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JP5032437B2 - Heterodyne optical spectrum analyzer - Google Patents
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Description

本発明は、ヘテロダイン光スペクトラムアナライザに関連し、特に偏波無依存化の技術に関する。   The present invention relates to a heterodyne optical spectrum analyzer, and more particularly to a polarization independence technique.

従来のヘテロダイン光スペクトラムアナライザは、掃引光を垂直偏波の直線偏光光と水平偏波の直線偏光光とに分け、それぞれをヘテロダイン検波してその信号を加算することで偏波無依存化をしていた(例えば、特許文献1参照。)。
特開平7−111378号公報
Conventional heterodyne optical spectrum analyzers divide the swept light into vertically polarized linearly polarized light and horizontally polarized linearly polarized light, perform heterodyne detection, and add the signals to make them polarization independent. (For example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-11378

従来は、それぞれをヘテロダイン検波していたので、受光系が2系統必要だった。そこで、本発明は、ヘテロダイン光スペクトラムアナライザにおいて受光系を1系統に減少させることを目的とする。   Conventionally, since each was heterodyne detection, two light receiving systems were required. Therefore, an object of the present invention is to reduce the number of light receiving systems to one in a heterodyne optical spectrum analyzer.

上記課題を解決するために、本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザは、直交する偏波間に時間差を与えて同時に検波することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention is characterized in that a time difference is given between orthogonal polarizations and detection is performed simultaneously.

具体的には、本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザは、互いに直交し且つ波長差を有する2つの直線偏光光のペアをローカル光として出射するローカル光光源と、被測定光と前記ローカル光とを合波する合波部と、前記合波部からの合波光を受光して被測定光とローカル光のヘテロダイン検波信号を出力する受光部と、を備え、前記波長差は、前記受光部におけるヘテロダイン検波の検波帯域よりも狭いことを特徴とする。   Specifically, the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention includes a local light source that emits, as local light, a pair of two linearly polarized light beams that are orthogonal to each other and have a wavelength difference, measured light, and the local light. And a light receiving unit that receives the combined light from the combining unit and outputs a heterodyne detection signal of the light to be measured and the local light, and the wavelength difference is a heterodyne in the light receiving unit. It is characterized by being narrower than the detection band of detection.

互いに直交し且つ波長差を有する2つの直線偏光光のペアをローカル光としてヘテロダイン検波するので、互いに直交する2つの直線偏光光の両方のコヒレント光を同時に検波することができる。このとき、直線偏光光の波長差がヘテロダイン検波の検波帯域よりも十分狭ければ、2つの直線偏光光の波長を掃引することで、検波波長帯域における全ての偏波状態の被測定光を、波長差を有する直線偏光光のペアのいずれかによって検波することができる。したがって、ヘテロダイン光スペクトラムアナライザにおいて受光系を1系統にすることができる。   Since heterodyne detection is performed using a pair of two linearly polarized lights orthogonal to each other and having a wavelength difference as local light, both coherent lights of the two linearly polarized lights orthogonal to each other can be detected simultaneously. At this time, if the wavelength difference of the linearly polarized light is sufficiently narrower than the detection band of the heterodyne detection, by sweeping the wavelengths of the two linearly polarized lights, the measured light in all polarization states in the detection wavelength band Detection can be performed by any one of a pair of linearly polarized light having a wavelength difference. Therefore, the heterodyne optical spectrum analyzer can have one light receiving system.

本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザでは、前記受光部からのヘテロダイン検波信号に基づいて前記被測定光のスペクトラムを分析する信号処理部をさらに備えていてもよい。
信号処理部をさらに備えることで、被測定光のスペクトラムを取得することができる。
The heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention may further include a signal processing unit that analyzes a spectrum of the measured light based on a heterodyne detection signal from the light receiving unit.
By further including a signal processing unit, the spectrum of the light to be measured can be acquired.

本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザでは、前記ローカル光光源は、波長を連続可変して出力する波長掃引光源と、前記波長掃引光源からの出力光を互いに直交する2つの直線偏光光に分離するとともに、該直交する2つの直線偏光光に遅延差を与えて出射する偏波遅延器を備えていてもよい。   In the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention, the local light source separates a wavelength swept light source that continuously outputs a wavelength and outputs light from the wavelength swept light source into two linearly polarized lights orthogonal to each other. A polarization delay device that emits a delay difference between the two orthogonally polarized light beams orthogonal to each other may be provided.

本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザでは、前記波長掃引光源は、直線偏光光を出力し、前記偏波遅延器は、前記波長掃引光源からの直線偏光光を2つに分岐する第1の偏波保持光ファイバカプラと、前記第1の偏波保持光ファイバカプラからの2つの直線偏光光の偏波面が互いに垂直になるように合成する第2の偏波保持光ファイバカプラと、前記第1の偏波保持光ファイバカプラ及び前記第2の偏波保持光ファイバカプラの間の2つの光路に光路差を与え、前記第2の偏波保持光ファイバカプラに入射する2つの直線偏光光に前記波長差を生じさせる遅延器と、を備えていてもよい。   In the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention, the wavelength-swept light source outputs linearly polarized light, and the polarization delay unit is a first polarization that branches the linearly-polarized light from the wavelength-swept light source into two. A holding optical fiber coupler, a second polarization maintaining optical fiber coupler that combines the polarization planes of the two linearly polarized lights from the first polarization maintaining optical fiber coupler to be perpendicular to each other, and the first polarization maintaining optical fiber coupler. An optical path difference is given to two optical paths between the polarization maintaining optical fiber coupler and the second polarization maintaining optical fiber coupler, and the two linearly polarized lights incident on the second polarization maintaining optical fiber coupler are subjected to the wavelength. And a delay device that generates a difference.

本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザでは、前記偏波遅延器は、偏波保持光ファイバであって、ファスト(Fast)軸が前記波長掃引光源からの出力光の偏波面に対して略45°傾いていてもよい。
波長掃引光源からの出力光を偏波保持光ファイバに45°入射させることで、当該出力光を互いに直交する2つの直線偏光光に分離することができる。偏波保持光ファイバでは直交する偏波間で伝搬遅延が異なるので、偏波保持光ファイバから出力される光に波長差が生じる。これによって、前記ローカル光を出射することができる。
In the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention, the polarization delay device is a polarization maintaining optical fiber, and a fast axis is inclined by approximately 45 ° with respect to a polarization plane of output light from the wavelength swept light source. It may be.
By making the output light from the wavelength swept light source enter into the polarization maintaining optical fiber by 45 °, the output light can be separated into two linearly polarized lights orthogonal to each other. In the polarization maintaining optical fiber, the propagation delay differs between the orthogonal polarizations, so that a wavelength difference occurs in the light output from the polarization maintaining optical fiber. As a result, the local light can be emitted.

本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザでは、前記偏波遅延器は、前記波長掃引光源からの出力光を互いに直交する2つの直線偏光光に分離する第1の偏光ビームスプリッタと、前記第1の偏光ビームスプリッタからの2つの直線偏光光の偏波面が互いに垂直になるように合成する第2の偏光ビームスプリッタと、前記第1の偏光ビームスプリッタ及び前記第2の偏光ビームスプリッタの間の2つの光路に光路差を与え、前記第2の偏光ビームスプリッタに入射する2つの直線偏光光に前記波長差を生じさせる遅延器と、を備えていてもよい。   In the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention, the polarization delay unit includes a first polarization beam splitter that separates output light from the wavelength swept light source into two linearly polarized light beams orthogonal to each other, and the first polarization beam. A second polarizing beam splitter for combining the two linearly polarized light beams from the beam splitter so that their polarization planes are perpendicular to each other; and two optical paths between the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter An optical path difference, and a delay unit that causes the wavelength difference between the two linearly polarized light incident on the second polarization beam splitter.

本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザでは、前記遅延器は、前記第1の偏波保持光ファイバカプラからの直線偏光光の偏波面を維持する偏波保持光ファイバであってもよい。   In the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention, the delay unit may be a polarization maintaining optical fiber that maintains a polarization plane of linearly polarized light from the first polarization maintaining optical fiber coupler.

本発明に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザでは、前記ローカル光光源は、波長を連続可変して直線偏光光を出力する第1の波長掃引光源と、前記第1の波長掃引光源と一定波長異なる直線偏光光を出力する第2の波長掃引光源と、前記第1の波長掃引光源からの直線偏光光と前記第2の波長掃引光源からの直線偏光光との偏波面が互いに垂直になるように合成する偏波保持光ファイバカプラと、を備えていてもよい。   In the heterodyne optical spectrum analyzer according to the present invention, the local light source includes a first wavelength swept light source that continuously varies the wavelength and outputs linearly polarized light, and linearly polarized light that is different from the first wavelength swept light source by a certain wavelength. A second wavelength swept light source that outputs light, and a polarization that combines so that the polarization planes of the linearly polarized light from the first wavelength swept light source and the linearly polarized light from the second wavelength swept light source are perpendicular to each other. A wave holding optical fiber coupler.

本発明によれば、ヘテロダイン光スペクトラムアナライザにおいて受光系を1系統にすることができる。   According to the present invention, in the heterodyne optical spectrum analyzer, one light receiving system can be provided.

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.

図1は、本実施形態に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザの構成概略図である。本実施形態に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザは、ローカル光光源2と、合波部3と、受光部4と、フィルタ5と、検波部21と、信号処理部6と、制御部8と、表示部7と、を備える。信号処理部6、制御部8及び表示部7には、情報処理装置を用いてもよい。ローカル光光源2から合波部3までは、PMF(Polarization Maintaining Fiber:偏波保持ファイバ)で接続される。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heterodyne optical spectrum analyzer according to the present embodiment. The heterodyne optical spectrum analyzer according to the present embodiment includes a local light source 2, a multiplexing unit 3, a light receiving unit 4, a filter 5, a detection unit 21, a signal processing unit 6, a control unit 8, and a display unit. 7. An information processing device may be used for the signal processing unit 6, the control unit 8, and the display unit 7. The local light source 2 to the multiplexing unit 3 are connected by a PMF (Polarization Maintaining Fiber).

ローカル光光源2は、互いに直交し且つ波長差を有する2つの直線偏光光のペアをローカル光Pとして出射する。例えば、異なる波長の垂直偏波の直線偏光光と水平偏波の直線偏光光を出射する。一定の波長差は、2つの直線偏光光のいずれかを遅延器13で遅延させることで生じさせることが好ましく、1個の光源でヘテロダイン検波を行うことができる。被測定光Pのスペクトラムを取得するため、ローカル光光源2は、制御部8からの制御信号によって波長掃引される。 Local light source 2 emits two pairs of linearly polarized light having orthogonal and wavelength difference from each other as a local light P L. For example, vertically polarized linearly polarized light and horizontally polarized linearly polarized light having different wavelengths are emitted. The constant wavelength difference is preferably generated by delaying one of the two linearly polarized light beams by the delay device 13, and heterodyne detection can be performed with one light source. In order to acquire the spectrum of the light P 0 to be measured, the local light source 2 is swept in wavelength by a control signal from the control unit 8.

合波部3は、被測定光Pとローカル光Pとを合波する。受光部4は、合波部3からの合波光を受光して被測定光Pとローカル光のヘテロダイン検波信号を出力する。フィルタ5は、受光部4の出力信号からビート信号を抽出する。検波部21は、フィルタ5からのビート信号を検波する。 The multiplexing unit 3 multiplexes the measured light P 0 and the local light P L. The light receiving unit 4 receives the combined light from the combining unit 3 and outputs a heterodyne detection signal of the measured light P 0 and the local light. The filter 5 extracts a beat signal from the output signal of the light receiving unit 4. The detector 21 detects the beat signal from the filter 5.

制御部8は、ローカル光光源2が出射するローカル光Pの波長、及び、信号処理部6が処理する波長を制御する。例えば、波長掃引光源9は、制御部8から指示された波長掃引速度で波長掃引する。信号処理部6は、波長掃引光源9の波長掃引速度を制御部8から取得し、検波部21からの出力信号と波長掃引光源9の波長を対応付けて記憶する。そして、受光部4からのヘテロダイン検波信号に基づいて被測定光Pのスペクトラムを分析する。表示部7は、信号処理部6の処理結果を表示する。 Control unit 8, the wavelength of the local light P L of the local light source 2 is emitted, and controls the wavelength of the signal processing unit 6 processes. For example, the wavelength sweep light source 9 sweeps the wavelength at the wavelength sweep speed instructed from the control unit 8. The signal processing unit 6 acquires the wavelength sweep speed of the wavelength sweep light source 9 from the control unit 8 and stores the output signal from the detection unit 21 and the wavelength of the wavelength sweep light source 9 in association with each other. Then, the spectrum of the measured light P 0 is analyzed based on the heterodyne detection signal from the light receiving unit 4. The display unit 7 displays the processing result of the signal processing unit 6.

図2に、ローカル光の一例を示す。垂直偏波の直線偏光光101と水平偏波の直線偏光光102は、一定の波長差を保ちながら周波数掃引される。波長差は(遅延時間δt)×(ローカル光の掃引速度V)となる。このとき、ローカル光光源2におけるローカル光Pの波長掃引速度Vは、2THz/ms以上であることが好ましい。 FIG. 2 shows an example of local light. The vertically polarized linearly polarized light 101 and the horizontally polarized linearly polarized light 102 are swept in frequency while maintaining a certain wavelength difference. The wavelength difference is (delay time δt) × (local light sweep speed V). At this time, the wavelength sweeping speed V of the local light P L in a local light source 2 is preferably 2 THz / ms or more.

図3に、ローカル光の波長差と受光部の検波帯域との関係の一例を示す。垂直偏波の直線偏光光101と水平偏波の直線偏光光102の波長差δλは、受光部におけるヘテロダイン検波の検波帯域100よりも狭い。直線偏光光101と102の間で波長差δλをもつローカル光を被測定光とヘテロダイン検波すると、図のように、両方の直線偏光光を検波することになる。このとき、検波帯域100が直線偏光光101と102の波長差δλよりも十分に広ければ、被測定光の直交する直線偏光光を同時にヘテロダイン検波受信できる。これにより、掃引している各波長における偏波無依存化と同様の効果が得られる。したがって、この方法を使えば、1系統の受光系のみで、偏波無依存化されたヘテロダイン光スペクトラムアナライザを構築することができる。   FIG. 3 shows an example of the relationship between the wavelength difference of the local light and the detection band of the light receiving unit. The wavelength difference δλ between the vertically polarized linearly polarized light 101 and the horizontally polarized linearly polarized light 102 is narrower than the detection band 100 of the heterodyne detection in the light receiving unit. When local light having a wavelength difference δλ between the linearly polarized lights 101 and 102 is detected from the measured light and heterodyne, both linearly polarized lights are detected as shown in the figure. At this time, if the detection band 100 is sufficiently wider than the wavelength difference δλ between the linearly polarized lights 101 and 102, the orthogonally polarized light orthogonal to the measured light can be simultaneously received by heterodyne detection. As a result, the same effect as the polarization independence at each swept wavelength can be obtained. Therefore, if this method is used, it is possible to construct a heterodyne optical spectrum analyzer that is independent of polarization with only one light receiving system.

図1に、ローカル光光源の第1例を示す。ローカル光光源2の第1例は、波長掃引光源9と、偏波遅延器10を備える。波長掃引光源9は、出力パワー一定の連続光をその波長を連続可変して出力する。偏波遅延器10は、波長掃引光源9からの出力光を互いに直交する2つの直線偏光光に分離するとともに、該直交する2つの直線偏光光に遅延差δtを与えて出射する。これにより、ローカル光光源2は、互いに直交し且つ波長差を有する2つの直線偏光光のペアをローカル光Pとして出射することができる。 FIG. 1 shows a first example of a local light source. The first example of the local light source 2 includes a wavelength swept light source 9 and a polarization delay device 10. The wavelength swept light source 9 outputs continuous light having a constant output power while continuously varying the wavelength. The polarization delay unit 10 separates the output light from the wavelength swept light source 9 into two linearly polarized lights orthogonal to each other and emits the two orthogonally polarized lights orthogonal to each other with a delay difference δt. Thus, a local light source 2 can emit two pairs of linearly polarized light having orthogonal and wavelength difference from each other as a local light P L.

波長掃引光源9は、直線偏光光を出力する。偏波遅延器10は、第1の偏波保持光ファイバカプラ11と、第2の偏波保持光ファイバカプラ12と、遅延器13と、を備える。波長掃引光源9から合波部3まではPMFで接続される。   The wavelength swept light source 9 outputs linearly polarized light. The polarization delay device 10 includes a first polarization maintaining optical fiber coupler 11, a second polarization maintaining optical fiber coupler 12, and a delay device 13. The wavelength sweeping light source 9 to the multiplexing unit 3 are connected by PMF.

第1の偏波保持光ファイバカプラ11は、波長掃引光源9からの直線偏光光を2つに分岐する。第2の偏波保持光ファイバカプラ12は、第1の偏波保持光ファイバカプラ11からの2つの直線偏光光の偏波面が互いに垂直になるように合成する。例えば、2つの光路のいずれかの第2の偏波保持光ファイバカプラ12への接続を90°回転させる。これにより、互いに直交する2つの直線偏光光のペアを生成することができる。   The first polarization maintaining optical fiber coupler 11 branches the linearly polarized light from the wavelength swept light source 9 into two. The second polarization maintaining optical fiber coupler 12 combines the polarization planes of the two linearly polarized lights from the first polarization maintaining optical fiber coupler 11 so that they are perpendicular to each other. For example, the connection of the two optical paths to the second polarization maintaining optical fiber coupler 12 is rotated by 90 °. Thereby, a pair of two linearly polarized lights orthogonal to each other can be generated.

遅延器13は、第1の偏波保持光ファイバカプラ11及び第2の偏波保持光ファイバカプラ12の間の2つの光路に光路差を与え、第2の偏波保持光ファイバカプラ12に入射する2つの直線偏光光に波長差を生じさせる。例えば、光ファイバ遅延器を、第1の偏波保持光ファイバカプラ11と第2の偏波保持光ファイバカプラ12の間のいずれかの光ファイバに接続する。   The delay unit 13 gives an optical path difference to the two optical paths between the first polarization maintaining optical fiber coupler 11 and the second polarization maintaining optical fiber coupler 12, and enters the second polarization maintaining optical fiber coupler 12. A wavelength difference is caused between the two linearly polarized lights. For example, the optical fiber delay device is connected to one of the optical fibers between the first polarization maintaining optical fiber coupler 11 and the second polarization maintaining optical fiber coupler 12.

遅延器13は、第1の偏波保持光ファイバカプラ11からの直線偏光光の偏波面を維持する偏波保持光ファイバであることが好ましい。第1の偏波保持光ファイバカプラ11及び第2の偏波保持光ファイバカプラ12の間の2つの光路を接続する偏波保持光ファイバの長さを変えることで、遅延器13を構成してもよい。   The delay device 13 is preferably a polarization maintaining optical fiber that maintains the polarization plane of linearly polarized light from the first polarization maintaining optical fiber coupler 11. By changing the length of the polarization-maintaining optical fiber connecting the two optical paths between the first polarization-maintaining optical fiber coupler 11 and the second polarization-maintaining optical fiber coupler 12, the delay device 13 is configured. Also good.

ローカル光光源2の第1例は、上記の構成とすることによって、第2の偏波保持光ファイバカプラ12から、互いに直交しかつ波長差を有する2つの直線偏光光のペアを出射することができる。   The first example of the local light source 2 can emit two linearly polarized light pairs orthogonal to each other and having a wavelength difference from the second polarization maintaining optical fiber coupler 12 by adopting the above configuration. it can.

図4に、ローカル光光源の第2例を示す。ローカル光光源2の第2例では、偏波遅延器10に、偏波保持光ファイバを用いている。この場合、波長掃引光源9は、直線偏光光を出力する。偏波保持光ファイバは、ファスト軸が波長掃引光源9からの出力光の偏波面に対して略45°傾くように配置される。波長掃引光源9からの出力光が偏波保持光ファイバに45°入射すると、互いに直交する2つの直線偏光光のペアが生成される。偏波保持光ファイバは、偏波面によって屈折率が異なればよく、パンダ形であってもよいし、楕円クラッド型であってもよい。   FIG. 4 shows a second example of the local light source. In the second example of the local light source 2, a polarization maintaining optical fiber is used for the polarization delay device 10. In this case, the wavelength swept light source 9 outputs linearly polarized light. The polarization maintaining optical fiber is disposed so that the fast axis is inclined by approximately 45 ° with respect to the polarization plane of the output light from the wavelength swept light source 9. When the output light from the wavelength swept light source 9 is incident on the polarization maintaining optical fiber by 45 °, a pair of two linearly polarized lights orthogonal to each other is generated. The polarization maintaining optical fiber only needs to have a different refractive index depending on the plane of polarization, and may be a panda type or an elliptical clad type.

偏波保持光ファイバは、ローカル光光源2から出力されるときに波長差が生じる程度の長さを有する。偏波保持光ファイバでは、直交する偏波間で屈折率が異なるので、2つの直線偏光光の伝搬速度が異なる。そのため、偏波保持光ファイバの長さを調整することで、2つの直線偏光光のペアの間に遅延差δt、すなわち波長差を生じさせることができる。偏波保持光ファイバの屈折率差が4/10000であれば、偏波保持光ファイバの長さは、例えば300m以上であることが好ましい。   The polarization maintaining optical fiber has such a length that a wavelength difference is generated when it is output from the local light source 2. In the polarization maintaining optical fiber, since the refractive index is different between the orthogonal polarizations, the propagation speeds of the two linearly polarized lights are different. Therefore, by adjusting the length of the polarization maintaining optical fiber, it is possible to generate a delay difference δt, that is, a wavelength difference between two pairs of linearly polarized light. If the refractive index difference of the polarization maintaining optical fiber is 4/10000, the length of the polarization maintaining optical fiber is preferably 300 m or more, for example.

ローカル光光源2の第2例は、上記の構成とすることによって、偏波保持光ファイバから、互いに直交しかつ波長差を有する2つの直線偏光光のペアを出射することができる。ローカル光光源2の第2例では、波長掃引光源9からの出力光を分離結合するための構成を省略することができる。   The second example of the local light source 2 can emit two pairs of linearly polarized light that are orthogonal to each other and have a wavelength difference from the polarization maintaining optical fiber by adopting the above configuration. In the second example of the local light source 2, the configuration for separating and coupling the output light from the wavelength swept light source 9 can be omitted.

図5に、ローカル光光源の第3例を示す。ローカル光光源2の第3例では、偏波遅延器10が、第1の偏光ビームスプリッタ14と、遅延器15と、第2の偏光ビームスプリッタ16と、を備える。   FIG. 5 shows a third example of the local light source. In the third example of the local light source 2, the polarization delay device 10 includes a first polarization beam splitter 14, a delay device 15, and a second polarization beam splitter 16.

波長掃引光源9は、直線偏光光を出力する。波長掃引光源9からの直線偏光光を、前記直線偏光光の偏光方向が第1の偏光ビームスプリッタ14の反射面に対して45°傾斜するように入射させる。これにより、垂直偏波及び水平偏波の直線偏光光を生成する。第1の偏光ビームスプリッタ14は、波長掃引光源9からの出力光を互いに直交する2つの直線偏光光に分離する。遅延器15は、偏光ビームスプリッタ14からの2つの直線偏光光の光路に光路差を与え、第2の偏光ビームスプリッタ16に入射する2つの直線偏光光に波長差を生じさせる。この遅延器15は、図5に示すように、例えば、2枚の反射ミラー15aと、コーナーキューブ15bを備え、反射ミラー15aとコーナーキューブ15bの間の光路長Lを任意に調整して、所望の波長差δtに相当する2Lの光路差を与える。第2の偏光ビームスプリッタ16は、偏光ビームスプリッタ14からの2つの直線偏光光の偏波面が互いに垂直になるように合成する。   The wavelength swept light source 9 outputs linearly polarized light. The linearly polarized light from the wavelength swept light source 9 is incident so that the polarization direction of the linearly polarized light is inclined by 45 ° with respect to the reflecting surface of the first polarizing beam splitter 14. Thereby, linearly polarized light of vertical polarization and horizontal polarization is generated. The first polarization beam splitter 14 splits the output light from the wavelength swept light source 9 into two linearly polarized lights orthogonal to each other. The delay unit 15 gives an optical path difference to the optical paths of the two linearly polarized lights from the polarizing beam splitter 14, and causes a wavelength difference between the two linearly polarized lights incident on the second polarizing beam splitter 16. As shown in FIG. 5, the delay unit 15 includes, for example, two reflection mirrors 15a and a corner cube 15b, and arbitrarily adjusts the optical path length L between the reflection mirror 15a and the corner cube 15b to obtain a desired value. An optical path difference of 2L corresponding to the wavelength difference δt of is given. The second polarization beam splitter 16 combines the two linearly polarized light beams from the polarization beam splitter 14 so that the polarization planes are perpendicular to each other.

ローカル光光源2の第3例は、上記の構成とすることによって、第2の偏光ビームスプリッタ16から、互いに直交しかつ波長差を有する2つの直線偏光光のペアを出射することができる。   The third example of the local light source 2 can emit two linearly polarized light pairs orthogonal to each other and having a wavelength difference from the second polarizing beam splitter 16 by adopting the above configuration.

図6に、ローカル光光源の第4例を示す。ローカル光光源2の第4例では、第1の波長掃引光源17と、第2の波長掃引光源18と、偏波保持光ファイバカプラ19と、を備える。第1の波長掃引光源17及び第2の波長掃引光源18と偏波保持光ファイバカプラ19との間の、及び、偏波保持光ファイバカプラ19と合波部3との間の光路は、PMFで接続される。第1の波長掃引光源17及び第2の波長掃引光源18は、共通の制御部20に接続される。   FIG. 6 shows a fourth example of the local light source. The fourth example of the local light source 2 includes a first wavelength swept light source 17, a second wavelength swept light source 18, and a polarization maintaining optical fiber coupler 19. The optical path between the first wavelength swept light source 17 and the second wavelength swept light source 18 and the polarization maintaining optical fiber coupler 19 and between the polarization maintaining optical fiber coupler 19 and the multiplexing unit 3 is PMF. Connected with. The first wavelength swept light source 17 and the second wavelength swept light source 18 are connected to a common control unit 20.

第1の波長掃引光源17は、波長を連続可変して直線偏光光を出力する。第2の波長掃引光源18は、第1の波長掃引光源17と一定波長異なる直線偏光光を出力する。第1の波長掃引光源17及び第2の波長掃引光源18は、ローカル光光源2の外部に備わる制御部20からの制御信号に基づいて、波長を掃引する。これにより、第1の波長掃引光源17及び第2の波長掃引光源18は、一定の波長差を有する直線偏光光を出力することができる。   The first wavelength swept light source 17 continuously varies the wavelength and outputs linearly polarized light. The second wavelength swept light source 18 outputs linearly polarized light different from the first wavelength swept light source 17 by a certain wavelength. The first wavelength swept light source 17 and the second wavelength swept light source 18 sweep the wavelength based on a control signal from the control unit 20 provided outside the local light source 2. Thereby, the 1st wavelength sweep light source 17 and the 2nd wavelength sweep light source 18 can output the linearly polarized light which has a fixed wavelength difference.

偏波保持光ファイバカプラ19は、第1の波長掃引光源17からの直線偏光光と第2の波長掃引光源18からの直線偏光光との偏波面が互いに垂直になるように合成する。例えば、第1の波長掃引光源17の光出力ファイバ17aと偏波保持光ファイバカプラ19を接続する際にはお互いのファスト軸が平行となるように接続し、第2の波長掃引光源18の光出力ファイバ18aと偏波保持光ファイバカプラ19を接続する際にはお互いのファスト軸が垂直となるように接続する。これにより、偏波保持光ファイバカプラ19から、互いに直交しかつ波長差を有する2つの直線偏光光のペアを出射することができる。   The polarization maintaining optical fiber coupler 19 combines the linearly polarized light from the first wavelength swept light source 17 and the linearly polarized light from the second wavelength swept light source 18 so that the polarization planes are perpendicular to each other. For example, when the optical output fiber 17a of the first wavelength swept light source 17 and the polarization maintaining optical fiber coupler 19 are connected, they are connected so that their fast axes are parallel to each other. When connecting the output fiber 18a and the polarization maintaining optical fiber coupler 19, they are connected so that their fast axes are perpendicular to each other. As a result, two pairs of linearly polarized light that are orthogonal to each other and have a wavelength difference can be emitted from the polarization maintaining optical fiber coupler 19.

ローカル光光源2の第4例は、上記の構成とすることによって、偏波保持光ファイバカプラ19から、互いに直交しかつ波長差を有する2つの直線偏光光のペアを出射することができる。ローカル光光源2の第4例では、2つの波長掃引光源17及び18を用いるので、波長掃引光源9からの出力光を分離するための構成を省略することができる。   The fourth example of the local light source 2 can emit two pairs of linearly polarized light that are orthogonal to each other and have a wavelength difference from the polarization maintaining optical fiber coupler 19 by adopting the above configuration. In the fourth example of the local light source 2, since the two wavelength swept light sources 17 and 18 are used, the configuration for separating the output light from the wavelength swept light source 9 can be omitted.

本発明は、コヒレント光通信方式に使用されるLD等のスペクトルを測定することができる。   The present invention can measure the spectrum of an LD or the like used in a coherent optical communication system.

本実施形態に係るヘテロダイン光スペクトラムアナライザの構成概略図である。1 is a schematic configuration diagram of a heterodyne optical spectrum analyzer according to the present embodiment. ローカル光の一例を示す。An example of local light is shown. ローカル光の波長差と受光部の検波帯域との関係の一例を示す。An example of the relationship between the wavelength difference of local light and the detection zone | band of a light-receiving part is shown. ローカル光光源の第2例を示す。The 2nd example of a local light source is shown. ローカル光光源の第3例を示す。The 3rd example of a local light source is shown. ローカル光光源の第4例を示す。The 4th example of a local light source is shown.

符号の説明Explanation of symbols

2 ローカル光光源
3 合波部
4 受光部
5 フィルタ
6 信号処理部
7 表示部
8 制御部
9 波長掃引光源
10 偏波遅延器
11 第1の偏波保持光ファイバカプラ
12 第2の偏波保持光ファイバカプラ
13 遅延器
14 第1の偏光ビームスプリッタ
15 遅延器
16 第2の偏光ビームスプリッタ
17 第1の波長掃引光源
17a 光出力ファイバ
18 第2の波長掃引光源
18a 光出力ファイバ
19 偏波保持光ファイバカプラ
20 制御部
21 検波部
2 local light source 3 multiplexing unit 4 light receiving unit 5 filter 6 signal processing unit 7 display unit 8 control unit 9 wavelength swept light source 10 polarization delay device 11 first polarization maintaining optical fiber coupler 12 second polarization maintaining light Fiber coupler 13 Delay device 14 First polarization beam splitter 15 Delay device 16 Second polarization beam splitter 17 First wavelength swept light source 17a Optical output fiber 18 Second wavelength swept light source 18a Optical output fiber 19 Polarization maintaining optical fiber Coupler 20 Control unit 21 Detection unit

Claims (8)

互いに直交し且つ波長差を有する2つの直線偏光光のペアをローカル光として出射するローカル光光源と、
被測定光と前記ローカル光とを合波する合波部と、
前記合波部からの合波光を受光して被測定光とローカル光のヘテロダイン検波信号を出力する受光部と、を備え、
前記波長差は、前記受光部におけるヘテロダイン検波の検波帯域よりも狭いことを特徴とするヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。
A local light source that emits, as local light, a pair of two linearly polarized light beams that are orthogonal to each other and have a wavelength difference;
A multiplexing unit that combines the light to be measured and the local light;
A light receiving unit that receives the combined light from the combining unit and outputs a heterodyne detection signal of the light to be measured and the local light; and
The heterodyne optical spectrum analyzer, wherein the wavelength difference is narrower than a detection band of heterodyne detection in the light receiving unit.
前記受光部からのヘテロダイン検波信号に基づいて前記被測定光のスペクトラムを分析する信号処理部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。   The heterodyne optical spectrum analyzer according to claim 1, further comprising a signal processing unit that analyzes a spectrum of the light to be measured based on a heterodyne detection signal from the light receiving unit. 前記ローカル光光源は、
波長を連続可変して出力する波長掃引光源と、
前記波長掃引光源からの出力光を互いに直交する2つの直線偏光光に分離するとともに、該直交する2つの直線偏光光に遅延差を与えて出射する偏波遅延器を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。
The local light source is
A wavelength swept light source that outputs continuously variable wavelengths;
A polarization delay device is provided that separates the output light from the wavelength swept light source into two linearly polarized light beams orthogonal to each other, and emits the two orthogonally polarized light beams that are orthogonal to each other with a delay difference. Item 3. The heterodyne optical spectrum analyzer according to Item 1 or 2.
前記波長掃引光源は、直線偏光光を出力し、
前記偏波遅延器は、
前記波長掃引光源からの直線偏光光を2つに分岐する第1の偏波保持光ファイバカプラと、
前記第1の偏波保持光ファイバカプラからの2つの直線偏光光の偏波面が互いに垂直になるように合成する第2の偏波保持光ファイバカプラと、
前記第1の偏波保持光ファイバカプラ及び前記第2の偏波保持光ファイバカプラの間の2つの光路に光路差を与え、前記第2の偏波保持光ファイバカプラに入射する2つの直線偏光光に前記波長差を生じさせる遅延器と、を備えることを特徴とする請求項3に記載のヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。
The wavelength swept light source outputs linearly polarized light,
The polarization delay is
A first polarization maintaining optical fiber coupler for branching the linearly polarized light from the wavelength swept light source into two;
A second polarization-maintaining optical fiber coupler that synthesizes so that the polarization planes of the two linearly-polarized light from the first polarization-maintaining optical fiber coupler are perpendicular to each other;
Two linearly polarized light beams that give an optical path difference to two optical paths between the first polarization maintaining optical fiber coupler and the second polarization maintaining optical fiber coupler and are incident on the second polarization maintaining optical fiber coupler The heterodyne optical spectrum analyzer according to claim 3, further comprising a delay device that causes the wavelength difference in light.
前記偏波遅延器は、偏波保持光ファイバであって、ファスト(Fast)軸が前記波長掃引光源からの出力光の偏波面に対して略45°傾いていることを特徴とする請求項3に記載のヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。   4. The polarization delay device is a polarization maintaining optical fiber, and a fast axis is inclined by approximately 45 ° with respect to a polarization plane of output light from the wavelength swept light source. The heterodyne optical spectrum analyzer described in 1. 前記偏波遅延器は、
前記波長掃引光源からの出力光を互いに直交する2つの直線偏光光に分離する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタからの2つの直線偏光光の偏波面が互いに垂直になるように合成する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタ及び前記第2の偏光ビームスプリッタの間の2つの光路に光路差を与え、前記第2の偏光ビームスプリッタに入射する2つの直線偏光光に前記波長差を生じさせる遅延器と、を備えることを特徴とする請求項3に記載のヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。
The polarization delay is
A first polarization beam splitter that separates output light from the wavelength swept light source into two linearly polarized light beams orthogonal to each other;
A second polarization beam splitter that combines the polarization planes of the two linearly polarized light beams from the first polarization beam splitter so that they are perpendicular to each other;
A delay that gives an optical path difference to two optical paths between the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter, and causes the wavelength difference in two linearly polarized lights incident on the second polarizing beam splitter. The heterodyne optical spectrum analyzer according to claim 3, further comprising:
前記遅延器は、前記第1の偏波保持光ファイバカプラからの直線偏光光の偏波面を維持する偏波保持光ファイバであることを特徴とする請求項4に記載のヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。   The heterodyne optical spectrum analyzer according to claim 4, wherein the delay unit is a polarization maintaining optical fiber that maintains a polarization plane of linearly polarized light from the first polarization maintaining optical fiber coupler. 前記ローカル光光源は、
波長を連続可変して直線偏光光を出力する第1の波長掃引光源と、
前記第1の波長掃引光源と一定波長異なる直線偏光光を出力する第2の波長掃引光源と、
前記第1の波長掃引光源からの直線偏光光と前記第2の波長掃引光源からの直線偏光光との偏波面が互いに垂直になるように合成する偏波保持光ファイバカプラと、
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のヘテロダイン光スペクトラムアナライザ。
The local light source is
A first wavelength swept light source that continuously varies the wavelength and outputs linearly polarized light;
A second wavelength swept light source that outputs linearly polarized light different from the first wavelength swept light source by a certain wavelength;
A polarization maintaining optical fiber coupler that combines linearly polarized light from the first wavelength swept light source and linearly polarized light from the second wavelength swept light source so that the planes of polarization are perpendicular to each other;
The heterodyne optical spectrum analyzer according to claim 1 or 2, further comprising:
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