(57)【要約】【課題】デバイスの能動的特性と受動的特性の両方の光デバイスを調べる方法を提供すること。【解決手段】  光デバイスの能動的および受動的特性を調べることは、局部発信器信号をＤＵＴ（２０２，７０２，８０２）に印加して、局部発信器信号の一部（基準局部発信器信号）を直接光分析器（２１４，７１８，８１４）に供給する。基準局部発信器信号を光分析器に供給すると、直接計測が得られるとともに、ＤＵＴに関連する干渉測定が可能となる。干渉測定は、ＤＵＴに基準局部発信器信号を印加した局部発信器信号の一部の合成結果である。干渉測定は、分離装置（２２４，７２４，８２４）によって使用され、ＤＵＴの受動特性を示し、直接測定はＤＵＴの能動特性を示すのに使用される。【選択図】図５
2005055441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象デバイスの光学特性を調べる方法であって、
試験対象デバイスへ局部発振器信号を印加することと、
前記試験対象デバイスへの前記局部発振器信号の印加期間中に、前記試験対象デバイスの能動的特性および該試験対象デバイスの受動的特性を表わす光信号を生成することと、
前記光信号に応答して生成された受動帯域データから前記光信号に応答して生成された能動帯域データを分離することと、
を有する方法。
【請求項２】
前記光信号を検出する前に、前記試験対象デバイスに印加した前記局部発振器信号と前記試験対象デバイスに印加しなかった前記局部発振器信号の一部とを合成することをさらに有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記受動帯域データから前記能動帯域データを分離するステップは、能動帯域信号と受動帯域信号を含む電気的なベースバンド信号をフィルタリングすることをさらに有する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記能動帯域データを用い前記試験対象デバイスの能動的特性を特性解明することと、
前記受動帯域データを用い前記試験対象デバイスの受動的特性を特性解明することと、
をさらに有する請求項１記載の方法。
【請求項５】
試験対象デバイスの光学的特性を調べるシステムであって、
試験対象デバイスに局部発振器信号を出力する局部発振源と、
前記局部発振源と光通信状態にあって、前記試験対象デバイスに対する前記局部発振器信号の印加期間中に前記試験対象デバイスの能動的特性と該試験対象デバイスの受動的特性を表わす光信号を生成するデバイスインタフェース装置と、
前記デバイスインタフェース装置と光通信状態にあって、前記光信号に応答して生成された受動帯域データから前記光信号に応答して生成された能動帯域データを分離する分離装置と、
を備えるシステム。
【請求項６】
前記デバイスインタフェース装置が前記局部発振器信号の基準部分を光分析器へ直接供給する光路を有する、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記光分析器が前記光信号を検出する前に、前記試験対象デバイスへ供給する前記局部発振器信号に該局部発振器信号の前記基準部分を合成するカプラをさらに含む、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記分離装置が、
前記試験対象デバイスの能動的特性および該試験対象デバイスの受動的特性を表わす前記光信号を検出する検出器と、
電気的なベースバンド信号を第１と第２の電気信号に分割する電気的スプリッタと、
前記第１の電気信号をフィルタリングして能動帯域信号を通過させる能動帯域フィルタと、
前記第２の電気信号をフィルタリングして受動帯域信号を通過させる受動帯域フィルタと、
を有する請求項５記載のシステム。
【請求項９】
前記分離装置が、
前記試験対象デバイスの能動的特性および該試験対象デバイスの受動的特性を表わす前記光信号を検出する検出器と、
能動帯域信号と受動帯域信号を含む電気的なベースバンド信号をディジタルデータへ変換するディジタル捕捉装置と、
前記ディジタルデータを処理し、受動帯域データとは切り離して能動帯域データを識別するプロセッサと、
を備える請求項５記載のシステム。
【請求項１０】
前記分離装置が、
生成した前記光信号を第１と第２の光信号に分割する光スプリッタと、
前記第２の光信号に前記局部発振器信号の一部を合成する光カプラと、
前記第１の光信号と前記合成光信号を個別検出して対応する第１および第２の電気信号を生成する第１および第２の検出器と、
前記第１の電気信号をフィルタリングして能動帯域信号を通過させる能動帯域フィルタと、
前記第２の電気信号をフィルタリングして受動帯域信号を通過させる受動帯域フィルタと、
を備える請求項５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して光デバイスの特性を調べることに関し、特に光デバイスの能動的光学特性および受動的光学特性を調べる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスは、能動的と受動的の両方の光学特性を有し得る。例えば、光増幅器は、伝送損失や伝送利得や偏波依存損失や戻り損失や偏波モード分散や色分散等の主に受動的な光学特性だけでなく、増幅器の能動域内で生ずる光ノイズ量や被増幅自然放出（ＡＳＥ；ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等の能動的光学特性もまた有する。一般に、光スペクトル分析器（ＯＳＡ；ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて光デバイスの能動的特性を調べ、その一方で個別光回路網分析器（ＯＮＡ；ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて光デバイスの受動的特性を完全に調べる。光デバイスの特性を調べる二つの異なる試験システムの使用は、二つの異なる試験システムの保守管理費用や増大した起動時間や様々な試験組織編制への複数の光学的結線からの追加的な計測不確実性や試験期間中の安定装置および／または試験システム特性に対する信頼性を含む欠点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光デバイスの光学特性を完全に調べる（characterize）必要性に鑑み、必要とするのは光デバイスの能動的特性と受動的特性の両方を調べることに関する有効な技法である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
光デバイスの能動的特性と受動的特性を調べることには、試験対象デバイス（ＤＵＴ）への局部発振器信号の印加と、光分析器への局部発振器信号の一部（基準局部発振器信号と呼ぶ）の直接供給が含まれる。光分析器への基準局部発振器信号の供給により、受動的ＤＵＴ特性の干渉計測値をＤＵＴの能動的特性と共に調べることができるようになる。ＤＵＴの光出力は、直接検出帯域と受動的特性解明周波数帯域からなる分割検出法を用いて分離することのできる能動的成分および受動的成分の混合からなる。ＤＵＴ出力の分離された能動的成分および受動的成分が、ＤＵＴの能動的特性と受動的特性の計測値を規定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
説明中、同様の要素を表わすのに同様の参照符号が用いられよう。図１は、信号源１０４からの信号を増幅するのに用いる光増幅器１０２を表わす図である。光増幅器の特性調査の関心事である光学特性には、能動的特性と受動的特性が含まれる。能動的特性には、増幅器内で発生し増幅器の入力ポートおよび／または出力ポートへ伝わるノイズ（例えば、被増幅自然放出（ＡＳＥ））や二重レイリー後方散乱が含まれる。増幅器の受動的特性には、増幅器から出力される光の伝送利得や伝送損失や反射や偏波依存損失や戻り損失や偏波モード分散や色分散が含まれる。
【０００６】
図２は、光増幅器等のＤＵＴの能動的特性および受動的特性を調べるためのシステム２００を表わす図である。このシステムには、光学的飽和トーン発生器２０４と光スイッチＳＷ１，ＳＷ２と変調器２０６と局部発振源２０８とカプラ２１０，２１２と光分析器２１４が含まれる。このシステムは、光増幅器等のＤＵＴ２０２へ光学的に接続可能である。増幅器を図２に図示し例示目的に説明したが、下記のシステムおよび方法は他の光デバイスへ適用可能である。
【０００７】
飽和トーン発生器２０４は、増幅器２０２へ光信号を供給する複数のレーザダイオード２１６を含む。一実施形態では、照射された飽和トーンの波長は、波長分割多重（ＷＤＭ）通信網内の信号を模擬するよう選択してあり、その振幅は試験の要求に応じて個別設定される。例えば、飽和トーンは１．３ミクロンまたは１．５ミクロン帯域で照射される。例えば、１．５ミクロン帯域内では、１以上の光飽和トーンを標準的なＩＴＵ（国際電気通信連合）周波数格子間隔に配置することができる。飽和トーン発生器の他の実施形態は、代替要素を用いて増幅器飽和状態を設定する。代替例には、ＤＷＤＭ試験条件を模擬すべく等化することのできるスペクトル内容をもって増幅器利得あるいは広帯域光源の過渡応答に比べ素早く掃引する高速レーザが含まれる。
【０００８】
光スイッチＳＷｌ，ＳＷ２は、増幅器２０２で発生するＡＳＥの計測に用いられる。ＷＤＭ通信チャンネルに対応する特定波長（ここではチャンネルとも呼ぶ）のＡＳＥを計測することが、望ましい。エルビウムをドープ処理した光増幅器の利得が光信号を変調または光学的にゲート制御できるレートに比べ比較的緩慢に変換することは、周知である。この応答性の違いが原因で、チャンネルにおけるＡＳＥは、飽和トーンを増幅器に印加し、飽和トーンを遮断（例えば、スイッチＳＷ１の開成により）し、続いて受信ＡＳＥを計測することで正確に計測することができる。この変調器は、周知の時間領域減衰法に従ってＡＳＥの特性解明を可能にする仕方でもってスイッチの開閉成を制御するのに用いられる。
【０００９】
局部発振源２０８は、一定の波長範囲にわたって連続的に可調整な高度にコヒーレントな可調整レーザである。動作期間中、局部発振源は一定範囲の周波数あるいは波長にわたってＤＵＴ２０２の光学特性を特性解明すべく一定範囲の周波数あるいは波長にわたって調整あるいは連続的に掃引することのできる高度にコヒーレントな光局部発振器信号を生成する。一実施形態では、１．５ミクロン帯域の局部発振器信号がほぼ４０ｎｍ／ｓすなわち６．１５ＭＨｚ／μｓで連続的に掃引され、掃引範囲はほぼ１００ｎｍとなるが、掃引レートと掃引範囲はより高くあるいはより低くすることができ、数ナノメータの数ＩＴＵ格子点にわたる掃引を含もう。一実施形態では、波長範囲はＤＵＴの一関数として選択される。局部発振源の出力は強度(intensity)または偏波(polarization)において変調し、例えばＡＳＥの検出あるいは偏波分散受信の取得を容易にすることができる。図３Ｂに関連する実施形態では、能動帯域３３８を用いてＡＳＥを特性調査したときに、局部発振源を瞬間的にゲート遮断し、局部発振源が貢献する追加のパワーとは無関係にＡＳＥの計測を可能にすることができる。このゲート制御は、局部発振源に対する内部電流制御を用いるか、あるいは外部光強度変調器を用いることで達成される。例えば、図２において、スイッチを局部発振源２０８とカプラ２１０の間に配置し、局部発振器の状態強度をオン状態からオフ状態へ変調することができる。これは、ＡＳＥの検出時に飽和信号の影響を低減する以下に説明する周知の時間領域減衰法に類似するものである。この場合、それは図２、図４、図５、図６による受動デバイス特性の計測を可能にする探査信号に適用される。
【００１０】
カプラ２１０，２１２は、局部発振源２０８をＤＵＴ２０２と光分析器２１４へ光学的に接続する。光分析器内のカプラ２２０は、ＤＵＴからの光に局部発振源２０８からの基準掃引局部発振器信号を合成する。光カプラは光学的な方向性３ｄＢファイバカプラでよいが、他の周知の光カプラや合成器や偏波分散法を用いることもできる。一実施形態では、光カプラは入力光の波長と偏波とはほぼ無関係である。光カプラは、シングルモード光カプラでよい。
【００１１】
光分析器２１４は、可調整光フィルタ２２１やカプラ２２０や検出器２２２や分離装置２２４を含む。可調整フィルタは、帯域ノイズを低減する光学式帯域通過フィルタとして機能する。例示可調整フィルタには、光カプラや光サーキュレータと組み合わせて用いフィルタの帯域阻止機能を帯域通過機能へ変換する可調整ファブリ・ペローフィルタや自由間隙回折格子ベースのフィルタや可調整ブラッグ回折格子フィルタ、さらに塊状あるいは平面形状の可調整音響光学式フィルタが含まれる。可調整フィルタにより、ＡＳＥ計測は波長の関数として作成することができる。さもなければ、可調整フィルタはカプラ２２０後方に配置することもできる。
【００１２】
検出器はカプラ２２０に光学的に接続してあり、ＤＵＴ２０２と局部発振源２０８から光信号を受信する。検出器は、ＤＵＴおよび局部発振源からの光信号に応答して電気信号を生成する。一実施形態では、検出器は二乗検波を用い、そのことがＤＵＴからの光信号と局部発振源からの光信号の混合を招く。ＤＵＴからの光信号と被掃引局部発振器信号からの光信号の混合が、局部発振源掃引レートと基準光路に対する試験光路を介する相対的遅延の積に比例する周波数のヘテロダインうなり信号を生成する。単一の検出器を図示したが、平衡検出をもたらしてノイズを低減するとともにＤＵＴの試験に必要な偏波分散受信をもたらすのに複数の検出器を用い得ることは周知である。代替実施形態では、光分析器２１４はＡＳＥの計測に用いるカプラ２２０の前段に配置した光検出器を含めることもできる。光検出器からのヘテロダインうなり信号は、分離装置に供給する。
【００１３】
分離装置２２４は、検出器２２２から電気的なベースバンド信号を受信する。以下により詳しく説明するように、ベースバンド信号には能動帯域データと受動帯域データが含まれる。分離装置は、受動帯域データから能動帯域データを分離する。分離装置は本発明の鍵を握る構成要素であり、以下にさらに詳しく説明する。
【００１４】
図２のシステムでは、局部発振源２０８は二つの光路と試験光路２２８と基準光路２３０により光分析器２１４へ光学的に接続してある。試験光路はＤＵＴを含むが、基準光路はＤＵＴを含まない。本発明によれば、図２のシステム内の基準光路により増幅器の受動的特性を調べることを増幅器の能動的特性を調べることと共に達成することができる。具体的には、基準光路により増幅器に関連する干渉計測値が直接計測値と共に得られ、ここでは干渉計測値は試験光路（ＤＵＴを含む）を進行する被掃引局部発振器信号の一部に基準光路を進行する被掃引局部発振器信号の一部を合成することから得られる。本発明によれば、干渉計測値は増幅器の能動的特性を調べることに用いる直接計測値と共に得られる。干渉計測値と直接計測値は、能動帯域データと受動帯域データの両方を含むベースバンド信号の形で得られる。能動帯域データと受動帯域データは続いて互いに分離され、能動帯域データはＤＵＴの能動的特性を調べることに用いられ、その一方で受動帯域データはＤＵＴの受動的特性を調べることに用いられる。別の実施形態では、図２のシステムの基準光路により増幅器の能動的特性を調べることと同時に増幅器の受動的特性を調べることが可能となる。
【００１５】
能動帯域データは、異なる手法を用い受動帯域データから分離することができる。一つの手法では、能動帯域データはベースバンド信号を第１と第２の信号に分割し、第１の信号をフィルタリングして能動帯域信号を通過させるとともに第２の信号をフィルタリングして受動帯域信号を通過させることで受動帯域データから分離される。別の手法では、能動帯域データはベースバンド信号をディジタルデータへ変換し、ディジタルデータを処理して受動帯域データとは切り離して能動帯域データを識別することで受動帯域データから分離される。さらに別の手法では、ＤＵＴの能動的および受動的特性を表わす光信号を二つの異なる光信号に分割する。光信号のうちの一方は被掃引局部発振器信号と合成し、異なる信号を別個に検出する。能動帯域データは被掃引局部発振器信号を用いずに生成したベースバンド信号をフィルタリングすることで分離され、受動帯域データは被掃引局部発振器信号を用いて生成したベースバンド信号をフィルタリングすることで分離される。
【００１６】
光増幅器の能動的特性および受動的特性を調べる図２のシステムの動作を、図２を参照して説明する。増幅器の能動的特性を調べる技法を、先ず増幅器の受動的特性を調べる技法の説明を続けることで簡潔に説明する。
【００１７】
調べられる増幅器の二つの特性の多くは、利得とＡＳＥである。増幅器利得は、被掃引局部発振器信号を増幅器に印加し、波長範囲全体に出力パワーを計測し、続いて出力パワーを較正掃引にて計測されるパワーと比較することで特性を調べることができる。較正用に増幅器を迂回するために一般に用いる技法には、二つの光スイッチか、一つの光スイッチと光カプラか、パッチコードの使用が含まれる。図２の実施形態において、較正掃引には例えば較正光路を介してＤＵＴ２０２を光学的に迂回させ、被掃引局部発振器信号の出力パワーを計測することが含まれよう。さもなくば、各飽和トーン（「点利得」と呼ぶ）での増幅器利得は、飽和トーンを印加し、各飽和トーンにて入力パワーと出力パワーを比較することで計測することもできる。
【００１８】
増幅器のＡＳＥは、周知の時間領域減衰（ＴＤＥ）法（光ノイズ特性解明用「パルス」法とも呼ぶ）を用いて特性解明することができる。ＴＤＥ法では、飽和トーン、すなわち別の方法でＡＳＥ計測値と干渉し得るトーンを（例えば図２のスイッチＳＷ１を開成することで）瞬間的にゲート遮断する。増幅器の低速利得ダイナミクスのお陰で、ＡＳＥは飽和トーンがゲート遮断された後に計測することができる。図２を参照するに、スイッチＳＷ１が閉成しスイッチＳＷ２が開成した状態で、飽和トーン発生器２０４からの飽和トーンがＤＵＴ２０２に供給される。変調器２０６はそこでスイッチＳＷ１を開成するとともにスイッチＳＷ２を閉成し、それによって増幅器のＡＳＥが特定チャンネルにて特性を調べることができるようにする。
【００１９】
図２のシステムに類似するシステムを用いて増幅器の利得およびＡＳＥの特性を調べる技法の完全な説明は、本願明細書に引用文献として取り込む１９９８年にプレンティスホールＰＴＲ社発行の書籍「光ファイバの試験および計測（Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｔｅｓｔ  ａｎｄ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）」の第１３章に記載されている。本願明細書に記載した技法に加え、本発明範囲から逸脱することなくＤＵＴの利得およびＡＳＥの特性を調べるのに他の技法を用いることもできる。
【００２０】
図２のシステムを用いた増幅器２０２の受動的特性を調べることには、被掃引局部発振器信号の一部を試験光路２２８と基準光路２３０に同時に供給することが含まれる。試験光路を進行する被掃引局部発振器信号の一部を、ＤＵＴに印加する。ＤＵＴに対する被掃引局部発振器信号の印加は、被掃引局部発振器信号に若干の遅延を分与する。被掃引局部発振器信号の遅延部分は、そこで光分析器２１４の被掃引局部発振器信号の基準部分と合成される。合成された光信号は光分析器において検出され、被掃引局部発振器信号の二つの部分間の遅延により増幅器の受動的特性を調べることに用いるうなり周波数が生ずる。干渉技法を用いて光デバイスの受動的特性を調べることは当分野では公知であり、ここで詳しく説明はしない。
【００２１】
本発明によれば、試験光路を介して光分析器２１４にて受信する光信号はＤＵＴ２０２の能動的特性と受動的特性の両方を表わすものである。試験光路を介して受信した光信号の少なくとも一部に基準光路からの被掃引局部発振器信号を合成することで、増幅器の能動的特性と受動的特性の両方に関するデータを得ることができる。このデータは、能動帯域データと受動帯域データの両方を含む電気的なベースバンド信号として得られる。
【００２２】
図３Ａは、図２を参照して前記した増幅器の特性調査から生成した電気的なベースバンド信号３３４を視覚的に表わすものである。ベースバンド信号は、電気周波数（ｆ）の関数として検出器（Ｓｉ（ｆ））を介する電流として描いてある。上記のように、ベースバンド信号は受動帯域および能動帯域を含む。図３Ａの例では、受動帯域（すなわち、下部帯域）は下部周波数に存在し、ＤＵＴの受動的特性を調べることに用いられる。被掃引局部発振器信号の基準部分と被掃引局部発振器信号の試験部分との混合から生成するうなり周波数３４０（うなりトーンとも呼ぶ）は全て、受動帯域内に存在する。これらのうなり周波数は波長の関数として捕捉され、受動的ＤＵＴ特性対波長の特性解明を可能にする。特定のうなり周波数は局部発振器掃引率と試験光路を介する遅延の積に比例するため、受動帯域の上限は掃引レートと遅延に依存する。能動帯域（すなわち、上部帯域）は上部周波数に存在し、ＤＵＴの能動的特性の特性解明に捧げられる。特に、ＤＵＴが生成するＡＳＥノイズは能動帯域内のデータから特性が調べられる。能動帯域は、所望量のノイズの捕捉に必要な帯域内で拡張することができる。本実施形態における被検出ＡＳＥノイズは、ＡＳＥ光学場ノイズと被掃引局部発振器信号の基準部分との間のうなりから生ずる。このうなりノイズは波長の関数として捕捉されて記録され、ＤＵＴに関するＡＳＥ対波長の特性解明をもたらす。加えて、能動帯域は光ヘテロダイン混合では通例である光電子混合の両鏡像成分を含むこともあるし、あるいは鏡像遮断光ヘテロダイン受信器に見られるただ一つの鏡像を含むこともある。線３４２は、被掃引局部発振器信号とのＤＵＴのＡＳＥうなりを表わす。被掃引局部発振器信号電力と光電子検出効率が既知であれば、ＤＵＴのＡＳＥうなり信号はＡＳＥレベルの決定に用いられる。
【００２３】
図３Ｂは、増幅器の特性調査から生成した別の電気的なベースバンド信号３３４を視覚的に表わすものである。図３Ｂのベースバンド信号は、能動帯域３３８が受動帯域３３６（例えば、ほぼ２０ｋＨｚ以上）よりも低い周波数（例えば、０乃至ほぼ１０ｋＨｚ）に存在する状況を表わしている。能動帯域が受動帯域よりも低い周波数に存在する場合には、可調整フィルタは波長の関数としてのＡＳＥ計測値を見込んで波長範囲全体に掃引する。
【００２４】
ベースバンド信号３３４を与えた増幅器の能動的特性と受動的特性を調べるため、能動帯域３３６と受動帯域３３８を互いに分離しなければならない。分離装置の機能は、ベースバンド信号をＤＵＴの特性調査に用いることのできる能動帯域データと受動帯域データへ分離することにある。能動帯域データは、異なる手法を用いて受動帯域データから分離することができる。図４乃至図６は、受動帯域データから能動帯域データを分離するのに用いることのできる分離装置の実施形態を例示するものである。
【００２５】
図４は、ベースバンド信号を第１の信号と第２の信号に分割し、信号をフィルタリングして所望データを通過させる分離装置４２４の実施形態を表わす。分離装置は、能動帯域フィルタ４４６と受動帯域フィルタ４４８を含む。動作時に、試験ファイバ４２８を介してＤＵＴから試験信号を受信し、基準ファイバ４３０を介して局部発振源から基準信号を受信する。図４の実施形態では、試験ファイバは図２のファイバ２２８と同一であり、基準ファイバは図２のファイバ２３０と同一である。試験ファイバはＤＵＴからの光信号を搬送し、基準ファイバが局部発振源からの被掃引局部発振器信号を搬送する。信号はカプラ４２０にて合成され、合成光信号が検出器４２２へ出力される。電気信号が、合成光信号に応答して検出器により生成される。システムは、一般に検出器の後段にあって受信器の熱雑音の影響を低減する光増幅器（図示せず）等の他の電気的構成要素もまた含む。電流電圧変換増幅器を用い、熱雑音レベルを減らしつ受信器帯域を改良することもできる。電気的なベースバンド信号は、そこで電気的スプリッタ４４７により第１と第２の電気信号に分割する。第１と第２の電気信号は、対応する能動帯域フィルタと受動帯域フィルタへ供給する。能動帯域フィルタは、受信信号から受動帯域信号を遮断し、能動帯域信号を通過させる。能動帯域信号は、増幅器の能動的特性の特性を調べることに用いられる。同様に、受動帯域フィルタは受信信号から能動帯域信号を遮断し、受動帯域信号を通過させる。受動帯域信号は、光増幅器の能動的特性の特性を調べることに用いられる。
【００２６】
図５は、アナログ電気信号をディジタルデータへ変換し、ディジタルデータをディジタル的に処理し、受動帯域データとは切り離して能動帯域データを識別する分離装置５２４の一実施形態を表わす。このシステムは、データ捕捉装置（ＤＡＱ；ｄａｔａ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ）５５０とディジタルプロセッサ５５２を含む。ＤＡＱは、アナログ電気信号をディジタルデータへ変換するアナログ／ディジタル変換器を含む。ディジタルプロセッサは、特定のアルゴリズムに従ってディジタルデータを処理するマイクロプロセッサを母体とするシステムを含もう。動作時に、試験信号は試験ファイバ５２８を介してＤＵＴから受信され、基準信号は基準ファイバ５３０を介して局部発振源から受信される。図５の実施形態では、試験ファイバは図２のファイバ２２８と同一であり、基準ファイバは図２のファイバ２３０と同一である。試験ファイバはＤＵＴから光信号を搬送し、基準ファイバは局部発振源から被掃引局部発振器信号を搬送する。信号はカプラ５２０にて合成され、合成光信号が光検出器５２２へ出力される。アナログ電気信号は、合成光信号に応答して検出器により生成する。アナログ電気信号は、そこでＤＡＱによりディジタルデータへ変換される。能動帯域データと受動帯域データを含むディジタルデータは、そこでディジタルプロセッサへ供給する。ディジタルプロセッサはディジタル処理を用いて能動帯域データを受動帯域データから分離し、能動帯域データと受動帯域データを用いてＤＵＴの個々の能動的特性および受動的特性を調べる。
【００２７】
図６は、試験光路からの光信号の個別光信号への光学的分割を含む分離装置６２４の別の実施形態を表わす。一方の光信号を用いて能動帯域データを取得し、他方の光信号を被掃引局部発振器信号の基準部分と合成し、合成光信号を用いて受動帯域データを得る。分離装置は、光スプリッタ６７０と光カプラ６２０と二つの検出器６７２，６７４と能動帯域フィルタ６４６と受動帯域フィルタ６４８を含む。動作時に、ＤＵＴからの光信号は可調整フィルタ６２１を通過し、スプリッタ６７０により個別光信号に分割される。被分割光信号の一方（ここでは第１の光信号と呼ぶ）は、検出器６７２へ案内する。第１の光信号を検出し、得られたベースバンド信号を能動帯域フィルタによりフィルタリングする。能動帯域フィルタは、ＤＵＴの能動的特性を調べることに用いる能動帯域データを通過させる。他方の被分割光信号（ここでは第２の光信号と呼ぶ）はカプラ６２０へ案内し、そこで基準光路６３０内を搬送された被掃引局部発振器信号の基準部分と合成する。合成光信号は検出器６７４により検出し、生成されたベースバンド信号を受動帯域フィルタによりフィルタリングする。受動帯域フィルタは、受動的特性あるいはＤＵＴの特性を調べることに用いる受動帯域データを通過させる。図６の実施形態では、分離装置は電気的処理に加え幾つかの光学的処理を含む。受動帯域データから能動帯域データを分離する一部技法をここに説明したが、本発明範囲から逸脱することなく他の技法を用いることもできる。
【００２８】
図２乃至図６を参照して前記したシステムから分かるように、光増幅器の能動的特性および受動的特性を調べることは単一の局部発振源を用いて達成される。能動的特性と受動的特性が単一の局部発振源を用いて特性解明されるので、能動的計測値と受動的計測値の間には緊密な波長相関が存在する。その上、ＤＵＴの能動的特性と受動的特性の両方を調べることは試験システムとＤＵＴの間の単一の組織編制をもって達成される。
【００２９】
ＤＵＴの能動的特性と受動的特性を調べるための技法を図２のシステムを用いて前記したが、この技法は、被掃引局部発振器信号がＤＵＴに印加し、受信器装置にて検出される前に被掃引局部発振器信号の基準部分と合成する限り、他のシステム実装へ幅広く適用することができる。図７は、ＤＵＴの能動的特性と受動的特性を調べる包括的システムの一実施形態を表わす。図７のシステムでは、デバイスインタフェース装置７５６が局部発振源７０８とＤＵＴ７０２と光分析器７１４を光学的に接続している。デバイスインタフェース装置は、被掃引局部発振器信号の試験部分をＤＵＴへ供給し、被掃引局部発振器信号の基準部分を光分析器に供給するよう機能する。デバイスインタフェース装置には、ＤＵＴの種別に応じてＤＵＴと光分析器の間に複数の光学的結線７５８，７６０が含まれよう。光分析器には、上記のようにベースバンド信号を能動帯域データと受動帯域データに分離するよう機能する分離装置７２４が含まれる。
【００３０】
図８は、光増幅器８０２の能動的特性と受動的特性を調べる図７のシステムの一実施形態を表わす。図８のシステムでは、デバイスインタフェース装置８５６はカプラ８１０と信号調整器８６２を含む。カプラにより被掃引局部発振器信号の試験部分は増幅器に供給でき、その一方で被掃引局部発振器信号の基準部分は光分析器８１４へ直接供給される。信号調整器は、ＤＵＴからの被掃引局部発振器信号出力の試験部分の振幅を低減するよう機能する。このことは有益になり得るものであり、何故ならそれが検出器８２２における被掃引局部発振器信号の試験部分とＤＵＴのＡＳＥとの間に生ずる干渉の大きさを低減するからである。被掃引局部発振器の出力試験部分の振幅の低減が、被掃引局部発振器の基準部分とＤＵＴのＡＳＥとの間に生ずる干渉をして検出器８２２にて検出される信号を支配させ、そのことがＤＵＴのＡＳＥ対波長の分析ならびに計測を簡単化する。
【００３１】
図２の実施形態では、光分析器は光信号の検出用に単一の合成光信号を用いているが、他の実施形態には合成光信号の複数部分の活用が含まれよう。例えば、合成光信号の二つの部分を二つの検出器へ供給して偏波分散を達成し、合成光信号の四つの部分を四つの検出器へ供給してノイズ平衡と偏波分散を達成することもできる。
【００３２】
図９は、ＤＵＴを光学的に調べる方法の手順フロー線図を表わす。ブロック９０２において、被掃引局部発振器信号をＤＵＴに印加する。ブロック９０４において、ＤＵＴへの被掃引局部発振器信号の印加期間中に、ＤＵＴの能動的特性とＤＵＴの受動的特性を表わす光信号を生成する。ブロック９０６において、光信号に応答して生成される能動帯域データを、光信号に応答して発生する受動帯域データから分離する。
【００３３】
本発明になる特定の実施形態を説明し図示してきたが、本発明は説明し図示した部品の特定の形態および配置に限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】信号源からの信号を増幅するのに用いる光増幅器を表わす図。
【図２】本発明による光増幅器等のＤＵＴの能動的特性および受動的特性を調べるシステムを表わす図。
【図３Ａ】図２を参照して前記した増幅器のＡＳＥ特性調査に上部周波数帯域を用いる増幅器の特性調査から生成されるベースバンド信号を表わす図。
【図３Ｂ】図２を参照して前記した増幅器のＡＳＥ特性調査に下部周波数帯域を用いる増幅器の同時特性調査から生成されるベースバンド信号を表わす図。
【図４】本発明に従いベースバンド信号を第１と第２の信号に分割し、信号をフィルタリングして所望データを通過させることを含む受動帯域データから能動帯域データを分離するシステムを表わす図。
【図５】本発明に従いアナログ電気信号をディジタルデータへと変換し、ディジタルデータを処理して受動帯域データとは切り離して能動帯域データを識別することを含む受動帯域データから能動帯域データを分離するシステムを表わす図。
【図６】本発明に従い入来光信号を第１と第２の光信号へ分割し、分割信号の一方と被掃引局部発振器信号の基準部分とを合成し、光信号を個別検出し、続いてベースバンド信号をフィルタリングして所望データを通過させることを含む受動帯域データから能動帯域データを分離するシステムを表わす図。
【図７】本発明に従いＤＵＴの能動的特性および受動的特性を調べる包括的システムの一実施形態を表わす図。
【図８】本発明に従い光増幅器の能動的特性および受動的特性を調べる図７のシステムの特定の実施形態を表わす図。
【図９】本発明に従いＤＵＴを光学的に特性を調べる方法の一実施形態の手順フロー線図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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