JPH0667128A - 光変調器バイアス制御回路 - Google Patents

光変調器バイアス制御回路

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JPH0667128A
JPH0667128A JP23997092A JP23997092A JPH0667128A JP H0667128 A JPH0667128 A JP H0667128A JP 23997092 A JP23997092 A JP 23997092A JP 23997092 A JP23997092 A JP 23997092A JP H0667128 A JPH0667128 A JP H0667128A
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JP
Japan
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optical
signal
output
optical modulator
circuit
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Application number
JP23997092A
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English (en)
Inventor
Sadao Fujita
定男 藤田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0667128A publication Critical patent/JPH0667128A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0121Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光通信システムに於けるリチウムナイオベー
ト基板を用いた光変調器駆動時の動作点制御方法を提供
する。 【構成】 本発明は、リチウムナイオベート基板を用い
た光変調器駆動時に光変調器2の光変調信号の平均出力
パワーを検出し、基準電圧と比較することにより光変調
器2に加えるバイアス電圧の制御を行うものである。光
変調で変調された光信号の平均値パワーは光変調器2の
ドリフト量の増加にともない増加するため、光信号の平
均パワーから動作点がモニタできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムに於け
る光送信部での光変調器の制御方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、大容量の情報を伝送するための光
通信システムとし、伝送速度がギガビットレンジの光通
信装置が開発されている。このような大容量の光通信シ
ステムに用いる光通信部としては、変調時にもスペクト
ル拡がりが小さく、光ファイバの分散の影響を受けずに
長距離伝送が可能となりリチウムナイオベート(ニオブ
酸リチウム)を用いたマッハツェンダ型の光変調器が有
望である。しかしながら、リチウムナイオベートを用い
たマッハツェンダ型の光変調器では、変調電圧に対する
光変調特性の動作点ドリフト(DCドリフト)が存在す
るため、実用化に際しては、この動作点の安定化を行う
制御回路が必要となる。この様なマッハツェンダ型の制
御回路としては、変調する電気信号に低周波信号を重畳
させる方法が提案されている(例えば:桑田らによる
“マッハツェンダ型光変調器用自動バイアス制御回路の
検討”1990年電子情報通信学会春季全国大会B−9
76)この制御方法では、1KHzの低周波信号を伝送
速度2.5Gb/sの電気信号に重畳して、光信号を変
調して変調された光信号を電気信号に変換して1KHz
の低周波信号を取り出して位相検出する事により最適動
作点の制御を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、低周波
信号を変調信号に重畳することによりマッハツェンダ型
の光変調器の動作点制御が可能となる。しかしながら、
上述の方式では低周波信号が重畳されるため変調された
光信号に不要な制御信号が加わり光送信波形の劣化、お
よび波形劣化による受信感度の低下が生じる欠点があ
る。
【0004】本発明の目的は、制御信号を用いることな
く、光送信波形の劣化の生じることのない、マッハツェ
ンダ型の光変調器の動作点制御法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の光変調器バイア
ス制御回路は、光送信用の光源と、該光源の光出力の強
度変調を行う光変調器と、前記光変調器からの光信号を
送信用の光信号と制御用の光信号に分離する光回路と、
前記制御用の光信号を電気信号に変換する光電変換回路
と、該光電変換回路の出力と基準電圧信号の差分を増幅
する差動増幅器とを含み、前記差動増幅器の出力信号を
前記光変調器のバイアス信号として該光変調器のバイア
ス制御を行う事を特徴とする。
【0006】本発明の光変調器バイアス制御回路は、光
送信用の光源と、前記光源から第1の光出力と第2の光
出力を取り出す光回路と、前記第1の光出力の強度変調
を行う光変調器と、前記光変調器からの光信号を送信用
の光信号と制御用の光信号に分離する光回路と、前記第
2の光出力を電気信号に変換する第1の光電変換回路
と、強度変調された前記制御用の光信号を電気信号に変
換する第2の光電変換回路と、前記第1の光電変換回路
の出力と第2の光電変換回路の出力の差分を増幅する差
動増幅器とを含み、前記差動増幅器の出力信号を前記光
変調器のバイアス信号として該光変調器のバイアス制御
を行う事を特徴とする。
【0007】本発明の光変調器バイアス制御回路は、光
送信用の光源と、前記光源から第1の光出力と第2の光
出力を取り出す光回路と、前記第1の光出力の強度変調
を行う光変調器と、前記光変調器からの光信号を送信用
の光信号と制御用の光信号に分離する光回路と、前記第
2の光出力を電気信号に変換する第1の光電変換回路
と、強度変調された前記制御用の光信号を電気信号に変
換する第2の光電変換回路と、前記光変調器に印加する
電気信号からディジタル信号のマーク率変化に対応する
マーク率信号を取り出すマーク率検出回路と、前記マー
ク率信号と第2の光電変換回路の出力の差分を増幅する
第1の作動増幅器と、該第1の差動増幅器の出力と前記
第1の光電変換回路の出力との差分を増幅する第2の差
動増幅器とを含み、該第2の差動増幅器の出力信号を前
記光変調器のバイアス信号として該光変調器のバイアス
制御を行う事を特徴とする。
【0008】
【作用】本発明では、マッハツェンダ型光変調器で変調
された光信号の平均値検出により、光変調器の動作点の
制御を行う。
【0009】以下に図4を参照して本発明の作用を説明
する。図4はマッハツェンダ型光変調器の印加電圧と光
出力の関係を示した図である。ここでVswは光変調器の
スイッチング電圧、図4(a)の実線の余弦曲線は光変
調器の使用開始時の特性、図4(a)中の破線は時間の
変化に伴い光変調器の特性がドリフトを起した場合の特
性を示している。また図4(b)の実線の波形は、図4
(a)の実線で示される光変調器の特性に最適バイアス
状態で印加された変調信号を示している。ここで、光変
調器の特性が図4(a)の破線で示されるように、変調
信号の最適バイアス点からβのドリフトを生じた場合、
光出力Optのスィッチング特性は、 Opt=O1(1+cos((V/Vsw)π−β)) で表される。ここで、Vは印加電圧、Vswはスイッチィ
ング電圧、O1 は光出力に伴う定数である。
【0010】また、光変調器に加える変調信号をマーク
率1/2の波形とすると、変調された光信号の平均パワ
ーPopt
【数1】 で近似される。光信号の平均パワーは変調信号の最適バ
イアス点からのドリフト量βの関数として検出でき、β
が小さい範囲では、光信号の平均パワーはβにたいして
の単調増加関数となる。従って、光信号の平均パワーを
検出すればマッハツェンダ型光変調器の動作点が分かる
ので、信号の印加電圧にバイアスを加えて常に光信号の
平均パワーが一定になる様にすれば、マッハツェンダ型
光変調器を図4(b)の破線の印加電圧の状態のよう
に、良好な動作点で制御できる。
【0011】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を詳しく説明す
る。図1に請求項1に記載した発明の実施例である光変
調器バイアス制御回路を示す。
【0012】本実施例では、半導体レーザ1からの出力
光をマッハツェンダ型の光変調器2で光変調し、光変調
器2の出力光を光分岐回路3で光信号4とモニタ用光信
号5に分岐する。このモニタ用光信号5は、光検出器と
低速のアンプによって構成される光電変換回路6によ
り、電気信号に変換される。光電変換回路6の出力信号
は作動アンプ7に入力され、基準電圧入力端子8より与
えられるリファレンス電圧との差分信号を増幅し、その
誤差信号をマッハツェンダ型の光変調器2のバイアス入
力端子9に入力し、制御ループを構成した。また、光変
調器2には、スイッチング電圧5Vで帯域11GHzの
ものを用い、駆動回路10から5.2Vppの信号電圧を
印加した。
【0013】以上の構成で、伝送速度10Gb/sの電
気信号を駆動回路入力端子11に加え、光変調器2を駆
動させた。電源投入時には、光変調器2の最適バイアス
が2.5Vであったが、100時間経過後には光変調器
2の特性変化が生じて、1.1Vのドリフトが生じた。
この場合でも、本発明のバイアス制御回路は正常に動作
し、印加バイアス電圧は自動的に1.1V上昇し、光変
調器2に適性な電気信号を入力することができた。
【0014】以上の実施例では、光変調器2に加える変
調電圧は、光変調器2のスイッチング電圧よりも0.2
V大きい値としたが、変調電圧の振幅は、これに限らず
光信号の消光比の許す範囲であれば、何Vであってもよ
い。また、光変調器2へのバイアスは、光変調器の抵抗
負荷R側から供給したが、駆動回路10の出力部からバ
イアスを供給してもよい。また、本実施例では、モニタ
用光信号5の分離にハーフミラー形の光分岐回路3を用
いたが、光分岐回路には、ファイバカプラ形のものを使
用してもよい。
【0015】図2に請求項2に記載した発明の実施例で
ある光変調器バイアス制御回路を示す。本実施例では、
半導体レーザ1からの出力光の一部を取り出して、制御
回路のリファレンス電圧とする構成を採用している。こ
こで半導体レーザ1の光出力モニタを行うには、半導体
レーザ1の裏面出力光を光検出器と低速のアンプで構成
した光電変換回路12により検出している。光電変換回
路12の出力は、可変利得アンプ17で振幅の調整をし
たのち、作動アンプ7に入力している。一方、光変調器
2を介したモニタ用光信号光5は光電変換回路6で電気
信号に変換されたのち、可変利得アンプで振幅の調整を
し、作動アンプ7に入力している。
【0016】以上の構成で、伝送速度10Gb/sの電
気信号を駆動回路入力端子11に加え、光変調器2を駆
動させた。光変調器2は500時間経過後にも制御回路
により安定に動作した。さらに、本実施例では、半導体
レーザ1の光出力をリファレンスとしているため、半導
体レーザ1の僅かな光出力変化に対してもバイアス電圧
は正確に追従した。
【0017】以上の実施例では半導体レーザ1の光出力
は、裏面出力光を用いたが、半導体レーザ1の出力モニ
タは、半導体レーザ1と光変調器2の間に光分岐回路を
挿入し、この光分岐回路から、半導体レーザ1のモニタ
光を取り出してもよい。
【0018】図3に請求項3に記載した発明の実施例で
ある光変調器バイアス制御回路を示す。
【0019】本実施例では、変調信号のマーク率変化に
対しても制御回路がより安定に動作するようにマーク率
検出回路およびマーク率比較用の制御ループを備えてい
る。図3中マーク率検出回路16は、駆動回路10の負
荷抵抗RとコンデンサC2 の並列回路と低速のアンプ1
4で構成した積分回路とした。このマーク率検出回路1
6の出力は作動アンプ7に入力しており、作動アンプ7
のもう一方の入力としてはモニタ用光信号5が光電変換
された電気信号を作動アンプ7に入力している。この作
動アンプ7でおもにマーク率変動に伴う光信号の誤差を
吸収している。また、作動アンプ7の出力と半導体レー
ザ1からのリファレンス用の電気を作動アンプ13に入
力し、作動アンプ13の出力である誤差信号を光変調器
のバイアス入力端子9に入力し、制御ループを構成し
た。
【0020】以上の構成で、伝送速度10Gb/sの電
気信号を駆動回路入力端子11に加え、光変調器2を駆
動させた。本実施例では、変調信号のマーク率を1/4
から3/4まで変化させても、光変調器2のバイアスを
最適値に保ったまま制御が可能であった。また、800
時間の長時間に渡って、本光変調器バイアス制御回路は
安定に動作した。
【0021】以上の実施例では光変調器2に印加する変
調信号のマーク率は、光変調器2の負荷抵抗R部分から
検出したが、駆動回路内部もしくは駆動回路入力部から
検出してもよい。さらに、本制御回路では最初にモニタ
用光信号5とマーク率信号との比較をおこなったが、モ
ニタ用光信号と半導体レーザ1からのリファレンス信号
の比較を最初に行い、次にマーク率信号との比較を行っ
てもよい。
【0022】
【発明の効果】以上に説明した様に、本発明によれば、
マッハツェンダ型の光変調器に余分な変調信号をかける
必要が無いため、波形劣化の無い良好な光送信信号を得
ることができ、しかも確実に光変調器駆動時の動作点制
御が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である光変調器バイアス制御回
路の構成図である。
【図2】本発明の他の実施例である光変調器バイアス制
御回路の構成図である。
【図3】本発明の更に他の実施例である光変調器バイア
ス制御回路の構成図である。
【図4】本発明の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 光変調路 3 光分岐回路 4 送信用光信号 5 モニタ用光信号 6 光電変換回路 7 差動アンプ 8 基準電圧入力端子 9 バイアス入力端子 10 駆動回路 11 駆動回路入力端子 12 光電変換回路 13 差動アンプ 14 アンプ 15 光分岐回路 16 マーク率検出回路 17 可変利得アンプ 18 可変利得アンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光送信用の光源と、該光源の光出力の強
    度変調を行う光変調器と、前記光変調器からの光信号を
    送信用の光信号と制御用の光信号に分離する光回路と、
    前記制御用の光信号を電気信号に変換する光電変換回路
    と、該光電変換回路の出力と基準電圧信号の差分を増幅
    する差動増幅器とを含み、前記差動増幅器の出力信号を
    前記光変調器のバイアス信号として該光変調器のバイア
    ス制御を行う事を特徴とする光変調器バイアス制御回
    路。
  2. 【請求項2】 光送信用の光源と、前記光源から第1の
    光出力と第2の光出力を取り出す光回路と、前記第1の
    光出力の強度変調を行う光変調器と、前記光変調器から
    の光信号を送信用の光信号と制御用の光信号に分離する
    光回路と、前記第2の光出力を電気信号に変換する第1
    の光電変換回路と、強度変調された前記制御用の光信号
    を電気信号に変換する第2の光電変換回路と、前記第1
    の光電変換回路の出力と第2の光電変換回路の出力の差
    分を増幅する差動増幅器とを含み、前記差動増幅器の出
    力信号を前記光変調器のバイアス信号として該光変調器
    のバイアス制御を行う事を特徴とする光変調器バイアス
    制御回路。
  3. 【請求項3】 光送信用の光源と、前記光源から第1の
    光出力と第2の光出力を取り出す光回路と、前記第1の
    光出力の強度変調を行う光変調器と、前記光変調器から
    の光信号を送信用の光信号と制御用の光信号に分離する
    光回路と、前記第2の光出力を電気信号に変換する第1
    の光電変換回路と、強度変調された前記制御用の光信号
    を電気信号に変換する第2の光電変換回路と、前記光変
    調器に印加する電気信号からディジタル信号のマーク率
    変化に対応するマーク率信号を取り出すマーク率検出回
    路と、前記マーク率信号と第2の光電変換回路の出力の
    差分を増幅する第1の作動増幅器と、該第1の差動増幅
    器の出力と前記第1の光電変換回路の出力との差分を増
    幅する第2の差動増幅器とを含み、該第2の差動増幅器
    の出力信号を前記光変調器のバイアス信号として該光変
    調器のバイアス制御を行う事を特徴とする光変調器バイ
    アス制御回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10246874A (ja) * 1997-03-04 1998-09-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光変調器制御回路
US7308210B2 (en) 2002-04-05 2007-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical modulating device, optical transmitting apparatus using the same, method of controlling optical modulating device, and control program recording medium
US8000612B2 (en) 2005-01-25 2011-08-16 Panasonic Corporation Optical transmission device
US8638486B2 (en) 2011-06-09 2014-01-28 Mitsubishi Electric Corporation Optical modulator and optical modulation method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10246874A (ja) * 1997-03-04 1998-09-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光変調器制御回路
US7308210B2 (en) 2002-04-05 2007-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical modulating device, optical transmitting apparatus using the same, method of controlling optical modulating device, and control program recording medium
US8000612B2 (en) 2005-01-25 2011-08-16 Panasonic Corporation Optical transmission device
US8638486B2 (en) 2011-06-09 2014-01-28 Mitsubishi Electric Corporation Optical modulator and optical modulation method

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Effective date: 19990105