JP2679223B2 - 光変調方法及び光変調器 - Google Patents
光変調方法及び光変調器Info
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- JP2679223B2 JP2679223B2 JP1061534A JP6153489A JP2679223B2 JP 2679223 B2 JP2679223 B2 JP 2679223B2 JP 1061534 A JP1061534 A JP 1061534A JP 6153489 A JP6153489 A JP 6153489A JP 2679223 B2 JP2679223 B2 JP 2679223B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光ファイバを伝送路とする光通信システムにおいて、
高速のディジタル信号を長距離伝送する伝送装置に用い
る光変調方式に関し、数ギガビット／秒以上の伝送速度
においても，ファイバ波長分散の大きいファイバを長距
離伝送できる光変調方式を提供することを目的とし、マ
ッハツェンダ干渉計型光変調器において，二つの光導波
路を伝播する光の位相を非対称に変調することにより、
変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を長波長側に
動かし，立ち下がり部分の中心波長を短波長側に動かす
ものである。
高速のディジタル信号を長距離伝送する伝送装置に用い
る光変調方式に関し、数ギガビット／秒以上の伝送速度
においても，ファイバ波長分散の大きいファイバを長距
離伝送できる光変調方式を提供することを目的とし、マ
ッハツェンダ干渉計型光変調器において，二つの光導波
路を伝播する光の位相を非対称に変調することにより、
変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を長波長側に
動かし，立ち下がり部分の中心波長を短波長側に動かす
ものである。
本発明は、光ファイバ等を伝送路とし、高速のディジ
タル信号をのせた光信号を長距離にわたって伝送する光
通信システムにおいて、伝送路に光信号を送出する伝送
装置等に用いられるべき光変調方法及びその方法に具さ
れる光変調器に関する。
タル信号をのせた光信号を長距離にわたって伝送する光
通信システムにおいて、伝送路に光信号を送出する伝送
装置等に用いられるべき光変調方法及びその方法に具さ
れる光変調器に関する。
第14図は光通信システムの構成を示す図であり、従来
より良く知られた光通信システムを示している。図中、
10,20はそれぞれ送信側および受信側の光伝送装置であ
る。30は光ファイバ伝送路を示している。
より良く知られた光通信システムを示している。図中、
10,20はそれぞれ送信側および受信側の光伝送装置であ
る。30は光ファイバ伝送路を示している。
送信側の光伝送装置10は、高速のディジタル信号を乗
せた電気信号により強度変調された光信号を生成し、生
成した光信号は光ファイバ伝送路30へ導入される。光信
号は、光ファイバ伝送路30内を伝搬し、受信側の光伝送
装置20へと伝送され、光伝送装置20内の図示しない光電
変換素子等により電気信号へ変換され、当初のディジタ
ル信号が受信されるものである。
せた電気信号により強度変調された光信号を生成し、生
成した光信号は光ファイバ伝送路30へ導入される。光信
号は、光ファイバ伝送路30内を伝搬し、受信側の光伝送
装置20へと伝送され、光伝送装置20内の図示しない光電
変換素子等により電気信号へ変換され、当初のディジタ
ル信号が受信されるものである。
第15図は光ファイバ伝送路の波長分散特性を説明する
図である。なお、第15図において、横軸は波長、縦軸は
波長分散を示しており、λ０は零分散波長を示す。
図である。なお、第15図において、横軸は波長、縦軸は
波長分散を示しており、λ０は零分散波長を示す。
光ファイバ伝送路は、第15図に示すような、波長分散
特性を有している。すなわち、同一の光ファイバ伝送路
であっても、光の伝搬速度はその波長によって異なるも
のである。すなわち、零分散波長λ０より長い波長領域
では波長分散係数（ps/nm/km）は正の値をとり、短い値
では負の値をとる。
特性を有している。すなわち、同一の光ファイバ伝送路
であっても、光の伝搬速度はその波長によって異なるも
のである。すなわち、零分散波長λ０より長い波長領域
では波長分散係数（ps/nm/km）は正の値をとり、短い値
では負の値をとる。
一方、半導体レーザ素子等の光電をディジタル信号で
直接駆動する周知の直接変調方式においては、光源の物
理的特性の要因によりパルス波形内で中心波長が変動す
ることが知られている。すなわち、光源がしきい値電圧
前後で駆動される光パルスの立ち上がり部分及び立ち下
がり部分では、発光波長が所定の中心波長付近で不安定
となる現象である。このような現象は波長チャーピング
または単にチャーピングと呼ばれ、上述の伝送路の波長
分散特性との相乗作用によりパルス波形劣化を及ぼすも
のである。
直接駆動する周知の直接変調方式においては、光源の物
理的特性の要因によりパルス波形内で中心波長が変動す
ることが知られている。すなわち、光源がしきい値電圧
前後で駆動される光パルスの立ち上がり部分及び立ち下
がり部分では、発光波長が所定の中心波長付近で不安定
となる現象である。このような現象は波長チャーピング
または単にチャーピングと呼ばれ、上述の伝送路の波長
分散特性との相乗作用によりパルス波形劣化を及ぼすも
のである。
第16図は光パルス波形の劣化を説明する図である。
ここで、上記チャーピングの生じた光パルスが光ファ
イバ伝送路内をある相当の距離にわたって伝送される場
合を考えると、光パルス内には異なる波長の成分が存在
するので、これらの波長成分間に伝送遅延差が生じる。
イバ伝送路内をある相当の距離にわたって伝送される場
合を考えると、光パルス内には異なる波長の成分が存在
するので、これらの波長成分間に伝送遅延差が生じる。
すると、第16図の（ａ）に示したような当初の光パル
ス波形は、異なる伝送遅延を有する成分が合成された状
態となるため伝送路内でくずれていき、最終的には同図
の（ｂ）に示すような波形劣化を生じるものである。
ス波形は、異なる伝送遅延を有する成分が合成された状
態となるため伝送路内でくずれていき、最終的には同図
の（ｂ）に示すような波形劣化を生じるものである。
一方、このときのチャーピングは、光パルス波形内の
スペクトル広がりとしてとらえることができ、このよう
なスペクトル広がりをより少なくすることにより、波形
劣化をある程度抑制することができるものと考えられ
る。すなわち、変調による波長のチャーピングを零にで
きるような変調方法を採用すれば、スペクトル広がりが
緩和されることになり、波形劣化の抑制が期待できる。
スペクトル広がりとしてとらえることができ、このよう
なスペクトル広がりをより少なくすることにより、波形
劣化をある程度抑制することができるものと考えられ
る。すなわち、変調による波長のチャーピングを零にで
きるような変調方法を採用すれば、スペクトル広がりが
緩和されることになり、波形劣化の抑制が期待できる。
このため、光源自体を信号によって直接駆動せずに、
外部に設けた干渉型光変調器により光パルスを生成する
ことで、スペクトル広がりの小さな変調を行うことがで
きるものとして、外部変調方式による光変調方法が注目
されている。
外部に設けた干渉型光変調器により光パルスを生成する
ことで、スペクトル広がりの小さな変調を行うことがで
きるものとして、外部変調方式による光変調方法が注目
されている。
スペクトル広がりが最も小さく、したがって光ファイ
バの波長分散の影響を受けにくい光変調方式の一つに、
光の干渉を応用したマッハツェンダ干渉計型光変調器等
の光変調器（以下、干渉型光変調器）による外部変調方
式がある。
バの波長分散の影響を受けにくい光変調方式の一つに、
光の干渉を応用したマッハツェンダ干渉計型光変調器等
の光変調器（以下、干渉型光変調器）による外部変調方
式がある。
良く知られる一般的な干渉型変調器では、光源から導
入される光を分岐し、制御電極を設けた２つの光導波路
内を伝搬させて各々の光の位相を逆方向に同じ量だけ増
減させることによって０又はπの位相差を与え、互いに
干渉させることで波長チャーピングの少ない、強度変調
された光パルスが生成される。
入される光を分岐し、制御電極を設けた２つの光導波路
内を伝搬させて各々の光の位相を逆方向に同じ量だけ増
減させることによって０又はπの位相差を与え、互いに
干渉させることで波長チャーピングの少ない、強度変調
された光パルスが生成される。
すなわち、干渉型変調器は、変調波形のフーリエ成分
である変調側波帯による広がりまで波長チャーピングを
小さくすることができる（F.KOYAMA et al.,JOURNAL OF
LIGHTWAVE TECHNOLOGY,VOL.6,NO.1,1988,PP.87−9
3）。
である変調側波帯による広がりまで波長チャーピングを
小さくすることができる（F.KOYAMA et al.,JOURNAL OF
LIGHTWAVE TECHNOLOGY,VOL.6,NO.1,1988,PP.87−9
3）。
ところが、数ギガビット／秒以上の伝送速度において
は、たとえ波長チャーピングを零にしても、変調側波帯
によるスペクトル広がりが本質的に存在するため、光フ
ァイバ伝送路の波長分散特性による光パルス波形の劣化
を完全に無視することはできない。
は、たとえ波長チャーピングを零にしても、変調側波帯
によるスペクトル広がりが本質的に存在するため、光フ
ァイバ伝送路の波長分散特性による光パルス波形の劣化
を完全に無視することはできない。
したがって、上述のような外部変調方式を採用するこ
とによって光パルスのスペクトル広がりを変調側波帯に
よるものにまで低減しても、数ギガビット／秒以上とい
った高速な伝送速度の領域では、例えば、使用する光源
の中心波長に対して零分散とならない光ファイバ伝送路
を用いた光伝送システムでは長距離伝送ができないとい
う問題があった。
とによって光パルスのスペクトル広がりを変調側波帯に
よるものにまで低減しても、数ギガビット／秒以上とい
った高速な伝送速度の領域では、例えば、使用する光源
の中心波長に対して零分散とならない光ファイバ伝送路
を用いた光伝送システムでは長距離伝送ができないとい
う問題があった。
本発明は、数ギガビット／秒以上の伝送速度であっ
て、波長分散の大きい光ファイバ伝送路においても長距
離伝送可能な光伝送方法を提供することを目的とする。
て、波長分散の大きい光ファイバ伝送路においても長距
離伝送可能な光伝送方法を提供することを目的とする。
第１図および第２図は本発明の原理説明図である。第
１図は，マッハツェンダ干渉計型光変調器の各部の光の
電界を表している。図中E0は入力光の電界の振幅，ω０
は電界の角周波数,tは時間，φA,φＢはそれぞれ光導波
路ＡおよびＢにおいて変調された位相を表す。Eout
（ｔ）は出力光の電界であり，詳細を（１）式に示す。
１図は，マッハツェンダ干渉計型光変調器の各部の光の
電界を表している。図中E0は入力光の電界の振幅，ω０
は電界の角周波数,tは時間，φA,φＢはそれぞれ光導波
路ＡおよびＢにおいて変調された位相を表す。Eout
（ｔ）は出力光の電界であり，詳細を（１）式に示す。
Eout（ｔ） ＝E0/2（COS（ω0t＋φＡ）＋COS（ω0t＋φＢ）） ＝E0/2（X2＋Y2）1/2COS（ω0t−tan-1（Y/X）） …（１） ただし Ｘ＝COS（φＡ）＋COS（φＢ） Ｙ＝SIN（φＡ）＋SIN（φＢ） （１）式からわかる様にEout（ｔ）にはtan-1（Y/X）
の位相変調がかかっている。これは以下に示す様に波長
チャーピングとなる。
の位相変調がかかっている。これは以下に示す様に波長
チャーピングとなる。
ω0t−tan-1（Y/X）をΦとおくと，角周波数は ω（ｔ）＝ｄΦ/dt＝ω０−ｄ（tan-1（Y/X））/dt,ま
た波長はλ＝２πc/ω（ｔ）（ｃは光速）より，Δω＝
−ｄ（tan-1（Y/X））/dtが波長チャーピングを引き起
こす。
た波長はλ＝２πc/ω（ｔ）（ｃは光速）より，Δω＝
−ｄ（tan-1（Y/X））/dtが波長チャーピングを引き起
こす。
ここで位相の変調を以下のようにおこなう。
φＡ＞0,φＢ＜0,ABS（φＡ）＞ABS（φＢ） ABS（φＢ−φＡ）≒０（光出力High）， ABS（φＢ−φＡ）≒π（光出力Low） ただしABS（φ）はφの絶対値を表す。
この時の各部の動作波形を図２に示す。
ｆに示す様に出力光強度が立ち上がる部分で出力光の
位相が遅れ，立ち下がる部分では位相が進む。これに対
応して中心波長がｇに示す様に立ち上がり部分で長波長
側に，立ち下がり部分で短波長側に動く。
位相が遅れ，立ち下がる部分では位相が進む。これに対
応して中心波長がｇに示す様に立ち上がり部分で長波長
側に，立ち下がり部分で短波長側に動く。
従来はφＡ＝−φＢという条件で変調をおこなってい
た。この場合Eout（ｔ）は（２）式となる。
た。この場合Eout（ｔ）は（２）式となる。
Eout（ｔ）＝E0COS（φ）COS（ω0t） …（２） ただしφ＝φＡ＝−φＢ この場合φの変調により光電界の振幅が変調されるだ
けで変調に伴う波長変動は生じない。
けで変調に伴う波長変動は生じない。
本発明では、変調器の各導波路の位相を非対称に変調
することにより、出力光の中心波長を図２の（ｇ）に示
すように、立ち上がり部分で長波長側に、また、立ち下
がり部分で短波長側に動くようにした。
することにより、出力光の中心波長を図２の（ｇ）に示
すように、立ち上がり部分で長波長側に、また、立ち下
がり部分で短波長側に動くようにした。
一方、光ファイバ伝送路の波長分散係数は、第15図に
示すように、光伝送路に例えば、1.3μｍ帯で零分散波
長を示すシングルモードファイバを用い、信号光波長と
して、波長分散係数の正の領域、例えば損失の少ない1.
55μｍ帯で使用した場合等に大きな値となる。
示すように、光伝送路に例えば、1.3μｍ帯で零分散波
長を示すシングルモードファイバを用い、信号光波長と
して、波長分散係数の正の領域、例えば損失の少ない1.
55μｍ帯で使用した場合等に大きな値となる。
このときの波長分散係数は例えば最大20ps/nm/kmであ
り、波長が長くなるほど光ファイバ内を伝搬する速度が
遅くなる。
り、波長が長くなるほど光ファイバ内を伝搬する速度が
遅くなる。
したがって、上述のように非対称に位相を変調したこ
とにより生成された波長チャーピングと、光ファイバ伝
送路の正の波長分散の効果とにより、光パルスの立ち上
がり部分では波長が長くなるため相対的に伝搬速度が遅
れ、立ち下がり部分では波長が短くなるため逆に相対的
に伝搬速度は早まることとなる。以上のような作用によ
れば、本発明によって生成された光パルスは光ファイバ
伝送路を伝搬する間にパルス圧縮を生じる。
とにより生成された波長チャーピングと、光ファイバ伝
送路の正の波長分散の効果とにより、光パルスの立ち上
がり部分では波長が長くなるため相対的に伝搬速度が遅
れ、立ち下がり部分では波長が短くなるため逆に相対的
に伝搬速度は早まることとなる。以上のような作用によ
れば、本発明によって生成された光パルスは光ファイバ
伝送路を伝搬する間にパルス圧縮を生じる。
このパルス圧縮は、変調側波帯と光ファイバ伝送路の
波長分散によって生じる波形広がりを補償する方向に働
くことになり、したがって伝送可能な光ファイバ長を改
善する作用をする。
波長分散によって生じる波形広がりを補償する方向に働
くことになり、したがって伝送可能な光ファイバ長を改
善する作用をする。
〔実施例〕 マッハツェンダ干渉計型光変調器において，光の位相
変調には電気光学効果を用いる。すなわち電気光学効果
を持つ物質の屈折率を電界により変化させることによ
り，光の位相を変化させる。
変調には電気光学効果を用いる。すなわち電気光学効果
を持つ物質の屈折率を電界により変化させることによ
り，光の位相を変化させる。
従って，マッハツェンダ干渉計型光変調器において，
二つの光導波路を伝播する光の位相を非対称に変調する
方法としていくつかの方法が考えられる。一つは，各導
波路をそれぞれ異なる駆動電圧で変調する方法である，
二つ目は駆動電圧は同じであるが電極の断面構造を非対
称にすることにより，光導波路への変調電界のかかり方
を非対称にする方法がある。三つ目は各導波路でそれぞ
れ電極長を変えて光が屈折率変化を感じる導波路長を変
える方法である。
二つの光導波路を伝播する光の位相を非対称に変調する
方法としていくつかの方法が考えられる。一つは，各導
波路をそれぞれ異なる駆動電圧で変調する方法である，
二つ目は駆動電圧は同じであるが電極の断面構造を非対
称にすることにより，光導波路への変調電界のかかり方
を非対称にする方法がある。三つ目は各導波路でそれぞ
れ電極長を変えて光が屈折率変化を感じる導波路長を変
える方法である。
図３に第１の実施例を示す。これは，駆動電圧振幅を
非対称にかける例であり,Z板電気光学結晶を想定してい
る。Ｘ板およびＹ板電気光学結晶でも同様に実施でき
る。図中,1は位相変調を大きくかける方の光導波路であ
り,2は位相変調を小さくかける方の光導波路である。３
は変調用電極であり,4はアース電極である。３と４で進
行波型電極を構成している。５は終端抵抗であり，進行
波型電極の特性インピーダンスと整合している。６は光
導波路１の位相変調を行うための駆動回路,7は光導波路
２の位相変調を行うための駆動回路である。
非対称にかける例であり,Z板電気光学結晶を想定してい
る。Ｘ板およびＹ板電気光学結晶でも同様に実施でき
る。図中,1は位相変調を大きくかける方の光導波路であ
り,2は位相変調を小さくかける方の光導波路である。３
は変調用電極であり,4はアース電極である。３と４で進
行波型電極を構成している。５は終端抵抗であり，進行
波型電極の特性インピーダンスと整合している。６は光
導波路１の位相変調を行うための駆動回路,7は光導波路
２の位相変調を行うための駆動回路である。
第４図は第１の実施例の動作を示すタイムチャート図
である。V1は光導波路１の位相変調を行う駆動波形であ
り,V2は光導波路２の位相変調を行う駆動波形である。V
1とV2で極性を逆にし，駆動電圧振幅はV1の方を大きく
ことにより位相変調を非対称にかける。
である。V1は光導波路１の位相変調を行う駆動波形であ
り,V2は光導波路２の位相変調を行う駆動波形である。V
1とV2で極性を逆にし，駆動電圧振幅はV1の方を大きく
ことにより位相変調を非対称にかける。
第５図に第２の実施例を示す。これは，電極長を非対
称にして位相変調を非対称にかけるものであり,Z板電気
光学結晶を想定している。第５図〜第11図まで図中の１
〜４の記号の意味は図３の記号の意味と同じである。
称にして位相変調を非対称にかけるものであり,Z板電気
光学結晶を想定している。第５図〜第11図まで図中の１
〜４の記号の意味は図３の記号の意味と同じである。
第６図に第３の実施例を示す。これは，電極長を非対
称にして位相変調を非対称にかけるものであり,X板また
はＹ板電気光学結晶を想定している。
称にして位相変調を非対称にかけるものであり,X板また
はＹ板電気光学結晶を想定している。
第７図に第４の実施例を示す。図７は，変調器の断面
構造を示している。本実施例は，電極の断面構造を非対
称にすることにより位相変調を非対称にかけるものであ
り,Z板電気光学結晶を想定している。本例では，光導波
路２から少し位置をずらして電極を配置している。
構造を示している。本実施例は，電極の断面構造を非対
称にすることにより位相変調を非対称にかけるものであ
り,Z板電気光学結晶を想定している。本例では，光導波
路２から少し位置をずらして電極を配置している。
第８図に第５の実施例を示す。本実施例は電極の断面
構造を非対称にすることにより位相変調を非対称にかけ
るものであり,X板またはＹ板電気光学結晶を想定してい
る。本例では，光導波路２と電極間の距離を大きくして
いる。
構造を非対称にすることにより位相変調を非対称にかけ
るものであり,X板またはＹ板電気光学結晶を想定してい
る。本例では，光導波路２と電極間の距離を大きくして
いる。
第９図に第６の実施例を示す。本実施例は電極の断面
構造を非対称にすることにより位相変調を非対称にかけ
るものであり,X板またはＹ板電気光学結晶を想定してい
る。一つの変調用電極で光導波路1,2を変調しており，
光導波路２と電極間の距離を大きくしている。
構造を非対称にすることにより位相変調を非対称にかけ
るものであり,X板またはＹ板電気光学結晶を想定してい
る。一つの変調用電極で光導波路1,2を変調しており，
光導波路２と電極間の距離を大きくしている。
第10図に第７の実施例を示す。これは，光導波路１だ
けを変調するものであり,Z板電気光学結晶を想定してい
る。
けを変調するものであり,Z板電気光学結晶を想定してい
る。
第11図に第８の実施例を示す。これは，光導波路１だ
けを変調するものであり,X板またはＹ板電気光学結晶を
想定している。
けを変調するものであり,X板またはＹ板電気光学結晶を
想定している。
第12図は波長分散によって生じる最小受光電力の劣
化，すなわちパワーペナルティの計算結果である。ファ
イバ伝送によって生じるパワーペナルティの許容値を0.
5dBとした場合，従来の変調方法では許容できる波長分
散値が500〜700ps/nmであるのに対し，位相変調比を5:1
にした場合には1500ps/nm以上と改善される。第13図は
異なる位相変調比で同様の計算をおこなったものであ
り，変調比が2:1以上あれば良いことがわかる。
化，すなわちパワーペナルティの計算結果である。ファ
イバ伝送によって生じるパワーペナルティの許容値を0.
5dBとした場合，従来の変調方法では許容できる波長分
散値が500〜700ps/nmであるのに対し，位相変調比を5:1
にした場合には1500ps/nm以上と改善される。第13図は
異なる位相変調比で同様の計算をおこなったものであ
り，変調比が2:1以上あれば良いことがわかる。
以上の計算結果からわかる様に，本発明によれば従来
の変調方式に較べて，ファイバ伝送特性が改善され，高
速光通信装置の性能向上に寄与するところが大きい。
の変調方式に較べて，ファイバ伝送特性が改善され，高
速光通信装置の性能向上に寄与するところが大きい。
第１図および第２図は本発明の原理を示す図， 第３図は本発明の第１の実施例の構成図， 第４図は第１の実施例の動作を示すタイムチャート図， 第５図は本発明の第２の実施例を示す図， 第６図は本発明の第３の実施例を示す図， 第７図は本発明の第４の実施例を示す図， 第８図は本発明の第５の実施例を示す図， 第９図は本発明の第６の実施例を示す図， 第10図は本発明の第７の実施例を示す図， 第11図は本発明の第８の実施例を示す図， 第12図および第13図は本発明によるファイバ伝送特性改
善の計算結果を示す図， 第14図は光通信システムの構成図， 第15図は伝送路の波長分散特性を説明する図， 第16図はパルス波形の劣化を説明する図である。 図中， 1:位相変調を大きくかける方の光導波路， 2:位相変調を小さくかける方の光導波路， 3:変調用電極， 4:アース電極， 5:終端抵抗， 6:光導波路１の位相変調を行うための駆動回路， 7:光導波路２の位相変調を行うための駆動駆回路であ
る。
善の計算結果を示す図， 第14図は光通信システムの構成図， 第15図は伝送路の波長分散特性を説明する図， 第16図はパルス波形の劣化を説明する図である。 図中， 1:位相変調を大きくかける方の光導波路， 2:位相変調を小さくかける方の光導波路， 3:変調用電極， 4:アース電極， 5:終端抵抗， 6:光導波路１の位相変調を行うための駆動回路， 7:光導波路２の位相変調を行うための駆動駆回路であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖山 正 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 清野 實 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−212125（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−63917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−261220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−91111（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌ ｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ Ｖｏｌ．６ Ｎｏ．１ ｐ．87〜 ｐ．93 電子通信学会論文誌 Ｖｏｌ．Ｊ59− Ｃ Ｎｏ．３ ｐ．155−ｐ．162
Claims (8)
- 【請求項１】二つの光導波路と、少なくとも１つの光導
波路の屈折率を電気的に制御する制御手段とを有し、入
力光をそれぞれ各光導波路に入力し、各光導波路を伝搬
したそれぞれの光を合波して変調器出力光を出力する光
変調器の光変調方法において、 前記制御手段により、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
側に動かすように少なくとも１つの光導波路の屈折率を
制御することを特徴とする光変調方法。 - 【請求項２】二つの光導波路と、少なくとも１つの光導
波路の屈折率を電気的に制御する制御手段とを有し、入
力光をそれぞれ各光導波路に入力し、各光導波路を伝搬
したそれぞれの光を合波して変調器出力光を出力する光
変調器において、 前記制御手段は、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
側に動かすように少なくとも１つの光導波路の屈折率を
制御することを特徴とする光変調器。 - 【請求項３】電気光学結晶からなり一方の面に光導波路
が形成された基板と、前記光導波路の一部を並列に進行
する第１及び第２の並列進行部に分岐する分岐部及び、
該第１及び第２の並列進行部を集束する集束部を有する
前記光導波路と、前記基板上であって前記光導波路の各
々の並列進行部の近傍に沿ってそれぞれ一対に形成され
た第１及び第２の進行波型電極と、前記第１と第２の進
行波型電極を制御する制御手段を具備した干渉型光変調
器において、 前記第１の進行波型電極は、前記第２の進行波型電極と
は異なる電極長を有し、 前記制御手段は、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
側に動かすように前記各光導波路の屈折率を制御するこ
とを特徴とする干渉型光変調器。 - 【請求項４】電気光学結晶からなり一方の面に光導波路
が形成された基板と、前記光導波路の一部を並列に進行
する第１及び第２の並列進行部に分岐する分岐部及び、
該第１及び第２の並列進行部を集束する集束部を有する
前記光導波路と、前記基板上であって前記光導波路の各
々の並列進行部の近傍に沿ってそれぞれ一対に形成され
た第１及び第２の進行波型電極と、前記第１と第２の進
行波型電極を制御する制御手段を具備した干渉型光変調
器において、 前記第１の進行波型電極は、前記第１の並列進行部上で
あって、前記第１の並列進行部の中心線と異なる位置に
中心線を有し、 前記第２の進行波型電極は、前記第２の並列進行部上で
あって、前記第２の並列進行部の中心線と同じ位置に中
心線を有し、 前記制御手段は、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
側に動かすように前記各光導波路の屈折率を制御するこ
とを特徴とする干渉型光変調器。 - 【請求項５】電気光学結晶からなり一方の面に光導波路
が形成された基板と、前記光導波路の一部を並列に進行
する第１及び第２の並列進行部に分岐する分岐部及び、
該第１及び第２の並列進行部を集束する集束部を有する
前記光導波路と、前記基板上であって前記光導波路の各
々の並列進行部の近傍に沿ってそれぞれ一対に形成され
た第１及び第２の進行波型電極と、前記第１と第２の進
行波型電極を制御する制御手段を具備した干渉型光変調
器において、 前記第１及び第２の進行波型電極はその長さは同じ長さ
で、対応する前記第１と第２の並列進行部との配置関係
が対称となるように配置し、 前記制御手段は、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
側に動かすように第１の電極と第２の電極に異なる電圧
を与え前記各光導波路の屈折率を制御することを特徴と
する干渉型光変調器。 - 【請求項６】電気光学結晶からなり一方の面に光導波路
が形成された基板と、前記光導波路の一部を並列に進行
する第１及び第２の並列進行部に分岐する分岐部及び、
該第１及び第２の並列進行部を集束する集束部を有する
前記光導波路と、前記基板上であって前記光導波路の各
々の並列進行部の近傍に沿ってそれぞれ一対に形成され
た第１及び第２の進行波型電極と、前記第１と第２の進
行波型電極を制御する制御手段を具備した干渉型光変調
器において、 前記第１及び第２の進行波型電極間の中心線と、前記第
１及び第２の光導波路間の中心線とが異なるように前記
第１及び第２の進行波型電極を形成し、 且つ、前記第１及び第２の進行波型電極の電極間隔が、
それぞれ異なるように形成し、 前記制御手段は、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
に動かすように前記各光導波路の屈折率を制御すること
を特徴とする干渉型光変調器。 - 【請求項７】電気光学結晶からなり一方の面に光導波路
が形成された基板と、前記光導波路の一部を並列に進行
する第１及び第２の並列進行部に分岐する分岐部及び、
該第１及び第２の並列進行部を集束する集束部を有する
前記光導波路と、前記基板上であって前記光導波路の各
々の並列進行部の近傍に沿って形成された電極と、前４
記電極を制御する制御手段を具備した干渉型光変調器に
おいて、 前記電極は、信号電極と第１のアース電極と第２のアー
ス電極を有し、前記信号電極と前記第１のアース電極と
の間に前記第１の並列進行部を前記信号電極と前記第２
のアース電極との間に前記第２の並列進行部を設け、前
記信号電極から前記第１のアース電極までの距離と前記
信号電極から前記第２のアース電極までの距離を非対称
に構成し、 前記制御手段は、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
に動かすように前記各光導波路の屈折率を制御すること
を特徴とする干渉型光変調器。 - 【請求項８】電気光学結晶からなり一方の面に光導波路
が形成された基板と、前記光導波路の一部を並列に進行
する第１及び第２の並列進行部に分岐する分岐部及び、
該第１及び第２の並列進行部を集束する集束部を有する
前記光導波路と、前記基板上であって前記光導波路の並
列進行部の近傍に沿って形成された電極と、前記電極を
制御する制御手段を具備した干渉型光変調器において、 前記電極は、 前記光導波路の第１の並列進行部の近傍に設けられた変
調用電極と、 前記第１の並列進行部を軸とし前記第２の並列進行部の
形成された基板表面とは反対側の基板表面に設けられた
アース電極とからなり、 前記制御手段は、 前記各光導波路を伝搬する光の位相変化量の絶対値がそ
れぞれ異なり、 且つ、入力信号に応じて、伝搬する各光の位相変化量の
差の絶対値が０又はπとなるように、 且つ、前記変調器出力光の立ち上がり部分の中心波長を
長波長側に動かし、立ち下がり部分の中心波長を短波長
側に動かすように前記各光導波路の屈折率を制御するこ
とを特徴とする干渉型光変調器。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061534A JP2679223B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 光変調方法及び光変調器 |
| CA002011954A CA2011954C (en) | 1989-03-14 | 1990-03-12 | Optical modulator |
| US07/492,129 US5074631A (en) | 1989-03-14 | 1990-03-13 | Optical modulator |
| DE69033696T DE69033696T2 (de) | 1989-03-14 | 1990-03-14 | Optischer Modulator |
| DE69025481T DE69025481T2 (de) | 1989-03-14 | 1990-03-14 | Optischer Modulator |
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|---|---|---|---|
| JP1061534A JP2679223B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 光変調方法及び光変調器 |
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Family Applications (1)
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-
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Non-Patent Citations (2)
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