(57)【要約】本発明は、初期信号（１１５）を、基準信号（１１５ｂ）と測定信号（１１５ａ）に分離するステップと、負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するステップと、構成部品（１１４）が測定信号（１１５ａ）に影響を与えて、構成部品（１１４）により影響された構成部品信号（１２０）を生成することを可能にするために、測定信号（１１５ａ）を構成部品（１１４）に送信するステップと、重畳信号（１１８）を生成するために、基準信号（１１５ｂ）を構成部品信号（１２０）に重畳するステップと、負荷信号（１０８）が構成部品（１１４）に存在しないとき、情報を含む信号（１２６）を送信するために、重畳信号（１１８）を検出するステップと、負荷信号（１０８）の特性に応じて、構成部品（１１４）の光学特性を決定するために、情報を含む信号（１２６）を処理するステップとを含む、光学部品（１１４）の負荷依存的分析装置および方法に関する。
2006504083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するステップと、
構成部品（１１４）が測定信号（１１５ａ）に影響を与えて、構成部品（１１４）により影響された構成部品信号（１２０）を生成できるように、測定信号（１１５ａ）を構成部品（１１４）に送信するステップと、
重畳信号（１１８）を生成するために、基準信号（１１５ｂ）を構成部品信号（１２０）に重畳するステップと、
負荷信号（１０８）が構成部品（１１４）に存在しないとき、情報を含む信号（１２６）を送信するために、重畳信号（１１８）を検出するステップと、
負荷信号（１０８）の特性に応じて、構成部品（１１４）の光学特性を決定するために、情報を含む信号（１２６）を処理するステップと
を含む、光学部品（１１４）の負荷依存的分析方法。
【請求項２】
負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に周期的に送信することにより、負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するステップと、
負荷信号（１０８）が構成部品（１１４）に送信されない期間中に、重畳信号（１１８）を検出するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
構成部品（１１４、１１４ａ）に対する負荷信号（１０８）をオンおよびオフに切換えることにより、負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するステップと、
負荷信号（１０８）がオフの期間中に、重畳信号（１１８）を検出するステップと
をさらに含む、請求項１または上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項４】
光周波数において離間している少なくとも２つのローディング信号（１０６）により負荷信号（１０８）を構成するステップをさらに含む、請求項１または上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項５】
ローディング信号（１０６）をオンおよびオフに切換えるステップと、
負荷信号（１０８）を変調するステップと
の少なくとも一方を実施することにより、負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
制御信号（１０５、１０７、１２９）により、負荷信号（１０８）の送信を制御するステップをさらに含む、請求項１または上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項７】
制御信号（１０５、１０７、１２９）と、情報を含む信号（１２６）とを混合するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
情報を含む信号（１２６）を処理する前に、情報を含む信号（１２６）を帯域通過フィルタリングするステップをさらに含む、請求項１または上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項９】
構成部品（１１４）のタイムドメイン消滅測定を実施するために、構成部品（１１４）から受信した、信号（１２０）だけを検出するのに、少なくとも一時的に基準信号のスイッチをオフにするステップをさらに含む、請求項１または上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１０】
決定された光学特性が、群遅延、差動群遅延、損失、ゲイン、ノイズ指数、ゲインチルト、および偏光依存ゲインの少なくとも1つを有するステップをさらに含む、請求項１または上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
基準信号（１１５ｂ）および測定信号（１１５ａ）を初期信号（１１５）から導くステップをさらに含む、請求項１または上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
基準信号（１１５ｂ）を受信するための基準アーム（１１６）と、
測定信号（１１５ａ）を受信して、測定信号（１１５ａ）を構成部品（１１４）に送信し、その結果、構成部品（１１４）から影響を与えられ、受信される信号（１２０）を生成するよう、構成部品（１１４）が測定信号（１１５ａ）に影響を与える測定アーム（１１１）と
を備える干渉計（１１２）と、
負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するための負荷ソース（１０４）と、
基準アーム（１１６）および測定アーム（１１１）の始めにあり、初期信号（１１５）を基準信号（１１５ｂ）および測定信号（１１５ａ）に分割するための第１ビームスプリッタ（１２１）と、
基準アーム（１１６）および測定アーム（１１１）の終わりにあり、基準信号（１１５ｂ）を、構成部品（１１４）から受信した信号（１２０）と重畳し、重畳信号（１１８）を送信するための第２ビームスプリッタ（１２３）と、
負荷信号（１０８）が構成部品（１１４）に存在しないときに、重畳信号（１１８）を検出して、情報を含む信号（１２６）を送信するための検出器（１２４）と、
情報を含む信号（１２６）を処理して、構成部品（１１４）の光学特性を決定するための信号処理装置（１４０）と
を備える光学部品（１１４）の負荷依存的分析装置。
【請求項１３】
負荷ソース（１０４）が、光周波数において離間された少なくとも２つのローディング信号（１０６）により負荷信号（１０８）を構成するための少なくとも２個のローディングソース（１０４）から構成される負荷バンク（１０２）である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
負荷ソース（１０４）が、光周波数において離間された少なくとも２つのローディング信号（１０６）により負荷信号（１０８）を構成するために少なくとも２個のローディングソース（１０４）から構成され、負荷信号（１０８）を変調することにより、負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するための変調器（１１０）と、ローディングソース（１０４）をオンおよびオフに切換える第１スイッチとの少なくとも一方をさらに備える、請求項１２または上記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１５】
制御信号（１０５、１０７、１２９）により負荷信号（１０８）の送信を制御するためのＲＦソース（１３２）をさらに備える、請求項１２または上記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１６】
制御信号（１０５、１０７、１２９）と、情報を含む信号（１２６）とを混合するための混合機（１２８）をさらに備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
情報を含む信号（１２６）を処理する前に、情報を含む信号（１２６）を抽出するための帯域通過フィルタ（１３６）をさらに備える、請求項１２または上記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも一時的に基準信号（１１５ｂ）をオフに切換えて、構成部品（１１４）から受信する信号（１２０）のみを検出し、構成部品（１１４）のタイムドメイン消滅測定を実施することが可能な第２スイッチ（１１９）をさらに備える、請求項１２または上記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１９】
決定された光学特性が、群遅延、差動遅延、損失、ゲイン、ノイズ指数、ゲインチルト、および偏光依存ゲインの少なくとも1つを含む、請求項１２または上記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項２０】
負荷信号（１０８）を構成部品（１１４）に断続的に送信するように構成された第１信号ソースと、
測定信号（１１５ａ）を構成部品（１１４）に送信し、その結果、構成部品（１１４）が測定信号（１１５ａ）に影響を与えて、構成部品（１１４）により影響された構成部品信号（１２０）を生成する第２信号源と、
基準信号（１１５ｂ）を送信するように構成された基準信号源と、
負荷信号（１０８）が構成部品（１１４）に存在しないときに、基準信号（１１５ｂ）を構成部品信号（１２０）と重畳させたものとしての、重畳信号（１１８）を検出し、その結果、情報を含む信号（１２６）を送信するように構成された検出器と、
情報を含む信号（１２６）を処理して、負荷信号（１０８）の特性に応じて、構成部品（１１４）の光学特性を決定するように構成された処理ユニットと
を備える光学部品（１１４）の負荷依存的分析のための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷依存的分析用光学部品、特に、受動および能動光学部品の干渉相測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
最高のビットレート、たとえば毎秒４０Ｇｂで動作する光ネットワークは、関連するすべてのネットワーク要素の分散特性に対し、ますます高度の要件を課している。これは、受動および能動光学部品またはデバイスについて、特に、群遅延および差動群遅延に関してそれらの特徴を明らかにする必要があることを意味する。能動構成部品は、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦＡ）、ＴＤＦＡ、ＯＦＡなどの光ファイバ増幅器、ＥＤＷＡなどの光導波管増幅器、ＳＯＡなどの半導体増幅器、およびハイブリッドデバイスで良い。能動デバイスの主要構成部品パラメーターは、ゲインおよびノイズ指数である。これらのパラメーターは、タイムドメイン消滅法などの間接的な原理、信号減算を含む信号置換および補間、並びにダイナミックゲインおよびノイズゲインプロファイルなどのその他の直接的原理により測定することができる。受動光デバイスおよびその分散関連位相特性は、変調位相シフト法、差動位相シフト法および干渉法により測定することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、改良された負荷依存的分析用光学部品、特に受動および能動光学部品の干渉相測定法を提供することである。この目的は、独立請求項に記載した発明により解決される。好ましい実施態様は、従属請求項により示す。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一般に、受動光デバイスの位相特性を取得するために使用する干渉法は、遅延信号によるチャープレーザ光（chirped laser light）の干渉に頼っている。本発明は、こうした干渉法により特徴付けられる能動構成部品には、光周波数において離間配置された一連のソースを負荷しなければならないという認識を含む。しかし、これらの負荷ソースはチャープレーザに干渉し、その結果、能動構成部品の位相特性は、著しく低下した精度でしか決定できない。有利なことに、本発明の実施態様は、上記のバックログがない負荷ソースの存在下で能動デバイスの位相特性を測定することを可能にする。さらに、本発明の実施態様は、チャープされたプローブレーザ信号による負荷ソースの干渉により、負荷下の能動デバイスの群遅延および差動群遅延を、精度が著しく低下しない状態で測定する能力を提供する。
【０００５】
さらに、本発明の実施態様によると、同じ干渉測定のセットアップを使用して、位相測定と、ゲインと、ノイズ指数測定と、ゲインチルトと、偏光依存ゲイン測定とを行なうこともできる。したがって、本発明の実施態様は、損失、位相、ゲインおよびノイズ指数を測定するための結合されたセットアップを提供する。
【０００６】
本発明は、１つまたは複数の適切なソフトウェアプログラムであって、何らかの種類のデータ記憶媒体上に記憶されるか、さもなければデータ記憶媒体により提供され、適切なデータ処理ユニット内で、または適切なデータ処理ユニットにより実行することができるソフトウェアプログラムにより部分的にまたはサポートすることができる。ソフトウェアプログラムまたはルーチンは、本発明方法の実現に好適に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のその他の目的および多くの付随する利点は、以下の詳細な説明を参照し、添付の図面に関連して考察すると、容易に評価され、より良く理解できるであろう。図面の各構成部品は、必ずしも一定の比例ではなく、むしろ、本発明の原理を明確に図示することを強調している。実質的に、または機能上等価であるかまたは類似する特徴は、同じ参照符号で指示する。
【０００８】
次に、より詳細に図面を参照すると、図１は、本発明の一実施態様による構成１００を示す。構成１００は、光信号１０６を送信するソース１０４のバンク（集合）１０２を備え、信号１０６は、結果として得られる信号１０８にカップラ１５０により結合される。ソース１０４は、分散フィードバックレーザソースで良い。結果として得られる信号１０８は、無線周波数（ＲＦ）信号ソース１３２により、接続ライン１２９を介して制御される外部変調器１１０により、変調周波数１０９で振幅変調される。次に、信号１０８は、測定アーム１１１で分析される送信構成部品である被テストデバイス（ＤＵＴ）１１４に対する負荷信号として、干渉計１１２の測定アーム１１１に加えられる。
【０００９】
ＤＵＴ１１４は、増幅器、たとえばＥＤＦＡであるかもしれない。負荷信号１０８の振幅は十分に強力で、ＤＵＴ１１４の負荷依存性の特性の変化を誘発するべきである。好ましくは、負荷信号１０８は、ＤＵＴ１１４の飽和を誘発するべきである。干渉計１１２のその他のアーム１１６は、干渉計１１２の基準アーム１１６である。
【００１０】
別法によると、ローディングソース１０４は、点線１０５に従って直接変調することができるか、または、あるローディングソースまたはカップラを含むローディングソースの組合せがＤＵＴ１１４の一部である場合、ＤＵＴ１１４は、点線１０７に従って直接変調されうる。
【００１１】
チャープされた変調可能レーザ源（chirped tunable laser source）１１７により提供される変調レーザ光１１５は、干渉計１１２にも印加される。レーザ光１１５は、ビームスプリッタ１２１により、測定アーム１１１を通って移動する部分１１５ａであって、ＤＵＴ１１４により遅延される部分１１５ａと、基準アーム１１６を通って移動する部分１１５ｂとに分割される。次に、遅延信号１２０は、ビームスプリッタ１２３により信号１１５の遅延部分１１５ｂと重畳し、結果として得られる干渉信号１１８を生成する。
【００１２】
負荷１０８が存在しない場合、干渉計信号１１８は、レーザ信号１１５ｂとその遅延信号１２０の干渉により決定される。干渉計信号１１８の代表的な周波数は、５００ｋＨｚ以下、たとえば１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲である。変調器１１０の変調周波数１０９は、負荷１０８が存在しない状態で得られた最大干渉信号１１８より著しく高いはずである。５ＭＨｚ以上の変調周波数１０９が実行可能である。
【００１３】
接続ライン１３０を介して、ＲＦ信号ソース１３２により制御され、干渉計信号１１８を受信する復調器１２２は、変調器１１０がローディング光１０８のスイッチをオフにする時点で、復調周波数１３３により干渉信号１１８を受信機１２４に渡す。ＤＵＴ１１４の負荷依存性の光学特性は、変調器１１０の停止期間より大きい時定数を有する。つまり、変調周波数１０９は、ＤＵＴ１１４の負荷依存性の光学特性が動揺することが予想される周波数に比べて、はるかに高く選択される。したがって、ＤＵＴ１１４の光学特性は、変調器１１０の停止期間中に測定することができ、変調可能レーザソース１１７のレーザ光１１５が、負荷信号１０８により干渉されることはない。
【００１４】
次に、受信機１２４の信号１２６は、混合機１２８による従来のヘテロダイン混合を使用して、セットアップ１００の無負荷動作で使用される干渉周波数範囲にダウンコンバートされる。変調受信機信号１２６をグラフ１２７に示す。
【００１５】
受信機信号１２６は、混合機１２８のＲＦ信号ソース１３２の信号１３０と混合される。結果として得られる混合信号１３４は、ローパスフィルタ１３６に送信され、ローパスフィルタ信号１３８は次に信号処理ユニット１４０に送信されて、ＤＵＴ１１４の群遅延、差動群遅延、ゲインおよび／またはノイズ指数が評価される。別法による一実施態様では、混合機１２８およびローパスフィルタ１３６は、高速度ディジタル受信ユニットに置き換えることができる。
【００１６】
基準アーム１１６では、ＤＵＴ１１４の非干渉タイムドメイン消滅法による測定をシミュレートするために、スイッチ１１９も組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様の略図を示す。
【符号の説明】
【００１８】
１００  セットアップ
１０２  ソースのバンク
１０４  ローディングソース
１０５  点線
１０６  ローディング信号
１０７  点線
１０８  負荷、負荷信号
１０９  変調周波数
１１０  変調器
１１１  測定アーム
１１２  干渉計
１１５  レーザ光、信号
１１５ａ  測定信号、遅延部分
１１５ｂ  基準信号、レーザ信号
１１６  基準アーム
１１７  変調可能レーザ源
１１８  干渉計信号
１１９  スイッチ
１２０  遅延信号
１２１  ビームスプリッタ
１２２  復調器
１２３  ビームスプリッタ
１２４  受信機
１２６  受信機信号、変調受信機信号
１２７  グラフ
１２８  混合機
１２９  接続ライン
１３０  接続ライン、信号
１３２  信号ソース
１３３  復調周波数
１３４  混合信号
１３６  ローパスフィルタ
１３８  ローパスフィルタ信号
１４０  信号処理ユニット
１５０  カップラ
【図１】
2006504083.tif 000003
【国際調査報告】
2006504083.tif 000004
2006504083.tif 000005
2006504083.tif 000006