(57)【要約】【課題】光位相変調信号のジッタ量の測定を可能にしたジッタ測定装置を提供する。【解決手段】  ２つのアームのいずれか一方にビット遅延器を含んで構成され、入力光として光搬送波がデータ信号で位相変調されてなる光位相変調信号を受けてそれぞれの前記アームを通る２つの光に分波するとともにそれぞれのアームを通った２つの光を合波して干渉させ２つの互いの位相の１８０°異なる光強度変換信号を出力するビット遅延干渉計２と、ビット遅延干渉計から出力される２つの光強度変換信号の少なくともいずれか一方を電気信号に変換し、得られた電気信号波形を順次ディジタル変換してその波形データを順次メモリ（６ｂ、７ｄ）に記憶する光波形測定部（１５、７）と、波形データから光強度変換信号のジッタを光位相変調信号のジッタとして算出するジッタ算出部（８）とを備えたことを特徴とするジッタ測定装置。【選択図】図１
2008096418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（２ｆ）を含んで構成され、入力光として光搬送波がデータ信号で位相変調されてなる光位相変調信号（Ｐ）を受けて、それぞれの前記アームを通る２つの光に分波するとともにそれぞれの該アームを通った２つの光を合波して干渉させ２つの光強度変換信号（Ｐｘ）を出力するビット遅延干渉計（２）と、
該ビット遅延干渉計から出力される２つの前記光強度変換信号の少なくともいずれか一方を電気信号に変換し、得られた電気信号波形をディジタル変換してその波形データを記憶する光波形測定部（７、１５、２０、３０）と、
前記光波形測定部に記憶された波形データから前記光強度変換信号のジッタを前記光位相変調信号のジッタとして算出するジッタ算出部（８）とを備えたことを特徴とするジッタ測定装置。
【請求項２】
前記光波形測定部は、
前記ビット遅延干渉計から出力される２つの前記光強度変換信号のそれぞれを２つの受光器（４ａ、４ｂ）で受けてそれぞれ電気信号に変換し、得られたそれぞれの出力を減算して電気信号波形を出力するバランスドレシーバ（４）と、
該バランスドレシーバから出力される前記電気信号波形をディジタル変換し、得られた波形データを記憶する電気波形測定部（６）とを含むことを特徴とする請求項１に記載のジッタ測定装置。
【請求項３】
前記光波形測定部は、
前記ビット遅延干渉計から出力される２つの前記光強度変換信号のいずれか一方を受光器（５ａ）で受けて電気信号に変換し、電気信号波形を出力するシングルレシーバ（５）と、
該シングルレシーバから出力される前記電気信号波形をディジタル変換し、得られた波形データを記憶する電気波形測定部（６）とを含むことを特徴とする請求項１に記載のジッタ測定装置。
【請求項４】
前記光波形測定部は、
光パルス信号を出力する光パルス発生器（７ｅ）と、
前記２つの光強度変換信号のいずれか一方と前記光パルス信号とを合成し、その強度相関信号を和周波光として出力する非線形光学結晶（７ａ）と、
前記和周波光を電気信号に変換して電気のパルス信号を出力する受光器（７ｂ）と、
前記パルス信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（７ｃ）と、
該ディジタル信号を記憶する波形メモリ（７ｄ）とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のジッタ測定装置。
【請求項５】
前記ビット遅延干渉計の前記２つのアームのいずれか一方に所定の位相（φ）を与える光位相遅延器（２ｊ）と、
前記光位相遅延器の光路長を位相制御信号（ｃ）によって制御する位相制御手段（１２）と、
前記位相制御信号と前記ビット遅延干渉計の２つのアームの位相差との関係を示す位相制御データを記憶する制御メモリ（１２ａ）とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のジッタ測定装置。
【請求項６】
前記光位相変調信号と同一波長で無変調の参照光を出力する校正用光源（３）と、 
測定モード及び校正モードのいずれかを指定するモード指定信号を出力するモード指定手段（１１）と、
前記光位相変調信号、前記参照光及び前記モード指定信号を受け、該モード指定信号が測定モードを指定している場合には、前記光位相変調信号を前記ビット遅延干渉計に出力し、前記モード指定信号が校正モードを指定している場合には、前記参照光を前記ビット遅延干渉計に出力する光スイッチ（１）と、
前記位相制御信号と前記波形データのレベルとの関係を算出する位相校正処理手段（１３）とを備え、
該モード指定信号が校正モードを指定している場合には、前記位相制御手段は前記光位相遅延器の光路長を変化させるとともに、前記位相校正処理手段は前記位相制御信号と前記波形データのレベルから前記位相制御データを算出し前記制御メモリに記憶することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のジッタ測定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のジッタ測定装置を校正する方法であって、
無変調の参照光を入力した状態で、前記２つのアームの位相差を変化させ、前記波形データを取得する段階と、
前記２つのアームの位相差と前記波形データのレベルから前記２つのアームの位相差と前記波形データのレベルとの関係を表す所定の関数を算出する段階と、
該算出した関数に基づいて前記２つのアームの位相差を校正する段階とを備えたことを特徴とするジッタ測定装置の校正方法。
【請求項８】
前記光波形測定部は、
前記光強度変換信号と電気のサンプリングクロック信号（ｅ、ｄ）とを受け、該サンプリングクロック信号に応じて前記光強度変換信号（Ｐｘ）の透過率を電界吸収効果により変化させる電界吸収型光変調器（２０ａ）と、
前記電界吸収型光変調器を透過した出射光（Ｐｙ）を電気信号に変換する受光器（２０ｂ）と、
該電気信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（２０ｃ）と、
該ディジタル信号を記憶する波形メモリ（２０ｄ）とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のジッタ測定装置。
【請求項９】
前記光波形測定部は、
サンプリング用光パルス（Ｐｓ）を出力する短光パルス発生器（３０ｅ）と、
前記光強度変換信号と前記サンプリング用光パルスとを受け、前記光強度変換信号の透過率を前記サンプリング用光パルスの入射に応じて制御する光ゲート手段（３０ａ）と、
前記光ゲート手段からの出射光（Ｐｙ）を電気信号に変換する受光器（３０ｂ）と、
該電気信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（３０ｃ）と、
該ディジタル信号を記憶する波形メモリ（３０ｄ）とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のジッタ測定装置。
【請求項１０】
前記光ゲート手段は、
前記サンプリング用光パルスの入射に応じて、前記光強度変換信号の透過率を可飽和吸収特性により変化させる電界吸収型光変調器（３１ａ）を含んで構成されることを特徴とする請求項９に記載のジッタ測定装置。
【請求項１１】
前記光ゲート手段は、
前記光強度変換信号を受ける第1光ポート（３１ａ１）と前記サンプリング用光パルスを受ける第２光ポート（３１ａ２）とを有し、前記サンプリング用光パルスの入射に応じて、前記光強度変換信号の透過率を可飽和吸収特性により変化させる電界吸収型光変調器（３１ａ）と、
前記短光パルス発生器から受けたサンプリング用光パルスを前記電界吸収型光変調器の第２光ポートに入射するとともに、前記第２光ポートから出射された光を前記サンプリング用光パルスを受けた光路（３１ｂ１）とは異なる光路（３１ｂ３）へ出射する光カプラ（３１ｂ）とを含んで構成されることを特徴とする請求項９に記載のジッタ測定装置。
【請求項１２】
前記光ゲート手段は、
前記サンプリング用光パルスの入射に応じて、前記光強度変換信号に対する透過率をカーボンナノチューブの可飽和吸収特性により変化させるカーボンナノチューブ可飽和吸収素子（３２ａ）を含んで構成されることを特徴とする請求項９に記載のジッタ測定装置。
【請求項１３】
前記光ゲート手段は、
前記光強度変換信号を受ける第1光ポート（３２ａ１）と前記サンプリング用光パルスを受ける第２光ポート（３２ａ２）と該第1光ポートと該第２光ポートを結ぶ光路上に配置されたカーボンナノチューブとを有し、前記サンプリング用光パルスの入射に応じて、前記光強度変換信号に対する透過率をカーボンナノチューブの可飽和吸収特性により変化させるカーボンナノチューブ可飽和吸収素子（３２ａ）と、
前記短光パルス発生器から受けたサンプリング用光パルスを前記カーボンナノチューブ可飽和吸収素子の第２光ポートに入射するとともに、前記第２光ポートから出射された光を前記サンプリング用光パルスを受けた光路（３２ｂ１）とは異なる光路（３２ｂ３）へ出射する光カプラ（３２ｂ）とを含んで構成されることを特徴とする請求項９に記載のジッタ測定装置。
【請求項１４】
前記光ゲート手段は、
前記サンプリング用光パルスを電気パルスに変換する変換する受光器（３３ｂ）と、
該受光器に近接して配置され、該電気パルスに応じて前記光強度変換信号の透過率を電界吸収効果により変化させる電界吸収型光変調器（３３ａ）とを含んで構成されることを特徴とする請求項９に記載のジッタ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光通信方式における光搬送波がデータ信号によって位相変調（例えばＤＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ等）されてなる光位相変調信号のジッタを評価するジッタ測定装置及びその位相校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離の光通信では、オンオフキーイング（ＯＯＫ）システムに比べて、位相変調システム（例えばＤＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ等）が優れており、光位相変調信号を用いた光通信システムが望まれている。
【０００３】
この光位相変調信号を用いた光通信システムにおいても、オンオフキーイング（ＯＯＫ）システムと同様に、データ信号の位相の揺らぎ（ジッタ）が大きくなると正常にデータ信号を伝達できなくなる。
【０００４】
このため、光位相変調信号を用いた光通信システムにおいても、データ伝送システムやそれらを構成する機器のジッタ特性を予め測定しておく必要がある。
【０００５】
図８は、光ＯＯＫ信号のジッタを測定するジッタ測定器５０の構成を示すものである。受光器２１は、光ＯＯＫ信号である被測定データ信号ＤＲを電気信号に変換しＡ／Ｄ変換器５２に入力する。
【０００６】
Ａ／Ｄ変換器５２は、電気信号に変換された被測定データ信号ＤＲをサンプリングクロック信号ｅに同期して順次デジタル変換し、得られたデータを波形データとして順次波形メモリ５３に記憶する。
【０００７】
表示部５４は、波形メモリ５３から読み出された波形データを重ね書き表示する。
【０００８】
ここで、データ信号ＤＲのパターンがランダムであれば、表示部５４には、例えば図４に示すように、１ビット幅で立ち上りと立ち下がりが交差する波形が表示される。
【０００９】
この波形は、アイ（ｅｙｅ）パターンと呼ばれており、被測定データ信号ＤＲのジッタが大きいと、アイパターンの立ち上がりと立ち下がりの交差部分の幅Ｗが大きくなる。
【００１０】
したがって、この表示部５４に表示されるアイパターンの交差部の幅Ｗから被測定データ信号ＤＲのジッタ量を把握できる。ジッタ算出部５５は、波形メモリ５３から順次読み出された波形データからジッタ量を算出する。
【００１１】
具体的なジッタ量の算出方法をスコープスキャン法で説明する。
【００１２】
図５は、アイパターンと交差幅Ｗにおける時間軸方向の各タイムポイントの１次元ヒストグラムを示すものである。この１次元ヒストグラムは、ジッタの確率分布関数の統計的な推定を示し、分布の標準偏差がジッタの実行値Ｊｒｍｓとなる。トータルジッタＪp-p
は、１次元ヒストグラムの両極端の時間距離によって与えられる。
【００１３】
トータルジッタＪp-pは、温度などの物理的なランダムなプロセスが原因で相関の無い
ランダムジッタＲＪと、符号間干渉、クロストーク、分周波歪み又は電源のスイッチング等のスプリアスイベントが原因で発生し、周期性を持つデターミニスティックジッタＤＪとに分離して評価することができる。
【００１４】
図６は、アイパターンにおけるタイムポイントの１次元ヒストグラムから、ランダムジッタＲＪまたはデターミニスティックジッタＤＪを算出する方法を説明する図である。
【００１５】
初めに、タイムポイントの１次元ヒストグラムの両サイドのエッジに、２つの個別のガウス分布関数をフイッティングする。
【００１６】
ここで、ガウス分布関数は（１）式で与えられる。
Ａｅｘｐ［−（ｔ−μ）２／２σ２］  （１）
ここで、Ａは正規化係数、ｔは時間変数、μは平均値、σは分散値である。
【００１７】
また、ＲＪ、ＤＪは、左右のガウス分布をそれぞれ（μＬ、σＬ）、（μＲ、σＲ）とすると、それぞれ（２）、（３）式で与えられる。
ＲＪ＝（σＲ＋σＬ）／２    （２）
ＤＪ＝μＲ−μＬ             （３）
このような評価方法によって、ジッタをランダムジッタＲＪとデターミニスティックジッタDＪとに分けてジッタを把握することは、ジッタの原因を突き止め低減又は除去する
ために重要である。
【００１８】
以上は、光ＯＯＫ信号のジッタ評価について説明したが、光位相変調信号を用いた光通信システムにおいても、データ伝送システムやそれらを構成する機器のジッタ特性を予め測定しておく必要がある。
【特許文献１】特許第３７９０７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、図８の構成では光位相変調信号のジッタ測定ができない。
【００２０】
本発明は、このような課題を解決して、位相変調信号のジッタの評価ができるジッタ測定装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１のジッタ測定装置では、２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（２ｆ）を含んで構成され、入力光として光搬送波がデータ信号で位相変調されてなる光位相変調信号を受けて、それぞれの前記アームを通る２つの光に分波するとともにそれぞれの該アームを通った２つの光を合波して干渉させ２つの互いの位相の１８０°異なる光強度変換信号を出力するビット遅延干渉計（２）と、該ビット遅延干渉計から出力される２つの前記光強度変換信号の少なくともいずれか一方を電気信号に変換し、得られた電気信号波形をディジタル変換してその波形データを記憶する光波形測定部（７、１５、２０、３０）と、前記光波形測定部に記憶された波形データから前記光強度変換信号のジッタを前記光位相変調信号のジッタとして算出するジッタ算出部（８）とを備えた。
【００２２】
また、本発明の請求項２のジッタ測定装置では、上述した請求項１のジッタ測定装置において、電気波形測定部は、前記ビット遅延干渉計から出力される２つの前記光強度変換信号のそれぞれを２つの受光器（４ａ、４ｂ）で受けてそれぞれ電気信号に変換し、得られたそれぞれの出力を減算して電気信号波形を出力するバランスドレシーバ（４）と、該バランスドレシーバから出力される前記電気信号波形をディジタル変換し、得られた波形データを記憶する電気波形測定部（６）とを含むようにした。
【００２３】
また、本発明の請求項３のジッタ測定装置では、上述した請求項１のジッタ測定装置において、電気波形測定部は、前記ビット遅延干渉計から出力される２つの前記光強度変換信号のいずれか一方を受光器（５ａ）で受けて電気信号に変換し、電気信号波形を出力するシングルレシーバ（５）と、該シングルレシーバから出力される前記電気信号波形をディジタル変換し、得られた波形データを記憶する電気波形測定部（６）とを含むようにした。
【００２４】
また、本発明の請求項４のジッタ測定装置では、上述した請求項１のジッタ測定装置において、電気波形測定部は、光パルス信号を出力する光パルス発生器（７ｅ）と、前記２つの光強度変換信号のいずれか一方と前記光パルス信号とを合成し、その強度相関信号を和周波光として出力する非線形光学結晶（７ａ）と、前記和周波光を電気信号に変換して電気のパルス信号を出力する受光器（７ｂ）と、前記パルス信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（７ｃ）と、該ディジタル信号を記憶する波形メモリ（７ｄ）とを含むようにした。
【００２５】
また、本発明の請求項５のジッタ測定装置では、上述した請求項１から請求項４のいずれかのジッタ測定装置において、前記ビット遅延干渉計の前記２つのアームのいずれか一方に所定の位相（φ）を与える光位相遅延器（２ｊ）と、前記光位相遅延器の光路長を位相制御信号（ｃ）によって制御する位相制御手段（１２）と、前記位相制御信号と前記ビット遅延干渉計の２つのアームの位相差との関係を示す位相制御データを記憶する制御メモリ（１２ａ）とを備えるようにした。
【００２６】
また、本発明の請求項６のジッタ測定装置では、請求項５のジッタ測定装置において、
前記光位相変調信号と同一波長で無変調の参照光を出力する校正用光源（３）と、測定モード及び校正モードのいずれかを指定するモード指定信号を出力するモード指定手段（１１）と、前記光位相変調信号、前記参照光及び前記モード指定信号を受け、該モード指定信号が測定モードを指定している場合には、前記光位相変調信号を前記ビット遅延干渉計に出力し、前記モード指定信号が校正モードを指定している場合には、前記参照光を前記ビット遅延干渉計に出力する光スイッチ（１）と、前記位相制御信号と前記波形データのレベルとの関係を算出する位相校正処理手段（１３）とを備え、該モード指定信号が校正モードを指定している場合には、前記位相制御手段は前記光位相遅延器の光路長を変化させるとともに、前記位相校正処理手段は前記位相制御信号と前記波形データのレベルから前記位相制御データを算出し前記制御メモリに記憶することを特徴とするようにした。
【００２７】
また、本発明の請求項７のジッタ測定装置を校正する方法は、請求項１から請求項６のいずれかのジッタ測定装置を校正する方法であって、無変調の参照光を入力した状態で、前記２つのアームの位相差を変化させ、前記波形データを取得する段階と、前記２つのアームの位相差と前記波形データのレベルから前記２つのアームの位相差と前記波形データのレベルとの関係を表す所定の関数を算出する段階と、該算出した関数に基づいて前記２つのアームの位相差を校正する段階とを備えたことを特徴とするようにした。
【００２８】
また、本発明の請求項８のジッタ測定装置では、請求項１のジッタ測定装置において、  光波形測定部は、光強度変換信号と電気のサンプリングクロック信号（ｅ、ｄ）とを受け、サンプリングクロック信号に応じて光強度変換信号（Ｐｘ）の透過率を電界吸収効果により変化させる電界吸収型光変調器（２０ａ）と、電界吸収型光変調器を透過した出射光（Ｐｙ）を電気信号に変換する受光器（２０ｂ）と、該電気信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（２０ｃ）と、  該ディジタル信号を記憶する波形メモリ（２０ｄ）とを含むようにした。
【００２９】
また、本発明の請求項９のジッタ測定装置では、請求項１のジッタ測定装置において、
光波形測定部は、サンプリング用光パルス（Ｐｓ）を出力する短光パルス発生器（３０ｅ）と、光強度変換信号とサンプリング用光パルスとを受け、光強度変換信号の透過率をサンプリング用光パルスの入射に応じて制御する光ゲート手段（３０ａ）と、光ゲート手段からの出射光（Ｐｙ）を電気信号に変換する受光器（３０ｂ）と、電気信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（３０ｃ）と、ディジタル信号を記憶する波形メモリ（３０ｄ）とを含むようにした。
【００３０】
また、本発明の請求項１０のジッタ測定装置では、請求項９のジッタ測定装置において、光ゲート手段は、サンプリング用光パルスの入射に応じて、前記光強度変換信号の透過率を可飽和吸収特性により変化させる電界吸収型光変調器（３１ａ）とを含むようにした。
【００３１】
また、本発明の請求項１１のジッタ測定装置では、請求項９のジッタ測定装置において、光ゲート手段は、光強度変換信号を受ける第1光ポート（３１ａ１）とサンプリング用光パルスを受ける第２光ポート（３１ａ２）とを有し、サンプリング用光パルスの入射に応じて、光強度変換信号の透過率を可飽和吸収特性により変化させる電界吸収型光変調器（３１ａ）と、短光パルス発生器から受けたサンプリング用光パルスを電界吸収型光変調器の第２光ポートに入射するとともに、第２光ポートから出射された光をサンプリング用光パルスを受けた光路（３１ｂ１）とは異なる光路（３１ｂ３）へ出射する光カプラ（３１ｂ）とを含むようにした。
【００３２】
また、本発明の請求項１２のジッタ測定装置では、請求項９のジッタ測定装置において、  光ゲート手段は、サンプリング用光パルスの入射に応じて、光強度変換信号に対する透過率をカーボンナノチューブの可飽和吸収特性により変化させるカーボンナノチューブ可飽和吸収素子（３２ａ）とを含むようにした。
【００３３】
また、本発明の請求項１３のジッタ測定装置では、請求項９のジッタ測定装置において、  光ゲート手段は、光強度変換信号を受ける第1光ポート（３２ａ１）とサンプリング用光パルスを受ける第２光ポート（３２ａ２）と第1光ポートと第２光ポートを結ぶ光路上に配置されたカーボンナノチューブとを有し、サンプリング用光パルスの入射に応じて、光強度変換信号に対する透過率をカーボンナノチューブの可飽和吸収特性により変化させるカーボンナノチューブ可飽和吸収素子（３２ａ）と、短光パルス発生器から受けたサンプリング用光パルスをカーボンナノチューブ可飽和吸収素子の第２光ポートに入射するとともに、第２光ポートから出射された光をサンプリング用光パルスを受けた光路（３２ｂ１）とは異なる光路（３２ｂ３）へ出射する光カプラ（３２ｂ）とを含むようにした。
【００３４】
また、本発明の請求項１４のジッタ測定装置では、請求項９のジッタ測定装置において、光ゲート手段は、サンプリング用光パルスを電気パルスに変換する変換する受光器（３３ｂ）と、受光器に近接して配置され、電気パルスに応じて光強度変換信号の透過率を電界吸収効果により変化させる電界吸収型光変調器（３３ａ）とを含むようにした。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の請求項１のジッタ測定装置では、ビット遅延干渉計から出力される光強度変換信号のジッタを測定して、求めたジッタを光位相変調信号のジッタとして評価することで、光位相変調信号のジッタ量を正確に評価できる。
【００３６】
本発明の請求項２のジッタ測定装置では、光波形測定部にバランスドレシーバを用いて、ビット遅延干渉計から出力される２つの光強度変換信号をバランスド受信するようにしたので、測定の受光感度を良くすることができる。
【００３７】
本発明の請求項３のジッタ測定装置では、光波形測定部にシングルレシーバを用いて、ビット遅延干渉計から出力される２つの光強度変換信号のいずれか一方を受光するようにしたので、装置構成の単純化と低価格化を図ることができる。
【００３８】
本発明の請求項４のジッタ測定装置では、光波形測定部に非線形光学素子を用いるようにしたので、バランスドレシーバ、シングルレシーバの受信器の特性を除去した光位相変調信号のジッタ量を求めることができる。
【００３９】
本発明の請求項５のジッタ測定装置では、光位相変調信号（被測定光）と同一波長の無変調の参照光を用いて、ビット遅延干渉計の２つのアーム間の光位相差φを校正するようにしたので、様々な被測定光波長における測定や、温度変化等によってビット遅延干渉計の２つのアーム間の光路差（光位相差φ）が変わる環境においても、ジッタの測定を高精度に行うことができる。
【００４０】
本発明の請求項８のジッタ測定装置では、光波形測定部に非線形光学素子に比べて透過損失が少ない電界吸収型光変調器を用いるようにしたので、サンプリング効率が高く、かつ、バランスドレシーバ、シングルレシーバの受信器の特性を除去した光位相変調信号のジッタ量を求めることができる。
【００４１】
本発明の請求項９のジッタ測定装置では、サンプリング信号として電気パルスより線幅が狭い短光パルスを用いるようにしたので、高い変調信号のサンプリングにも対応できる。
【００４２】
本発明の請求項１０および請求項１１のジッタ測定装置では、光波形測定部に非線形光学素子に比べて透過損失が少ない電界吸収型光変調器を用いるようにしたので、サンプリング効率が高く、かつ、高い変調信号のサンプリングにも対応可能な光位相変調信号のジッタ量を求めることができる。
【００４３】
本発明の請求項１２および請求項１３のジッタ測定装置では、光波形測定部にカーボンナノチューブ可飽和吸収素子を用いるようにしたので、電界吸収型光変調器に必須の吸収率を保持する直流電源が不要で光波形測定部の構成を簡素化できる。
【００４４】
本発明の請求項４のジッタ測定装置では、光波形測定部において、短光パルスを高速ＰＤで電気パルスに変換し、高速ＰＤに近接した電界吸収型光変調器にその電気パルスを入射し光強度変換信号の透過率を制御するようにしたので、高い変調信号のサンプリングにも対応可能な光位相変調信号のジッタ量を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に本発明の実施形態を記載する。
［第１の実施形態］
本発明の第１実施形態のジッタ測定装置の構成を図１に示す。ジッタ測定装置の被測定光である光位相変調信号は、光搬送波がデータ信号で位相変調されることによって発生されており、光スイッチ（光ＳＷ）１に入力される。校正用光源３は、光位相変調信号と同一波長の無変調の参照光を光スイッチ１に出力する。この参照光は、ビット遅延干渉計２の２つのアーム間の光位相差φ（（８）式参照）を校正するために用いられる。光スイッチ１は、測定モード及び校正モードのいずれかを指定するモード指定信号ａによって制御され、モード指定信号ａが測定モードのときは光位相変調信号を、また校正モードのときは参照光をそれぞれビット遅延干渉計２に出力する。なお、モード指定信号ａは、操作部等（図示しない）の指令に基づいてモード指定手段１１から出力される。
【００４６】
まず、モード指定信号ａが測定モードを指定し、光位相変調信号が光スイッチ１を介してビット遅延干渉計２に入力される場合のそれと関連する内容について説明する。
【００４７】
ビット遅延干渉計２は、光導波路を用いたマッハツェンダ型干渉計で構成されており、ポート２ａから入力された光位相変調信号を分波部２ｂで第1のアーム２ｃを通る光と第
２のアーム２ｄ（ビット遅延器２ｆ及び光位相遅延器２ｊを含んで構成される）を通る光に分波するとともに、アーム２ｃを通った光とアーム２ｄを通った光とを合波部２ｅで合波し干渉させる。それによって、光位相変調信号の位相の変化を光強度の変化に変換し、互いの位相が１８０°（π）異なる２つの光強度変換信号を２つのポート、第３のポート２ｇと第４のポート２ｈからそれぞれバランスドレシーバ４へ出力する。
【００４８】
上記光位相遅延器２ｊは、ビット遅延干渉計２の２つのアーム間に光位相差φ＝０を与えるように、位相制御手段１２から出力される位相制御データｃによって制御される。
【００４９】
ところで、位相制御手段１２は、上記モード指定信号ａとを受けて、モード指定信号ａが測定モードを指定している場合には、光位相差φ＝０に対応する位相制御データｃを制御メモリ１２ａから読み出して光位相遅延器２ｊの位相を制御する。また、位相制御手段１２は、モード指定信号ａが校正モードを指定している場合には、位相制御データｃを出力して、光位相遅延器２ｊの光路長を順次変化させる。そして、この位相制御データｃによって光位相遅延器２ｊの光路長を順次変化させる毎にトリガｄを出力する。なお、この位相制御データｃ及びトリガｄは、それぞれ後述する位相校正処理手段１３及びスイッチ１４に入力される。
【００５０】
ここで、上述のビット遅延干渉計２から出力される２つの光強度変換信号Ｐ１、Ｐ２を数式で表す。光位相差指定信号ｂが光位相差φ＝０を指定して、光位相遅延器２ｊが２つのアーム間に光位相差φ＝０を与えるように制御されている場合は、（４）式においてφ＝０となるので、ポート２ｇから出力される光強度変換信号Ｐ１及びポート２ｈから出力される光強度変換信号Ｐ２は、それぞれ（５）式、（６）式となる。
【００５１】
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ＋φ)      （４）
Ｐ１＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ)         （５）
Ｐ２＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ)         （６）
なお、ビット遅延干渉計２のアーム２ｃ及びアーム２ｄのそれぞれの光路長は、一定に保つ必要がある。そのために、光導波路を用いて短く設計し、温度コントロールにより光路長変化が生じないようにする。また、ビット遅延器２ｆは、２つのアーム間の遅延量（遅延時間差）が上述のデータ信号の１ビット分に相当する遅延量（時間）になるように、その遅延量分アーム２ｄの光路長をアーム２ｃの光路長より長くしている。遅延量Ｔは（１５）式で与えられる。
【００５２】
Ｔ＝ｃ／（ｆ・ｎ）      （７）
ここで、ｃは真空中の光速、ｆはデータ信号の周波数、ｎは光導波路の屈折率である。
【００５３】
バランスドレシーバ４は、受光器（ＰＤ）４ａ、４ｂ及び減算器４ｃで構成されており、ビット遅延干渉計２の２つのポート２ｇ、２ｈからそれぞれ出力される２つの光強度変換信号を受光器４ａ、４ｂでそれぞれ受けて光電変換し、それらの出力を減算器４ｃで減算する。それによって、２つの光強度変換信号Ｐ１、Ｐ２をバランスド受信し、その出力の電気信号波形を電気波形測定部６へ出力する。この２つの光強度変換信号、すなわちそれぞれ上述の（５）、（６）式で表される光強度変換信号Ｐ１、Ｐ２がバランスド受信されるときの光強度Ｐαは、（８）式で表され、オフセットパワーがキャンセルされるとともに光強度が２倍となる。また、バランスド受信の出力の電気信号波形は、（９）式で与えられる光強度Ｉαを表している。
【００５４】
Ｐα＝Ｐ１−Ｐ２＝ｃｏｓ(Δφｍｏｄ）      （８）
Ｉα∝ｃｏｓ(Δφｍｏｄ)       （９）
電気波形測定部６は、Ａ／Ｄ変換器６ａ及び波形メモリ６ｂで構成されており、バランスドレシーバ４から入力される電気信号波形をＡ／Ｄ変換器６ａでサンプリングクロック信号ｅに同期して順次ディジタル変換し、得られたその波形データを順次波形メモリ６ｂに記憶する。サンプリングクロック信号ｅは、スイッチ１４を介してサンプリングクロック発生部１０から入力される。なお、上記バランスドレシーバ４及び電気波形測定部６は、光波形測定部１５を構成している。
【００５５】
ジッタ算出部８は、波形メモリ６ｂから順次出力される波形データに基づいて、図８の従来例のジッタ算出部２５と同じ算出方法でジッタ量を算出する。
【００５６】
表示器９は、波形メモリ６ｂから読み出された波形データを重ね書きしてアイパターンを表示するとともに、ジッタ算出部８で算出したジッタ量を表示する。
【００５７】
サンプリングクロック発生部１０は、上述のデータ信号のクロック信号に同期させて光位相変調信号を測定（評価）する場合には、上記データ信号のクロック信号又はバランスドレシーバ４から出力される電気信号波形からクロック再生した信号をサンプリングクロック信号ｅとして出力し、また、データ信号のクロック信号に非同期で光位相変調信号を測定する場合には、自身で独自に発生したクロック信号をサンプリングクロック信号ｅとして出力する。
【００５８】
スイッチ１４は、測定モード及び校正モードのいずれかを指定するモード指定信号ａによって制御され、モード指定信号ａが測定モードを指定しているときは、サンプリングクロック発生部１０から入力されるサンプリングクロック信号ｅをＡ／Ｄ変換器６ａに出力し、またモード指定信号ａが校正モード指定しているときは、位相制御手段１２から入力されるトリガｄをＡ／Ｄ変換器６ａに出力する。
【００５９】
次に、モード指定信号ａが校正モードを指定し、校正用光源３から出力された参照光（光位相変調信号と同一波長の無変調の信号）が光スイッチ１を介してビット遅延干渉計２に入力される場合のそれと関連する内容について説明する。
【００６０】
ビット遅延干渉計２の光位相遅延器２ｊは、上述の位相制御手段１２から校正モードのときに出力される位相制御データｃ、すなわちビット遅延干渉計２における２つのアーム間の光位相差φを変化させられる位相制御データｃによって制御される。それにより、光位相遅延器２ｊの光路長が順次変化させられるとともに光位相差φも順次変化する。その結果、ビット遅延干渉計２の合波部２ｅにおける合波光の光強度Ｐは、上述の（４）式（再掲）においてΔφｍｏｄ＝０であるので、光位相遅延器２ｊの位相変化に伴って、ポート２ｇから出力される光強度変換信号ＰＣ１及びポート２ｈから出力される光強度変換信号ＰＣ２は、それぞれ（１０）、（１１）式となる。
【００６１】
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ＋φ)      （４）
ＰＣ１＝０．５＋０．５ｃｏｓφ      （１０）
ＰＣ２＝０．５−０．５ｃｏｓφ      （１１）
そして、この（１０）、（１１）式で表される光強度変換信号ＰＣ１、ＰＣ２がバランスドレシーバ４でバランスド受信されるときの光強度ＰＣは、（１２）式で表される。また、そのバランスド受信の出力の電気信号波形は（１３）式で与えられる光強度ＩＣを表している。
【００６２】
ＰＣ＝ＰＣ１−ＰＣ２＝ｃｏｓφ      （１２）
ＩＣ∝ｃｏｓφ      （１３）
電気波形測定部６は、バランスドレシーバ４から入力される上記電気信号波形をＡ／Ｄ変換器６ａでトリガｄに同期して順次ディジタル変換し、得られたその波形データを順次波形メモリ６ｂに記憶する。トリガｄは、スイッチ１４を介して上述の位相制御手段１２から入力されるもので、校正モードのときに位相制御手段１２から出力される位相制御データｃによって、ビット遅延干渉計２の光位相遅延器２ｊの光路長を変化させ光信号の位相が順次変化させられる毎に入力される。
【００６３】
位相校正処理手段１３は、光波形測定部１５の波形メモリ６ｂから順次読み出された波形データと、位相制御手段１２から入力される光位相遅延器２ｊの光路長を変化させて光信号の位相を順次変化させるための位相制御データｃとに基づいて、ビット遅延干渉計２の２つのアーム間の光位相差φを校正するもので、最大／最小レベル検出手段１３ａ、レベル−位相算出手段１３ｂ及び位相制御データ算出手段１３ｃによって構成されている。
【００６４】
すなわち、最大／最小レベル検出手段１３ａは、光波形測定部１５の波形メモリ６ｂから順次読み出される波形データ（上述の（１３）式のＩＣに相当する）と、位相制御手段１２から出力される光位相遅延器２ｊの光路長を変化させて光信号の位相を順次変化させるための位相制御データｃとを受けて、図７に示すような波形データの互いに隣接する最大レベルＬｍａｘ及び最小レベルＬｍｉｎを検出する。
【００６５】
レベル−位相算出手段１３ｂは、図７に示すように、上記の最大レベルＬｍａｘ及び最小レベルＬｍｉｎの位相制御データｃに対応づけられる位置を、それぞれビット遅延干渉計２における２つのアーム間の光位相差φの０及びπとして、波形データ（ＩＣに相当する）のレベルＬを（１４）式で表す。
【００６６】
Ｌ＝(Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ)／２＋{(Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ)／２}ｃｏｓφ    （１４）
位相制御データ算出手段１３ｃは、上記（１４）式から光位相差φに対するレベルＬを求め、求めたレベルＬと位相制御データｃとを対応づけることによって光位相差φと位相制御データｃとを対応づけ、対応づけた光位相差φと位相制御データｃとの関係を位相制御手段１２のメモリ１２ａに記憶する。すなわち、光位相差φの０、π／４、π／２、３π／４、π・・・等に対応するそれぞれの位相制御データｃを求め、それぞれをメモリ１２ａに記憶する。
【００６７】
なお、上記第１実施形態の測定モードにおいては、光位相遅延器２ｊがビット遅延干渉計２の２つのアーム間の光位相差φが０及びπ／２となるように制御される場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、位相の進みと遅れが判断できる２つの異なる光位相差φ１及びφ２であれば何でもよい。
【００６８】
また、上記第１実施形態の校正モードにおいては、ビット遅延干渉計２の２つのアーム間の光位相差φを校正するために、校正用光源３から出力された参照光をビット遅延干渉計２に入力するようにしたが、これに限定されるわけではなく、被測定光としての光位相変調信号を無変調状態にしてもよい。その場合、光スイッチ１及び校正用光源３は不要となる。
【００６９】
また、上記第１実施形態では、ビット遅延干渉計２として、マッハツェンダ型干渉計を用いたが、これに限定されるわけではなく、マイケルソン型干渉計を用いるようにしてもよい。
［第２の実施形態］
本発明の第２実施形態のジッタ測定装置の構成を図２に示す。図１に示した第１実施形態では、ビット遅延干渉計２から出力される２つの光強度変換信号をバランスドレシーバ４で受けるようにしたが、第２実施形態では、ビット遅延干渉計２から出力される２つの光強度変換信号の内のいずれか一方をシングルレシーバ５で受けるようにしている。したがって、主に、モード指定信号ａが測定モードを指定しているときのシングルレシーバ５の動作について説明する。
【００７０】
シングルレシーバ５は、受光器（ＰＤ）５ａ及びオフセット回路５ｂで構成されており、ビット遅延干渉計２のポート２ｇから出力される光強度変換信号Ｐ１を受光器５ａで受けて光電変換し、その出力に含まれているオフセットパワーをオフセット回路５ｂでキャンセルして、その出力の電気信号波形を電気波形測定部６へ出力する。ビット遅延干渉計２のポート２ｇから出力される上述の光強度変換信号Ｐ１と、これらの電気信号波形で表される光強度Ｉαとの関係は、上述の（５）式（再掲）と、（１５）式となる。
【００７１】
Ｐ１＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ)      （５）
Ｉα∝０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ)       （１５）
なお、ビット遅延干渉計２のポート２ｇから出力される光強度変換信号の代わりに、ポート２ｈから出力される光強度変換信号Ｐ２を用いるようにしてもよい。その場合、ポート２ｈから出力される上述の光強度変換信号Ｐ２と、これらの電気信号波形で表される光強度Ｉαとの関係は、上述の（６）式（再掲）と、（１６）式となる。
【００７２】
Ｐ２＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ)      （６）
Ｉα∝−０．５ｃｏｓ(Δφｍｏｄ)       （１６）
上記シングルレシーバ５及び電気波形測定部６は、光波形測定部１５を構成している。
［第３の実施形態］
本発明の第３実施形態のジッタ測定装置の構成を図３に示す。図１に示した第１実施形態では、ビット遅延干渉計２から出力される２つの光強度変換信号を光波形測定部１５のバランスドレシーバ４で受けるようにしたが、第３実施形態では、ビット遅延干渉計２から出力される２つの光強度変換信号の内のいずれか一方を光波形測定部７で受けるようにしている。したがって、主に、モード指定信号ａが測定モードを指定しているときの光波形測定部７の動作について説明する。
【００７３】
光波形測定部７は、非線形光学結晶７ａ、受光器７ｂ、Ａ／Ｄ変換器７ｃ、波形メモリ７ｄ、光パルス発生器７ｅ及び偏光方向制御器７ｆ、７ｇで構成されている。光パルス発生器７ｅから発生したサンプリングクロック信号ｅと等しい繰返し周期のサンプリング光パルス列ｆ（角周波数ωＳＡＭ）とビット遅延干渉計２のポート２ｇから入力される光強度変換信号（角周波数ωＤＡＴＡ）を非線形光学結晶７ａへ入射すると、２次の非線形光学効果により和の角周波ωＳＡＭ＋ωＤＡＴＡ（Sum Frequency Generation。以下、ＳＦＧという）の光パルス信号を発生する。
【００７４】
偏光方向制御器７ｆ、７ｇは、非線形光学結晶７ａで位相整合を起こして和周波光ωＳＡＭ＋ωＤＡＴＡを発生させるために、それぞれポート２ｇから入力される光強度変換信号ωＤＡＴＡと光パルス発生器７ｅから発生するサンプリング光ωＳＡＭの偏光方向を最適な方向に制御する。例えば、非線形光学結晶７ａが「タイプ１」の結晶材料であれば光強度変換信号ωＤＡＴＡとサンプリング光ωＳＡＭの偏光方向が一致するように制御し、「タイプ２」の結晶材料であれば光強度変換信号ωＤＡＴＡとサンプリング光ωＳＡＭの偏光方向を直交するように制御する。
【００７５】
非線形光学結晶７ａから発生した光パルス信号ωＳＡＭ＋ωＤＡＴＡを受光器７ｂで光電変換して電気のパルス信号を出力する。そして、その電気のパルス信号のピーク値で形成される電気信号波形をＡ／Ｄ変換器７ｃでサンプリングクロック信号ｅに同期して順次ディジタル変換し、得られたその波形データを順次波形メモリ７ｄに記憶する。その結果、ジッタ算出部８又は位相校正処理手段１３に入力される波形データは、波形メモリ７ｄから順次読み出される。上記光パルスは光パルス発生器７ｅから出力され、また上記サンプリングクロック信号ｅはスイッチ１４を介してサンプリングクロック発生部１０から入力される。
【００７６】
なお、ビット遅延干渉計２のポート２ｇから出力される上述の光強度変換信号Ｐ１と、これらの電気信号波形で表される光強度Ｉαとの関係、またビット遅延干渉計２のポート２ｈから出力される上述の光強度変換信号Ｐ２と、これらの電気信号波形で表される光強度Ｉαとの関係は、それぞれ、上述の第２実施形態のシングルレシーバ５で構成する場合と同一である。
［第４の実施形態］
本発明の第４実施形態のジッタ測定装置の構成を図９に示す。第1実施形態とは光波形測定部１５、２０の構成のみが相違し、光波形測定部以外の構成部分とジッタ測定装置を校正する方法は第1実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００７７】
第４実施形態は、電界吸収型光変調器の電界吸収特性を応用して光強度変換信号Ｐｘのサンプリングを行う。
【００７８】
電界吸収型光変調器２０ａは、光を入出射するための２つの光ポート２０ａ１、２０ａ２および両光ポート間の光路に電界を与える電源端子２０ａ３を有しており、与えられた電界の大きさに応じて入射光の吸収率を変化させる電界吸収特性を有している。
【００７９】
ビット遅延干渉計２から出力された光強度変換信号Ｐｘを光ポート２０ａ１に入力した状態で、電源端子２０ａ３にサンプリングクロック発生部１０のサンプリングクロック信号ｅを与えると、電界吸収特性により、電源端子２０ａ３にパルスが加えられている間にのみ光強度変換信号Ｐｘに対する吸収率が低下し（透過率が大きくなり）、サンプリングされた光パルス信号Ｐｙとして光ポート２０ａ２から出力される。光パルス信号Ｐｙは、受光器２０ｂで電気のパルス信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２０ｃでサンプリングクロック信号ｅに同期して順次ディジタル信号に変換されたあと、波形データとして波形メモリ２０ｄに記憶される。
［第５の実施形態］
本発明の第５実施形態のジッタ測定装置の構成を図１０及び図１１に示す。第1実施形態とは光波形測定部１５、３０の構成のみが相違し、光波形測定部以外の構成部分とジッタ測定装置を校正する方法は第1実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００８０】
第５実施形態は、光強度変換信号ＰｘをＯＮ／ＯＦＦ動作によりサンプリングを行い、サンプリングクロック信号ｅに同期した光パルス信号Ｐｙを得る点で第４実施形態と同じであるが、サンプリングクロック信号ｅを短光パルス発生器３０ｅで変換した短光パルスＰｓを光ゲート手段３０ａに与え、光パルスでサンプリングを行う点で第４実施形態と異なる。したがって、電気パルスｅに比べて狭い線幅の短光パルスでサンプリングを行うことができるので、数１０Ｇという高い変調信号のサンプリングにも対応できる。
【００８１】
図１１に、本実施形態の光ゲート手段３０ａの構成を示す。本実施形態は、電界吸収型光変調器３１ａの可飽和吸収特性を応用して光強度変換信号Ｐｘのサンプリングを行う。
【００８２】
光ゲート手段３０ａは電界吸収型変調器３１ａ、光サーキュレータ３１ｂおよび直流電源３１ｅから構成される。電界吸収型変調器３１ａは、光を入出射するための２つの光ポート３１ａ１、３１ａ２および両光ポート間の光路に電界を与える電源端子３１ａ３を有しており、光ポート３１ａ１に入力した光強度変換信号Ｐｘが高い吸収率を示すような直流電圧を直流電源３１ｅから電源端子３１ａ３に与えた状態で、光サーキュレータ３１ｂのポート３１ｂ１、３１ｂ２を介した短光パルスＰｓを光ポート３１ａ２に入力すると、電界吸収型変調器３１ａの可飽和吸収特性により、短光パルスＰｓが入力されている間にのみ光強度変換信号Ｐｘに対する吸収率が低下し（透過率が大きくなり）、サンプリングされた光パルス信号Ｐｙが光ポート３１ａ２から出力される。光パルス信号Ｐｙは光サーキュレータ３１ｂの光ポート３１ｂ１、３１ｂ２を介して受光器３０ｂに入力される。
［第６の実施形態］
本発明の第６実施形態の光ゲート手段３０ａの構成を図１２に示す。第５実施形態とはゲート手段３０ａの構成のみが相違し、ゲート手段３０ａ以外の構成とジッタ測定装置を校正する方法は第５実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００８３】
第６実施形態は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ）の可飽和吸収特性を応用して光強度変換信号Ｐｘのサンプリングを行う。カーボンナノチューブの可飽和吸収特性を示す波長はその直径により定まり、被サンプリング光の周波数範囲に合わせて用意される（参考文献として、特開２００３−１２１８９２）。
【００８４】
図１２において、光ゲート手段３０ａは、ＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａ、光サーキュレーター３２ｂから構成される。ＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａは、光を入出射するための２つの光ポート３２ａ１、３２ａ２および２つの光ポート間の光路上に配置されたカーボンナノチューブを有している。ビット遅延干渉計２からの光強度変換信号Ｐｘを光ポート３２ａ１に入力した状態で、光ポート３２ａ１に光サーキュレータ３２ｂのポート３２ｂ１、３２ｂ２を介した短光パルスＰｓを光ポート３２ａ２に入力すると、ＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａの可飽和吸収特性により、短光パルスＰｓが入力されている間にのみ光強度変換信号Ｐｘに対する吸収率が低下し（透過率が大きくなり）、サンプリングされた光パルス信号Ｐｙが光ポート３２ａ２から出力される。
【００８５】
なお、図１２では、光パルス信号Ｐｙと短光パルスＰｓを入出射する手段として方向性のある光サーキュレータを用いて信号の流れを説明したが、これに限定されず、方向性のない２×２型光カプラ等、光信号を合分波可能であれば他の手段を用いることができる。
【００８６】
第６実施形態のＣＮＴ可飽和吸収素子は、短光パルスＰｓでサンプリングを行う点で第５実施形態の電界吸収型変調器３１ａと同じであるが、高い吸収率を与える直流電源３１ｅが不要で光ゲート手段の構成が簡素化できるという利点を有する。
【００８７】
図１３にＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａの内部構造の一例を示す。２つの光ポート３２ａ１、３２ａ２は、それぞれコリメートレンズ３２ａ４、３２ａ５とコリメート系を形成し、空間光であるコリメート光の光路上にカーボンナノチューブを片面に積層したガラス板３２ａ５が配置されている。
【００８８】
光ポート３２ａ１から出射された光強度変換信号Ｐｘは、ガラス板３２ａ５の表面のカーボンナノチューブに投射され、裏面から投射された短光パルスＰｓによって透過率が制御されて光パルス信号Ｐｙとして光ポート３２ａ２から出射される。
【００８９】
ＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａとしては、図１３に示した構造に限定されるものでなく、カーボンナノチューブを分散混合させたポリマー溶液を用いるタイプやコアにカーボンナノチューブを含有させた光ファイバなどを使用することができる。
【００９０】
また、短光パルスＰｓをＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａの後段から入射する代わりに、図１４に示すように前段から入射してサンプリングを行うことも可能である。
【００９１】
図１２の光ゲート手段ではＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａの後段に光サーキュレータを配置したが、図１４の構成では、ＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａの前段に配置した光カプラ３２ｃで光強度変換信号Ｐｘと短光パルスＰｓを合波し、ＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａに入射する。ＣＮＴ可飽和吸収素子３２ａを透過した光パルス信号Ｐｙと短光パルスＰｓのうち、ジッタ解析に不要な短光パルスＰｓをフィルタ３２ｄで除去する。
［第７の実施形態］
本発明の第７実施形態の光ゲート手段３０ａの構成を図１５に示す。第５実施形態とはゲート手段３０ａの構成のみが相違し、ゲート手段３０ａ以外の構成とジッタ測定装置を校正する方法は第５実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００９２】
第７実施形態は、電界吸収型光変調器３３ａの電界吸収特性を応用してサンプリングを行う。短光パルスＰｓを高速ＰＤ３３ｂで電気パルスｈに変換し、その電気パルスｈで電界吸収型光変調器３３ａに入射された光強度変換信号Ｐｘの透過率を制御する。光強度変換信号Ｐｘの透過率を電界吸収特性によって制御する点では、第４実施形態と同じであるが、高速ＰＤ３３ｂは電界吸収型光変調器３３ａに近接して配置することで（例えば、同一基板上に集積して形成されている）、短光パルスＰｓの狭い線幅に極力近い線幅を有する電気パルスｈでサンプリングを行うことができるので、数１０Ｇという高い変調信号のサンプリングにも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す図
【図２】本発明の第２実施形態の構成を示す図
【図３】本発明の第３実施形態の構成を示す図
【図４】アイパターンを示す図
【図５】アイパターンとジッタの関係を示す図
【図６】スコープスキャン法を説明するための図
【図７】光遅延器の校正方法を説明するための図
【図８】光ＯＯＫ信号のジッタ測定器の構成を示す図
【図９】本発明の第４実施形態の構成を示す図
【図１０】本発明の第５実施形態の構成を示す図
【図１１】本発明の第５実施形態における光ゲート手段の構成を示す図
【図１２】本発明の第６実施形態における光ゲート手段の構成を示す図
【図１３】本発明の第６実施形態におけるＣＮＴ可飽和吸収素子の構成を示す図
【図１４】本発明の第６実施形態における光ゲート手段の他の構成を示す図
【図１５】本発明の第７実施形態における光ゲート手段の構成を示す図
【符号の説明】
【００９４】
１・・・光スイッチ（光ＳＷ）、２・・・ビット遅延干渉計、２ａ，２ｇ，２ｈ・・・ポート、２ｂ・・・分波部、２ｃ，２ｄ・・・アーム、２ｅ・・・合波部、２ｆ・・・ビット遅延器、２ｊ・・・光位相遅延器、３・・・校正用光源、４・・・バランスドレシーバ、４ａ，４ｂ，５ａ，７ｂ，２０ｂ，３０ｂ，５１・・・受光器（ＰＤ）、４ｃ・・・減算器、５・・・シングルレシーバ、５ｂ・・・オフセット回路、６・・・電気波形測定部、６ａ，７ｃ，２０ｃ，３０ｃ，５２・・・Ａ／Ｄ変換器、６ｂ，７ｄ，２０ｄ，３０ｄ，５３・・・波形メモリ、７，１５，２０，３０・・・光波形測定部、７ａ・・・非線形光学結晶、７ｅ，３０ｅ・・・光パルス発生器、７ｆ、７ｇ・・・偏光方向制御器、８・・・ジッタ算出部、９，５４・・・表示器、１０・・・サンプリングクロック発生部、１１・・・モード指定手段、１２・・・位相制御手段、１３・・・位相校正処理手段、１３ａ・・・最大／最小レベル検出手段、１３ｂ・・・レベル−位相算出手段、１３ｃ・・・位相制御データ算出手段、１４・・・スイッチ、３０ａ・・・光ゲート手段、２０ａ，３１ａ、３３ａ・・・電界吸収型光変調器、３１ｂ，３２ｂ、３２ｃ・・・光カプラ、３２ａ・・・ＣＮＴ可飽和吸収素子、３１ｅ・・・直流電源、Ｐｓ・・・短光パルス、Ｐｘ・・・光強度変換信号
【図１】
2008096418.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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