JPH08233662A - 光パルス波形測定器 - Google Patents
光パルス波形測定器Info
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- JPH08233662A JPH08233662A JP6501195A JP6501195A JPH08233662A JP H08233662 A JPH08233662 A JP H08233662A JP 6501195 A JP6501195 A JP 6501195A JP 6501195 A JP6501195 A JP 6501195A JP H08233662 A JPH08233662 A JP H08233662A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広波長範囲な信号光の光パルス波形を測定す
る光パルス波形測定器の提供を目的とする。 【構成】 信号光源６は任意の角周波数ωs で発振する
信号光６ａを出力し、ゲート光源７・８は角周波数ωg1
・ωg2で発振するゲート光７ａ・８ａを出力し、ＧＴプ
リズム９は信号光６ａを直線偏光にし、ＰＢＳ１０は前
記ゲート光を直線偏光にしてＢＳ１１で両光を同一光軸
上に合波し、非線形結晶１４は両光の一部を和周波光１
４ａと第２高調波１４ｂ・１４ｃに変換し、ＲＯＭ１６
は非線形結晶１４が第１種位相整合する最適位相整合角
度を記憶して信号光源６の発振角周波数ωs に対応した
波長λs を入力した波長設定部１７の指示でデータを出
力し、このデータで移動ステージ群１３は非線形結晶１
４を最適位相整合角度に移動し、波長設定部１７は和周
波光１４ａのみを取り出す光可変ＢＰＦ１９の中心波長
を可変するとともにスイッチ１８でゲート光源７・８を
切り替え、受光器２０で電気信号に変換して表示部２２
に再生する。
る光パルス波形測定器の提供を目的とする。 【構成】 信号光源６は任意の角周波数ωs で発振する
信号光６ａを出力し、ゲート光源７・８は角周波数ωg1
・ωg2で発振するゲート光７ａ・８ａを出力し、ＧＴプ
リズム９は信号光６ａを直線偏光にし、ＰＢＳ１０は前
記ゲート光を直線偏光にしてＢＳ１１で両光を同一光軸
上に合波し、非線形結晶１４は両光の一部を和周波光１
４ａと第２高調波１４ｂ・１４ｃに変換し、ＲＯＭ１６
は非線形結晶１４が第１種位相整合する最適位相整合角
度を記憶して信号光源６の発振角周波数ωs に対応した
波長λs を入力した波長設定部１７の指示でデータを出
力し、このデータで移動ステージ群１３は非線形結晶１
４を最適位相整合角度に移動し、波長設定部１７は和周
波光１４ａのみを取り出す光可変ＢＰＦ１９の中心波長
を可変するとともにスイッチ１８でゲート光源７・８を
切り替え、受光器２０で電気信号に変換して表示部２２
に再生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主に光ソリトン通信
に使用される短パルス光源の短パルス光を広範囲な波長
で測定する光パルス波形測定器についてのものである。
に使用される短パルス光源の短パルス光を広範囲な波長
で測定する光パルス波形測定器についてのものである。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来技術による光パルス波形測定
器の構成を図２に示す。図２の１・２は信号発生器、３
・４は駆動回路、６は信号光源、７はゲート光源、９は
グラン・テイラー偏光プリズム（以下ＧＴプリズムとい
う）、１０は偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳとい
う）、１１はビームスプリッタ（以下ＢＳという）、１
４は非線形結晶、２０は受光器、２１はアンプ、２２は
表示部、２３はミキサ、２４は光ＢＰＦである。表示部
２２は例えばオシロスコープを使用する。
器の構成を図２に示す。図２の１・２は信号発生器、３
・４は駆動回路、６は信号光源、７はゲート光源、９は
グラン・テイラー偏光プリズム（以下ＧＴプリズムとい
う）、１０は偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳとい
う）、１１はビームスプリッタ（以下ＢＳという）、１
４は非線形結晶、２０は受光器、２１はアンプ、２２は
表示部、２３はミキサ、２４は光ＢＰＦである。表示部
２２は例えばオシロスコープを使用する。
【０００３】図２で、信号発生器１は繰り返し周波数ｆ
0 の電気信号を発生する。信号発生器１からの電気信号
は駆動回路３により増幅された後、信号光源６を駆動す
る。なお信号光源６は駆動回路３を含む構成のものを使
用してもよい。一方、信号発生器２は信号発生器１と同
期した繰り返し周波数ｆ0 −Δｆの電気信号を発生す
る。信号発生器２からの電気信号は駆動回路４により増
幅された後、ゲート光源７を駆動する。なお信号光源６
と同様、ゲート光源７は駆動回路４を含む構成のものを
使用してもよい。
0 の電気信号を発生する。信号発生器１からの電気信号
は駆動回路３により増幅された後、信号光源６を駆動す
る。なお信号光源６は駆動回路３を含む構成のものを使
用してもよい。一方、信号発生器２は信号発生器１と同
期した繰り返し周波数ｆ0 −Δｆの電気信号を発生す
る。信号発生器２からの電気信号は駆動回路４により増
幅された後、ゲート光源７を駆動する。なお信号光源６
と同様、ゲート光源７は駆動回路４を含む構成のものを
使用してもよい。
【０００４】信号光源６は任意の角周波数ωs で発振す
る信号光６ａを出射し、信号光６ａはＧＴプリズム９に
より直線偏光となる。ＧＴプリズムは空間を保たせて向
かい合わせた２つの直角プリズムで構成され、特定の波
長範囲の入射光は第１のプリズムを透過すると第２のプ
リズムにブリュースター角で入射され、第２のプリズム
の入射面における反射損失がほとんど生じないように設
計されたものである。また、ゲート光源７は一定の角周
波数ωg で発振する短パルス状のゲート光７ａを出射
し、ゲート光７ａはＰＢＳ１０により信号光６ａと同一
偏光方向の直線偏光となる。信号光６ａとゲート光７ａ
はＢＳ１１に入射し、同一光軸上に合波された後、非線
形結晶１４に入射する。
る信号光６ａを出射し、信号光６ａはＧＴプリズム９に
より直線偏光となる。ＧＴプリズムは空間を保たせて向
かい合わせた２つの直角プリズムで構成され、特定の波
長範囲の入射光は第１のプリズムを透過すると第２のプ
リズムにブリュースター角で入射され、第２のプリズム
の入射面における反射損失がほとんど生じないように設
計されたものである。また、ゲート光源７は一定の角周
波数ωg で発振する短パルス状のゲート光７ａを出射
し、ゲート光７ａはＰＢＳ１０により信号光６ａと同一
偏光方向の直線偏光となる。信号光６ａとゲート光７ａ
はＢＳ１１に入射し、同一光軸上に合波された後、非線
形結晶１４に入射する。
【０００５】非線形結晶１４は信号光６ａとゲート光７
ａの両光の角周波数ωs とωg を加算した角周波数ω＝
ωs ＋ωg の和周波光１４ａと、信号光６ａとゲート光
７ａの両光の角周波数ωs 、ωg の２倍の角周波数２ω
s 、２ωg に相当する２種類の第２高調波１４ｂ・１４
ｃを出射する。非線形結晶１４は例えば無機系のＫＴＰ
結晶や有機系のＮＰＰ結晶等を使用する。光ＢＰＦ２４
は非線形結晶１４を出射した信号光６ａ・ゲート光７ａ
と両光の第２高調波１４ｂ・１４ｃを除去し、和周波光
１４ａのみを透過する。受光器２０は光ＢＰＦ２４を透
過した和周波光１４ａの光強度に比例した電気信号を出
力し、アンプ２１は出力された電気信号を増幅する。
ａの両光の角周波数ωs とωg を加算した角周波数ω＝
ωs ＋ωg の和周波光１４ａと、信号光６ａとゲート光
７ａの両光の角周波数ωs 、ωg の２倍の角周波数２ω
s 、２ωg に相当する２種類の第２高調波１４ｂ・１４
ｃを出射する。非線形結晶１４は例えば無機系のＫＴＰ
結晶や有機系のＮＰＰ結晶等を使用する。光ＢＰＦ２４
は非線形結晶１４を出射した信号光６ａ・ゲート光７ａ
と両光の第２高調波１４ｂ・１４ｃを除去し、和周波光
１４ａのみを透過する。受光器２０は光ＢＰＦ２４を透
過した和周波光１４ａの光強度に比例した電気信号を出
力し、アンプ２１は出力された電気信号を増幅する。
【０００６】ここで、信号光６ａとゲート光７ａは信号
発生器１・２の繰り返し周波数ｆ0・ｆ0 −Δｆに依存
するので、両光の繰り返し周波数はΔｆずれることにな
る。したがって信号光６ａとゲート光７ａは時間に対す
る相対位置が、図３に示すように毎回Δｔ（＝Δｆ／ｆ
0 2）だけずれ、Δｆの周期が経過すると再び両光の相対
位置が一致する。さらに非線形結晶１４から出射する和
周波光１４ａの光強度は、信号光６ａとゲート光７ａの
光強度の積に比例するので、両光の繰り返し周波数をΔ
ｆずらして掃引すると信号光６ａはゲート光７ａでサン
プリングされ、その時の光パルス波形は図４のように表
される。そして図４の光パルス波形の包絡線は、信号光
６ａの光パルス波形の時間軸をｆ0 ／Δｆ倍に拡大した
ものと一致する。
発生器１・２の繰り返し周波数ｆ0・ｆ0 −Δｆに依存
するので、両光の繰り返し周波数はΔｆずれることにな
る。したがって信号光６ａとゲート光７ａは時間に対す
る相対位置が、図３に示すように毎回Δｔ（＝Δｆ／ｆ
0 2）だけずれ、Δｆの周期が経過すると再び両光の相対
位置が一致する。さらに非線形結晶１４から出射する和
周波光１４ａの光強度は、信号光６ａとゲート光７ａの
光強度の積に比例するので、両光の繰り返し周波数をΔ
ｆずらして掃引すると信号光６ａはゲート光７ａでサン
プリングされ、その時の光パルス波形は図４のように表
される。そして図４の光パルス波形の包絡線は、信号光
６ａの光パルス波形の時間軸をｆ0 ／Δｆ倍に拡大した
ものと一致する。
【０００７】したがって、信号発生器１・２からの電気
信号をミキサ２３に入力し、ミキサ２３より繰り返し周
波数Δｆのトリガ信号を表示部２２にトリガ入力として
与え、アンプ２１からの増幅電気信号を波形再生するこ
とにより、信号光６ａの光パルス波形の時間軸はｆ0 ／
Δｆ倍に拡大され、受光器２０の帯域に制限されること
なく高速な信号光６ａの光パルス波形を観測する。
信号をミキサ２３に入力し、ミキサ２３より繰り返し周
波数Δｆのトリガ信号を表示部２２にトリガ入力として
与え、アンプ２１からの増幅電気信号を波形再生するこ
とにより、信号光６ａの光パルス波形の時間軸はｆ0 ／
Δｆ倍に拡大され、受光器２０の帯域に制限されること
なく高速な信号光６ａの光パルス波形を観測する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】非線形結晶１４から出
射する和周波光の角周波数ωは信号光の角周波数ωs と
ゲート光の角周波数ωg の和周波数となるので、信号光
の角周波数ωs が変化する場合には、光ＢＰＦ２４の中
心波長を信号光の角周波数ωs に対応した和周波光の角
周波数ωと一致するように可変させる必要がある。
射する和周波光の角周波数ωは信号光の角周波数ωs と
ゲート光の角周波数ωg の和周波数となるので、信号光
の角周波数ωs が変化する場合には、光ＢＰＦ２４の中
心波長を信号光の角周波数ωs に対応した和周波光の角
周波数ωと一致するように可変させる必要がある。
【０００９】さらに、非線形結晶１４から出射する和周
波光ωの光強度は、図５に示す非線形結晶の結晶軸（X,
Y,Z ）が信号光とゲート光の光軸に対して最適位相整合
角度（θopt,φopt ）を満足している場合に最大となる
が、信号光の角周波数ωs が変化すると、非線形結晶の
結晶軸（X,Y,Z ）に対する最適位相整合角度（θopt,φ
opt ）も変化してしまうため、信号光の波長λs が変わ
り角周波数ωs が変化する場合には、非線形結晶の結晶
軸（X,Y,Z ）を信号光とゲート光の光軸に対して常に最
適となるように角度制御する必要がある。
波光ωの光強度は、図５に示す非線形結晶の結晶軸（X,
Y,Z ）が信号光とゲート光の光軸に対して最適位相整合
角度（θopt,φopt ）を満足している場合に最大となる
が、信号光の角周波数ωs が変化すると、非線形結晶の
結晶軸（X,Y,Z ）に対する最適位相整合角度（θopt,φ
opt ）も変化してしまうため、信号光の波長λs が変わ
り角周波数ωs が変化する場合には、非線形結晶の結晶
軸（X,Y,Z ）を信号光とゲート光の光軸に対して常に最
適となるように角度制御する必要がある。
【００１０】しかし、図２の構成では、信号光の波長λ
s が変わり角周波数ωs が変化しても、光ＢＰＦ２４の
中心波長が固定されているので和周波光までも除去され
てしまうという問題がある。
s が変わり角周波数ωs が変化しても、光ＢＰＦ２４の
中心波長が固定されているので和周波光までも除去され
てしまうという問題がある。
【００１１】また、信号光の波長λs が変わり角周波数
ωs が変化して非線形結晶の最適位相整合角度（θopt,
φopt ）が変化しても、非線形結晶が固定されているた
め和周波光の発生効率が低下してしまうという問題があ
る。例として図６と図１０を参照して説明する。図１０
は角度φに対する和周波光発生の変換効率を示す図であ
る。図１０は例として非線形結晶１４として長さ３ｍｍ
のＫＴＰ結晶を使用し、ゲート光の波長を１５６０ｎｍ
一定とした場合に、信号光の波長が１５４０ｎｍと１３
１０ｎｍの時の第１種位相整合角度特性と変換効率η特
性を示したものである。
ωs が変化して非線形結晶の最適位相整合角度（θopt,
φopt ）が変化しても、非線形結晶が固定されているた
め和周波光の発生効率が低下してしまうという問題があ
る。例として図６と図１０を参照して説明する。図１０
は角度φに対する和周波光発生の変換効率を示す図であ
る。図１０は例として非線形結晶１４として長さ３ｍｍ
のＫＴＰ結晶を使用し、ゲート光の波長を１５６０ｎｍ
一定とした場合に、信号光の波長が１５４０ｎｍと１３
１０ｎｍの時の第１種位相整合角度特性と変換効率η特
性を示したものである。
【００１２】図１０で、信号光の波長が１５４０ｎｍと
１３１０ｎｍの時の変換効率ηが最大となる角度φは４
１．０deg となる。図６は異なる信号光波長に対する非
線形結晶の位相整合角度（θ，φ）を示す図であるが、
図６によれば、信号光波長が１５４０ｎｍと１３１０ｎ
ｍの時の２本の第１種位相整合曲線は互いに平行位置に
あり、クロスポイントが存在しない。したがって波長の
異なる信号光を同時に満足する２つの最適位相整合角度
（θopt,φopt ）が存在しない状態を示している。
１３１０ｎｍの時の変換効率ηが最大となる角度φは４
１．０deg となる。図６は異なる信号光波長に対する非
線形結晶の位相整合角度（θ，φ）を示す図であるが、
図６によれば、信号光波長が１５４０ｎｍと１３１０ｎ
ｍの時の２本の第１種位相整合曲線は互いに平行位置に
あり、クロスポイントが存在しない。したがって波長の
異なる信号光を同時に満足する２つの最適位相整合角度
（θopt,φopt ）が存在しない状態を示している。
【００１３】すなわち信号光波長が変化する場合は非線
形結晶の結晶軸(X,Y,Z )が信号光とゲート光に対して最
適位相整合角度（θopt,φopt ）を満足するように信号
光の波長ごとに角度調整する必要がある。さらに変換効
率ηが半分となるθ・φの角度許容量は図９よりそれぞ
れ１deg 、０．２deg であることから、角度調整には
０．２deg 以下の分解能が必要となる。
形結晶の結晶軸(X,Y,Z )が信号光とゲート光に対して最
適位相整合角度（θopt,φopt ）を満足するように信号
光の波長ごとに角度調整する必要がある。さらに変換効
率ηが半分となるθ・φの角度許容量は図９よりそれぞ
れ１deg 、０．２deg であることから、角度調整には
０．２deg 以下の分解能が必要となる。
【００１４】図７は信号光波長が１３１０ｎｍと１５４
０ｎｍの時の最適位相整合角度で非線形結晶を固定した
後、信号光波長を１３００ｎｍから１６００ｎｍまで変
化させた時の和周波光発生の変換効率特性を示したもの
である。図７で信号波長が１３１０ｎｍと１５４０ｎｍ
からそれぞれ離れるにしたがって、和周波光発生の変換
効率ηが低下してしまうことがわかる。
０ｎｍの時の最適位相整合角度で非線形結晶を固定した
後、信号光波長を１３００ｎｍから１６００ｎｍまで変
化させた時の和周波光発生の変換効率特性を示したもの
である。図７で信号波長が１３１０ｎｍと１５４０ｎｍ
からそれぞれ離れるにしたがって、和周波光発生の変換
効率ηが低下してしまうことがわかる。
【００１５】さらに、信号光の波長λs とゲート光の波
長λg が等しく、両光の角周波数ωs ・ωg が等しい場
合には、非線形結晶から出射する両光の第２高調波の角
周波数２ωs ・２ωg が和周波光の角周波数ωと等しく
なるので、光ＢＰＦにより第２高調波だけを除去するこ
とができないという問題がある。例として、図８を参照
して説明する。図８はゲート光波長を１５６０ｎｍと１
３００ｎｍの２種類とした時の信号光の波長変化に対す
る和周波光と、第２高調波の波長関係を示したものであ
る。図８で信号光波長がゲート光波長と一致すると両光
の第２高調波と和周波光の波長が同一となってしまうこ
とがわかる。この発明は広波長範囲の信号光の光パルス
波形を測定する光パルス波形測定器の提供を目的とす
る。
長λg が等しく、両光の角周波数ωs ・ωg が等しい場
合には、非線形結晶から出射する両光の第２高調波の角
周波数２ωs ・２ωg が和周波光の角周波数ωと等しく
なるので、光ＢＰＦにより第２高調波だけを除去するこ
とができないという問題がある。例として、図８を参照
して説明する。図８はゲート光波長を１５６０ｎｍと１
３００ｎｍの２種類とした時の信号光の波長変化に対す
る和周波光と、第２高調波の波長関係を示したものであ
る。図８で信号光波長がゲート光波長と一致すると両光
の第２高調波と和周波光の波長が同一となってしまうこ
とがわかる。この発明は広波長範囲の信号光の光パルス
波形を測定する光パルス波形測定器の提供を目的とす
る。
【００１６】
【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、繰り返し周波数ｆ0 の電気信号を発生
する信号発生器１と、信号発生器１と同期して繰り返し
周波数ｆ0 −Δｆの電気信号を発生する信号発生器２
と、信号発生器１の出力を入力とし任意の角周波数ωs
で発振して信号光６ａを出射する信号光源６と、信号光
６ａを直線偏光にするＧＴプリズム９と、信号発生器２
の出力を入力とし一定の角周波数ωg で発振してゲート
光７ａを出射するゲート光源７と、ゲート光７ａを直線
偏光にする偏光ビームスプリッタ１０と、信号光６ａと
ゲート光７ａを同一光軸上に合波するビームスプリッタ
１１と、ビームスプリッタ１１の出射光を入射し、信号
光６ａとゲート光７ａの第２高調波１４ｂ・１４ｃと和
周波光１４ａを第１種位相整合により出射する非線形結
晶１４と、中心波長が可変し、非線形結晶１４の出力を
入力として、信号光６ａとゲート光７ａの両光の第２高
調波１４ｂ・１４ｃを除去して和周波光１４ａだけを透
過する光可変ＢＰＦ１９と、非線形結晶１４の角度を調
整する移動ステージ群１３と、非線形結晶１４が第１種
位相整合して信号光６ａとゲート光７ａの第２高調波１
４ｂ・１４ｃと和周波光１４ａを発生する最適位相整合
角度（θopt,φopt ）を記憶するＲＯＭ１６と、ＲＯＭ
１６の出力を入力とし、移動ステージ群１３を位置制御
する制御回路１５と、信号光源６の角周波数ωs に対応
した波長λs を入力し、光可変ＢＰＦ１９の中心周波数
を可変させるとともに、制御回路１５に与えるデータを
ＲＯＭ１６に設定する波長設定部１７と、光可変ＢＰＦ
１９を透過した和周波光１４ａの光強度に比例した電気
信号を出力する受光器２０と、信号発生器１・２からの
電気信号を入力とし、繰り返し周波数Δｆのトリガ信号
を発生するミキサ２３と、ミキサ２３からのトリガ信号
をトリガ入力とし電気信号を波形再生する表示部２２を
備える。
め、この発明は、繰り返し周波数ｆ0 の電気信号を発生
する信号発生器１と、信号発生器１と同期して繰り返し
周波数ｆ0 −Δｆの電気信号を発生する信号発生器２
と、信号発生器１の出力を入力とし任意の角周波数ωs
で発振して信号光６ａを出射する信号光源６と、信号光
６ａを直線偏光にするＧＴプリズム９と、信号発生器２
の出力を入力とし一定の角周波数ωg で発振してゲート
光７ａを出射するゲート光源７と、ゲート光７ａを直線
偏光にする偏光ビームスプリッタ１０と、信号光６ａと
ゲート光７ａを同一光軸上に合波するビームスプリッタ
１１と、ビームスプリッタ１１の出射光を入射し、信号
光６ａとゲート光７ａの第２高調波１４ｂ・１４ｃと和
周波光１４ａを第１種位相整合により出射する非線形結
晶１４と、中心波長が可変し、非線形結晶１４の出力を
入力として、信号光６ａとゲート光７ａの両光の第２高
調波１４ｂ・１４ｃを除去して和周波光１４ａだけを透
過する光可変ＢＰＦ１９と、非線形結晶１４の角度を調
整する移動ステージ群１３と、非線形結晶１４が第１種
位相整合して信号光６ａとゲート光７ａの第２高調波１
４ｂ・１４ｃと和周波光１４ａを発生する最適位相整合
角度（θopt,φopt ）を記憶するＲＯＭ１６と、ＲＯＭ
１６の出力を入力とし、移動ステージ群１３を位置制御
する制御回路１５と、信号光源６の角周波数ωs に対応
した波長λs を入力し、光可変ＢＰＦ１９の中心周波数
を可変させるとともに、制御回路１５に与えるデータを
ＲＯＭ１６に設定する波長設定部１７と、光可変ＢＰＦ
１９を透過した和周波光１４ａの光強度に比例した電気
信号を出力する受光器２０と、信号発生器１・２からの
電気信号を入力とし、繰り返し周波数Δｆのトリガ信号
を発生するミキサ２３と、ミキサ２３からのトリガ信号
をトリガ入力とし電気信号を波形再生する表示部２２を
備える。
【００１７】また、信号発生器２の出力を入力とし一定
の角周波数ωg1で発振してゲート光７ａを出射するゲー
ト光源７と、信号発生器２の出力を入力とし一定の角周
波数ωg2で発振してゲート光８ａを出射するゲート光源
８と、信号発生器２の出力を入力とし、第１の出力をゲ
ート光源７に接続し、第２の出力をゲート光源８に接続
して、波長設定部１７の指示により信号光６ａの角周波
数ωs に対応して駆動するゲート光源を切り換えるスイ
ッチ１８と、ゲート光源７・８の出力を合波してＰＢＳ
１０に出射する合波器１２を備える。
の角周波数ωg1で発振してゲート光７ａを出射するゲー
ト光源７と、信号発生器２の出力を入力とし一定の角周
波数ωg2で発振してゲート光８ａを出射するゲート光源
８と、信号発生器２の出力を入力とし、第１の出力をゲ
ート光源７に接続し、第２の出力をゲート光源８に接続
して、波長設定部１７の指示により信号光６ａの角周波
数ωs に対応して駆動するゲート光源を切り換えるスイ
ッチ１８と、ゲート光源７・８の出力を合波してＰＢＳ
１０に出射する合波器１２を備える。
【００１８】光スイッチ１８は、信号光の波長λs とゲ
ート光の波長λg が等しく、両光の角周波数ωs ・ωg
が等しくなり、非線形結晶から出射する両光の第２高調
波の角周波数２ωs ・２ωg が和周波光の角周波数ωと
等しくなる時、ゲート光源を切り換える。
ート光の波長λg が等しく、両光の角周波数ωs ・ωg
が等しくなり、非線形結晶から出射する両光の第２高調
波の角周波数２ωs ・２ωg が和周波光の角周波数ωと
等しくなる時、ゲート光源を切り換える。
【００１９】
【作用】次に、この発明による実施例の構成を図１に示
す。図１の５は駆動回路、８はゲート光源、１２は合波
器、１３は移動ステージ群、１５は制御回路、１６はＲ
ＯＭ、１７は波長設定部、１８はスイッチ、１９は光可
変ＢＰＦであり、他は図２と同じである。すなわち図１
の構成は、図２の光ＢＰＦ２４のかわりに光可変ＢＰＦ
１９を備え、非線形結晶１４に移動ステージ群１３を設
け、制御回路１５とＲＯＭ１６と波長設定部１７とスイ
ッチ１８と駆動回路５とゲート光源８と合波器１２を追
加したものである。移動ステージ群１３はθステージと
φステージを備えており、角度分解能０．１deg 以下が
容易に得られるパルスステージ等を用いる。
す。図１の５は駆動回路、８はゲート光源、１２は合波
器、１３は移動ステージ群、１５は制御回路、１６はＲ
ＯＭ、１７は波長設定部、１８はスイッチ、１９は光可
変ＢＰＦであり、他は図２と同じである。すなわち図１
の構成は、図２の光ＢＰＦ２４のかわりに光可変ＢＰＦ
１９を備え、非線形結晶１４に移動ステージ群１３を設
け、制御回路１５とＲＯＭ１６と波長設定部１７とスイ
ッチ１８と駆動回路５とゲート光源８と合波器１２を追
加したものである。移動ステージ群１３はθステージと
φステージを備えており、角度分解能０．１deg 以下が
容易に得られるパルスステージ等を用いる。
【００２０】次に、この発明による光パルス波形測定器
の動作を図１を参照して説明する。図１で、信号発生器
１は繰り返し周波数ｆ0 の電気信号を発生する。信号発
生器１からの電気信号は駆動回路３により増幅され、信
号光源６を駆動する。なお信号光源６は駆動回路３を含
む構成のものを使用してもよい。
の動作を図１を参照して説明する。図１で、信号発生器
１は繰り返し周波数ｆ0 の電気信号を発生する。信号発
生器１からの電気信号は駆動回路３により増幅され、信
号光源６を駆動する。なお信号光源６は駆動回路３を含
む構成のものを使用してもよい。
【００２１】一方、信号発生器２は信号発生器１と同期
させた繰り返し周波数ｆ0 −Δｆの電気信号を発生す
る。信号発生器２からの電気信号はスイッチ１８に入力
される。スイッチ１８は、信号発生器２からの電気信号
を駆動回路４に入力するか駆動回路５に入力するか切り
換える。
させた繰り返し周波数ｆ0 −Δｆの電気信号を発生す
る。信号発生器２からの電気信号はスイッチ１８に入力
される。スイッチ１８は、信号発生器２からの電気信号
を駆動回路４に入力するか駆動回路５に入力するか切り
換える。
【００２２】信号発生器２の電気信号が駆動回路４に入
力された場合、駆動回路４は信号発生器２の電気信号を
増幅し、ゲート光源７を駆動する。ゲート光源７は一定
の角周波数ωg1で発振し、スイッチ１８により選択され
たゲート光源７の短パルス状のゲート光７ａを出射す
る。
力された場合、駆動回路４は信号発生器２の電気信号を
増幅し、ゲート光源７を駆動する。ゲート光源７は一定
の角周波数ωg1で発振し、スイッチ１８により選択され
たゲート光源７の短パルス状のゲート光７ａを出射す
る。
【００２３】また、信号発生器２の電気信号が駆動回路
５に入力された場合、駆動回路５は信号発生器２の電気
信号を増幅し、ゲート光源８を駆動する。ゲート光源８
は一定の角周波数ωg2で発振し、スイッチ１８により選
択されたゲート光源８の短パルス状のゲート光８ａを出
射する。ゲート光源７・８の出射光は合波器１２を介し
てＰＢＳ１０に入射する。したがって、ＰＢＳ１０には
スイッチ１８で接続されたゲート光源のゲート光が入射
される。ＰＢＳ１０に入射したゲート光７ａ・８ａのど
ちらか一方は、ＰＢＳ１０により信号光源６の信号光６
ａと同一偏光方向の直線偏光となる。なお、信号光源６
と同様、ゲート光源７は駆動回路４を含む構成のものを
使用してもよく、またゲート光源８は駆動回路５を含む
構成のものを使用してもよい。
５に入力された場合、駆動回路５は信号発生器２の電気
信号を増幅し、ゲート光源８を駆動する。ゲート光源８
は一定の角周波数ωg2で発振し、スイッチ１８により選
択されたゲート光源８の短パルス状のゲート光８ａを出
射する。ゲート光源７・８の出射光は合波器１２を介し
てＰＢＳ１０に入射する。したがって、ＰＢＳ１０には
スイッチ１８で接続されたゲート光源のゲート光が入射
される。ＰＢＳ１０に入射したゲート光７ａ・８ａのど
ちらか一方は、ＰＢＳ１０により信号光源６の信号光６
ａと同一偏光方向の直線偏光となる。なお、信号光源６
と同様、ゲート光源７は駆動回路４を含む構成のものを
使用してもよく、またゲート光源８は駆動回路５を含む
構成のものを使用してもよい。
【００２４】信号光源６は任意の角周波数ωs で発振す
る信号光６ａを出射し、信号光６ａはＧＴプリズム９に
より直線偏光となる。信号光源６の信号光６ａとＰＢＳ
１０の出射光はＢＳ１１により同一光軸上に合波された
後、非線形結晶１４に入射する。
る信号光６ａを出射し、信号光６ａはＧＴプリズム９に
より直線偏光となる。信号光源６の信号光６ａとＰＢＳ
１０の出射光はＢＳ１１により同一光軸上に合波された
後、非線形結晶１４に入射する。
【００２５】非線形結晶１４は、スイッチ１８が駆動回
路４と接続された場合、角周波数ωs の信号光６ａと角
周波数ωg1のゲート光７ａを加算した角周波数ω＝ωs
＋ωg1の和周波光１４ａと、信号光６ａとゲート光７ａ
の両光の角周波数の２倍の角周波数に相当する２種類の
第２高調波１４ｂ・１４ｃを出射する。また、スイッチ
１８が駆動回路５と接続された場合、角周波数ωg2のゲ
ート光８ａの角周波数を加算した角周波数ω＝ωs ＋ω
g2の和周波光１４ａと、信号光６ａとゲート光８ａの両
光の角周波数の２倍の角周波数に相当する２種類の第２
高調波１４ｂ・１４ｃを出射する。なお、非線形結晶１
４は例えば無機系のＫＴＰ結晶や有機系のＮＰＰ結晶な
どを使用する。
路４と接続された場合、角周波数ωs の信号光６ａと角
周波数ωg1のゲート光７ａを加算した角周波数ω＝ωs
＋ωg1の和周波光１４ａと、信号光６ａとゲート光７ａ
の両光の角周波数の２倍の角周波数に相当する２種類の
第２高調波１４ｂ・１４ｃを出射する。また、スイッチ
１８が駆動回路５と接続された場合、角周波数ωg2のゲ
ート光８ａの角周波数を加算した角周波数ω＝ωs ＋ω
g2の和周波光１４ａと、信号光６ａとゲート光８ａの両
光の角周波数の２倍の角周波数に相当する２種類の第２
高調波１４ｂ・１４ｃを出射する。なお、非線形結晶１
４は例えば無機系のＫＴＰ結晶や有機系のＮＰＰ結晶な
どを使用する。
【００２６】移動ステージ群１３は非線形結晶１４を固
定し、制御回路１５により角度制御される。ＲＯＭ１６
は、あらかじめ信号光源に可変波長光源等を用いて、信
号光６ａの波長に対応した非線形結晶１４の最適位相整
合角度（θopt,φopt ）を記憶させる。
定し、制御回路１５により角度制御される。ＲＯＭ１６
は、あらかじめ信号光源に可変波長光源等を用いて、信
号光６ａの波長に対応した非線形結晶１４の最適位相整
合角度（θopt,φopt ）を記憶させる。
【００２７】光可変ＢＰＦ１９は、外部信号により中心
波長が可変でき、非線形結晶１４から出射される信号光
６ａおよびゲート光７ａ（あるいはゲート光８ａ）の両
光の第２高調波１４ｂ・１４ｃを除去して和周波光１４
ａだけを透過する。
波長が可変でき、非線形結晶１４から出射される信号光
６ａおよびゲート光７ａ（あるいはゲート光８ａ）の両
光の第２高調波１４ｂ・１４ｃを除去して和周波光１４
ａだけを透過する。
【００２８】波長設定部１７は図示を省略した外部入力
手段により信号光源６の角周波数ωs に対応した波長λ
s を入力し、移動ステージ群１３を制御する制御回路１
５へ信号光源６の波長変化に対応した最適位相整合角度
信号を出力するようにＲＯＭ１６にデータを設定すると
ともに、光可変ＢＰＦ１９に信号光源６の波長λs に対
応した中心波長の設定信号を送り、さらに、スイッチ１
８に信号光源６の波長λs に対応したゲート光源７・８
の切り換え信号を送る。
手段により信号光源６の角周波数ωs に対応した波長λ
s を入力し、移動ステージ群１３を制御する制御回路１
５へ信号光源６の波長変化に対応した最適位相整合角度
信号を出力するようにＲＯＭ１６にデータを設定すると
ともに、光可変ＢＰＦ１９に信号光源６の波長λs に対
応した中心波長の設定信号を送り、さらに、スイッチ１
８に信号光源６の波長λs に対応したゲート光源７・８
の切り換え信号を送る。
【００２９】受光器２０は光可変ＢＰＦ１９を透過した
和周波光１４ａの光強度に比例した電気信号を出力し、
アンプ２１は出力された電気信号を増幅する。以下、図
２と同様の動作により、表示部２２にミキサ２３からの
トリガ信号をトリガ入力として与え、アンプ２１からの
増幅電気信号を波形再生することにより、信号光６ａの
光パルス波形の時間軸はｆ0 ／Δｆ倍に拡大され、受光
器２０の帯域に制限されることなく、高速な信号光６ａ
の光パルス波形を観測する。
和周波光１４ａの光強度に比例した電気信号を出力し、
アンプ２１は出力された電気信号を増幅する。以下、図
２と同様の動作により、表示部２２にミキサ２３からの
トリガ信号をトリガ入力として与え、アンプ２１からの
増幅電気信号を波形再生することにより、信号光６ａの
光パルス波形の時間軸はｆ0 ／Δｆ倍に拡大され、受光
器２０の帯域に制限されることなく、高速な信号光６ａ
の光パルス波形を観測する。
【００３０】
【発明の効果】この発明によれば、ＲＯＭに信号光の波
長に対応した非線形結晶の最適位相整合角度（θopt,φ
opt ）をあらかじめ記憶し、波長設定部から波長設定信
号を与えて、ＲＯＭから制御回路へ最適位相整合角度信
号を送り、移動ステージ群を制御することにより、少な
くとも１３１０ｎｍから１５４０ｎｍの波長に対応した
任意の角周波数で発振する信号光源の信号光に対して、
非線形結晶を常に最適位相整合角度で第１種位相整合さ
せ、効率よく和周波光を発生させるとともに、光可変Ｂ
ＰＦに波長設定部から外部信号を与えて中心波長を制御
することにより、任意の角周波数で発振する信号光に対
して和周波光だけをとりだすことが可能となるので、広
波長範囲で高速な光パルス波形の測定が可能となる。
長に対応した非線形結晶の最適位相整合角度（θopt,φ
opt ）をあらかじめ記憶し、波長設定部から波長設定信
号を与えて、ＲＯＭから制御回路へ最適位相整合角度信
号を送り、移動ステージ群を制御することにより、少な
くとも１３１０ｎｍから１５４０ｎｍの波長に対応した
任意の角周波数で発振する信号光源の信号光に対して、
非線形結晶を常に最適位相整合角度で第１種位相整合さ
せ、効率よく和周波光を発生させるとともに、光可変Ｂ
ＰＦに波長設定部から外部信号を与えて中心波長を制御
することにより、任意の角周波数で発振する信号光に対
して和周波光だけをとりだすことが可能となるので、広
波長範囲で高速な光パルス波形の測定が可能となる。
【００３１】さらに波長の異なるゲート光源を２台設置
し、波長設定部からの切り替え信号によりゲート光源の
切り替えが可能となるため、ゲート光と同一波長の信号
光についても測定が可能となる。
し、波長設定部からの切り替え信号によりゲート光源の
切り替えが可能となるため、ゲート光と同一波長の信号
光についても測定が可能となる。
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。
【図２】従来の実施例を示す構成図である。
【図３】繰り返し周波数がΔｆ(Hz)ずれていた時の信号
光とゲート光の関係図である。
光とゲート光の関係図である。
【図４】サンプリングされた信号光の光波形図である。
【図５】入射ビームの光軸と位相整合角度との模式図
（θopt,φopt）である。
（θopt,φopt）である。
【図６】異なる信号光波長に対する非線形結晶の位相整
合角度（θ,φ）である。
合角度（θ,φ）である。
【図７】固定された非線形結晶の異なる信号光波長に対
する和周波光発生の変換効率を示す図である。
する和周波光発生の変換効率を示す図である。
【図８】信号光波長に対する和周波光と第２高調波の関
係図である。
係図である。
【図９】θ、φの許容角度特性を示す図である。
【図１０】φに対する和周波光発生の変換効率を示す図
である。
である。
１・２ 信号発生器 ３・４・５ 駆動回路 ６ 信号光源 ７・８ ゲート光源 ９ ＧＴプリズム １０ ＰＢＳ １１ ＢＳ １２ 合波器 １３ 移動ステージ群 １４ 非線形結晶 １５ 制御回路 １６ ＲＯＭ １７ 波長設定部 １８ スイッチ １９ 光可変ＢＰＦ ２０ 受光器 ２１ アンプ ２２ 表示部 ２３ ミキサ
Claims (3)
- 【請求項１】 繰り返し周波数ｆ0 の電気信号を発生す
る第１の信号発生器(1) と、 信号発生器(1) と同期して繰り返し周波数ｆ0 −Δｆの
電気信号を発生する第２の信号発生器(2) と、 信号発生器(1) の出力を入力とし任意の角周波数ωs で
発振して信号光(6a)を出射する信号光源(6) と、 信号光(6a)を直線偏光にするグラン・テイラー偏光プリ
ズム(9) と、 信号発生器(2) の出力を入力とし、一定の角周波数ωg
で発振してゲート光(7a)を出射するゲート光源(7) と、 ゲート光(7a)を直線偏光にする偏光ビームスプリッタ(1
0)と、 信号光(6a)とゲート光(7a)を同一光軸上に合波するビー
ムスプリッタ(11)と、 ビームスプリッタ(11)の出射光を入射し、信号光(6a)と
ゲート光(7a)の第２高調波(14b,14c) と和周波光(14a)
を第１種位相整合により出射する非線形結晶(14)と、 中心波長が可変し、非線形結晶(14)の出力を入力とし
て、信号光(6a)とゲート光(7a・8a) の両光の第２高調波
(14b・14c) を除去して和周波光(14a) だけを透過する光
可変ＢＰＦ(19)と、 非線形結晶(14)の角度を調整する移動ステージ群(13)
と、非線形結晶(14)が第１種位相整合して信号光(6a)と
ゲート光(7a)の第２高調波(14b・14c) と和周波光(14a)
を発生する最適位相整合角度（θopt,φopt ）を記憶す
るＲＯＭ(16)と、ＲＯＭ(16)の出力を入力とし、移動ス
テージ群(13)を位置制御する制御回路(15)と、 信号光源(6) の角周波数ωs に対応した波長λs を入力
し、光可変ＢＰＦ(19)の中心周波数を可変させるととも
に、制御回路(15)に与えるデータをＲＯＭ(16)に設定す
る波長設定部(17)と、 光可変ＢＰＦ(19)を透過した和周波光(14a) の光強度に
比例した電気信号を出力する受光器(20)と、 信号発生器(1・2) からの電気信号を入力とし、繰り返し
周波数Δｆのトリガ信号を発生するミキサ(23)と、 ミキサ(23)からのトリガ信号をトリガ入力とし電気信号
を波形再生する表示部(22)を備えることを特徴とする光
パルス波形測定器。 - 【請求項２】 信号発生器(2) の出力を入力とし一定の
角周波数ωg1で発振してゲート光(7a)を出射する第１の
ゲート光源(7) と、 信号発生器(2) の出力を入力とし一定の角周波数ωg2で
発振してゲート光(8a)を出射する第２のゲート光源(8)
と、 信号発生器(2) の出力を入力とし、第１の出力を第１の
ゲート光源(7) に接続し、第２の出力を第２のゲート光
源(8) に接続して、波長設定部(17)の指示により信号光
(6a)の角周波数ωs に対応して駆動するゲート光源を切
り換えるスイッチ(18)と、 ゲート光源(7・8) の出力を合波してＰＢＳ(10)に出射す
る合波器(12)を備えることを特徴とする請求項１に記載
の光パルス波形測定器。 - 【請求項３】 信号光の波長λs とゲート光の波長λg
が等しく、両光の角周波数ωs ・ωg が等しくなり、非
線形結晶から出射する両光の第２高調波の角周波数２ω
s ・２ωg が和周波光の角周波数ωと等しくなる時、ス
イッチ(18)によりゲート光源を切り換えることを特徴と
する請求項２に記載の光パルス波形測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6501195A JPH08233662A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 光パルス波形測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6501195A JPH08233662A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 光パルス波形測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233662A true JPH08233662A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=13274622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6501195A Pending JPH08233662A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 光パルス波形測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08233662A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6980290B2 (en) | 2001-08-28 | 2005-12-27 | Yokogawa Electric Corporation | Optical sampling waveform measuring apparatus |
| WO2008146684A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Anritsu Corporation | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| CN101876571A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-11-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 用于提高纳秒脉冲单次测量动态范围的脉冲复制环装置 |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP6501195A patent/JPH08233662A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6980290B2 (en) | 2001-08-28 | 2005-12-27 | Yokogawa Electric Corporation | Optical sampling waveform measuring apparatus |
| WO2008146684A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Anritsu Corporation | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| JPWO2008146684A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2010-08-19 | アンリツ株式会社 | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| US8050558B2 (en) | 2007-05-25 | 2011-11-01 | Anritsu Corporation | Optical signal sampling apparatus and method and optical signal monitor apparatus and method using the same |
| JP5380647B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2014-01-08 | アンリツ株式会社 | 光信号サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 |
| CN101876571A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-11-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 用于提高纳秒脉冲单次测量动态范围的脉冲复制环装置 |
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