光位相変調評価装置
【課題】光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる光位相変調評価装置を提供すること。
【解決手段】光位相変調評価モジュール１０は、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上においてシンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるビット遅延器１５と、第９の光１０９及び第１０の光１１０の少なくとも一方にゼロを除く所定の光位相の遅延を与える光位相差設定器１６とを備え、光位相差設定器１６は、第９の光１０９の光路上に設けられた透光性板１６ａと、第１０の光１１０の光路上に設けられた透光性板１６ｂとを備える。
【解決手段】光位相変調評価モジュール１０は、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上においてシンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるビット遅延器１５と、第９の光１０９及び第１０の光１１０の少なくとも一方にゼロを除く所定の光位相の遅延を与える光位相差設定器１６とを備え、光位相差設定器１６は、第９の光１０９の光路上に設けられた透光性板１６ａと、第１０の光１１０の光路上に設けられた透光性板１６ｂとを備える。
【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された光位相変調信号を評価する光位相変調評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された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知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示された従来の光位相変調評価装置１を図１６に示す。図１６に示すように、光位相変調評価装置１は、ビット遅延干渉計２と、ＰＤ（受光器）３と、信号処理部４とを備えている。
【０００４】
光位相変調評価装置１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において、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。）を通る光と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つの光強度変調信号を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）が上記シンボルレートの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。
【０００５】
ＰＤ３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調信号を光電変換して電気信号を出力する。信号処理部４は、ＰＤ３から出力される電気信号から上記データ信号を復調する。したがって、光位相変調評価装置１により、信号処理部４が出力する復調信号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を評価することができる。
【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】
【０００６】
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ので、光位相変調信号の変調状態を正確に評価することができないという課題があった。以下、その理由について数式を用いて説明する。なお、相対ビット間位相差をΔφｍｏｄで示す。
【０００７】
まず、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。
【０００８】
Ｅ＝Ｅ０・ｅｘｐ｛ｊ（ωｔ＋Δφｍｏｄ）｝ （１）
次に、この光位相変調信号が分波部２ｂにおいて、アーム２ｃを通る光とアーム２ｄを通る光とに分波され、それぞれが合波部２ｅに入力されるとき、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）式で表す。
【０００９】
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、φｂはアーム２ｄにおける光位相を示す。また、Ｅａ＊はＥａの共役複素数、Ｅｂ＊はＥｂの共役複素数を示す。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。
【００１０】
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）式のように表される。
【００１１】
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）式で表される。また、アーム２ｃとアーム２ｄ間（適宜２つのアーム間という。）の光位相差（φａ−φｂ）をφで表すと（７）式から（８）式が得られる。
【００１２】
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φａとアーム２ｄにおける光位相φｂとが等しい（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）式で与えられる。
【００１３】
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又はポート２ｈから出力される光強度変調信号の光強度である。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調信号Ｐ１として（１０）式で表すとすると、ポート２ｈからは、（１１）式で表されるように、位相が１８０°（π）異なった光強度変調信号Ｐ２が出力される。
【００１４】
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調信号Ｐ１が、ＰＤ３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４に出力される。
【００１５】
Ｉα∝０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１２）
したがって、信号処理部４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の関係と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１７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。すなわち、従来の光位相変調評価装置１では、相対ビット間位相差Δφｍｏｄを測定することができないので、光位相変調信号の変調状態を正確に評価することができないという課題があった。
【００１６】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる光位相変調評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１に記載の光位相変調評価装置は、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第３の光（１０３）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第５の光（１０５）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（１４ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（１４ｂ）と、前記第８の光（１０８）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第７の光（１０７）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（１５）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）とを備えた構成を有している。
【００１８】
この構成により、本発明の請求項１に記載の光位相変調評価装置は、２つの光干渉計を備えることとなり、一方の光干渉計における位相差と、他方の光干渉計における位相差との差を所定の値に設定するので、従来のものとは異なり、相対ビット間位相差を別個に特定することができる。したがって、本発明の光位相変調評価装置は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）は、前記第９の光（１０９）に与える光位相の遅延量と前記第１０の光（１１０）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定する構成を有している。
【００２０】
この構成により、本発明の請求項２に記載の光位相変調評価装置は、相対ビット間位相差を最も識別しやすくすることができるので、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００２１】
さらに、本発明の請求項３に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）は、前記シンボルレートに応じて予め定められた複数の光路長の１つを選択して切り替える構成を有している。
【００２２】
この構成により、本発明の請求項３に記載の光位相変調評価装置は、異なるシンボルレートの光位相変調信号の評価も１台の装置で正確に行うことができる。
【００２３】
さらに、本発明の請求項４に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）が、前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延量を与える厚さを持つ透過性材質の平行板（２１ａ、２１ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板（２１ａ、２１ｂ）を複数個備え、これらを切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できる構成を有している。
【００２４】
この構成により、本発明の請求項４に記載の光位相変調評価装置は、異なるシンボルレートに応じた遅延量を容易に与えることができる。
【００２５】
さらに、本発明の請求項５に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）が、第１の平行板（２３ａ１、２３ｂ１）と第２の平行板（２３ａ２、２３ｂ２）とをハの字型に配置した２枚の透過性材質の平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を複数個備え、当該平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できる構成を有している。
【００２６】
この構成により、本発明の請求項５に記載の光位相変調評価装置は、ビット遅延器が、２枚の透過性材質の平行板のペアを切り替えることにより、シンボルレートに応じて光路長を切り替えることができる。
【００２７】
さらに、本発明の請求項６に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）が、互いに透過面が対向するように配置されたくさび形状の透過体（２４ａ、２４ｂ）のペアであって、該透過体（２４ａ、２４ｂ）の少なくともいずれか一方を移動して光路長を調整し、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応した前記遅延量を設定できる構成を有している。
【００２８】
この構成により、本発明の請求項６に記載の光位相変調評価装置は、ビット遅延器が、くさび形状の透過体のペアの少なくともいずれか一方を移動して光路長を調整することにより、複数のシンボルレートのそれぞれに対応した遅延量を設定することができる。
【００２９】
さらに、本発明の請求項７に記載の光位相変調評価装置は、前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて光位相の遅延を与える光位相調整手段（３１）を備え、該光位相の遅延量を可変して前記信号処理部（１４０）が算出する相対ビット間位相差の初期位相（φ）を調整可能にした構成を有している。
【００３０】
この構成により、本発明の請求項７に記載の光位相変調評価装置は、異なる波長の被測定光に対しても初期位相（φ）を任意に設定することができる。
【００３１】
さらに、本発明の請求項８に記載の光位相変調評価装置は、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（５１ａ）と、前記第７の光（１０７）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第８の光（１０８）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（５１ｂ）と、前記第５の光（１０５）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第３の光（１０３）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上において前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（５２）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（５１ａ）及び前記第２ミラー（５１ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記ビット遅延器（５２）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）とを備えた構成を有している。
【００３２】
この構成により、本発明の請求項８に記載の光位相変調評価装置は、２つの光干渉計を備えることとなり、一方の光干渉計における位相差と、他方の光干渉計における位相差との差を所定の値に設定するので、従来のものとは異なり、相対ビット間位相差を別個に特定することができる。したがって、本発明の光位相変調評価装置は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００３３】
さらに、本発明の請求項９に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）は、前記第７の光（１０７）に与える光位相の遅延量と前記第８の光（１０８）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定する構成を有している。
【００３４】
この構成により、本発明の請求項９に記載の光位相変調評価装置は、相対ビット間位相差を最も識別しやすくすることができるので、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００３５】
さらに、本発明の請求項１０に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（５２）は、前記分波器（１３ａ）からの光を反射する入力側ミラー（５２ａ）と、該入力側ミラー（５２ａ）の反射光を該反射光の進行方向と逆方向に反射するコーナーミラー（５２ｂ）と、該コーナーミラー（５２ｂ）の反射光を前記合波器（１３ｂ）に出力する出力側ミラー（５２ｃ）とを備え、前記入力側ミラー（５２ａ）から前記コーナーミラー（５２ｂ）までの光路長及び前記コーナーミラー（５２ｂ）から前記出力側ミラー（５２ｃ）までの光路長を可変する方向に移動可能である構成を有している。
【００３６】
この構成により、本発明の請求項１０に記載の光位相変調評価装置は、ビット遅延器が設けられた光路上において遅延量を任意に設定することができる。
【００３７】
さらに、本発明の請求項１１に記載の光位相変調評価装置は、前記第１の受光部（１２０）は、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）をバランスド受信するバランスドレシーバであり、前記第２の受光部（１３０）は、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）をバランスド受信するバランスドレシーバである構成を有している。
【００３８】
この構成により、本発明の請求項１１に記載の光位相変調評価装置は、第１の受光部が第１の光強度変換信号と第２の光強度変換信号との差分を電気信号に変換し、第２の受光部が第３の光強度変換信号と第４の光強度変換信号との差分を電気信号に変換し、それぞれ、信号処理部に出力することができる。
【００３９】
さらに、本発明の請求項１２に記載の光位相変調評価装置は、前記光分岐部（１２）は、光カプラ（１２ｂ）を備えた構成を有している。
【００４０】
この構成により、本発明の請求項１２に記載の光位相変調評価装置は、光カプラによって、入力された前記光位相変調信号を第１の光と第２の光とに分岐することができる。
【００４１】
さらに、本発明の請求項１３に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）が、透過性材質の平行板（１６ａ、１６ｂ）であって、該平行板（１６ａ、１６ｂ）を回転して当該平行板（１６ａ、１６ｂ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できる構成を有している。
【００４２】
この構成により、本発明の請求項１３に記載の光位相変調評価装置は、光位相変調信号の波長の変更に応じて光位相の遅延量を設定したり、温度変化等に伴う光路長の変動による光位相の遅延量を設定する際に、小さな遅延量も正確に設定できるため光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００４３】
さらに、本発明の請求項１４に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）が、ハの字型に配置された透過性材質の２枚の平行板（１６ｅ、１６ｆ）のペアであって、２枚の該平行板（１６ｅ、１６ｆ）の少なくともいずれか一方を回転して当該平行板（１６ｅ、１６ｆ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できる構成を有している。
【００４４】
この構成により、本発明の請求項１４に記載の光位相変調評価装置は、光位相遅延器の透過光のビームシフトを抑えることができる。
【００４５】
さらに、本発明の請求項１５に記載の光位相変調評価装置は、前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記合波器（１３ｂ）と前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）のうち少なくとも一方の受光部との間の光路上において光路長を調整する光路長調整手段（４１）を備え、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）がそれぞれ変換した電気信号の位相を調整可能にした構成を有している。
【００４６】
この構成により、本発明の請求項１５に記載の光位相変調評価装置は、光路長調整手段が、光路長を調整することにより、第１の受光部及び第２の受光部がそれぞれ変換した電気信号の位相を１８０°（π）の位相差に調整することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができるという効果を有する光位相変調評価装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
まず、本発明に係る光位相変調評価装置の第１の実施の形態における構成について説明する。最初に、光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュールの構成について説明する。
【００５０】
図１に示すように、光位相変調評価モジュール１０は、光位相変調信号ａを入力する光入力部１１と、入力された光位相変調信号ａを第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐する光分岐部１２と、第１の光１０１を第３の光１０３と第４の光１０４とに分波するとともに第２の光１０２を第５の光１０５と第６の光１０６とに分波するビームスプリッタ（以下「ＢＳ」という。）１３ａと、第３の光１０３を反射して第７の光１０７として出力するとともに第５の光１０５を反射して第８の光１０８として出力する第１ミラー１４ａと、第４の光１０４を反射して第９の光１０９として出力するとともに第６の光１０６を反射して第１０の光１１０として出力する第２ミラー１４ｂとを備えている。
【００５１】
また、光位相変調評価モジュール１０は、第８の光１０８と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに第７の光１０７と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するＢＳ１３ｂと、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるビット遅延器１５と、光位相差を設定する光位相差設定器１６と、光位相差の設定値を光位相差設定器１６に指示する位相制御手段１７とを備えている。
【００５２】
さらに、光位相変調評価モジュール１０は、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力する第１の光出力部１８ａと、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力する第２の光出力部１８ｂと、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力する第３の光出力部１８ｃと、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力する第４の光出力部１８ｄとを備えている。
【００５３】
ここで、光位相変調評価モジュール１０は、２つのマッハツェンダ干渉計を備える構成となっている。
【００５４】
まず、第１のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第２ミラー１４ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第１の光出力部１８ａに至る光路（以下「第１１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー１４ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第２の光出力部１８ｂに至る光路（以下「第１２光路」という。）とを含む。
【００５５】
次に、第２のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第２ミラー１４ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第３の光出力部１８ｃに至る光路（以下「第２１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー１４ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第４の光出力部１８ｄに至る光路（以下「第２２光路」という。）とを含む。
【００５６】
光入力部１１は、入力光をコリメートするレンズを備え、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号ａを入力するようになっている。具体的には、光入力部１１は、シンボルレート２０Ｇｂｐｓや４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等で位相変調された光位相変調信号ａを入力するようになっている。なお、前述の位相変調方式やシンボルレートは一例であり、光入力部１１に入力される光位相変調信号ａはこれらに限定されるものではない。
【００５７】
光分岐部１２は、例えば図示のように複数のミラー１２ａを備え、光入力部１１が入力した光を第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐するようになっている。
【００５８】
ＢＳ１３ａは、例えば無偏光ビームスプリッタで構成され、入力された光を透過光と反射光とに分波して出力するようになっている。なお、ＢＳ１３ａは、本発明の分波器に対応している。
【００５９】
具体的には、ＢＳ１３ａは、光分岐部１２からの第１の光１０１を透過して第３の光１０３として出力するとともに、光分岐部１２からの第１の光１０１を反射して第４の光１０４として出力するようになっている。また、ＢＳ１３ａは、光分岐部１２からの第２の光１０２を透過して第５の光１０５として出力するとともに、光分岐部１２からの第２の光１０２を反射して第６の光１０６として出力するようになっている。
【００６０】
ビット遅延器１５は、第３の光１０３及び第５の光１０５を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備え、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上においてシンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるようになっている。
【００６１】
ここで、シンボルレートの１ビットに相当する遅延時間ｔ［ｓ］、透光性板の屈折率をｎ、真空中の光速をｃで表すと、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向における透光性板の厚さをｄは（１３）式で示される。
【００６２】
ｄ＝ｃ×ｔ／（ｎ−１） （１３）
（１３）式において、１ビットに相当する遅延時間ｔ［ｓ］は、光入力部１１に入力される光位相変調信号ａのシンボルレートをＳＲ［ｂｐｓ］で表すと、ｔ＝１／ＳＲ［ｓ］であるので、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝２５［ｐｓ］、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝５０［ｐｓ］となる。よって、透過性板の屈折率が１．５のときシンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合は、透光性板の厚さｄ＝１５［ｍｍ］となる。また、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合は、透光性板の厚さｄ＝３０［ｍｍ］となる。
【００６３】
以上のように、ビット遅延器１５は、光位相変調信号ａのシンボルレートに応じて、第１及び第２のマッハツェンダ干渉計がそれぞれ有する２つの光路間に１ビットに相当する光路差を与えることができるようになっている。
【００６４】
ところで、ビット遅延器１５は、前述の構成に限定されるものではなく、例えば図２に示すような構成としてもよい。図２に示されたビット遅延器１５は、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射面と出射面とが平行で屈折率が同一の２つの透光性板１５ａ及び１５ｂを備えている。透光性板１５ａ及び１５ｂは、第３の光１０３及び第５の光１０５のそれぞれに対し、透光性板１５ａにおける入射角と、透光性板１５ｂにおける出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設けられている。
【００６５】
なお、ビット遅延器１５を例えば透光性板１５ａ又は１５ｂのみで構成することもできる。例えば、透光性板１５ａのみを用いるとき、透光性板１５ａが第３の光１０３及び第５の光１０５を屈折させるので、図示のように第３の光１０３及び第５の光１０５の入射光軸と出射光軸とが異なる現象（以下「ビームシフト」という。）が生じる。このビームシフトは、ビーム自体がある程度の幅を持っているので実用上問題にはならないが、図示のようにハの字型に対称に傾けて設けることにより、ビームシフトの影響をさらに除くことができて好ましい。また、図２に示されたビット遅延器１５の構成では、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射角がほぼ０°で設けられたものとは異なり、入射面からの戻り光を抑えることができて好ましい。
【００６６】
図１に戻り、光位相変調評価モジュール１０の構成の説明を続ける。
【００６７】
第１ミラー１４ａは、ビット遅延器１５を透過した第３の光１０３及び第５の光１０５をそれぞれ反射して第７の光１０７及び第８の光１０８とし、ＢＳ１３ｂに出力するようになっている。
【００６８】
第２ミラー１４ｂは、ＢＳ１３ａからの第４の光１０４及び第６の光１０６をそれぞれ反射して第９の光１０９及び第１０の光１１０とし、光位相差設定器１６に出力するようになっている。
【００６９】
光位相差設定器１６は、第９の光１０９の光路上に設けられた透光性板１６ａと、第１０の光１１０の光路上に設けられた透光性板１６ｂとを備え、位相制御手段１７の指示に従って、第１１光路と第１２光路との位相差（Δφ１）と、第２１光路と第２２光路との位相差（Δφ２）との差（Δφ１−Δφ２）をπ／２の光位相差に設定するようになっている。透光性板１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、第９の光１０９及び第１０の光１１０を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備えている。なお、透光性板１６ａ及び１６ｂのそれぞれの厚さは、同一でもよいし、互いに異なっていてもよい。また、透光性板１６ａ及び１６ｂのいずれかのみで光位相差設定器１６を構成し、光位相差（Δφ１−Δφ２）をπ／２に設定するようにしてもよい。また、光位相差設定器１６は、本発明の光位相差設定手段に対応している。
【００７０】
なお、光位相差設定器１６で生じる遅延量を加味したビット遅延器１５の遅延量が設定できるよう、すなわちマッハツェンダ干渉計の２つの光路差がシンボルレートの１ビット分の遅延となるようにする。
【００７１】
透光性板１６ａは、図示した矢印の方向に回転できるようになっており、第９の光１０９の光路長を変更できるものである。一方、透光性板１６ｂは、第１０の光１１０を一定の入射角で入射する構成となっている。
【００７２】
また、光位相差設定器１６は、前述の構成に限定されるものではなく、例えば図３に示すような構成とすることもできる。図３に示された光位相差設定器１６は、第１０の光１１０の光路上に設けられた透光性板１６ｃ及び１６ｄと、第９の光１０９の光路上に設けられた透光性板１６ｅ及び１６ｆと、透光性板１６ｅ及び１６ｆをそれぞれ保持する保持板１６ｇ及び１６ｈとを備えている。
【００７３】
透光性板１６ｃ及び１６ｄは、第１０の光１１０に対し、透光性板１６ｃにおける入射角と、透光性板１６ｄにおける出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設けられている。
【００７４】
透光性板１６ｅ及び１６ｆは、第９の光１０９に対し、透光性板１６ｅにおける入射角と、透光性板１６ｆにおける出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設けられている。また、透光性板１６ｅ及び１６ｆは、それぞれを保持する保持板１６ｇ及び１６ｈの少なくとも一方を、図中のＡ方向又はＢ方向に回転させることにより、第１０の光１１０の光位相に対する第９の光１０９の光位相を設定できるようになっている。
【００７５】
この構成により、図３に示された光位相差設定器１６は、透光性板１６ｃと透光性板１６ｄとを、また、透光性板１６ｅと透光性板１６ｆとを所定の角度でハの字型に対称に傾けて設けることにより、ビームシフトの影響を除くことができて好ましい。さらに、この構成では、第９の光１０９及び第１０の光１１０の入射角がほぼ０°で設けられたものとは異なり、入射面からの戻り光を抑えることができて好ましい。
【００７６】
再び図１に戻り、光位相変調評価モジュール１０の構成の説明を続ける。
【００７７】
ＢＳ１３ｂは、例えば無偏光ビームスプリッタを備え、入力された２組の光をそれぞれ合波して干渉させることによって光位相の変化を光強度の変化に変換し、互いにπの光位相差を有する２つの光強度変換信号を出力するようになっている。なお、ＢＳ１３ｂは、本発明の合波器に対応している。
【００７８】
具体的には、ＢＳ１３ｂは、第８の光１０８と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに、第７の光１０７と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するようになっている。
【００７９】
第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄは、それぞれレンズを備え、光強度変換信号１１１〜１１４はそれぞれ光ファイバ１９ａ〜１９ｄに集光されている。
【００８０】
第１の光出力部１８ａは、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力するようになっている。第２の光出力部１８ｂは、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力するようになっている。第３の光出力部１８ｃは、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力するようになっている。第４の光出力部１８ｄは、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力するようになっている。
【００８１】
次に、前述の光位相変調評価モジュール１０を備えた光位相変調評価装置の構成について説明する。
【００８２】
図４に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置１００は、光位相変調評価モジュール１０と、バランスドレシーバ１２０及び１３０と、信号処理部１４０と、表示部１５０とを備えている。光位相変調評価モジュール１０とバランスドレシーバ１２０及び１３０との間には、４つの光ファイバ１９ａ〜１９ｄが接続されている。
【００８３】
バランスドレシーバ１２０は、光位相変調評価モジュール１０からの光強度変換信号を受光して光電変換する受光器（以下「ＰＤ」という。）１２１及び１２２と、ＰＤ１２１及び１２２が光電変換した電気信号（以下「光電変換信号」という。）の減算を行う減算器１２３とを備えている。
【００８４】
ＰＤ１２１は、光ファイバ１９ａを介し、光位相変調評価モジュール１０の第１の光出力部１８ａ（図１参照）から第１の光強度変換信号１１１を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力するようになっている。ＰＤ１２２は、光ファイバ１９ｂを介し、光位相変調評価モジュール１０の第２の光出力部１８ｂ（図１参照）から第２の光強度変換信号１１２を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力するようになっている。
【００８５】
減算器１２３は、ＰＤ１２１が出力する光電変換信号とＰＤ１２２が出力する光電変換信号との差分を出力するようになっている。
【００８６】
以上の構成により、バランスドレシーバ１２０は、光ファイバ１９ａ及び１９ｂからの光強度変換信号、すなわち、第１のマッハツェンダ干渉計からの光強度変換信号をバランスド受信して信号処理部１４０に出力するようになっている。
【００８７】
バランスドレシーバ１３０は、光位相変調評価モジュール１０からの光強度変換信号を受光して光電変換するＰＤ１３１及び１３２と、ＰＤ１３１及び１３２が光電変換した光電変換信号の減算を行う減算器１３３とを備えている。
【００８８】
ＰＤ１３１は、光ファイバ１９ｃを介し、光位相変調評価モジュール１０の第３の光出力部１８ｃ（図１参照）から第３の光強度変換信号１１３を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力するようになっている。ＰＤ１３２は、光ファイバ１９ｄを介し、光位相変調評価モジュール１０の第４の光出力部１８ｄ（図１参照）から第４の光強度変換信号１１４を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力するようになっている。
【００８９】
減算器１３３は、ＰＤ１３１が出力する光電変換信号とＰＤ１３２が出力する光電変換信号との差分を出力するようになっている。
【００９０】
以上の構成により、バランスドレシーバ１３０は、光ファイバ１９ｃ及び１９ｄからの光強度変換信号、すなわち、第２のマッハツェンダ干渉計からの光強度変換信号をバランスド受信して信号処理部１４０に出力するようになっている。
【００９１】
信号処理部１４０は、バランスドレシーバ１２０及び１３０の出力信号に基づいて、光位相変調評価モジュール１０に入力される光位相変調信号ａの位相変調による相対ビット間位相差Δφｍｏｄを算出するとともに、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等を求めるようになっている。
【００９２】
すなわち、信号処理部１４０は、図示を省略したが、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号と光位相変調信号ａの相対ビット間位相差Δφｍｏｄとの関係を予め測定して記憶した位相差テーブルと、この位相差テーブルに記憶されたデータに基づき、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号の相対ビット間位相差Δφｍｏｄを算出する位相差算出手段と、算出した相対ビット間位相差Δφｍｏｄに基づいて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等を算出する手段等を備えている。
【００９３】
表示部１５０は、例えば液晶ディスプレイを備え、信号処理部１４０が算出した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等を表示するようになっている。
【００９４】
次に、本実施の形態における光位相変調評価装置１００の動作について説明する。
【００９５】
最初に、図１を用いて光位相変調評価モジュール１０の動作について説明する。
【００９６】
まず、光入力部１１は、光位相変調信号ａを入力し、光分岐部１２に出力する。
【００９７】
次いで、光分岐部１２は、光入力部１１が入力した光を第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐し、ＢＳ１３ａに出力する。
【００９８】
さらに、ＢＳ１３ａは、入力された第１の光１０１を第３の光１０３と第４の光１０４とに分波し、第３の光１０３をビット遅延器１５に出力し、第４の光１０４を第２ミラー１４ｂに出力する。また、ＢＳ１３ａは、入力された第２の光１０２を第５の光１０５と第６の光１０６とに分波し、第５の光１０５をビット遅延器１５に出力し、第６の光１０６を第２ミラー１４ｂに出力する。
【００９９】
続いて、第２ミラー１４ｂは、入力された第４の光１０４を反射して第９の光１０９として光位相差設定器１６の透光性板１６ａに出力し、この第９の光１０９は、透光性板１６ａを透過してＢＳ１３ｂに入力される。また、第２ミラー１４ｂは、入力された第６の光１０６を反射して第１０の光１１０として光位相差設定器１６の透光性板１６ｂに出力し、この第１０の光１１０は、透光性板１６ｂを透過してＢＳ１３ｂに入力される。ここで、透光性板１６ａに入力された第９の光１０９は、透光性板１６ａによって、第２１光路が第１１光路に対して所定の位相差を有するように遅延され、ＢＳ１３ｂに出力される。
【０１００】
一方、ビット遅延器１５に入力された第３の光１０３及び第５の光１０５は、ビット遅延器１５によって、シンボルレートの１ビットに相当する遅延時間だけそれぞれ遅延させられ、第１ミラー１４ａに入力される。
【０１０１】
次いで、第１ミラー１４ａは、ビット遅延器１５によって遅延された第３の光１０３を反射して第７の光１０７としてＢＳ１３ｂに出力する。また、第１ミラー１４ａは、ビット遅延器１５によって遅延された第５の光１０５を反射して第８の光１０８としてＢＳ１３ｂに出力する。
【０１０２】
引き続き、ＢＳ１３ｂは、第８の光１０８と第１０の光１１０とを合波して干渉させることによって位相の変化を光強度の変化に変換し、互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力する。また、ＢＳ１３ｂは、第７の光１０７と第９の光１０９とを合波して干渉させることによって位相の変化を光強度の変化に変換し、互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力する。
【０１０３】
そして、第１の光出力部１８ａは、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力する。また、第２の光出力部１８ｂは、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力する。また、第３の光出力部１８ｃは、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力する。また、第４の光出力部１８ｄは、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力する。
【０１０４】
次に、図４を用いて光位相変調評価モジュール１０の後段の動作について説明する。
【０１０５】
まず、バランスドレシーバ１２０において、ＰＤ１２１は、光ファイバ１９ａを介し、第１の光出力部１８ａ（図１参照）から第１の光強度変換信号１１１を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力する。
【０１０６】
同様に、ＰＤ１２２は、光ファイバ１９ｂを介し、第２の光出力部１８ｂ（図１参照）から第２の光強度変換信号１１２を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力する。
【０１０７】
次いで、減算器１２３は、ＰＤ１２１が出力する光電変換信号とＰＤ１２２が出力する光電変換信号との差分を信号処理部１４０に出力する。
【０１０８】
ここで、［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、第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２をそれぞれＰ１及びＰ２として数式で表すと、Ｐ１及びＰ２は（１０）、（１１）式（再掲）で表される。
【０１０９】
Ｐ１＝０．５＋０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１０）
Ｐ２＝０．５−０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１１）
したがって、減算器１２３が出力する出力信号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。その結果、減算器１２３が出力する出力信号Ｐに対応する光強度Ｉαは（１５）式で表される。
【０１１０】
Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１４）
Ｉα∝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１５）
次に、バランスドレシーバ１３０において、ＰＤ１３１は、光ファイバ１９ｃを介し、第３の光出力部１８ｃ（図１参照）から第３の光強度変換信号１１３を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力する。
【０１１１】
同様に、ＰＤ１３２は、光ファイバ１９ｄを介し、第４の光出力部１８ｄ（図１参照）から第４の光強度変換信号１１４を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力する。
【０１１２】
次いで、減算器１３３は、ＰＤ１３１が出力する光電変換信号とＰＤ１３２が出力する光電変換信号との差分を信号処理部１４０に出力する。
【０１１３】
ここで、［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、第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４をそれぞれＰ１及びＰ２として数式で表すと、光位相差設定器１６（図１参照）を設けているので、Ｐ１及びＰ２は（１６）、（１７）式で表される。
【０１１４】
Ｐ１＝０．５＋０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１６）
Ｐ２＝０．５−０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１７）
したがって、減算器１３３が出力する出力信号Ｐは（１８）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、減算器１３３が出力する出力信号Ｐに対応する光強度Ｉβは（１９）式で表される。
【０１１５】
Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１８）
Ｉβ∝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１９）
（１９）式で表される光強度Ｉβは、（１５）式で表される光強度Ｉαに対し、図５に示すような関係となる。すなわち、光強度Ｉβは、光強度Ｉαよりも位相がπ／２（９０°）だけ遅れたものとなる。
【０１１６】
引き続き、信号処理部１４０は、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号と光位相変調信号ａの相対ビット間位相差Δφｍｏｄとの関係を予め測定して記憶した位相差テーブル（図示省略）を参照し、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号に基づいて相対ビット間位相差Δφｍｏｄを算出する。さらに、信号処理部１４０は、算出した相対ビット間位相差Δφｍｏｄに基づいて、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等を求め、これらのデータを表示部１５０に出力する。
【０１１７】
ここで、前述したように、光強度Ｉαの位相と光強度Ｉβの位相との間にはπ／２の位相差があるので、信号処理部１４０は、光強度Ｉα及びＩβに基づいて、相対ビット間位相差Δφｍｏｄを特定することができる（図５参照）。
【０１１８】
最後に、表示部１５０は、信号処理部１４０が算出した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等を表示する。
【０１１９】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール１０によれば、ビット遅延器１５は、ＢＳ１３ｂに入力される第７の光１０７及び第８の光１０８に対し、入力された光位相変調信号ａのシンボルレートの１ビット分だけ遅延させ、光位相差設定器１６は、ＢＳ１３ｂに入力される第９の光１０９及び第１０の光１１０に対し、互いの光位相差をゼロを除く所定の光位相差に設定する構成としたので、従来のものとは異なり、１つのモジュールで２つの光干渉計が構成され、光位相差０及びπ／２の信号を同時に出力することができ、任意の波長に対して光位相差の設定が可能となった。したがって、本実施の形態における光位相変調評価モジュール１０は、光位相変調信号ａの変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【０１２０】
また、本実施の形態における光位相変調評価装置１００によれば、光位相変調信号ａの相対的なビット間位相差を測定することができる光位相変調評価モジュール１０を備える構成としたので、光位相変調信号ａの相対的なビット間位相差に基づいて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等を算出することができ、算出したこれらの結果に基づいて従来よりも正確に光位相変調信号ａを評価することができる。
【０１２１】
なお、前述の実施の形態において、光分岐部１２が複数のミラーを備えた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図６に示すように、光分岐部１２が光カプラ１２ｂを備える構成としても同様な効果が得られる。
【０１２２】
また、前述の実施の形態において、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上にビット遅延器１５を設け、第９の光１０９及び第１０の光１１０の光路上に光位相差設定器１６を設けた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２３】
具体的には、ビット遅延器１５は、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上以外に、第４の光１０４及び第６の光１０６の光路上、第７の光１０７及び第８の光１０８の光路上、第９の光１０９及び第１０の光１１０の光路上のいずれかに設ける構成とすることができる。
【０１２４】
一方、光位相差設定器１６は、第９の光１０９及び第１０の光１１０の光路上以外に、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上、第４の光１０４及び第６の光１０６の光路上、第７の光１０７及び第８の光１０８の光路上のいずれかに設ける構成とすることができる。
【０１２５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第２の実施の形態について説明する。
【０１２６】
図７に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール２０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）のビット遅延器１５をビット遅延器２１に変更し、遅延量設定手段２２を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール１０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２７】
ビット遅延器２１は、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向における厚さがｄ１の透光性板２１ａと、厚さがｄ２の透光性板２１ｂとを備えている。図示を省略したが、ビット遅延器２１は、図示した矢印の方向に移動可能な移動保持部に保持され、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長をシンボルレートに応じて切り替えて与えるようになっている。
【０１２８】
遅延量設定手段２２は、シンボルレート指定信号を受けてビット遅延器２１に対して、透光性板２１ａ及び２１ｂの切替え指示を示す信号を出力するようになっている。
【０１２９】
透光性板２１ａ及び２１ｂは、例えば石英ガラス板で構成される。透光性板２１ａは、例えば屈折率が１．５で厚さｄ１＝３０［ｍｍ］であり、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の光位相変調信号ａを１ビット分遅延するようになっている。透光性板２１ｂは、例えば屈折率が１．５で厚さｄ２＝１５［ｍｍ］であり、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の光位相変調信号ａを１ビット分遅延するようになっている。
【０１３０】
なお、ビット遅延器２１の構成は、図７に示すものに限定されるものではなく、例えば図８に示すようなものでもよい。
【０１３１】
まず、図８（ａ）に示されたビット遅延器２３は、厚さが互いに異なり、同じ材質の平行板で構成された２つの透光性板２３ａ１及び２３ｂ１と２３ａ２及び２３ｂ２とを備え、第３の光１０３及び第５の光１０５に対し、透光性板２３ａ１、２３ｂ１の入射角と透光性板２３ａ２、２３ｂ２の出射角とが等しくなるよう透光性板２３ａ１及び２３ｂ１と２３ａ２及び２３ｂ２とをハの字型に対称に傾けて配置したものである。ここで、透光性板の厚さが厚い２３ａ側はシンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］用であり、透光性板の厚さが薄い２３ｂ側はシンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］用である。この構成により、図８（ａ）に示されたビット遅延器２３は、図示した矢印の方向にビット遅延器２３を移動することにより、シンボルレートに応じて光路長を切り替えることができる。
【０１３２】
次に、図８（ｂ）に示されたビット遅延器２４は、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向に平行な断面が三角形（くさび形）である２つの透過体２４ａ及び２４ｂを備えている。透過体２４ａは保持部（図示省略）に固定されており、透過体２４ｂは図示した矢印の方向に移動できるようになっている。この構成により、図８（ｂ）に示されたビット遅延器２４は、透過体２４ｂを図示した矢印の方向に移動することにより、シンボルレートに応じて光路長を切り替えることができる。
【０１３３】
なお、２つの透過体２４ａ及び２４ｂを移動可能な構成としてもよい。また、図８（ｂ）においては、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射角及び出射角がほぼ０°となる構成としているが、透過体２４ａ及び２４ｂを傾けて、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射角及び出射角を所定角度に設定する構成としてもよい。この構成により、入射面での反射を抑えることができて好ましい。
【０１３４】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール２０によれば、ビット遅延器２１は、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向における厚さが互いに異なる透光性板２１ａ及び２１ｂを備える構成としたので、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長をシンボルレートに応じて切り替えて与えることができる。
【０１３５】
なお、シンボルレートが２０［Ｇｂｐｓ］及び４０［Ｇｂｐｓ］の場合の例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、厚さが互いに異なる３つの平行板でビット遅延器２１を構成することにより、３とおりのシンボルレートに対しても対応することができる。
【０１３６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第３の実施の形態について説明する。
【０１３７】
図９に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール３０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）に位相調整用遅延器３１を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール１０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１３８】
位相調整用遅延器３１は、第３の光１０３及び第５の光１０５を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備えている。位相調整用遅延器３１は、図示した矢印の方向に回転できるようになっており、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上において所定の光路長を与えるようになっている。なお、位相調整用遅延器３１は、本発明の光位相差調整手段に対応している。
【０１３９】
したがって、位相調整用遅延器３１を図示した矢印の方向に回転させることにより、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路長が変化し、その結果、第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄからそれぞれ出力される光強度変換信号の相対ビット間位相差Δφｍｏｄに対する光強度が変動する。この位相調整用遅延器３１の遅延量を調整することで、光強度変換信号の光強度に基づいて算出される相対ビット間位相差の初期位相（φ）を調整することができる。
【０１４０】
なお、位相調整用遅延器３１の構成は、図９に示されたものに限定されるものではなく、例えば図３において説明した光位相差設定器１６の透光性板１６ｅ及び１６ｆと同様に、回転可能な２つの透光性板を設け、第３の光１０３及び第５の光１０５に対し、一方の透光性板における入射角と、他方の透光性板における出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設ける構成とすることもできる。
【０１４１】
光位相変調評価モジュール３０は、前述のように構成されているので、図４に示された光位相変調評価モジュール１０に代えて光位相変調評価モジュール３０を用いることにより、ＰＤ１２１、１２２、１３１及び１３２がそれぞれ出力する光電変換信号をモニタすることで、バランスドレシーバ１２０及び１３０に入力される光強度変換信号の光位相を容易に調整することができる。
【０１４２】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール３０によれば、位相調整用遅延器３１は、第３の光１０３及び第５の光１０５を透過し、回転可能な透光性板を備えた構成としたので、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路長を変化させることにより、第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄがそれぞれ出力する光強度変換信号の相対ビット間位相差Δφｍｏｄに対する光強度を調整し、光強度変換信号の光強度に基づいて算出される相対ビット間位相差Δφｍｏｄを校正することができる。
【０１４３】
なお、前述の実施の形態において、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上に位相調整用遅延器３１を設ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＳ１３ａから第１ミラー１４ａを経由してＢＳ１３ｂに至る２つの光の光路上とＢＳ１３ａから第２ミラー１４ｂを経由してＢＳ１３ｂに至る２つの光の光路上とのいずれかに位相調整用遅延器３１を設ける構成とすることができる。
【０１４４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第４の実施の形態について説明する。
【０１４５】
図１０に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール４０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）に位相調整器４１を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール１０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１４６】
位相調整器４１は、バランスドレシーバ１２０及び１３０（図４参照）における光電変換信号の位相を調整するものであり、図１０に示すように、第２の光強度変換信号１１２の光路上に設けられたミラー４１ａ、コーナーミラー４１ｂ及びミラー４１ｃと、第４の光強度変換信号１１４の光路上に設けられたミラー４１ｄ、コーナーミラー４１ｅ及びミラー４１ｆとを備えている。コーナーミラー４１ｂ及び４１ｅは、それぞれ別個に保持手段（図示省略）に保持され、互いに独立して図中の矢印方向に移動できるようになっている。ここで、位相調整器４１は、本発明の光路長調整手段に対応している。
【０１４７】
この構成により、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長と、第４の光強度変換信号１１４の光路長とをそれぞれ独立して変化させることができる。
【０１４８】
なお、図１０において、コーナーミラー４１ｂの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２１（図４参照）までの光路長（１１１、１８ａ、１９ａ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２２（図４参照）までの光路長（１１２、１８ｂ、１９ｂ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。また、コーナーミラー４１ｅの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３１（図４参照）までの光路長（１１３、１８ｃ、１９ｃ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３２（図４参照）までの光路長（１１４、１８ｄ、１９ｄ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。
【０１４９】
光位相変調評価モジュール４０は、前述のように構成されているので、図４に示された光位相変調評価モジュール１０に代えて光位相変調評価モジュール４０を用いることにより、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を位相差１８０°（π）に調整することができる。
【０１５０】
したがって、例えば、図４に示された光ファイバ１９ａ及び１９ｂのそれぞれの長さが互いに多少異なることにより、ＰＤ１２１及び１２２の光電変換信号の位相が所望値に対してずれている場合でも、位相調整器４１を調整することによって所望値と一致させることができる。
【０１５１】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール４０によれば、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長及び第４の光強度変換信号１１４の光路長を互いに独立して変化させる構成としたので、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を調整することができる。
【０１５２】
なお、前述の実施の形態において、第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上に位相調整器４１を設ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＳ１３ｂとバランスドレシーバ１２０及び１３０のうち少なくとも一方のバランスドレシーバとの間の光路上に位相調整器４１を設ける構成としても同様の効果が得られる。
【０１５３】
また、位相調整器４１の構成は、図１０に示されたものに限定されるものではなく、例えば第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上にそれぞれ透光性板を設け、この２つの透光性板をそれぞれ別個に回転させて光路長を変更する構成とすることもできる。
【０１５４】
（第５の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第５の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態の説明において、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１５５】
図１１に示すように、光位相変調評価モジュール５０は、光位相変調信号ａを入力する光入力部１１と、入力された光位相変調信号ａを第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐する光分岐部１２と、第１の光１０１を第３の光１０３と第４の光１０４とに分波するとともに第２の光１０２を第５の光１０５と第６の光１０６とに分波するＢＳ１３ａと、第４の光１０４を反射して第７の光１０７として出力するとともに第６の光１０６を反射して第８の光１０８として出力する第１ミラー５１ａと、第７の光１０７を反射して第９の光１０９として出力するとともに第８の光１０８を反射して第１０の光１１０として出力する第２ミラー５１ｂとを備えている。
【０１５６】
また、光位相変調評価モジュール５０は、第５の光１０５と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに第３の光１０３と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するＢＳ１３ｂと、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるビット遅延器５２と、光位相差を設定する光位相差設定器１６と、光位相差の設定値を光位相差設定器１６に指示する位相制御手段１７とを備えている。
【０１５７】
さらに、光位相変調評価モジュール５０は、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力する第１の光出力部１８ａと、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力する第２の光出力部１８ｂと、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力する第３の光出力部１８ｃと、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力する第４の光出力部１８ｄとを備えている。
【０１５８】
ここで、光位相変調評価モジュール５０は、２つのマッハツェンダ干渉計を備える構成となっている。
【０１５９】
まず、第１のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー５１ａ、第２ミラー５１ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第１の光出力部１８ａに至る光路（以下「第３１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第２の光出力部１８ｂに至る光路（以下「第３２光路」という。）とを含む。
【０１６０】
次に、第２のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー５１ａ、第２ミラー５１ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第３の光出力部１８ｃに至る光路（以下「第４１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第４の光出力部１８ｄに至る光路（以下「第４２光路」という。）とを含む。
【０１６１】
なお、本実施の形態において、光入力部１１、光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄの構成は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）と同様であるので説明を省略する。
【０１６２】
第１ミラー５１ａは、ＢＳ１３ａからの第４の光１０４及び第６の光１０６をそれぞれ反射して第７の光１０７及び第８の光１０８とし、光位相差設定器１６に出力するようになっている。
【０１６３】
第２ミラー５１ｂは、光位相差設定器１６を透過した第７の光１０７及び第８の光１０８をそれぞれ反射して第９の光１０９及び第１０の光１１０とし、ＢＳ１３ｂに出力するようになっている。
【０１６４】
他方、ＢＳ１３ａを透過した第３の光１０３及び第５の光１０５は、ビット遅延器５２を通過後、ＢＳ１３ｂでそれぞれ第９の光１０９及び第１０の光１１０と合波されるようになっている。
【０１６５】
ビット遅延器５２は、例えば図示のように複数のミラーで構成され、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上において、マッハツェンダ干渉計の両アーム間の光路長差間にシンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるようになっている。本実施の形態においては、ビット遅延器５２は、入力側ミラー５２ａ、コーナーミラー５２ｂ及び出力側ミラー５２ｃを備え、コーナーミラー５２ｂは、例えばモータで平行移動される保持手段（図示省略）に保持され、図中の矢印方向に移動できるようになっている。
【０１６６】
具体的には、本実施の形態において、ＢＳ１３ａ〜第１ミラー５１ａ間の光路長と、ＢＳ１３ｂ〜第２ミラー５１ｂ間の光路長とが等しい構成となっており、これらの光路長と、入力側ミラー５２ａ〜コーナーミラー５２ｂ間の光路長及びコーナーミラー５２ｂ〜出力側ミラー５２ｃ間の光路長とが等しい位置にコーナーミラー５２ｂの初期位置（ゼロ点）が設定されるようビット遅延器５２が構成されている。
【０１６７】
ビット遅延器５２は、前述のように構成されているので、光位相変調評価モジュール５０は、コーナーミラー５２ｂの位置調整によって、第１及び第２のマッハツェンダ干渉計における両アーム間の光路長差を任意に設定することができ、被測定信号のシンボルレートに応じて任意の光路長差を設定することができる。
【０１６８】
ここで、ビット遅延器５２において、シンボルレートの１ビットに相当する光路長差ｄは、遅延時間ｔ［ｓ］、空間の屈折率をｎ、真空中の光速をｃで表すと、（２０）式で示される。
【０１６９】
ｄ＝ｃ×ｔ／ｎ （２０）
（２０）式において、１ビットに相当する遅延時間ｔ［ｓ］は、光入力部１１に入力される光位相変調信号ａのシンボルレートをＳＲ［ｂｐｓ］で表すと、ｔ＝１／ＳＲ［ｓ］であるので、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝２５［ｐｓ］、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝５０［ｐｓ］となる。よって、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合に与えるべき光路長差ｄ＝７．５［ｍｍ］となる。また、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合に与えるべき光路長差ｄ＝１５［ｍｍ］となる。
【０１７０】
以上のように、ビット遅延器５２は、光位相変調信号ａのシンボルレートに応じて、第１及び第２のマッハツェンダ干渉計がそれぞれ有する２つの光路間に１ビットに相当する光路差を与えることができるようになっている。
【０１７１】
光位相差設定器１６は、第７の光１０７の光路上に設けられた透光性板１６ａと、第８の光１０８の光路上に設けられた透光性板１６ｂとを備え、位相制御手段１７の指示に従って、第３１光路と第３２光路との位相差（Δφ１）と、第４１光路と第４２光路との位相差（Δφ２）との差（Δφ１−Δφ２）をπ／２の光位相差に設定するようになっている。透光性板１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、第７の光１０７及び第８の光１０８を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備えている。なお、透光性板１６ａ及び１６ｂのそれぞれの厚さは、同一でもよいし、互いに異なっていてもよい。また、透光性板１６ａ及び１６ｂのいずれかのみで光位相差設定器１６を構成し、光位相差（Δφ１−Δφ２）をπ／２に設定するようにしてもよい。
【０１７２】
透光性板１６ａは、図示した矢印の方向に回転できるようになっており、第７の光１０７の光路長を変更できるものである。一方、透光性板１６ｂは、第８の光１０８を一定の入射角で入射する構成となっている。
【０１７３】
ＢＳ１３ｂは、例えば無偏光ビームスプリッタを備え、第５の光１０５と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに第３の光１０３と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するようになっている。
【０１７４】
前述のように構成された光位相変調評価モジュール５０を、第１の実施の形態において説明した光位相変調評価装置１００（図４参照）に適用することにより、第１の実施の形態と同様に、信号処理部１４０は、光強度Ｉα及びＩβに基づいて、相対ビット間位相差Δφｍｏｄを特定することができる（図５参照）。
【０１７５】
なお、第１の実施の形態の光位相変調評価装置１００において、受光部（ＰＤ）の応答特性が十分でない場合には、図１２に示すような光位相変調評価装置２００を構成することもできる。図１２において、第１の実施の形態における光位相変調評価装置１００と同様な構成には同一の符号を付している。
【０１７６】
光位相変調評価装置２００は、光位相変調評価モジュール５０と、光サンプリング部２０１と、信号処理部１４０と、表示部１５０とを備えている。光位相変調評価モジュール５０と光サンプリング部２０１との間には、２つの光ファイバ１９ａ及び１９ｃが接続されている。
【０１７７】
光サンプリング部２０１は、光ファイバ１９ａ及び１９ｃからそれぞれ入射される光に対し非線形光学効果を用いて光サンプリングを行うようになっており、例えば、非線形光学材料、光フィルタ、受光素子等を備えている。
【０１７８】
この構成により、光位相変調評価装置２００は、非線形光学効果を用いて光サンプリングされた光学信号を受光素子で電気信号に変換し、この電気信号に基づいて相対ビット間位相差Δφｍｏｄを特定することができる。
【０１７９】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０によれば、１つのモジュールで２つの光干渉計が構成され、しかもビット遅延器５２によって光干渉計の両アーム間にシンボルレートの１ビット分の遅延を与えることができ、さらに光位相差設定器１６によって２つの光干渉計の出力信号間に光位相差π／２を与えることができる構成としたので、光位相変調信号ａの直交成分の信号強度が検出でき、位相測定を容易に行うことができる。また、任意の波長に対して光位相差の設定が可能である。したがって、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０は、光位相変調信号ａの変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【０１８０】
また、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０を光位相変調評価装置１００（図４参照）に適用すれば、光位相変調信号ａの相対的なビット間位相差に基づいて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等を算出することができ、算出したこれらの結果に基づいて従来よりも正確に光位相変調信号ａを評価することができる。
【０１８１】
また、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０を光位相変調評価装置２００（図１２参照）に適用すれば、非線形光学効果を用いて光サンプリングした光信号に基づき、より高速に光位相変調信号ａを評価することができる。
【０１８２】
（第６の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第６の実施の形態について説明する。
【０１８３】
図１３に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール６０は、第５の実施の形態における光位相変調評価モジュール５０（図１１参照）に、第４の実施の形態における位相調整器４１（図１０参照）を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール５０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１８４】
位相調整器４１は、バランスドレシーバ１２０及び１３０（図４参照）における光電変換信号の位相を調整するものであり、図１３に示すように、第２の光強度変換信号１１２の光路上に設けられたミラー４１ａ、コーナーミラー４１ｂ及びミラー４１ｃと、第４の光強度変換信号１１４の光路上に設けられたミラー４１ｄ、コーナーミラー４１ｅ及びミラー４１ｆとを備えている。コーナーミラー４１ｂ及び４１ｅは、それぞれ別個に保持手段（図示省略）に保持され、互いに独立して図中の矢印方向に移動できるようになっている。
【０１８５】
この構成により、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長と、第４の光強度変換信号１１４の光路長とをそれぞれ独立して変化させることができる。
【０１８６】
なお、図１３において、コーナーミラー４１ｂの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２１（図４参照）までの光路長（１１１、１８ａ、１９ａ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２２（図４参照）までの光路長（１１２、１８ｂ、１９ｂ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。また、コーナーミラー４１ｅの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３１（図４参照）までの光路長（１１３、１８ｃ、１９ｃ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３２（図４参照）までの光路長（１１４、１８ｄ、１９ｄ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。
【０１８７】
光位相変調評価モジュール６０は、前述のように構成されているので、図４に示された光位相変調評価モジュール１０に代えて光位相変調評価モジュール６０を用いることにより、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を位相差１８０°（π）に調整することができる。
【０１８８】
したがって、例えば、図４に示された光ファイバ１９ａ及び１９ｂのそれぞれの長さが互いに多少異なることにより、ＰＤ１２１及び１２２の光電変換信号の位相が所望値に対してずれている場合でも、位相調整器４１を調整することによって所望値と一致させることができる。
【０１８９】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール６０によれば、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長及び第４の光強度変換信号１１４の光路長を互いに独立して変化させる構成としたので、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を調整することができる。
【０１９０】
なお、前述の実施の形態において、第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上に位相調整器４１を設ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＳ１３ｂとバランスドレシーバ１２０及び１３０のうち少なくとも一方のバランスドレシーバとの間の光路上に位相調整器４１を設ける構成としても同様の効果が得られる。
【０１９１】
また、位相調整器４１の構成は、図１３に示されたものに限定されるものではなく、例えば第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上にそれぞれ透光性板を設け、この２つの透光性板をそれぞれ別個に回転させて光路長を変更する構成とすることもできる。
【０１９２】
（第７の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第７の実施の形態について説明する。
【０１９３】
図１４に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置７０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）の後段部を変更し、図４に示したバランスドレシーバ１２０及び１３０等を付加したものである。したがって、図１及び図４に示したものと同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図１４において、図４に示した信号処理装置１４０及び表示部１５０の図示を省略している。
【０１９４】
光位相変調評価装置７０は、ＢＳ１３ｂが出力する第１の光強度変換信号１１１及び第３の光強度変換信号１１３を反射するミラー７１と、ＢＳ１３ｂが出力する第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４を反射するミラー７２と、第１〜第４の光強度変換信号の光をそれぞれ集光するレンズ７３ａ〜７３ｄと、第１の光強度変換信号１１１と第２の光強度変換信号１１２とをバランスド受信するバランスドレシーバ１２０と、第３の光強度変換信号１１３と第４の光強度変換信号１１４とをバランスド受信するバランスドレシーバ１３０とを備えている。
【０１９５】
この構成により、光位相変調評価装置７０は、ミラー７１及び７２を用いることによって、光位相変調評価モジュールとバランスドレシーバ１２０及び１３０とを空間的に結合することができ、図４に示した光ファイバ１９ａ〜１９ｄを用いることなく、ＢＳ１３ｂからバランスドレシーバ１２０及び１３０までのそれぞれの光路長をほぼ等しくすることができる。
【０１９６】
なお、前述の構成において、レンズ７３ａ〜７３ｄを備えることは必須ではない。また、レンズ７３ａ及び７３ｂとバランスドレシーバ１２０とを、また、レンズ７３ｃ及び７３ｄとバランスドレシーバ１３０とをそれぞれ一体化する構成としてもよい。
【０１９７】
さらに、図１５に示すように、第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力する干渉計の光軸がなす平面と、第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力する干渉計の光軸がなす平面とが、図１４において紙面と垂直な方向にずれた２重干渉計となるように構成すれば、バランスドレシーバ１２０及び１３０の図１４における水平方向の位置を同じくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
以上のように、本発明に係る光位相変調評価装置は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができるという効果を有し、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された光位相変調信号を評価する光位相変調評価装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態における構成を示すブロック図
【図２】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態において、ビット遅延器の他の構成例を示す図
【図３】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態において、光位相差設定器の他の構成例を示す図
【図４】本発明に係る光位相変調評価モジュールを備えた光位相変調評価装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態における光強度Ｉα及びＩβの位相関係を示す図
【図６】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態において、光分岐部の他の構成例を示すブロック図
【図７】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第２の実施の形態における構成を示すブロック図
【図８】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第２の実施の形態において、ビット遅延器の他の構成例を示す図
【図９】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第３の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１０】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第４の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１１】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第５の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１２】本発明に係る光位相変調評価モジュールを備えた光位相変調評価装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第６の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１４】本発明に係る光位相変調評価装置の第７の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１５】本発明に係る光位相変調評価装置の第７の実施の形態において、２つのバランスドレシーバを垂直方向に並べて設けた構成を示すブロック図
【図１６】従来の光位相変調評価モジュールの構成を示すブロック図
【図１７】従来の光位相変調評価装置における光強度Ｉαの位相を示す図
【符号の説明】
【０２００】
１０ 光位相変調評価モジュール
１１ 光入力部
１２ 光分岐部
１２ａ 複数のミラー
１２ｂ 光カプラ
１３ａ ＢＳ（分波器）
１３ｂ ＢＳ（合波器）
１４ａ 第１ミラー
１４ｂ 第２ミラー
１５ ビット遅延器
１５ａ、１５ｂ 透光性板
１６ 光位相差設定器（光位相差設定手段）
１６ａ〜１６ｆ 透光性板
１６ｇ 保持板
１７ 位相制御手段
１８ａ 第１の光出力部
１８ｂ 第２の光出力部
１８ｃ 第３の光出力部
１８ｄ 第４の光出力部
１９ａ〜１９ｄ 光ファイバ
２０ 光位相変調評価モジュール
２１ ビット遅延器
２１ａ、２１ｂ 透光性板
２２ 遅延量設定手段
２３ ビット遅延器
２３ａ（２３ａ１、２３ａ２）、２３ｂ（２３ｂ１、２３ｂ２） 透光性板
２４（２４ａ、２４ｂ） 透過体
３０ 光位相変調評価モジュール
３１ 位相調整用遅延器（光位相差調整手段）
４０ 光位相変調評価モジュール
４１ 位相調整器（光路長調整手段）
４１ａ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｆ ミラー
４１ｂ、４１ｅ コーナーミラー
５０ 光位相変調評価モジュール
５１ａ 第１ミラー
５１ｂ 第２ミラー
５２ ビット遅延器
５２ａ 入力側ミラー
５２ｂ コーナーミラー
５２ｃ 出力側ミラー
６０ 光位相変調評価モジュール
７０ 光位相変調評価装置
７１、７２ ミラー
７３ａ〜７３ｄ レンズ
１００、２００ 光位相変調評価装置
１０１ 第１の光
１０２ 第２の光
１０３ 第３の光
１０４ 第４の光
１０５ 第５の光
１０６ 第６の光
１０７ 第７の光
１０８ 第８の光
１０９ 第９の光
１１０ 第１０の光
１１１ 第１の光強度変換信号
１１２ 第２の光強度変換信号
１１３ 第３の光強度変換信号
１１４ 第４の光強度変換信号
１２０、１３０ バランスドレシーバ
１２１、１２２、１３１、１３２ ＰＤ
１２３、１３３ 減算器
１４０ 信号処理部
１５０ 表示部
２０１ 光サンプリング部
【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された光位相変調信号を評価する光位相変調評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された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知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示された従来の光位相変調評価装置１を図１６に示す。図１６に示すように、光位相変調評価装置１は、ビット遅延干渉計２と、ＰＤ（受光器）３と、信号処理部４とを備えている。
【０００４】
光位相変調評価装置１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において、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。）を通る光と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つの光強度変調信号を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）が上記シンボルレートの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。
【０００５】
ＰＤ３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調信号を光電変換して電気信号を出力する。信号処理部４は、ＰＤ３から出力される電気信号から上記データ信号を復調する。したがって、光位相変調評価装置１により、信号処理部４が出力する復調信号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を評価することができる。
【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】
【０００６】
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ので、光位相変調信号の変調状態を正確に評価することができないという課題があった。以下、その理由について数式を用いて説明する。なお、相対ビット間位相差をΔφｍｏｄで示す。
【０００７】
まず、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。
【０００８】
Ｅ＝Ｅ０・ｅｘｐ｛ｊ（ωｔ＋Δφｍｏｄ）｝ （１）
次に、この光位相変調信号が分波部２ｂにおいて、アーム２ｃを通る光とアーム２ｄを通る光とに分波され、それぞれが合波部２ｅに入力されるとき、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）式で表す。
【０００９】
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、φｂはアーム２ｄにおける光位相を示す。また、Ｅａ＊はＥａの共役複素数、Ｅｂ＊はＥｂの共役複素数を示す。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。
【００１０】
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）式のように表される。
【００１１】
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）式で表される。また、アーム２ｃとアーム２ｄ間（適宜２つのアーム間という。）の光位相差（φａ−φｂ）をφで表すと（７）式から（８）式が得られる。
【００１２】
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φａとアーム２ｄにおける光位相φｂとが等しい（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）式で与えられる。
【００１３】
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又はポート２ｈから出力される光強度変調信号の光強度である。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調信号Ｐ１として（１０）式で表すとすると、ポート２ｈからは、（１１）式で表されるように、位相が１８０°（π）異なった光強度変調信号Ｐ２が出力される。
【００１４】
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調信号Ｐ１が、ＰＤ３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４に出力される。
【００１５】
Ｉα∝０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１２）
したがって、信号処理部４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の関係と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１７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。すなわち、従来の光位相変調評価装置１では、相対ビット間位相差Δφｍｏｄを測定することができないので、光位相変調信号の変調状態を正確に評価することができないという課題があった。
【００１６】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる光位相変調評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１に記載の光位相変調評価装置は、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第３の光（１０３）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第５の光（１０５）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（１４ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（１４ｂ）と、前記第８の光（１０８）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第７の光（１０７）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（１５）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）とを備えた構成を有している。
【００１８】
この構成により、本発明の請求項１に記載の光位相変調評価装置は、２つの光干渉計を備えることとなり、一方の光干渉計における位相差と、他方の光干渉計における位相差との差を所定の値に設定するので、従来のものとは異なり、相対ビット間位相差を別個に特定することができる。したがって、本発明の光位相変調評価装置は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）は、前記第９の光（１０９）に与える光位相の遅延量と前記第１０の光（１１０）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定する構成を有している。
【００２０】
この構成により、本発明の請求項２に記載の光位相変調評価装置は、相対ビット間位相差を最も識別しやすくすることができるので、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００２１】
さらに、本発明の請求項３に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）は、前記シンボルレートに応じて予め定められた複数の光路長の１つを選択して切り替える構成を有している。
【００２２】
この構成により、本発明の請求項３に記載の光位相変調評価装置は、異なるシンボルレートの光位相変調信号の評価も１台の装置で正確に行うことができる。
【００２３】
さらに、本発明の請求項４に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）が、前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延量を与える厚さを持つ透過性材質の平行板（２１ａ、２１ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板（２１ａ、２１ｂ）を複数個備え、これらを切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できる構成を有している。
【００２４】
この構成により、本発明の請求項４に記載の光位相変調評価装置は、異なるシンボルレートに応じた遅延量を容易に与えることができる。
【００２５】
さらに、本発明の請求項５に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）が、第１の平行板（２３ａ１、２３ｂ１）と第２の平行板（２３ａ２、２３ｂ２）とをハの字型に配置した２枚の透過性材質の平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を複数個備え、当該平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できる構成を有している。
【００２６】
この構成により、本発明の請求項５に記載の光位相変調評価装置は、ビット遅延器が、２枚の透過性材質の平行板のペアを切り替えることにより、シンボルレートに応じて光路長を切り替えることができる。
【００２７】
さらに、本発明の請求項６に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（１５）が、互いに透過面が対向するように配置されたくさび形状の透過体（２４ａ、２４ｂ）のペアであって、該透過体（２４ａ、２４ｂ）の少なくともいずれか一方を移動して光路長を調整し、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応した前記遅延量を設定できる構成を有している。
【００２８】
この構成により、本発明の請求項６に記載の光位相変調評価装置は、ビット遅延器が、くさび形状の透過体のペアの少なくともいずれか一方を移動して光路長を調整することにより、複数のシンボルレートのそれぞれに対応した遅延量を設定することができる。
【００２９】
さらに、本発明の請求項７に記載の光位相変調評価装置は、前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて光位相の遅延を与える光位相調整手段（３１）を備え、該光位相の遅延量を可変して前記信号処理部（１４０）が算出する相対ビット間位相差の初期位相（φ）を調整可能にした構成を有している。
【００３０】
この構成により、本発明の請求項７に記載の光位相変調評価装置は、異なる波長の被測定光に対しても初期位相（φ）を任意に設定することができる。
【００３１】
さらに、本発明の請求項８に記載の光位相変調評価装置は、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（５１ａ）と、前記第７の光（１０７）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第８の光（１０８）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（５１ｂ）と、前記第５の光（１０５）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第３の光（１０３）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上において前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（５２）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（５１ａ）及び前記第２ミラー（５１ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記ビット遅延器（５２）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）とを備えた構成を有している。
【００３２】
この構成により、本発明の請求項８に記載の光位相変調評価装置は、２つの光干渉計を備えることとなり、一方の光干渉計における位相差と、他方の光干渉計における位相差との差を所定の値に設定するので、従来のものとは異なり、相対ビット間位相差を別個に特定することができる。したがって、本発明の光位相変調評価装置は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００３３】
さらに、本発明の請求項９に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）は、前記第７の光（１０７）に与える光位相の遅延量と前記第８の光（１０８）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定する構成を有している。
【００３４】
この構成により、本発明の請求項９に記載の光位相変調評価装置は、相対ビット間位相差を最も識別しやすくすることができるので、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００３５】
さらに、本発明の請求項１０に記載の光位相変調評価装置は、前記ビット遅延器（５２）は、前記分波器（１３ａ）からの光を反射する入力側ミラー（５２ａ）と、該入力側ミラー（５２ａ）の反射光を該反射光の進行方向と逆方向に反射するコーナーミラー（５２ｂ）と、該コーナーミラー（５２ｂ）の反射光を前記合波器（１３ｂ）に出力する出力側ミラー（５２ｃ）とを備え、前記入力側ミラー（５２ａ）から前記コーナーミラー（５２ｂ）までの光路長及び前記コーナーミラー（５２ｂ）から前記出力側ミラー（５２ｃ）までの光路長を可変する方向に移動可能である構成を有している。
【００３６】
この構成により、本発明の請求項１０に記載の光位相変調評価装置は、ビット遅延器が設けられた光路上において遅延量を任意に設定することができる。
【００３７】
さらに、本発明の請求項１１に記載の光位相変調評価装置は、前記第１の受光部（１２０）は、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）をバランスド受信するバランスドレシーバであり、前記第２の受光部（１３０）は、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）をバランスド受信するバランスドレシーバである構成を有している。
【００３８】
この構成により、本発明の請求項１１に記載の光位相変調評価装置は、第１の受光部が第１の光強度変換信号と第２の光強度変換信号との差分を電気信号に変換し、第２の受光部が第３の光強度変換信号と第４の光強度変換信号との差分を電気信号に変換し、それぞれ、信号処理部に出力することができる。
【００３９】
さらに、本発明の請求項１２に記載の光位相変調評価装置は、前記光分岐部（１２）は、光カプラ（１２ｂ）を備えた構成を有している。
【００４０】
この構成により、本発明の請求項１２に記載の光位相変調評価装置は、光カプラによって、入力された前記光位相変調信号を第１の光と第２の光とに分岐することができる。
【００４１】
さらに、本発明の請求項１３に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）が、透過性材質の平行板（１６ａ、１６ｂ）であって、該平行板（１６ａ、１６ｂ）を回転して当該平行板（１６ａ、１６ｂ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できる構成を有している。
【００４２】
この構成により、本発明の請求項１３に記載の光位相変調評価装置は、光位相変調信号の波長の変更に応じて光位相の遅延量を設定したり、温度変化等に伴う光路長の変動による光位相の遅延量を設定する際に、小さな遅延量も正確に設定できるため光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【００４３】
さらに、本発明の請求項１４に記載の光位相変調評価装置は、前記光位相差設定手段（１６）が、ハの字型に配置された透過性材質の２枚の平行板（１６ｅ、１６ｆ）のペアであって、２枚の該平行板（１６ｅ、１６ｆ）の少なくともいずれか一方を回転して当該平行板（１６ｅ、１６ｆ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できる構成を有している。
【００４４】
この構成により、本発明の請求項１４に記載の光位相変調評価装置は、光位相遅延器の透過光のビームシフトを抑えることができる。
【００４５】
さらに、本発明の請求項１５に記載の光位相変調評価装置は、前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記合波器（１３ｂ）と前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）のうち少なくとも一方の受光部との間の光路上において光路長を調整する光路長調整手段（４１）を備え、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）がそれぞれ変換した電気信号の位相を調整可能にした構成を有している。
【００４６】
この構成により、本発明の請求項１５に記載の光位相変調評価装置は、光路長調整手段が、光路長を調整することにより、第１の受光部及び第２の受光部がそれぞれ変換した電気信号の位相を１８０°（π）の位相差に調整することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができるという効果を有する光位相変調評価装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
まず、本発明に係る光位相変調評価装置の第１の実施の形態における構成について説明する。最初に、光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュールの構成について説明する。
【００５０】
図１に示すように、光位相変調評価モジュール１０は、光位相変調信号ａを入力する光入力部１１と、入力された光位相変調信号ａを第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐する光分岐部１２と、第１の光１０１を第３の光１０３と第４の光１０４とに分波するとともに第２の光１０２を第５の光１０５と第６の光１０６とに分波するビームスプリッタ（以下「ＢＳ」という。）１３ａと、第３の光１０３を反射して第７の光１０７として出力するとともに第５の光１０５を反射して第８の光１０８として出力する第１ミラー１４ａと、第４の光１０４を反射して第９の光１０９として出力するとともに第６の光１０６を反射して第１０の光１１０として出力する第２ミラー１４ｂとを備えている。
【００５１】
また、光位相変調評価モジュール１０は、第８の光１０８と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに第７の光１０７と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するＢＳ１３ｂと、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるビット遅延器１５と、光位相差を設定する光位相差設定器１６と、光位相差の設定値を光位相差設定器１６に指示する位相制御手段１７とを備えている。
【００５２】
さらに、光位相変調評価モジュール１０は、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力する第１の光出力部１８ａと、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力する第２の光出力部１８ｂと、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力する第３の光出力部１８ｃと、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力する第４の光出力部１８ｄとを備えている。
【００５３】
ここで、光位相変調評価モジュール１０は、２つのマッハツェンダ干渉計を備える構成となっている。
【００５４】
まず、第１のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第２ミラー１４ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第１の光出力部１８ａに至る光路（以下「第１１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー１４ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第２の光出力部１８ｂに至る光路（以下「第１２光路」という。）とを含む。
【００５５】
次に、第２のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第２ミラー１４ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第３の光出力部１８ｃに至る光路（以下「第２１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー１４ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第４の光出力部１８ｄに至る光路（以下「第２２光路」という。）とを含む。
【００５６】
光入力部１１は、入力光をコリメートするレンズを備え、光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号ａを入力するようになっている。具体的には、光入力部１１は、シンボルレート２０Ｇｂｐｓや４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等で位相変調された光位相変調信号ａを入力するようになっている。なお、前述の位相変調方式やシンボルレートは一例であり、光入力部１１に入力される光位相変調信号ａはこれらに限定されるものではない。
【００５７】
光分岐部１２は、例えば図示のように複数のミラー１２ａを備え、光入力部１１が入力した光を第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐するようになっている。
【００５８】
ＢＳ１３ａは、例えば無偏光ビームスプリッタで構成され、入力された光を透過光と反射光とに分波して出力するようになっている。なお、ＢＳ１３ａは、本発明の分波器に対応している。
【００５９】
具体的には、ＢＳ１３ａは、光分岐部１２からの第１の光１０１を透過して第３の光１０３として出力するとともに、光分岐部１２からの第１の光１０１を反射して第４の光１０４として出力するようになっている。また、ＢＳ１３ａは、光分岐部１２からの第２の光１０２を透過して第５の光１０５として出力するとともに、光分岐部１２からの第２の光１０２を反射して第６の光１０６として出力するようになっている。
【００６０】
ビット遅延器１５は、第３の光１０３及び第５の光１０５を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備え、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上においてシンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるようになっている。
【００６１】
ここで、シンボルレートの１ビットに相当する遅延時間ｔ［ｓ］、透光性板の屈折率をｎ、真空中の光速をｃで表すと、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向における透光性板の厚さをｄは（１３）式で示される。
【００６２】
ｄ＝ｃ×ｔ／（ｎ−１） （１３）
（１３）式において、１ビットに相当する遅延時間ｔ［ｓ］は、光入力部１１に入力される光位相変調信号ａのシンボルレートをＳＲ［ｂｐｓ］で表すと、ｔ＝１／ＳＲ［ｓ］であるので、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝２５［ｐｓ］、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝５０［ｐｓ］となる。よって、透過性板の屈折率が１．５のときシンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合は、透光性板の厚さｄ＝１５［ｍｍ］となる。また、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合は、透光性板の厚さｄ＝３０［ｍｍ］となる。
【００６３】
以上のように、ビット遅延器１５は、光位相変調信号ａのシンボルレートに応じて、第１及び第２のマッハツェンダ干渉計がそれぞれ有する２つの光路間に１ビットに相当する光路差を与えることができるようになっている。
【００６４】
ところで、ビット遅延器１５は、前述の構成に限定されるものではなく、例えば図２に示すような構成としてもよい。図２に示されたビット遅延器１５は、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射面と出射面とが平行で屈折率が同一の２つの透光性板１５ａ及び１５ｂを備えている。透光性板１５ａ及び１５ｂは、第３の光１０３及び第５の光１０５のそれぞれに対し、透光性板１５ａにおける入射角と、透光性板１５ｂにおける出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設けられている。
【００６５】
なお、ビット遅延器１５を例えば透光性板１５ａ又は１５ｂのみで構成することもできる。例えば、透光性板１５ａのみを用いるとき、透光性板１５ａが第３の光１０３及び第５の光１０５を屈折させるので、図示のように第３の光１０３及び第５の光１０５の入射光軸と出射光軸とが異なる現象（以下「ビームシフト」という。）が生じる。このビームシフトは、ビーム自体がある程度の幅を持っているので実用上問題にはならないが、図示のようにハの字型に対称に傾けて設けることにより、ビームシフトの影響をさらに除くことができて好ましい。また、図２に示されたビット遅延器１５の構成では、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射角がほぼ０°で設けられたものとは異なり、入射面からの戻り光を抑えることができて好ましい。
【００６６】
図１に戻り、光位相変調評価モジュール１０の構成の説明を続ける。
【００６７】
第１ミラー１４ａは、ビット遅延器１５を透過した第３の光１０３及び第５の光１０５をそれぞれ反射して第７の光１０７及び第８の光１０８とし、ＢＳ１３ｂに出力するようになっている。
【００６８】
第２ミラー１４ｂは、ＢＳ１３ａからの第４の光１０４及び第６の光１０６をそれぞれ反射して第９の光１０９及び第１０の光１１０とし、光位相差設定器１６に出力するようになっている。
【００６９】
光位相差設定器１６は、第９の光１０９の光路上に設けられた透光性板１６ａと、第１０の光１１０の光路上に設けられた透光性板１６ｂとを備え、位相制御手段１７の指示に従って、第１１光路と第１２光路との位相差（Δφ１）と、第２１光路と第２２光路との位相差（Δφ２）との差（Δφ１−Δφ２）をπ／２の光位相差に設定するようになっている。透光性板１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、第９の光１０９及び第１０の光１１０を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備えている。なお、透光性板１６ａ及び１６ｂのそれぞれの厚さは、同一でもよいし、互いに異なっていてもよい。また、透光性板１６ａ及び１６ｂのいずれかのみで光位相差設定器１６を構成し、光位相差（Δφ１−Δφ２）をπ／２に設定するようにしてもよい。また、光位相差設定器１６は、本発明の光位相差設定手段に対応している。
【００７０】
なお、光位相差設定器１６で生じる遅延量を加味したビット遅延器１５の遅延量が設定できるよう、すなわちマッハツェンダ干渉計の２つの光路差がシンボルレートの１ビット分の遅延となるようにする。
【００７１】
透光性板１６ａは、図示した矢印の方向に回転できるようになっており、第９の光１０９の光路長を変更できるものである。一方、透光性板１６ｂは、第１０の光１１０を一定の入射角で入射する構成となっている。
【００７２】
また、光位相差設定器１６は、前述の構成に限定されるものではなく、例えば図３に示すような構成とすることもできる。図３に示された光位相差設定器１６は、第１０の光１１０の光路上に設けられた透光性板１６ｃ及び１６ｄと、第９の光１０９の光路上に設けられた透光性板１６ｅ及び１６ｆと、透光性板１６ｅ及び１６ｆをそれぞれ保持する保持板１６ｇ及び１６ｈとを備えている。
【００７３】
透光性板１６ｃ及び１６ｄは、第１０の光１１０に対し、透光性板１６ｃにおける入射角と、透光性板１６ｄにおける出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設けられている。
【００７４】
透光性板１６ｅ及び１６ｆは、第９の光１０９に対し、透光性板１６ｅにおける入射角と、透光性板１６ｆにおける出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設けられている。また、透光性板１６ｅ及び１６ｆは、それぞれを保持する保持板１６ｇ及び１６ｈの少なくとも一方を、図中のＡ方向又はＢ方向に回転させることにより、第１０の光１１０の光位相に対する第９の光１０９の光位相を設定できるようになっている。
【００７５】
この構成により、図３に示された光位相差設定器１６は、透光性板１６ｃと透光性板１６ｄとを、また、透光性板１６ｅと透光性板１６ｆとを所定の角度でハの字型に対称に傾けて設けることにより、ビームシフトの影響を除くことができて好ましい。さらに、この構成では、第９の光１０９及び第１０の光１１０の入射角がほぼ０°で設けられたものとは異なり、入射面からの戻り光を抑えることができて好ましい。
【００７６】
再び図１に戻り、光位相変調評価モジュール１０の構成の説明を続ける。
【００７７】
ＢＳ１３ｂは、例えば無偏光ビームスプリッタを備え、入力された２組の光をそれぞれ合波して干渉させることによって光位相の変化を光強度の変化に変換し、互いにπの光位相差を有する２つの光強度変換信号を出力するようになっている。なお、ＢＳ１３ｂは、本発明の合波器に対応している。
【００７８】
具体的には、ＢＳ１３ｂは、第８の光１０８と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに、第７の光１０７と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するようになっている。
【００７９】
第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄは、それぞれレンズを備え、光強度変換信号１１１〜１１４はそれぞれ光ファイバ１９ａ〜１９ｄに集光されている。
【００８０】
第１の光出力部１８ａは、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力するようになっている。第２の光出力部１８ｂは、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力するようになっている。第３の光出力部１８ｃは、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力するようになっている。第４の光出力部１８ｄは、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力するようになっている。
【００８１】
次に、前述の光位相変調評価モジュール１０を備えた光位相変調評価装置の構成について説明する。
【００８２】
図４に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置１００は、光位相変調評価モジュール１０と、バランスドレシーバ１２０及び１３０と、信号処理部１４０と、表示部１５０とを備えている。光位相変調評価モジュール１０とバランスドレシーバ１２０及び１３０との間には、４つの光ファイバ１９ａ〜１９ｄが接続されている。
【００８３】
バランスドレシーバ１２０は、光位相変調評価モジュール１０からの光強度変換信号を受光して光電変換する受光器（以下「ＰＤ」という。）１２１及び１２２と、ＰＤ１２１及び１２２が光電変換した電気信号（以下「光電変換信号」という。）の減算を行う減算器１２３とを備えている。
【００８４】
ＰＤ１２１は、光ファイバ１９ａを介し、光位相変調評価モジュール１０の第１の光出力部１８ａ（図１参照）から第１の光強度変換信号１１１を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力するようになっている。ＰＤ１２２は、光ファイバ１９ｂを介し、光位相変調評価モジュール１０の第２の光出力部１８ｂ（図１参照）から第２の光強度変換信号１１２を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力するようになっている。
【００８５】
減算器１２３は、ＰＤ１２１が出力する光電変換信号とＰＤ１２２が出力する光電変換信号との差分を出力するようになっている。
【００８６】
以上の構成により、バランスドレシーバ１２０は、光ファイバ１９ａ及び１９ｂからの光強度変換信号、すなわち、第１のマッハツェンダ干渉計からの光強度変換信号をバランスド受信して信号処理部１４０に出力するようになっている。
【００８７】
バランスドレシーバ１３０は、光位相変調評価モジュール１０からの光強度変換信号を受光して光電変換するＰＤ１３１及び１３２と、ＰＤ１３１及び１３２が光電変換した光電変換信号の減算を行う減算器１３３とを備えている。
【００８８】
ＰＤ１３１は、光ファイバ１９ｃを介し、光位相変調評価モジュール１０の第３の光出力部１８ｃ（図１参照）から第３の光強度変換信号１１３を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力するようになっている。ＰＤ１３２は、光ファイバ１９ｄを介し、光位相変調評価モジュール１０の第４の光出力部１８ｄ（図１参照）から第４の光強度変換信号１１４を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力するようになっている。
【００８９】
減算器１３３は、ＰＤ１３１が出力する光電変換信号とＰＤ１３２が出力する光電変換信号との差分を出力するようになっている。
【００９０】
以上の構成により、バランスドレシーバ１３０は、光ファイバ１９ｃ及び１９ｄからの光強度変換信号、すなわち、第２のマッハツェンダ干渉計からの光強度変換信号をバランスド受信して信号処理部１４０に出力するようになっている。
【００９１】
信号処理部１４０は、バランスドレシーバ１２０及び１３０の出力信号に基づいて、光位相変調評価モジュール１０に入力される光位相変調信号ａの位相変調による相対ビット間位相差Δφｍｏｄを算出するとともに、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等を求めるようになっている。
【００９２】
すなわち、信号処理部１４０は、図示を省略したが、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号と光位相変調信号ａの相対ビット間位相差Δφｍｏｄとの関係を予め測定して記憶した位相差テーブルと、この位相差テーブルに記憶されたデータに基づき、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号の相対ビット間位相差Δφｍｏｄを算出する位相差算出手段と、算出した相対ビット間位相差Δφｍｏｄに基づいて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等を算出する手段等を備えている。
【００９３】
表示部１５０は、例えば液晶ディスプレイを備え、信号処理部１４０が算出した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等を表示するようになっている。
【００９４】
次に、本実施の形態における光位相変調評価装置１００の動作について説明する。
【００９５】
最初に、図１を用いて光位相変調評価モジュール１０の動作について説明する。
【００９６】
まず、光入力部１１は、光位相変調信号ａを入力し、光分岐部１２に出力する。
【００９７】
次いで、光分岐部１２は、光入力部１１が入力した光を第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐し、ＢＳ１３ａに出力する。
【００９８】
さらに、ＢＳ１３ａは、入力された第１の光１０１を第３の光１０３と第４の光１０４とに分波し、第３の光１０３をビット遅延器１５に出力し、第４の光１０４を第２ミラー１４ｂに出力する。また、ＢＳ１３ａは、入力された第２の光１０２を第５の光１０５と第６の光１０６とに分波し、第５の光１０５をビット遅延器１５に出力し、第６の光１０６を第２ミラー１４ｂに出力する。
【００９９】
続いて、第２ミラー１４ｂは、入力された第４の光１０４を反射して第９の光１０９として光位相差設定器１６の透光性板１６ａに出力し、この第９の光１０９は、透光性板１６ａを透過してＢＳ１３ｂに入力される。また、第２ミラー１４ｂは、入力された第６の光１０６を反射して第１０の光１１０として光位相差設定器１６の透光性板１６ｂに出力し、この第１０の光１１０は、透光性板１６ｂを透過してＢＳ１３ｂに入力される。ここで、透光性板１６ａに入力された第９の光１０９は、透光性板１６ａによって、第２１光路が第１１光路に対して所定の位相差を有するように遅延され、ＢＳ１３ｂに出力される。
【０１００】
一方、ビット遅延器１５に入力された第３の光１０３及び第５の光１０５は、ビット遅延器１５によって、シンボルレートの１ビットに相当する遅延時間だけそれぞれ遅延させられ、第１ミラー１４ａに入力される。
【０１０１】
次いで、第１ミラー１４ａは、ビット遅延器１５によって遅延された第３の光１０３を反射して第７の光１０７としてＢＳ１３ｂに出力する。また、第１ミラー１４ａは、ビット遅延器１５によって遅延された第５の光１０５を反射して第８の光１０８としてＢＳ１３ｂに出力する。
【０１０２】
引き続き、ＢＳ１３ｂは、第８の光１０８と第１０の光１１０とを合波して干渉させることによって位相の変化を光強度の変化に変換し、互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力する。また、ＢＳ１３ｂは、第７の光１０７と第９の光１０９とを合波して干渉させることによって位相の変化を光強度の変化に変換し、互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力する。
【０１０３】
そして、第１の光出力部１８ａは、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力する。また、第２の光出力部１８ｂは、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力する。また、第３の光出力部１８ｃは、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力する。また、第４の光出力部１８ｄは、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力する。
【０１０４】
次に、図４を用いて光位相変調評価モジュール１０の後段の動作について説明する。
【０１０５】
まず、バランスドレシーバ１２０において、ＰＤ１２１は、光ファイバ１９ａを介し、第１の光出力部１８ａ（図１参照）から第１の光強度変換信号１１１を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力する。
【０１０６】
同様に、ＰＤ１２２は、光ファイバ１９ｂを介し、第２の光出力部１８ｂ（図１参照）から第２の光強度変換信号１１２を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１２３に出力する。
【０１０７】
次いで、減算器１２３は、ＰＤ１２１が出力する光電変換信号とＰＤ１２２が出力する光電変換信号との差分を信号処理部１４０に出力する。
【０１０８】
ここで、［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、第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２をそれぞれＰ１及びＰ２として数式で表すと、Ｐ１及びＰ２は（１０）、（１１）式（再掲）で表される。
【０１０９】
Ｐ１＝０．５＋０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１０）
Ｐ２＝０．５−０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１１）
したがって、減算器１２３が出力する出力信号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。その結果、減算器１２３が出力する出力信号Ｐに対応する光強度Ｉαは（１５）式で表される。
【０１１０】
Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１４）
Ｉα∝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ） （１５）
次に、バランスドレシーバ１３０において、ＰＤ１３１は、光ファイバ１９ｃを介し、第３の光出力部１８ｃ（図１参照）から第３の光強度変換信号１１３を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力する。
【０１１１】
同様に、ＰＤ１３２は、光ファイバ１９ｄを介し、第４の光出力部１８ｄ（図１参照）から第４の光強度変換信号１１４を入力して光電変換し、光電変換信号を減算器１３３に出力する。
【０１１２】
次いで、減算器１３３は、ＰＤ１３１が出力する光電変換信号とＰＤ１３２が出力する光電変換信号との差分を信号処理部１４０に出力する。
【０１１３】
ここで、［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、第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４をそれぞれＰ１及びＰ２として数式で表すと、光位相差設定器１６（図１参照）を設けているので、Ｐ１及びＰ２は（１６）、（１７）式で表される。
【０１１４】
Ｐ１＝０．５＋０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１６）
Ｐ２＝０．５−０．５ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１７）
したがって、減算器１３３が出力する出力信号Ｐは（１８）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、減算器１３３が出力する出力信号Ｐに対応する光強度Ｉβは（１９）式で表される。
【０１１５】
Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１８）
Ｉβ∝ｃｏｓ（Δφｍｏｄ＋π／２） （１９）
（１９）式で表される光強度Ｉβは、（１５）式で表される光強度Ｉαに対し、図５に示すような関係となる。すなわち、光強度Ｉβは、光強度Ｉαよりも位相がπ／２（９０°）だけ遅れたものとなる。
【０１１６】
引き続き、信号処理部１４０は、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号と光位相変調信号ａの相対ビット間位相差Δφｍｏｄとの関係を予め測定して記憶した位相差テーブル（図示省略）を参照し、バランスドレシーバ１２０及び１３０がそれぞれ出力する出力信号に基づいて相対ビット間位相差Δφｍｏｄを算出する。さらに、信号処理部１４０は、算出した相対ビット間位相差Δφｍｏｄに基づいて、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等を求め、これらのデータを表示部１５０に出力する。
【０１１７】
ここで、前述したように、光強度Ｉαの位相と光強度Ｉβの位相との間にはπ／２の位相差があるので、信号処理部１４０は、光強度Ｉα及びＩβに基づいて、相対ビット間位相差Δφｍｏｄを特定することができる（図５参照）。
【０１１８】
最後に、表示部１５０は、信号処理部１４０が算出した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等を表示する。
【０１１９】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール１０によれば、ビット遅延器１５は、ＢＳ１３ｂに入力される第７の光１０７及び第８の光１０８に対し、入力された光位相変調信号ａのシンボルレートの１ビット分だけ遅延させ、光位相差設定器１６は、ＢＳ１３ｂに入力される第９の光１０９及び第１０の光１１０に対し、互いの光位相差をゼロを除く所定の光位相差に設定する構成としたので、従来のものとは異なり、１つのモジュールで２つの光干渉計が構成され、光位相差０及びπ／２の信号を同時に出力することができ、任意の波長に対して光位相差の設定が可能となった。したがって、本実施の形態における光位相変調評価モジュール１０は、光位相変調信号ａの変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【０１２０】
また、本実施の形態における光位相変調評価装置１００によれば、光位相変調信号ａの相対的なビット間位相差を測定することができる光位相変調評価モジュール１０を備える構成としたので、光位相変調信号ａの相対的なビット間位相差に基づいて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等を算出することができ、算出したこれらの結果に基づいて従来よりも正確に光位相変調信号ａを評価することができる。
【０１２１】
なお、前述の実施の形態において、光分岐部１２が複数のミラーを備えた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図６に示すように、光分岐部１２が光カプラ１２ｂを備える構成としても同様な効果が得られる。
【０１２２】
また、前述の実施の形態において、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上にビット遅延器１５を設け、第９の光１０９及び第１０の光１１０の光路上に光位相差設定器１６を設けた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２３】
具体的には、ビット遅延器１５は、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上以外に、第４の光１０４及び第６の光１０６の光路上、第７の光１０７及び第８の光１０８の光路上、第９の光１０９及び第１０の光１１０の光路上のいずれかに設ける構成とすることができる。
【０１２４】
一方、光位相差設定器１６は、第９の光１０９及び第１０の光１１０の光路上以外に、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上、第４の光１０４及び第６の光１０６の光路上、第７の光１０７及び第８の光１０８の光路上のいずれかに設ける構成とすることができる。
【０１２５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第２の実施の形態について説明する。
【０１２６】
図７に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール２０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）のビット遅延器１５をビット遅延器２１に変更し、遅延量設定手段２２を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール１０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２７】
ビット遅延器２１は、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向における厚さがｄ１の透光性板２１ａと、厚さがｄ２の透光性板２１ｂとを備えている。図示を省略したが、ビット遅延器２１は、図示した矢印の方向に移動可能な移動保持部に保持され、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長をシンボルレートに応じて切り替えて与えるようになっている。
【０１２８】
遅延量設定手段２２は、シンボルレート指定信号を受けてビット遅延器２１に対して、透光性板２１ａ及び２１ｂの切替え指示を示す信号を出力するようになっている。
【０１２９】
透光性板２１ａ及び２１ｂは、例えば石英ガラス板で構成される。透光性板２１ａは、例えば屈折率が１．５で厚さｄ１＝３０［ｍｍ］であり、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の光位相変調信号ａを１ビット分遅延するようになっている。透光性板２１ｂは、例えば屈折率が１．５で厚さｄ２＝１５［ｍｍ］であり、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の光位相変調信号ａを１ビット分遅延するようになっている。
【０１３０】
なお、ビット遅延器２１の構成は、図７に示すものに限定されるものではなく、例えば図８に示すようなものでもよい。
【０１３１】
まず、図８（ａ）に示されたビット遅延器２３は、厚さが互いに異なり、同じ材質の平行板で構成された２つの透光性板２３ａ１及び２３ｂ１と２３ａ２及び２３ｂ２とを備え、第３の光１０３及び第５の光１０５に対し、透光性板２３ａ１、２３ｂ１の入射角と透光性板２３ａ２、２３ｂ２の出射角とが等しくなるよう透光性板２３ａ１及び２３ｂ１と２３ａ２及び２３ｂ２とをハの字型に対称に傾けて配置したものである。ここで、透光性板の厚さが厚い２３ａ側はシンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］用であり、透光性板の厚さが薄い２３ｂ側はシンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］用である。この構成により、図８（ａ）に示されたビット遅延器２３は、図示した矢印の方向にビット遅延器２３を移動することにより、シンボルレートに応じて光路長を切り替えることができる。
【０１３２】
次に、図８（ｂ）に示されたビット遅延器２４は、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向に平行な断面が三角形（くさび形）である２つの透過体２４ａ及び２４ｂを備えている。透過体２４ａは保持部（図示省略）に固定されており、透過体２４ｂは図示した矢印の方向に移動できるようになっている。この構成により、図８（ｂ）に示されたビット遅延器２４は、透過体２４ｂを図示した矢印の方向に移動することにより、シンボルレートに応じて光路長を切り替えることができる。
【０１３３】
なお、２つの透過体２４ａ及び２４ｂを移動可能な構成としてもよい。また、図８（ｂ）においては、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射角及び出射角がほぼ０°となる構成としているが、透過体２４ａ及び２４ｂを傾けて、第３の光１０３及び第５の光１０５の入射角及び出射角を所定角度に設定する構成としてもよい。この構成により、入射面での反射を抑えることができて好ましい。
【０１３４】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール２０によれば、ビット遅延器２１は、第３の光１０３及び第５の光１０５の進行方向における厚さが互いに異なる透光性板２１ａ及び２１ｂを備える構成としたので、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長をシンボルレートに応じて切り替えて与えることができる。
【０１３５】
なお、シンボルレートが２０［Ｇｂｐｓ］及び４０［Ｇｂｐｓ］の場合の例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、厚さが互いに異なる３つの平行板でビット遅延器２１を構成することにより、３とおりのシンボルレートに対しても対応することができる。
【０１３６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第３の実施の形態について説明する。
【０１３７】
図９に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール３０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）に位相調整用遅延器３１を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール１０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１３８】
位相調整用遅延器３１は、第３の光１０３及び第５の光１０５を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備えている。位相調整用遅延器３１は、図示した矢印の方向に回転できるようになっており、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上において所定の光路長を与えるようになっている。なお、位相調整用遅延器３１は、本発明の光位相差調整手段に対応している。
【０１３９】
したがって、位相調整用遅延器３１を図示した矢印の方向に回転させることにより、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路長が変化し、その結果、第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄからそれぞれ出力される光強度変換信号の相対ビット間位相差Δφｍｏｄに対する光強度が変動する。この位相調整用遅延器３１の遅延量を調整することで、光強度変換信号の光強度に基づいて算出される相対ビット間位相差の初期位相（φ）を調整することができる。
【０１４０】
なお、位相調整用遅延器３１の構成は、図９に示されたものに限定されるものではなく、例えば図３において説明した光位相差設定器１６の透光性板１６ｅ及び１６ｆと同様に、回転可能な２つの透光性板を設け、第３の光１０３及び第５の光１０５に対し、一方の透光性板における入射角と、他方の透光性板における出射角とが等しくなるようハの字型に対称に傾けて設ける構成とすることもできる。
【０１４１】
光位相変調評価モジュール３０は、前述のように構成されているので、図４に示された光位相変調評価モジュール１０に代えて光位相変調評価モジュール３０を用いることにより、ＰＤ１２１、１２２、１３１及び１３２がそれぞれ出力する光電変換信号をモニタすることで、バランスドレシーバ１２０及び１３０に入力される光強度変換信号の光位相を容易に調整することができる。
【０１４２】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール３０によれば、位相調整用遅延器３１は、第３の光１０３及び第５の光１０５を透過し、回転可能な透光性板を備えた構成としたので、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路長を変化させることにより、第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄがそれぞれ出力する光強度変換信号の相対ビット間位相差Δφｍｏｄに対する光強度を調整し、光強度変換信号の光強度に基づいて算出される相対ビット間位相差Δφｍｏｄを校正することができる。
【０１４３】
なお、前述の実施の形態において、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上に位相調整用遅延器３１を設ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＳ１３ａから第１ミラー１４ａを経由してＢＳ１３ｂに至る２つの光の光路上とＢＳ１３ａから第２ミラー１４ｂを経由してＢＳ１３ｂに至る２つの光の光路上とのいずれかに位相調整用遅延器３１を設ける構成とすることができる。
【０１４４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第４の実施の形態について説明する。
【０１４５】
図１０に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール４０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）に位相調整器４１を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール１０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１４６】
位相調整器４１は、バランスドレシーバ１２０及び１３０（図４参照）における光電変換信号の位相を調整するものであり、図１０に示すように、第２の光強度変換信号１１２の光路上に設けられたミラー４１ａ、コーナーミラー４１ｂ及びミラー４１ｃと、第４の光強度変換信号１１４の光路上に設けられたミラー４１ｄ、コーナーミラー４１ｅ及びミラー４１ｆとを備えている。コーナーミラー４１ｂ及び４１ｅは、それぞれ別個に保持手段（図示省略）に保持され、互いに独立して図中の矢印方向に移動できるようになっている。ここで、位相調整器４１は、本発明の光路長調整手段に対応している。
【０１４７】
この構成により、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長と、第４の光強度変換信号１１４の光路長とをそれぞれ独立して変化させることができる。
【０１４８】
なお、図１０において、コーナーミラー４１ｂの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２１（図４参照）までの光路長（１１１、１８ａ、１９ａ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２２（図４参照）までの光路長（１１２、１８ｂ、１９ｂ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。また、コーナーミラー４１ｅの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３１（図４参照）までの光路長（１１３、１８ｃ、１９ｃ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３２（図４参照）までの光路長（１１４、１８ｄ、１９ｄ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。
【０１４９】
光位相変調評価モジュール４０は、前述のように構成されているので、図４に示された光位相変調評価モジュール１０に代えて光位相変調評価モジュール４０を用いることにより、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を位相差１８０°（π）に調整することができる。
【０１５０】
したがって、例えば、図４に示された光ファイバ１９ａ及び１９ｂのそれぞれの長さが互いに多少異なることにより、ＰＤ１２１及び１２２の光電変換信号の位相が所望値に対してずれている場合でも、位相調整器４１を調整することによって所望値と一致させることができる。
【０１５１】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール４０によれば、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長及び第４の光強度変換信号１１４の光路長を互いに独立して変化させる構成としたので、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を調整することができる。
【０１５２】
なお、前述の実施の形態において、第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上に位相調整器４１を設ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＳ１３ｂとバランスドレシーバ１２０及び１３０のうち少なくとも一方のバランスドレシーバとの間の光路上に位相調整器４１を設ける構成としても同様の効果が得られる。
【０１５３】
また、位相調整器４１の構成は、図１０に示されたものに限定されるものではなく、例えば第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上にそれぞれ透光性板を設け、この２つの透光性板をそれぞれ別個に回転させて光路長を変更する構成とすることもできる。
【０１５４】
（第５の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第５の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態の説明において、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１５５】
図１１に示すように、光位相変調評価モジュール５０は、光位相変調信号ａを入力する光入力部１１と、入力された光位相変調信号ａを第１の光１０１と第２の光１０２とに分岐する光分岐部１２と、第１の光１０１を第３の光１０３と第４の光１０４とに分波するとともに第２の光１０２を第５の光１０５と第６の光１０６とに分波するＢＳ１３ａと、第４の光１０４を反射して第７の光１０７として出力するとともに第６の光１０６を反射して第８の光１０８として出力する第１ミラー５１ａと、第７の光１０７を反射して第９の光１０９として出力するとともに第８の光１０８を反射して第１０の光１１０として出力する第２ミラー５１ｂとを備えている。
【０１５６】
また、光位相変調評価モジュール５０は、第５の光１０５と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに第３の光１０３と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するＢＳ１３ｂと、シンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるビット遅延器５２と、光位相差を設定する光位相差設定器１６と、光位相差の設定値を光位相差設定器１６に指示する位相制御手段１７とを備えている。
【０１５７】
さらに、光位相変調評価モジュール５０は、第１の光強度変換信号１１１を入力して光ファイバ１９ａに出力する第１の光出力部１８ａと、第２の光強度変換信号１１２を入力して光ファイバ１９ｂに出力する第２の光出力部１８ｂと、第３の光強度変換信号１１３を入力して光ファイバ１９ｃに出力する第３の光出力部１８ｃと、第４の光強度変換信号１１４を入力して光ファイバ１９ｄに出力する第４の光出力部１８ｄとを備えている。
【０１５８】
ここで、光位相変調評価モジュール５０は、２つのマッハツェンダ干渉計を備える構成となっている。
【０１５９】
まず、第１のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー５１ａ、第２ミラー５１ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第１の光出力部１８ａに至る光路（以下「第３１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第２の光出力部１８ｂに至る光路（以下「第３２光路」という。）とを含む。
【０１６０】
次に、第２のマッハツェンダ干渉計は、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１ミラー５１ａ、第２ミラー５１ｂ及びＢＳ１３ｂを経由して第３の光出力部１８ｃに至る光路（以下「第４１光路」という。）と、光入力部１１から光分岐部１２、ＢＳ１３ａ及びＢＳ１３ｂを経由して第４の光出力部１８ｄに至る光路（以下「第４２光路」という。）とを含む。
【０１６１】
なお、本実施の形態において、光入力部１１、光分岐部１２、ＢＳ１３ａ、第１〜４の光出力部１８ａ〜１８ｄの構成は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）と同様であるので説明を省略する。
【０１６２】
第１ミラー５１ａは、ＢＳ１３ａからの第４の光１０４及び第６の光１０６をそれぞれ反射して第７の光１０７及び第８の光１０８とし、光位相差設定器１６に出力するようになっている。
【０１６３】
第２ミラー５１ｂは、光位相差設定器１６を透過した第７の光１０７及び第８の光１０８をそれぞれ反射して第９の光１０９及び第１０の光１１０とし、ＢＳ１３ｂに出力するようになっている。
【０１６４】
他方、ＢＳ１３ａを透過した第３の光１０３及び第５の光１０５は、ビット遅延器５２を通過後、ＢＳ１３ｂでそれぞれ第９の光１０９及び第１０の光１１０と合波されるようになっている。
【０１６５】
ビット遅延器５２は、例えば図示のように複数のミラーで構成され、第３の光１０３及び第５の光１０５の光路上において、マッハツェンダ干渉計の両アーム間の光路長差間にシンボルレートの１ビットの遅延に相当する光路長を与えるようになっている。本実施の形態においては、ビット遅延器５２は、入力側ミラー５２ａ、コーナーミラー５２ｂ及び出力側ミラー５２ｃを備え、コーナーミラー５２ｂは、例えばモータで平行移動される保持手段（図示省略）に保持され、図中の矢印方向に移動できるようになっている。
【０１６６】
具体的には、本実施の形態において、ＢＳ１３ａ〜第１ミラー５１ａ間の光路長と、ＢＳ１３ｂ〜第２ミラー５１ｂ間の光路長とが等しい構成となっており、これらの光路長と、入力側ミラー５２ａ〜コーナーミラー５２ｂ間の光路長及びコーナーミラー５２ｂ〜出力側ミラー５２ｃ間の光路長とが等しい位置にコーナーミラー５２ｂの初期位置（ゼロ点）が設定されるようビット遅延器５２が構成されている。
【０１６７】
ビット遅延器５２は、前述のように構成されているので、光位相変調評価モジュール５０は、コーナーミラー５２ｂの位置調整によって、第１及び第２のマッハツェンダ干渉計における両アーム間の光路長差を任意に設定することができ、被測定信号のシンボルレートに応じて任意の光路長差を設定することができる。
【０１６８】
ここで、ビット遅延器５２において、シンボルレートの１ビットに相当する光路長差ｄは、遅延時間ｔ［ｓ］、空間の屈折率をｎ、真空中の光速をｃで表すと、（２０）式で示される。
【０１６９】
ｄ＝ｃ×ｔ／ｎ （２０）
（２０）式において、１ビットに相当する遅延時間ｔ［ｓ］は、光入力部１１に入力される光位相変調信号ａのシンボルレートをＳＲ［ｂｐｓ］で表すと、ｔ＝１／ＳＲ［ｓ］であるので、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝２５［ｐｓ］、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合はｔ＝５０［ｐｓ］となる。よって、シンボルレートＳＲ＝４０［Ｇｂｐｓ］の場合に与えるべき光路長差ｄ＝７．５［ｍｍ］となる。また、シンボルレートＳＲ＝２０［Ｇｂｐｓ］の場合に与えるべき光路長差ｄ＝１５［ｍｍ］となる。
【０１７０】
以上のように、ビット遅延器５２は、光位相変調信号ａのシンボルレートに応じて、第１及び第２のマッハツェンダ干渉計がそれぞれ有する２つの光路間に１ビットに相当する光路差を与えることができるようになっている。
【０１７１】
光位相差設定器１６は、第７の光１０７の光路上に設けられた透光性板１６ａと、第８の光１０８の光路上に設けられた透光性板１６ｂとを備え、位相制御手段１７の指示に従って、第３１光路と第３２光路との位相差（Δφ１）と、第４１光路と第４２光路との位相差（Δφ２）との差（Δφ１−Δφ２）をπ／２の光位相差に設定するようになっている。透光性板１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、第７の光１０７及び第８の光１０８を透過し、屈折率が同一で平行な透光性板、例えば石英ガラス板を備えている。なお、透光性板１６ａ及び１６ｂのそれぞれの厚さは、同一でもよいし、互いに異なっていてもよい。また、透光性板１６ａ及び１６ｂのいずれかのみで光位相差設定器１６を構成し、光位相差（Δφ１−Δφ２）をπ／２に設定するようにしてもよい。
【０１７２】
透光性板１６ａは、図示した矢印の方向に回転できるようになっており、第７の光１０７の光路長を変更できるものである。一方、透光性板１６ｂは、第８の光１０８を一定の入射角で入射する構成となっている。
【０１７３】
ＢＳ１３ｂは、例えば無偏光ビームスプリッタを備え、第５の光１０５と第１０の光１１０とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力するとともに第３の光１０３と第９の光１０９とを合波することによって光位相変調信号ａの位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力するようになっている。
【０１７４】
前述のように構成された光位相変調評価モジュール５０を、第１の実施の形態において説明した光位相変調評価装置１００（図４参照）に適用することにより、第１の実施の形態と同様に、信号処理部１４０は、光強度Ｉα及びＩβに基づいて、相対ビット間位相差Δφｍｏｄを特定することができる（図５参照）。
【０１７５】
なお、第１の実施の形態の光位相変調評価装置１００において、受光部（ＰＤ）の応答特性が十分でない場合には、図１２に示すような光位相変調評価装置２００を構成することもできる。図１２において、第１の実施の形態における光位相変調評価装置１００と同様な構成には同一の符号を付している。
【０１７６】
光位相変調評価装置２００は、光位相変調評価モジュール５０と、光サンプリング部２０１と、信号処理部１４０と、表示部１５０とを備えている。光位相変調評価モジュール５０と光サンプリング部２０１との間には、２つの光ファイバ１９ａ及び１９ｃが接続されている。
【０１７７】
光サンプリング部２０１は、光ファイバ１９ａ及び１９ｃからそれぞれ入射される光に対し非線形光学効果を用いて光サンプリングを行うようになっており、例えば、非線形光学材料、光フィルタ、受光素子等を備えている。
【０１７８】
この構成により、光位相変調評価装置２００は、非線形光学効果を用いて光サンプリングされた光学信号を受光素子で電気信号に変換し、この電気信号に基づいて相対ビット間位相差Δφｍｏｄを特定することができる。
【０１７９】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０によれば、１つのモジュールで２つの光干渉計が構成され、しかもビット遅延器５２によって光干渉計の両アーム間にシンボルレートの１ビット分の遅延を与えることができ、さらに光位相差設定器１６によって２つの光干渉計の出力信号間に光位相差π／２を与えることができる構成としたので、光位相変調信号ａの直交成分の信号強度が検出でき、位相測定を容易に行うことができる。また、任意の波長に対して光位相差の設定が可能である。したがって、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０は、光位相変調信号ａの変調状態を従来よりも正確に評価することができる。
【０１８０】
また、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０を光位相変調評価装置１００（図４参照）に適用すれば、光位相変調信号ａの相対的なビット間位相差に基づいて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等を算出することができ、算出したこれらの結果に基づいて従来よりも正確に光位相変調信号ａを評価することができる。
【０１８１】
また、本実施の形態における光位相変調評価モジュール５０を光位相変調評価装置２００（図１２参照）に適用すれば、非線形光学効果を用いて光サンプリングした光信号に基づき、より高速に光位相変調信号ａを評価することができる。
【０１８２】
（第６の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第６の実施の形態について説明する。
【０１８３】
図１３に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置が備える光位相変調評価モジュール６０は、第５の実施の形態における光位相変調評価モジュール５０（図１１参照）に、第４の実施の形態における位相調整器４１（図１０参照）を追加したものである。したがって、光位相変調評価モジュール５０と同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１８４】
位相調整器４１は、バランスドレシーバ１２０及び１３０（図４参照）における光電変換信号の位相を調整するものであり、図１３に示すように、第２の光強度変換信号１１２の光路上に設けられたミラー４１ａ、コーナーミラー４１ｂ及びミラー４１ｃと、第４の光強度変換信号１１４の光路上に設けられたミラー４１ｄ、コーナーミラー４１ｅ及びミラー４１ｆとを備えている。コーナーミラー４１ｂ及び４１ｅは、それぞれ別個に保持手段（図示省略）に保持され、互いに独立して図中の矢印方向に移動できるようになっている。
【０１８５】
この構成により、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長と、第４の光強度変換信号１１４の光路長とをそれぞれ独立して変化させることができる。
【０１８６】
なお、図１３において、コーナーミラー４１ｂの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２１（図４参照）までの光路長（１１１、１８ａ、１９ａ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１２２（図４参照）までの光路長（１１２、１８ｂ、１９ｂ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。また、コーナーミラー４１ｅの初期位置は、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３１（図４参照）までの光路長（１１３、１８ｃ、１９ｃ）と、ＢＳ１３ｂからＰＤ１３２（図４参照）までの光路長（１１４、１８ｄ、１９ｄ）とがほぼ等しくなる位置とするのが好ましい。
【０１８７】
光位相変調評価モジュール６０は、前述のように構成されているので、図４に示された光位相変調評価モジュール１０に代えて光位相変調評価モジュール６０を用いることにより、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を位相差１８０°（π）に調整することができる。
【０１８８】
したがって、例えば、図４に示された光ファイバ１９ａ及び１９ｂのそれぞれの長さが互いに多少異なることにより、ＰＤ１２１及び１２２の光電変換信号の位相が所望値に対してずれている場合でも、位相調整器４１を調整することによって所望値と一致させることができる。
【０１８９】
以上のように、本実施の形態における光位相変調評価モジュール６０によれば、位相調整器４１は、第２の光強度変換信号１１２の光路長及び第４の光強度変換信号１１４の光路長を互いに独立して変化させる構成としたので、バランスドレシーバ１２０及び１３０における光電変換信号の位相を調整することができる。
【０１９０】
なお、前述の実施の形態において、第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上に位相調整器４１を設ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＳ１３ｂとバランスドレシーバ１２０及び１３０のうち少なくとも一方のバランスドレシーバとの間の光路上に位相調整器４１を設ける構成としても同様の効果が得られる。
【０１９１】
また、位相調整器４１の構成は、図１３に示されたものに限定されるものではなく、例えば第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４の光路上にそれぞれ透光性板を設け、この２つの透光性板をそれぞれ別個に回転させて光路長を変更する構成とすることもできる。
【０１９２】
（第７の実施の形態）
次に、本発明に係る光位相変調評価装置の第７の実施の形態について説明する。
【０１９３】
図１４に示すように、本実施の形態における光位相変調評価装置７０は、第１の実施の形態における光位相変調評価モジュール１０（図１参照）の後段部を変更し、図４に示したバランスドレシーバ１２０及び１３０等を付加したものである。したがって、図１及び図４に示したものと同様な構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図１４において、図４に示した信号処理装置１４０及び表示部１５０の図示を省略している。
【０１９４】
光位相変調評価装置７０は、ＢＳ１３ｂが出力する第１の光強度変換信号１１１及び第３の光強度変換信号１１３を反射するミラー７１と、ＢＳ１３ｂが出力する第２の光強度変換信号１１２及び第４の光強度変換信号１１４を反射するミラー７２と、第１〜第４の光強度変換信号の光をそれぞれ集光するレンズ７３ａ〜７３ｄと、第１の光強度変換信号１１１と第２の光強度変換信号１１２とをバランスド受信するバランスドレシーバ１２０と、第３の光強度変換信号１１３と第４の光強度変換信号１１４とをバランスド受信するバランスドレシーバ１３０とを備えている。
【０１９５】
この構成により、光位相変調評価装置７０は、ミラー７１及び７２を用いることによって、光位相変調評価モジュールとバランスドレシーバ１２０及び１３０とを空間的に結合することができ、図４に示した光ファイバ１９ａ〜１９ｄを用いることなく、ＢＳ１３ｂからバランスドレシーバ１２０及び１３０までのそれぞれの光路長をほぼ等しくすることができる。
【０１９６】
なお、前述の構成において、レンズ７３ａ〜７３ｄを備えることは必須ではない。また、レンズ７３ａ及び７３ｂとバランスドレシーバ１２０とを、また、レンズ７３ｃ及び７３ｄとバランスドレシーバ１３０とをそれぞれ一体化する構成としてもよい。
【０１９７】
さらに、図１５に示すように、第１の光強度変換信号１１１及び第２の光強度変換信号１１２を出力する干渉計の光軸がなす平面と、第３の光強度変換信号１１３及び第４の光強度変換信号１１４を出力する干渉計の光軸がなす平面とが、図１４において紙面と垂直な方向にずれた２重干渉計となるように構成すれば、バランスドレシーバ１２０及び１３０の図１４における水平方向の位置を同じくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
以上のように、本発明に係る光位相変調評価装置は、光位相変調信号の変調状態を従来よりも正確に評価することができるという効果を有し、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された光位相変調信号を評価する光位相変調評価装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態における構成を示すブロック図
【図２】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態において、ビット遅延器の他の構成例を示す図
【図３】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態において、光位相差設定器の他の構成例を示す図
【図４】本発明に係る光位相変調評価モジュールを備えた光位相変調評価装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態における光強度Ｉα及びＩβの位相関係を示す図
【図６】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第１の実施の形態において、光分岐部の他の構成例を示すブロック図
【図７】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第２の実施の形態における構成を示すブロック図
【図８】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第２の実施の形態において、ビット遅延器の他の構成例を示す図
【図９】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第３の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１０】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第４の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１１】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第５の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１２】本発明に係る光位相変調評価モジュールを備えた光位相変調評価装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明に係る光位相変調評価モジュールの第６の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１４】本発明に係る光位相変調評価装置の第７の実施の形態における構成を示すブロック図
【図１５】本発明に係る光位相変調評価装置の第７の実施の形態において、２つのバランスドレシーバを垂直方向に並べて設けた構成を示すブロック図
【図１６】従来の光位相変調評価モジュールの構成を示すブロック図
【図１７】従来の光位相変調評価装置における光強度Ｉαの位相を示す図
【符号の説明】
【０２００】
１０ 光位相変調評価モジュール
１１ 光入力部
１２ 光分岐部
１２ａ 複数のミラー
１２ｂ 光カプラ
１３ａ ＢＳ（分波器）
１３ｂ ＢＳ（合波器）
１４ａ 第１ミラー
１４ｂ 第２ミラー
１５ ビット遅延器
１５ａ、１５ｂ 透光性板
１６ 光位相差設定器（光位相差設定手段）
１６ａ〜１６ｆ 透光性板
１６ｇ 保持板
１７ 位相制御手段
１８ａ 第１の光出力部
１８ｂ 第２の光出力部
１８ｃ 第３の光出力部
１８ｄ 第４の光出力部
１９ａ〜１９ｄ 光ファイバ
２０ 光位相変調評価モジュール
２１ ビット遅延器
２１ａ、２１ｂ 透光性板
２２ 遅延量設定手段
２３ ビット遅延器
２３ａ（２３ａ１、２３ａ２）、２３ｂ（２３ｂ１、２３ｂ２） 透光性板
２４（２４ａ、２４ｂ） 透過体
３０ 光位相変調評価モジュール
３１ 位相調整用遅延器（光位相差調整手段）
４０ 光位相変調評価モジュール
４１ 位相調整器（光路長調整手段）
４１ａ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｆ ミラー
４１ｂ、４１ｅ コーナーミラー
５０ 光位相変調評価モジュール
５１ａ 第１ミラー
５１ｂ 第２ミラー
５２ ビット遅延器
５２ａ 入力側ミラー
５２ｂ コーナーミラー
５２ｃ 出力側ミラー
６０ 光位相変調評価モジュール
７０ 光位相変調評価装置
７１、７２ ミラー
７３ａ〜７３ｄ レンズ
１００、２００ 光位相変調評価装置
１０１ 第１の光
１０２ 第２の光
１０３ 第３の光
１０４ 第４の光
１０５ 第５の光
１０６ 第６の光
１０７ 第７の光
１０８ 第８の光
１０９ 第９の光
１１０ 第１０の光
１１１ 第１の光強度変換信号
１１２ 第２の光強度変換信号
１１３ 第３の光強度変換信号
１１４ 第４の光強度変換信号
１２０、１３０ バランスドレシーバ
１２１、１２２、１３１、１３２ ＰＤ
１２３、１３３ 減算器
１４０ 信号処理部
１５０ 表示部
２０１ 光サンプリング部
【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所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第３の光（１０３）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第５の光（１０５）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（１４ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（１４ｂ）と、前記第８の光（１０８）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第７の光（１０７）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（１５）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）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２】
前記光位相差設定手段（１６）は、前記第９の光（１０９）に与える光位相の遅延量と前記第１０の光（１１０）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定することを特徴とする請求項１に記載の光位相変調評価装置。
【請求項３】
前記ビット遅延器（１５）は、前記シンボルレートに応じて予め定められた複数の光路長の１つを選択して切り替える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】
前記ビット遅延器（１５）が、前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延量を与える厚さを持つ透過性材質の平行板（２１ａ、２１ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板（２１ａ、２１ｂ）を複数個備え、これらを切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項５】
前記ビット遅延器（１５）が、第１の平行板（２３ａ１、２３ｂ１）と第２の平行板（２３ａ２、２３ｂ２）とをハの字型に配置した２枚の透過性材質の平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を複数個備え、当該平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項６】
前記ビット遅延器（１５）が、互いに透過面が対向するように配置されたくさび形状の透過体（２４ａ、２４ｂ）のペアであって、該透過体（２４ａ、２４ｂ）の少なくともいずれか一方を移動して光路長を調整し、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応した前記遅延量を設定できることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項７】
前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて光位相の遅延を与える光位相調整手段（３１）を備え、該光位相の遅延量を可変して前記信号処理部（１４０）が算出する相対ビット間位相差の初期位相（φ）を調整可能にしたことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項８】
光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（５１ａ）と、前記第７の光（１０７）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第８の光（１０８）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（５１ｂ）と、前記第５の光（１０５）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第３の光（１０３）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上において前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（５２）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（５１ａ）及び前記第２ミラー（５１ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記ビット遅延器（５２）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）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９】
前記光位相差設定手段（１６）は、前記第７の光（１０７）に与える光位相の遅延量と前記第８の光（１０８）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定することを特徴とする請求項８に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１０】
前記ビット遅延器（５２）は、前記分波器（１３ａ）からの光を反射する入力側ミラー（５２ａ）と、該入力側ミラー（５２ａ）の反射光を該反射光の進行方向と逆方向に反射するコーナーミラー（５２ｂ）と、該コーナーミラー（５２ｂ）の反射光を前記合波器（１３ｂ）に出力する出力側ミラー（５２ｃ）とを備え、前記入力側ミラー（５２ａ）から前記コーナーミラー（５２ｂ）までの光路長及び前記コーナーミラー（５２ｂ）から前記出力側ミラー（５２ｃ）までの光路長を可変する方向に移動可能であることを特徴とする請求項８又は９に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１１】
前記第１の受光部（１２０）は、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）をバランスド受信するバランスドレシーバであり、前記第２の受光部（１３０）は、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）をバランスド受信するバランスドレシーバであることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１２】
前記光分岐部（１２）は、光カプラ（１２ｂ）を備えたことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１３】
前記光位相差設定手段（１６）が、透過性材質の平行板（１６ａ、１６ｂ）であって、該平行板（１６ａ、１６ｂ）を回転して当該平行板（１６ａ、１６ｂ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１４】
前記光位相差設定手段（１６）が、ハの字型に配置された透過性材質の２枚の平行板（１６ｅ、１６ｆ）のペアであって、２枚の該平行板（１６ｅ、１６ｆ）の少なくともいずれか一方を回転して当該平行板（１６ｅ、１６ｆ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１５】
前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記合波器（１３ｂ）と前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）のうち少なくとも一方の受光部との間の光路上において光路長を調整する光路長調整手段（４１）を備え、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）がそれぞれ変換した電気信号の位相を調整可能にしたことを特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１】
光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第３の光（１０３）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第５の光（１０５）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（１４ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（１４ｂ）と、前記第８の光（１０８）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第７の光（１０７）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（１５）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第２ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）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２】
前記光位相差設定手段（１６）は、前記第９の光（１０９）に与える光位相の遅延量と前記第１０の光（１１０）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定することを特徴とする請求項１に記載の光位相変調評価装置。
【請求項３】
前記ビット遅延器（１５）は、前記シンボルレートに応じて予め定められた複数の光路長の１つを選択して切り替える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】
前記ビット遅延器（１５）が、前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延量を与える厚さを持つ透過性材質の平行板（２１ａ、２１ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板（２１ａ、２１ｂ）を複数個備え、これらを切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項５】
前記ビット遅延器（１５）が、第１の平行板（２３ａ１、２３ｂ１）と第２の平行板（２３ａ２、２３ｂ２）とをハの字型に配置した２枚の透過性材質の平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）であって、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応する厚さの前記平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を複数個備え、当該平行板のペア（２３ａ、２３ｂ）を切り替えて前記シンボルレートに対応した遅延量を設定できることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項６】
前記ビット遅延器（１５）が、互いに透過面が対向するように配置されたくさび形状の透過体（２４ａ、２４ｂ）のペアであって、該透過体（２４ａ、２４ｂ）の少なくともいずれか一方を移動して光路長を調整し、複数の前記シンボルレートのそれぞれに対応した前記遅延量を設定できることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項７】
前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ａ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（１４ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおいて光位相の遅延を与える光位相調整手段（３１）を備え、該光位相の遅延量を可変して前記信号処理部（１４０）が算出する相対ビット間位相差の初期位相（φ）を調整可能にしたことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項８】
光搬送波がデータ信号によって所定のシンボルレートで位相変調された光位相変調信号（ａ）を入力する光入力部（１１）と、入力された前記光位相変調信号（ａ）を第１の光（１０１）と第２の光（１０２）とに分岐する光分岐部（１２）と、前記第１の光（１０１）を第３の光（１０３）と第４の光（１０４）とに分波するとともに前記第２の光（１０２）を第５の光（１０５）と第６の光（１０６）とに分波する分波器（１３ａ）と、前記第４の光（１０４）を反射して第７の光（１０７）として出力するとともに前記第６の光（１０６）を反射して第８の光（１０８）として出力する第１ミラー（５１ａ）と、前記第７の光（１０７）を反射して第９の光（１０９）として出力するとともに前記第８の光（１０８）を反射して第１０の光（１１０）として出力する第２ミラー（５１ｂ）と、前記第５の光（１０５）と前記第１０の光（１１０）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第１及び第２の光強度変換信号（１１１、１１２）を出力するとともに前記第３の光（１０３）と前記第９の光（１０９）とを合波することによって前記光位相変調信号（ａ）の位相の変化を光強度の変化に変換して互いにπの光位相差を有する第３及び第４の光強度変換信号（１１３、１１４）を出力する合波器（１３ｂ）と、前記分波器（１３ａ）から前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上において前記シンボルレートの１ビットに相当する遅延を与えるビット遅延器（５２）と、前記分波器（１３ａ）から前記第１ミラー（５１ａ）及び前記第２ミラー（５１ｂ）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上と前記分波器（１３ａ）から前記ビット遅延器（５２）を経由して前記合波器（１３ｂ）に至る２つの光の光路上とのいずれかにおける２つの光の少なくとも一方に所定の光位相の遅延を与える光位相差設定手段（１６）と、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第１の受光部（１２０）と、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）の少なくとも一方の光信号を受けて電気信号に変換する第２の受光部（１３０）と、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）の出力信号に基づいて前記光位相変調信号（ａ）を解析する信号処理部（１４０）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９】
前記光位相差設定手段（１６）は、前記第７の光（１０７）に与える光位相の遅延量と前記第８の光（１０８）に与える光位相の遅延量との差をπ／２に設定することを特徴とする請求項８に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１０】
前記ビット遅延器（５２）は、前記分波器（１３ａ）からの光を反射する入力側ミラー（５２ａ）と、該入力側ミラー（５２ａ）の反射光を該反射光の進行方向と逆方向に反射するコーナーミラー（５２ｂ）と、該コーナーミラー（５２ｂ）の反射光を前記合波器（１３ｂ）に出力する出力側ミラー（５２ｃ）とを備え、前記入力側ミラー（５２ａ）から前記コーナーミラー（５２ｂ）までの光路長及び前記コーナーミラー（５２ｂ）から前記出力側ミラー（５２ｃ）までの光路長を可変する方向に移動可能であることを特徴とする請求項８又は９に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１１】
前記第１の受光部（１２０）は、前記第１及び前記第２の光強度変換信号（１１１、１１２）をバランスド受信するバランスドレシーバであり、前記第２の受光部（１３０）は、前記第３及び前記第４の光強度変換信号（１１３、１１４）をバランスド受信するバランスドレシーバであることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１２】
前記光分岐部（１２）は、光カプラ（１２ｂ）を備えたことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１３】
前記光位相差設定手段（１６）が、透過性材質の平行板（１６ａ、１６ｂ）であって、該平行板（１６ａ、１６ｂ）を回転して当該平行板（１６ａ、１６ｂ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１４】
前記光位相差設定手段（１６）が、ハの字型に配置された透過性材質の２枚の平行板（１６ｅ、１６ｆ）のペアであって、２枚の該平行板（１６ｅ、１６ｆ）の少なくともいずれか一方を回転して当該平行板（１６ｅ、１６ｆ）への光の入射角を変えることによって任意の遅延量に設定できることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【請求項１５】
前記信号処理部（１４０）は前記光位相変調信号（ａ）の変調位相を評価する信号処理部であって、前記合波器（１３ｂ）と前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）のうち少なくとも一方の受光部との間の光路上において光路長を調整する光路長調整手段（４１）を備え、前記第１及び前記第２の受光部（１２０、１３０）がそれぞれ変換した電気信号の位相を調整可能にしたことを特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項に記載の光位相変調評価装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−１９７６２１（Ｐ２００８−１９７６２１Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８８８６９（Ｐ２００７−２８８８６９）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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