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技術 光信号生成装置および方法と可変波長レーザ信号

出願人 ジェイディーエスファイテルインコーポレイテッド
発明者 ポール・コルボーンゲイリー・エス・ダックヴァジール・プリューンズケアリー・エム・ギャレット
出願日 1998年2月13日 (23年6ヶ月経過) 出願番号 1998-048868
公開日 1999年1月6日 (22年7ヶ月経過) 公開番号 1999-002587
状態 特許登録済
技術分野 光学装置、光ファイバーの試験
主要キーワード 周期的出力 生成器ブロック タイミング信号生成器 試験局 電気回路要素 臨界波長 周波数ランプ 平均損失
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

一つの可変波長レーザを使って複数の場所にある複数の光学装置を効率的に試験するための光信号生成装置を提供する。

解決手段

光学装置を試験するために複数の場所への一斉送信するための試験信号を生成するための装置が開示される。可変波長レーザ10はより低い波長からより高い上の方の波長へと掃引し、可変入力信号を試験局に提供する。その可変入力信号から生成されたタイミング信号は試験局40aに与えられ、試験がいくつかの知られた波長において実行されるように、可変入力信号の周波数を決定する。システム8では、複数の試験局へ同時に配信するために分離器43によって分離された入力可変信号とタイミング信号の両方に十分なパワーを持たせるための増幅が加えられる。

概要

背景

光学的構成要素損失や他の特性について試験するためのいくつかの方法が存在する。たとえば、波長および強度が分かっている単一の光信号を構成要素に送り出すことが可能であり、損失を装置の出力において測定された信号から割り出すことができる。あるいはまた、複数の信号を継続的に装置に送り出すことが可能であり、各波長において同様な測定がなされる。ある製作および製造環境においては、関心のある波長範囲において可能な限り速やかに装置を試験することが好ましい。一般的に、光学的構成要素を試験するための試験局には大変コストのかかる可変波長レーザが必要となる。これらのレーザは複数の波長に一度に一つずつ同調するとともに、被試験装置(DUT)に出力信号を提供する。波長の所定範囲内にあるさまざまな波長においてDUTに信号を与える目的は、DUTにおける関心のある各波長またはいくつかの波長における損失を検出することにある。もちろん、DUTにいくつかの個別のレーザからの信号を与えることも可能であろう。しかしながら、ある製造環境において、こうしたスキーム枠組み)は現実的でありそうもない。すでに言及した可変波長レーザを使用する際、DUTの出力応答を、時間における特定の瞬間に装置を通って伝搬した光の特定波長と関連付けるための電子回路要素が提供されるならば、それが好ましい。

概要

一つの可変波長レーザを使って複数の場所にある複数の光学装置を効率的に試験するための光信号生成装置を提供する。

光学装置を試験するために複数の場所への一斉送信するための試験信号を生成するための装置が開示される。可変波長レーザ10はより低い波長からより高い上の方の波長へと掃引し、可変入力信号を試験局に提供する。その可変入力信号から生成されたタイミング信号は試験局40aに与えられ、試験がいくつかの知られた波長において実行されるように、可変入力信号の周波数を決定する。システム8では、複数の試験局へ同時に配信するために分離器43によって分離された入力可変信号とタイミング信号の両方に十分なパワーを持たせるための増幅が加えられる。

目的

そこで、本発明の目的は、可変波長レーザ信号の波長を同調しながら決定するための装置を提供することにある。これによって、同調機構が波長ごとにストップする必要はなくなり、測定速度を向上させることができる。波長の正確さは同調機構の機構上の公差によって影響されない。

本発明の他の目的は、そこから遠く離れた複数の試験局において光学装置を試験するための信号を生成する中央システムを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、複数の試験局への複数の信号を同時に生成するための一つの可変波長レーザを有するシステムを提供することにある。

以上の目的の他に本発明の他の目的は、複数の装置を同時に試験するためのシステムを提供することにある。

以上の目的の他に本発明のさらなる目的は、複数の場所における複数の装置を試験するための、変動波長を有する入力信号応答する装置を提供することにある。

以上の目的の他に本発明のさらなる目的は、遠く離れた複数の試験場所へ分散することができる光信号を提供することにある。ここでは、その光信号内で波長情報が符号化され、遠く離れた試験局には、動的にその光信号を復号化して波長を決定するとともに特定の試験を特定の波長と関連付けるための手段が与えられる。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

光学的構成要素試験するための装置であって、(a)波長が変化する第1の光信号の一部分に応答して、該第1の光信号が一つの所定の波長にあることに対応するタイミング信号を提供するための手段と、(b) 前記タイミング信号から、前記第1の光信号またはそこから得られた信号に関する波長情報を引き出すための手段と、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるための手段とを有する試験局と、をそれぞれ備え、前記第1の光信号の他の部分またはそこから得られた信号は前記光学的構成要素に提供されるためのものであることを特徴とする光信号生成装置

請求項2

前記タイミング信号から前記第1の光信号に関する波長情報を引き出すための手段と、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるための手段とを有する、少なくともも一つ別の試験局を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光信号生成装置。

請求項3

その各々が、前記タイミング信号から前記第1の光信号に関する波長情報を引き出すための手段と、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるための手段とを有する、複数の試験局を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光信号生成装置。

請求項4

波長が変化する前記第1の光信号を提供するための可変波長レーザを備えたことを特徴とする請求項1に記載の光信号生成装置。

請求項5

前記光学的構成要素を通して送り出された光及び該光学的構成要素から反射された光のうちの少なくとも何れか一つを検出するための検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の光信号生成装置。

請求項6

前記タイミング信号に応答する計数手段が、時間における複数の瞬間において前記第1の光信号の波長を決定するための手段をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の光信号生成装置。

請求項7

前記第1の光信号および前記タイミング信号を傍受するための複数のタップを有し、少なくとも前記複数のタップのいくつかは、各々、前記第1の光信号と前記タイミング信号を一つの試験局に提供するためのものであることを特徴とする請求項2に記載の光信号生成装置。

請求項8

光学的構成要素を試験するための装置であって、波長が変化する第1の光信号の一部分に応答して、該第1の光信号が一つの所定の波長にあることに対応するタイミング信号を提供するための手段と、前記タイミング信号を前記第1の信号と組み合わせる手段とを備え、前記第1の光信号の他の部分またはそこから得られた信号は試験される前記光学的構成要素に提供されるためのものであることを特徴とする光信号生成装置。

請求項9

前記タイミング信号を提供するための手段が、前記波長が変化する第1の光信号に応答して周期的信号を提供するための干渉計的装置を備えたことを特徴とする請求項8に記載の光信号生成装置。

請求項10

前記波長が変化する第1の光信号の一部分に応答して、該第1の光信号が一つの所定の波長にあることに対応するタイミング信号を提供するための手段が、前記第1の光信号が前記所定の波長にある時を知らせるための手段を備えたことを特徴とする請求項9に記載の光信号生成装置。

請求項11

前記装置はさらに、前記タイミング信号を変調するための手段を備えたことを特徴とする請求項10に記載の光信号生成装置。

請求項12

前記波長が変化する第1の光信号の一部分に応答して、該第1の光信号が一つの所定の波長にあることに対応するタイミング信号を提供するための手段が、波長が変化する入力信号に応答して周期的な出力信号を提供するための干渉計的手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光信号生成装置。

請求項13

光学装置を試験するために複数の場所に向けて一斉送信するための試験信号を生成する方法であって、第1のより低い波長からより高いそれより上の波長まで、それらの波長の間の複数の波長を掃引しながら、波長が変化する第1のレーザ信号を生成するステップと、前記第1のレーザ信号の一部分から、該第1のレーザ信号が所定の波長にある時を決定するためにその中に符号化された情報を有するタイミング信号を生成するステップと、前記第1のレーザ信号と前記タイミング信号とを一つの試験局に提供するステップと、前記タイミング信号から前記第1のレーザ信号に関する波長情報を引き出すステップと、前記光学装置を試験するために前記第1のレーザ信号の一部分を該光学装置に提供するステップと、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるステップと、が含まれるように構成されたことを特徴とする光信号生成方法

請求項14

光学的構成要素を試験するための装置であって、(a) より高い波長からより低いまで、または、より低い波長からより高い波長まで、その波長が時間的に変化する第1の光信号を、該第1の光信号が時間におけるある特定の瞬間に一つの所定の波長にあることに対応するタイミング情報を使って符号化するための手段と、(b) 前記符号化された第1の光信号から、時間におけるある特定の瞬間における前記第1の光信号の波長に関する情報を引き出すための手段と、試験情報を前記引き出された波長情報に関連付けて前記第1の光信号に対する前記光学的構成要素の出力応答を決定するとともに、該出力応答を生み出した前記第1の光信号の波長を決定するための手段とを有する試験局と、をそれぞれ備えたことを特徴とする光信号生成装置。

請求項15

前記装置はさらに、前記光学的構成要素の特性を試験するための手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載の光信号生成装置。

請求項16

前記装置は、前記符号化された第1の光信号から該第1の光信号に関する波長情報を引き出すための手段と、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けて前記第1の光信号に対する前記光学的構成要素の出力応答を決定するとともに、該出力応答を生み出した前記第1の光信号の波長を決定するための手段を備えた、少なくとももう一つ別の試験局を備えたことを特徴とする請求項14に記載の光信号生成装置。

請求項17

前記装置はさらに複数の試験局を備え、該複数の試験局は各々、前記符号化された第1の光信号から該第1の光信号に関する波長情報を引き出すための手段と、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるための手段とを備えたことを特徴とする請求項14に記載の光信号生成装置。

請求項18

光学的構成要素を試験するための装置であって、波長が変化する第1の光信号を該波長に関する情報を使って符号化するための符号化手段を備えたことを特徴とする光信号生成装置。

請求項19

前記符号化手段が、該符号化手段と可変波長レーザとの間に提供される同期信号に依存していることを特徴とする請求項18に記載の光信号生成装置。

請求項20

前記符号化手段が、前記第1の光信号を変調するための手段を備えたことを特徴とする請求項18に記載の光信号生成装置。

請求項21

前記装置はさらに、前記被試験装置偏波依存損失を測定するための手段を備えたことを特徴とする請求項4または17に記載の光信号生成装置。

請求項22

前記装置はさらに、前記第1の光信号を濾光して前記レーザ波長を透過させ、該レーザ波長以外の波長における光を減衰させるための手段を備えたことを特徴とする請求項4または17に記載の光信号生成装置。

請求項23

前記装置はさらに、前記第1の光信号を増幅させるための手段を備えたことを特徴とする請求項4または17に記載の光信号生成装置。

請求項24

前記装置はさらに、前記第1の光信号を濾光して、所定の偏波性を有する光が前記被試験装置を通過することができるようにするための手段を備えたことを特徴とする請求項4または17に記載の光信号生成装置。

請求項25

前記装置はさらに、前記第1の光信号の少なくとも一部分の増幅を測定するための手段を備えたことを特徴とする請求項23に記載の光信号生成装置。

請求項26

光学装置を試験するために複数の場所に向けて一斉送信するための試験信号を生成する方法であって、第1のより低い波長からより高いそれより上の波長まで、またはその逆方向に、それらの波長の間の複数の波長を掃引しながら、波長が変化する第1のレーザ信号を生成するステップと、前記第1の光信号が所定の周波数にある時を示すための同期信号を提供するステップと、前記波長が変化する第1のレーザ信号を変調して、その中に、時間における複数の瞬間における該第1のレーザ信号の複数の波長に対応する情報を符号化するステップと、前記変調された第1のレーザ信号を一つの試験局に提供するステップと、前記装置を試験するために、前記第1のレーザ信号を一つの光学装置に提供するステップと、前記変調された第1のレーザ信号から、該第1のレーザ信号に関する波長情報を引き出すステップと、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるステップと、をそれぞれ有することを特徴とする光信号生成方法。

請求項27

光学ステムにおいて使用され、所定限度内で制御可能な状態で変化する波長を有する、可変波長レーザの信号であって、前記信号は、その波長が変化する際の時間における異った瞬間における特定の波長に対応する、前記信号内で符号化された復号化可能な符号を含むことを特徴とする可変波長レーザ信号

請求項28

前記符号は前記可変波長レーザ信号の変調によって符号化されたことを特徴とする請求項27に記載の可変波長レーザ信号。

請求項29

前記出力信号の振幅は光の異った波長に対して実質的に一定であることを特徴とする請求項28に記載の可変波長レーザ信号。

請求項30

前記符号化手段は、前記第1の光信号の瞬間的な波長を検出するための手段を有し、前記検出するための手段は、少なくとも傾斜が正反対になった傾斜部分を有する出力応答を有する2つのフィルタを備え、前記傾斜部分は、前記第1の光信号に関する波長情報を提供するための検出手段と結合していることを特徴とする請求項18に記載の光信号生成装置。

請求項31

前記装置はさらに、前記第1の光信号の波長に比例する電気信号を提供するための、前記検出手段からの信号を受信することができるように結合された、差動回路を備えたことを特徴とする請求項30に記載の光信号生成装置。

請求項32

前記符号化手段は、前記第1の光信号の瞬間的な波長を検出するための手段を備え、前記第1の光信号の瞬間的な波長を検出するための手段は、一つのエタロンと、該エタロンからの、前記第1の光信号の瞬間的な波長に対応するパルス出力を計数するための手段とを備えたこを特徴とする請求項18に記載の光信号生成装置。

技術分野

0001

本発明は試験装置、特に複数の場所における複数の光学的構成要素試験するための分散試験システムに関する。

背景技術

0002

光学的構成要素を損失や他の特性について試験するためのいくつかの方法が存在する。たとえば、波長および強度が分かっている単一の光信号を構成要素に送り出すことが可能であり、損失を装置の出力において測定された信号から割り出すことができる。あるいはまた、複数の信号を継続的に装置に送り出すことが可能であり、各波長において同様な測定がなされる。ある製作および製造環境においては、関心のある波長範囲において可能な限り速やかに装置を試験することが好ましい。一般的に、光学的構成要素を試験するための試験局には大変コストのかかる可変波長レーザが必要となる。これらのレーザは複数の波長に一度に一つずつ同調するとともに、被試験装置(DUT)に出力信号を提供する。波長の所定範囲内にあるさまざまな波長においてDUTに信号を与える目的は、DUTにおける関心のある各波長またはいくつかの波長における損失を検出することにある。もちろん、DUTにいくつかの個別のレーザからの信号を与えることも可能であろう。しかしながら、ある製造環境において、こうしたスキーム枠組み)は現実的でありそうもない。すでに言及した可変波長レーザを使用する際、DUTの出力応答を、時間における特定の瞬間に装置を通って伝搬した光の特定波長と関連付けるための電子回路要素が提供されるならば、それが好ましい。

発明が解決しようとする課題

0003

ステムとしては現在のところ、試験すべき各々の波長でストップする同調機構を有する可変波長レーザ(波長可変レーザ,若しくは同調可能レーザ)が知られている。しかしながら、多数の波長(すなわち100よりも大きな数の波長)で試験が行われるときには、この過程において何分が費やされる。波長の正確さは同調機構における機構上の公差によって制限される。

0004

そこで、本発明の目的は、可変波長レーザ信号の波長を同調しながら決定するための装置を提供することにある。これによって、同調機構が波長ごとにストップする必要はなくなり、測定速度を向上させることができる。波長の正確さは同調機構の機構上の公差によって影響されない。

0005

本発明の他の目的は、そこから遠く離れた複数の試験局において光学装置を試験するための信号を生成する中央システムを提供することにある。

0006

本発明のさらに他の目的は、複数の試験局への複数の信号を同時に生成するための一つの可変波長レーザを有するシステムを提供することにある。

0007

以上の目的の他に本発明の他の目的は、複数の装置を同時に試験するためのシステムを提供することにある。

0008

以上の目的の他に本発明のさらなる目的は、複数の場所における複数の装置を試験するための、変動波長を有する入力信号応答する装置を提供することにある。

0009

以上の目的の他に本発明のさらなる目的は、遠く離れた複数の試験場所へ分散することができる光信号を提供することにある。ここでは、その光信号内で波長情報が符号化され、遠く離れた試験局には、動的にその光信号を復号化して波長を決定するとともに特定の試験を特定の波長と関連付けるための手段が与えられる。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を実現するために本発明が提供する、光学的構成要素を試験するための装置は、(a) より高い波長からより低いまで、または、より低い波長からより高い波長まで、その波長が時間的に変化する第1の光信号を、該第1の光信号が時間におけるある特定の瞬間に一つの所定の波長にあることに対応するタイミング情報を使って符号化するための手段と、(b) 前記符号化された第1の光信号から、時間におけるある特定の瞬間における前記第1の光信号の波長に関する情報を引き出すための手段と、試験情報を前記引き出された波長情報に関連付けて前記第1の光信号に対する前記光学的構成要素の出力応答を決定するとともに、該出力応答を生み出した前記第1の光信号の波長を決定するための手段とを有する試験局と、をそれぞれ備えたことを特徴とする。

0011

この本発明が提供する、光学的構成要素を試験するための装置は、波長が変化する第1の光信号を該波長に関する情報を使って符号化するための符号化手段を備えるように構成することが好ましい。

0012

本発明は光学装置を試験するために複数の場所に向けて一斉送信するための試験信号を生成する方法も提供する。この方法は、第1のより低い波長からより高いそれより上の波長まで、またはその逆方向に、それらの波長の間の複数の波長を掃引しながら、波長が変化する第1のレーザ信号を生成するステップと、前記第1の光信号が所定の周波数にある時を示すための同期信号を提供するステップと、前記波長が変化する第1のレーザ信号を変調して、その中に、時間における複数の瞬間における該第1のレーザ信号の複数の波長に対応する情報を符号化するステップと、前記変調された第1のレーザ信号を一つの試験局に提供するステップと、前記装置を試験するために、前記第1のレーザ信号を一つの光学装置に提供するステップと、前記変調された第1のレーザ信号から、該第1のレーザ信号に関する波長情報を引き出すステップと、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるステップと、が含まれるように構成されたことを特徴とする。

0013

この本発明が提供する、光学装置を試験するために複数の場所に向けて一斉送信するための試験信号を生成する方法は、第1のより低い波長からより高いそれより上の波長まで、それらの波長の間の複数の波長を掃引しながら、波長が変化する第1のレーザ信号を生成するステップと、前記第1のレーザ信号が所定の周波数にある時を示すための同期信号を提供するステップと、前記波長が変化する第1のレーザ信号を変調して、その中に、時間における複数の瞬間における該第1のレーザ信号の複数の波長に対応する情報を符号化するステップと、前記変調された第1のレーザ信号を一つの試験局に提供するステップと、前記装置を試験するために、前記第1のレーザ信号を一つの光学装置に提供するステップと、前記変調された第1のレーザ信号から、該第1のレーザ信号に関する波長情報を引き出すステップと、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるステップと、が含まれるように構成することが好ましい。

0014

本発明は上記目的を実現するための可変波長レーザ信号も提供する。この可変波長レーザ信号は、光学システムにおいて使用され、所定限度内で制御可能な状態で変化する波長を有する、可変波長レーザの信号であって、前記信号は、その波長が変化する際の時間における異った瞬間における特定の波長に対応する、前記信号内で符号化された復号化可能な符号を含むことを特徴とする。

0015

本発明が提供する、光学的構成要素を試験するための他の装置は、波長が変化する第1の光信号を該波長に関する情報を使って符号化するための符号化手段を備えることを特徴とする。

0016

本発明が提供するさらに他の、光学装置を試験するために複数の場所に向けて一斉送信するための試験信号を生成する方法は、第1のより低い波長からより高いそれより上の波長まで、またはその逆方向に、それらの波長の間の複数の波長を掃引しながら、波長が変化する第1のレーザ信号を生成するステップと、前記第1の光信号が所定の周波数にある時を示すための同期信号を提供するステップと、前記波長が変化する第1のレーザ信号を変調して、その中に、時間における複数の瞬間における該第1のレーザ信号の複数の波長に対応する情報を符号化するステップと、前記変調された第1のレーザ信号を一つの試験局に提供するステップと、前記装置を試験するために、前記第1のレーザ信号を一つの光学装置に提供するステップと、前記変調された第1のレーザ信号から、該第1のレーザ信号に関する波長情報を引き出すステップと、試験情報を前記引き出された波長情報と関連付けるステップとが含まれるように構成されたことを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

0018

図1は本発明による試験システム8の第1の実施形態を示した高水準ブロック図である。ここで、光学的回路および光学的構成要素の第1のブロック30は、第2のブロック40a内のDUT(被試験装置)26に送り出すための可変波長光信号を提供する。第1のブロック30において、可変波長レーザ信号SL という形の可変波長光信号は、可変波長レーザ信号SL に関する波長情報を決定するためのタイミング信号ST と組み合わされる。回路構成をこれら2つのブロック30、40aに分ける目的は、以下の2つの主たる機能を分離することにある。第1の機能は、可変波長光信号を、その可変波長光信号に関するタイミング情報を提供するための付随するタイミング信号とともに生み出すことである。第2の機能は、関心のある装置または構成要素を試験するとともに、2つの信号SL とST に応答してそれを行うのに必要な回路構成の提供も一緒に行うことである。さらに、これらの2つのブロックに分離することによってコスト的にも可成り有利になる。たとえば、可変波長光信号をそれに対応するタイミング信号と一緒に2つの同じ信号に分離するための分離器43を使用することによって、ブロック40aと同一の(図示されていない)もう一つ別の試験局40bにも試験およびタイミング信号を提供することが可能である。システム8全体で最もコストのかかる部分は可変波長レーザを含むブロック30の中にあるので、このシステム8によって2つ以上の分離した試験局に試験信号を提供するために、可変波長レーザを重複させないで済ますことができる。

0019

システム8をもう少し詳細に説明する。ブロック30には関心のある1520nmから1570nmまでの波長範囲で同調させることができる可変波長レーザ10が含まれる。可変波長レーザ10は1520nmから始めて継続的に1570nmまで増大させながらその出力を繰り返し変化させる。1570nmに到達するとレーザは1520nmに戻り、再び1520nmから続ける。こうしてレーザは波長範囲を掃引し、繰り返しこうした動作を継続する。5%タップ12はレーザからの出力信号(光信号)SL を受信して、光信号SL の5%をタイミング信号生成器14に通し、光信号SL の95%を後段の手段16に通すように作動する。そして、手段16は、上述の95%の光信号と、タイミング信号生成器14から出力されるタイミング信号ST とを組み合わせる。タイミング信号生成器14は出力信号SL のこの小さな部分(5%)から、たとえば波長が1520nmにある時など、出力信号SL が所定の波長にある時を決定する。その後、タイミング生成器14は、信号SL が1520nmにあることを示すタイミング信号ST を生成する。レーザ波長がたとえば1520.01nmなどの次の関心のある波長に到達する次の時点で、タイミング信号による次のパルスが送られて、1520.01nmが示される。信号SL とST の両方がカップリング手段16によって組み合わされるとき、信号SL のデータ内容が影響されないように、タイミング信号ST が信号SL とは異る波長にあることが保証されるように注意が払われる。基本的に、タイミング信号ST はブロック40aにおいて使用されるマーカまたは表示としての役割を果たし、特にタイミング信号ST に対応する特定の時点における信号SL の波長を修正するための波長情報を決定する(引き出す)手段20によって使用されるマーカまたは表示としての役割を果たす。分離器43は、信号SL とST を、(図示されていない)一つ以上の局40b、40c、…などに導かれ得る他の信号SL とST に分離するように構成されている。もちろん、代替として、タイミング信号を電気的手段によって分散される電気信号とすることができる。

0020

第2のブロック40aには、混成信号SL 、ST を2つの分離した信号に分離するための、WDMフィルタという形の手段18が含まれる。信号ST は波長情報を決定するための手段20に与えられ、この手段20は検出器22、24からの情報も受信する。実質的にフィルタ18からの出力全体である信号SL はDUT26に提供される。ここで、10%という小さな部分が検出器24に供給される。DUT26からの出力信号は検出器22に振り向けられる。動作に関して、検出器24はDUT26への入力信号の強度を相対的に決定し、この情報を手段20に与える。DUT26において測定された実際の強度またはパワーは検出器22によって同一の手段20に提供される。こうして、手段20はDUT26における損失を計算することが可能となり、タイミング信号ST に基づいて、この特定の損失計算に対する信号SL の波長を決定することができる。タイミング信号ST は信号SL が1520nmの波長にある瞬間を示しているので、時間における他の瞬間における信号SL の波長に関して決定をすることができる。この機能を実現させるための形態を以下、図2を参照してより詳細に述べる。

0021

図2において、可変波長レーザ10の出力信号SL の小さな部分が5%の光学的タップ12a、12b、12cによって傍受されている。これらのタップによってそれぞれ傍受された3つのタップ信号STa、STb、STcはタイミング信号生成回路14に提供される。この回路14では、固定エタロン(fixed etalon)、ファイバブラッグ格子(FBG(fiber Bragg grating))32、および電気回路要素33によって、信号SL の波長について0.01nm単位のパルスの行列を含むパルス化された変調信号SMを生成する手段が与えられる。FBG32の出力と固定エタロン31の出力とから得られる、パルス行列における第1のパルスは、1520nmの波長にある信号SL に対応する。続いて第2のパルスは1520.01nmの波長にある信号SL に対応し、第3のパルスは1520.02nmの波長にある信号SL に対応する。あとに続くパルスも以下同様であり、最後のパルスは1570nmの波長にある信号SL に対応する。固定エタロンへの入力信号ST は波長について変化し、エタロンは1520nmから1570nmまでの範囲内で、1.25GHzまたは約0.01nmの自由スペクトル域FSR(free spectral range))を有するように選択されるので、固定エタロン31の出力信号は周期的信号である。図4はエタロン31の望ましい出力特性を表している。エタロン反射面の間の距離は次式のように計算される。

0022

エタロンのFSR[nm]=λ2 /2nd
エタロンのFSR[GHz]=c/2nd
ここで、cは光速、nは反射面間物質屈折率、dはエタロン反射面間の距離である。

0023

FBG32は、波長が1520nmのときに入力信号を反射するのが望ましく、こうしてパルス行列における出発点に対応する表示を回路要素に提供する。この様子は図3に示されており、スレショルド透過レベル(threshold transmission level)において、スタートが1520nmになることが示される。電気回路33は、エタロン31からの周期的出力と信号SL が1520nmの波長にある時を示す表示とに応答して、1310nm波長レーザ34に与えられる変調信号SMを生成する。変調信号SM に応答して、レーザ34は可変波長レーザ信号SL の0.01nm刻みの変化に対応して、時間間隔が置かれた波長1310nmのパルスの行列を生成する。こうして、変調信号は、1520nmから1570nmまで変化する信号SL とは大きく異る一つの波長を有する、1310nm波長レーザ34によってパルス化された信号SLPに変換される。信号SLPおよびSL が組み合わされる前に、信号SL はエルビウムドーピングされたファイバ増幅器(EDFA)によって増幅される。EDFAはDUTについての損失測定を実行するために各局おいて十分な光学的パワーが存在することを保証するのに必要とされることもある。可変波長フィルタ17は、レーザ信号を透過させつつも、レーザ波長以外の波長にあるEDFAまたはレーザからの自発放出遮断しながら、レーザ波長を追跡する。

0024

波長分割多重化装置16は増幅信号SL と前記信号SLPを混成し、8個の試験信号を提供する1×8分離器43に送られる混成信号SL SLPを生成する。こうして、一つの建物の異る場所にある8個の局40a、…、40hに、光学装置を試験するのに必要な信号および情報を提供することができる。図2に示された装置を使用すると、近似的に5000データポイントに対応する1520nmから1570nmの範囲における0.01nm刻みの複数の波長で一つのDUTを試験するのに要する時間は、近似的に1秒である。

0025

図2の回路14で示された形態では、入力信号が1520nmから1570nmまで掃引する際にエタロン(etalon)は周期的信号を提供する手段として使用される。もちろん、エタロンは他の適当な干渉計的手段と置き換えることもできる。さらに、FRG32は入力信号が1520nmにあることの比較的正確な表示を獲得する手段として使用される。もう一度再び、入力信号が1520nmにある時を示すために、さまざまな他の手段を考えることができる。コストおよび利用性を考慮した上で、固定されたエタロンおよびFBGが選ばれる形態が好ましい。エタロン特性を有する出力が、できる限り安定になるように、温度安定化手段29が使用されることが好ましい。

0026

タイミング信号ST は可変波長レーザ信号SL と組み合わせる必要はない。代りに、第2の光ファイバまたは回線を使ってそのタイミング信号ST を各局に送信することが可能である。信号が試験局への信号の分散を容易にするように組み合わされる形態が好ましい。あるいはその代替として、可変波長レーザ10そのものを変調してタイミング信号ST を送信することも可能である。

0027

可変波長レーザ信号SL は8つ以上の局へ分散させることが可能である。検出器22および24において損失測定を遂行するのに十分な光学的パワーが存在できることが制限因子となる。必要ならば、レーザ信号SL を可変波長フィルタ17の後において分離して、再増幅し、そして再び分離することができる。このようにして、無制限の数の試験局を一つの可変波長レーザ10から(提供された複数のタイミング信号ST を使って)操作することができる。

0028

図2には、DUTに送信される可変波長レーザ信号SL の偏波状態を制御するための光学的偏波状態制御装置23が示されている。この偏波状態制御装置23を使用して、システムは各波長において偏波依存損失(PDL)を測定することが可能である。偏波状態制御装置23は4つの偏波状態の一つに設定され、各波長におけるDUTの損失を測定しながら、一つの波長掃引がなされる。偏波状態制御装置23はその後、第2の偏波状態に設定され、第2の波長掃引がなされる。各波長において、(4つの偏波状態の上での)平均損失とPDLを計算するために4つの偏波状態を使用することができる。偏波依存損失を測定するためのシステムおよび方法は本出願者名義の米国特許第5,371,597号に記述されている。偏波状態制御装置23は可変波長フィルタ17の直後に配置させることが可能である。こうすることによって、さらに各局に偏波状態制御装置23を置く必要をうまく回避して経済的なものとすることができる。

0029

図5は本発明の代替的な実施形態を示した図である。ここでの可変波長レーザ50は、同期制御信号を受信または供給するためのポート53と、可変波長レーザ信号SL という形の可変波長光信号を供給するための出力ポート51とを有している。周波数合成器55は、可変波長レーザ50にて供給される同期制御信号に応答する。開始パルスを受信すると、周波数合成器55は、可変波長レーザ信号SL を変調するために変調器57への周波数合成信号の供給を開始し、それによって、可変波長レーザ信号SL の変動波長を示す周波数ランプという形の符号化された、または周波数変調されたレーザ信号SLMを生成する。このレーザ信号SLMは、その後、60a〜60nの出力を有する1×N分離器60に供給される。図示されているように、出力60aは被試験装置(DUT)62に供給され、その後、被試験装置を通って伝搬した出力信号が解析される。信号は最初に臨界波長情報または瞬間的波長符号を取り除いて復調され、復調された試験信号SLから意味のある試験情報が検索される。あるいはまた、信号SLMをDUT62に提供する前に復調することができる。あるいはまた、好ましいこととして、復調を必要とせずに変調信号内の符号化された波長情報を、たとえば、瞬間的な周波数を測定する周波数カウンタなどの周波数分解検出器を使って検出するようにしてもよい。あるいは、局部発振器ミクサを使用して、被変調周波数直流電圧に変換することができる。

0030

図6では、可変波長レーザ50によって提供される信号SL から、波長においてそれ(信号SL )に対応する周波数合成器55への波長情報を引き出して提供するための波長情報引出手段56が、可変波長レーザ50と周波数合成器55との間に配置されている。

0031

図7図6に示されたシステムの一部分を示した図であり、図6に示された手段56は以下のような形態とされる。可変波長走査レーザ50の出力において、信号SL の小さな一部分がタップ結合器70によって引き出される。2つの整合フィルタ72aと72bは、50:50分離器71からの傍受信号SLTの同一部分を受信するように配置される。また、2つの検出器74aと74bは、それぞれフィルタ72aと72bからの出力信号を受信するように配置される。(正および負の)逆傾斜を有するフィルタの領域が使用される。差動増幅器76は検出器74aと74bからの出力信号を受信し、変調器57に信号SL の瞬間的な波長に比例する信号を提供するように電気的に接続される。必要ならば、線形化回路網78を差動増幅器76と変調器57との間に配置するようにしてもよい。

0032

図8は2つの光学フィルタ72aと72bの出力応答を示した図である。2つの垂直な点線の間のフィルタ領域は本実施形態の利点を実現するために使用される。

0033

動作に関して、図7の回路は以下の仕方で動作する。信号SLTは可変波長レーザ50の出力信号SL から傍受され、フィルタ72aと72bに実質的に等しく分離される。検出器74aと74bによって検出されたパワーは差動増幅器76に提供され、差動増幅器76は信号SL の波長に実質的に比例する出力信号を提供する。必要ならば、この出力信号を線形化して、その後、信号SL によって波長に比例する信号を変調するためのシステムに提供するようにしてもよい。ほとんど瞬間的な波長情報を含むこの変調された掃引レーザ信号SLMは、その後、被試験装置に提供される。あるいはまた、既に記述したように、デジタルまたはアナログ変調技術のいずれかを使って、波長情報をもう一つ別の波長にある他の光キャリアの上に多重化させることも可能である。

0034

図9には、波長情報を電子合成する回路が、図示されていない光受信機に掃引または変動信号SL のほとんど瞬間的な波長情報を通知するように提供されている。この形態では、信号SL は傍受され、傍受信号SLTは検出器82への光パルスを生成するファブリペロ・エタロン(Fabry Perot etalon)に提供される。エタロンの自由スペクトル域は、複数の関心のある可変波長におけるピークを有するように選択されなければならない。電子カウンタ86は知られている波長走査のスタートからパルス数計数する。カウンタ86の計数値に応答する周波数合成器88はカウンタに記録されたパルス数を、信号SL の周波数に対応するほとんど瞬間的な周波数に変換する。既に説明したように、この信号を変調として使用することができる。つまり、デジタルまたはアナログ変調技術のいずれかを使って、波長情報をもう一つ別の波長にある他の光キャリアの上に多重化させることも可能である。

0035

もちろん、ここに説明することができなかった他の多数の実施形態も、本発明の精神および範囲を越えることなく実現することが可能である。

発明の効果

0036

異常の如く、本発明によれば、遠く離れた複数の試験局において光学装置を試験するための信号を同時に生成し得て、複数の光学装置を同時に試験することができるシステムを提供することができる。すなわち、本発明の光信号生成装置によれば、一つの可変波長レーザを使って複数の場所にある複数の光学装置を効率的に試験することができる。

図面の簡単な説明

0037

図1本発明の第1の実施形態に係る光信号生成装置の略ブロック図であって、可変波長レーザ信号およびタイミング信号の生成器ブロックが光学装置を試験するための信号を試験局に提供する構成を説明するためのブロック図である。
図2本発明の第2の実施形態に係る光信号生成装置の略ブロック図であって、可変波長レーザ信号およびタイミング信号の生成器ブロックが信号を複数の試験局に提供する構成を説明するためのブロック図である。
図3ファイバ・ブラッグ格子の出力特性のグラフを示す図である。
図4本発明によるエタロンの出力特性のグラフを示す図である。
図5本発明の他の実施形態による、FM変調およびタイミング信号の変調のための回路を含むブロック回路図である。
図6図5に示されたものと類似するブロック回路図であって、走査レーザの出力信号波長に関する同期情報を引き出すための手段が含まれているブロック回路図である。
図7同期信号を引き出すための、そして波長情報を使って走査レーザの出力信号を変調するための回路の詳細ブロック回路図である。
図82つのフィルタの出力応答における、波長に対する振幅のグラフを示す図である。
図9同期信号を引き出すための、そして波長情報を使って走査レーザの出力信号を変調するための他の回路の詳細ブロック回路図である。

--

0038

8 システム
10、50可変波長レーザ
12 5%タップ
14タイミング信号生成器
16 信号結合手段
18WDMフィルタ
20波長情報決定手段
22、24検出器
26 DUT(被試験装置)
30 第1のブロック
40a 第2のブロック
40b試験局
43分離器
55周波数合成器
56 波長情報引出手段
57変調器
72a、72b フィルタ

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