JIS C 5945:2005 光伝送用半導体レーザモジュール測定方法 | ページ 5

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C 5945 : 2005
  1) 動作温度Top
  2) 順電流If又は光ファイバ端出力Pf
                             図 22 相対強度雑音(RIN)の測定回路
6.18 高調波ひずみ
  アナログ光伝送用半導体モジュールの高調波ひずみ測定には,CATVシステム(Cable Television System)
のような多チャンネルシステムで使われる複合2次ひずみ(CSO)及び 複合3次ひずみ(CTB)測定と,
2チャンネルの変調信号による2次相互変調ひずみ(IMD2), 3次相互変調ひずみ(IMD3)測定がある。
6.18.1 複合2次ひずみ(CSO),複合3次ひずみ(CTB)
a) 目的 規定された状態での,半導体レーザモジュールの複合2次ひずみ(CSO),複合3次ひずみ(CTB)
    を測定することを目的とする。
b) 測定回路 複合2次ひずみ(CSO),複合3次ひずみ(CTB)の測定は,図23に示す回路によって,
    次の方法で行う。
c) 測定方法 半導体レーザモジュールのレーザ素子端子間に電源P1により規定の順電流If又は規定の光
    ファイバ端出力Pfを得る順電流Ifを流し,さらに規定の振幅の正弦波信号S1..SN(周波数f1..fN)を重
    畳する。信号の数Nは,10以上が望ましい。正弦波信号S1..SNの振幅は半導体レーザの変調光のパワ
    ーが同じ値Psになるように調整する。半導体レーザから放出された光を受光素子に入射し,電気信号
    に変換する。この電気信号を着目する周波数の近傍のみを透過するバンドパスフィルタを通してスペ
    クトラムアナライザにより記録する。各信号周波数f1..fNごとにアッテネータで変調する電気信号のパ
    ワーを変化させながら,そのパワーと変調された光のパワーを切り替えスイッチSWで切り変えて測
    定する。
      図24に示すように,複合2次ひずみ(CSO)は周波数周波数2fi,fi±fj,複合3次ひずみ(CTB)
    は3fi,2fi±fj, fi±fj±fkに発生する。
d) 測定上の注意   受光素子については,半導体レーザモジュールのひずみよりも十分小さいひずみの素

――――― [JIS C 5945 pdf 21] ―――――

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    子を用いる。また,受光素子などから半導体レーザモジュールへの戻り光量は,十分小さく抑えるよ
    う注意する。受光素子及びスペクトラムアナライザは,測定する高調波の周波数よりも十分広い帯域
    幅をもつものとする。スペクトラムアナライザの代わりに,選択レベルメータなどを用いてもよい。
                                   S1···SNのパワーモニタ用ライン(スイッチ切り替え)
                                                         信号用ディテクタ
                      A
                                                                    E2
                                  E1
               S1···SN  : 正弦波信号源         供試半導体レーザ
               E1 :  レーザバイアス用直流電源
               E2 :  ディテクタ逆バイアス用直流電源
               C1,C2  :  結合用コンデンサ
               RL1  :  インピーダンス整合用抵抗
               RL2 : 負荷抵抗
              図 23 複合2次ひずみ(CSO),複合3次ひずみ(CTB)ひずみ測定回路
            パ
            ワ
            ー
                図 24 複合2次ひずみ(CSO),複合3次ひずみ(CTB)ひずみ測定
6.18.2 2次相互変調ひずみ(IMD2) , 3次相互変調ひずみ(IMD3)
a) 目的 規定された状態での,半導体レーザモジュールの2次相互変調ひずみ(IMD2) , 3次相互変
    調ひずみ(IMD3)を測定することを目的とする。
b) 測定回路 2次相互変調ひずみ(IMD2) , 3次相互変調ひずみ(IMD3)の測定は,図25に示す回路

――――― [JIS C 5945 pdf 22] ―――――

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C 5945 : 2005
    によって,次の方法で行う。
c) 測定方法 半導体レーザモジュールのレーザ素子端子間に電源P1により規定の順電流If又は規定の光
    ファイバ端出力Pfを得る順電流Ifを流し,さらに規定の振幅の正弦波信号S1,S2(周波数f1,f2)を重
    畳する。正弦波信号S1..SNの振幅は半導体レーザの変調光のパワーPsが同じになるように調整する。
    半導体レーザから放出された光を受光素子に入射し,電気信号に変換する。アッテネータで変調する
    電気信号のパワーを変化させながら,そのパワーと,変調された光のパワーを切り替えスイッチSW
    で切り変えてスペクトラムアナライザにより記録する。図26に示すように,2次相互変調ひずみ
    (IMD2)は周波数周波数f1+f2,f2−f1に発生するIM2信号のパワーとPsの比,3次相互変調ひずみ
    (IMD3)は2f1−f2,2f2−f1に発生するIM3信号とPsの比をdBで表わす。図27は変調パワーとPs,
    IM2,IM3,IMD2,IMD3の関係を示すグラフである。
d) 測定上の注意   受光素子については,半導体レーザモジュールのひずみよりも十分小さいひずみの素
    子を用いる。また,受光素子などから半導体レーザモジュールへの戻り光量は,十分小さく抑えるよ
    う注意する。受光素子及びスペクトラムアナライザは,測定する高調波の周波数よりも十分広い帯域
    幅をもつものとする。スペクトラムアナライザの代わりに,選択レベルメータなどを用いてもよい。
e) 個別仕様書に規定すべき項目
  1) 動作温度Top
  2) 順電流If又は光ファイバ端出力Pf
  3) 半導体レーザモジュールと受光素子との間の光減衰退量及びその方法
  4) ファイバ長又はファイバ総分散
  5) 入力負荷抵抗
  6) 変調度
  7) チャンネル数及びチャンネル配置
  8) フィルタのバンド幅

――――― [JIS C 5945 pdf 23] ―――――

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                                                                                   C 5945 : 2005
                                     S1···SNのパワーモニタ用ライン(スイッチ切り替え)
                                                           信号用ディテクタ
                     A
                                                                               E2
                                E1
                                              供試半導体レーザ
              S1,S2  : 正弦波信号源
              E1 : レーザバイアス用直流電源
              E2 : ディテクタ逆バイアス用直流電源
              C1,C2  :  結合用コンデンサ
              RL1  :  インピーダンス整合用抵抗
              RL2 : 負荷抵抗
           図 25 2次相互変調ひずみ(IMD2),3次相互変調ひずみ(IMD3)の測定回路
      パワー
             図 26 2次相互変調ひずみ(IMD2),3次相互変調ひずみ(IMD3)の測定

――――― [JIS C 5945 pdf 24] ―――――

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C 5945 : 2005
             図 27 2次相互変調ひずみ(IMD2),3次相互変調ひずみ(IMD3)の測定
6.19 信号対雑音強度比(CNR : Carrier to Nose ratio)
6.19.1 目的 規定された状態での,半導体レーザモジュールの信号対雑音強度比を測定することを目的と
する。
6.19.2 測定回路 信号対雑音強度比の測定は,図28に示す回路によって,次の方法で行う。
6.19.3 測定方法 半導体レーザモジュールのレーザ素子端子間に電源P1により規定の順電流If又は規定
の光ファイバ端出力Pfを得る順電流Ifを流し,さらに規定の振幅の正弦波信号S1..SN(周波数f1..fN)を重
畳する。正弦波信号S1..SNの振幅を同じ値になるように調整する。半導体レーザから放出された光を受光
素子に入射し,電気信号に変換する。スペクトラムアナライザにて特定の周波数の信号のパワーをキャリ
アレベルとして記録し,また,この電気信号をバンドパスフィルタを通した後の特定の帯域幅での雑音レ
ベルを記録する。スペクトルアナライザのダイナミックレンジが不足する場合は,バンドパスフィルタの
後に低ノイズ増幅器を挿入してもよい。式(12)によって信号対雑音強度比CNRを算出する。
                        CNR            N                      ..........(12)
               ここに,C  : キャリア信号レベル (dBm)
                       N : 雑音レベル (dBm)
                       K1 : 帯域幅変換係数 10log10(1チャンネルの帯域幅/B)
                       B : スペクトラムアナライザのResolution帯域幅の1.2倍
                                                                              1
                       K : 正弦波平均電圧計の実効電圧変換係数
                         2                                      20log  102    2
                                                                                                 dB)

――――― [JIS C 5945 pdf 25] ―――――

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