光輝度と変調係数の積
を以下のたたみこみへと変換する。

０　（ｔ＋　ｔ’ｃ＋）＝Ｉ（ｔ）”（１＋　（Ｃｏｓ
（（１１，ｒ　））　　　　　αＤ処理用電子装Ｈ５３
は出力信号０　（ｔ　＋　ｔ’。）をデジタルデータに
変換するアナログデジタル変換器を含む。処理用電子装
Ｗ５３は更にメモリーとデジタル・データ処理用の中央
処理中央処理装置をも含む。これによって多重の測定結
果の平均と分析が可能である。処理用電子装置５３と接
続された表示装置５４によりデータの視覚的表示が可能
である。

分岐１２と１３内の出力信号間の付加的な一定の位相差
２φは分岐１２の経路の長さＬ１□を分岐１３の経路の
長さＬ１３よりも長くすることにより導入可能である。

これは「幾何学的バイアス」と称する。この位相差は電
極１５と１７の間に直流（ＤＣ）オフセットを加えるこ
とによっても導入可能である。これは「電気的バイアス
」と称する。このようなバイアスにより変調係数は（１
′″ＣＯＳ　（τ＋φ））／２となる。以下に述べるよ
うに、φの値はこの変調係数を直線的なものにするよう
に選択可能であり且つ擬似乱数コードＰの自己相関関数
内の不要なサイドローブを弁別するようにも選択可能で
ある。第４Ａ図はπの整の倍数に等しいφを用いた場合
を、又第４Ｂ図はπ／２の奇数倍数に等しいφを用いた
場合を図示している。

相関とたたみごみの定義から、ｈ（ｔ）Ｖ（ｔ）は又、
ｈ　（ｔ）　”Ｖ　（−ｔ）とも等しく、π／２の奇数
倍数に等しいφについては、方程式（１１）は更に、Ｉ
（ｔ）　ＣＩ　＋ｈ（ｔ）■Ｖ（ｔ））　　　　　　　
　　　　（１２１と書換えることが可能であり（その際
、ｓｉｎ　（ｈ（ｔ）も等しいことに留意されたい。こ
れらの関数は上述の変調器を使用することにより、標本
抽出装置の解像度−感度が如何に向上するかを示すため
に利用される。方程式α乃に於て、Ｉ（ｔ）”　ｌの項
は入力輝度の平均値と比例する出力信号０　（ｔ　＋　
ｔ’。）の直流成分を生成する。この項は連立にバイア
スを加えるか演算処理することによって容易に除去する
ことかできる。そこでこの項は以下の論議では無視する
ごとにする。

光学的標本抽出装置 電気信号Ｖ（ｔ）はｈ＜−ｔ＞　と比例するように選択
されるので、 ｈ（ｔ）■Ｖ（ｔ）＝ｈ（ｔ）”ＶＣ−ｔ）＝ｈ（ｔ）
”ｈ（ｔ）　　　　　（１３１である。関数ｈ（ｔ）は
又、 （ｆｆｌ＋１）−Ｉｉ＆Ｉの場合は１に等しく、それ以
外の場合はＯに等しく、且つＰ皿ち（Ｐｏ、・・・Ｐ□
、）は小さいサイドローブを伴う擬似乱数コードである
。このような選択の場合、方程式（２）に於ける項ｈ（
ｔ）■Ｖ（ｔ）は単一の狭いパルスとほぼ等しいので、
出力この間隔を「シ碧ソト」と称する。

バーカー・コード（Ｂａｋｅｒ　ｃｏｄｅｓ）はこのよ
うな特性を有するものとして知られている。とくにパー
ヵ公べ一□よＭ、ｌ：等しいカット５１．．Ｏ−ブ（Ｐ
”Ｐ）＊　と、−１，Ｏ又は＋１であるサイドローブ（
すなわち（Ｐ”Ｐ）　＊、　ｋ≠０のとき）を有する。

これらについては、例えばＲｒ）１．Ｂａｋｅｒ、　”
　Ｇｒｏｕｐ　５ｙ−ｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｏ
ｆ　ｂｉｎａｒｙ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ　
　’　ｉｎＷ、Ｊａｃｓｏｎ＋Ｅｄ、、Ｃｏｎｕｗｕ／
／ｎ１ｃａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ、Ａｃａｄｅｍ−ｉ
ｃ　Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、１９５３を参照の
こと。このように、帯域幅は長さＮのバーカー・コード
を用いてＮのオーダーの係数だけ増すことが可能である
。

第７図に示すように、この電圧信号は短いパルス？Ｒ７
１と、タップ付くマイクロ波）遅延線７２と、タップの
それぞれで極性をｔ４御するための極性制御機構７３と
、分岐されたパルスが結合されてＶ（ｔ）が生成される
出力線７４とを有する回路によって生成可能である。こ
のような回路は公知であり、細部は動作周波数領域に左
右される。第７図の例は擬似乱数コードがバーカー・コ
ード（＋１．−Ｌ＋Ｌ＋１）である特定の場合を示して
いる。第１図の変調器もこのバーカー・コードを実施し
ている。

別の実施例では、φはπ／２の奇数倍数と等しく選択さ
れず、πの何らかの倍数とほぼ等しく選択される。この
ような選択の場合、方程式（２）は、１（ｔ）”　（１
＋ｃｏｓ（２ｈ（ｔ）■Ｖ（ｔ））　／２　　　　　　
０荀となる。この実施例はサイドローブを抑制するとい
う利点を有している。この制御はφ＝０の場合ニ関して
第４Ａ図に図示されている。曲線４１は伝達関数（１＋
ｃｏｓ　（ｘ）　）を表わし、曲線４２は方程式Ｏａの
独立変数、２ｈ（ｔ）■Ｖ（ｔ）を表わし、又曲線４３
は（１＋ｃｏｓ　（２ｈ　（ｔ）■Ｖ（ｔ）刀を表わす
。Ｘの値が小さい場合曲線Ｌ＋ｃｏｓＸの傾きは小さい
ので、サイドローブはセンター・ローブに対して抑制さ
れる。

第６図に示す別の実施例では、相関は符号化された印加
電圧Ｖ（ｔ）を用いて、アナログではなくデジタル様式
で行なわれる。この実施例では、Ｖ（ｔ）はデルタ関数
（すなわち単一の狭いパルス）であるので、出力信号０
（ｔ＋ｔ’［Ｆ］はＩ（ｔ）とｈ（ｔ）のたたみごみと
比例する。増幅器６１がこの信号をデジタル相関器６２
への入力用に増幅し、この相関器６２はこのデータをｈ
（ｔ）と相関してＩ（ｔ）の標本を抽出する。相関器の
出力は処理用電子装置５３に供給される。

電気的標本抽出装置 電気的標本抽出装置で午、φはπ／２の奇数倍数に選択
されるので、方程式αυは方程式αりと実質上等しく、
Ｉ（ｔ）はｈ（ｔ）と比例するように選択され且つｈ（
ｔ）は再度、小さいサイドローブを伴う擬似乱数コード
に従って生成されるように選択される。

方程式（２）の直後に示したように、方程式Ｕは、１（
ｔ）”１＋　（１（ｔ）”ｈ（ｔ））■Ｖ（ｔ）　　　
　　　　　α９と書き換えることができる。

Ｉ　（ｔ）　”ｈ　（ｔ）はデルタ関数（すなわち単一
の狭いパルス）とほぼ等しいので、出力信号０　（Ｌト
ｔ’。）はＩ（ｔ）が最初に非ゼロになる時点で直流項
プラスＶ（ｔ）と比例する高さのパルスと等しい。第８
図の実施例に示すように、第１の符号化切換え電極進行
波変調器（以下単に変調器と呼称）５１への入力光学信
号は変調器５１と同一コードを有する第２の〆変調器８
１により生成可能である。変調器８１への光学入力信号
は持続波光線であり且つ電気入力信号は短かい電気パル
スである。これは変調器８１の光出力経路８２に於て、
変調器５１への入力である符号化光学信号を生成する。

光学的標本抽出装置の場合のように、電気的標本抽出装
置の別の実施例では、光学信号はデルタ関数であるので
、メモリー内に記憶されたデータはｈ（ｔ）とＶ（ｔ）
のたたみこみである。次に相関器６２がこのデータを数
学的にｈ（ｔ）と相関してＩ（ｔ）の標本を抽出する。

高速光パルス発生器 光入力が第１図の変［Ｈに対して一定であり、カロ 印？電圧がｈ（ｔ）と比例する場合は、上述の説明は出
力信号０（ｔ＋ｔ’。）が単一の狭いパルスを含むこと
を示している。そこでこの装置は高速光パルスを発生す
るために利用可能である。

ゴーレイ・コードの実施例 上記のいずれかの装置の別の実施例では、擬似乱数コー
ドはバーカー・コードではなくゴーレイ・コードである
。ゴーレイ対は、関係式。

（Ｇ’１Ｇ’）ｉ＋＋（Ｇ”　Ｇ”）ｋ・２Ｍ・δＯＫ
　　　　　　　（４）を満たす一対の擬似乱数コードＧ
ｔ＝（Ｇ’ｏ、・・・、Ｇｌ□Ｉ）及びＧＺ、、　Ｇｌ
。、・・・、Ｇ２□１）として定義され、ここでδ。、
はクロネノカーのデルタ関数である。このコードを実施
する一実施例は第１図のような一対の変ｒｌＪ器を使用
し、その第１の変ｒＪ器の電極はＧ、に沿ってパターン
化され、第２の変Ｒ器の電極はＧ２に従ってパターン化
されている。光学的標本抽出装置に於ては、これらの変
調器の第１の変調器へ４口 の印〆電圧はａ、ｙｌ−実施した電極パターンの時間的
写しであり、第２の変調器への印加電圧はＧ２を実施し
た電極パターンの時間的写しである。これらの変ａ器の
それぞれの出力分岐１４は、検出器５２による検出の双
方の変調器からの光学的出力信号を加算するように接続
されている。

あるいは、光学的標本抽出装置では、両方のコードを第
１図のように単一の変ｔｔｉ器に於て実現することが可
能である。この場合、電極１５と１６は光学的指導管の
分岐１１２上で６１を実施するように構成され、電極１
６と１７は光学的導波管の分岐１１５の上でＧ！を実施
するように構成されている。電極１５への印加電圧はＧ
ｌを実施する電極パターンの時間的写しであり、又電極
１７への印加電圧はＧ２を実施する電極パターンの時間
的写しである。

ゴーレイ・コードとバーカー・コードのいずれも丁度＋
１と−１の値を有するが、前述の標本抽出装置の設計は
これらの２つの値を有するコードに限定されるものでは
ないことは明白であろう。

しかし、信号対ノイズ比を向上させるため、丁度＋１及
び−１の値を有するコードを用いるのが有利である。符
号化された入力信号内のそれぞれのビットは、符号化信
号が別の信号を超えて進行する際に別の信号を標本抽出
する機能を果たす。相関演算は時間幅Ｌ／Ｍ・Ｖの単一
の標本を抽出するようにこれらの標本を結合する役割を
果たす、その際、■は符号化信号の群速度である。パー
カーコード及びゴーレイ・コードは。

を満たす擬似乱数コードの特別なりラスの場合であり、
上記の値はに＝ｏの場合よりに≠０の場合の方がずっと
小さいことにも留意されたい。バーカー及びゴーレイ・
コードは０がらそれぞれの整数ＲｒＭまでのｒとｍの各
値に於てＰ’ｍ＝Ｑ’＋＋＋である例である。バーカー
コードはＲ＝１の場合の例であり、ゴーレイコードはＲ
＝２の場合の例である。

〈発明の効果〉 上述したように、本発明の実施により、低い電圧で動作
する電気光学的変調器が与えられる。さらに、変調信号
を適正に選ぶことにより、高速応答も合わせて与えられ
る。このように、低コストと高性能が共に実現されるの
で、実用に供して有益である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は拡散スペクトル擬似ランダム・コードに従う
印加信号で位相反転を行うよう配置されの平面図、第、
３Ｂ図は第１Ａ図の変調器における２−２と３−３のそ
れぞれの断面図、第４Ａ図と第４Ｂ図は、出力信号０（
ｔ）に対する位相φの選択の効果を示す図、第５図は本
発明の標本抽出装置の１実施例を含む図、第６図は第５
図の１実施例において、相関をデジタル的に行うように
した図、第７図は変調器の極性反転パターンの時間的写
しである印加電圧信号Ｖ（ｔ）を発生するためのタップ
付遅延線のブロック図、第８図は電気的信号標本抽出装
置の°ブロック図である。 １０＝基板 １１＝光学的導波管 １２、１３．１１３．１１６：分岐 １４＝出力経路 １５．１６，１７　：電極 １９＝上表面 ５Ｌ８＝符号化切換え電極進行波変調器（単に変調器と
も呼称） ５２＝遅い検出器 ５３＝処理用電子装置 ５４＝表示装置 ６１＝増幅器 ６２＝デジタル相関器 ７１＝短いパルス源 ７２＝タツプ付遅延線 ７３＝極性制御機構 ７４＝出力線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 標本抽出される信号が入力される入力端と、出力端と変
   調手段から成り、前記入力端に入力された時間ｔの前記
   信号Ｓ（ｔ）とＲ個の参照信号Ｒ＿ｒ（ｔ）ｃｒ＝０、
   ・・・、Ｒ−１）に応答して前記出力端に、Σ＾Ｒ＾−
   ＾１＿ｒ＿＝＿０Ｒ＿ｒ（ｔ）＾＊〔ｈ＾ｒ（ｔ）■Ｓ
   （ｔ）〕に比例した出力信号０（ｔ）を生成するように
   した標本抽出装置。 但し、〔ｈ＾ｒ（ｔ）■Ｓ（ｔ）〕はｈ＾ｒ（ｔ）とＳ
   （ｔ）のたたみこみを表し、＾＊はＲ＿ｒ（ｔ）と〔ｈ
   ＾ｒ（ｔ）■Ｓ（ｔ）〕のの相関を表し、ｈ＾ｒ（ｔ）
   はＳ（ｔ）とＲ＿ｓ（ｔ）（ｓ≠ｒ）が一定でＲ＿ｒ（
   ｔ）がデルタ関数であるときの本標本抽出装置のインパ
   ルス応答関数で、 Σ＾Ｒ＾−＾１＿ｒ＿＝＿０Ｒ＿ｒ（ｔ）＾＊ｈ＾ｒ（
   ｔ）は実質的にデルタ関数に等しい。