(57)【要約】【課題】  外部からの電気信号の供給無しに被測定光に同期したサンプリングパルス光を得て被測定光を測定することができる光サンプリング測定装置及び方法を提供する。【解決手段】  光サンプリング測定装置は、光源部１０から射出される被測定光Ｐ４と、能動モード同期ファイバレーザ２１から射出されるサンプリングパルス光Ｐ５（Ｐ６）とを非線形光学素子２４に入射させて被測定光Ｐ４の等価時間サンプリングを行う。非線形光学素子２４から射出される和周波光Ｐ８を受光器２５で受光して得られる受光信号Ｓ２を帰還させて制御部２９により能動モード同期ファイバレーザ２１の繰り返し周波数を制御する。【選択図】  図１
2005140715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰り返し周波数が制御可能であるサンプリングパルス光を射出する光源と、被測定光と
当該光源からのサンプリングパルス光とが入射される非線形光学素子とを備え、前記非線
形光学素子から射出される光を測定することで前記被測定光の測定を行う光サンプリング
測定装置において、
前記非線形光学素子から射出される光の繰り返し周波数に応じて、前記光源の繰り返し
周波数を制御する帰還制御手段を備えることを特徴とする光サンプリング測定装置。
【請求項２】
前記帰還制御手段は、前記被測定光の周波数の１／ｎ（ｎは前記被測定光の繰り返し周
波数を前記サンプリングパルス光の繰り返し周波数で除算して得られる商）の周波数と、
前記サンプリングパルス光の繰り返し周波数との差が常に所定の値となるよう前記光源の
繰り返し周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の光サンプリング測定装置。
【請求項３】
前記帰還制御手段は、前記非線形光学素子からの光を受光する受光器と、
前記所定の値の周波数を有する基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記受光器から出力される受光信号と前記基準信号との位相差を比較する位相比較器と
、
前記位相比較器の比較結果に応じた制御信号を前記光源に対して出力するループフィル
タと
を備えることを特徴とする請求項２記載の光サンプリング測定装置。
【請求項４】
前記帰還制御手段は、前記非線形光学素子からの光を受光する第１受光器と、
前記光源から射出される前記サンプリングパルス光を受光する第２受光器と、
前記第２受光器から出力される第２受光信号を所定の分周比で分周する分周器と、
前記第１受光器から出力される第１受光信号と前記分周器で分周された前記第２受光信
号との位相差を比較する位相比較器と、
前記位相比較器の比較結果に応じた制御信号を前記光源に対して出力するループフィル
タと
を備えることを特徴とする請求項２記載の光サンプリング測定装置。
【請求項５】
被測定光とサンプリングパルス光とを非線形光学素子に入射させ、非線形光学効果によ
り得られる光を用いて被測定光を測定する光サンプリング測定方法において、
前記非線形光学素子で非線形光学効果により得られる光の繰り返し周波数に応じて、前
記光源の繰り返し周波数を制御する制御ステップを含むことを特徴とする光サンプリング
測定方法。
【請求項６】
前記制御ステップは、前記被測定光の繰り返し周波数の１／ｎ（ｎは前記被測定光の周
波数を前記サンプリングパルス光の周波数で除算して得られる商）の周波数と、前記サン
プリングパルス光の周波数との差が常に所定の値となるよう前記サンプリングパルス光の
繰り返し周波数を制御することを特徴とする請求項５記載の光サンプリング測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子を用いた手法では観測できない超短時間領域の被測定光を、非
線形光学効果を利用してサンプリングすることで、被測定光の波形等を測定する光サンプ
リング測定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信技術が飛躍的に発達してきており、光通信技術の発達に伴って光伝送路と
しての光ファイバ中を伝播する光パルスの波形等を測定する光サンプリング測定装置の開
発も盛んに行われている。この光サンプリング測定装置の一種として、被測定光と時間的
に幅の狭いパルス状のサンプリングパルス光とを非線形光学素子に入射させ、非線形光学
素子内でこれらの和周波光を発生させることにより被測定光のサンプリングを行い、発生
した和周波光をアバランシェ・フォトダイオード等の受光素子で受光して、被測定光の波
形を測定する光サンプリング測定装置が案出されている。
【０００３】
サンプリング方法には、実時間サンプリング法と等価時間サンプリング法があるが、実
時間サンプリング法では標本化定理により被測定光の最大周波数の２倍以上の周波数を有
するサンプリングパルス光が必要になるため、超短時間領域の被測定光を測定するのは困
難になる。このため、光サンプリング測定装置では、被測定光の一部を何回かにわたって
ずらしながらサンプリングする等価時間サンプリング法が用いられている。
【０００４】
等価時間サンプリング法を用いて被測定光の測定を行うには、被測定光とサンプリング
パルス光とが同期していることが必要となる。このため、従来の光サンプリング測定装置
は、被測定光を射出するモード同期ファイバリングレーザ（以下、ＭＬＦＲＬという）と
サンプリングパルス光を射出するサンプリングパルス光源とに、所定の繰り返し周波数を
有する電気信号を供給している。例えば、被測定光を射出するＭＬＦＲＬに対しては、周
波数がｆsigである電気信号を供給し、サンプリングパルス光を射出するサンプリングパ
ルス光源に対してはＭＬＦＲＬに供給する電気信号に同期しており、周波数が（ｆsig／
ｎ）−Δｆの電気信号を供給している。ここで、ｎは整数であり、Δｆは所定の微小周波
数である。
【０００５】
ＭＬＦＲＬに対して周波数がｆsigである電気信号が供給されるのに対し、サンプリン
グパルス光源に対しては分周された周波数が（ｆsig／ｎ）−Δｆの電気信号が供給され
る。しかもこれらは同期していため、繰り返し周波数「ｆsig」の波形を、繰り返し周波
数が「（ｆsig／（ｎ・Δｆ）」倍に拡大した波形とすることができる。かかる方法によ
って光電変換素子を用いた手法では観測できない超短時間領域の被測定光の波形を測定し
ている。尚、従来の光サンプリング測定装置については、例えば以下の特許文献１，２を
参照されたい。
【特許文献１】特開平８−２９８１４号公報
【特許文献２】特開２００３−３５６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光サンプリング測定装置では被測定光を射出するＭＬＦＲＬ及びサンプリン
グパルス光を射出するサンプリングパルス光源の双方に対して同期した電気信号を供給す
る必要がある。このため、従来の光サンプリング測定装置は、ＭＬＦＲＬに供給する電気
信号を生成する信号生成装置を別途用意し、この信号生成装置から供給される電気信号を
ＭＬＦＲＬに供給するとともに、信号生成装置から供給される電気信号からサンプリング
パルス光源に供給する電気信号を生成してサンプリングパルス光源に供給する必要があり
、煩雑になるという問題があった。
【０００７】
また、従来の光サンプリング測定装置は、信号生成装置からの電気信号をＭＬＦＲＬ及
びサンプリングパルス光源の双方に供給する必要があるため、測定条件が制約される場合
があるという問題があった。例えば、敷設された長距離光ファイバの試験を行う場合には
、光ファイバに対する被測定光の入射位置と光ファイバを介した被測定光の射出位置（被
測定光を受光する位置）とが遠隔になる。かかる場合には、光ファイバに入射させるため
の被測定光を射出するＭＬＦＲＬと、光ファイバを介した被測定光をサンプリングするサ
ンプリングパルス光を射出するサンプリングパルス光源とは遠隔して配置され、これらの
双方に同期した電気信号を供給することは極めて困難であり、長距離光ファイバの距離に
よっては事実上不可能なこともある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、外部からの電気信号の供給無しに被測
定光に同期したサンプリングパルス光を得て被測定光を測定することができる光サンプリ
ング測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の光サンプリング測定装置は、繰り返し周波数が制
御可能であるサンプリングパルス光（Ｐ５、Ｐ６）を射出する光源（２１）と、被測定光
（Ｐ４）と当該光源からのサンプリングパルス光とが入射される非線形光学素子（２４）
とを備え、前記非線形光学素子から射出される光（Ｐ８）を測定することで前記被測定光
の測定を行う光サンプリング測定装置において、前記非線形光学素子から射出される光の
繰り返し周波数に応じて、前記光源の繰り返し周波数を制御する帰還制御手段（２５、２
８、２９）を備えることを特徴としている。
この発明によると、非線形光学素子から射出される光の繰り返し周波数に応じて、サン
プリングパルス光を射出する光源の繰り返し周波数が制御され、これにより光源から射出
されるサンプリングパルス光が被測定光に同期する。
ここで、本発明の光サンプリング測定装置は、前記帰還制御手段が、前記被測定光の周
波数の１／ｎ（ｎは前記被測定光の繰り返し周波数を前記サンプリングパルス光の繰り返
し周波数で除算して得られる商）の周波数と、前記サンプリングパルス光の繰り返し周波
数との差が常に所定の値となるよう前記光源の繰り返し周波数を制御することを特徴とし
ている。
また、本発明の光サンプリング測定装置は、前記帰還制御手段が、前記非線形光学素子
からの光を受光する受光器（２５）と、前記所定の値の周波数を有する基準信号を発生す
る基準信号発生器（２８）と、前記受光器から出力される受光信号（Ｓ２）と前記基準信
号との位相差を比較する位相比較器（３１）と、前記位相比較器の比較結果に応じた制御
信号（Ｓ５）を前記光源に対して出力するループフィルタ（３２）とを備えることを特徴
としている。
この発明によると、非線形光学素子から射出される光が受光器で受光され、この受光信
号と基準信号発生器から出力される基準信号とが比較され、その比較結果に応じた制御信
号が光源に出力されて光源の繰り返し周波数が制御される。
或いは、本発明の光サンプリング測定装置は、前記帰還制御手段が、前記非線形光学素
子からの光を受光する第１受光器（２５）と、前記光源から射出される前記サンプリング
パルス光を受光する第２受光器（４１）と、前記第２受光器から出力される第２受光信号
（Ｓ７）を所定の分周比で分周する分周器（４２）と、前記第１受光器から出力される第
１受光信号（Ｓ２）と前記分周器で分周された前記第２受光信号（Ｓ８）との位相差を比
較する位相比較器（３１）と、前記位相比較器の比較結果に応じた制御信号（Ｓ５）を前
記光源に対して出力するループフィルタ（３２）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、非線形光学素子から射出される光が第１受光器で受光されるととも
に光源から射出されるサンプリングパルス光が第２受光器で受光され、第１受光器から出
力される第１受光信号と分周器で分周された第２受光信号とが比較され、その比較結果に
応じた制御信号が光源に出力されて光源の繰り返し周波数が制御される。
上記課題を解決するために、本発明の光サンプリング測定方法は、被測定光とサンプリ
ングパルス光とを非線形光学素子に入射させ、非線形光学効果により得られる光を用いて
被測定光を測定する光サンプリング測定方法において、前記非線形光学素子で非線形光学
効果により得られる光の繰り返し周波数に応じて、前記光源の繰り返し周波数を制御する
制御ステップを含むことを特徴としている。
ここで、本発明の光サンプリング測定方法は、前記制御ステップが、前記被測定光の繰
り返し周波数の１／ｎ（ｎは前記被測定光の周波数を前記サンプリングパルス光の周波数
で除算して得られる商）の周波数と、前記サンプリングパルス光の周波数との差が常に所
定の値となるよう前記サンプリングパルス光の繰り返し周波数を制御することを特徴とし
ている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部からの電気信号の供給無しに、被測定光に同期したサンプリング
パルス光を得ることができるという効果がある。その結果、煩雑さが解消されるとともに
測定条件の制約が緩和され、種々の状況下において被測定光の測定を行うことが可能にな
るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による光サンプリング測定装置及び方法につ
いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態による光サンプリング測定装置の全体構
成を示すブロック図である。尚、図１においては、各ブロック間で入出力される電気信号
を細線の矢印で表し、光信号を太線の矢印で表している。図１に示す通り、本実施形態の
光サンプリング測定装置は、被測定光Ｐ４を生成する光源部１０と被測定光を測定する測
定部２０とに大別される。光ファイバの試験を行う場合には、被試験対象の光ファイバの
各々の端部に光源部１０及び測定部２０のそれぞれを配置し、光源部１０が生成した被測
定光Ｐ４を光ファイバの一端から入射させ、光ファイバを介して他端から射出される被測
定光を測定部２０で測定する。
【００１２】
光源部１０は、電気信号発生器１１、モード同期ファイバリングレーザ（以下、ＭＬＦ
ＲＬという）１２、光強度変調器１３、パターンジェネレータ１４、エルビウム・ドープ
ド・ファイバ増幅器（以下、ＥＤＦＡという）１５、及び偏光制御器１６を含んで構成さ
れる。電気信号発生器１１は、光源部１０で生成する被測定光Ｐ４の繰り返し周波数ｆsi
gを定める電気信号Ｓ１を出力する。被測定光Ｐ４の繰り返し周波数ｆsigは、例えば「１
０ＧＨｚ」程度である。ＭＬＦＲＬ１２は、電気信号発生器１１から出力される電気信号
Ｓ１に同期して光パルス列Ｐ１を射出する。
【００１３】
パターンジェネレータ１４は、電気信号発生器１１から出力される電気信号Ｓ１に同期
して、所定のパターンをデータｄ１として光強度変調器１３に射出する。光強度変調器１
３は、パターンジェネレータ１４から出力されるデータｄ１に基づいて、ＭＬＦＲＬ１２
から射出される光パルス列Ｐ１を変調して例えば１０Ｇｂ／ｓの光信号列を生成し、パル
ス光Ｐ２として射出する。ＥＤＦＡ１５は光強度変調器１３から射出されるパルス光Ｐ２
を増幅してパルス光Ｐ３として射出し、偏光制御器１６はＥＤＦＡ１５から射出されるパ
ルス光Ｐ３の偏光方向を制御して被測定光Ｐ４として射出する。この被測定光Ｐ４が被試
験対象の光ファイバ（不図示）に入力される。
【００１４】
測定部２０は、能動モード同期ファイバレーザ２１、偏光制御器２２、光合波器２３、
非線形光学素子２４、受光器２５、Ａ／Ｄ変換器２６、コンピュータ２７、基準信号発生
器２８、及び制御部２９を含んで構成される。能動モード同期ファイバレーザ２１は被測
定光をサンプリングするサンプリングパルス光Ｐ５を射出するものであり、制御部２９か
ら出力される制御信号Ｓ５に応じた繰り返し周波数ｆsamを有するサンプリングパルス光
を射出する。偏光制御器２２は能動モード同期ファイバレーザ２１から射出されるサンプ
リングパルス光Ｐ５の偏光方向を制御してサンプリングパルス光Ｐ６として射出する。
【００１５】
光合波器２３は、光源部１０で生成された被測定光Ｐ４とサンプリングパルス光Ｐ６と
を合波して、合波光Ｐ７として射出する。この光合波器２３は、被測定光Ｐ４及びサンプ
リングパルス光Ｐ６の偏光方向に応じて被測定光Ｐ４及びサンプリングパルス光Ｐ６の透
過及び反射を制御することができる偏光ビームスプリッタを用いることが好ましい。非線
形光学素子２４は、例えばＫＴＰ（リン酸チタニルカリウム：KTiOPO４）であり、被測定
光Ｐ４とサンプリングパルス光Ｐ６との和周波光を発生するように、その光軸が設定され
て光合波器２３と受光器２５との間の光路上に配置されている。この非線形光学素子２４
に合波光Ｐ７が入射すると、その和周波光Ｐ８が射出される。
【００１６】
受光器２５は、例えばアバランシェ・フォトダイオードで実現され、非線形光学素子２
４から射出される和周波光Ｐ８を光電変換して受光信号Ｓ２を出力する。尚、非線形光学
素子２４と受光器２５との間に、和周波光Ｐ８以外の光、即ち非線形光学素子２４を透過
した被測定光Ｐ４及びサンプリングパルス光Ｐ６を遮光する光フィルタを設けることが好
ましい。Ａ／Ｄ変換器２６は受光器２５から出力される受光信号Ｓ２をディジタル変換す
る。尚、図１においては図示を省略しているが、受光器２５とＡ／Ｄ変換器２６との間に
、受光器２５から出力される受光信号Ｓ２を増幅する増幅器を設けることが好ましい。更
に、これらの増幅器は入力する受光信号Ｓ２の強度に応じて自動的に増幅率（レンジ）を
切り替えるように構成されていることが望ましい。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器２６から出力されるディジタル信号は信号Ｓ３としてコンピュータ２７に
出力される。コンピュータ２７は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory
）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置、ＣＲＴ（Cathod Ray Tube）又は
液晶表示装置等の表示装置を含んで構成され、Ａ／Ｄ変換器２６から出力される信号Ｓ３
に対して各種ディジタル処理を施して被測定光Ｐ４の波形を測し、測定結果を不図示の表
示装置に出力する。
【００１８】
基準信号発生器２８は、所定の周波数を有する基準信号Ｓ４を出力する。ここで、周波
数がｆsigの被測定光Ｐ４に対して等価時間サンプリングを行う場合には、サンプリング
パルス光Ｐ５（Ｐ６）の周波数ｆsamは、以下の（１）式で表される周波数に設定される
。
ｆsam＝（ｆsig／ｎ）−Δｆ    ……（１）
上記（１）中において、ｎは被測定光Ｐ４の周波数（ｆsig）をサンプリングパルス光
Ｐ５（Ｐ６）の中心周波数で除算して得られる商（整数）であり、Δｆは微小周波数であ
る。基準信号発生器２８から出力される基準信号Ｓ４の周波数はｎ・Δｆに設定される。
尚、微小周波数Δｆは、作業者による手動の調整又は自動的な調整により可変することが
できる。
【００１９】
尚、基準信号発生器２８から出力される基準信号Ｓ４の周波数ｎ・Δｆは、非線形光学
素子２４から射出される和周波光Ｐ８の繰り返し周波数と等しい周波数である。また、等
価時間サンプリングの標本化間隔Δｔは、被測定光Ｐ４の周波数ｆsig、整数ｎ、及び微
小周波数Δｆを用いて以下の（２）式で表される。
Δｔ≒（ｎ２・Δｆ）／ｆsig２    ……（２）
従って、微小周波数Δｆの調整を行うことによって、等価時間サンプリングの標本化間
隔Δｔを変えることができる。
【００２０】
制御部２９は、受光器２５から出力される受光信号Ｓ２と基準信号発生器２８から出力
される基準信号Ｓ４との位相を比較し、その差に応じた制御信号Ｓ５を能動モード同期フ
ァイバレーザ２１に出力する。この制御信号Ｓ５によって能動モード同期ファイバレーザ
２１から射出されるサンプリングパルス光Ｐ５の繰り返し周波数が制御される。つまり、
受光信号Ｓ２を帰還させて能動モード同期ファイバレーザ２１の制御を行っている。ここ
で、制御部２９は、被測定光Ｐ４の周波数の１／ｎの周波数と、サンプリングパルス光Ｐ
５（Ｐ６）の周波数ｆsamとの差が常にｎ・Δｆとなるように能動モード同期ファイバレ
ーザ２１を制御する。
【００２１】
次に、制御部２９の構成について説明する。図２は、制御部２９の具体的構成を示すブ
ロック図である。尚、理解を容易にするために、図２においては光サンプリング測定装置
の全体構成を図示しており、図１に示したブロックと同一のブロックには同一の符号を付
してある。また、各ブロック間で入出力される電気信号を黒線の矢印で表し、光信号を白
抜きの矢印で表している。
【００２２】
図２に示す通り、制御部２９は、位相比較器３１とループフィルタ３２とを含んで構成
される。位相比較器３１は、基準信号発生器２８から出力される基準信号Ｓ４と受光器２
５から出力される受光信号Ｓ２との位相を比較し、その差を示す誤差信号Ｓ６を出力する
。ループフィルタ３２は、位相比較器３１からの誤差信号Ｓ６に応じた制御信号Ｓ５を出
力する。このループフィルタ３２から出力される制御信号Ｓ５は、被測定光Ｐ４の周波数
の１／ｎの周波数と、サンプリングパルス光Ｐ５（Ｐ６）の周波数ｆsamとの差をｎ・Δ
ｆとする制御信号である。
【００２３】
上記構成において、電気信号発生器１１から電気信号Ｓ１が出力されると、電気信号Ｓ
１に同期してＭＬＦＲＬ１２から光パルス列Ｐ１が射出されるとともに、電気信号Ｓ１に
同期してパターンジェネレータ１４から所定のパターンを有するデータｄ１が出力される
。光パルス列Ｐ１が光強度変調器１３に入射すると、データｄ１に基づいて変調されてパ
ルス光Ｐ２が射出される。このパルス光Ｐ２はＥＤＦＡ１５で増幅されてパルス光Ｐ３に
なり、更に偏光制御器１６で偏光方向が制御されて被測定光Ｐ４として光源部１０から射
出される。光源部１０から射出された被測定光Ｐ４は光合波器２３に入射する。
【００２４】
一方、能動モード同期ファイバレーザ２１から射出されたサンプリングパルス光Ｐ５は
、偏光制御器２２で偏光方向が制御されてサンプリングパルス光Ｐ６として光合波器２３
に入射する。被測定光Ｐ４及びサンプリングパルス光Ｐ６は光合波器２３で合波されて、
合波光Ｐ７として非線形光学素子２４に入射する。合波光Ｐ７が非線形光学素子２４に入
射されると、非線形光学効果によって被測定光Ｐ４とサンプリングパルス光Ｐ６との和周
波光Ｐ８が発生して非線形光学素子２４から射出される。
【００２５】
図３は、被測定光Ｐ４、サンプリングパルス光Ｐ６、及び和周波光Ｐ８の一例を示す図
である。尚、図３の横軸には時間をとり、縦軸には光強度（任意単位）をとっている。い
ま、被測定光Ｐ４の（光パルスの）周波数がｆsigであり、サンプリングパルス光Ｐ６の
（光パルスの）周波数ｆsamが（ｆｓｉｇ／ｎ）−Δｆに設定されるとする。図３に示す
通り、サンプリングパルス光Ｐ６は、δ関数的なパルス幅が狭い光パルスである。
【００２６】
被測定光Ｐ４とサンプリングパルス光Ｐ６とが非線形光学素子２４に入射すると、被測
定光Ｐ４とサンプリングパルス光Ｐ６との両者が存在する時間のみ和周波光Ｐ８が発生す
る。この和周波光Ｐ８の強度はサンプリングパルス光Ｐ６の光強度（光パルスの強度）が
一定であるため、被測定光Ｐ４の光強度に依存する。ここで、被測定光Ｐ４とサンプリン
グパルス光Ｐ６との間には微小周波数Δｆが設定されているため、和周波光Ｐ８の包絡線
は、被測定光Ｐ４の１つの光パルスを時間軸方向にｆsig／（ｎ・Δｆ）だけ拡大した形
状になる。また、和周波光Ｐ８の包絡線が出現する周波数（繰り返し周波数）は、ｎ・Δ
ｆである。
【００２７】
非線形光学素子２４から射出された和周波光Ｐ８は、受光器２５で受光されて受光信号
Ｓ２に変換される。和周波光Ｐ８の繰り返し周波数がｎ・Δｆであるため、受光信号Ｓ２
の繰り返し周波数もｎ・Δｆになる。受光信号Ｓ２はＡ／Ｄ変換器２６でディジタル信号
に変換され、信号Ｓ３としてコンピュータ２７に入力される。コンピュータ２７は信号Ｓ
３に対して各種ディジタル処理を施して被測定光Ｐ４の波形を測定し、測定結果を不図示
の表示装置に表示する。また、受光器２５から出力された受光信号Ｓ２は、制御部２９に
設けられた位相比較器３１に入力されて、基準信号発生器２８から出力される周波数がｎ
・Δｆの基準信号Ｓ４との位相が比較される。
【００２８】
制御部２９からは受光信号Ｓ２と基準信号Ｓ４との位相差に応じた誤差信号Ｓ６が出力
され、ループフィルタ３２は能動モード同期ファイバレーザ２１に対して誤差信号Ｓ６に
応じた制御信号Ｓ５を出力する。尚、ループフィルタ３２から出力される制御信号Ｓ５は
、被測定光Ｐ４の周波数の１／ｎの周波数と、サンプリングパルス光Ｐ５（Ｐ６）の周波
数ｆsamとの差をｎ・Δｆとする制御信号である。
【００２９】
ここで、非線形光学素子２４から射出される和周波光Ｐ８には被測定光Ｐ４の位相情報
が含まれているため、和周波光Ｐ８を受光して得られる受光信号Ｓ２にも和周波光Ｐ８の
位相情報が含まれる。従って、微小周波数Δｆを調整して標本化間隔Δｔを適切に設定し
た上で、受光信号Ｓ２と基準信号Ｓ４との位相を比較し、その差に応じた誤差信号Ｓ６に
基づいて能動モード同期ファイバレーザ２１を制御することにより、サンプリングパルス
光Ｐ５（Ｐ６）を被測定光Ｐ４に同期させることができる。これによって、ＭＬＦＲＬ１
２に対して供給する電気信号Ｓ１に同期した電気信号を、能動モード同期ファイバレーザ
２１に供給しなくとも被測定光Ｐ４の測定を行うことができる。
【００３０】
次に、光サンプリング測定装置の他の構成例について説明する。図４は、光サンプリン
グ測定装置の他の構成例を示すブロック図である。尚、図２と同様に図４においても光サ
ンプリング測定装置の全体構成を図示し、図１に示したブロックと同一のブロックには同
一の符号を付してある。また、各ブロック間で入出力される電気信号を黒線の矢印で表し
、光信号を白抜きの矢印で表している。
【００３１】
図４に示す光サンプリング測定装置は、図１及び図２に示した基準信号発生器２８が省
略されており、代わりに受光器４１及び分周器４２を備えている点が異なる。受光器４１
は、例えばアバランシェ・フォトダイオードで実現され、能動モード同期ファイバレーザ
２１から射出されるサンプリングパルス光Ｐ５を受光して受光信号Ｓ７を出力する。分周
器４２は受光器４１から出力される受光信号Ｓ７を所定の分周比で分周して位相比較器３
１に対して電気信号Ｓ８を出力する。
【００３２】
図４に示す光サンプリング装置においても、非線形光学素子２４から射出される和周波
光Ｐ８の繰り返し周波数がｎ・Δｆであるため、受光信号Ｓ２の繰り返し周波数もｎ・Δ
ｆになる。また、能動モード同期ファイバレーザ２１から射出されるサンプリングパルス
光Ｐ５の繰り返し周波数がｆsamであるため、受光器４１から出力される受光信号Ｓ７の
繰り返し周波数もｆsamになる。ここで、分周器４２から出力される電気信号Ｓ８の周波
数は、図１に示した基準信号発生器２８から出力される基準信号Ｓ４の周波数と同じ周波
数（ｎ・Δｆ）に設定される。
【００３３】
従って、分周器４２の分周比をＸとするとｆsam／Ｘ＝ｎ・Δｆなる関係式が成り立ち
、前述した（１）式を用いて式を変形すると分周器４２に設定すべき分周比Ｘは、以下の
（３）式で表される。
Ｘ＝（ｆsig−ｎ・Δｆ）／（ｎ２・Δｆ）    ……（３）
ここで、ｆsig＝ｍ・Δｆなる関係を満たす整数ｍを用いると、上記（３）式は以下の
（４）式として表すことができる。
Ｘ＝（ｍ−ｎ）／ｎ２    ……（４）
【００３４】
よって、被測定光Ｐ４の周波数ｆsigと微小周波数Δｆとが整数倍の関係となるように
微小周波数Δｆを調整するとともに、分周器４２の分周比を上記（４）式に示される分周
比に設定すれば、サンプリングパルス光Ｐ５（Ｐ６）を被測定光Ｐ４に同期させることが
できる。尚、微小周波数Δｆの調整を行うことは、前述した（２）式に示される通り、等
価時間サンプリングの標本化間隔Δｔの調整を行うことと同義である。以上説明した通り
、図４に示す光サンプリング測定装置においても図１に示す構成の光サンプリング測定装
置と同様に、ＭＬＦＲＬ１２に対して供給する電気信号Ｓ１に同期した電気信号を、能動
モード同期ファイバレーザ２１に供給しなくとも、被測定光Ｐ４の測定を行うことができ
る。
【００３５】
以上、本発明の一実施形態による光サンプリング測定装置及び方法について説明したが
、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に設計変更が可能
である。例えば、上記実施形態では、基準信号発生器２８、位相比較器３１、及びループ
フィルタ３２を設けて能動モード同期ファイバレーザ２１の制御を行い、又は位相比較器
３１、ループフィルタ３２、及び分周器４２を設けて能動モード同期ファイバレーザ２１
の制御を行っていた。しかしながら、これらをＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピ
ュータで構成するとともにこれらの機能をソフトウェアで実現して能動モード同期ファイ
バレーザ２１の制御を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態による光サンプリング測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】制御部２９の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】被測定光Ｐ４、サンプリングパルス光Ｐ６、及び和周波光Ｐ８の一例を示す図である。
【図４】光サンプリング測定装置の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
２１    能動モード同期ファイバレーザ（光源）
２４    非線形光学素子
２５    受光器（帰還制御手段、第１受光器）
２８    基準信号発生器（帰還制御手段）
２９    制御部（帰還制御手段）
３１    位相比較器
３２    ループフィルタ
４１    受光器（第２受光器）
４２    分周器
Ｐ４    被測定光
Ｐ５    サンプリングパルス光
Ｐ６    サンプリングパルス光
Ｐ８    和周波光（非線形光学素子から射出される光）
Ｓ２    受光信号（第１受光信号）
Ｓ５    制御信号
Ｓ７    受光信号（第２受光信号）
Ｓ８    電気信号（分周器で分周された第２受光信号）
【図１】
2005140715.tif 000003
【図２】
2005140715.tif 000004
【図３】
2005140715.tif 000005
【図４】
2005140715.tif 000006