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Dokumentenidentifikation DE60213504T2 18.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001256789
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Messen von optischen Signalen mittels optischer Bemusterung
Anmelder Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Santa Clara, Calif., US
Erfinder Yamada, Norihide, Kokubunji-shi, Tokyo, JP;
Yamashita, Katsuya, Kanagawa, JP;
Watanabe, Satoshi, Yokohama, Kanagawa, JP
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Aktenzeichen 60213504
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 10.05.2002
EP-Aktenzeichen 022532766
EP-Offenlegungsdatum 13.11.2002
EP date of grant 02.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse G01J 11/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G01R 13/34(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04B 10/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Messung optischer Signale, bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf eine Messvorrichtung und ein Verfahren zum Messen eines zu testenden optischen Hochfrequenzsignals.

In den letzten Jahren wird optische Technologie in vielen unterschiedlichen Feldern eingesetzt, einschließlich Messung, Kommunikationen, Aufzeichnung, maschineller Bearbeitung usw. In vielen dieser Felder sind höhere Geschwindigkeiten immer wichtiger geworden und optische Hochgeschwindigkeitstechnologie ist auf dem Gebiet der Telekommunikation besonders wichtig geworden. Die Informationssignale, mit denen optische Signale, die in diesen Gebieten verwendet werden, moduliert werden, haben Pegel zweistelliger Gigabytes pro Sekunde (Gbps) erreicht und werden in der Zukunft geschwindigkeitsmäßig noch zunehmen.

So besteht ein wachsender Bedarf nach einer Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Messen optischer Signale. Optisches Sampling bzw. optisches Abtasten ist besonders geeignet für eine Messung optischer Hochfrequenzsignale, die optische Trägersignale sind, die mit Informationssignalen moduliert werden, die Frequenzen in einem breiten Bereich von mehreren Gigahertz (GHz) bis zu mehreren Dutzend Terahertz (THz) aufweisen. Ferner muss eine derartige Messvorrichtung mit optischem Sampling in der Lage sein, optische Signale unterzubringen, deren Trägerfrequenzen wesentlich höher sind als diejenigen der Modulationsfrequenzen.

Beispiele von Signalverlaufsmessvorrichtungen mit optischem Sampling, bei denen ein Mischer verwendet wird, um die Summenfrequenz eines Sampling-Lichts und eines Messlichts bereitzustellen, sind in der EP 0903567 A und der JP 09159536 A gegeben.

Ferner erfordert die Vorrichtung, damit eine optische Hochfrequenz-Signal-Messvorrichtung praktisch ist, zusätzliche Fähigkeiten, wie z. B. in der Lage zu sein, flexibel, ohne weiteres und schnell mit neuen Messanforderungen zurechtzukommen, während die Fähigkeit besessen wird, mit hohen Modulationsfrequenzen zurechtzukommen.

Eine Suche nach Vorrichtungen und Verfahren gibt es seit langem, hat sich jedoch Fachleuten auf dem Gebiet bisher entzogen.

Die vorliegende Erfindung möchte eine verbesserte Messung optischer Signale bereitstellen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Messen eines optischen Signals gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Messen eines optischen Signals gemäß Anspruch 6 bereitgestellt.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel stellt eine Messvorrichtung und ein Verfahren für ein zu testendes optisches Signal bereit. Die Vorrichtung umfasst einen optischen Geschlossene-Schleife-Weg, einen optischen Mischer in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg und einen Photodetektor. Das zu testende optische Signal und Sampling-Licht mit einer Wellenlänge, die sich von derjenigen des zu testenden optischen Signals unterscheidet, werden in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg zirkuliert. Summe/Differenz-Frequenz-Licht wird jedes Mal erzeugt, wenn das Sampling-Licht durch den optischen Mischer läuft. Das Summe/Differenz-Frequenz-Licht wird durch den Photodetektor erfasst, der ein Signal bereitstellt, das den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals darstellt.

Bei dem bevorzugten Verfahren werden das zu testende optische Signal und Sampling-Licht mit einer Wellenlänge, die sich von derjenigen des zu testenden optischen Signals unterscheidet, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zirkuliert. Summe/Differenz-Frequenz-Licht wird für jede Zirkulation des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts erzeugt. Das Summe/Differenz-Frequenz-Licht wird erfasst und ein Detektorsignal, das den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals darstellt, wird bereitgestellt.

Die Vorrichtung und das Verfahren des bevorzugten Ausführungsbeispiels sind in der Lage, zu testende optische Signale optisch zu sampeln bzw. abzutasten, die mit Informationssignalen moduliert sind, die Frequenzen in einem breiten Bereich von mehreren Gigahertz (GHz) bis zu mehreren Dutzend Terahertz (THz) aufweisen.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind unten lediglich beispielhaft Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein vereinfachtes Diagramm eines Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung eines optischen Hochfrequenzsignals; und

2 ein vereinfachtes Flussdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Messverfahrens.

Bezug nehmend auf 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung eines optischen Signals 10 gezeigt. Die Vorrichtung 10 umfasst einen optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20, einen optischen Eingangsweg 30 und einen Verbinder 40, der optisch den optischen Eingangsweg 30 mit dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 verbindet. Das zu testende optische Signal und Sampling-Licht zirkulieren durch den optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20. Ein optischer Mischer 50 ist in einem Teil des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 vorgesehen. Der optische Mischer 50 erzeugt Licht bei Frequenzen, die der Summe und der Differenz der Frequenzen des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts entsprechen. Derartiges Licht wird „Summe/Differenz-Frequenz-Licht" genannt. Das Summe/Differenz-Frequenz-Licht wird optional durch ein optisches Filter 60 gefiltert und dann durch einen Photodetektor 70 erfasst. Der Photodetektor erzeugt einen Signalverlauf, der den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals darstellt. Die elektrische Ausgabe des Photodetektors 70 wird durch ein Verarbeitungssystem 80 verarbeitet, um den ursprünglichen Signalverlauf des zu testenden optischen Signals zu rekonstruieren, wodurch das zu testende optische Signal durch optisches Sampling gemessen wird.

Der optische Geschlossene-Schleife-Weg 20 kann eine optische Faser, ein optischer Wellenleiter oder ein Übertragungsweg im freien Raum sein.

Beispielhaft kann der optische Geschlossene-Schleife-Weg 20 eine optische Faser beinhalten, deren Brechungsindex etwa 1,5 beträgt. Die gesamte oder ein Teil der optischen Faser kann mit einer seltenen Erde dotiert sein. Ein Beispiel einer derartigen seltenen Erde ist das Element Erbium (Er), das durch Pumplicht angeregt werden kann, um bei spezifischen Frequenzen zu fluoreszieren und Licht zu verstärken, das durch den dotierten Abschnitt läuft. Die Menge an Dotierung und die Intensität des Pumplichts werden vorzeitig eingestellt, so dass der Gewinn in etwa gleich der Dämpfung des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 ohne einen derartigen Gewinn ist. Wenn z. B. ein 3 dB-Festkoppler als der Verbinder 40 verwende wird, wird der Geschlossene-Schleife-Gewinn auf etwa 3 dB gesetzt. Aufgrund des Gewinns des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 zirkulieren das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht ohne Dämpfung oder Gewinn weiter durch den optischen Geschlossene-Schleife-Weg. Die Länge des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 wird durch ein Berücksichtigen der zeitlichen Dauer TSignal des zu testenden optischen Signals und der erwünschten Sampling-Wiederholungsperiode TWiederholung bestimmt. Insbesondere wird l bestimmt, um die folgenden Formeln (1) und (2) zu erfüllen. n·l > c·TSignal(1) n·l < c·TWiederholung(2)

Wenn z. B. TSignal 1 ns beträgt, dann gilt l > 0,2 m, und wenn TWiederholung 100 ns beträgt, dann gilt l < 20 m, so dass eine Länge von 10 m aus diesem Bereich ausgewählt werden kann.

Der optische Eingangsweg 30 weist einen ersten und einen zweiten Abschnitt 31 und 32 auf. Eine Pumplichtquelle 21 gibt Pumplicht in den ersten Abschnitt 31 ein. Zum Beispiel werden das zu testende optische Signal mit einer Wellenlänge, die einer Frequenz f1 von 190 THz entspricht, und Sampling-Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge, die einer Frequenz f2 von 180 THz entspricht, z. B. in den zweiten Abschnitt 32 eingegeben. Der Sampling-Licht-Erzeuger 22 erzeugt das Sampling-Licht, der ein modengekoppelter Faserlaser sein kann, der kurze optische Hochfrequenzpulse erzeugt. Der Pumplaser 21 und der Sampling-Licht-Erzeuger 22 können Teil des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 sein oder können separat sein, wie gezeigt ist.

Der Verbinder 40 führt das Pumplicht, das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht in den optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 ein. Der Verbinder 40 ist ein optischer Verbinder, wie z. B. ein optischer Koppler oder ein optischer Schalter. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zirkulieren das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg in einer Richtung und das Pumplicht zirkuliert in der entgegengesetzten Richtung.

Der optische Mischer 50 ist in der Technik bekannt und beschreibt eine Vorrichtung, die Licht bei Frequenzen erzeugt, die der Summe (f1 + f2) und der Differenz (f1 – f2) der Frequenzen von Licht entsprechen, das durch dieselbe läuft. So erzeugt der optische Mischer 50 das Summe/Differenz-Frequenz-Licht, wenn das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht durch denselben laufen.

Beispielhaft kann der optische Mischer 50 ein Teil des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 mit einer optischen Nichtlinearität sein oder kann einen Kristall umfassen, der eine optische Nichtlinearität aufweist, und separat von dem optischen Weg vorgesehen sein, der den optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 bildet. Der Kristall könnte z. B. in einem Bruch in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg angeordnet sein. Der Kristall mit einer optischen Nichtlinearität erzeugt das Summe/Differenz-Frequenz-Licht ansprechend auf das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht.

Die Länge lopt Misch des optischen Mischers 50 ist kleiner als die maximale Länge, bei der eine angemessene Zeitauflösung erhalten wird, indem die folgende Formel (3) auf die maximale Frequenz FSignal (wie z. B. 1 THz) des zu testenden optischen Signals angewendet wird.

wobei n der Brechungsindex des Materials des optischen Mischers 50 ist. Ein typischer Wert für die Länge lopt Misch des optischen Mischers beträgt etwa 0,07 mm.

Da das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht beide durch den optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 zirkulieren, werden die zweite Harmonische des zu testenden optischen Signals (mit einer Frequenz von 2 × f1 und einer Intensität, die proportional zu dem Quadrat der Intensität des zu testenden optischen Signals ist) und die zweite Harmonische des Sampling-Lichts (mit einer Frequenz von 2 × f2 und einer Intensität, die proportional zu der Intensität des zu testenden optischen Signals x der Intensität des Sampling-Lichts ist) durch den optischen Mischer aufgrund der optischen Nichtlinearität desselben auf jeder Schaltung des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 erzeugt. Zusätzlich werden Frequenzkomponenten bei Summe- und Differenz-Frequenz und Zweite-Harmonische-Licht in Bezug auf das Pumplicht ebenso auf jeder Schaltung des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 erzeugt. Die Frequenzkomponenten bei der Summe- und Differenz-Frequenz in Bezug auf das Pumplicht und die Zweite-Harmonische-Frequenzen sind allgemein ausreichend schwach, dass sie ignoriert werden können. Wenn sie jedoch nicht ignoriert werden können, wird das optionale optische Filter 60 bereitgestellt, um nur das Summe/Differenz-Frequenz-Licht durchzulassen, das ansprechend auf das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht erzeugt wird.

Ein vorzeitiges Setzen des Sampling-Lichts auf eine geeignete Intensität erlaubt es, dass die Intensität des zu testenden optischen Signals ermittelt werden kann, d. h. erlaubt die Durchführung eines Samplings. Es soll angemerkt werden, dass FSignal etwas kleiner ist als f1.

Der optische Geschlossene-Schleife-Weg 20 ist dispersiv. Ein Brechungsindex der optischen Faser z. B., die den optischen Geschlossene-Schleife-Weg bildet, ist wellenlängenabhängig. Als ein Ergebnis unterscheiden sich die Geschwindigkeiten, mit denen das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht durch den optischen Geschlossene-Schleife-Weg zirkulieren. Der optische Mischer 50 erzeugt das Summe/Differenz-Frequenz-Licht nur dann, wenn das Sampling-Licht durch denselben läuft. Aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds unterscheidet sich die Position des Sampling-Lichts relativ zu dem zu testenden optischen Signal, das durch den optischen Mischer 50 läuft, bei jedem Umlauf. Die Wellenlängenabhängigkeit &Dgr;n des Brechungsindex und die Länge l des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs werden zuvor gesetzt (z. B. l&Dgr;n etwa 0,1 mm), so dass die Veränderung &Dgr;t an der Position des Sampling-Lichts relativ zu dem zu testenden optischen Signal auf jedem Umlauf ausreichend klein ist, dass eine angemessene Sampling-Auflösung erhalten wird (< S FSignal, z. B. < 0,5 ps).

Jedes Mal, wenn das Sampling-Licht einen Umlauf durch den optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 macht, erfasst der Photodetektor 70 die Intensität des Summe/Differenz-Frequenz-Lichts, das durch den optischen Mischer 50 erzeugt wird, und gibt ein analoges elektrisches Signal an das Verarbeitungssystem 80 aus. Das analoge Signal stellt einen Abtastwert des Signalverlaufs des zu testenden optischen Signals dar.

Das gezeigte Beispiel des Verarbeitungssystems 80 umfasst einen A/D-Wandler 81, einen digitalen Speicher 82 und einen Signalverlaufreproduktionsschaltungsaufbau 83. Das analoge elektrische Signal von dem Photodetektor 70 wird durch den A/D-Wandler 81 in ein digitales Signal umgewandelt und das digitale Signal wird in dem digitalen Speicher 82 gespeichert. Die digitalen Signale, die die Abtastwerte des Signalverlaufs des zu testenden optischen Signals darstellen, können aus dem digitalen Speicher 82 abgerufen werden und der Signalverlauf kann durch ein Spleißungsverfahren reproduziert werden, wie z. B. durch Parallelisieren der Daten unter Verwendung des Signalverlaufreproduktionsschaltungsaufbaus 83.

Die Vorrichtung 10 und das Verfahren, die unten beschrieben sind, machen es möglich, optische Hochfrequenzsignale mit Modulationsfrequenzen, die von einigen GHz bis zu mehreren Dutzend THz variieren, als FSignal optisch zu sampeln bzw. abzutasten und zu messen. Insbesondere machen es die Messvorrichtung und das Messverfahren im Vergleich zu früheren Vorrichtungen und Verfahren möglich, optische Hochfrequenzsignale über einen breiteren Bereich von Modulationsfrequenzen zu messen, und sind so für praktische Zwecke extrem wirksam.

Bei einem ersten alternativen Ausführungsbeispiel werden das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht in unterschiedliche der Eingangsabschnitte 31 und 32 des optischen Eingangswegs 30 eingegeben. In diesem Fall zirkulieren das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht, die durch den Verbinder 40 in den optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 eingeführt werden, in entgegengesetzten Richtungen. Wieder ist die Zeitgebung, mit der das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht sich an dem optischen Mischer 50 treffen, bei jedem Umlauf unterschiedlich. Die Zeitgebungsdifferenz ist jedoch die gleiche wie dann, wenn sie sich in der gleichen Richtung bewegen, so dass die gleichen Messergebnisse erhalten werden können. Außerdem wurde bei dem obigen Ausführungsbeispiel nur ein optischer Eingangsweg 30 zum Eingeben des zu testenden optischen Signals, des Sampling-Lichts und des Pumplichts verwendet. Die Anzahl optischer Eingangswege jedoch muss nicht notwendigerweise Eins sein. Zwei oder mehr optische Eingangswege können z. B. verwendet werden, so dass eines oder mehrere des zu testenden optischen Signals, des Sampling-Lichts und des Pumplichts über optische Wege separat von den anderen optischen Wegen eingegeben werden oder alle optischen Eingangswege, die zum Einführen von Licht verwendet werden, könnten separat sein.

Bei einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel wird die Anordnung zum Eingeben des Pumplichts verändert. Da das Pumplicht dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 einen Gewinn verleiht, könnte es entweder in den ersten oder zweiten Abschnitt 31 und 32 des optischen Eingangswegs eingegeben werden, oder es könnte in einen anderen Abschnitt des optischen Eingangswegs oder in einen zusätzlichen optischen Eingangsweg, wie oben erwähnt wurde, eingegeben werden.

Bei einem dritten alternativen Ausführungsbeispiel kann, wenn die Dämpfung in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 während der Gesamtmesszeit ausreichend klein ist, eine passende Sampling-Messung sogar dann durchgeführt werden, wenn kein Gewinn in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg vorliegt. In diesem Fall könnte die Pumplichtquelle 21 weggelassen werden und die Dotierung oder die dotierte Region kann aus dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg weggelassen werden. Üblicherweise jedoch ist der Verlust in dem Verbinder 40 zu groß, um ihn zu ignorieren, so dass die Pumplichtquelle 21 und die Dotierung nur weggelassen werden können, wenn ein Element mit geringem Verlust, wie z. B. ein optischer Schalter, als der Verbinder zum Verbinden des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 mit dem optischen Eingangsweg 30 verwendet wird.

Bei einem vierten alternativen Ausführungsbeispiel werden die Pulse des Sampling-Lichts durch Laseroszillation in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 erzeugt. Da zumindest ein Teil des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs 20 einen Gewinn aufweist, kann eine Laseroszillation erzeugt werden und ein modengekoppelter Laser in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg 20 bereitgestellt werden, indem der Gewinn des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs erhöht wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel können zirkulierende Pulse des Sampling-Lichts bereitgestellt werden, ohne das Sampling-Licht von außerhalb einzuführen. Die Periode der Pulse des Sampling-Lichts ist gleich der Zeit, die die Pulse benötigen, um einen Umlauf durchzuführen.

Bei einem fünften alternativen Ausführungsbeispiel wird ein Einstellmechanismus 90 zum Einstellen der Zeitgebung, zu der das Summe/Differenz-Frequenz-Licht erzeugt wird, bereitgestellt. Dieser Einstellmechanismus weist z. B. einen mechanischen Mechanismus zum Erweitern oder Verkürzen des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs durch ein Aussetzen des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs gegenüber einer externen Kraft auf. Alternativ könnte der Einstellmechanismus ein optisches Element sein, das einen Teil des optischen Geschlossene-Schleife-Wegs bildet, und dessen optische Weglänge kann eingestellt werden. Basierend auf der vorliegenden Beschreibung wären die Struktur des Einstellmechanismus 90 und ähnliche Mechanismen für durchschnittliche Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen.

Bezug nehmend auf 2 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm des Verfahrens 100 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei dem Verfahren 100 werden bei einem Vorgang 102 das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zirkuliert. Das Sampling-Licht weist eine Wellenlänge auf, die sich von derjenigen des zu testenden optischen Signals unterscheidet.

Bei einem Vorgang 104 wird Summe/Differenz-Frequenz-Licht für jede Zirkulation des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts erzeugt.

Bei einem Vorgang 106 wird das Summe/Differenz-Frequenz-Licht erfasst und ein Erfassungssignal, das den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals darstellt, wird bereitgestellt.

Bei dem Vorgang 104 könnte ein Aussetzen des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts gegenüber einer optischen Nichtlinearität das Summe/Differenz-Frequenz-Licht erzeugen.

Das Verfahren könnte zusätzlich einen Vorgang umfassen, bei dem das Detektorsignal verarbeitet wird, um den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals zu rekonstruieren.

Das Verfahren könnte zusätzlich einen Vorgang umfassen, bei dem das Summe/Differenz-Frequenz-Licht frequenzselektiv zwischen dem Erzeugen und dem Erfassen des Summe/Differenz-Frequenz-Lichts übertragen wird.

Das Verfahren könnte zusätzlich einen Vorgang umfassen, bei dem das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht eingegeben werden, um in Richtungen zu zirkulieren, die aus der gleichen und der entgegengesetzten Richtung ausgewählt sind.

Bei dem Vorgang 102 könnten das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht zusätzlich verstärkt werden, wenn diese zirkulieren.

Es wird darauf verwiesen, dass viele Alternativen, Modifizierungen und Variationen für Fachleute auf dem Gebiet angesichts der obigen Beschreibung ersichtlich werden, die in den Schutzbereich der beinhalteten Ansprüche fallen. Alle hierin dargelegten oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Gegenstände sollen in einem darstellenden und keinem einschränkenden Sinn aufgefasst werden.


Anspruch[de]
Eine Vorrichtung zum Messen eines zu testenden optischen Signals durch optisches Sampling, mit folgenden Merkmalen:

einem optischen Geschlossene-Schleife-Weg (20) zur Zirkulation eines zu testenden optischen Signals und von Sampling-Licht, das eine Wellenlänge aufweist, die sich von derjenigen des zu testenden optischen Signals unterscheidet;

einem optischen Mischer (50) in dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg (20) zum Erzeugen von Summe/Differenz-Frequenz-Licht, jedes Mal, wenn das zu testende optische Signal und das Sampling-Licht denselben durchlaufen; und

einem Detektor (70) zum Erfassen des Summe/Differenz-Frequenz-Lichts, das durch den optischen Mischer (50) erzeugt wird, und zum Bereitstellen eines Detektorsignals, das den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals darstellt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ein Verarbeitungssystem (80) zum Verarbeiten des Detektorsignals umfasst, um den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals zu rekonstruieren. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ein Filter (60) zum selektiven Übertragen des Summe/Differenz-Frequenz-Lichts von dem optischen Mischer (50) an den Detektor umfasst. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, die einen optischen Eingangspfad (30), der optisch mit dem optischen Geschlossene-Schleife-Weg (20) gekoppelt ist, zum Eingeben des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts zur Zirkulation in Richtungen, die aus der gleichen und der entgegengesetzten Richtung ausgewählt sind, umfasst. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der optische Geschlossene-Schleife-Weg (20) einen Einstellmechanismus (90) zum Einstellen einer Zeitgebung, zu der das Summe/Differenz-Frequenz-Licht erzeugt wird, umfasst. Ein Verfahren zum Messen eines zu testenden optischen Signals durch optisches Sampling, mit folgenden Schritten:

Zirkulieren (102) des zu testenden optischen Signals und von Sampling-Licht, das eine Wellenlänge aufweist, die sich von derjenigen des zu testenden optischen Signals unterscheidet, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten;

Erzeugen (104) von Summe/Differenz-Frequenz-Licht für jede Zirkulation des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts; und

Erfassen (106) des Summe/Differenz-Frequenz-Lichts und Bereitstellen eines Detektorsignals, das den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals darstellt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, das den Schritt eines Verarbeitens des Detektorsignals, um den Signalverlauf des zu testenden optischen Signals zu rekonstruieren, umfasst. Ein Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, das den Schritt eines frequenzselektiven Übertragens des Summe/Differenz-Frequenz-Lichts zwischen dem Erzeugen und dem Erfassen des Summe/Differenz-Frequenz-Lichts umfasst. Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, 7 oder 8, das den Schritt eines Eingebens des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts zur Zirkulation in Richtungen, die aus der gleichen und der entgegengesetzten Richtung ausgewählt sind, umfasst. Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, 7, 8 oder 9, bei dem der Schritt des Zirkulierens des zu testenden optischen Signals und des Sampling-Lichts ein Einstellen einer Zeitgebung, zu der das Summe/Differenz-Frequenz-Licht erzeugt wird, umfasst.






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