JP2003344168A - 光サンプリング測定装置及び方法 - Google Patents
光サンプリング測定装置及び方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J11/00—Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非線形光学効果を利用する光サンプリング測
定装置において、正確に被測定光のＱ値を測定すること
ができる光サンプリング測定装置及び方法を提供する。 【解決手段】 被測定光ＳＧ１とサンプリング光ＳＧ２
とが入射される非線形光学素子１１と、非線形光学素子
１１から射出される光を受光する受光素子１２とを備え
る光サンプリング測定装置において、予め受光素子１１
で生ずる雑音を記憶する記憶部１５と、被測定光ＳＧ１
の測定時において測定される雑音から記憶部１５に記憶
されている雑音を差し引いた雑音を求めて被測定光ＳＧ
１のＱ値を算出する算出部１７とを備える。
定装置において、正確に被測定光のＱ値を測定すること
ができる光サンプリング測定装置及び方法を提供する。 【解決手段】 被測定光ＳＧ１とサンプリング光ＳＧ２
とが入射される非線形光学素子１１と、非線形光学素子
１１から射出される光を受光する受光素子１２とを備え
る光サンプリング測定装置において、予め受光素子１１
で生ずる雑音を記憶する記憶部１５と、被測定光ＳＧ１
の測定時において測定される雑音から記憶部１５に記憶
されている雑音を差し引いた雑音を求めて被測定光ＳＧ
１のＱ値を算出する算出部１７とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非線形光学効果を
利用して被測定光のサンプリングを行い、被測定光の波
形等を測定する光サンプリング測定装置及び方法に関す
る。
利用して被測定光のサンプリングを行い、被測定光の波
形等を測定する光サンプリング測定装置及び方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信技術が飛躍的に発達してき
ており、光通信技術の発達に伴って、光伝送路としての
光ファイバ中を伝播する光パルスの波形等を測定する光
サンプリング測定装置の開発も盛んに行われている。こ
の光サンプリング測定装置の一種として、被測定光と
（時間的に）幅の狭いパルス状のサンプリング光とを非
線形光学素子に入射させ、非線形光学素子内でこれらの
和周波を発生させることにより被測定光のサンプリング
を行い、発生した和周波光をアバランシェ・フォトダイ
オード等の受光素子で受光する光サンプリング測定装置
が案出されている。
ており、光通信技術の発達に伴って、光伝送路としての
光ファイバ中を伝播する光パルスの波形等を測定する光
サンプリング測定装置の開発も盛んに行われている。こ
の光サンプリング測定装置の一種として、被測定光と
（時間的に）幅の狭いパルス状のサンプリング光とを非
線形光学素子に入射させ、非線形光学素子内でこれらの
和周波を発生させることにより被測定光のサンプリング
を行い、発生した和周波光をアバランシェ・フォトダイ
オード等の受光素子で受光する光サンプリング測定装置
が案出されている。
【０００３】この種の光サンプリング測定装置において
は、予め定めた閾値レベルと被測定光の受信信号レベル
とを比較して、信号パルス有り（「１」：マーク）又は
信号パルス無し（「０」：スペース）を決定している
が、光通信における通信品質及び光信号（被測定光）の
波形そのものを測定するにあたっては、信号対雑音比
（ＳＮＲ）又はＱ値（以下、これらをＱ値と総称する）
を正確に測定することが重要になる。
は、予め定めた閾値レベルと被測定光の受信信号レベル
とを比較して、信号パルス有り（「１」：マーク）又は
信号パルス無し（「０」：スペース）を決定している
が、光通信における通信品質及び光信号（被測定光）の
波形そのものを測定するにあたっては、信号対雑音比
（ＳＮＲ）又はＱ値（以下、これらをＱ値と総称する）
を正確に測定することが重要になる。
【０００４】ここで、受信後の「１」の信号レベルの平
均値をμ1、分散値（雑音）をσ1とそれぞれ定義し、ま
た受信後の「０」の信号レベルの平均値をμ0、分散値
をσ0とそれぞれ定義すると、Ｑ値は、以下の（１）式
で定義される。
均値をμ1、分散値（雑音）をσ1とそれぞれ定義し、ま
た受信後の「０」の信号レベルの平均値をμ0、分散値
をσ0とそれぞれ定義すると、Ｑ値は、以下の（１）式
で定義される。
【数１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、被測定光の
Ｑ値を正確に測定するためには、上述したように被測定
光の信号レベルの平均値及び分散値を正確に測定する必
要がある。しかしながら、測定される被測定光の分散値
は、光サンプリング測定装置内で発生する雑音を加味し
たものが測定されてしまう。ここで、光サンプリング測
定装置内で発生する雑音には、受光素子の熱雑音及びシ
ョット雑音並びに受光素子から出力される光電流を増幅
する増幅器の雑音がある。
Ｑ値を正確に測定するためには、上述したように被測定
光の信号レベルの平均値及び分散値を正確に測定する必
要がある。しかしながら、測定される被測定光の分散値
は、光サンプリング測定装置内で発生する雑音を加味し
たものが測定されてしまう。ここで、光サンプリング測
定装置内で発生する雑音には、受光素子の熱雑音及びシ
ョット雑音並びに受光素子から出力される光電流を増幅
する増幅器の雑音がある。
【０００６】特に、非線形光学効果を利用した光サンプ
リング測定装置においては、受光素子に入力される光
（和周波光）のパワーが極めて微弱になる。例えば、受
光素子に入力される光のパワーは、非線形光学効果を利
用しない光サンプリング測定装置に設けられる受光素子
に入力される光のパワーの１０００分の１以下になる。
このため、被測定光を受光して得られる受光信号に対す
る雑音の比が大きくなり、被測定光そのものの信号レベ
ルの分散値を正確に測定することができず、その結果と
して被測定光のＱ値を正確に測定することができないと
いう問題があった。
リング測定装置においては、受光素子に入力される光
（和周波光）のパワーが極めて微弱になる。例えば、受
光素子に入力される光のパワーは、非線形光学効果を利
用しない光サンプリング測定装置に設けられる受光素子
に入力される光のパワーの１０００分の１以下になる。
このため、被測定光を受光して得られる受光信号に対す
る雑音の比が大きくなり、被測定光そのものの信号レベ
ルの分散値を正確に測定することができず、その結果と
して被測定光のＱ値を正確に測定することができないと
いう問題があった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、非線形光学効果を利用する光サンプリング測定装
置において、正確に被測定光のＱ値を測定することがで
きる光サンプリング測定装置及び方法を提供することを
目的とする。
あり、非線形光学効果を利用する光サンプリング測定装
置において、正確に被測定光のＱ値を測定することがで
きる光サンプリング測定装置及び方法を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光サンプリング測定装置は、被測定光（Ｓ
Ｇ１）とサンプリング光（ＳＧ２）とが入射される非線
形光学素子（１１）と、当該非線形光学素子から射出さ
れる光を受光する受光素子（１２）とを備える光サンプ
リング測定装置において、予め前記受光素子で生ずる雑
音を記憶する記憶部（１５）と、前記被測定光の測定時
において測定される雑音から前記記憶部に記憶されてい
る雑音を差し引いた雑音を求めて前記被測定光のＱ値を
算出する算出部（１７）とを備えることを特徴としてい
る。この発明によれば、予め受光素子で生ずる雑音を記
憶部に記憶しておき、被測定光の測定時において測定さ
れた雑音から記憶部に記憶されている受光素子の雑音を
差し引いた雑音を求めて被測定光のＱ値を求めている。
このため、測定された雑音から受光素子で生ずる雑音の
影響が除かれるため、非線形光学効果を利用することに
よって受光素子に入射する光が微弱であり、受光素子で
生ずる雑音の影響が大きい場合であっても、正確に被測
定光のＱ値を測定することができる。また、本発明の光
サンプリング測定装置は、前記記憶部が、前記受光素子
で生ずる雑音を前記被測定光の光強度毎に記憶すること
を特徴としている。また、本発明の光サンプリング測定
装置は、前記記憶部が、前記受光素子で生ずる雑音を特
定の光強度毎に記憶し、前記被測定光の光強度に応じて
差し引くべき雑音を前記記憶部に記憶されている雑音を
用いて演算により求める演算部（１６）を備えることを
特徴としている。また、本発明の光サンプリング測定装
置は、前記記憶部に記憶される雑音が、光強度が既知の
連続光を前記被測定光として前記非線形光学素子に入射
させたときに得られる雑音であることを特徴としてい
る。上記課題を解決するために、本発明の光サンプリン
グ測定方法は、被測定光（ＳＧ１）とサンプリング光
（ＳＧ２）とを非線形光学素子（１１）に入射させ、非
線形光学効果により得られる光を受光素子（１２）で受
光して被測定光を測定する光サンプリング測定方法にお
いて、予め光強度が既知の連続光を前記非線形光学素子
に入射させて前記受光素子で生ずる雑音を測定する雑音
測定工程と、少なくとも前記被測定光の雑音の測定を行
う測定工程と、前記測定工程で測定された被測定光の雑
音から前記雑音測定工程で測定された前記受光素子で生
ずる雑音を差し引いた雑音を求めて前記被測定光のＱ値
を算出する算出工程とを含むことを特徴としている。
に、本発明の光サンプリング測定装置は、被測定光（Ｓ
Ｇ１）とサンプリング光（ＳＧ２）とが入射される非線
形光学素子（１１）と、当該非線形光学素子から射出さ
れる光を受光する受光素子（１２）とを備える光サンプ
リング測定装置において、予め前記受光素子で生ずる雑
音を記憶する記憶部（１５）と、前記被測定光の測定時
において測定される雑音から前記記憶部に記憶されてい
る雑音を差し引いた雑音を求めて前記被測定光のＱ値を
算出する算出部（１７）とを備えることを特徴としてい
る。この発明によれば、予め受光素子で生ずる雑音を記
憶部に記憶しておき、被測定光の測定時において測定さ
れた雑音から記憶部に記憶されている受光素子の雑音を
差し引いた雑音を求めて被測定光のＱ値を求めている。
このため、測定された雑音から受光素子で生ずる雑音の
影響が除かれるため、非線形光学効果を利用することに
よって受光素子に入射する光が微弱であり、受光素子で
生ずる雑音の影響が大きい場合であっても、正確に被測
定光のＱ値を測定することができる。また、本発明の光
サンプリング測定装置は、前記記憶部が、前記受光素子
で生ずる雑音を前記被測定光の光強度毎に記憶すること
を特徴としている。また、本発明の光サンプリング測定
装置は、前記記憶部が、前記受光素子で生ずる雑音を特
定の光強度毎に記憶し、前記被測定光の光強度に応じて
差し引くべき雑音を前記記憶部に記憶されている雑音を
用いて演算により求める演算部（１６）を備えることを
特徴としている。また、本発明の光サンプリング測定装
置は、前記記憶部に記憶される雑音が、光強度が既知の
連続光を前記被測定光として前記非線形光学素子に入射
させたときに得られる雑音であることを特徴としてい
る。上記課題を解決するために、本発明の光サンプリン
グ測定方法は、被測定光（ＳＧ１）とサンプリング光
（ＳＧ２）とを非線形光学素子（１１）に入射させ、非
線形光学効果により得られる光を受光素子（１２）で受
光して被測定光を測定する光サンプリング測定方法にお
いて、予め光強度が既知の連続光を前記非線形光学素子
に入射させて前記受光素子で生ずる雑音を測定する雑音
測定工程と、少なくとも前記被測定光の雑音の測定を行
う測定工程と、前記測定工程で測定された被測定光の雑
音から前記雑音測定工程で測定された前記受光素子で生
ずる雑音を差し引いた雑音を求めて前記被測定光のＱ値
を算出する算出工程とを含むことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による光サンプリング測定装置及び方法につい
て詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による
光サンプリング測定装置の概略構成を示すブロック図で
ある。図１に示すように、本実施形態の光サンプリング
測定装置は、光合波器１０、非線形光学素子１１、受光
素子１２、Ａ／Ｄ変換器１３、及び信号処理部１４を含
んで構成される。
実施形態による光サンプリング測定装置及び方法につい
て詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による
光サンプリング測定装置の概略構成を示すブロック図で
ある。図１に示すように、本実施形態の光サンプリング
測定装置は、光合波器１０、非線形光学素子１１、受光
素子１２、Ａ／Ｄ変換器１３、及び信号処理部１４を含
んで構成される。
【００１０】光合波器１０は、被測定光ＳＧ１とサンプ
リング光ＳＧ２とを合波して射出する。非線形光学素子
１１は、例えばＫＴＰ（リン酸チタニルカリウム：KTiO
PO4）であり、被測定光ＳＧ１とサンプリング光ＳＧ２
との和周波光ＳＧ３を発生するように、その光軸が設定
されて光合波器１０と受光素子１２との間の光路上に配
置されている。
リング光ＳＧ２とを合波して射出する。非線形光学素子
１１は、例えばＫＴＰ（リン酸チタニルカリウム：KTiO
PO4）であり、被測定光ＳＧ１とサンプリング光ＳＧ２
との和周波光ＳＧ３を発生するように、その光軸が設定
されて光合波器１０と受光素子１２との間の光路上に配
置されている。
【００１１】受光素子１２は、例えばアバランシェ・フ
ォトダイオードで実現され、非線形光学素子１１から射
出される和周波光ＳＧ３を光電変換する。尚、非線形光
学素子１１と受光素子１２との間に、和周波光ＳＧ３以
外の光、即ち非線形光学素子１１を透過した被測定光Ｓ
Ｇ１及びサンプリング光ＳＧ２を遮光する光フィルタを
設けることが好ましい。
ォトダイオードで実現され、非線形光学素子１１から射
出される和周波光ＳＧ３を光電変換する。尚、非線形光
学素子１１と受光素子１２との間に、和周波光ＳＧ３以
外の光、即ち非線形光学素子１１を透過した被測定光Ｓ
Ｇ１及びサンプリング光ＳＧ２を遮光する光フィルタを
設けることが好ましい。
【００１２】Ａ／Ｄ変換器１３は受光素子１２から出力
される光電流をディジタル変換する。尚、図１において
は図示を省略しているが、受光素子１２とＡ／Ｄ変換器
１３との間に、受光素子１２から出力される光電流を増
幅する増幅器及び増幅された光電流を電圧に変換すると
ともに増幅する増幅器を設けることが好ましい。更に、
これらの増幅器は入力する被測定光ＳＧ１の光強度に応
じて自動的に増幅率（レンジ）を切り替えるように構成
されていることが望ましい。Ａ／Ｄ変換器１３から出力
されるディジタル信号は信号処理部１４に出力される。
される光電流をディジタル変換する。尚、図１において
は図示を省略しているが、受光素子１２とＡ／Ｄ変換器
１３との間に、受光素子１２から出力される光電流を増
幅する増幅器及び増幅された光電流を電圧に変換すると
ともに増幅する増幅器を設けることが好ましい。更に、
これらの増幅器は入力する被測定光ＳＧ１の光強度に応
じて自動的に増幅率（レンジ）を切り替えるように構成
されていることが望ましい。Ａ／Ｄ変換器１３から出力
されるディジタル信号は信号処理部１４に出力される。
【００１３】信号処理部１４は、例えばパーソナルコン
ピュータにより実現され、記憶部１５、演算部１６、算
出部１７、及び表示部１８を含んで構成される。記憶部
１５は、受光素子１２で生ずる雑音を記憶する。ここ
で、受光素子１２で生ずる雑音は、熱雑音及びショット
雑音がある。記憶部１５が記憶する雑音は、被測定光Ｓ
Ｇ１の光強度毎にほぼ連続的に記憶され、又は、被測定
光ＳＧ１の特定の光強度毎に離散的に記憶される。
ピュータにより実現され、記憶部１５、演算部１６、算
出部１７、及び表示部１８を含んで構成される。記憶部
１５は、受光素子１２で生ずる雑音を記憶する。ここ
で、受光素子１２で生ずる雑音は、熱雑音及びショット
雑音がある。記憶部１５が記憶する雑音は、被測定光Ｓ
Ｇ１の光強度毎にほぼ連続的に記憶され、又は、被測定
光ＳＧ１の特定の光強度毎に離散的に記憶される。
【００１４】演算部１６は、記憶部１５に受光素子１２
の雑音が被測定光ＳＧ１の特定の光強度毎に離散的に記
憶されている場合に、入力される被測定光ＳＧ１の光強
度に応じて受光素子１２で生ずるであろう雑音（被測定
光の光強度に応じて差し引くべき雑音）を演算により求
める。演算部１６は、例えば入力する被測定光ＳＧ１の
光強度に近接する２つの光強度として記憶されている雑
音を記憶部１５から読み出し、これらの雑音を線形補間
し、高次の関数を用いてフィッティングし、又は最小自
乗法を用いて補間して入力する被測定光ＳＧ１の光強度
に応じた雑音を求める。
の雑音が被測定光ＳＧ１の特定の光強度毎に離散的に記
憶されている場合に、入力される被測定光ＳＧ１の光強
度に応じて受光素子１２で生ずるであろう雑音（被測定
光の光強度に応じて差し引くべき雑音）を演算により求
める。演算部１６は、例えば入力する被測定光ＳＧ１の
光強度に近接する２つの光強度として記憶されている雑
音を記憶部１５から読み出し、これらの雑音を線形補間
し、高次の関数を用いてフィッティングし、又は最小自
乗法を用いて補間して入力する被測定光ＳＧ１の光強度
に応じた雑音を求める。
【００１５】尚、かかる演算を行う場合には、演算部１
６が被測定光ＳＧ１の光強度を知り得る状態になければ
ならないが、例えば不図示の増幅部が設定した増幅率
（レンジ）に基づいて、演算部１６が入力される被測定
光ＳＧ１の光強度を逆算するようにすれば被測定光ＳＧ
１のおおよその光強度を知ることが可能となる。また、
算出部１７が算出した被測定光ＳＧ１の光強度を演算部
１６に出力するようにしても良く、更にはユーザが信号
処理部１４に対して不図示の入力装置を用いて被測定光
ＳＧ１の光強度を入力するようにしても良い。
６が被測定光ＳＧ１の光強度を知り得る状態になければ
ならないが、例えば不図示の増幅部が設定した増幅率
（レンジ）に基づいて、演算部１６が入力される被測定
光ＳＧ１の光強度を逆算するようにすれば被測定光ＳＧ
１のおおよその光強度を知ることが可能となる。また、
算出部１７が算出した被測定光ＳＧ１の光強度を演算部
１６に出力するようにしても良く、更にはユーザが信号
処理部１４に対して不図示の入力装置を用いて被測定光
ＳＧ１の光強度を入力するようにしても良い。
【００１６】算出部１７は、Ａ／Ｄ変換器１３から出力
される信号をディジタル処理して、被測定光ＳＧ１の波
形を算出する。また、受信後の「１」の信号レベルの平
均値μ1及び分散値（雑音）σ1、並びに、受信後の
「０」の信号レベルの平均値をμ 0及び分散値をσ0を求
める。そして、算出したこれらの分散値から記憶部１５
に記憶されている雑音又は演算部１６が算出した雑音を
差し引いた雑音を求めて光サンプリング測定装置内で生
ずる雑音を除いた被測定光ＳＧ１そのものの雑音を求
め、上記信号レベルの平均値と求めた雑音とから被測定
光ＳＧ１のＱ値を求める。
される信号をディジタル処理して、被測定光ＳＧ１の波
形を算出する。また、受信後の「１」の信号レベルの平
均値μ1及び分散値（雑音）σ1、並びに、受信後の
「０」の信号レベルの平均値をμ 0及び分散値をσ0を求
める。そして、算出したこれらの分散値から記憶部１５
に記憶されている雑音又は演算部１６が算出した雑音を
差し引いた雑音を求めて光サンプリング測定装置内で生
ずる雑音を除いた被測定光ＳＧ１そのものの雑音を求
め、上記信号レベルの平均値と求めた雑音とから被測定
光ＳＧ１のＱ値を求める。
【００１７】ここで、光サンプリング測定装置内におい
て生ずる雑音（受光素子１２の雑音）をσsystemとし、
被測定光ＳＧ１そのものの分散値（雑音）をσsignalと
すると、これらの間には以下の（２）式で示す関係が成
り立つ。
て生ずる雑音（受光素子１２の雑音）をσsystemとし、
被測定光ＳＧ１そのものの分散値（雑音）をσsignalと
すると、これらの間には以下の（２）式で示す関係が成
り立つ。
【数２】
【００１８】よって、信号レベルが「１」であるときに
受光素子１２で生ずる雑音をσ2、信号レベルが「０」
であるときに受光素子１２で生ずる雑音をσ3とする
と、上記（２）式を用いて光サンプリング測定装置内に
おいて生ずる雑音の影響を排除した被測定光ＳＧ１その
もののＱ値は以下の（３）式で求められる。
受光素子１２で生ずる雑音をσ2、信号レベルが「０」
であるときに受光素子１２で生ずる雑音をσ3とする
と、上記（２）式を用いて光サンプリング測定装置内に
おいて生ずる雑音の影響を排除した被測定光ＳＧ１その
もののＱ値は以下の（３）式で求められる。
【数３】
【００１９】算出部１７は、上記（３）式を用いて被測
定光ＳＧ１そのものの正確なＱ値を算出する。表示部１
８は、例えばＣＲＴ（Cathod Ray Tube）、液晶表示装
置、有機ＥＬ表示装置等の表示装置を備え、算出部１７
が算出した被測定光ＳＧ１のＱ値及び波形を表示する。
定光ＳＧ１そのものの正確なＱ値を算出する。表示部１
８は、例えばＣＲＴ（Cathod Ray Tube）、液晶表示装
置、有機ＥＬ表示装置等の表示装置を備え、算出部１７
が算出した被測定光ＳＧ１のＱ値及び波形を表示する。
【００２０】上記構成における本実施形態の光サンプリ
ング測定装置は、被測定光ＳＧ１の測定を行う前に予め
光サンプリング測定装置内で生ずる雑音（受光素子１２
で生ずる雑音）の測定が行われる（雑音測定工程）。こ
の雑音を測定するにあたっては連続光を射出するレーザ
光源が用いられる。
ング測定装置は、被測定光ＳＧ１の測定を行う前に予め
光サンプリング測定装置内で生ずる雑音（受光素子１２
で生ずる雑音）の測定が行われる（雑音測定工程）。こ
の雑音を測定するにあたっては連続光を射出するレーザ
光源が用いられる。
【００２１】ここで、レーザ光源としては、例えば射出
光の波長が既知であり、射出光の光強度を可変すること
ができる半導体レーザを用いることが好ましい。尚、レ
ーザ光源から射出されるレーザ光の強度を可変するので
はなく、光可変減衰器等を用いてレーザ光源から射出さ
れるレーザ光を減衰させて強度を可変するようにしても
良い。
光の波長が既知であり、射出光の光強度を可変すること
ができる半導体レーザを用いることが好ましい。尚、レ
ーザ光源から射出されるレーザ光の強度を可変するので
はなく、光可変減衰器等を用いてレーザ光源から射出さ
れるレーザ光を減衰させて強度を可変するようにしても
良い。
【００２２】受光素子１２で生ずる雑音を測定するに
は、レーザ光源から射出されるレーザ光を被測定光ＳＧ
１として光結合器１０に入射させるとともに、サンプリ
ング光ＳＧ２を光結合器１０に入射させ、非線形光学素
子１１で和周波光ＳＧ３を発生させる。この和周波光Ｓ
Ｇ３は受光素子１２で受光されて光電流に変換され、こ
の光電流がＡ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換さ
れた後、算出部１７に入力される。算出部１７は、入力
されるディジタル信号から分散値（雑音）を求め、この
分散値とレーザ光の光強度とを対応付けて記憶部１５に
記憶させる。
は、レーザ光源から射出されるレーザ光を被測定光ＳＧ
１として光結合器１０に入射させるとともに、サンプリ
ング光ＳＧ２を光結合器１０に入射させ、非線形光学素
子１１で和周波光ＳＧ３を発生させる。この和周波光Ｓ
Ｇ３は受光素子１２で受光されて光電流に変換され、こ
の光電流がＡ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換さ
れた後、算出部１７に入力される。算出部１７は、入力
されるディジタル信号から分散値（雑音）を求め、この
分散値とレーザ光の光強度とを対応付けて記憶部１５に
記憶させる。
【００２３】以上の動作をレーザ光の光強度を変えつつ
行う。また、レーザ光源からのレーザ光の発光を停止さ
せた状態でも同様の測定を行う。このレーザ光の発光を
停止させた状態で得られる雑音は、上記（３）式におけ
る雑音σ3に相当する。但し、ロジック０レベルにおい
て、完全なレーザ光ＯＦＦの状態でない場合、その光量
における雑音を適用する。尚、以上の雑音測定は、レー
ザ光の光強度をほぼ連続的に変化させて行っても良く、
特定の光強度のみについて離散的に変化させて行っても
良い。
行う。また、レーザ光源からのレーザ光の発光を停止さ
せた状態でも同様の測定を行う。このレーザ光の発光を
停止させた状態で得られる雑音は、上記（３）式におけ
る雑音σ3に相当する。但し、ロジック０レベルにおい
て、完全なレーザ光ＯＦＦの状態でない場合、その光量
における雑音を適用する。尚、以上の雑音測定は、レー
ザ光の光強度をほぼ連続的に変化させて行っても良く、
特定の光強度のみについて離散的に変化させて行っても
良い。
【００２４】次に、光サンプリング測定装置内で生ずる
雑音（受光素子１２で生ずる雑音）の測定を終えた後で
行われる被測定光ＳＧ１の測定時の動作について説明す
る。被測定光ＳＧ１の測定においては、被測定光ＳＧ１
を光結合器１０に入射させるとともに、サンプリング光
ＳＧ２を光結合器１０に入射させ、非線形光学素子１１
で和周波光ＳＧ３を発生させる。
雑音（受光素子１２で生ずる雑音）の測定を終えた後で
行われる被測定光ＳＧ１の測定時の動作について説明す
る。被測定光ＳＧ１の測定においては、被測定光ＳＧ１
を光結合器１０に入射させるとともに、サンプリング光
ＳＧ２を光結合器１０に入射させ、非線形光学素子１１
で和周波光ＳＧ３を発生させる。
【００２５】図２は、被測定光ＳＧ１、サンプリング光
ＳＧ２、及び和周波光ＳＧ３の一例を示す図である。
尚、図２の横軸には時間をとり、縦軸には光強度（任意
単位）をとっている。被測定光ＳＧ１の（光パルスの）
周波数をｆsigとすると、サンプリング光ＳＧ２の（光
パルスの）周波数ｆsamは、例えばｆsig／ｎ−Δｆに設
定される。ここで、ｎは分周比（自然数）であり、Δｆ
はユーザによって設定される偏差周波数である。尚、図
２においては、簡単のためにｎ＝１の場合を図示してい
る。
ＳＧ２、及び和周波光ＳＧ３の一例を示す図である。
尚、図２の横軸には時間をとり、縦軸には光強度（任意
単位）をとっている。被測定光ＳＧ１の（光パルスの）
周波数をｆsigとすると、サンプリング光ＳＧ２の（光
パルスの）周波数ｆsamは、例えばｆsig／ｎ−Δｆに設
定される。ここで、ｎは分周比（自然数）であり、Δｆ
はユーザによって設定される偏差周波数である。尚、図
２においては、簡単のためにｎ＝１の場合を図示してい
る。
【００２６】図２に示すように、サンプリング光ＳＧ２
は、δ関数的なパルス幅が狭い光パルスである。被測定
光ＳＧ１とサンプリング光ＳＧ２とが光合波器１０で合
波されて非線形光学素子１１に入射すると、被測定光Ｓ
Ｇ１とサンプリング光ＳＧ２が存在する時間のみ和周波
光ＳＧ１が発生し、その強度はサンプリング光ＳＧ２の
光強度が一定であるため、被測定光ＳＧ１の光強度に依
存している。ここで、被測定光ＳＧ１とサンプリング光
ＳＧ２との間には偏差周波数Δｆが設定されているた
め、和周波光ＳＧ３の包絡線は、被測定光ＳＧ１の１つ
の光パルスを時間軸方向にｆsig／（ｎ・Δｆ）だけ拡
大した形状になる。
は、δ関数的なパルス幅が狭い光パルスである。被測定
光ＳＧ１とサンプリング光ＳＧ２とが光合波器１０で合
波されて非線形光学素子１１に入射すると、被測定光Ｓ
Ｇ１とサンプリング光ＳＧ２が存在する時間のみ和周波
光ＳＧ１が発生し、その強度はサンプリング光ＳＧ２の
光強度が一定であるため、被測定光ＳＧ１の光強度に依
存している。ここで、被測定光ＳＧ１とサンプリング光
ＳＧ２との間には偏差周波数Δｆが設定されているた
め、和周波光ＳＧ３の包絡線は、被測定光ＳＧ１の１つ
の光パルスを時間軸方向にｆsig／（ｎ・Δｆ）だけ拡
大した形状になる。
【００２７】この和周波光ＳＧ３は受光素子１２で受光
されて光電流に変換される。受光素子１２から出力され
る光電流はＡ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換さ
れて信号処理部１４に入力される。算出部１７は、Ａ／
Ｄ変換器１３から出力される信号を繰り返し掃引してデ
ータを蓄積して、被測定光ＳＧ１をサンプリングした波
形を求める。図３は、被測定光ＳＧ１をサンプリングし
た波形（アイパターン）の一例を示す図である。図３か
らサンプリングした波形の信号強度にはばらつきがある
ことが分かる。
されて光電流に変換される。受光素子１２から出力され
る光電流はＡ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換さ
れて信号処理部１４に入力される。算出部１７は、Ａ／
Ｄ変換器１３から出力される信号を繰り返し掃引してデ
ータを蓄積して、被測定光ＳＧ１をサンプリングした波
形を求める。図３は、被測定光ＳＧ１をサンプリングし
た波形（アイパターン）の一例を示す図である。図３か
らサンプリングした波形の信号強度にはばらつきがある
ことが分かる。
【００２８】算出部１７は、かかる波形に対してある時
間（例えば、数ピコ秒）に含まれるデータと予め定めた
閾値レベルを比較して信号レベルが「１」に含まれるデ
ータと信号レベルが「０」に含まれるデータとに分離
し、各々に含まれるデータの平均値μ1，μ0、及び分散
値σ1，σ0をそれぞれ算出する（測定工程）。尚、図３
中において、符号ＳＬ１を付した領域に含まれるデータ
は信号レベルが「１」に含まれるデータであり、符号Ｓ
Ｌ２を付した領域に含まれるデータは信号レベルが
「０」に含まれるデータである。
間（例えば、数ピコ秒）に含まれるデータと予め定めた
閾値レベルを比較して信号レベルが「１」に含まれるデ
ータと信号レベルが「０」に含まれるデータとに分離
し、各々に含まれるデータの平均値μ1，μ0、及び分散
値σ1，σ0をそれぞれ算出する（測定工程）。尚、図３
中において、符号ＳＬ１を付した領域に含まれるデータ
は信号レベルが「１」に含まれるデータであり、符号Ｓ
Ｌ２を付した領域に含まれるデータは信号レベルが
「０」に含まれるデータである。
【００２９】以上の処理が終了すると、次に、算出部１
７は、被測定光ＳＧ１の光強度に対応して記憶部１５に
記憶されている雑音を雑音σ2として読み出すととも
に、雑音σ3を読み出し、前述した（３）式を用いて被
測定光ＳＧ１そのものの正確なＱ値を算出する（算出工
程）。尚、ここで、記憶部１５に離散的な光強度に対応
して離散的な雑音が記憶されている場合には、記憶部１
５に記憶された雑音を読み出して用いる代わりに、演算
部１６が演算により求めた雑音を用いて被測定光ＳＧ１
そのものの正確なＱ値を算出するようにしても良い。算
出部１７が算出したＱ値及び図３に示したサンプリング
した波形は表示部１８に表示される。
７は、被測定光ＳＧ１の光強度に対応して記憶部１５に
記憶されている雑音を雑音σ2として読み出すととも
に、雑音σ3を読み出し、前述した（３）式を用いて被
測定光ＳＧ１そのものの正確なＱ値を算出する（算出工
程）。尚、ここで、記憶部１５に離散的な光強度に対応
して離散的な雑音が記憶されている場合には、記憶部１
５に記憶された雑音を読み出して用いる代わりに、演算
部１６が演算により求めた雑音を用いて被測定光ＳＧ１
そのものの正確なＱ値を算出するようにしても良い。算
出部１７が算出したＱ値及び図３に示したサンプリング
した波形は表示部１８に表示される。
【００３０】以上、本発明の一実施形態による光サンプ
リング測定装置及び方法について説明したが、本発明は
上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で
自由に設計変更が可能である。また、上記実施形態にお
いては、説明の簡単のために、記憶部１５が受光素子１
２で生ずる雑音のみを記憶する場合を例に挙げて説明す
るが、受光素子１２とＡ／Ｄ変換器１３との間に設けら
れる増幅器で雑音が生ずる雑音等の光サンプリング測定
装置内において生ずる雑音を記憶するようにすることが
好ましい。また、受光素子１２に設定される増倍率毎の
雑音を記憶部１５に記憶するようにしても良い。
リング測定装置及び方法について説明したが、本発明は
上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で
自由に設計変更が可能である。また、上記実施形態にお
いては、説明の簡単のために、記憶部１５が受光素子１
２で生ずる雑音のみを記憶する場合を例に挙げて説明す
るが、受光素子１２とＡ／Ｄ変換器１３との間に設けら
れる増幅器で雑音が生ずる雑音等の光サンプリング測定
装置内において生ずる雑音を記憶するようにすることが
好ましい。また、受光素子１２に設定される増倍率毎の
雑音を記憶部１５に記憶するようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め受光素子で生ずる雑音を記憶部に記憶しておき、被
測定光の測定時において測定された雑音から記憶部に記
憶されている受光素子の雑音を差し引いた雑音を求めて
被測定光のＱ値を求めている。このため、測定された雑
音から受光素子で生ずる雑音の影響が除かれるため、非
線形光学効果を利用することによって受光素子に入射す
る光が微弱であり、受光素子で生ずる雑音の影響が大き
い場合であっても、正確に被測定光のＱ値を測定するこ
とができるという効果がある。
予め受光素子で生ずる雑音を記憶部に記憶しておき、被
測定光の測定時において測定された雑音から記憶部に記
憶されている受光素子の雑音を差し引いた雑音を求めて
被測定光のＱ値を求めている。このため、測定された雑
音から受光素子で生ずる雑音の影響が除かれるため、非
線形光学効果を利用することによって受光素子に入射す
る光が微弱であり、受光素子で生ずる雑音の影響が大き
い場合であっても、正確に被測定光のＱ値を測定するこ
とができるという効果がある。
【図１】 本発明の一実施形態による光サンプリング測
定装置の概略構成を示すブロック図である。
定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 被測定光ＳＧ１、サンプリング光ＳＧ２、及
び和周波光ＳＧ３の一例を示す図である。
び和周波光ＳＧ３の一例を示す図である。
【図３】 被測定光ＳＧ１をサンプリングした波形（ア
イパターン）の一例を示す図である。
イパターン）の一例を示す図である。
１１ 非線形光学素子
１２ 受光素子
１５ 記憶部
１６ 演算部
１７ 算出部
ＳＧ１ 被測定光
ＳＧ２ サンプリング光
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G065 AA12 AB14 BA09 BA40 BC33
BC35 CA12 DA13
2K002 AA04 AB12 BA03 CA02 HA20
Claims (5)
- 【請求項１】 被測定光とサンプリング光とが入射され
る非線形光学素子と、当該非線形光学素子から射出され
る光を受光する受光素子とを備える光サンプリング測定
装置において、 予め前記受光素子で生ずる雑音を記憶する記憶部と、 前記被測定光の測定時において測定される雑音から前記
記憶部に記憶されている雑音を差し引いた雑音を求めて
前記被測定光のＱ値を算出する算出部とを備えることを
特徴とする光サンプリング測定装置。 - 【請求項２】 前記記憶部は、前記受光素子で生ずる雑
音を前記被測定光の光強度毎に記憶することを特徴とす
る請求項１記載の光サンプリング測定装置。 - 【請求項３】 前記記憶部は、前記受光素子で生ずる雑
音を特定の光強度毎に記憶し、 前記被測定光の光強度に応じて差し引くべき雑音を前記
記憶部に記憶されている雑音を用いて演算により求める
演算部を備えることを特徴とする請求項１記載の光サン
プリング測定装置。 - 【請求項４】 前記記憶部に記憶される雑音は、光強度
が既知の連続光を前記被測定光として前記非線形光学素
子に入射させたときに得られる雑音であることを特徴と
する請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光サン
プリング測定装置。 - 【請求項５】 被測定光とサンプリング光とを非線形光
学素子に入射させ、非線形光学効果により得られる光を
受光素子で受光して被測定光を測定する光サンプリング
測定方法において、 予め光強度が既知の連続光を前記非線形光学素子に入射
させて前記受光素子で生ずる雑音を測定する雑音測定工
程と、 少なくとも前記被測定光の雑音の測定を行う測定工程
と、 前記測定工程で測定された被測定光の雑音から前記雑音
測定工程で測定された前記受光素子で生ずる雑音を差し
引いた雑音を求めて前記被測定光のＱ値を算出する算出
工程とを含むことを特徴とする光サンプリング測定方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002155557A JP2003344168A (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 光サンプリング測定装置及び方法 |
| US10/458,781 US7030352B2 (en) | 2002-05-29 | 2003-05-27 | Optical sampling measurement apparatus and optical sampling measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002155557A JP2003344168A (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 光サンプリング測定装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344168A true JP2003344168A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29561425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002155557A Pending JP2003344168A (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 光サンプリング測定装置及び方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7030352B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003344168A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008064502A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信器の製造方法 |
| WO2008146684A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Anritsu Corporation | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| JP2013007931A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nikon Corp | レーザ装置、露光装置及び検査装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7554721B2 (en) * | 2003-08-01 | 2009-06-30 | Fujitsu Limited | Raman amplifier and Raman amplifier adjustment method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146209A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Nec Corp | 光受信器特性測定方法および装置 |
| JPH11223575A (ja) * | 1997-12-01 | 1999-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光信号品質モニタ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5475210A (en) * | 1991-09-09 | 1995-12-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Noise reduction system for optical record and reproduction apparatus using auto-power controlled semiconductor laser device |
| JP4019555B2 (ja) * | 1999-05-25 | 2007-12-12 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 光受信装置及び方法 |
-
2002
- 2002-05-29 JP JP2002155557A patent/JP2003344168A/ja active Pending
-
2003
- 2003-05-27 US US10/458,781 patent/US7030352B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146209A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Nec Corp | 光受信器特性測定方法および装置 |
| JPH11223575A (ja) * | 1997-12-01 | 1999-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光信号品質モニタ |
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| WO2008146684A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Anritsu Corporation | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| JPWO2008146684A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2010-08-19 | アンリツ株式会社 | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| US8050558B2 (en) | 2007-05-25 | 2011-11-01 | Anritsu Corporation | Optical signal sampling apparatus and method and optical signal monitor apparatus and method using the same |
| JP5380647B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2014-01-08 | アンリツ株式会社 | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| JP2013007931A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nikon Corp | レーザ装置、露光装置及び検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030223765A1 (en) | 2003-12-04 |
| US7030352B2 (en) | 2006-04-18 |
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