JP5773440B2 - 光変調器 - Google Patents
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Description
(1)時分割でそれぞれの光変調部に同じ周波数のディザ信号を印加する。
(2)同時にそれぞれの光変調部に違う周波数のディザ信号を印加する。
本発明の光変調器は、図2に示すように、マッハツェンダー型光導波路(MZ1〜MZ4)と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調する変調電極(E1〜E4)とを有する光変調部を備え、該光変調部を同一基板上に並列状態で複数配置し、一つの入力導波路を分岐して各光変調部のマッハツェンダー型光導波路に接続すると共に、該マッハツェンダー型光導波路からの出力を合波して一つの出力導波路で出力するように全体の光導波路を形成した光変調器において、各光変調部の変調電極には、同じ強度の変調信号が印加され、少なくとも一部の光変調部は、当該光変調部の該変調信号で変調された光出力の振幅値が、他の光変調部で該変調信号により変調された光出力の振幅値が最大となる最大振幅値に対して、1/2n(nは自然数)となるように、当該光変調部の変調電極を含む機械的構造が設定されていることを特徴とする。
(1)各光変調部の変調電極には、同じ強度の変調信号が印加されていること
(2)当該光変調部の変調電極を含む機械的構造を調整すること
光変調部(MZ型光導波路)から出力される光波形P(t)は以下の式で表現される。ここで、VppはRF入力信号振幅、P0は最大光振幅、ωmは入力信号の角周波数である。
図2は、2つのMZ型光導波路(MZ1とMZ2,MZ3とMZ4)を入れ子状に配置し、各マッハツェンダー型光導波路からの光出力を位相差±π/2を付与して合波するよう構成したQPSK構造を、さらに2つ並べた構造の光変調器である。MZ型光導波路を含む光変調部におけるVπを適切に設定することで、各光変調部に対して同一振幅のRF信号を入力した場合でも、それぞれのVπに応じた光振幅のBPSK信号光出力を得られる。その際、バイアス点はnull点(ゼロ点)に設定し、RF信号入力の最大振幅は最大Vπの2倍までとする。
図8は、図2に示す光変調器に受光素子(PD)を設置した図である。図8の光変調器において、各光変調部の機械的構造は、MZ1又はMZ2の変調電極E1又はE2の長さが、MZ3又はMZ4の変調電極E3又はE4の長さの2倍となるように設定されている。また、受光素子(PD)は、光変調器から出力される出力光の一部、または最終段の合波部から放射される放射光を受光するよう構成されている。
E1〜E4 変調電極(信号電極)
Claims (2)
- マッハツェンダー型光導波路と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調する変調電極とを有する光変調部を備え、該光変調部を同一基板上に並列状態で複数配置し、一つの入力導波路を分岐して各光変調部のマッハツェンダー型光導波路に接続すると共に、該マッハツェンダー型光導波路からの出力を合波して一つの出力導波路で出力するように全体の光導波路を形成した光変調器において、
各光変調部の変調電極には、同じ強度の変調信号が印加され、
少なくとも一部の光変調部は、当該光変調部の該変調信号で変調された光出力の振幅値が、他の光変調部で該変調信号により変調された光出力の振幅値が最大となる最大振幅値に対して、1/2n(nは自然数)となるように、当該光変調部の変調電極を含む機械的構造が設定されており、前記光変調部の機械的構造は、変調電極の長さが、他の光変調部のものと比較し、{cos −1 (1−2 1−n )}/π(nは自然数)となるように設定されているか、あるいは、光導波路を形成するリッジの深さ、変調電極を構成する信号電極の幅、信号電極と接地電極との間隔、変調電極と光導波路との位置関係、光導波路の幅、分極反転構造、基板の厚さ、あるいは基板の下の誘電率のいずれかを光変調部毎に調整しており、
さらに、それぞれの半波長電圧の比が[π/{cos −1 (1−2 1−0 )}]:[π/{cos −1 (1−2 1−1 )}]:・・・:[π/{cos −1 (1−2 1−n )}](nは自然数)で、それぞれの光出力の振幅比が1/2 0 :1/2 1 :・・・:1/2 n となる光変調部であり、かつ、同じ半波長電圧を有する光変調部が2つずつ、2(n+1)個の光変調部を並列に配置した構造とし、同じ半波長電圧を有する光変調部からの光出力の位相差は±π/2、異なる半波長電圧を有する光変調部からの光出力の位相差はπ/2×m(mは整数)で合波するように構成した4 n+1 QAM光信号を発生させることを特徴とする光変調器。 - 請求項1に記載の光変調器において、前記機械的構造が異なる光変調部の内、2つの光変調部に対しては、同じ周波数fのディザ信号を入力し、それぞれの駆動バイアス電圧を制御すると共に、当該2つの光変調部の半波長電圧の比が1:x(x≧1)であり、前記比の前者の光変調部は、当該光変調部への入力信号の振幅が半波長電圧の2倍となっており、当該光変調部からの光出力又は放射光に含まれる周波数2fの成分に基づき当該光変調部の駆動バイアス電圧を制御し、前記比の後者の光変調部は、当該光変調部からの出力光又は放射光に含まれる周波数fの成分に基づき当該光変調部の駆動バイアス電圧を制御することを特徴とする光変調器。
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