(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光搬送波がデータ信号によって位相変調されてなる光位相変調信号を受けて２つの光に分波する光分波器（１）と、
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、前記光分波器から出力される一方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第１のビット遅延干渉計（２）と、
２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（３ｆ）と所定の光位相差を持つ光位相遅延器（３ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される他方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第２のビット遅延干渉計（３）と、
前記第１の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）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して第１の電気信号波形を出力する第１のバランスドレシーバ（４）と、
前記第２の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（５ａ、５ｂ）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して第２の電気信号波形を出力する第２のバランスドレシーバ（５）と、
前記第１のバランスドレシーバから出力される前記第１の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第１の波形データを順次メモリに記憶する第１の電気波形測定部（６）と、
前記第２のバランスドレシーバから出力される前記第２の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第２の波形データを順次メモリに記憶する第２の電気波形測定部（７）と、
前記第１及び第２の電気波形測定部のそれぞれのメモリから順次読み出された前記第１及び第２の波形データに基づいて前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める信号処理手段（８）とを備え、前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器の前記所定の光位相差は、前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量が０を含まない所定の位相遅延量となるような光位相差であることを特徴とする光位相変調評価装置。
【請求項２】
光搬送波がデータ信号によって位相変調されてなる光位相変調信号を受けて２つの光に分波する光分波器（１）と、
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、前記光分波器から出力される一方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第１のビット遅延干渉計（２）と、
２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（３ｆ）と所定の光位相差を持つ光位相遅延器（３ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される他方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第２のビット遅延干渉計（３）と、
前記第１の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（１２ａ）で受けて光電変換し、第１の電気信号波形を出力する第１のシングルレシーバ（１２）と、
前記第２の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（１３ａ）で受けて光電変換し、第２の電気信号波形を出力する第２のシングルレシーバ（１３）と、
前記第１のシングルレシーバから出力される前記第１の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第１の波形データを順次メモリに記憶する第１の電気波形測定部（６）と、
前記第２のシングルレシーバから出力される前記第２の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第２の波形データを順次メモリに記憶する第２の電気波形測定部（７）と、
前記第１及び第２の電気波形測定部のそれぞれのメモリから順次読み出された前記第１及び第２の波形データに基づいて前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める信号処理手段（８）とを備え、前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器の前記所定の光位相差は、前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量が０を含まない所定の位相遅延量となるような光位相差であることを特徴とする光位相変調評価装置。
【請求項３】
前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器は、前記所定の光位相差がπ／２となる＋π／２光位相遅延器で構成され、もって前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量がπ／２になるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光位相変調評価装置。
【請求項４】
前記第１のビット遅延干渉計の前記ビット遅延器が設けられたアームに光位相差がπ／４となる＋π／４光位相遅延器（２ｊ）を設け、かつ、
前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器は、前記所定の光位相差が−π／４となる−π／４光位相遅延器で構成し、もって前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量がπ／２になるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光位相変調評価装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の電気波形測定部から出力される前記第１及び第２の波形データに基づいて求めた前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項６】
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の電気波形測定部から出力される前記第１及び第２の波形データに基づいて求めた前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号のコンスタレーションを算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項７】
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の電気波形測定部から出力される前記第１及び第２の波形データに基づいて求めた前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差対時間グラフを算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項８】
前記信号処理手段が、
前記第１及び第２の波形データと前記光位相変調信号の前記相対ビット間位相差との関係を記憶保持する位相差テーブル（８ａ）と、
前記第１及び第２の電気波形測定部から前記第１及び第２の波形データが出力される毎に順次前記位相差テーブルを参照し、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める位相差算出手段（８ｂ）と、
該位相差算出手段から順次出力される複数の前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを求める位相差ヒストグラム算出手段（８ｃ）と、
前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号のコンスタレーションを求めるコンスタレーション算出手段（８ｄ）と、
前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の当該相対ビット間位相差対時間グラフを求める位相差グラフ算出手段（８ｅ）とを備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項９】
光搬送波がデータ信号によって位相変調されてなる光位相変調信号を受けて２つの光に分波する光分波器（１）と、
２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（２ｆ）と該２つのアーム間に第１の光位相差φ1を与えるように制御される第１の光位相遅延器（２ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される一方の前記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、２つの互いに位相が１８０°異なる光強度変換信号を出力する第１のビット遅延干渉計（２）と、
２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（３ｆ）と該２つのアーム間に第２の光位相差φ2を与えるように制御される第２の光位相遅延器（３ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される他方の前記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、２つの互いに位相が１８０°異なる光強度変換信号を出力する第２のビット遅延干渉計（３）と、
前記第１の光位相遅延器の位相を制御する第１の制御信号を出力する第１の位相制御手段（３４）と、
前記第１の制御信号と前記第１の光位相遅延器の位相との関係を記憶する第1の制御メモリ（３４ａ）と、
前記第２の光位相遅延器の位相を制御する第２の制御信号を出力する第２の位相制御手段（３５）と、
前記第２の制御信号と前記第２の光位相遅延器の位相との関係を記憶する第２の制御メモリ（３５ａ）と、
前記第１の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受けて光電変換し、それによって得られた第１の電気信号波形を出力する第１のレシーバ（４、１２）と、
前記第２の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受けて光電変換し、それによって得られた第２の電気信号波形を出力する第２のレシーバ（５、１３）と、
前記第１のレシーバから出力される前記第１の電気信号波形を順次ディジタル変換し第１の波形データとして記憶する第１の電気波形測定部（６）と、
前記第２のレシーバから出力される前記第２の電気信号波形を順次ディジタル変換し第２の波形データとして記憶する第２の電気波形測定部（７）と、
前記第１及び第２の波形データに基づいて前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める信号処理手段（８）とを備えたことを特徴とする光位相変調評価装置。
【請求項１０】
前記第１のレシーバは、前記第１の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）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して前記第１の電気信号波形を出力する第１のバランスドレシーバ（４）であり、
前記第２のレシーバは、前記第２の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（５ａ、５ｂ）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して前記第２の電気信号波形を出力する第２のバランスドレシーバ（５）であることを特徴とする請求項９に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１１】
前記第１のレシーバは、前記第１の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（１２ａ）で受けて光電変換し、前記第１の電気信号波形を出力する第１のシングルレシーバ（１２）であり、
前記第２のレシーバは、前記第２の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（１３ａ）で受けて光電変換し、前記第２の電気信号波形を出力する第２のシングルレシーバ（１３）であることを特徴とする請求項９に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１２】
前記第１のビット遅延干渉計における前記光位相差φ1が０であり、かつ、前記第２のビット遅延干渉計における前記光位相差φ2がπ／２であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項１３】
前記第１のビット遅延干渉計における前記光位相差φ1がπ／４であり、かつ、前記第２のビット遅延干渉計における前記光位相差φ2が−π／４であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項１４】
前記信号処理手段は、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項１５】
前記信号処理手段は、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号のコンスタレーションを算出することを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項１６】
前記信号処理手段は、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差対時間グラフを算出することを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項１７】
前記信号処理手段が、
前記第１及び第２の波形データと前記光位相変調信号の相対ビット間位相差との関係を記憶する位相差テーブル（８ａ）と、
前記第１及び第２の電気波形測定部から前記第１及び第２の波形データが出力される毎に順次前記位相差テーブルを参照し、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める位相差算出手段（８ｂ）と、
該位相差算出手段から順次出力される複数の前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを求める位相差ヒストグラム算出手段（８ｃ）と、
前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号のコンスタレーションを求めるコンスタレーション算出手段（８ｄ）と、
前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の当該相対ビット間位相差対時間グラフを求める位相差グラフ算出手段（８ｅ）とを備えたことを特徴とする請求項９〜１６のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項１８】
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（３３）と、
前記光位相変調信号と同一波長の無変調の参照光を出力する校正用光源（３２）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光分波器に入力し、また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、前記参照光を前記光分波器に入力する光スイッチ（３１）とを備え、
前記第１の位相制御手段は、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、前記第１の光位相遅延器の位相を一周期分変化させ、
前記第２の位相制御手段は、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、前記第２の光位相遅延器の位相を一周期分変化させ、さらに、
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、前記第１の電気波形測定部から順次読み出される波形データを受けて該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を検出し、検出した該最大レベルＬmax及び該最小レベルＬminに基づいて、前記第１の制御信号と該波形データのレベルＬとの関係を表す所定の関数を求め、求めた該所定の関数に基づいて、前記第１の制御信号と前記第１の光位相遅延器の位相との関係を算出し前記第１の制御メモリに記憶する第１の位相校正処理手段（３６）と、
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、前記第２の電気波形測定部から順次読み出される波形データを受けて該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を検出し、検出した該最大レベルＬmax及び該最小レベルＬminに基づいて、前記第２の制御信号と該波形データのレベルＬとの関係を表す所定の関数を求め、求めた該所定の関数に基づいて、前記第２の制御信号と前記第１の光位相遅延器の位相との関係を算出し前記第２の制御メモリに記憶する第２の位相校正処理手段（３７）とを備えたことを特徴とする請求項９〜１７のいずれかに記載の光位相変調評価装置。
【請求項１９】
請求項１、２または９の光位相変調評価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、前記光位相遅延器（２ｊ、３ｊ）の遅延量を変化させ、前記電気波形測定部から読み出される波形データを取得する段階と、
前記光位相遅延器の遅延量と前記波形データのレベルから前記光位相遅延器の遅延量と前記ビット遅延干渉計（２，３）の２つのアームの位相差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光位相遅延器を校正する段階とを備えたことを特徴とする光位相変調評価装置の校正方法。
【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を評価する光位相変調評価装置に関し、特に光位相変調信号の光位相検波器としてビット遅延干渉計を２つ備えるとともにそれらのビット遅延干渉計間に所定の光位相差を持たせることによって、光位相変調信号の相対的なビット間位相差の測定を高精度に行える光位相変調評価装置及びその位相校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光搬送波がデータ信号によって位相変調されてなる光位相変調信号を評価する光位相変調評価装置として、１つのビット遅延干渉計で光位相変調信号の光位相検波を行って当該光位相変調信号の位相変調特性を評価するものがあった（例えば特許文献1参照）。
【０００３】
この種の光位相変調評価装置の概略構成を図１０に示す。光位相変調評価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、光位相検波器としてのビット遅延干渉計２に入力される。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でアーム２ｃを通る光とアーム２ｄ（ビット遅延器２ｆ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２ｇ、２ｈからそれぞれ出力する。なお、上記ビット遅延器２ｆは、２つのアーム間の遅延量（遅延時間差）が上記データ信号の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。
【０００４】
受光器（ＰＤ）２０は、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を光電変換して電気信号を出力する。信号処理部２１は、受光器２０から出力される電気信号から上記データ信号を復調し、それによって得られた復調波形を用いて誤り率測定や波形観測を行って光位相変調信号の評価を行う。
【特許文献１】特開平６−２１８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の光位相変調評価装置では、光位相検波器が１つのビット遅延干渉計で構成されているために、光位相変調信号の相対的なビット間位相差（以下適宜、相対ビット間位相差という）を測定することができないという問題があった。
【０００６】
ここで、その理由について数式を用いて説明する。すなわち、相対ビット間位相差Δφmodで位相変調されて、ビット遅延干渉計２のポート２ａに入力される光位相変調信号の電界強度を（１）式で表す。
【０００７】
Ｅ＝Ｅ0・ｅｘｐ｛ｊ(ωｔ＋Δφmod）｝    （１）
また、この光位相変調信号が分波部２ｂでアーム２ｃを通る光とアーム２ｄを通る光に分波されて、それぞれが合波部２ｅに入力されるときのアーム２ｃを通った光及びアーム２ｄを通った光のそれぞれの電界強度Ｅa、Ｅb並びに光強度Ｐa、Ｐbをそれぞれ（２）〜（５）式で表わす。
【０００８】
Ｅa＝Ａa・ｅｘｐ｛ｊ(ωｔ＋φa）｝    （２）
Ｅb＝Ａb・ｅｘｐ｛ｊ(ωｔ＋φb）｝    （３）
Ｐa＝│Ｅa・Ｅa*│      （４）
Ｐb＝│Ｅb・Ｅb*│      （５）
ここで、φaはアーム２ｃにおける光位相差、φbはアーム２ｄにおける光位相差である。また、Ｅa*はＥaの共役複素数、Ｅb*はＥbの共役複素数である。なお、（２）、（３）式においては、理解を容易にするために、上記（１）式における相対ビット間位相差Δφmodを省いている。
【０００９】
合波部２ｅにおける合波光の光強度Ｐは、上記（２）、（３）式を用いて（６）式のように求められる。
【００１０】
Ｐ＝（Ｅa＋Ｅb）・（Ｅa*＋Ｅb*）
＝Ａa2＋Ａb2＋２・Ａa・Ａb・ｃｏｓ(φa−φb)      （６）
そして、電界強度をＡa＝Ａb＝１／２とし、上述の相対ビット間位相差Δφmodを考慮すると、合波光（干渉光）の光強度Ｐは（７）式となる。また、アーム２ｃとアーム２ｄ間（適宜２つのアーム間と言う）の光位相差（φa−φb）をφで表すと（７）式は（８）式となる。
【００１１】
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋φa−φb)      （７）
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋φ)      （８）
さらに、アーム２ｃにおける光位相差φaとアーム２ｄにおける光位相差φbが等しい（φa＝φb）、すなわち２つのアーム間の光位相差φ＝０とすると、合波光の光強度Ｐは（９）式となる。
【００１２】
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod)      （９）
ところで、（９）式で表される光強度Ｐは、ポート２ｇあるいはポート２ｈから出力される光強度変換信号である。したがって、（９）式で表される光強度Ｐをポート２ｇから出力される光強度変換信号Ｐ1として（１０）式で表すとすると、ポート２ｈからは、（１１）式で表される、位相が１８０°（π）異なった光強度変換信号Ｐ2が出力される。
【００１３】
Ｐ1＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod)      （１０）
Ｐ2＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφmod)      （１１）
その結果、（１０）式で表される光強度変換信号Ｐ1が、受光器２０に入力されて光電変換され、その後にオフセットパワーがキャンセルされると、（１２）式で与えられる光強度Ｉαを表す電気信号となって信号処理部２１に出力される。
【００１４】
Ｉα∝０．５ｃｏｓ(Δφmod)       （１２）
したがって、信号処理部２１では、上記（１２）式に基づいて、相対ビット間位相差Δφmodと光強度Ｉαの関係を予め求めておくことによって、光強度Ｉαから相対ビット間位相差Δφmodが測定できるように思われるが、図４に示すように、１つの光強度Ｉαに対して２つの相対ビット間位相差Δφmodが該当することとなり、いずれかを特定することができない。そのために、相対ビット間位相差Δφmodの測定はできない。
【００１５】
本発明は、光位相変調信号の光位相検波器としてビット遅延干渉計を２つ備えるとともにそれらのビット遅延干渉計間に所定の光位相差を持たせることによって、これらの課題を解決し、光位相変調信号の相対的なビット間位相差の測定を高精度に行える光位相変調評価装置及びその位相校正方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光位相変調評価装置では、光搬送波がデータ信号によって位相変調されてなる光位相変調信号を受けて２つの光に分波する光分波器（１）と、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、前記光分波器から出力される一方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第１のビット遅延干渉計（２）と、２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（３ｆ）と所定の光位相差を持つ光位相遅延器（３ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される他方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第２のビット遅延干渉計（３）と、前記第１の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）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して第１の電気信号波形を出力する第１のバランスドレシーバ（４）と、前記第２の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（５ａ、５ｂ）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して第２の電気信号波形を出力する第２のバランスドレシーバ（５）と、前記第１のバランスドレシーバから出力される前記第１の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第１の波形データを順次メモリに記憶する第１の電気波形測定部（６）と、前記第２のバランスドレシーバから出力される前記第２の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第２の波形データを順次メモリに記憶する第２の電気波形測定部（７）と、前記第１及び第２の電気波形測定部のそれぞれのメモリから順次読み出された前記第１及び第２の波形データに基づいて前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める信号処理手段（８）とを備え、前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器の前記所定の光位相差は、前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量が０を含まない所定の位相遅延量となるような光位相差であるようにした。
【００１７】
また、本発明の請求項２の光位相変調評価装置では、光搬送波がデータ信号によって位相変調されてなる光位相変調信号を受けて２つの光に分波する光分波器（１）と、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、前記光分波器から出力される一方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第１のビット遅延干渉計（２）と、２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（３ｆ）と所定の光位相差を持つ光位相遅延器（３ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される他方の前記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、それによって得られた、当該光位相変調信号が変換されてなる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第２のビット遅延干渉計（３）と、前記第１の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（１２ａ）で受けて光電変換し、第１の電気信号波形を出力する第１のシングルレシーバ（１２）と、前記第２の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（１３ａ）で受けて光電変換し、第２の電気信号波形を出力する第２のシングルレシーバ（１３）と、前記第１のシングルレシーバから出力される前記第１の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第１の波形データを順次メモリに記憶する第１の電気波形測定部（６）と、前記第２のシングルレシーバから出力される前記第２の電気信号波形を順次ディジタル変換し、得られたその第２の波形データを順次メモリに記憶する第２の電気波形測定部（７）と、前記第１及び第２の電気波形測定部のそれぞれのメモリから順次読み出された前記第１及び第２の波形データに基づいて前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める信号処理手段（８）とを備え、前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器の前記所定の光位相差は、前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量が０を含まない所定の位相遅延量となるような光位相差であるようにした。
【００１８】
また、本発明の請求項３の光位相変調評価装置では、上述した請求項１又は２の光位相変調評価装置において、前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器は、前記所定の光位相差がπ／２となる＋π／２光位相遅延器で構成され、もって前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量がπ／２になるようにした。
【００１９】
また、本発明の請求項４の光位相変調評価装置では、上述した請求項１又は２の光位相変調評価装置において、前記第１のビット遅延干渉計の前記ビット遅延器が設けられたアームに光位相差がπ／４となる＋π／４光位相遅延器（２ｊ）を設け、かつ、前記第２のビット遅延干渉計に設けられた前記光位相遅延器は、前記所定の光位相差が−π／４となる−π／４光位相遅延器で構成し、もって前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量がπ／２になるようにした。
【００２０】
また、本発明の請求項５の光位相変調評価装置では、上述した請求項１〜４のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の電気波形測定部から出力される前記第１及び第２の波形データに基づいて求めた前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを算出するようにした。
【００２１】
また、本発明の請求項６の光位相変調評価装置では、上述した請求項１〜５のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の電気波形測定部から出力される前記第１及び第２の波形データに基づいて求めた前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号のコンスタレーションを算出するようにした。
【００２２】
また、本発明の請求項７の光位相変調評価装置では、上述した請求項１〜６のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の電気波形測定部から出力される前記第１及び第２の波形データに基づいて求めた前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差対時間グラフを算出するようにした。
【００２３】
また、本発明の請求項８の光位相変調評価装置では、上述した請求項１〜７のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段が、前記第１及び第２の波形データと前記光位相変調信号の前記相対ビット間位相差との関係を記憶保持する位相差テーブル（８ａ）と、前記第１及び第２の電気波形測定部から前記第１及び第２の波形データが出力される毎に順次前記位相差テーブルを参照し、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める位相差算出手段（８ｂ）と、該位相差算出手段から順次出力される複数の前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを求める位相差ヒストグラム算出手段（８ｃ）と、前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号のコンスタレーションを求めるコンスタレーション算出手段（８ｄ）と、前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の当該相対ビット間位相差対時間グラフを求める位相差グラフ算出手段（８ｅ）とを備えた。
【００２４】
また、本発明の請求項９の光位相変調評価装置では、光搬送波がデータ信号によって位相変調されてなる光位相変調信号を受けて２つの光に分波する光分波器（１）と、２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（２ｆ）と該２つのアーム間に第１の光位相差φ1を与えるように制御される第１の光位相遅延器（２ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される一方の前記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、２つの互いに位相が１８０°異なる光強度変換信号を出力する第１のビット遅延干渉計（２）と、２つのアームのいずれか一方にビット遅延器（３ｆ）と該２つのアーム間に第２の光位相差φ2を与えるように制御される第２の光位相遅延器（３ｊ）とを含んで構成され、前記光分波器から出力される他方の前記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、２つの互いに位相が１８０°異なる光強度変換信号を出力する第２のビット遅延干渉計（３）と、前記第１の光位相遅延器の位相を制御する第１の制御信号を出力する第１の位相制御手段（３４）と、
前記第１の制御信号と前記第１の光位相遅延器の位相との関係を記憶する第1の制御メモリ（３４ａ）と、前記第２の光位相遅延器の位相を制御する第２の制御信号を出力する第２の位相制御手段（３５）と、前記第２の制御信号と前記第２の光位相遅延器の位相との関係を記憶する第２の制御メモリ（３５ａ）と、前記第１の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受けて光電変換し、それによって得られた第１の電気信号波形を出力する第１のレシーバ（４、１２）と、前記第２の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受けて光電変換し、それによって得られた第２の電気信号波形を出力する第２のレシーバ（５、１３）と、前記第１のレシーバから出力される前記第１の電気信号波形を順次ディジタル変換し第１の波形データとして記憶する第１の電気波形測定部（６）と、前記第２のレシーバから出力される前記第２の電気信号波形を順次ディジタル変換し第２の波形データとして記憶する第２の電気波形測定部（７）と、前記第１及び第２の波形データに基づいて前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める信号処理手段（８）とを備えた。
【００２５】
また、本発明の請求項１０の光位相変調評価装置では、上述した請求項９の光位相評価装置において、前記第１のレシーバは、前記第１の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）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して前記第１の電気信号波形を出力する第１のバランスドレシーバ（４）であり、前記第２のレシーバは、前記第２の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（５ａ、５ｂ）のそれぞれで受けて光電変換し、それによって得られたそれぞれの出力を減算して前記第２の電気信号波形を出力する第２のバランスドレシーバ（５）であるようにした。
【００２６】
また、本発明の請求項１１の光位相変調評価装置では、上述した請求項９の光位相変調評価装置において、前記第１のレシーバは、前記第１の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（１２ａ）で受けて光電変換し、前記第１の電気信号波形を出力する第１のシングルレシーバ（１２）であり、前記第２のレシーバは、前記第２の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（１３ａ）で受けて光電変換し、前記第２の電気信号波形を出力する第２のシングルレシーバ（１３）であるようにした。
【００２７】
また、本発明の請求項１２の光位相変調評価装置では、上述した請求項９〜１１のいずれかの光位相変調評価装置において、  前記第１のビット遅延干渉計における前記光位相差φ1が０であり、かつ、前記第２のビット遅延干渉計における前記光位相差φ2がπ／２であり、もって前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量がπ／２になるようにした。
【００２８】
また、本発明の請求項１３の光位相変調評価装置では、上述した請求項９〜１１のいずれかの光位相変調評価装置において、前記第１のビット遅延干渉計における前記光位相差φ1及び前記第２のビット遅延干渉計における前記光位相差φ2がそれぞれπ／４及び−π／４であり、もって前記第１の電気信号波形に対する前記第２の電気信号波形の位相遅延量がπ／２になるようにした。
【００２９】
また、本発明の請求項１４の光位相変調評価装置では、上述した請求項９〜１３のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段は、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを算出するようにした。
【００３０】
また、本発明の請求項１５の光位相変調評価装置では、上述した請求項９〜１４のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段は、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号のコンスタレーションを算出するようにした。
【００３１】
また、本発明の請求項１６の光位相変調評価装置では、上述した請求項９〜１５のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段は、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差対時間グラフを算出するようにした。
【００３２】
また、本発明の請求項１７の光位相変調評価装置では、上述した請求項９〜１６のいずれかの光位相変調評価装置において、前記信号処理手段が、前記第１及び第２の波形データと前記光位相変調信号の前記相対ビット間位相差との関係を記憶保持する位相差テーブル（８ａ）と、前記第１及び第２の電気波形測定部から前記第１及び第２の波形データが出力される毎に順次前記位相差テーブルを参照し、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差を求める位相差算出手段（８ｂ）と、該位相差算出手段から順次出力される複数の前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラムを求める位相差ヒストグラム算出手段（８ｃ）と、前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号のコンスタレーションを求めるコンスタレーション算出手段（８ｄ）と、前記位相差算出手段から順次出力される前記相対ビット間位相差に基づいて、前記光位相変調信号の当該相対ビット間位相差対時間グラフを求める位相差グラフ算出手段（８ｅ）とを備えた。
【００３３】
また、本発明の請求項１８の光位相変調評価装置では、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を出力するモード指定手段（３３）と、前記光位相変調信号と同一波長の無変調の参照光を出力する校正用光源（３２）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光分波器に入力し、また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、前記参照光を前記光分波器に入力する光スイッチ（３１）とを備え、前記第１の位相制御手段は、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、前記第１の光位相遅延器の位相を一周期分変化させ、前記第２の位相制御手段は、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、前記第２の光位相遅延器の位相を一周期分変化させ、さらに、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、前記第１の電気波形測定部から順次読み出される波形データを受けて該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を検出し、検出した該最大レベルＬmax及び該最小レベルＬminに基づいて、前記第１の制御信号と該波形データのレベルＬとの関係を表す所定の関数を求め、求めた該所定の関数に基づいて、前記第１の制御信号と前記第１の光位相遅延器の位相との関係を算出し前記第１の制御メモリに記憶する第１の位相校正処理手段（３６）と、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、前記第２の電気波形測定部から順次読み出される波形データを受けて該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を検出し、検出した該最大レベルＬmax及び該最小レベルＬminに基づいて、前記第２の制御信号と該波形データのレベルＬとの関係を表す所定の関数を求め、求めた該所定の関数に基づいて、前記第２の制御信号と前記第１の光位相遅延器の位相との関係を算出し前記第２の制御メモリに記憶する第２の位相校正処理手段（３７）とを備えた。
【００３４】
また、本発明の請求項１９の光位相変調評価装置の校正方法では、上述した請求項１、２または９の光位相変調評価装置を校正する方法において、無変調の参照光を入力した状態で、前記光位相遅延器（２ｊ、３ｊ）の遅延量を変化させ、前記電気波形測定部から読み出される波形データを取得する段階と、前記光位相遅延器の遅延量と前記波形データのレベルから前記光位相遅延器の遅延量と前記ビット遅延干渉計（２，３）の２つのアームの位相差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光位相遅延器を校正する段階とを備えた。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の請求項１の光位相変調評価装置では、ビット遅延干渉計を２つ備えるとともにそれらのビット遅延干渉計間に所定の光位相差を持たせるようにしたので、光位相変調信号の相対ビット間位相差の測定ができる。したがって、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変調状態を正確に評価できる。また、バランスドレシーバを用いることによって、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。
【００３６】
本発明の請求項２の光位相変調評価装置では、ビット遅延干渉計を２つ備えるとともにそれらのビット遅延干渉計間に所定の光位相差を持たせるようにしたので、光位相変調信号の相対ビット間位相差の測定ができる。したがって、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変調状態を正確に評価できる。また、シングルレシーバを用いることによって、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。
【００３７】
本発明の請求項３、４、１２及び１３の光位相変調評価装置では、２つのビット遅延干渉計間にπ／２の光位相差を持たせることによって、２つの波形データ間の位相遅延量を図５、図６に示すようにπ／２にしたので、光強度の変化率の最小部分と最大部分とが組み合わされることになって、相対ビット間位相差の測定を精度良く行うことができる。
【００３８】
本発明の請求項５、８、１４及び１７の光位相変調評価装置では、光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差のヒストグラムを求めることができる。
【００３９】
本発明の請求項６、８、１５及び１７の光位相変調評価装置では、光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号のコンスタレーションを求めることができる。
【００４０】
本発明の請求項７、８、１６及び１７の光位相変調評価装置では、光位相変調信号の相対ビット間位相差から当該光位相変調信号の相対ビット間位相差対時間グラフを求めることができる。
【００４１】
本発明の請求項９の光位相変調評価装置では、２つのビット遅延干渉計のそれぞれの一方のアームに光位相遅延器を備えるとともにそれら２つの光位相遅延器の位相をそれぞれ制御して、２つのビット遅延干渉計のそれぞれの２つのアーム間に異なる光位相差φ1、φ2を与えるようにしたので、２つのビット遅延干渉計間に所定の光位相差を持たせることができ、それによって光位相変調信号の相対ビット間位相差の測定ができる。したがって、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変調状態を正確に評価できる。
【００４２】
本発明の請求項１０の光位相変調評価装置では、バランスドレシーバを用いることによって、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。
【００４３】
本発明の請求項１１の光位相変調評価装置では、シングルレシーバを用いることによって、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。
【００４４】
本発明の請求項１８の光位相変調評価装置では、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、２つのビット遅延干渉計のそれぞれの２つのアーム間の光位相差φをそれぞれ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、相対ビット間位相差の測定を高精度に行うことができる。
【００４５】
本発明の請求項１９の光位相変調評価装置の校正方法では、初めに、無変調の参照光を入力した状態で光位相遅延器の遅延量を変化させ、各遅延量毎に電気波形測定部から読み出される波形データを取得する。次に、光位相遅延器の遅延量と取得した波形データのレベルから、光位相遅延器の遅延量とビット遅延干渉計（２，３）の２つのアームの位相差との関係を表す所定の関数を算出して、その関数に基づいて光位相遅延器を校正することでビット遅延干渉計の２つのアーム間の光位相差を校正する。この校正により、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、相対ビット間位相差の測定を高精度に行うことができる。したがって、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変調状態を正確に評価できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に本発明の実施形態を記載する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の光位相変調評価装置の構成を図１に示す。従来の光位相変調評価装置と同一要素には同一符号を付す。光位相変調評価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、光分波器１に入力される。光分波器１は、光位相変調信号を２つに分波して、それぞれを光位相検波器としての２つのビット遅延干渉計２、３へ出力する。
【００４７】
先ず、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でアーム２ｃを通る光とアーム２ｄ（ビット遅延器２ｆ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２ｇ、２ｈからそれぞれバランスドレシーバ４へ出力する。なお、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。
【００４８】
上記２つの光強度変換信号を、［発明が解決しようとする課題］の項で説明した内容と同じ条件に基づいて数式で表すと、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、それぞれ上述の（１０）、（１１）式（再掲）となる。
【００４９】
Ｐ1＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod)      （１０）
Ｐ2＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφmod)      （１１）
なお、上記ビット遅延器２ｆは、２つのアーム間の遅延量（遅延時間差）が上記データ信号の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（１３）式で与えられる。
【００５０】
Ｔ＝ｃ／（ｆ・ｎ）      （１３）
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。
【００５１】
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（１０）、（１１）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Ｐは（１４）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、（１５）式で与えられる光強度Ｉαを表している。
【００５２】
Ｐ＝Ｐ1−Ｐ2＝ｃｏｓ(Δφmod）      （１４）
Ｉα∝ｃｏｓ(Δφmod)       （１５）
電気波形測定部６は、Ａ／Ｄ変換器６ａ及びメモリ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メモリ６ｂに記憶する。なお、サンプリングクロック信号はサンプリングクロック発生部１１から入力される。
【００５３】
次に、ビット遅延干渉計３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３ａから入力された光位相変調信号を分波部３ｂでアーム３ｃを通る光とアーム３ｄ（ビット遅延器３ｆ及び＋π／２光位相遅延器３ｊ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３ｃを通った光とアーム３ｄを通った光とを合波部３ｅ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３ｇ、３ｈからそれぞれバランスドレシーバ５へ出力する。なお、アーム３ｃ及びアーム３ｄ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。
【００５４】
ここで、これら２つの光強度変換信号を、［発明が解決しようとする課題］の項で説明した内容と同じ条件に基づいて数式で表す。先ず、合波部３ｅにおける合波光の光強度Ｐは、上述の（８）式（再掲）となる。次に、この（８）式において、２つのアーム間の光位相差φが＋π／２光位相遅延器３ｊの光位相差π／２と等しいφ＝π／２となるので、合波光の光強度Ｐは（１６）式と表される。そして、（１６）式で表される光強度Ｐは、ポート３ｇあるいはポート３ｈから出力される光強度変換信号であるので、（１６）式で表される光強度Ｐをポート３ｇから出力される光強度変換信号Ｐ1として（１７）式で表すとすると、ポート３ｈから出力される光強度変換信号Ｐ2は、（１７）式で表される光強度変換信号Ｐ1とは位相が１８０°（π）異なった（１８）式で表される。
【００５５】
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋φ)      （８）
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／２)      （１６）
Ｐ1＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／２)      （１７）
Ｐ2＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφmod ＋π／２)      （１８）
なお、上記ビット遅延器３ｆは、２つのアーム間の遅延量（遅延時間差）が上記データ信号の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３ｄの光路長をアーム３ｃの光路長より長くしている。遅延量Ｔは上述の（１３）式で与えられる。また、＋π／２光位相遅延器３ｊの光位相差π／２は、光位相変調信号の位相がπ／２ずれる遅延量（換言すれば、波長の１／４の長さに相当する遅延量）である。
【００５６】
バランスドレシーバ５は、受光器（ＰＤ）５ａ、５ｂ及び減算器５ｃで構成されており、ビット遅延干渉計３の２つのポート３ｇ、３ｈ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５ａ、５ｂでそれぞれ受けて光電変換し、それらの出力を減算器５ｃで減算する。それによって、２つの光強度変換信号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７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（１７）、（１８）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Ｐは（１９）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。その結果、バランスド受信の出力の電気信号波形で表される光強度Ｉβは、（２０）式で与えられる。
【００５７】
Ｐ＝Ｐ1−Ｐ2＝ｃｏｓ(Δφmod＋π／２）      （１９）
Ｉβ∝ｃｏｓ(Δφmod＋π／２)       （２０）
電気波形測定部７は、Ａ／Ｄ変換器７ａ及びメモリ７ｂで構成されており、バランスドレシーバ５から入力される電気信号波形をＡ／Ｄ変換器７ａでサンプリングクロック信号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メモリ７ｂに記憶する。なお、サンプリングクロック信号はサンプリングクロック発生部１１から入力される。
【００５８】
信号処理手段８は、２つの電気波形測定部６、７のそれぞれのメモリ６ｂ、７ｂから順次読み出された２の波形データに基づいて、光位相変調信号の位相変調による相対ビット間位相差Δφmodを求めるとともに、相対ビット間位相差ヒストグラム、コンスタレーション及び相対ビット間位相差対時間グラフを求めるもので、位相差テーブル８ａ、位相差算出手段８ｂ、位相差ヒストグラム算出手段８ｃ、コンスタレーション算出手段８ｄ及び位相差グラフ算出手段８ｅによって構成されている。
【００５９】
すなわち、位相差テーブル８ａは、２つの電気波形測定部６、７から入力される２つの波形データ（Ｉα、Ｉβに相当する）と光位相変調信号の相対ビット間位相差Δφmodとの関係、つまり図５に示すような、上述の（１５）式と（２０）式で表される関係を、予め測定してテーブルに記憶保持している。なお、この（１５）式と（２０）式との関係で相対ビット間位相差Δφmodを求める場合、図５から分かるように、Ｉα、Ｉβが相互にπ／２ずれているために、光強度の変化率の最小部分と最大部分とが組み合わされることになって、相対ビット間位相差Δφmodの測定精度が良くなる。
【００６０】
位相差算出手段８ｂは、２つの電気波形測定部６、７から２つの波形データ（Ｉα、Ｉβに相当する）が出力される毎に順次位相差テーブル８ａを参照して光位相変調信号の相対ビット間位相差Δφmodを求める。
【００６１】
位相差ヒストグラム算出手段８ｃは、位相差算出手段８ｂから順次出力される複数の相対ビット間位相差Δφmodに基づいて、光位相変調信号の図７に示すような相対ビット間位相差ヒストグラムを求める。
【００６２】
コンスタレーション算出手段８ｄは、位相差算出手段８ｂから順次出力される相対ビット間位相差Δφmodに基づいて、光位相変調信号の図８に示すようなコンスタレーションを求める。
【００６３】
位相差グラフ算出手段８ｅは、位相差算出手段８ｂから順次出力される相対ビット間位相差Δφmodに基づいて、光位相変調信号の図９に示すような相対ビット間位相差対時間グラフを求める。
【００６４】
表示器９は、信号処理手段８から出力される光位相変調信号の相対ビット間位相差ヒストグラム、コンスタレーション及び相対ビット間位相差対時間グラフを表示する。
【００６５】
サンプリングクロック発生部１１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２つのバランスドレシーバ４、５のいずれか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として出力する。
【００６６】
なお、この第１実施形態では、ビット遅延干渉計３のアーム３ｄに挿入される光位相遅延器３ｊとして、光位相差がπ／２のものを用いるようにしたが、これに限定されるわけではなく、上記（１５）式に示したＩα∝ｃｏｓ(Δφmod)に対して、Ｉβ∝ｃｏｓ(Δφmod＋φ)（但しφ≠０）となるような所定の光位相差（φ）を有する光位相遅延器であればよい。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の光位相変調評価装置の構成を図２に示す。図１に示した第１実施形態では、２つのビット遅延干渉計２、３からそれぞれ出力される２つの光強度変換信号を２つのバランスドレシーバ４、５でそれぞれ受けるようにしたが、第２実施形態では、２つのビット遅延干渉計２、３からそれぞれ出力される２つの光強度変換信号の内のいずれか一方を２つのシングルレシーバ１２、１３でそれぞれ受けるようにしている。したがって、主に２つのシングルレシーバ１２、１３について説明する。
【００６７】
先ず、シングルレシーバ１２は、受光器（ＰＤ）１２ａ及びオフセット回路１２ｂ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を受光器１２ａ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１２ｂ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から出力される光強度変換信号Ｐ1と、この電気信号波形で表される光強度Ｉαとの関係は、上述の（１０）、（１２）式（再掲）となる。
【００６８】
Ｐ1＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod)      （１０）
Ｉα∝０．５ｃｏｓ(Δφmod)       （１２）
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から出力される光強度変換信号Ｐ2と、電気信号波形で表される光強度Ｉαとの関係は、上述の（１１）式（再掲）と、（２１）式になる。
【００６９】
Ｐ2＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφmod)      （１１）
Ｉα∝−０．５ｃｏｓ(Δφmod)       （２１）
次に、シングルレシーバ１３は、受光器（ＰＤ）１３ａ及びオフセット回路１３ｂで構成されており、ビット遅延干渉計３のポート３ｇから出力される光強度変換信号を受光器１３ａ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１３ｂ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７へ出力する。ビット遅延干渉計３のポート３ｇから出力される光強度変換信号Ｐ1と、この電気信号波形で表される光強度Ｉβとの関係は、上述の（１７）式（再掲）と、（２２）式になる。
【００７０】
Ｐ1＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／２)      （１７）
Ｉβ∝０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／２)       （２２）
なお、ビット遅延干渉計３のポート３ｇから出力される光強度変換信号の代わりに、ポート３ｈから出力される光強度変換信号を用いるようにしてもよい。その場合、ポート３ｈから出力される光強度変換信号Ｐ2と、電気信号波形で表される光強度Ｉβとの関係は、上述の（１８）式（再掲）と、（２３）式になる。
【００７１】
Ｐ2＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／２)      （１８）
Ｉβ∝−０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／２)       （２３）
したがって、このような２つのシングルレシーバ１２、１３を用いる場合、信号処理手段８の位相差テーブル８ａは、上記の（１２）又は（２１）式で表されるＩαと（２２）又は（２３）式で表されるＩβとの組み合わせにおけるいずれか１つの関係を、予め測定してテーブルに記憶保持している。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態の光位相変調評価装置の構成を図３に示す。図１に示した第１実施形態とは、ビット遅延干渉計２のアーム２ｄにビット遅延器２ｆの他に光位相差がπ／４となる＋π／４光位相遅延器２ｊを備えた点、またビット遅延干渉計３のアーム３ｄに設けられている、光位相差がπ／２となる＋π／２光位相遅延器３ｊを光位相差が−π／４となる−π／４光位相遅延器３ｊに変えた点が異なる。
【００７２】
したがって、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、第１実施形態で説明した内容に準じて数式で表すと、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（２４）、（２５）式となる。
【００７３】
Ｐ1＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／４)      （２４）
Ｐ2＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφmod＋π／４)      （２５）
その結果、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は（２６）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。その結果、バランスド受信の出力の電気信号波形で表される光強度Ｉαは、（２７）式で与えられる。
【００７４】
Ｐ＝Ｐ1−Ｐ2＝ｃｏｓ(Δφmod＋π／４）      （２６）
Ｉα∝ｃｏｓ(Δφmod＋π／４)       （２７）
また、同様に、ビット遅延干渉計３から出力される２つの光強度変換信号を数式で表すと、ポート３ｇから出力される光強度変換信号Ｐ1及びポート３ｈから出力される光強度変換信号Ｐ2は、それぞれ（２８）、（２９）式となる。
【００７５】
Ｐ1＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod−π／４)      （２８）
Ｐ2＝０．５−０．５ｃｏｓ(Δφmod−π／４)      （２９）
その結果、バランスドレシーバ５でバランスド受信されるときの光強度は（３０）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。その結果、バランスド受信の出力の電気信号波形で表される光強度Ｉβは、（３１）式で与えられる。
【００７６】
Ｐ＝Ｐ1−Ｐ2＝ｃｏｓ(Δφmod−π／４）      （３０）
Ｉβ∝ｃｏｓ(Δφmod−π／４)       （３１）
したがって、このような２つのビット遅延干渉計２、３を用いる場合、信号処理手段８の位相差テーブル８ａは、図６に示すような、上記（２７）式と（３１）式で表される関係を、予め測定してテーブルに記憶保持している。なお、この（２７）式と（３１）式との関係で相対ビット間位相差Δφmodを求める場合、図６から分かるように、Ｉα、Ｉβが相互にπ／２ずれているために、光強度の変化率の最小部分と最大部分とが組み合わされることになって、相対ビット間位相差Δφmodの測定精度が良くなる。
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態の光位相変調評価装置の構成を図１１に示す。上述した第１〜３実施形態とは、測定モードと校正モードとを切り換えて２つのビット遅延干渉計２、３のそれぞれの２つのアーム間の光位相差φを校正できるようにした点が異なる。そのために、図１１には、上述の第３実施形態の図３に示した構成に対して、さらに、光スイッチ３１、校正用光源３２、モード指定手段３３、位相制御手段３４、３５、位相校正処理手段３６、３７及びスイッチ３８、３９を備えた。したがって、主に、これらの構成に係わる内容について説明する。
【００７７】
モード指定手段３３は、操作部等（図示しない）の指令に基づいて、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を出力する。校正用光源３２は、例えば波長可変光源（ＴＬＳ）で構成され、被測定光である光位相変調信号と同一波長の無変調の参照光を出力する。この参照光は、２つのビット遅延干渉計２、３のそれぞれの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（光ＳＷ）３１は、上記の光位相変調信号、参照光及びモード指定信号ａを受けて、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光分波器１に出力する。
【００７８】
位相制御手段３４は、操作部等（図示しない）から入力される光位相差指定信号ｂ（上記光位相差φを指定する）と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、光位相差指定信号ｂで指定された光位相差φに対応する位相制御データｃ１をメモリ３４ａから読み出して光位相遅延器２ｊの位相を制御する。すなわち、光位相差指定信号ｂが、光位相差φ＝０を指定しているときはφ＝０に対応する位相制御データｃ１を、また光位相差φ＝π／４を指定しているときはφ＝π／４に対応する位相制御データｃ１をそれぞれメモリ３４ａ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３４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、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が少なくとも上述の参照光の一周期分変化させられるような位相制御データｃ１を出力して、光位相遅延器２ｊの位相を順次変化させる。そして、この位相制御データｃ１によって光位相遅延器２ｊの位相を順次変化させる毎にトリガｄ１を出力する。なお、この位相制御データｃ１及びトリガｄ１は、それぞれ後述する位相校正処理手段３６及びスイッチ３８に入力される。
【００７９】
位相制御手段３５も、位相制御手段３４の場合と同様に、光位相差指定信号ｂとモード指定信号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、光位相差指定信号ｂで指定された光位相差φに対応する位相制御データｃ２をメモリ３５ａから読み出して光位相遅延器３ｊの位相を制御する。すなわち、光位相差指定信号ｂの指定する光位相差φ＝π／２、−π／４等にそれぞれ対応する位相制御データｃ２をそれぞれメモリ３５ａから読み出して光位相遅延器３ｊの位相を制御する。また、位相制御手段３５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、ビット遅延干渉計３における２つのアーム間の光位相差φが少なくとも上述の参照光の一周期分変化させられるような位相制御データｃ２を出力して、光位相遅延器３ｊの位相を順次変化させる。そして、この位相制御データｃ２によって光位相遅延器３ｊの位相を順次変化させる毎にトリガｄ２を出力する。なお、この位相制御データｃ２及びトリガｄ２は、それぞれ後述する位相校正処理手段３７及びスイッチ３９に入力される。
【００８０】
スイッチ３８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３４から入力されるトリガｄ１をＡ／Ｄ変換器６ａに出力する。
【００８１】
スイッチ３９も、スイッチ３８の場合と同様に、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をＡ／Ｄ変換器７ａ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３５から入力されるトリガｄ２をＡ／Ｄ変換器７ａに出力する。
【００８２】
したがって、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、２つのビット遅延干渉計２、３には光位相変調信号が入力され、また２つのＡ／Ｄ変換器６ａ、７ａにはサンプリングクロック信号が入力される。そして、光位相差指定信号ｂによって、ビット遅延干渉計２の光位相差φとして０、ビット遅延干渉計３の光位相差φとしてπ／２がそれぞれ指定されると、光位相遅延器２ｊ及び光位相遅延器３ｊの位相はそれぞれ０及びπ／２に制御される。これにより、光位相変調信号の相対ビット間位相差Δφmodが測定される。この構成は、上述の第１実施形態に相当する。なお、光位相差指定信号ｂによって、ビット遅延干渉計２の光位相差φとしてπ／４、ビット遅延干渉計３の光位相差φとして−π／４がそれぞれ指定される場合には、光位相遅延器２ｊ及び光位相遅延器３ｊの位相はそれぞれπ／４及び−π／４に制御され、上述の第３実施形態に相当する構成となる。
【００８３】
次に、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、２つのビット遅延干渉計２、３には参照光（光位相変調信号と同一波長の無変調の光）が入力され、またＡ／Ｄ変換器６ａ及びＡ／Ｄ変換器７ａにはトリガｄ１及びトリガｄ２がそれぞれ入力される。
【００８４】
そして、ビット遅延干渉計２の光位相遅延器２ｊは、上記の位相制御手段３４から校正モードのときに出力される位相制御データｃ１、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が少なくとも上記参照光の一周期分変化させられるような位相制御データｃ１によって制御される。それにより、光位相遅延器２ｊの位相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（８）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（３２）、（３３）式となる。
【００８５】
Ｐ＝０．５＋０．５ｃｏｓ(Δφmod＋φ)      （８）
ＰC1＝０．５＋０．５ｃｏｓφ      （３２）
ＰC2＝０．５−０．５ｃｏｓφ      （３３）
この（３２）、（３３）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、（３４）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（３５）式で与えられる光強度ＩCを表している。
【００８６】
ＰC＝ＰC1−ＰC2＝ｃｏｓφ      （３４）
ＩC∝ｃｏｓφ      （３５）
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ｄ１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メモリ６ｂに記憶する。トリガｄ１は、上述したように、スイッチ３８を介して上述の位相制御手段３４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３４から出力される位相制御データｃ１によって、ビット遅延干渉計２の光位相遅延器２ｊの位相が順次変化させられる毎に入力される。
【００８７】
位相校正処理手段３６は、電気波形測定部６のメモリ６ｂから順次読み出された波形データと、位相制御手段３４から入力される光位相遅延器２ｊの位相を順次変化させるための位相制御データｃ１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、図１３に示すように、最大／最小レベル検出手段３６ａ、レベル−位相算出手段３６ｂ及び位相制御データ算出手段３６ｃによって構成されている。
【００８８】
すなわち、最大／最小レベル検出手段３６ａは、電気波形測定部６のメモリ６ｂから順次読み出される波形データ（上述の（３５）式のＩCに相当する）と、位相制御手段３４から出力される光位相遅延器２ｊの位相を順次変化させるための位相制御データｃ１とを受けて、図１５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。
【００８９】
レベル−位相算出手段３６ｂは、図１５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ｃ１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（３６）式で表す。
【００９０】
Ｌ＝(Ｌmax＋Ｌmin)／２＋[(Ｌmax−Ｌmin)／２]ｃｏｓφ    （３６）
位相制御データ算出手段３６ｃは、上記（３６）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ｃ１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ｃ１とを対応づけ、対応づけた光位相差φと位相制御データｃ１との関係を位相制御手段３４のメモリ３４ａ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ｃ１を求め、求めたそれぞれの関係をメモリ３４ａに記憶する。
【００９１】
また、ビット遅延干渉計３の光位相遅延器３ｊも、上述したビット遅延干渉計２の光位相遅延器２ｊの場合と同様に、上記の位相制御手段３５から校正モードのときに出力される位相制御データｃ２、すなわちビット遅延干渉計３における２つのアーム間の光位相差φが少なくとも上記参照光の一周期分変化させられるような位相制御データｃ２によって制御される。それにより、光位相遅延器３ｊの位相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３の合波部３ｅにおける合波光の光強度Ｐは、上述の（８）式においてΔφmod＝０であるので、光位相遅延器３ｊの位相変化に伴って、ポート３ｇから出力される光強度変換信号ＰC1及びポート３ｈから出力される光強度変換信号ＰC2は、それぞれ上述の（３２）、（３３）式となる。
【００９２】
この（３２）、（３３）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５でバランスド受信されるときの光強度ＰCは、上述の（３４）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上述の（３５）式で与えられる光強度ＩCを表している。
【００９３】
電気波形測定部７も、上述した電気波形測定部６の場合と同様に、バランスドレシーバ５から入力される上記電気信号波形をＡ／Ｄ変換器７ａでトリガｄ２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メモリ７ｂに記憶する。トリガｄ２は、上述したように、スイッチ３９を介して上述の位相制御手段３５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３５から出力される位相制御データｃ２によって、ビット遅延干渉計３の光位相遅延器３ｊの位相が順次変化させられる毎に入力される。
【００９４】
位相校正処理手段３７も、上述した位相校正処理手段３６の場合と同様に、電気波形測定部７のメモリ７ｂから順次読み出された波形データと、位相制御手段３５から入力される光位相遅延器３ｊの位相を順次変化させるための位相制御データｃ２とに基づいて、ビット遅延干渉計３の２つのアーム間の光位相差φを校正するもので、図１４に示すように、最大／最小レベル検出手段３７ａ、レベル−位相算出手段３７ｂ及び位相制御データ算出手段３７ｃによって構成されている。
【００９５】
すなわち、最大／最小レベル検出手段３７ａは、電気波形測定部７のメモリ７ｂから順次読み出される波形データ（上述の（３５）式のＩCに相当する）と、位相制御手段３５から出力される光位相遅延器３ｊの位相を順次変化させるための位相制御データｃ２とを受けて、図１５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。
【００９６】
レベル−位相算出手段３７ｂは、図１５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ｃ２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を上述の（３６）式で表す。
【００９７】
位相制御データ算出手段３７ｃは、上述の（３６）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ｃ２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ｃ２とを対応づけ、対応づけた光位相差φと位相制御データｃ２との関係を位相制御手段３５のメモリ３５ａに記憶する。すなわち、光位相差φの−π／４、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ｃ２を求め、求めたそれぞれの関係をメモリ３５ａに記憶する。
【００９８】
なお、この第４実施形態の測定モードにおいては、２つのビット遅延干渉計２、３のそれぞれの２つのアーム間の光位相差φが０及びπ／２、あるいはπ／４及び−π／４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、２つの異なる光位相差φ1及びφ2であれば何でもよい。
【００９９】
また、この第４実施形態の校正モードにおいては、２つのビット遅延干渉計２、３のそれぞれの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３２から出力された参照光を光分波器１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３１及び校正用光源３２は不要となる。
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態の光位相変調評価装置の構成を図１２に示す。図１１に示した第４実施形態では、２つのビット遅延干渉計２、３からそれぞれ出力される２つの光強度変換信号を２つのバランスドレシーバ４、５でそれぞれ受けるようにしたが、第５実施形態では、２つのビット遅延干渉計２、３からそれぞれ出力される２つの光強度変換信号の内のいずれか一方を２つのシングルレシーバ１２、１３でそれぞれ受けるようにした。第５実施形態は第４実施形態とこの点のみ異なる。したがって、詳細説明は省略する。
【０１００】
なお、上述の第１〜５実施形態では、２つのビット遅延干渉計２、３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。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【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】光強度と相対ビット間位相差の関係を示す図
【図５】光強度と相対ビット間位相差の関係を示す図
【図６】光強度と相対ビット間位相差の関係を示す図
【図７】相対ビット間位相差ヒストグラムを示す図
【図８】コンスタレーションを示す図
【図９】相対ビット間位相差対時間グラフを示す図
【図１０】従来例の概略構成を示す図
【図１１】本発明の第４実施形態の構成を示す図
【図１２】本発明の第５実施形態の構成を示す図
【図１３】位相校正処理手段の構成を示す図
【図１４】位相校正処理手段の構成を示す図
【図１５】光位相差の校正方法を説明するための図
【符号の説明】
【０１０２】
１・・・光分波器、２，３・・・ビット遅延干渉計、２ａ，２ｇ，２ｈ，３ａ，３ｇ，３ｈ・・・ポート、２ｂ，３ｂ・・・分波部、２ｃ，２ｄ，３ｃ，３ｄ・・・アーム、２ｅ，３ｅ・・・合波部、２ｆ，３ｆ・・・ビット遅延器、２ｊ，３ｊ・・・光位相遅延器、４，５・・・バランスドレシーバ、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，１２ａ，１３ａ，２０・・・受光器（ＰＤ）、４ｃ，５ｃ・・・減算器、６，７・・・電気波形測定部、６ａ，７ａ・・・Ａ／Ｄ変換器、６ｂ，７ｂ，３４ａ，３５ａ・・・メモリ、８・・・信号処理手段、８ａ・・・位相差テーブル、８ｂ・・・位相差算出手段、８ｃ・・・位相差ヒストグラム算出手段、８ｄ・・・コンスタレーション算出手段、８ｅ・・・位相差グラフ算出手段、９・・・表示器、１１・・・サンプリングクロック発生部、１２，１３・・・シングルレシーバ、１２ｂ，１３ｂ・・・オフセット回路、２１・・・信号処理部、３１・・・光スイッチ（光ＳＷ）、３２・・・校正用光源、３３・・・モード指定手段、３４，３５・・・位相制御手段、３６，３７・・・位相校正処理手段、３６ａ，３７ａ・・・最大／最小レベル検出手段、３６ｂ，３７ｂ・・・レベル−位相算出手段、３６ｃ，３７ｃ・・・位相制御データ算出手段、３８，３９・・・スイッチ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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