JP4884750B2 - 光変調器およびそのバイアス制御方法 - Google Patents
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Description
まず、実施の形態1にかかる光変調器の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1にかかる光変調器の構成を示す図である。同図に示す光変調器では、例えば電気光学効果を有するニオブ酸リチウム(LiNbO3)の基板上に、例えばTi拡散法などの手法を用いて形成されたMZ型導波路5が構成されている。このMZ型導波路5は、MZ型構造の光導波路として、図示するような上側導波路6aおよび下側導波路6bからなる一対の導波路を備えている。また、上側導波路6a上には、MZ型導波路5と同様なMZ型構造を有するMZ型光変調部13a(第1のMZ型光変調部)が形成され、下側導波路6b上には、MZ型構造のMZ型光変調部13b(第2のMZ型光変調部)と、光位相調整部15とが形成されている。なお、同図において、光位相調整部15は、MZ型光変調部13bの後段部に形成されているが、その前段部に形成されていてもよく、また、下側導波路6b上ではなく、上側導波路6a上に形成されていてもよい。
k1・[−cos(φ3)・[sin(φ1)・sin(φ2)+(cos(φ1)+1)・(cos(φ2)+1)]+sin(φ3)・[sin(φ1)・(cos(φ2)+1)−sin(φ2)・(cos(φ1)+1)]] ・・・(1)
k2・[cos(φ3)・[sin(φ1)・sin(φ2)+(cos(φ1)+1)・(cos(φ2)+1)]−sin(φ3)・[sin(φ1)・(cos(φ2)+1)−sin(φ2)・(cos(φ1)+1)]] ・・・(2)
図4は、本発明の実施の形態2にかかる光変調器の構成を示す図である。同図に示す光変調器は、和/差周波数成分生成手段を具現するミキシング手段16、同期検波手段18の構成に代えて、光電気変換手段17の出力をフィルタリングする電気フィルタ手段22と、光位相調整部15の直流バイアスを制御するために直流バイアス制御手段11cに出力する制御信号を生成するプロセッサ21と、を備えるように構成される。なお、実施の形態1の構成と同一あるいは同等である構成部には同一符号を付してその説明を省略するとともに、ここでは、実施の形態1と異なる処理についてのみ説明する。
図6は、本発明の実施の形態3にかかる光変調器の構成を示す図である。同図に示す光変調器は、図1および図4の構成から、光変調器の後段(光合波手段20の出力側)にMZ型光変調部13dを追加するように構成しており、この構成に付随して、MZ型光変調部13a,13bと同様に、MZ型光変調部13dに変調信号や直流バイアスを印加するための高周波変調信号駆動手段10d、直流バイアス制御手段11d低周波発振器14dおよび加算手段12dの各構成部が具備される。なお、その他前述の図1、図4と同一または同等の構成部には、同一符号を付して示しているが、光位相調整部15のバイアスを制御するための各構成部については図示を省略している。
6a 上側導波路
6b 下側導波路
10a,10b,10d 高周波変調信号駆動手段
11a,11b,11c,11d 直流バイアス制御手段
12a,12b,12d 加算手段
13a,13b,13d MZ型光変調部
14a,14b,14d 低周波発振器
15 光位相調整部
16 ミキシング手段
17,17a,17b,17c 光電気変換手段
18 同期検波手段
19a,19b 光分波手段
20 光合波手段
21 プロセッサ
22 電気フィルタ手段
Claims (18)
- キャリア光を2つに分波する分波手段と、該分波手段による各分波光が入力され、所定の変調を行う第1、第2の光変調部と、該第2の光変調部の入力側または出力側に接続される光位相調整部と、該第1および第2の光変調部の各出力を合波し、あるいは該第1の光変調部の出力と該光位相調整部の出力とを合波する光合波手段と、を備えた光変調器において、
前記第1の光変調部に印加される変調信号または直流バイアスに所定の周波数を有する第1の低周波信号を重畳する第1の低周波信号重畳手段と、
前記第2の光変調部に印加される変調信号または直流バイアスに前記第1の低周波信号とは周波数の異なる第2の低周波信号を重畳する第2の低周波信号重畳手段と、
前記第1の低周波信号と前記第2の低周波信号との間の和周波数成分および/または差周波数成分を生成する和/差周波数成分生成手段と、
前記光合波手段の合波出力から前記和周波数成分および/または差周波数成分における光量変化を検出する光量変化検出手段と、
前記光量変化検出手段の出力に基づいて前記光位相調整部の直流バイアスを制御する直流バイアス制御手段と、
を備えたことを特徴とする光変調器。 - 前記第1および第2の光変調部が、マッハツェンダー型光変調器で構成されることを特徴とする請求項1に記載の光変調器。
- 前記光位相調整部に対する直流バイアスの制御は、前記和/差周波数成分生成手段から出力される信号の和周波数成分および差周波数成分の基本波または高調波に基づいて行われることを特徴とする請求項1または2に記載の光変調器。
- 前記第1および第2の光変調部および前記光合波手段の各出力を個々にモニタするモニタ手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光変調器。
- 前記直流バイアス制御手段は、前記和周波数成分および/または差周波数成分の強度が最小もしくは概略ゼロとなるように、あるいは該和周波数成分と該差周波数成分の強度が概略等しくなるように、前記光位相調整部の直流バイアスを制御することを特徴とする請求項3または4に記載の光変調器。
- 前記和/差周波数成分生成手段は、自身が生成した和/差周波信号に基づいて前記光合波手段の出力を同期検波する同期検波手段を具備することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の光変調器。
- 前記同期検波手段は、前記光位相調整部における直流バイアス設定ポイントをシフトさせる動作点シフト手段を具備することを特徴とする請求項6に記載の光変調器。
- 前記低周波信号、前記和周波信号および前記差周波信号の各周波数成分は、前記変調信号が占有する主帯域外に存在し、かつ、相互に逓倍の関係とならないように設定されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の光変調器。
- 前記光変調器の出力光信号が、多値位相変調信号であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の光変調器。
- 前記光合波手段の出力側に光パルス信号を生成するための光変調部を備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の光変調器。
- 前記光位相調整部の直流バイアスを制御する前記直流バイアス制御手段に前記低周波信号、前記和周波信号および前記差周波信号とは異なり且つ逓倍関係にない周波数成分を有する低周波信号を重畳する低周波信号重畳手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の光変調器。
- 前記光位相調整部の前記直流バイアス制御手段に入力される低周波信号を波長多重化信号のチャネル識別に利用することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の光変調器。
- 前記光位相調整部の前記直流バイアス制御手段に入力される低周波信号に関連する光信号成分として、該低周波信号の基本波成分または高調波成分に基づいて直流バイアス制御が行われることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の光変調器。
- キャリア光を2つに分波する分波手段と、該分波手段による各分波光が入力され、所定の変調を行う第1、第2の光変調部と、該第2の光変調部の入力側または出力側に接続される光位相調整部と、該第1および第2の光変調部の各出力を合波し、あるいは該第1の光変調部の出力と該光位相調整部の出力とを合波する光合波手段と、を備えた光変調器のバイアス制御方法において、
所定の変調信号と所定の直流バイアスとが印加される前記第1の光変調部に所定の周波数を有する第1の低周波信号を重畳し、
所定の変調信号と所定の直流バイアスとが印加される前記第2の光変調部に前記第1の低周波信号とは周波数の異なる第2の低周波信号を重畳し、
前記第1の低周波信号と前記第2の低周波信号との間の和周波数成分および/または差周波数成分を生成し、
前記光合波手段の合波出力に基づいて検出した前記和周波数成分および/または差周波数成分における光量変化に応じて前記光位相調整部の直流バイアスを制御することを特徴とする光変調器のバイアス制御方法。 - 前記光位相調整部に対する直流バイアスの制御は、前記和周波数成分および前記差周波数成分の基本波または高調波に基づいて行われることを特徴とする請求項14に記載の光変調器のバイアス制御方法。
- 前記光位相調整部に対する直流バイアスの制御は、前記和周波数成分および/または差周波数成分の強度が最小もしくは概略ゼロとなるように、あるいは該和周波数成分と該差周波数成分の強度が概略等しくなるように行われることを特徴とする請求項14または15に記載の光変調器のバイアス制御方法。
- 前記低周波信号、前記和周波信号および前記差周波信号の各周波数成分は、前記変調信号が占有する主帯域外に存在し、かつ、相互に逓倍の関係とならないように設定されていることを特徴とする請求項14〜16のいずれか一つに記載の光変調器のバイアス制御方法。
- 前記光変調器の出力光信号が、多値位相変調信号であることを特徴とする請求項14〜17のいずれか一つに記載の光変調器のバイアス制御方法。
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