(57)【要約】【課題】ウォークオフ角の小さい複屈折性光学結晶を偏波合成手段として実用する。【解決手段】サンプリング光と被測定光がポートａ，ｂから導入される。サンプリング光は、プリズム３によって光路が屈折変更されてルチル４のウォークオフ角に応じて入射されて偏波される。被測定光は、そのままルチル４に入射されて透過しサンプリング光と偏波合成される。偏波合成されたサンプリング光および被測定光は、レンズ５、ＫＴＰ６およびフィルタ７を介して受光素子８に入射される。これにより、ルチル４を偏波合成手段として実用することが可能であり、サンプリング光と被測定光の偏光消光比を約４０ｄＢとしてＫＴＰ６の特性を十分に引き出してノイズを減少させる。【選択図】　　　　図１
2004109077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光とサンプリング光を偏波合成する複屈折性光学結晶からなる偏波合成手段（４）と、
前記被測定光と前記サンプリング光との少なくとも一方の光路を屈折変更し、前記被測定光および前記サンプリング光の双方を前記偏波合成手段に対して前記偏波合成手段のウォークオフ角に応じて入射させる第一光路変更手段（３）と、前記偏波合成手段で偏波合成された前記被測定光と前記サンプリング光が入射して前記被測定光と前記サンプリング光の強度相関信号を和周波光として出力する非線形光学素子（６）と、
を備えたことを特徴とする光サンプリングヘッド。
【請求項２】
前記偏波合成手段（４）にて偏波された前記被測定光と前記サンプリング光の一方の光路を屈折変更してモニタ光として導く第二光路変更手段（９）を備えたことを特徴とする請求項１記載の光サンプリングヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、被測定光をサンプリングするために用いられる光サンプリングヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、和周波光発生を利用した光サンプリング波形測定において用いられている従来の光サンプリングヘッドを例示する図である。この光サンプリングヘッドは、サンプリング光がポートａ、被測定光がポートｂから導入され、偏波合成を行なう偏光ビームスピリッタであるＰＢＳに導かれ、レンズを介して非線形光学材料であるＫＴＰにて位相整合を達成した後、フィルタから出力されて後段の図示しない信号処理部に導かれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光サンプリングヘッドでは、ＰＢＳを透過するサンプリング光の消光比は略４０ｄＢであるが、ＰＢＳにて反射する被測定光の消光比は略２０ｄＢしかない。これにより、両方向の光のレベル比である偏光消光比は約２０ｄＢとなってＫＴＰの特性を十分に引き出すことができずに信号処理後のノイズが多くなってしまうという問題があった。
【０００４】
これに対し、上記ＰＢＳに置き換えて複屈折性光学結晶を用いることにより、偏光消光比を約４０ｄＢとしてノイズを減らすことができるが、この複屈折性光学結晶は、コストを押さえるために結晶の有効長を短くせざるを得ない。このため、ウォークオフ角（偏波分離角）が小さく、入射側での分離幅が例えば略２ｍｍ程であるため分離幅が十分にとれず実用が難しいという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記課題を解消するために、ウォークオフ角の小さい複屈折性光学結晶を偏波合成手段として実用することができる光サンプリングヘッドを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による請求項１記載の光サンプリングヘッドは、
被測定光とサンプリング光を偏波合成する複屈折性光学結晶からなる偏波合成手段４と、
前記被測定光と前記サンプリング光との少なくとも一方の光路を屈折変更し、前記被測定光および前記サンプリング光の双方を前記偏波合成手段４に対して前記偏波合成手段４のウォークオフ角に応じて入射させる第一光路変更手段３と、前記偏波合成手段４で偏波合成された前記被測定光と前記サンプリング光が入射して前記被測定光と前記サンプリング光の強度相関信号を和周波光として出力する非線形光学素子６と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の光サンプリングヘッドは、請求項１記載の光サンプリングヘッドにおいて、
前記偏波合成手段４にて偏波された前記被測定光と前記サンプリング光の一方の光路を屈折変更してモニタ光として導く第二光路変更手段９を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態の一例である光サンプリングヘッドの水平断面図である。
【０００９】
図１に示すように、光サンプリングヘッド１は、筐体２の一端側にサンプリング光と被測定光とをそれぞれ導入するポートａ，ｂおよび、偏波をモニタするためのポートｃが設けられている。各ポートａ，ｂ，ｃは、詳細は図示しないが、光ファイバＦの芯線の端部にフェルールを取り付け、このフェルールがホルダを介して筐体２に位置決め固定されている。
【００１０】
筐体２内において、前記各ポートａ，ｂ，ｃが設けられた一端側には、第一光路変更手段としてのプリズム３が設けられている。プリズム３は、ポートａから出射されるサンプリング光の光路を屈折変更する。
【００１１】
筐体２内において、プリズム３の後段には、複屈折性光学結晶であるルチル４が設けられている。ルチル４は、プリズム３によって光路が屈折変更されたサンプリング光を入射して屈折させ、且つ、ポートｂから出射される被測定光を入射して透過させて偏波合成を行う。
【００１２】
筐体２内において、ルチル４の後段には、レンズ５と、非線形光学材料であるＫＴＰ６と、フィルタ７と、受光素子８とが設けられている。レンズ５は、ルチル４によって偏波合成されたサンプリング光と被測定光をＫＴＰ６に導く。ＫＴＰ６は、レンズ５を介したサンプリング光と被測定光の強度相関信号を和周波光として出射する。ＫＴＰ６から出射された和周波光は、フィルタ７を介して受光素子８に入射される。受光素子８は、筐体２の他端側に設けられて図示しない信号処理部に接続されている。なお、本例のＫＴＰ６は、第二種の非線形光学結晶であり、被測定光と偏光方向が異なるサンプリング光が入射した場合にのみ和周波光が出射され、所定の周期で被測定光をサンプリングして波形を再現し、光サンプリングオシロスコープなどに表示することができる。
【００１３】
また、筐体２内において、ルチル４の後段には、第二光路変更手段としてのプリズム９が設けられている。プリズム９は、ルチル４によって偏波された被測定光の光路を屈折変更してモニタ光としてポートｃに出射する。
【００１４】
上記構成の光サンプリングヘッド１では、サンプリング光と被測定光がポートａ，ｂから導入される。サンプリング光は、プリズム３によって光路が屈折変更されてルチル４に対してルチル４のウォークオフ角に応じて入射されて偏波される。被測定光は、そのままルチル４に入射されて透過し、サンプリング光と偏波合成される。偏波合成されたサンプリング光および被測定光は、レンズ５、ＫＴＰ６およびフィルタ７を介して受光素子８に入射される。また、被測定光は、ルチル４に入射されて偏波し、プリズム９によって光路が屈折変更されてポートｃに出射される。
【００１５】
このように、上述した光サンプリングヘッドは、結晶の有効長が短くウォークオフ角（偏波分離角）が小さいため入射側での分離幅が十分にとれないルチル４（複屈折性光学結晶）に対し、サンプリング光の光路をプリズム３によって屈折変更して入射している。これにより、前記ルチル４を偏波合成手段として実用することが可能であり、サンプリング光と被測定光の偏光消光比を約４０ｄＢとしてＫＴＰ６の特性を十分に引き出してノイズを減少させる。
【００１６】
また、ルチル４によって偏波された被測定光をプリズム９によってポートｃに導くので、被測定光のモニタ光を得て、その検出結果に応じてサンプリング光と被測定光の偏光方向を適宜設定することが可能である。
【００１７】
なお、上述した実施の形態では、ルチル４のウォークオフ角に対応するため、ポートａから導かれるサンプリング光の光路を第一光路変更手段としてのプリズム３によって変更するように構成しているが、このプリズム３は、サンプリング光以外にポートｂから導かれる被測定光の光路を変更してルチル４に出射するように設けられていてもよい。また、プリズム３は、サンプリング光および被測定光の双方の光路を変更するように設けられていてもよい。すなわち、第一光路変更手段としてのプリズム３は、サンプリング光と被測定光との少なくとも一方の光路を屈折変更し、サンプリング光および被測定光の双方をルチル４のウォークオフ角に応じて入射させるように設けられていればよい。
【００１８】
また、上述した実施の形態において、第一光路変更手段および第二光路変更手段がプリズム３，９として構成されているが、これに限らずミラー、ハーフミラーなどの構成によりサンプリング光や被測定光の光路を変更するようにしてもよい。
【００１９】
なお、上述した実施の形態では、ポートａからサンプリング光を導き、ポートｂから被測定光を導く構成を説明しているが、サンプリング光と被測定光がポートａ，ｂのいずれから入力されるかは、ＫＴＰ６を通過した後の和周波光の特性に応じて選択することができる。ゆえに、モニタ光も被測定光から得るだけでなくサンプリング光から得ることもある。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による光サンプリングヘッドは、第一光路偏光手段により、被測定光とサンプリング光との少なくとも一方の光路を屈折変更し、被測定光およびサンプリング光の双方を偏波合成手段のウォークオフ角に応じて入射させている。これにより、結晶の有効長が短くウォークオフ角（偏波分離角）が小さいため入射側での分離幅が十分にとれない偏波合成手段を実用することができる。
【００２１】
また、第二光路変更手段により、偏波合成手段にて偏波された被測定光とサンプリング光の一方の光路を屈折変更してモニタ光として導いている。これにより、モニタ光の検出結果に応じてサンプリング光と被測定光の偏光方向を適宜設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である光サンプリングヘッドの水平断面図。
【図２】従来の光サンプリングヘッドの一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
３…プリズム（第一光路変更手段）、４…ルチル（偏波合成手段）、６…ＫＴＰ（非線形光学素子）、９…プリズム（第二光路変更手段）。
【図１】
2004109077.tif 000003
【図２】
2004109077.tif 000004