JPH07325011A - 消光比測定装置 - Google Patents

消光比測定装置

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JPH07325011A
JPH07325011A JP14077094A JP14077094A JPH07325011A JP H07325011 A JPH07325011 A JP H07325011A JP 14077094 A JP14077094 A JP 14077094A JP 14077094 A JP14077094 A JP 14077094A JP H07325011 A JPH07325011 A JP H07325011A
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JP
Japan
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signal
optical switch
extinction ratio
amplifier
converter
Prior art date
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Application number
JP14077094A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Takeda
敏幸 武田
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Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動的消光比を精度良く得て、時間軸方向の光
波形を表示する消光比測定装置を提供する。 【構成】 光源1は消光比が未知の光スイッチ20に連
続な光を出力し、駆動回路2で光スイッチ20をパルス
変調し、光検出器3で光スイッチ20のパルス変調光を
検出し、アンプ4で光検出器3の出力を増幅するととと
もに利得を切り換え、リミッタ回路5はアンプ4の出力
振幅を制限してA/D変換器6に入力し、A/D変換す
る。信号処理部7はA/D変換器6からのデータを加算
平均し、対数変換して表示部8に結果を表示する。CP
U9は光スイッチ20のスイッチングのタイミングを制
御する信号9Aとアンプ4の利得を制御する信号9Bと
A/D変換のタイミングを制御する信号9Cと信号処理
部7を制御する信号9Dを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信や光パルス試
験器などに用いられる光スイッチの消光比を測定する消
光比測定装置についてのものである。
【0002】
【従来の技術】次に、従来技術による光スイッチの消光
比の測定装置の構成を図10に示す。図10の21は光
源、22は光スイッチ、23は光パワーメータ、24は
光スイッチ22の切換回路である。図10で、光源21
は連続な光を出力する。切換回路24は光スイッチ22
を透過に設定する。光パワーメータ23は光スイッチ2
2を透過した光のパワーを測定する。次に切り換え回路
24は光スイッチ22を遮断に設定する。再び光パワー
メータ23は光スイッチ22の漏れ光のパワーを測定す
る。ここで、光スイッチ22が透過状態のときの光パワ
ーと遮断状態のときの光パワーの比を演算することによ
り、光スイッチ22の消光比を得る。
【0003】図10の構成の他に、光スイッチ22を実
際に光パルス試験器に組み込み、その測定波形から光ス
イッチ22の消光比の良否判定を行う方法がある。図1
1は光パルス試験器の測定波形であり、図11アは基準
となる測定波形を示し、図11イは消光比の悪い光スイ
ッチ22を使用した場合の測定波形を示している。図1
1ア・イを比較して、図11イの方は測定波形に歪が生
じており、消光比の悪い光スイッチを使用していると判
定される。
【0004】また、図12は縦軸に平均の光パワー、横
軸にマーク率をとった波形図である。図12で、マーク
率をいくつか変化させ、その時の平均光パワーを測定す
る。測定点を対数軸上で直線で結び、マーク率が1のと
きの平均光パワーP1 とマーク率が0のときの平均光パ
ワーP0 の比を消光比とする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図10で測定した消光
比は静特性での消光比であるが、実際に光スイッチを用
いる場合は高速のスイッチング状態で用いることが多
く、消光比が異なることがある。図11では光スイッチ
を光パルス試験器に実際に使用するので、出力波形から
光スイッチの良否判定はできるが、消光比は測定できな
い。図12では実際の使用条件に近い状態での消光比が
間接的に得られるが、精度に問題がある。この発明は、
動的消光比を精度良く得て、時間軸方向の光波形を表示
する消光比測定装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、消光比が未知の光スイッチ20に連続
な光を出力する光源1と、光スイッチ20をパルス変調
する駆動回路2と、光スイッチ20のパルス変調光を検
出する光検出器3と、光検出器3の出力を増幅するとと
ともに、利得を切り換えるアンプ4と、アンプ4の出力
振幅を制限するリミッタ回路5と、リミッタ回路5の出
力を入力とし、A/D変換するA/D変換器6と、A/
D変換器6からのデータを加算平均し、対数変換する信
号処理部7と、信号処理部7の結果を表示する表示部8
と、光スイッチ20のスイッチングのタイミングを制御
する信号9Aとアンプ4の利得を制御する信号9BとA
/D変換のタイミングを制御する信号9Cと信号処理部
7を制御する信号9Dを出力するCPU9を備える。
【0007】
【作用】次に、この発明による消光比測定装置の構成を
図1に示す。図1の1は光源、2は駆動回路、3は光検
出器、4はアンプ、6はリミッタ回路、6はA/D変換
器、7は信号処理部、8は表示部、9はCPU、20は
測定対象の光スイッチである。
【0008】図1で、光源1は連続な光を出力する。C
PU9は周期的な信号9Aを出力し、駆動回路2へ光ス
イッチ20を駆動するトリガを与える。駆動回路2は信
号9Aにより光スイッチ20を駆動する。光スイッチ2
0は駆動回路2の信号で光源1からの連続光をパルス変
調する。
【0009】図6は光検出器3への入力光の波形であ
る。光検出器3は図6に示す光スイッチ20の出力光を
検出し、電気信号へと変換する。アンプ4は光検出器3
の出力をCPU9からの信号9Bにしたがった利得で増
幅する。リミッタ回路5は高い消光比を測定する場合に
必要な構成である。ここでは消光比が低い場合を説明す
るのでなくても良い。
【0010】A/D変換器6はCPU9からの信号9C
によりアナログ/デジタル変換を行う。図7はA/D変
換器6への入力電圧波形である。図7で、各点はCPU
9の信号9Cにより与えられたA/D変換器6のA/D
変換のタイミングを示したものである。なお、時間分解
能がを上げるためにタイミングを少しづつずらして繰り
返し測定しても良い。
【0011】信号処理部7はA/D変換器6から繰り返
し波形である図7の波形を入力し、駆動回路2に入力す
る信号9Aの周期の任意の整数倍(図7では2倍)ごと
に、A/D変換器6からのデータをCPU9の信号9D
により加算平均して信号対雑音比を改善するとともに、
加算平均後の図7の○の部分、すなわち信号電圧が0に
近いところでの時間平均を計算し基準電圧を求める。さ
らに、△の部分の時間平均を計算し基準電圧で除算する
ことで消光比を得る。なお、データを基準電圧を用いて
対数変換した後、減算して消光比を求めても良い。表示
部8は信号処理部7で求めた消光比や測定波形を表示す
る。
【0012】次に、リミッタ回路5の動作を説明する。
リミッタ回路5は光スイッチ20の消光比がA/D変換
器6で制限される消光比の測定限界より高い場合に必要
な構成である。
【0013】図8はCPU9の信号9Bでアンプ4の利
得を小さくしたときのA/D変換器6への入力電圧の波
形である。信号処理部7は図7で説明した動作を行う。
信号処理部7の処理が終了した後、CPU9は信号9B
でアンプ4の利得を上げる。
【0014】図9は利得が高い場合のA/D変換器6の
入力電圧の波形である。リミッタ回路5は図9のリミッ
タ電圧以上をカットし、A/D変換器6への過大入力を
防ぐ。信号処理部7は再び図7で説明した動作を行い、
先に測定した利得の低い場合のデータを、変化させた利
得倍して合成する。アンプ4の利得を順次切り換え、信
号処理部7でこの作業を繰り返すことにより、高い消光
比の光スイッチ20を測定できる。
【0015】光源1には半導体レーザをはじめ各種レー
ザ光源を使用することができる。また、測定対象である
光スイッチ20は導波路型光スイッチやA/Oスイッチ
をはじめ各種光スイッチが使用できる。光検出器3は一
般に、ホトダイオードや光電子増倍管などが使用され
る。
【0016】
【実施例】次に、第2の発明による実施例の構成を図2
に示す。図2の10は可変波長光源であり、他は図1と
同じである。すなわち、図2は光源1の代わりにCPU
9の信号9Eで発振波長を変化させる可変波長光源10
を備えたものである。これにより光スイッチ2の消光比
の波長特性を測定する構成となる。可変波長光源10は
半導体レーザ単体のものや半導体レーザに外部共振器や
回折格子を付けたものやYAGレーザのような固体レー
ザなどを使用することができる。
【0017】次に第3の発明による実施例の構成を図3
に示す。図3の11は偏波コントローラであり、他は図
1と同じである。すなわち、図3は光源1と光スイッチ
20の間にCPU9からの信号9Fにより光源1からの
光を任意の偏波に変換し出力する偏波コントローラ11
を備えたものである。これにより導波路型光スイッチに
多く見られるTEモードのみに対応する光スイッチの消
光比も測定することができる。偏波コントローラ11に
はファイバコイル型のものやλ/2とλ/4を組み合わ
せたもの、あるいはファイバに側圧をかけたもの、導波
路型のものなどを使用する。図4は可変波長光源10と
偏波コントローラ11を組み合わせた場合の構成図であ
る。
【0018】次に図4による実施例の具体的な構成図を
図5に示す。図5の10は可変波長光源であり、回折格
子10Aと回転ステージ10Bと半導体レーザ10Cを
備え、CPU9の信号9Eにより回転ステージ10Bを
回転させて波長を変える。
【0019】11はλ/2波長板とλ/4波長板を組み
合わせた偏波コントローラであり、CPU9の信号9F
によりλ/2板とλ/4板を回転させて任意の偏波を得
る。20は測定対象のA/Oスイッチである。
【0020】2はTTLで組んだ駆動回路であり、2A
はモノステーブル、2Bはシュミットトリガ型のバッフ
ァである。モノステーブル2AはCPU9からの信号9
Aの立ち上がりエッジにより、たとえば1μsのパルス
を出力する。バッファ2Bはモノステーブル2Aの出力
パルスを整形し、A/Oスイッチ20に出力する。光検
出器3はPIN−PD3Aを用い、トランスインピーダ
ンスアンプ3Bで電流電圧変換を行う。
【0021】4はアンプであり、4Aはツェナーダイオ
ード、4Bは加算器、4Cと4Dはリレー、4Eはリレ
ー駆動回路、4Fは40dBの利得のアンプである。ア
ンプ4の利得切り換えはリレー4C・4Dを用い、図5
では利得の切り換えは一段としている。ツェナーダイオ
ード4Aと加算器4Bは信号に白色雑音を付加すること
で、A/D変換器6においてディザの効果を得るための
ものである。リレー駆動回路4Eにはたとえばダーリン
トントランジスタを使用する。リミッタ回路5はダイオ
ードブリッジを用い、ここでは、±1.4Vのリミッタ
電圧としている。
【0022】A/D変換器6は8bitで入力電圧が0
から+2Vのものを用いた。信号処理部7の加算平均部
はボックスカー積分器を用い、他の演算処理と表示部8
にはパーソナルコンピュータを用いた。
【0023】動作を簡単に説明すると、光検出器3で検
出したパルス信号は、まずアンプ4の加算器4B側を通
り、ピーク電圧1V程度として、リミッタ回路5に入力
する。リミッタ回路5のリミッタ電圧は1.4Vである
ので、ここではパルス信号はリミッタ回路5を素通りす
る。A/D変換器6でA/D変換したのち、信号処理部
7のボックスカー積分器で加算平均する。
【0024】図5の回路では、加算平均の結果からHI
GHレベルのいくつかのデータを時間軸方向に平均し、
パルスのピーク値の平均を算出し0.93Vを得た。次
に信号9Bによりアンプ4の信号経路をアンプ4F側と
して利得を40dB上げる。リミッタ回路5により1.
4V以上の電圧はカットし、低いレベルの信号だけをA
/D変換器6に入力する。加算平均後にLOWレベルの
いくつかのデータの時間平均をとることにより、12m
Vが得られる。
【0025】この平均値を基準電圧として先に平均した
HIGHレベルの平均値を対数変換すると、37.8d
Bが得られる。対数変換した結果にアンプ4での利得分
40dBを加算し、37.8+40=77.8dBとな
る。ここでホトダイオードでは光パワーは電流に比例す
るため、A/Oスイッチ20の消光比は77.8/2=
38.9dBとなる。表示器8はこのデータを表示し、
波形を確認する。さらに、データを対数変換し、波形デ
ータとして表示することで微少レベルでの波形歪みなど
が観測できる。
【0026】
【発明の効果】この発明によれば、光スイッチを周期的
に動作させ、その周期の整数倍を測定範囲として加算平
均をとり、さらに対数変換するので精度良く動的消光比
を得ることができ、時間軸方向の光波形を表示する消光
比測定装置を提供することができる。また、光スイッチ
に入射する光源を可変波長光源とすることにより、光ス
イッチ20の消光比の波長特性を測定することができ
る。さらに、光源1と光スイッチ20の間にCPU9の
信号9Fにより入力光を任意の偏波に変換する偏波コン
トローラ11を挿入することにより、導波路型光スイッ
チに多く見られるTEモードのみに対応する光スイッチ
の消光比も測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明による消光比測定装置の構成図であ
る。
【図2】第2の発明による消光比測定装置の構成図であ
る。
【図3】第3の発明による消光比測定装置の構成図であ
る。
【図4】可変波長光源10と偏波コントローラ11を組
み合わせた構成図である。
【図5】図4の実施例の構成図である。
【図6】図1の光スイッチ20の出力光波形図である。
【図7】図1のA/D変換器6の入力電圧波形図であ
る。
【図8】図1のアンプ4の利得の低い場合のA/D変換
器6の入力電圧波形図である。
【図9】図1のアンプ4の利得の高い場合のA/D変換
器6の入力電圧波形図である。
【図10】従来技術による消光比測定装置の構成図であ
る。
【図11】光パルス試験器の測定波形図である。
【図12】平均の光パワーとマーク率の波形図である。
【符号の説明】
1 光源 2 駆動回路 3 光検出器 4 アンプ 5 リミッタ回路 6 A/D変換器 7 信号処理部 8 表示部 9 CPU 10 可変波長光源 11 偏波コントローラ 20 光スイッチ 21 光源 22 光スイッチ 23 光パワーメータ 24 切り換え回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 消光比が未知の光スイッチ(20)に連続な
    光を出力する光源(1) と、 光スイッチ(20)をパルス変調する駆動回路(2) と、 光スイッチ(20)のパルス変調光を検出する光検出器(3)
    と、 光検出器(3) の出力を増幅するととともに、利得を切り
    換えるアンプ(4) と、 アンプ(4) の出力振幅を制限するリミッタ回路(5) と、 リミッタ回路(5) の出力を入力とし、A/D変換するA
    /D変換器(6) と、 A/D変換器(6) からのデータを加算平均し、対数変換
    する信号処理部(7) と、 信号処理部(7) の結果を表示する表示部(8) と、 光スイッチ(20)のスイッチングのタイミングを制御する
    信号(9A)とアンプ(4)の利得を制御する信号(9B)とA/
    D変換のタイミングを制御する信号(9C)と信号処理部
    (7) を制御する信号(9D)を出力するCPU(9) を備える
    ことを特徴とする消光比測定装置。
  2. 【請求項2】 CPU(9) の信号(9E)により波長を可変
    する波長可変光源(10)を備える請求項1に記載の消光比
    測定装置。
  3. 【請求項3】 CPU(9) の信号(9F)により光スイッチ
    (20)の入力光を任意の偏波に制御する偏波コントローラ
    (11)を備えることを特徴とする請求項1に記載の消光比
    測定装置。
JP14077094A 1994-05-31 1994-05-31 消光比測定装置 Pending JPH07325011A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010281708A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Anritsu Corp 光部品評価装置
CN106596071A (zh) * 2016-12-27 2017-04-26 镇江奥菲特光电科技有限公司 一种消光比测试仪的控制系统
CN110057546A (zh) * 2019-01-23 2019-07-26 尚宁光电无锡有限公司 一种低成本简易光眼图消光比测量方法及系统
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