JP5694089B2 - 光サブキャリア生成器 - Google Patents
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Description
CW光を前記光分岐部へ出力するCW光源と、
前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相変調部に同一振幅電圧の正弦波電圧信号を印加する正弦波電気信号源と、
前記第1の光位相変調部に第1の直流バイアス電圧を印加する第1の直流電圧源と、
前記第2の光位相変調部に第2の直流バイアス電圧を印加する第2の直流電圧源とを有し、
且つ、前記正弦波電圧信号の振幅電圧をVm、前記第1の直流バイアス電圧をVb1、前記第2の直流バイアス電圧をVb2とすると、これらの大小関係がVb1>Vb2≧Vmであり、
前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相調整部のそれぞれを、前記同一振幅電圧の正弦波電圧信号と互いに異なる前記第1の直流バイアス電圧と前記第2の直流バイアス電圧とで駆動して、光位相変調振幅を制御することにより、前記第1の光位相変調部と前記第2の光位相変調部の間で非対称に光位相変調を行う構成であり、
前記第1の直流バイアス電圧及び前記第2の直流バイアス電圧と、前記第1の光位相変調部と前記第2の光位相変調部の間の位相差の調整において、前記正弦波電圧信号による位相変調振幅成分、及び、前記第1の直流バイアス電圧と前記第2の直流バイアス電圧による位相変化量の、前記第1の光位相変調部と前記第2の光位相変調部の間での位相差をそれぞれ、Δφ m 及びΔφ dc と定義するとき、直線Δφ m =−Δφ dc +πの位相差Δφ m ,Δφ dc の関係を満たすように前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相変調部を駆動することで、光サブキャリアの強度を一定とする光サブキャリア生成器であって、直線Δφ m =−Δφ dc +πの定義域の初期点Δφ dc1 とエラーバーの誤差範囲errが、非線形性を示す位相項φ nl によって、下記の式(I)及び式(II)で規定される範囲内となる位相差Δφ m ,Δφ dc の関係となるよう駆動電圧を調整する構成であることを特徴とする。
前記CW光源と前記マッハツェンダ型光変調器が、同一の半導体基板上にモノリシックに集積されて、CW光源モノリシック集積マッハツェンダ型光変調器を構成していることを特徴とする。
前記第1のアーム光導波路上に形成した第1の光位相調整部と、
前記第2のアーム光導波路上に形成した第2の光位相調整部と、
前記第1の光位相調整部に第1の直流電流又は第1の直流電圧を印加する第1の直流電源と、
前記第2の光位相調整部に第2の直流電流又は第2の直流電圧を印加する第2の直流電源とを有し、
前記第1の光位相調整部及び前記第2の光位相調整部のそれぞれを、前記第1及び第2の直流電流又は前記第1及び第2の直流電圧で駆動することにより、前記マッハツェンダ型光変調器の合波出力端である前記光結合部での初期位相差がゼロとなるように調整する構成であることを特徴とする。
また、CW光源と前記マッハツェンダ型光変調器を同一の半導体基板上にモノリシックに集積したCW光源モノリシック集積マッハツェンダ型光変調器を用いることにより、マッハツェンダ型光位相変調器とは別に外部のCW光源を設ける必要がなく、CW光源とマッハツェンダ型光位相変調器の間に偏光制御器を設ける必要がないため、更に装置構成が簡易で装置規模が小さい光サブキャリア生成器を実現することができる。
更には、第1の光位相変調部及び第2の光位相変調部に同一振幅電圧の正弦波電圧信号を印加するための分岐線路と電極を、半導体基板上に形成することにより、外部の電気信号配線を簡易化することもできる。
また、第1の光位相調整部と第2の光位相調整部を設けて位相調整を行うことにより、完全対称な構造でなくても、マッハツェンダ型光変調器の合波出力端(光結合部)での初期位相差をゼロにすることができる。
図1〜図3に基づき、本発明の実施例1に係る光サブキャリア生成器について説明する。
これに対して、量子閉じ込めシュタルク効果、電気光学カー効果、フランツ・ケルディッシュ効果などの非線形な屈折率変化を示す電気光学効果を、単独で又は複数組み合わせて利用すること、或いは前記電気光学効果の何れかとポッケルス効果とを組み合わせて利用することにより、光位相変調部25,26に屈折率変化を生じさせると、光位相変調部25,26は非線形特性を有するようになる。
なお、光位相変調部25,26に電界を印加したときにどの電気光学効果が発現するかは、光位相変調部25,26を構成する材料、或いは光位相変調部25,26のコア層やクラッド層の構造などにより決めることが可能であり、公知技術を用いればよい。
一般にマッハツェンダ光変調器20の入力電界と出力電界は、以下のような式で表わされる。
図4〜図10に基づき、本発明の実施の形態例2に係る光サブキャリア生成器について説明する。なお、本実施の形態例2の光サブキャリア生成器による光サブキャリア生成の原理については、上記実施の形態例1の光サブキャリア生成器と同様である。
従って、光サブキャリアの平坦化を可能とする位相関係Δφm及びΔφdcは、直線Δφm=−Δφdc+πに対して、式(13)及び(14)で与えられる範囲内に規定することができる。
図11に基づき、本発明の実施例3に係る光サブキャリア生成器について説明する。なお、本実施の形態例3の光サブキャリア生成器(図11)において、上記実施の形態例2の光サブキャリア生成器(図4)と同様の部分については、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。また、本実施の形態例3の光サブキャリア生成器による光サブキャリア生成の原理については、上記実施の形態例1,2の光サブキャリア生成器と同様である。
21 光分岐部
22 光結合部
23 第1のアーム光導波路
24 第2のアーム光導波路
25 第1の光位相変調部
26 第2の光位相変調部
31 CW光源
32 正弦波電気信号源
33 第1の直流電圧源
34 第2の直流電圧源
51 半導体基板
52 CW光源(半導体レーザ)
53 マッハツェンダ型光変調器
60 CW光源モノリシック集積マッハツェンダ型光変調器
61 正弦波電気信号源
62 第1の直流電圧源
63 第2の直流電圧源
71 光分岐部
72 光結合部
73 第1のアーム光導波路
74 第2のアーム光導波路
75 第1の光位相変調部
76 第2の光位相変調部
81 第1の電極
82 第2の電極
83 分岐線路
83a 第1の分岐部
83b 第2の分岐部
91 第1の光位相調整部
92 第2の光位相調整部
93 第1の直流電源
94 第2の直流電源
Claims (5)
- 光分岐部と、光結合部と、前記光結合部と前記光結合部とに挟まれた第1のアーム光導波路及び第2のアーム光導波路と、前記第1のアーム光導波路上に形成された非線形な位相−電圧特性を有する第1の光位相変調部と、前記第2のアーム光導波路上に形成された非線形な位相−電圧特性を有する第2の光位相変調部とを備えたマッハツェンダ型光変調器と、
CW光を前記光分岐部へ出力するCW光源と、
前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相変調部に同一振幅電圧の正弦波電圧信号を印加する正弦波電気信号源と、
前記第1の光位相変調部に第1の直流バイアス電圧を印加する第1の直流電圧源と、
前記第2の光位相変調部に第2の直流バイアス電圧を印加する第2の直流電圧源とを有し、
且つ、前記正弦波電圧信号の振幅電圧をVm、前記第1の直流バイアス電圧をVb1、前記第2の直流バイアス電圧をVb2とすると、これらの大小関係がVb1>Vb2≧Vmであり、
前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相調整部のそれぞれを、前記同一振幅電圧の正弦波電圧信号と互いに異なる前記第1の直流バイアス電圧と前記第2の直流バイアス電圧とで駆動して、光位相変調振幅を制御することにより、前記第1の光位相変調部と前記第2の光位相変調部の間で非対称に光位相変調を行う構成であり、
前記第1の直流バイアス電圧及び前記第2の直流バイアス電圧と、前記第1の光位相変調部と前記第2の光位相変調部の間の位相差の調整において、前記正弦波電圧信号による位相変調振幅成分、及び、前記第1の直流バイアス電圧と前記第2の直流バイアス電圧による位相変化量の、前記第1の光位相変調部と前記第2の光位相変調部の間での位相差をそれぞれ、Δφ m 及びΔφ dc と定義するとき、直線Δφ m =−Δφ dc +πの位相差Δφ m ,Δφ dc の関係を満たすように前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相変調部を駆動することで、光サブキャリアの強度を一定とする光サブキャリア生成器であって、直線Δφ m =−Δφ dc +πの定義域の初期点Δφ dc1 とエラーバーの誤差範囲errが、非線形性を示す位相項φ nl によって、下記の式(I)及び式(II)で規定される範囲内となる位相差Δφ m ,Δφ dc の関係となるよう駆動電圧を調整する構成であることを特徴とする光サブキャリア生成器。
- 請求項1に記載の光サブキャリア生成器において、
前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相変調部は、半導体材料を用いた、量子閉じ込めシュタルク効果などの電界−光吸収に伴う屈折率変化を生じるものであることを特徴とする光サブキャリア生成器。 - 請求項1又は2に記載の光サブキャリア生成器において
前記CW光源と前記マッハツェンダ型光変調器が、同一の半導体基板上にモノリシックに集積されて、CW光源モノリシック集積マッハツェンダ型光変調器を構成していることを特徴とする光サブキャリア生成器。 - 請求項3に記載の光サブキャリア生成器において、
前記第1の光位相変調部及び前記第2の光位相変調部に前記同一振幅電圧の正弦波電圧信号を印加するための分岐線路と電極が、前記半導体基板上に形成されていることを特徴とする光サブキャリア生成器。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の光サブキャリア生成器において、
前記第1のアーム光導波路上に形成した第1の光位相調整部と、
前記第2のアーム光導波路上に形成した第2の光位相調整部と、
前記第1の光位相調整部に第1の直流電流又は第1の直流電圧を印加する第1の直流電源と、
前記第2の光位相調整部に第2の直流電流又は第2の直流電圧を印加する第2の直流電源とを有し、
前記第1の光位相調整部及び前記第2の光位相調整部のそれぞれを、前記第1及び第2の直流電流又は前記第1及び第2の直流電圧で駆動することにより、前記マッハツェンダ型光変調器の合波出力端である前記光結合部での初期位相差がゼロとなるように調整する構成であることを特徴とする光サブキャリア生成器。
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JP2011183457A Active JP5694089B2 (ja) | 2011-08-25 | 2011-08-25 | 光サブキャリア生成器 |
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