(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広い発光スペクトルを有する光増幅器と前記光増幅器の後段に位置する光変調器とが集積された光変調素子の評価法であって、
入力信号光が無い状態で前記光増幅器に電流を印加するステップと、
電流が印加されたことにより前記光増幅器から発せられた広い発光スペクトルを有する光が透過する前記光変調器に電圧を印加するステップと、
前記光変調器から出射された前記光から特定波長を通過させる狭帯域な光バンドパスフィルタを通した後に光―電気変換素子により受光するステップと、
前記光変調器に印加した電圧と前記光―電気変換素子から出力された電気信号とを関連付けるステップと
を有することを特徴とする光変調素子の評価法。
【請求項２】
前記光バンドパスフィルタの中心波長が可変できることを特徴とする請求項１に記載の光変調素子の評価法。
【請求項３】
前記光バンドパスフィルタが交換可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調素子の評価法。
【請求項４】
前記光変調素子から出射された前記光を平行ビームにするステップをさらに備え、平行ビームとなった前記光が光バンドパスフィルタを透過することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調素子の評価法。
【請求項５】
光変調器を透過した前記信号光を分岐し、複数の光バンドパスフィルタならびに複数の光―電気変換素子を用いて複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調素子の評価法。
【請求項６】
前記光バンドパスフィルタが、多ポート出力を有する分波器であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調素子の評価法。
【請求項７】
前記多ポート出力のうち少なくとも２つのポートに接続された光―電気変換素子により受光することにより、複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする請求項６に記載の光変調素子の評価法。
【請求項８】
広い発光スペクトルを有する光増幅器と前記光増幅器の後段に位置する光変調器とが集積された光変調素子の評価装置であって、
入力信号光が無い状態で前記光増幅器に電流を印加する第１の電源と、
電流が印加されたことにより前記光増幅器から発せられた広い発光スペクトルを有する光が透過する前記光変調器に電圧を印加する第２の電源と、
前記光変調器から出射された前記光から特定波長を通過させる狭帯域な光バンドパスフィルタと、
前記光バンドパスフィルタを透過した光を受光して電気信号を出力する光―電気変換素子と、
前記光変調器に印加した電圧と前記光―電気変換素子から出力された電気信号とを関連付ける制御装置と
を備えたことを特徴とする光変調素子の評価装置。
【請求項９】
前記光バンドパスフィルタの中心波長が可変できることを特徴とする請求項８に記載の光変調素子の評価装置。
【請求項１０】
前記光バンドパスフィルタが交換可能であることを特徴とする請求項８又は９に記載の光変調素子の評価装置。
【請求項１１】
前記光変調素子から出射された前記光を平行ビームとなるように、前記変調素子と前記光バンドパスフィルタとの間にレンズを備えたことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の光変調素子の評価装置。
【請求項１２】
光変調器を透過した前記信号光を分岐し、複数の光バンドパスフィルタならびに複数の光―電気変換素子を用いて複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の光変調素子の評価装置。
【請求項１３】
前記光バンドパスフィルタが、多ポート出力を有する分波器であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の光変調素子の評価装置。
【請求項１４】
前記多ポート出力のうち少なくとも２つのポートに接続された光―電気変換素子により受光することにより、複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする請求項１３に記載の光変調素子の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光変調素子の特性評価方法およびその装置に関し、特に、光通信、光交換、光情報処理等の光伝送システムなどに用いられる半導体光増変調素子の特性を高速に評価するために必要な光変調器評価法ならびに評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に、従来の光変調素子を評価するための構成を示す。図中８０１は光源、８０２は入力側光ファイバ、８０３ａ〜ｄはレンズ、８０４は評価対象である光変調素子、８０５は出力側光ファイバ、８０６は光受光器をそれぞれ示している。また、８０７，８０８は空間を伝搬する光のビームを示している。また、８０９〜８１２は光変調素子８０４の構成要素の一例を示しており、光変調素子８０４がマッハツェンダ変調器の場合を示している。８０９は光増幅器、８１０ａ、８１０ｂは光合分岐回路、８１１ａ、８１１ｂは光合分岐回路８１０ａおよび８１０ｂの間に設置された位相変調器を、８１２は入力導波路をそれぞれ示している。
【０００３】
ここで従来の光変調素子評価法について説明する。信号光は光源８０１から光ファイバ８０２によりコリメート用レンズ８０３ａに導かれ、コリメート用レンズ８０３ａにより平行ビームに変換された後、集光用レンズ８０３ｂにより集光されて光変調素子８０４の入力導波路８１２に入射する。光変調素子８０４では入射信号光は光増幅器８０９で増幅された後、光合分岐回路８１０ａにより分岐され位相変調器８１１ａおよび８１１ｂに導かれ、位相変調器８１１ａおよび８１１ｂのうち一方もしくは両方を駆動することによりそれぞれの位相変調器８１１ａ、８１１ｂを伝搬する信号光の相対的な位相関係が変調され、光合分岐器８１０ｂで合流された際に出力される信号光の強度が変調される。
【０００４】
変調された信号光は光変調素子８０４から出射し、コリメート用レンズ８０３ｃで平行ビームに変換された後、集光用レンズ８０３ｄにより集光されて出力側光ファイバ８０５に入射し、光受光器８０６に入射し、電気信号に変換される。光変調素子８０４に加える制御信号、例えば電圧を変化させた際の、光受光器８０６から出力される電気信号の変化を観測することにより、光変調素子８０４の変調特性（消光特性）が測定される。
【０００５】
図９に、従来の光変調素子評価法の手順を示す。先ず、光源８０１の波長を設定する（Ｓ９０１）。次に、入射側ファイバ８０２から出射される光をコリメート用レンズ８０３ａ、集光用レンズ８０３ｂを調芯し、光変調素子８０４の入力導波路８１２に結合させる（Ｓ９０２）。その後、結合効率を評価して所定の結合効率が得られるまで調芯を繰り返す（Ｓ９０３）。同様に、コリメート用レンズ８０３ｃ、集光用レンズ８０３ｄも所定の結合効率が得られるまで出射側ファイバに対して調芯する（Ｓ９０４、Ｓ９０５）。
【０００６】
その後、位相変調器８１１ａおよび８１１ｂのうち一方もしくは両方へ電圧を印加し（Ｓ９０６）、光変調素子８０４から出力される光出力強度を光受光器８０６で測定する（Ｓ９０７）。Ｓ９０６、Ｓ９０７は、印加電圧を、例えば０Ｖから１０Ｖまで０．１Ｖステップで変化させながら所定の電圧範囲の光出力強度の測定が完了するまで繰り返す（Ｓ９０８）。別波長の測定を行う場合、評価したい波長の数だけ調芯を含むＳ９０１〜Ｓ９０８を繰り返す（Ｓ９０９）。
【０００７】
図１０に、マッハツェンダ変調器への印加電圧と、光変調素子の光出力強度又は透過率（出力／入力）との関係を示す。変調特性、または消光特性としては、マッハツェンダ変調器の場合は例えば半波長電圧や消光比等が、電界吸収型変調器（いわゆるＥＡ変調器）の場合には電圧−消光特性や消光比が測定可能である。変調器の波長特性を評価したい場合は光源８０１の波長を変化させて、所望の波長毎に上記測定を繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−０１５０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の光変調素子評価法においては、前述の通り信号光を外部の光源８０１から入射させる必要があった。光変調素子の導波路はシングルモード導波路であるため、シングルモードファイバから光変調素子８０４へ信号光を入射させることになるが、シングルモードファイバとシングルモード導波路もしくはシングルモード導波路同士の光結合は結合トレランスが厳しく、非常に精密な調整が要求されるため、入力側のレンズ８０３ａおよび８０３ｂの調芯が非常に難しく、時間がかかるといった課題があった。
【００１０】
調芯を簡単に行うため、コリメート用レンズ８０３ａおよび集光用レンズ８０３ｂを用いる代わりに、図１１に示したような先端１１０２がレンズのように球形に加工されているいわゆる先球テーパーファイバ１１０１を使用することも可能である。しかしながら、先球テーパーファイバ１１０１を用いた場合には先球テーパーファイバの先端と被測定物である光変調素子８０４の入射端との距離を１０μｍ程度まで近接させる必要がある。ファイバ１１０１と光変調素子８０４が接触して光変調素子８０４が破損する危険があるために、測定の自動化等は難しかった。
【００１１】
また、入射側の結合の調整が不十分な場合、結合効率が劣化し、光変調素子８０４に入射した信号光のうち、入力導波路８１２に結合できなかった光が迷光として光変調素子８０４の基板内および基板外の空間を伝搬することがある。その場合、迷光が光変調素子８０４からの出力光に混ざって光受光器８０６に入射すると、光変調素子８０４の消光特性を正確に評価できない。そのため、出力光を受光する際、例えば半導体レーザの電流−光出力特性の測定に用いられているような、結合が容易な大口径のフォトダイオードは、迷光が混入し易いため光受光器８０６として用いることができないという課題があった。さらに、図８に示したような、結合トレランスの厳しいシングルモードファイバ８０５を用いて光変調素子８０４からの出力信号光のみを受光するようにする必要があり、シングルモードファイバ８０５への出力信号光の結合のためのレンズ８０３ｃおよび８０３ｄの調芯にも時間がかかるという課題があった。
【００１２】
また、光変調素子８０４の波長特性を評価したい場合、光源８０１の波長を変化させて所望の波長毎に調芯を含む時間のかかるステップを繰り返す必要があり、測定に非常に時間がかかるといった課題があった。
【００１３】
また、入力側・出力側両方にレンズもしくはファイバが必要なため、従来から広く用いられているレーザダイオード用の評価装置を共用することが困難で、専用の評価装置を用意する必要があり、評価コストが増大するといった課題があった。
【００１４】
さらに、光変調素子８０４の消光特性を評価する場合、図１０に示すように動作電圧が波長により変化するために、光源８０１としては広いスペクトル幅を有する光を用いることができないという課題があった。また、波長特性を評価するためには、複数のシングルモード発信するレーザもしくは波長可変レーザを必要とするという課題があった。
【００１５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光変調素子内の光源を利用することで、光変調素子の特性評価を正確かつ高速、容易、低コストに行うことが可能な光変調素子の評価法ならびに評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、広い発光スペクトルを有する光増幅器と前記光増幅器の後段に位置する光変調器とが集積された光変調素子の評価法であって、入力信号光が無い状態で前記光増幅器に電流を印加するステップと、電流が印加されたことにより光増幅器から発せられた広い発光スペクトルを有する光が透過する前記光変調器に電圧を印加するステップと、前記光変調器から出射された前記光から特定波長を通過させる狭帯域な光バンドパスフィルタを通した後に光―電気変換素子により受光するステップと、前記位相変調器に印加した電圧と前記光―電気変換素子から出力された電気信号とを関連付けるステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光変調素子の評価法において、前記光バンドパスフィルタの中心波長が可変できることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光変調素子の評価法において、前記光バンドパスフィルタが交換可能であることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調素子の評価法において、前記光変調素子から出射された前記光を平行ビームにするステップをさらに備え、平行ビームとなった前記光が光バンドパスフィルタを透過することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調素子の評価法において、光変調器を透過した前記信号光を分岐し、複数の光バンドパスフィルタならびに複数の光−電気変換素子を用いて複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調素子の評価法において、前記光バンドパスフィルタが、多ポート出力を有する分波器であることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光変調素子の評価法において、前記多ポート出力のうち少なくとも２つのポートに接続された光―電気変換素子により受光ことにより、複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、広い発光スペクトルを有する光増幅器と前記光増幅器の後段に位置する光変調器とが集積された光変調素子の評価装置であって、入力信号光が無い状態で前記光増幅器に電流を印加する第１の電源と、電流が印加されたことにより光増幅器から発せられた広い発光スペクトルを有する光が透過する前記光変調器に電圧を印加する第２の電源と、前記光変調器から出射された前記光から特定波長を通過させる狭帯域な光バンドパスフィルタと、前記光バンドパスフィルタを透過した光を受光して電気信号を出力する光―電気変換素子と、前記光変調器に印加した電圧と前記光―電気変換素子から出力された電気信号とを関連付ける制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光変調素子の評価装置において、前記光バンドパスフィルタの中心波長が可変できることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の光変調素子の評価装置において、前記光バンドパスフィルタが交換可能であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項８乃至１０のいずれかに記載の光変調素子の評価装置において、前記光変調素子から出射された前記光を平行ビームとなるように、前記変調素子と前記光バンドパスフィルタとの間にレンズを備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項８乃至１０のいずれかに記載の光変調素子の評価装置において、光変調器を透過した前記信号光を分岐し、複数の光バンドパスフィルタならびに複数の光−電気変換素子を用いて複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、請求項８乃至１０のいずれかに記載の光変調素子の評価装置において、前記光バンドパスフィルタが、多ポート出力を有する分波器であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の光変調素子の評価装置において、前記多ポート出力のうち少なくとも２つのポートに接続された光―電気変換素子により受光ことにより、複数の波長における光変調器の特性を同時に評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、光変調素子内の光源を利用することで、光変調素子の特性評価を正確かつ高速、容易、低コストに行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光変調素子評価法の手順を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る光変調素子評価法の手順を示す図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る光変調素子評価装置の光分波器から光受光器までの構成を示す図である。
【図８】従来の光変調素子を評価するための構成を示す図である。
【図９】従来の光変調素子評価法の手順を示す図である。
【図１０】マッハツェンダ変調器への印加電圧と、光変調素子の光出力強度又は透過率（出力／入力）との関係を示す図である。
【図１１】先球テーパーファイバを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す。１０１は評価対象である光変調素子を、１０２〜１０４は光変調素子１０１の構成要素の一例を示しており、１０２は光増幅器、１０３ａ、１０３ｂは光合分岐回路、１０４ａ、１０４ｂは光合分岐回路１０３ａおよび１０３ｂの間に設置された位相変調器を、１０５は空間を伝搬する光のビームを、１０６は狭帯域な光バンドパスフィルタを、１０７は光受光器（光―電気変換素子）をそれぞれ示している。光バンドパスフィルタ１０６は、中心波長が固定で交換可能なものか、中心波長が可変なものとする。
【００３４】
また、１０８は制御装置を、１０９は位相変調器１０４ａ、１０４ｂそれぞれに任意の電圧を印加することができる電源を、１１０は光増幅器１０２に一定電流を注入することができる電源を示している。
【００３５】
ここで本発明の光変調素子評価法について説明する。光変調素子１０１には光増幅器１０２が集積されている。光増幅器１０２は入力信号光が無い状態で電流を印加する場合、自然放出光のみを出力するために、光増幅器１０２を広い発光スペクトルを有する光を出力する光源と考えることができる。光増幅器１０２から出力された波長帯域の広い信号光は、従来例において説明したように、光合分岐回路１０３ａにより分岐され、位相変調器１０４ａおよび１０４ｂに導かれる。制御装置１０８が電源１０９を制御して位相変調器１０４ａおよび１０４ｂのうち一方もしくは両方に電圧を印加して駆動することにより、それぞれの位相変調器１０４ａ、１０４ｂを伝搬する信号光の相対的な位相関係が変調され、光合分岐器１０３ｂで合流された際に出力される信号光の強度が変調される。
【００３６】
変調された信号光は、光変調素子１０１から出射し、光ビーム１０５となって空間を伝搬し、狭帯域な光バンドパスフィルタ１０６により特定波長の光のみが透過された後に光受光器１０７により受光される。制御装置１０８において、光受光器１０７から出力される電気信号を受信して、光変調素子１０１に加える制御信号、例えば電源１０９の電圧変化に対する、光受光器１０７から出力される電気信号の変化を観測することにより、光変調素子１０１の、光バンドパスフィルタ１０６の透過波長に対応した特定波長における変調特性（消光特性）が測定される。
【００３７】
図２に、本発明の第１の実施形態に係る光変調素子評価法の手順を示す。先ず、光バンドパスフィルタ１０６を所望の透過波長を有するように設定する（Ｓ２０１）。光増幅器１０２に一定の電流を印加し、かつ、位相変調器１０４ａおよび１０４ｂのうち一方もしくは両方へ電圧を印加し（Ｓ２０２）、光変調素子１０１から出力されて光バンドパスフィルタ１０６を透過した光の光出力強度を光受光器１０７で測定する（Ｓ２０３）。Ｓ２０２、Ｓ２０３は、例えば０Ｖから１０Ｖまで０．１Ｖステップで変化させながら所望の電圧範囲の光出力強度の測定が完了するまで繰り返す（Ｓ２０４）。別波長の測定を行う場合、評価したい波長の数だけＳ２０１〜Ｓ２０４を繰り返す（Ｓ２０５）。
【００３８】
ここで光受光器１０７は、光源が光変調素子１０１内部にあって迷光が存在しないことから空間ビームを受光すればよい。そのため、通常のレーザダイオードの評価で用いられているような大口径のフォトダイオードを使用することが可能となり、厳密な位置あわせは不要となる。
【００３９】
また、変調器の波長特性を評価したい場合は、狭帯域フィルタ１０６の透過波長が可変の場合は透過波長を変化させて、狭帯域フィルタ１０６の透過波長が固定の場合は、別の波長を透過する狭帯域フィルタと交換して、同様に測定を行うことにより所望の波長における消光特性が評価可能である。
【００４０】
本実施形態では、評価対象である光変調素子の入力側・出力側における高精度なファイバ結合が不要なため、測定時間が大幅に短縮できる。加えて、光変調素子の入力側からの外部信号光の注入を不要としたために、出力側の光結合のみで素子特性の評価が可能となる。さらに出力側においても大口径フォトダイオードが使用可能となるため、汎用のレーザダイオードの評価装置を光変調器評価装置に容易に転用することが可能となる。すなわち、大口径フォトダイオードの前面に狭帯域バンドパスフィルタを挿入するだけでよい。光変調素子１０１内の光増幅器１０２を光源としているので、外部光源を用意する必要もない。これらによりコスト増加を最低限に抑えつつ、光変調素子の特性評価を正確かつ高速、容易、に行うことが可能となった。
【００４１】
本発明において用いる狭帯域な光バンドパスフィルタの透過波長帯域には特に制限を設けるものではなく、自然放出光のスペクトルよりも狭ければその効果を得ることは可能である。半導体マッハツェンダ変調器の場合、半波長電圧Ｖπは動作波長に依存し、一般的にその依存性は１Ｖ／１０ｎｍ程度となる。すなわち、動作波長が１０ｎｍ変化すると半波長電圧が１Ｖ変化する。したがって、狭帯域光バンドパスフィルタの波長帯域としては１０ｎｍ程度以下であることが測定精度の点から望ましく、１ｎｍ程度まで狭帯域であれば０．１Ｖ以下の精度で評価が可能となる。
【００４２】
さらに、本方式では、例えば狭帯域光バンドパスフィルタ１０６を挿抜し、挿入時と非挿入時の比較等を行うことなく、測定された数値そのものの絶対値のみを考慮すれば半波長電圧や消光比の測定が精度良く行うことが可能である。そのため、図８に示した従来の方式に比べ、外部光源を用意する必要がないにもかかわらず、測定精度を落とすことなく高速な測定が可能である。本実施形態ではマッハツェンダ変調器について説明したが、電界吸収型のいわゆるＥＡ変調器の場合についても本発明の構成において素子特性の評価が簡便かつ低コストで行える。
【００４３】
本実施形態では、光変調素子１０４から出射された光を直接狭帯域なバンドパスフィルタ１０６に入射させる構成について説明したが、素子とフィルタの間にコリメート用のレンズをいれてもよい。
【００４４】
（第２の実施形態）
図３に、本発明の第２の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す。図中３０１〜３０７は図１における１０１〜１０７をそのまま３０１〜３０７と読み替えればその機能は同一である。本実施形態では光変調素子３０１から出射された光をコリメート用レンズ３０８により平行ビームに変換させた後に狭帯域な光バンドパスフィルタ３０６ならびに光受光器３０７に入射させている。これにより、狭帯域な光バンドパスフィルタへ入射する光ビームが平行ビームとなることによりフィルタの波長分解能が向上するのみならず、光変調素子３０１から光受光器３０７までの距離を離すことが可能となり装置配置の自由度が増加する。さらに、光変調素子３０１から光受光器３０７までの間に偏光ビームスプリッタなどの光学素子を配置することにより、偏光依存性も含めた詳細な測定が可能となる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図４に、本発明の第３の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す。図中４０１〜４０８は図３における３０１〜３０８をそのまま４０１〜４０８と読み替えればその機能は同一である。ただし、本実施形態では、光受光器が２セットあることに注意が必要である。これらを図４においては光受信器４０７ａおよび４０７ｂと表している。また、狭帯域なバンドパスフィルタ４０６の後方に偏光ビームスプリッタ４０９を配置し、ＴＥ偏波、ＴＭ偏波を分離した後に一方のビームをミラー４１０により光路変換し、それぞれのＴＥ偏波・ＴＭ偏波それぞれを光受光器４０７ａおよび４０７ｂにより受光する構成となっている。これにより、一度の測定で光変調素子の偏波依存性も測定することが可能となる。
【００４６】
（第４の実施形態）
図５に、本発明の第４の実施形態に係る光変調素子評価装置の構成を示す。図中５０１は評価対象である光変調器を、５０２〜５０４は光変調素子５０１の構成要素の一例を示しており、５０２は光増幅器、５０３ａ、５０３ｂは光合分岐回路、５０４ａ、５０４ｂは光合分岐回路５０３ａおよび５０３ｂの間に設置された位相変調器を示している。また、５０５は空間を伝搬する光のビームを、５０６ａおよび５０６ｂはレンズ、５０７は光ファイバ、５０８は多ポート出力を有する光分波器、５０９ａ〜５０９ｃは光ファイバ、５１０ａ〜５１０ｃは光受光器をそれぞれ示している。また、５１１は制御装置を、５１２は位相変調器５０４ａ、５０４ｂそれぞれに任意の電圧を印加することができる電源を、５１３は光増幅器５０２に一定電流を注入することができる電源を示している。５１４は、制御装置５１１からの制御信号によってレンズ５０６ａ、５０６ｂの調芯を可能にする調芯ステージを示している。
【００４７】
本実施形態においては光変調素子５０１から出力された光をコリメート用レンズ５０６ａ、集光用レンズ５０６ｂを介して光ファイバ５０７に結合させ、多ポート出力を有する光分波器５０８に入力する。多ポート出力を有する光分波器５０８としては、例えばアレー導波路回折格子（いわゆるＡＷＧ）等を用いることができる。多ポート出力を有する光分波器５０８からの出力は光ファイバ５０９ａ〜５０９ｃを介して光受光器５１０ａ〜５１０ｃにより受光される。本実施形態では多ポート出力を有する光分波器５０８の出力ポート数が３の場合について示しているが、これは使用が想定される波長域のうちで中心波長、最短波長、最長波長の３点の測定を想定している例を示したものである。
【００４８】
制御装置５１１において、光受光器５１０ａ〜５１０ｃから出力される電気信号を受信して、光変調素子５０１に加える制御信号、例えば電源５１２の電圧変化に対する、光受光器５１０ａ〜５１０ｃから出力される電気信号の変化を観測することにより、光変調素子５０１の特定波長における変調特性（消光特性）が測定される。
【００４９】
図６に、本発明の第４の実施形態に係る光変調素子評価法の手順を示す。先ず、コリメート用レンズ５０６ａ、集光用レンズ５０７ｂを所定の結合効率が得られるまで出射側ファイバに対して調芯する（Ｓ６０１、Ｓ６０２）。次に、光増幅器５０２に一定の電流を印加し、かつ、位相変調器５０４ａおよび５０４ｂのうち一方もしくは両方へ電圧を印加し（Ｓ６０３）、光受光器５１０ａ〜５１０ｃで複数波長の光出力を同時に測定する（Ｓ６０４）。Ｓ６０３、Ｓ６０４は、例えば０Ｖから１０Ｖまで０．１Ｖステップで変化させながら所望の電圧範囲の光出力強度の測定が完了するまで繰り返す（Ｓ６０５）。
【００５０】
図５に示す本実施形態の場合は、最短波長λ１光受光器５１０ａに、中心波長λ２が光受光器５１０ｂに、最長波長λ３が光受光器５１０ｃに入射するように設定されている。もちろん出力ポート数はこれに限定されるものではなく、例えば最短波長と最長波長の２つでもよく、また、例えば５ｎｍ間隔で１０波長といった具合に１０ポートにしてもよい。
【００５１】
このように複数の出力ポートに分波された光をそれぞれのポートに接続された光受光器により波長毎に受光することにより、一度の測定で複数波長の消光特性を測定することが可能となる。従来の測定法では波長特性を測定する際は波長可変光源もしくは複数の異なった波長の光源を用意し、波長毎に複数回の測定を行う必要があったが、本実施形態では、外部光源を必要としないのみならず、一度の測定で複数の波長の消光特性が測定可能となるという極めて大きな効果が期待できる。
【００５２】
（第５の実施形態）
図７に、本発明の第５の実施形態に係る光変調素子評価装置の光分波器から光受光器までの構成を示す。図中７０７〜７１２は、図５における５０７〜５１０に相当する構成である。図中７０７は光ファイバ、７０８は多ポート出力を有する光分岐回路、７０９ａ〜７０９ｃは光ファイバ、７１０ａ〜７１０ｃは光受光器、７１１ａ〜７１１ｃは光バンドパスフィルタ、７１２ａ〜７１２ｃは光ファイバをそれぞれ示している。
【００５３】
本実施形態では、図５に示した第４の実施形態において、多ポート出力を有する光分波器の代わりに、多ポート出力を有する光分岐回路７０８により多ポートに分岐し、各分岐出力ポートにそれぞれ接続された個別の光バンドパスフィルタ７１１ａ〜７１１ｃによりに透過光波長が互いに異なるように設定することにより光受信器７１０ａ〜７１０ｃに異なった波長の光が到達するようにして使用する。
【００５４】
例えば、最短波長である波長λ１の光が光バンドパスフィルタ７１１ａにより選択され、光受光器７１０ａに、中心波長である波長λ２が光バンドパスフィルタ７１１ｂにより選択され、光受光器７１０ｂに、最長波長である波長λ３が光バンドパスフィルタ７１１ｃにより選択され光受光器７１０ｃに入射するように設定してやれば、図５に示した第４の実施形態において説明したものと同様な動作を実現することができる。
【００５５】
本実施形態においても、もちろん出力ポート数はこれに限定されるものではなく、例えば最短波長と最長波長の２つでもよく、また、例えば５ｎｍ間隔で１０波長といった具合に１０ポートにしてもよい。このように複数の出力ポートに分岐された光をそれぞれのポートに接続された光バンドパスフィルタにより波長選択し、それぞれの光バンドパスフィルタに接続された光受光器により波長毎に受光することにより、一度の測定で複数波長の消光特性を測定することが可能となる。
【００５６】
従来の測定法では波長特性を測定する際は波長可変光源もしくは複数の異なった波長の光源を用意し、波長毎に複数回の測定を行う必要があったが、本発明の測定法によれば外部光源を必要としないのみならず、一度の測定で複数の波長の消光特性が測定可能となるという極めて大きな効果が期待できる。
【００５７】
最後に、本発明の構成を用いた評価装置について説明する。本発明の評価法を可能にする評価装置は、被測定物である光増幅器を集積した光変調素子の光増幅器に電流を印加するための手段、構造を有し、また、光変調器部分に光変調器を駆動するための手段、構造を有し、さらに、前記素子からの出射光の光路に光バンドパスフィルタと光受信器とを備える。このような非常に簡単な構成で上記実施形態にあるような高速高精度な測定が容易に実現可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１、３０１、４０１、５０１、８０４  光変調素子
１０２、３０２、４０２、５０２、８０９  光増幅器
１０３、３０３、４０３、５０３、８１０  光合分岐回路
１０４、３０４、４０４、５０４、８１１  位相変調器
１０５、３０５、４０５、５０５  光のビーム
１０６、３０６、４０６、７１１  光バンドパスフィルタ
１０７、３０７、４０７、５１０、７１０、８０６  光受光器
１０８、３０９、４１１、５１１  制御装置
１０９、１１０、３１０、３１１、４１２、４１３、５１２、５１３  電源
３０８、４０８、５０６、８０３  レンズ
４０９  偏光ビームスプリッタ
４１０  ミラー
５０７、５０９、７０７、７０９、７１２、８０２、８０５  光ファイバ
５０８  光分波器
５１４  調芯ステージ
７０８  光分岐回路
８０１  光源
８１２  入力導波路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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