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JPH0769220B2 - Optical sampling waveform measuring device - Google Patents
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JPH0769220B2 - Optical sampling waveform measuring device - Google Patents

Optical sampling waveform measuring device

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JPH0769220B2
JPH0769220B2 JP17573889A JP17573889A JPH0769220B2 JP H0769220 B2 JPH0769220 B2 JP H0769220B2 JP 17573889 A JP17573889 A JP 17573889A JP 17573889 A JP17573889 A JP 17573889A JP H0769220 B2 JPH0769220 B2 JP H0769220B2
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optical
light
sampling
measured
pulse
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秀彦 高良
悟基 川西
正俊 猿渡
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光通信等に用いられる光パルス波形を2次の
非線形光学材料による和周波光発生を利用して高い時間
分解能で測定する光サンプリング波形測定装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is an optical device for measuring an optical pulse waveform used in optical communication or the like with high time resolution by using sum frequency light generation by a second-order nonlinear optical material. The present invention relates to a sampling waveform measuring device.

[従来の技術] 従来、2次の非線形光学効果である和周波光発生(SF
G)を利用した光サンプリング波形測定では、観測すべ
き光パルスとそれより幅の狭いサンプリング光パルスと
を非線形光学結晶に導き、両者の相互相関信号を和周波
光(SF光)として取り出す方法を使用している。ここ
で、SFGとは角周波数ωとωの2光波を非線形光学
材料に入射すると、和の角周波数ω+ωの光が発生
する現象である。
[Prior Art] Conventionally, sum frequency light generation (SF
In the optical sampling waveform measurement using G), a method of guiding the optical pulse to be observed and the sampling optical pulse with a narrower width to the nonlinear optical crystal and extracting the cross-correlation signal between them as sum frequency light (SF light) I'm using it. Here, SFG is a phenomenon in which when two light waves having angular frequencies ω 1 and ω 2 are incident on a nonlinear optical material, light having a sum angular frequency ω 1 + ω 2 is generated.

第5図は、このSFGを利用した光サンプリングによる光
波形測定法の原理を示したものであり、被測定光パルス
(A)とサンプリング光パルス(B)との相対的な時間
関係と、これによって得られる低速の相互相関波形
(C)を示している。サンプリング光パルス(B)の繰
り返し周波数を、被測定光パルス(A)の繰り返し周波
数fC[Hz]よりも若干、すなわちΔf(Hz)だけ低く
(または高く)することによって、第5図(C)に示す
ようなΔf(Hz)の相互相関信号波形を得る。従って、
被測定光パルス(A)の波形の時間軸を拡大して測定す
ることができるので、光検出器の帯域制限無しに極めて
高速の光パルス波形の測定が可能となる。
FIG. 5 shows the principle of the optical waveform measuring method by optical sampling using this SFG. The relative time relationship between the measured optical pulse (A) and the sampling optical pulse (B) and 3 shows a low-speed cross-correlation waveform (C) obtained by By making the repetition frequency of the sampling light pulse (B) slightly lower (or higher) than the repetition frequency f C [Hz] of the measured light pulse (A), that is, Δf (Hz), FIG. ), The cross-correlation signal waveform of Δf (Hz) is obtained. Therefore,
Since the time axis of the waveform of the optical pulse to be measured (A) can be enlarged and measured, extremely high-speed optical pulse waveform measurement can be performed without band limitation of the photodetector.

前述した第5図の例では被測定光パルスとサンプリング
光パルスの周波数がほぼ等しい場合を示したが、サンプ
リング周波数そのものは整数(n)分の1(fO/nHz)近
傍であってもよい。
In the example of FIG. 5 described above, the case where the frequency of the measured light pulse and the frequency of the sampling light pulse are almost equal is shown, but the sampling frequency itself may be in the vicinity of 1 / n (f O / nHz) of an integer (n). .

第6図に、従来の光サンプリング波形測定装置の具体的
な構成例を示す。ここで、サンプリング光源1におい
て、繰り返し周波数fS=fO−Δf(ただし、fOは被測定
光の繰り返し周波数)で、被測定光信号よりパルス幅の
狭いサンプリング光パルス列(第5図(B))を発生
し、偏光方向制御器2でそのサンプリング光パルスの偏
光方向を直線偏光に制御したのち、合波器4に導く。ま
た、繰り返し周波数fOの被測定光パルス列(第5図
(A))も偏光方向制御器3で偏光方向をサンプリング
光と同一方向の直線偏光に制御したのち合波器4に導
く。
FIG. 6 shows a specific configuration example of a conventional optical sampling waveform measuring apparatus. Here, in the sampling light source 1, a sampling light pulse train having a repetition frequency f S = f O −Δf (where f O is the repetition frequency of the measured light) and a pulse width narrower than that of the measured light signal (see FIG. 5 (B )) Is generated, the polarization direction controller 2 controls the polarization direction of the sampling light pulse to be linearly polarized light, and then is guided to the multiplexer 4. Further, the measured optical pulse train of repetition frequency f O (FIG. 5 (A)) also directs the polarization direction by the polarization direction controller 3 to the multiplexer 4 After controlling the sampling light and the same direction of linearly polarized light.

合波器4で合波された同一偏光の2つの光パルス列を、
タイプI位相整合を有する2次の非線形光学材料5に入
射し、そこで2つの光の和周波光パルス、すなわち相互
相関信号(第5図(C))が発生する。タイプI位相整
合を有する材料では、第6図に示すように、2つの光パ
ルスの偏光方向が一致したときに、両者の重なり部分で
SF光が発生する。この相互相関信号を受光器7で検出し
て電気信号に変換した後、電気信号処理系8で平均化処
理して表示画面9に表示する。
Two optical pulse trains of the same polarization combined by the multiplexer 4
It is incident on a second-order nonlinear optical material 5 having type I phase matching, and a sum-frequency light pulse of two lights, that is, a cross-correlation signal (FIG. 5 (C)) is generated there. In the material having type I phase matching, as shown in FIG.
SF light is generated. The cross-correlation signal is detected by the photodetector 7 and converted into an electric signal, which is then averaged by the electric signal processing system 8 and displayed on the display screen 9.

第6図において、円内の矢印は光の偏光方向を表わす。
ここで、タイプI非線形光学結晶5に使用される非線形
光学材料について言及すると、従来は構成や調整の容易
さなどにより、タイプI位相整合を有するLiNbO3,LiID3
等が用いられていた。しかしながら、タイプI位相整合
を有する材料では、被測定光とサンプリング光とのSFG
の他に、サンプリング光自身や被測定光自身もほぼ位相
整合するので、各々の第2次高調波(SH)光も発生して
背景光となる。
In FIG. 6, the arrow in the circle represents the polarization direction of light.
Here, referring to the non-linear optical material used for the type I non-linear optical crystal 5, conventionally, LiNbO 3 and LiID 3 having the type I phase matching are used because of their ease of configuration and adjustment.
Etc. were used. However, in the case of materials having type I phase matching, the SFG of the measured light and the sampling light is
In addition, the sampling light itself and the measured light themselves are substantially phase-matched, so that each second harmonic (SH) light is also generated and becomes background light.

ここで、タイプI位相整合を有する材料を用いた従来の
光サンプリング装置の信号対雑音比(SN比)について考
察する。個々のサンプリング値の電気段での信号電力
は、発生したSF光(信号光)による光電流の自乗
(iSF 2)である。他方、雑音電力は背景光電流ibも含め
た全光電流によるショット雑音Nsh(∝iSF+ib)と受光
回路系の熱雑音Nthとの和となる。ここで、受光素子の
増倍率が大きなフォトマルチプライア、APD等を使用す
ればNsh≫Nthとできるので、光サンプリングのSN比は次
式で近似できる。
Now consider the signal-to-noise ratio (SN ratio) of a conventional optical sampling device using a material having type I phase matching. The signal power at the electric stage of each sampling value is the square of the photocurrent (i SF 2 ) due to the generated SF light (signal light). On the other hand, the noise power is the sum of the shot noise N sh (∝i SF + i b ) due to the total photocurrent including the background photocurrent i b and the thermal noise N th of the light receiving circuit system. Here, since N sh >> N th can be obtained by using a photomultiplier having a large multiplication factor of the light receiving element, APD, or the like, the SN ratio of optical sampling can be approximated by the following equation.

ここで、ηはSFG変換効率、PsigおよびPsamはそれぞれ
被測定光およびサンプリング光のパワー、Aは比例定数
である。この式は通常の使用条件Psig≪Psamでは S/N=ηPsig 2/A (2) となり、SN比はPsamに依存しなくなり、Psigとηの値で
定まることを意味する。
Here, η is the SFG conversion efficiency, P sig and P sam are the powers of the measured light and the sampling light, respectively, and A is a proportional constant. This expression under normal conditions of use P sig << P sam the S / N = ηP sig 2 / A (2) next, SN ratio is no longer dependent on the P sam, means that determined by the value of P sig and eta.

[発明が解決しようとする課題] 第7図に示す特性(a)は、タイプIの材料の場合のサ
ンプリング光パワーとSN比との関係を図示したものであ
る。通常のタイプIの材料を用いた光サンプリングで
は、Psig=1mW,η=10-4程度とすると、10-4程度のSN比
しか得られない。従って、従来は、サンプリング測定値
を多数回平均化してSN比を向上させていた。これがた
め、従来は周期的に同一波形を繰り返し光信号しか測定
できなかった。因みに、第8図の波形(A)のように強
度変調された光信号の場合は、この被測定光パルス
(A)と第8図に示すサンプリング光パルス(B)との
相互相関信号として、第8図(C)に示すような和周波
光パルス(C)が取り出される。この場合には、“1"お
よび“0"に変調された光が平均化されるため、伝送波形
を評価するのに重要なマーク・スペースの波形を表わす
アイパターン測定ができないという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] The characteristic (a) shown in FIG. 7 illustrates the relationship between the sampling light power and the SN ratio in the case of the type I material. In optical sampling using a normal type I material, if P sig = 1 mW and η = 10 -4 , only an S / N ratio of 10 -4 can be obtained. Therefore, conventionally, the sampling measurement values are averaged many times to improve the SN ratio. For this reason, in the past, only the optical signal could be measured periodically with the same waveform. By the way, in the case of an intensity-modulated optical signal like the waveform (A) in FIG. 8, as a cross-correlation signal between the measured optical pulse (A) and the sampling optical pulse (B) shown in FIG. A sum frequency light pulse (C) as shown in FIG. 8 (C) is taken out. In this case, since the light modulated to "1" and "0" is averaged, there is a drawback that the eye pattern measurement that represents the waveform of the mark space important for evaluating the transmission waveform cannot be measured. .

上述の問題点を解決するため、本発明の目的は、SFGを
用いる光サンプリング光波形測定装置において、背景光
を除去し、非線形光学材料への入射光のパワーを増倍す
ることによって個々のサンプリング値のSN比を向上さ
せ、アイパターンを測定することができるように構成し
た光サンプリング波形装置を提供することにある。
In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to perform individual sampling by removing background light and multiplying the power of incident light to a nonlinear optical material in an optical sampling optical waveform measuring apparatus using SFG. An object is to provide an optical sampling waveform device configured to improve the SN ratio of values and measure an eye pattern.

[課題を解決するための手段] このような目的を達成するために、本発明は、被測定光
信号よりパルス幅の狭いサンプリング光パルスの列を発
生するサンプリング光発生器と、被測定光信号とサンプ
リング光パルスとを合波する合波器と、合波器からの合
波出力を受けて、被測定光信号とサンプリング光パルス
との和周波光を発生する非線形光学材料と、非線形光学
材料において発生した和周波光を検出して電気信号に変
換する光検出器とを備えた光サンプリング波形測定器に
おいて、非線形光学材料は非測定光信号およびサンプリ
ング光パルスの偏光方向が互いに直交しているときに位
相整合して和周波光を発生する非線形光学材料であり、
被測定光信号のパワーおよびサンプリング光パルスのパ
ワーの少なくとも一方のパワーを光増幅する光増幅器を
非線形光学材料への光入射側に配設したことを特徴とす
る。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve such an object, the present invention provides a sampling light generator for generating a train of sampling light pulses having a pulse width narrower than that of the light signal under measurement, and a light signal under measurement. And a sampling optical pulse, and a nonlinear optical material that receives the multiplexed output from the multiplexer and generates a sum frequency light of the optical signal under measurement and the sampling optical pulse, and a nonlinear optical material In the optical sampling waveform measuring instrument including a photodetector that detects the sum-frequency light generated in the above and converts it into an electrical signal, the polarization directions of the non-measurement optical signal and the sampling optical pulse are orthogonal to each other in the non-linear optical material. It is a non-linear optical material that sometimes phase-matches to generate sum frequency light.
An optical amplifier for optically amplifying at least one of the power of the measured optical signal and the power of the sampling optical pulse is disposed on the light incident side to the nonlinear optical material.

[作 用] 本発明は、2つの光の偏光方向が互いに直交していると
きにSFGの位相整合を起こす非線形光学材料を用いて背
景光を除去し、光増幅器を用いて被測定光パワーまたは
サンプリング光パワーまたはその両方の光パワーを増倍
することにより、高いSN比で光波形をサンプリング測定
できることを特徴とする。従来の技術とは、タイプII位
相整合を行う非線形光学材料および光増幅器を使用する
ことが異なる。
[Operation] The present invention removes background light using a nonlinear optical material that causes phase matching of SFG when the polarization directions of two lights are orthogonal to each other, and uses an optical amplifier to measure the measured optical power or The optical waveform can be sampled and measured with a high S / N ratio by multiplying the sampling optical power or both optical powers. It differs from the prior art in the use of nonlinear optical materials and optical amplifiers that provide Type II phase matching.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(実施例1および2) 第1図および第2図は本発明の実施例1および2をそれ
ぞれ示す図であり、図示の構成を従来の技術を示した第
6図の破線で囲んだ部分に配置する。本実施例における
その他の部分は従来と同じである。第1図はサンプリン
グ光を増幅する実施例1、第2図は被測定光を増幅する
実施例2である。
(Embodiments 1 and 2) FIGS. 1 and 2 are views showing Embodiments 1 and 2 of the present invention, respectively. The illustrated construction is shown in a portion surrounded by a broken line in FIG. 6 showing a conventional technique. Deploy. Other parts in this embodiment are the same as the conventional ones. FIG. 1 shows Example 1 for amplifying sampling light, and FIG. 2 shows Example 2 for amplifying light to be measured.

第1図および第2図において、2および3はサンプリン
グ光および被測定光の偏光方向をそれぞれ制御する偏光
方向制御器、4は被測定光とサンプリング光との合波す
る合波器、10は2つの光の偏光方向が互いに直交してい
るときに位相整合してSFGを起こすタイプII非線形光学
材料、11は希土類ドープファイバ形光増幅器である。
1 and 2, 2 and 3 are polarization direction controllers for controlling the polarization directions of the sampling light and the measured light, respectively, 4 is a multiplexer for combining the measured light and the sampling light, and 10 is a multiplexer. 11 is a rare earth-doped fiber type optical amplifier, which is a type II nonlinear optical material that causes SFG by phase matching when the polarization directions of two lights are orthogonal to each other.

第1図の実施例1では、サンプリング光を光増幅器11で
増幅してから偏光方向制御器2を介して合波器4に導
く。被測定光を偏光方向制御器3を介して合波器4に導
く。合波器4からの合波出力光を非線形光学材料10に導
く。
In the first embodiment of FIG. 1, the sampling light is amplified by the optical amplifier 11 and then guided to the multiplexer 4 via the polarization direction controller 2. The measured light is guided to the multiplexer 4 via the polarization direction controller 3. The combined output light from the combiner 4 is guided to the nonlinear optical material 10.

第2図の実施例2では、サンプリング光を偏光方向制御
器2を介して分波器4に導く。被測定光を光増幅器11で
増幅してから偏光方向制御器3を介して合波器4に導
く。合波器4からの合波出力光をタイプII非線形光学材
料10に導く。
In Example 2 of FIG. 2, the sampling light is guided to the demultiplexer 4 via the polarization direction controller 2. The measured light is amplified by the optical amplifier 11 and then guided to the multiplexer 4 via the polarization direction controller 3. The combined output light from the multiplexer 4 is guided to the type II nonlinear optical material 10.

具体的には、タイプII位相整合SFGを起こす非線形光学
材料10としてはKTP、LiIO3,LiNbO3,KNbO3等のバルク結
晶を用いてもよいし、あるいはまた、バルク結晶ではな
く導波路構造の形態の非線形光学素子を用いてもよい。
Specifically, as the nonlinear optical material 10 causing the type II phase-matched SFG, KTP, LiIO 3 , LiNbO 3 , KNbO 3 or the like may be used as a bulk crystal, or, instead of the bulk crystal, a waveguide structure is used. Any form of non-linear optical element may be used.

また、光増幅器11として本実施例では希土類ドープファ
イバ形光増幅器を用いているが、これに代えて、半導体
レーザ増幅器やファイバラマン増幅器を用いてもよい。
ただし、その場合は光増幅器11に偏光方向依存性がある
ため、偏光方向制御器2または3は光増幅器11の前また
は前後に配置することが必要となる。
Further, although the rare earth-doped fiber type optical amplifier is used as the optical amplifier 11 in this embodiment, a semiconductor laser amplifier or a fiber Raman amplifier may be used instead.
However, in that case, since the optical amplifier 11 has polarization direction dependency, it is necessary to dispose the polarization direction controller 2 or 3 before or after the optical amplifier 11.

これら実施例の場合、偏光制御器2および3でサンプリ
ング光および被測定光の偏光方向を互いに直交するよう
に調節するため、サンプリング光と被測定光の相関信号
であるSF光は位相整合して発生するが、背景光(被測定
光自身のSH光およびサンプリング光自身のSH光)は同一
偏光方向のタイプI位相整合に属するため発生しない。
従って、(1)式においてib=0であるから、この場合
のSN比を表わす(1)式は次式のように表わされる。
In these examples, the polarization controllers 2 and 3 adjust the polarization directions of the sampling light and the measured light so that they are orthogonal to each other, so that the SF light, which is a correlation signal between the sampling light and the measured light, is phase-matched. However, the background light (SH light of the measured light itself and SH light of the sampling light itself) does not occur because it belongs to the type I phase matching in the same polarization direction.
Therefore, since i b = 0 in the equation (1), the equation (1) representing the SN ratio in this case is expressed as the following equation.

これを用いてサンプリング光パワーとSN比との関係を計
算した結果を第7図に特性(b)として示す。ただし、
ここで、被測定光のピークパワーを1mWと仮定した。
The result of calculating the relationship between the sampling light power and the SN ratio using this is shown as the characteristic (b) in FIG. However,
Here, the peak power of the measured light is assumed to be 1 mW.

第7図から明らかなように、タイプIIの場合は従来のタ
イプIに比べSN比を高くとることができるとともに、サ
ンプリング光パワーを増大することによってさらにSN比
を向上させることができる。
As is clear from FIG. 7, in the case of type II, the SN ratio can be made higher than that of the conventional type I, and the SN ratio can be further improved by increasing the sampling light power.

第1図の実施例1において、サンプリング光としてピー
クパワー100mWの半導体レーザパルスを用い、このサン
プリング光を希土類光ドープファイバ形光増幅器11によ
り30dB増幅(ピークパワー100W)したとすると、第7図
の特性(b)よりSN比は約10まで改善でき、個々のサン
プリング値を決定することができる。また、第2図のよ
うに被測定光の方を光増幅器11により増幅しても、
(3)式より同様の効果を期待できる。
In Example 1 of FIG. 1, assuming that a semiconductor laser pulse having a peak power of 100 mW is used as the sampling light and this sampling light is amplified by 30 dB (peak power 100 W) by the rare earth light-doped fiber type optical amplifier 11, FIG. From the characteristic (b), the S / N ratio can be improved to about 10 and individual sampling values can be determined. Moreover, even if the measured light is amplified by the optical amplifier 11 as shown in FIG.
The same effect can be expected from equation (3).

(実施例3および4) 第3図および第4図は、本発明の実施例3および4をそ
れぞれ示す図であり、いずれの場合にもサンプリング光
および被測定光の双方を光増幅する。
(Embodiments 3 and 4) FIGS. 3 and 4 are views showing Embodiments 3 and 4 of the present invention, respectively, in which case both the sampling light and the measured light are optically amplified.

第3図の実施例では、被測定光およびサンプリング光を
光増幅器12および13によってそれぞれ別個に増幅し、各
増幅出力光を偏光方向制御器2および3をそれぞれ介し
て合波器4に導く。合波器4からの合波出力光をタイプ
II非線形光学材料10に導く。
In the embodiment shown in FIG. 3, the measured light and the sampling light are separately amplified by the optical amplifiers 12 and 13, and the amplified output lights are guided to the multiplexer 4 via the polarization direction controllers 2 and 3, respectively. Type the combined output light from the combiner 4
II Lead to nonlinear optical material 10.

第4図の実施例では被測定光およびサンプリング光を1
つの光増幅器で増幅する。すなわち、サンプリング光を
偏光方向制御器2を介して分波器4に導く。被測定光を
偏光方向制御器3を介して合波器4に導く。合波器4か
らの合波出力光を光増幅器14により増幅してから非線形
光学結晶10に導く。
In the embodiment of FIG. 4, the measured light and the sampling light are set to 1
Amplify with two optical amplifiers. That is, the sampling light is guided to the demultiplexer 4 via the polarization direction controller 2. The measured light is guided to the multiplexer 4 via the polarization direction controller 3. The combined output light from the combiner 4 is amplified by the optical amplifier 14 and then guided to the nonlinear optical crystal 10.

これら実施例において、光増幅器12,13および14は第1
図または第2図に示した希土類ドープファイバ形光増幅
器11と同じ構成の光増幅器である。
In these embodiments, the optical amplifiers 12, 13 and 14 are the first
The optical amplifier has the same structure as the rare earth-doped fiber type optical amplifier 11 shown in FIG.

これら実施例の場合、サンプリング光パワーおよび被測
定光パワーに対する光増幅器12および13または14の増幅
率の積がSN比向上に寄与する。サンプリング光パワー10
0mW、被測定光パワー1mW、各光パワーの増幅率とも30dB
とすると、SN比は104もの高い値となる。また、このと
きSN比が10程度でよいとすると、検出可能な被測定光パ
ワーは1μW程度となる。すなわち、サンプリング光と
して半導体レーザを用いて、μW程度の微小パワーの被
測定光を、個々のサンプリング値を決定するのに十分な
SN比で測定することが可能となる。
In these embodiments, the product of the amplification factor of the optical amplifier 12 and 13 or 14 with respect to the sampling light power and the measured light power contributes to the improvement of the SN ratio. Sampling light power 10
0mW, measured optical power 1mW, amplification rate of each optical power is 30dB
Then, the SN ratio becomes as high as 10 4 . At this time, assuming that the SN ratio is about 10, the measurable optical power of the measured light is about 1 μW. That is, a semiconductor laser is used as the sampling light, and the measured light with a micro power of about μW is sufficient to determine each sampling value.
It becomes possible to measure with the SN ratio.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明は、2つの光の偏光方向が
互いに直交しているときに位相整合してSFGを起こすタ
イプIIの非線形光学材料および光増幅器を用いること
で、背景光の発生無しにSF光のパワーを増大させること
ができるので、SN比の大幅な向上が期待できる。従っ
て、本発明によれば、光サンプリング波形測定の高感度
化を達成できるので、平均化処理の回数を低減させるこ
ともでき、さらにはアイパターン測定が可能となる。さ
らにまた、本発明では半導体レーザをサンプリング光源
として使用できるため、サンプリング周波数の同期をと
りやすく、しかも装置の小型化および低価格化が容易で
あるなど効果が大きい。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention uses the type II nonlinear optical material and the optical amplifier that cause SFG by phase matching when the polarization directions of two lights are orthogonal to each other. Since the power of SF light can be increased without the generation of background light, a significant improvement in the SN ratio can be expected. Therefore, according to the present invention, since it is possible to achieve high sensitivity of optical sampling waveform measurement, it is possible to reduce the number of times of averaging processing, and further it is possible to perform eye pattern measurement. Furthermore, in the present invention, since the semiconductor laser can be used as the sampling light source, the sampling frequencies can be easily synchronized, and further, the device can be downsized and the cost can be easily reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明光サンプリング波形測定装置の実施例1
の構成を示すブロック図、 第2図は本発明光サンプリング波形測定装置の実施例2
の構成を示すブロック図、 第3図は本発明光サンプリング波形測定装置の実施例3
の構成を示すブロック図、 第4図は本発明光サンプリング波形測定装置の実施例4
の構成を示すブロック図、 第5図は従来の光サンプリングによる光波形測定法の原
理の説明図、 第6図は従来の光サンプリング波形測定装置の一例の構
成を示すブロック図、 第7図はサンプリング光パワーとSN比との関係を計算し
て示す特性図、 第8図は強度変調された光パルス列を光サンプリングし
た場合の測定波形例を示す信号波形図である。 1……サンプリング光源、 2,3……偏光方向制御器、 4……合波器、 5……タイプI位相整合の和周波光発生を行う非線形光
学材料、 6……光学フィルタ、 7……受光器、 8……電気信号処理系、 9……表示画面、 10……タイプII位相整合の和周波光発生を行う非線形光
学材料、 11,12,13,14……希土類ドープファイバ形光増幅器。
FIG. 1 shows the first embodiment of the optical sampling waveform measuring apparatus of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of the optical sampling waveform measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of the optical sampling waveform measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of FIG. 4, and FIG. 4 is a fourth embodiment of the optical sampling waveform measuring apparatus of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of a conventional optical sampling waveform measuring method by optical sampling, FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an example of a conventional optical sampling waveform measuring apparatus, and FIG. FIG. 8 is a signal waveform diagram showing an example of measured waveforms when the intensity modulated optical pulse train is optically sampled by calculating the relationship between the sampling light power and the SN ratio. 1 ... Sampling light source, 2, 3 ... Polarization direction controller, 4 ... Multiplexer, 5 ... Non-linear optical material for generating sum frequency light of type I phase matching, 6 ... Optical filter, 7 ... Optical receiver, 8 ... Electrical signal processing system, 9 ... Display screen, 10 ... Nonlinear optical material for generating sum frequency light of type II phase matching, 11,12,13,14 ... Rare earth doped fiber optical amplifier .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定光信号よりパルス幅の狭いサンプリ
ング光パルスの列を発生するサンプリング光発生器と、
前記被測定光信号と前記サンプリング光パルスとを合波
する合波器と、前記合波器からの合波出力を受けて、前
記被測定光信号と前記サンプリング光パルスとの和周波
光を発生する非線形光学材料と、前記非線形光学材料に
おいて発生した和周波光を検出して電気信号に変換する
光検出器とを備えた光サンプリング波形測定器におい
て、前記非線形光学材料は前記非測定光信号および前記
サンプリング光パルスの偏向方向が互いに直交している
ときに位相整合して和周波光を発生する非線形光学材料
であり、前記被測定光信号のパワーおよび前記サンプリ
ング光パルスのパワーの少なくとも一方のパワーを光増
幅する光増幅器を前記非線形光学材料への光入射側に配
設したことを特徴とする光サンプリング波形測定装置。
1. A sampling light generator for generating a train of sampling light pulses having a pulse width narrower than that of an optical signal to be measured,
A combiner for combining the measured optical signal and the sampling optical pulse, and a combined output from the combiner to generate sum frequency light of the measured optical signal and the sampling optical pulse. In the optical sampling waveform measuring instrument comprising: a non-linear optical material, and a photodetector that detects the sum frequency light generated in the non-linear optical material and converts it into an electric signal, the non-linear optical material is the non-measurement optical signal and A nonlinear optical material that generates a sum frequency light by phase matching when the deflection directions of the sampling light pulse are orthogonal to each other, and the power of at least one of the power of the measured optical signal and the power of the sampling light pulse. An optical sampling waveform measuring device, wherein an optical amplifier for optically amplifying the above is disposed on the light incident side to the nonlinear optical material.
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