MZ型光変調器を用いたPD周波数特性校正法-従来技術との比較および誤差解析

摘要

We propose a calibration method of frequency response of PDs, which use Mach Zehnder optical intensity modulator. Based on the so-called heterodyne technique, National Institute of Standard and Technology (NIST) have been providing an O/E transfer standard implemented by two Nd:YAG lasers with a complex control systems. Our goal is a simple and easy O/E transfer standard that ordinary users could use it for calibrating their PDs at their laboratories. Such a scheme could be expected to improve the uncertainty drastically. In this paper, we first explain the heterodyne technique and the properties required to the two-lightwave source of the O/E transfer standard. Then, how to implement it by MZ modulator, and how to assure the criterion of "identical power" between two lightwaves are proposed. At last a trial calibration results demonstrated the potential of the proposed calibration method.%PDのような光電変換デバイスの周波数特性を校正する方法として、周波数応答の光電変換標準をMZ型光強度変調器で実現する方法を提案する.従来は、米国標準技術研究所（NIST）が光電変換の周波数応答に関する標準を定め、それにトレーサプルなデバイスを用いた測定器が市販されており、多くのユーザはこれを利用していた。しかし、校正間隔が長くなるためか、絶対不確かさが大きい。筆者らは、NISTが採用しているヘテロダイン法を高消光比光変調器を活用することで実現し、簡便で高確度なPD周波数特性の測定が可能になることを提案している。本稿では、光およびRFのパワー測定誤差と光源の不完全性による誤差の関係を明らかにし、光源として必要な性能を定量的に明らかにした。また、従来技術としての光コンポーネントアナライザ（LCA）の測定結果と比較し、インピーダンス整合が誤差に与える影響が大きいことが明らかとなった。