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【発明の名称】 電気光学サンプリングオシロスコープ
【発明者】 【氏名】竹内 伸成

【氏名】柳沢 幸樹

【氏名】菊池 潤

【氏名】伴城 暢一

【氏名】遠藤 善雄

【氏名】品川 満

【氏名】永妻 忠夫

【氏名】松広 一良
【要約】 【課題】電気光学サンプリングオシロスコープにおいて、光パルス発生回路におけるＬＥＤ発光による雑音の低減を図り、測定精度の向上を可能とする。

【解決手段】電気光学サンプリングオシロスコープの光パルス発生回路５において、制御回路１５は、タイミング信号より、ゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミング信号Ａおよびこのゲインスイッチ用のバイアスを出力するタイミングより所定時間遅らせたパルス発生タイミング信号Ｂを生成する。バイアス発生回路１６は、制御回路１５からのタイミング信号Ａよりバイアス電流を出力し、パルス発生回路１１は、タイミング信号Ｂより発光用パルスを出力する。そして、合波回路１３は、バイアス発生回路１６からの出力とパルス発生回路１１からの出力を合波してＬＤ・１４のドライブ電流波形を出力し、これに基づいて、ＬＤ・１４は光パルスの発生を行う。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 タイミング信号に基づき光パルスを発生する光パルス発生回路からの出力を利用して、被測定信号を観測する電気光学サンプリングオシロスコープであって、前記光パルス発生回路は、レーザダイオードを備え、タイミング信号に基づいて、発光用パルスを生成するとともに、該発光用パルスの前縁にバイアス電流を印加して前記レーザダイオードのドライブ電流波形を生成し、該レーザダイオードのドライブ電流波形を前記レーザダイオードに入力することにより光パルスの発生を行うことを特徴とする電気光学サンプリングオシロスコープ。
【請求項２】 前記レーザダイオードのドライブ電流波形は、前記タイミング信号より、バイアス電流を出力するタイミングおよびバイアス電流を出力するタイミングより所定時間遅らせたパルス発生タイミングを生成する制御回路と、前記制御回路からのバイアス電流を出力するタイミングに応じてバイアス電流を出力するバイアス発生回路と、前記制御回路からのパルス発生タイミングに応じて前記発光用パルスを出力するパルス発生回路と、前記バイアス発生回路からの出力と前記パルス発生回路からの出力を合波する合波回路とにより生成されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。
【請求項３】 前記バイアス回路は、前記制御回路からのバイアスを出力するタイミング以外は逆バイアス電流を出力することを特徴とする請求項２に記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。
【請求項４】 タイミング信号に基づき光パルスを発生する光パルス発生回路からの出力を利用して、被測定信号を観測する電気光学サンプリングオシロスコープであって、前記光パルス発生回路は、レーザダイオードを備え、前記レーザダイオードは、該レーザダイオードの発光タイミングである発光用パルスにバイアス電流を加えたドライブ電流により駆動され、前記発光用パルスに基づきオン・オフ動作を行う光スイッチにより、前記レーザダイオードら出力された光パルスのオン・オフ制御を行なうことを特徴とする電気光学サンプリングオシロスコープ。
【請求項５】 前記光パルス出力回路は、前記タイミング信号により前記発光用パルスを出力するパルス発生回路と、前記バイアス電流を出力するバイアス回路と、前記パルス発生回路からの出力と前記バイアス回路からの出力とを合波する合波回路と、前記合波回路からの出力により光パルスの発生を行うレーザダイオードと、前記レーザダイオードからの光パルスのオン・オフを行う光スイッチと、前記パルス発生回路からの発光用パルスをもとに、前記光スイッチのオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ駆動回路とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。
【請求項６】 前記パルス発生回路は、前記タイミング信号に対し、前記光スイッチの動作の遅れ時間相当分遅延させる補正回路を備え、該補正回路からの出力を前記合波発生回路に供給することを特徴とする請求項５に記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。
【請求項７】 前記光パルス出力回路は、前記パルス発生回路と前記合波回路との間に補正回路を備え、前記補正回路は、前記パルス発生回路により発生されたタイミング信号を入力信号とし、該入力信号を前記光スイッチの動作の遅れ時間相当分遅延させて前記合波回路に供給することを特徴とする請求項５に記載の電気光学サンプリングオシロスコープ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイミング信号に基づき光パルスを発生する光パルス発生回路からの出力を利用して、被測定信号を観測する電気光学サンプリングオシロスコープであって、特に光パルス発生回路に特徴を有する電気光学サンプリングオシロスコープに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】被測定信号によって発生する電界を電気光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能で測定することができる。この現象を利用した電気光学プローブを用いたのが電気光学サンプリングオシロスコープである。この電気光学サンプリングオシロスコープ（以下「ＥＯＳオシロスコープ」と略記する）は、電気式プローブを用いた従来のサンプリングオシロスコープと比較し、１）信号を測定する際に、グランド線を必要としないため、測定が容易２）電気光学プローブの先端にある金属ピンが回路系から絶縁されているので高入力インピーダンスを実現でき、その結果被測定点の状態をほとんど乱すことがない３）光パルスを利用することからＧＨｚオーダーまでの広帯域測定が可能といった特徴があり注目を集めている（品川ら：”ＥＯＳによるハンディ型ハイインピーダンスプローブ”、第１５回光波センシング技術研究会 講演論文集応用物理学会・光波センシング技術研究会、１９９５年５月、ｐｐ．１２３−１２９）。
【０００３】図６は、ＥＯＳオシロスコープの構成を示した図である。ＥＯＳオシロスコープはＥＯＳオシロスコープの本体１および電気光学プローブ２により構成される。図６において、トリガ回路３からのトリガ信号をもとに、タイミング発生回路４は、被測定信号のサンプリング用のタイミング信号の生成を行う。そして、光パルス発生回路５は、タイミング発生回路４からのタイミング信号を基に光パルスの出力を行う。この光パルスは電気光学プローブ２に供給され、電気光学プローブ２内の偏光検出光学系（図示せず）により偏光検出等が行われ、その信号がＥＯＳオシロスコープの本体１に入力される。そして、ＥＯＳオシロスコープの本体１に入力される信号の増幅や積分、Ａ／Ｄ変換がタイミング発生回路４からのタイミングを基に受光回路６により行われ、処理回路７により測定対象となった信号の表示等のための処理が行われる。
【０００４】ところで、光パルス発生回路５において、光パルス発生のためにレーザダイオード（以下”ＬＤ”と略記する）を用いるが、ＬＤを用いて例えばパルス幅が３０［ｐｓ］といったＥＯＳオシロスコープで必要となるパルス幅の狭い光パルスを発生させるために、特殊な駆動方法が用いられる。その駆動方法の１つに「ゲインスイッチ駆動」がある。以下では、ＬＤの特性を説明した後、この「ゲインスイッチ駆動」について説明する。まず始めに、ＬＤの順電流と光出力との関係について図７を用いて説明する。図７に示すように入力電流が”０”もしくは負となる場合には光の発光は行われないが、順電流が流れる場合には光の発光が行われる。そして、あるしきい値レベル（たとえばしきい値レベルＴＨ＝１０［ｍＡ］）より入力電流が大きい場合には光量の大きいレーザ発光が行われ、それより低い場合には光量の小さいＬＥＤ発光が行われる。このようなＬＤの特性において、「ゲインスイッチ駆動」とは、図７中でＬＥＤ発光している状態のＯＦＦ状態から急峻なドライブ電流により、極めて短い時間だけレーザ発光させることにより短パルス光を発生させる技術である。すなわち、図８（ａ）のようなドライブ電流をＬＤに入力することにより、図８（ｂ）のような光出力を得ることができる。なお、図８において、符号９２がＬＥＤ発光させるためのバイアス電流であり、符号９１が極めて短い時間だけレーザ発光させるための急峻なドライブ電流であるパルス電流である。また、符号９３がゲインスイッチ駆動により得られたパルス光であり、符号９４がバイアス電流９２によるＬＥＤ発光の出力光である。
【０００５】図９は、図６におけるＥＯＳオシロスコープの光パルス発生回路５においてＬＤに対してゲインスイッチ駆動をするための一構成例を示した図である。図９より光パルス発生回路５は、タイミング発生回路４からのタイミング信号より発光用パルスの出力を行うパルス発生回路１１、バイアス電流の出力を行うバイアス発生回路１２、パルス発生回路１１およびバイアス発生回路１２からの出力を合波することでレーザダイオードのドライブ電流波形の出力を行う合波回路１３、ドライブ電流波形に基づいて光パルスの発生を行うレーザダイオード１４により構成される。なお、バイアス発生回路１２が必要なのは、ゲインスイッチ駆動において、ＯＦＦの状態の電流値であるバイアス電流によって、得られるパルスの形状が変化することが知られているため、良好なパルスを得るためにバイアス電流を適当な値に設定する必要があるからである。なお、この光パルス発生回路５から出力される光パルスが電気光学プローブ２での被測定信号の測定のために必要となるエネルギーに達していないときには、さらに光増幅器により光増幅される場合もある。
【０００６】次に、図１０を用いて、図９の光パルス発生回路５の動作を説明する。図１０（ａ）のようなタイミング信号がパルス発生回路１１に入力されると、パルス発生回路１１は、図１０（ｂ）のようにタイミング信号をもとに発光用パルスの出力を行う。そして、合波回路１３は、パルス発生回路１１からの発光用パルスおよびバイアス発生回路１２からのバイアス電流の合波を行い、図１０（ｃ）に示すようなＬＤ・１４のためのドライブ電流波形の出力を行う。なお、ドライブ電流波形は、例えば、発光用パルス幅Ｔ１が２００［ｐｓ］、このときの電流Ｈ１が１０〜１００［ｍＡ］、バイアス電流Ｈ２が１〜１００［μＡ］、発光用パルスの周期Ｔ２が２５０［ｎｓ］となる。このドライブ電流波形はＬＤ・１４に入力され、ＬＤ・１４により図１０（ｄ）に示すように、３０［ｐｓ］程度のパルス幅の光パルスが出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】とろこで、ＬＤからは、図８（ｂ）、図１０（ｄ）に示すように光パルス出力時以外にも微量ながら光が出力されている。これは、ゲインスイッチ駆動によりＬＤの駆動を行うため、バイアス電流を加えているからである。すなわち、ＬＤは、光パルス出力時にはレーザ発光を行い、それ以外の時にはゲインスイッチ駆動のために印加されるバイアス電流のために、ＬＥＤ発光を行なっているからである。このＬＥＤ発光はレーザ発光と比べると光量はかなり少ないもののサンプリングに寄与しない不要な光である雑音として出力されることになる。この光パルス発生回路５から出力される光パルスは、電気光学プローブ２内で利用さる。そして、光パルスの偏光検出等が行われた信号は、図６に示す受光回路６で次のタイミング信号まで積分されたのち、Ａ／Ｄ変換が行われる。よって、Ａ／Ｄ変換される結果はレーザ発光による光パルス発生時の信号のみでなく、ＬＥＤ発光による雑音による信号も含めたものとなる。ＬＤの特性によってはＬＥＤ発光分とレーザ発光分が同程度になり、ＬＥＤ発光分による雑音が測定精度劣化の支配的要因となる場合がある。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光パルス発生回路におけるＬＥＤ発光による雑音の低減を図ることにより測定精度の向上が可能な電気光学サンプリングオシロスコープを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、タイミング信号に基づき光パルスを発生する光パルス発生回路からの出力を利用して、被測定信号を観測する電気光学サンプリングオシロスコープであって、前記光パルス発生回路は、レーザダイオードを備え、タイミング信号に基づいて、発光用パルスを生成するとともに、該発光用パルスの前縁にバイアス電流を印加して前記レーザダイオードのドライブ電流波形を生成し、該レーザダイオードのドライブ電流波形を前記レーザダイオードに入力することにより光パルスの発生を行うことを特徴とする電気光学サンプリングオシロスコープである。また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、前記レーザダイオードのドライブ電流波形が、前記タイミング信号より、バイアス電流を出力するタイミングおよびバイアス電流を出力するタイミングより所定時間遅らせたパルス発生タイミングを生成する制御回路と、前記制御回路からのバイアス電流を出力するタイミングに応じてバイアス電流を出力するバイアス発生回路と、前記制御回路からのパルス発生タイミングに応じて前記発光用パルスを出力するパルス発生回路と、前記バイアス発生回路からの出力と前記パルス発生回路からの出力を合波する合波回路とにより生成されることを特徴としている。また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、前記バイアス回路が、前記制御回路からのバイアスを出力するタイミング以外は逆バイアス電流を出力することを特徴としている。
【００１０】次に、請求項４に記載の発明は、タイミング信号に基づき光パルスを発生する光パルス発生回路からの出力を利用して、被測定信号を観測する電気光学サンプリングオシロスコープであって、前記光パルス発生回路が、レーザダイオードを備え、前記レーザダイオードは、該レーザダイオードの発光タイミングである発光用パルスにバイアス電流を加えたドライブ電流により駆動され、前記発光用パルスに基づきオン・オフ動作を行う光スイッチにより、前記レーザダイオードから出力された光パルスのオン・オフ制御を行なうことを特徴としている。また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、前記光パルス出力回路が、前記タイミング信号により前記発光用パルスを出力するパルス発生回路と、前記バイアス電流を出力するバイアス回路と、前記パルス発生回路からの出力と前記バイアス回路からの出力とを合波する合波回路と、前記合波回路からの出力により光パルスの発生を行うレーザダイオードと、前記レーザダイオードからの光パルスのオン・オフを行う光スイッチと、前記パルス発生回路からの発光用パルスをもとに、前記光スイッチのオン・オフの駆動制御を行う光スイッチ駆動回路とを備えたことを特徴としている。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、前記パルス発生回路が、前記タイミング信号に対し、前記光スイッチの動作の遅れ時間相当分遅延させる補正回路を備え、該補正回路からの出力を前記合波発生回路に供給することを特徴としている。また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の電気光学サンプリグオシロスコープにおいて、前記光パルス出力回路が、前記パルス発生回路と前記合波回路との間に補正回路を備え、前記補正回路は、前記パルス発生回路により発生されたタイミング信号を入力信号とし、該入力信号を前記光スイッチの動作の遅れ時間相当分遅延させて前記合波回路に供給することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による電気光学サンプリングオシロスコープを図面を参照して説明する。はじめに、ＥＯＳオシロスコープの構成を図６を用いて説明する。前述したように、ＥＯＳオシロスコープは、ＥＯＳオシロスコープの本体１および電気光学プローブ２により構成される。そして、ＥＯＳオシロスコープの本体１は、トリガ回路３、タイミング発生回路４、光パルス発生回路５、受光回路６、処理回路７により構成される。
【００１３】そして、タイミング発生回路４は、トリガ回路３からのトリガ信号をもとに、被測定信号のサンプリング用のタイミング信号の生成を行う。光パルス発生回路５は、タイミング発生回路４からのタイミング信号を基に光パルスの出力を行う。この光パルスは電気光学プローブ２に供給され、電気光学プローブ２内の偏光検出光学系（図示せず）により偏光検出等が行われ、その信号がＥＯＳオシロスコープの本体１に入力される。そして、この信号は、受光回路６によりタイミング発生回路４からのタイミングを基に、積分処理や増幅処理、Ａ／Ｄ変換が行われ、処理回路７により測定対象となった信号の表示等のための処理が行われる。なお、「ＥＯＳオシロスコープ」と言う場合、図６におけるＥＯＳオシロスコープの本体１とともに電気光学プローブ２を備える場合と、ＥＯＳオシロスコープの本体１のみの場合があるものとする。以下では、ＥＯＳオシロスコープの光パルス発生回路５の構成を実施の形態別に説明を行う。
【００１４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態によるＥＯＳオシロスコープの光パルス発生回路５の構成図である。本実施の形態における光パルス発生回路５は、タイミング発生回路４からのタイミング信号を入力信号とし、光パルスを出力する。そして、光パルス発生回路５は制御回路１５と、パルス発生回路１１と、バイアス発生回路１６と、合波回路１３と、レーザダイオード（ＬＤ）・１４とにより構成される。
【００１５】上記構成において、制御回路１５は、タイミング信号より、ゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミング信号Ａ、および、このゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミングより所定時間遅らせたパルス発生タイミング信号Ｂを生成、出力する。バイアス発生回路１６は、制御回路１５からのゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミング信号Ａよりバイアス電流を出力する。パルス発生回路１１は、制御回路１５からのパルス発生タイミング信号ＢよりＬＤ・１４の発光タイミングである発光用パルスを出力する。合波回路１３は、バイアス発生回路１６からの出力とパルス発生回路１１からの出力とを合波して、ＬＤ・１４のためのドライブ電流波形を出力する。そして、ＬＤ・１４は、合波回路１３からのドライブ電流波形に基づいて光パルスの発生を行う。なお、このＬＤ・１４として、例えば８３０［ｎｍ］帯、１．３［μｍ］帯、１．５［μｍ］帯のものが用いられる。
【００１６】次に、このＥＯＳオシロスコープの光パルス発生回路５の動作を図２のタイムチャートを用いて説明する。なお、光パルス発生回路５には図２（ａ）に示すように、２５０［ｎｓ］の周期でタイミング信号が入力される場合を例にして説明する。制御回路１５は、図２（ａ）に示すタイミング信号が入力されると、タイミング信号の立ち上がりに同期して、ゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミング信号Ａが立ち上げて出力する。なお、制御回路１５は、このタイミング信号Ａを所定時間経過後立ち下げて出力する。ここで「所定時間」とは、少なくとも図２（ｃ）に示すタイミング信号Ｂの立ち上がりの経過後であるものとする。
【００１７】また、制御回路１５は、図２（ａ）に示すタイミング信号が入力されると、タイミング信号の立ち上がりから少なくともＬＤ・１４のゲインスイッチ駆動のために必要なバイアス印加時間Ｔ３経過後に、パルス発生タイミング信号Ｂが立ち上げて出力する。なお、制御回路１５は、このタイミング信号Ｂを所定時間経過後に立ち下げて出力する。バイアス発生回路１６は、図２（ｄ）に示すように制御回路１５からのタイミング信号ＡのタイミングでＬＤ・１４をゲインスイッチ駆動するためのバイアスを出力する。なお、このバイアス電流の電流値Ｈ１は、例えば１〜１００［μＡ］とする。そして、タイミング信号Ａが”Ｈｉｇｈ”以外のタイミングでは逆バイアスとなるような出力を行う。ここで、逆バイアスとなるようにしているのは、図９の例に示すように逆バイアスではＬＥＤ発光が生じず、雑音となる微量な光の発生を確実に防止できるからである。さらに、精度よく無バイアス（ＬＤへの入力電流”ゼロ”）とすることは、困難であるという理由からも、逆バイアスをかけるようにしている。
【００１８】パルス発生回路１１は、図２（ｅ）に示すようにタイミング信号Ｂの立ち上がりに同期して発光用パルスの出力を行う。なお、このパルス幅Ｔ５は、例えば２００［ｐｓ］とし、出力電流値Ｈ２は１０〜１００［ｍＡ］とする。合波回路１３は、バイアス発生回路１６からの出力およびパルス発生回路１１からの出力の合波を行い、図２（ｆ）に示すようなＬＤ・１４のドライブ電流波形を出力する。なお、発光用パルスまでのバイアスが加えられる時間Ｔ３は、前述したようにＬＤ・１４をゲインスイッチ駆動するために最低限必要な時間であり、例えば１［ｎｓ］となる。また、発光用パルス以降のバイアスが加えられる時間Ｔ４は、”ゼロ”でもかまわない。しかし、時間Ｔ４を”ゼロ”となるように制御することは困難であり、発光用パルス以前にバイアスが逆バイアスとなることを避けるための余裕時間として、時間Ｔ４が用意されている。なお、この時間Ｔ４が”ゼロ”に近ければ近いほど、ＬＤ・１４からのＬＥＤ発光による雑音の低減を図れることになる。なお、このドライブ電流波形は、光用パルスの前縁にゲインスイッチ駆動のためのバイアスを印加した電流波形となっている。
【００１９】ＬＤ・１４は、合波回路１３からのドライブ電流波形に基づいて、図２（ｇ）に示すような発光を行う。すなわち、３０［ｐｓ］程度の幅Ｔ５のレーザ発光を行い、バイアス電流が加えられている間においてＬＥＤ発光を行う。なお、他の時間はＬＤ・１４に対して逆バイアスがかかることから発光は行われない。ここで、バイアス電流によりＬＥＤ発光が行われる時間が２［ｎｓ］とすると、従来ＬＥＤ発光が行われていた時間が２５０［ｎｓ］であるのに対し、本実施の形態による光パルス発生回路５では、２［ｎｓ］となる。よって、サンプリングに寄与しない雑音を従来の常時バイアス電流を加える場合に比べ約１／１００（＝２／２５０）にする事ができる。よって、測定精度の高いＥＯＳオシロスコープとすることができるようになる。
【００２０】なお、第１の実施の形態における光パルス発生回路５のバイアス発生回路は、ゲインスイッチ駆動を行うためにバイアスを加える時以外は、逆バイアスを加えるものとして説明を行った。しかし、ＬＤ・１４への入力電流を精度よく”ゼロ”とできるようであれば、無バイアス（入力電流”ゼロ”）としてもよい。
【００２１】（第２の実施の形態）本実施の形態では、光スイッチを用いて、発光用パルス発生時に光スイッチを通光させ、発光用パルス非発生時に光スイッチを遮断することで、レーザダイオードから出力された光パルスのオン・オフ制御を行ない、ＬＥＤ発光時における雑音の低減を図る。
【００２２】図３は、本発明の第２の実施の形態によるＥＯＳオシロスコープの光パルス発生回路５の構成図である。本実施の形態における光パルス発生回路５は、タイミング発生回路４からのタイミング信号を入力信号とし、光パルスを出力する。そして、光パルス発生回路５はパルス発生回路１１と、バイアス発生回路２１と、合波回路１３と、レーザダイオード（ＬＤ）・１４と、光スイッチ駆動回路２２と、光スイッチ２３により構成される。なお、図１と同一構成のものについては、同一の符号を付けている。パルス発生回路１１は、タイミング信号により発光用パルスを出力する。なお、タイミング信号と発光用パルスの関係は図１０（ａ）および図１０（ｂ）と同様である。バイアス回路２１は、ＬＤ・１４をゲインスイッチ駆動するためにバイアスの出力を常時行う。なお、このバイアス電流は、例えば１〜１００［μＡ］とする。
【００２３】合波回路１３は、パルス発生回路１１からの発光用パルスとバイアス回路２１からのバイアスとを合波して、ＬＤ・１４のためのドライブ電流波形の出力を行う。なお、合波回路１３からの出力波形は図１０（ｃ）と同様である。ＬＤ・１４は合波回路１３からの出力により光パルスの発生を行う。そして、光スイッチ駆動回路２２は、パルス発生回路１１からの発光用パルスをもとに、光スイッチ２２のオン・オフの駆動制御を行ない、光スイッチ２３は、この駆動信号により光パルスのオン・オフを行う。なお、光スイッチ１５としては、音響光学スイッチ（ＡＯスイッチ）や導波路形光スイッチ（Ｅ／Ｏスイッチ）等があり、これらを用いるものとする。
【００２４】次に、図４を用いて本実施の形態による光パルス発生回路５の動作、特にパルス発生回路１１の出力と、光スイッチ２３の動作の関係を説明する。パルス発生回路１１は、タイミング発生回路４からのタイミング信号に基づいて、図４（ａ）に示すように発光用パルスの発生を行う。例えば、この発光用パルスのパルス幅は、２００［ｐｓ］であり、その周期Ｔ２は２５０［ｎｓ］であるものとする。ＬＤ・１４は、合波回路１３から図１０（ｃ）と同様のドライブ電流波形により図４（ｂ）のような発光を行う。なお、ＬＤ・１４は、発光用パルスのタイミングでレーザ発光を行い、それ以外には、符号αに示すようにＬＥＤ発光による雑音を出力している。
【００２５】光スイッチ２３は、光スイッチ駆動回路２２からの駆動信号により、図４（ｃ）に示すようなオン・オフ動作を行う。すなわち、パルス発生回路１１の発光用パルス信号の立ち上がりに同期してオンとなり、発光用パルス信号の立ち下がりに同期して、もしくは、立ち下がりよりやや遅れてオフとなる。このような、オン・オフ動作を行う光スイッチ２３にＬＤ・１４からの出力を入力することにより、光スイッチ２３から図４（ｄ）のような光の出力を得られる。図からもわかるように、光スイッチが”ＯＦＦ”の区間では、ＬＥＤ発光による雑音がカットされている。このように、パルス発生回路１１に応じて光スイッチ２３のオン・オフ動作により、ＬＥＤ発光による雑音をなくすことができる。その結果、測定精度の高い電気光学サンプリングオシロスコープとすることができるようになる。
【００２６】（第３の実施の形態）前述の第２の実施の形態において、ある光スイッチ２３では、光スイッチ駆動回路２２からの駆動信号に対し、遅延をもって動作する。そのため、パルス発生回路１１による発光用パルス信号と、完全に同期して光スイッチ１５のオン、オフ動作が行われるのではなく、所定時間だけ遅れて動作することになる。また、パルス発生回路１１により生成される発光用パルスの時間幅は、数十［ｐｓ］オーダであることから、光スイッチ１５のオン、オフ動作の遅れにより、レーザ発光による光パルスをカットしてしまうことになる。そこで、第３の実施の形態では、この光スイッチ２３のオン、オフ動作の遅れを考慮して、合波回路１３に発光用パルスが入力されるようにしている。
【００２７】図５は、本発明の第３の実施形態によるＥＯＳオシロスコープの光パルス出力回路５の構成を示す図である。なお、同図において図３の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図３と図５に示す光パルス出力回路５の構成の相違は、図５のパルス発生回路１１からの発光用パルスに対して、光スイッチ２３の動作の遅れ時間分、遅延を行なって合波回路１３に対して出力する補正回路２４が設けられている点にある。この補正回路２４により光スイッチ駆動回路２２に送られる信号に比べ、光スイッチ２３の動作の遅れ時間分、遅延された信号が合波回路１３に送られる。その結果、レーザ発光による光パルスをカットしてしまうことがなくなる。
【００２８】なお、本実施の形態では、パルス発生回路１１の外に補正回路２４を設けた構成としているが、この補正回路２４をパルス発生回路１１内に設けて、この補正回路２４からの出力を合波回路１３に入力するようにしてもよい。また、補正回路１７内に補正する遅れ時間を調整できるように、遅れ時間を設定できるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電気光学サンプリングオシロスコープによれば、下記の効果を得ることができる。請求項１または請求項２に記載の発明によれば、電気光学サンプリングオシロスコープの光パルス発生回路は、レーザダイオードを備え、タイミング信号に基づいて、発光用パルスを生成するとともに、この発光用パルスの前縁にゲインスイッチ駆動のためのバイアスを印加したレーザダイオードのドライブ電流波形を生成し、このドライブ電流波形をレーザダイオードに入力することにより光パルスの発生を行なっている。これにより、ゲインスイッチ駆動のためのバイアスの印加を最小限にすることができ、ＬＥＤ発光による雑音を抑えることができる。よって、測定精度を高めることができる電気光学サンプリグオシロスコープとすることができる。また、請求項３に記載の発明によれば、光パルス発生回路を構成するバイアス回路は、ゲインスイッチ駆動のためのバイアスを出力するタイミング以外は逆バイアス電流を出力する。これにより、容易にＬＥＤ発光による雑音の発生を確実に防止できるようになる。
【００３０】次に、請求項４または請求項５に記載の発明によれば、電気光学サンプリングオシロスコープの光パルス発生回路は、レーザダイオードを備え、発光用パルスに基づきオン・オフ動作を行う光スイッチにより、発光用パルス発生時に光スイッチを通光させ、発光用パルス非発生時に光スイッチを遮断することで、レーザダイオードから出力された光パルスのオン・オフ制御を行なっている。これにより、ＬＥＤ発光による雑音部分をカットすることができる。その結果、精度よい測定が行える電気光学サンプリングオシロスコープとすることができるようになる。また、請求項６または請求項７に記載のパルス発生回路は、タイミング信号に対し、光スイッチの動作の遅れ時間相当分遅延させる補正回路を備えている。これにより、レーザダイオードによるレーザ発光による光パルスをカットすることがなくなる。
【出願人】 【識別番号】０００１１７７４４
【氏名又は名称】安藤電気株式会社
【識別番号】０００００４２２６
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）１２月１２日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外１名）
【公開番号】 特開平１１−１７４０８７
【公開日】 平成１１年（１９９９）７月２日
【出願番号】 特願平９−３４３４１９