JPH10115813A - 光変調装置 - Google Patents
光変調装置Info
- Publication number
- JPH10115813A JPH10115813A JP27045996A JP27045996A JPH10115813A JP H10115813 A JPH10115813 A JP H10115813A JP 27045996 A JP27045996 A JP 27045996A JP 27045996 A JP27045996 A JP 27045996A JP H10115813 A JPH10115813 A JP H10115813A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bias
- optical modulator
- signal
- output
- level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光変調器の変調特性は、経年変化・温度変化
などの環境変化により変動する。変調特性の変動にかか
わらず、光変調器の動作を確実に、最適な動作点に、安
定して設定する。 【解決手段】 光変調器1は入力光を電気的な入力信号
により変調して出力光を得る。高調波検出器2はその出
力光を受けて入力信号の周波数の偶数次高調波、たとえ
ば2次高調波を選択的に検出する。バイアス手段3はそ
の2次高調波が最小になるところの光変調器1のバイア
ス点を見つけ、そのバイアス点を動作の中心として光変
調器1に設定する。光変調器1のバイアスが変動すると
出力光に含まれる入力信号の2次等の偶数次高調波が、
光変調特性の直線領域のほぼ中心で減少することを利用
してバイアスを設定し、光変調器1を安定に動作させる
ことを特徴としている。
などの環境変化により変動する。変調特性の変動にかか
わらず、光変調器の動作を確実に、最適な動作点に、安
定して設定する。 【解決手段】 光変調器1は入力光を電気的な入力信号
により変調して出力光を得る。高調波検出器2はその出
力光を受けて入力信号の周波数の偶数次高調波、たとえ
ば2次高調波を選択的に検出する。バイアス手段3はそ
の2次高調波が最小になるところの光変調器1のバイア
ス点を見つけ、そのバイアス点を動作の中心として光変
調器1に設定する。光変調器1のバイアスが変動すると
出力光に含まれる入力信号の2次等の偶数次高調波が、
光変調特性の直線領域のほぼ中心で減少することを利用
してバイアスを設定し、光変調器1を安定に動作させる
ことを特徴としている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
おいて電気信号で変調された光信号を出力する光変調装
置に係り、特に、光変調器の非線形な変調特性を利用し
て変調歪の少ないバイアス点に光変調器の動作点を設定
して安定化する技術に関するものである。
おいて電気信号で変調された光信号を出力する光変調装
置に係り、特に、光変調器の非線形な変調特性を利用し
て変調歪の少ないバイアス点に光変調器の動作点を設定
して安定化する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、干渉形の光変調器例えばその代表
的なマッハツェンダ形光変調器は、その変調特性が、経
年変化,温度などの環境変化によりその動作点がドリフ
トすることが知られていた。その様子を図6および図7
により説明する。図6は、光変調器1が入力光λO を電
気的な入力信号fO で変調して出力光λM を出力する構
成を示す。変調器の動作点は、バイアスVb に設定され
ている。図7は、光変調器1の変調特性を説明する図
で、変調特性Aが温度変化等により変調特性Bに変動し
たとき、電気的な入力信号C(正弦波の場合)または入
力信号F(NRZ(ノンリターンゼロ)信号の場合)
は、それぞれ出力光の波形がDからEへ、または出力光
の波形がGからHへ変動し、歪みが出てくる。
的なマッハツェンダ形光変調器は、その変調特性が、経
年変化,温度などの環境変化によりその動作点がドリフ
トすることが知られていた。その様子を図6および図7
により説明する。図6は、光変調器1が入力光λO を電
気的な入力信号fO で変調して出力光λM を出力する構
成を示す。変調器の動作点は、バイアスVb に設定され
ている。図7は、光変調器1の変調特性を説明する図
で、変調特性Aが温度変化等により変調特性Bに変動し
たとき、電気的な入力信号C(正弦波の場合)または入
力信号F(NRZ(ノンリターンゼロ)信号の場合)
は、それぞれ出力光の波形がDからEへ、または出力光
の波形がGからHへ変動し、歪みが出てくる。
【0003】これを解決しようとした技術として、特開
平4−116618号(以下、引例1という)および特
開平3−251815号(以下、引例2という)があ
り、それぞれを図8および図9,図10を用いて説明す
る。
平4−116618号(以下、引例1という)および特
開平3−251815号(以下、引例2という)があ
り、それぞれを図8および図9,図10を用いて説明す
る。
【0004】引例1は、高速デジタル伝送に用いられる
光変調器の動作点が変動すると、伝送信号であるデジタ
ル信号のマーク率も変動することを利用している。図8
において光変調器10を主電気信号で変調し、光分岐手
段17,光一電気変換手段15および平滑化手段16で
変調した後の電気信号の平均電力を求め、一方で変調前
の主電気信号のマーク率をマーク率検出回路14で検出
し、その検出したマーク率に応じた定格信号と変調した
後の電気信号の平均電力とを差分増幅手段13で比較し
て、入力電圧制御回路12の出力で光変調器10のバイ
アスを制御することにより、主電気信号のマーク率に応
じて一定のマーク率が得られるようにすることで、光変
調器10の動作点の安定化を図る技術である。なお、図
8中、直流電圧印加回路11は主電気信号に入力電圧制
御回路12の電圧を加える回路である。
光変調器の動作点が変動すると、伝送信号であるデジタ
ル信号のマーク率も変動することを利用している。図8
において光変調器10を主電気信号で変調し、光分岐手
段17,光一電気変換手段15および平滑化手段16で
変調した後の電気信号の平均電力を求め、一方で変調前
の主電気信号のマーク率をマーク率検出回路14で検出
し、その検出したマーク率に応じた定格信号と変調した
後の電気信号の平均電力とを差分増幅手段13で比較し
て、入力電圧制御回路12の出力で光変調器10のバイ
アスを制御することにより、主電気信号のマーク率に応
じて一定のマーク率が得られるようにすることで、光変
調器10の動作点の安定化を図る技術である。なお、図
8中、直流電圧印加回路11は主電気信号に入力電圧制
御回路12の電圧を加える回路である。
【0005】引例2は、図9に構成を、図10に光変調
器の特性を示す。図9に示すように可変利得アンプ25
で低周波発振器24からの低周波信号を電気的な入力信
号に重畳して、その出力によりマッハツェンダ変調器2
0で入力光を変調して出力光として出力する。次に、そ
の出力光の一部を光分岐回路21で分岐して取り出し、
フォトダイオード22で電気信号に変換して得た低周波
信号成分の位相と変調前の低周波信号の位相とをミキサ
23で位相比較する。その比較結果で、マッハツェンダ
変調器20の出力には低周波信号の基本波成分が含まれ
ないように(2次高調波成分があるように)差動アンプ
26で制御することにより、動作点の安定化を図ってい
る。
器の特性を示す。図9に示すように可変利得アンプ25
で低周波発振器24からの低周波信号を電気的な入力信
号に重畳して、その出力によりマッハツェンダ変調器2
0で入力光を変調して出力光として出力する。次に、そ
の出力光の一部を光分岐回路21で分岐して取り出し、
フォトダイオード22で電気信号に変換して得た低周波
信号成分の位相と変調前の低周波信号の位相とをミキサ
23で位相比較する。その比較結果で、マッハツェンダ
変調器20の出力には低周波信号の基本波成分が含まれ
ないように(2次高調波成分があるように)差動アンプ
26で制御することにより、動作点の安定化を図ってい
る。
【0006】これは、図10に示すように光変調器の特
性の最上部および最下部(極点)において非線形な特性
を有するため、この極点の非線形な特性部分に係る低周
波成分は2倍の周波数に変換されることを利用したもの
である。
性の最上部および最下部(極点)において非線形な特性
を有するため、この極点の非線形な特性部分に係る低周
波成分は2倍の周波数に変換されることを利用したもの
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、次
のような問題点があった。
のような問題点があった。
【0008】引例1は、デジタル信号のマーク率は使用
状況により変動するため、光変調器に入力される電気的
な入力信号に含まれるデジタル信号のマーク率を予め知
っていなければならない。そのため、デジタル信号を発
生する装置と一体的に収納するか、または、デジタル信
号からマーク率を検出する装置を付属させなければ目的
が達成できないという不便さがあった。
状況により変動するため、光変調器に入力される電気的
な入力信号に含まれるデジタル信号のマーク率を予め知
っていなければならない。そのため、デジタル信号を発
生する装置と一体的に収納するか、または、デジタル信
号からマーク率を検出する装置を付属させなければ目的
が達成できないという不便さがあった。
【0009】また、電気的な入力信号を正弦波とする場
合、目的達成が困難である。
合、目的達成が困難である。
【0010】引例2は、常に低周波信号の2次高調波が
出力できるよう基本波信号を消すように動作するため、
図10で示されるように低周波信号が光変調器の変調特
性の極点(非線形特性が最大となる点)に係るようにし
なければならない。つまり、光変調器に入力する電気的
な入力信号の大きさも前記変調特性の極点間の幅に合わ
せる必要があるので、電気的な入力信号の大きさに自由
度がなくなる。
出力できるよう基本波信号を消すように動作するため、
図10で示されるように低周波信号が光変調器の変調特
性の極点(非線形特性が最大となる点)に係るようにし
なければならない。つまり、光変調器に入力する電気的
な入力信号の大きさも前記変調特性の極点間の幅に合わ
せる必要があるので、電気的な入力信号の大きさに自由
度がなくなる。
【0011】さらに、引例2は、位相検出を行っている
が、もともと、入力光半導体レーザ等は、電気的な入力
信号に比し揺らぎが大きいため、位相検出する際、その
揺らぎが雑音として検出されることがあり、結果として
光変調器へのバイアスの雑音となりかねない。
が、もともと、入力光半導体レーザ等は、電気的な入力
信号に比し揺らぎが大きいため、位相検出する際、その
揺らぎが雑音として検出されることがあり、結果として
光変調器へのバイアスの雑音となりかねない。
【0012】本発明の目的は、光変調器の特性とそこか
ら出力される変調された出力光の変調歪みを利用して光
変調器の動作点を安定化する光変調装置を提供すること
である。
ら出力される変調された出力光の変調歪みを利用して光
変調器の動作点を安定化する光変調装置を提供すること
である。
【0013】すなわち、本発明は、光変調器の最適な動
作点の変動を判断するにあたり、伝送対象である電気信
号そのものの歪みを検出して、その歪みがなくなる動作
点に設定することにより、確実に安定な動作を得ようと
するものである。したがって、引例1におけるマーク
率、引例2における低周波信号の2次高調波のように、
他の手段または伝送信号以外の他の媒体を検出材料とす
ることなく、つまり、伝送しようとする信号以外の情報
に依存することによる制約を除き、簡素な構成とするこ
とができる
作点の変動を判断するにあたり、伝送対象である電気信
号そのものの歪みを検出して、その歪みがなくなる動作
点に設定することにより、確実に安定な動作を得ようと
するものである。したがって、引例1におけるマーク
率、引例2における低周波信号の2次高調波のように、
他の手段または伝送信号以外の他の媒体を検出材料とす
ることなく、つまり、伝送しようとする信号以外の情報
に依存することによる制約を除き、簡素な構成とするこ
とができる
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明は、図7に示すように、光変調器の電気的な
入力信号対出力光の特性が線形領域の両端に非線形領域
を有する変調特性(以下、「S字特性」と称する)のも
つ非直線性を利用している。
め、本発明は、図7に示すように、光変調器の電気的な
入力信号対出力光の特性が線形領域の両端に非線形領域
を有する変調特性(以下、「S字特性」と称する)のも
つ非直線性を利用している。
【0015】つまり、本発明は、図7の光変調器の変調
特性AのS字特性の中心に動作点を置いて、そこを中心
に電気的な入力信号で変調した場合、出力される出力光
はその動作点を境にほぼ対称に変調されるので、その出
力光から電気的な入力信号を復調して取り出してみる
と、電気的な入力信号の偶数次高調波が少ない(図7の
出力波形D,G)。反面、図7の変調器特性Bのよう
に、変調器の動作点がS字特性の中心からズレてくると
光変調器から出力される出力光の対称性が崩れ、復調し
て取り出した電気的な入力信号の偶数次高調波が多くな
る(図7の出力波形E,H)ことに着目したものであ
る。
特性AのS字特性の中心に動作点を置いて、そこを中心
に電気的な入力信号で変調した場合、出力される出力光
はその動作点を境にほぼ対称に変調されるので、その出
力光から電気的な入力信号を復調して取り出してみる
と、電気的な入力信号の偶数次高調波が少ない(図7の
出力波形D,G)。反面、図7の変調器特性Bのよう
に、変調器の動作点がS字特性の中心からズレてくると
光変調器から出力される出力光の対称性が崩れ、復調し
て取り出した電気的な入力信号の偶数次高調波が多くな
る(図7の出力波形E,H)ことに着目したものであ
る。
【0016】本発明は、光変調器の上記非直線性に着眼
し、次のような構成とした。
し、次のような構成とした。
【0017】本発明の請求項1に係る発明は、入力光
(λO )を電気的な入力信号(fO )により変調して出
力光(λM )を出力するとともにバイアス(Vb )によ
り動作の中心が設定される光変調器1と、前記光変調器
の出力光(λM )を復調し前記電気的な入力信号の周波
数の偶数次高調波(2NfO )のいずれか(2Ni
fO)を選択しそのレベル(Vh)を検出して出力する
高調波検出器2と、前記バイアス(Vb )を変化させて
前記高調波検出器が出力するレベル(Vh)が最小のレ
ベル(Vhmin )になる前記光変調器のバイアス点(V
bm)を動作の中心点として光変調器に設定するバイアス
手段3とを備えたことを特徴とするものである。
(λO )を電気的な入力信号(fO )により変調して出
力光(λM )を出力するとともにバイアス(Vb )によ
り動作の中心が設定される光変調器1と、前記光変調器
の出力光(λM )を復調し前記電気的な入力信号の周波
数の偶数次高調波(2NfO )のいずれか(2Ni
fO)を選択しそのレベル(Vh)を検出して出力する
高調波検出器2と、前記バイアス(Vb )を変化させて
前記高調波検出器が出力するレベル(Vh)が最小のレ
ベル(Vhmin )になる前記光変調器のバイアス点(V
bm)を動作の中心点として光変調器に設定するバイアス
手段3とを備えたことを特徴とするものである。
【0018】本発明の請求項2に係る発明は、前記バイ
アス手段3は、前記光変調器のバイアス(Vb )を所定
範囲可変するとともに、前記高調波検出器が出力するレ
ベル(Vh)が最小のレベル(Vhmin )になるバイア
ス点(Vbm)を検出してその後そのバイアス点(Vbm)
を動作の中心として前記光変調器に設定することを特徴
とするものである。
アス手段3は、前記光変調器のバイアス(Vb )を所定
範囲可変するとともに、前記高調波検出器が出力するレ
ベル(Vh)が最小のレベル(Vhmin )になるバイア
ス点(Vbm)を検出してその後そのバイアス点(Vbm)
を動作の中心として前記光変調器に設定することを特徴
とするものである。
【0019】本発明の請求項3に係る発明は、前記バイ
アス手段3は、前記光変調器のバイアス(Vb )を所定
範囲可変にされた可変信号(VV )を含むバイアス信号
(VS )を前記光変調器に出力するバイアス信号生成手
段320,35と、前記バイアス信号生成手段からのバ
イアス信号により前記光変調器のバイアス(Vb )を所
定範囲可変しているとき、前記高調波検出器が出力する
レベル(Vh)が最小のレベル(Vhmin )になるバイ
アス点(Vbm)を検出してその後そのバイアス点
(Vbm)を動作の中心となるように前記バイアス信号生
成手段を制御するバイアス制御手段321,34とを備
えたことを特徴とするものである。
アス手段3は、前記光変調器のバイアス(Vb )を所定
範囲可変にされた可変信号(VV )を含むバイアス信号
(VS )を前記光変調器に出力するバイアス信号生成手
段320,35と、前記バイアス信号生成手段からのバ
イアス信号により前記光変調器のバイアス(Vb )を所
定範囲可変しているとき、前記高調波検出器が出力する
レベル(Vh)が最小のレベル(Vhmin )になるバイ
アス点(Vbm)を検出してその後そのバイアス点
(Vbm)を動作の中心となるように前記バイアス信号生
成手段を制御するバイアス制御手段321,34とを備
えたことを特徴とするものである。
【0020】本発明の請求項4に係る発明は、前記バイ
アス信号生成手段320,35は、前記光変調器のバイ
アス(Vb )を前記所定範囲より狭い範囲で掃引する所
定周期の低周波信号(VV1)と直流信号(VDC)とを加
算したバイアス信号(VS )を前記光変調器に設定する
とともに、前記バイアス制御手段321,34は、前記
光変調器のバイアス(Vb )が前記低周波信号で掃引さ
れて変化するのに対応して略U字状特性に変化する前記
高調波検出器の出力レベル(Vh)を受けて前記略U字
状特性をゼロを通過して正負の領域を変化する特性に変
換するデータ変換手段34aと、そのデータの変換手段
からの出力を直流に変換する平均化手段34bと、前記
平均化手段の出力とゼロまたはゼロに近い値を有する基
準信号とを比較し前記平均化手段の出力が前記基準信号
の値と等しくなるように前記バイアス信号の直流信号を
制御する比較制御器34cとを備えたことを特徴とする
ものである。
アス信号生成手段320,35は、前記光変調器のバイ
アス(Vb )を前記所定範囲より狭い範囲で掃引する所
定周期の低周波信号(VV1)と直流信号(VDC)とを加
算したバイアス信号(VS )を前記光変調器に設定する
とともに、前記バイアス制御手段321,34は、前記
光変調器のバイアス(Vb )が前記低周波信号で掃引さ
れて変化するのに対応して略U字状特性に変化する前記
高調波検出器の出力レベル(Vh)を受けて前記略U字
状特性をゼロを通過して正負の領域を変化する特性に変
換するデータ変換手段34aと、そのデータの変換手段
からの出力を直流に変換する平均化手段34bと、前記
平均化手段の出力とゼロまたはゼロに近い値を有する基
準信号とを比較し前記平均化手段の出力が前記基準信号
の値と等しくなるように前記バイアス信号の直流信号を
制御する比較制御器34cとを備えたことを特徴とする
ものである。
【0021】本発明の請求項5に係る発明は、前記バイ
アス信号生成手段320,35は前記低周波信号として
ゼロを通過する鋸歯状波(VK )を出力し、前記データ
変換手段34aは、前記鋸歯状波(VK )と前記高調波
検出器が出力するレベル(Vh)とを乗算する乗算器
(34a)であることを特徴とするものである。
アス信号生成手段320,35は前記低周波信号として
ゼロを通過する鋸歯状波(VK )を出力し、前記データ
変換手段34aは、前記鋸歯状波(VK )と前記高調波
検出器が出力するレベル(Vh)とを乗算する乗算器
(34a)であることを特徴とするものである。
【0022】本発明の請求項6に係る発明は、前記比較
制御器34cは、前記平均化手段の出力が前記基準信号
の値となるように前記バイアス信号の直流信号を制御し
た後は、前記低周波信号(VV1)の出力を停止すること
を特徴とするものである。
制御器34cは、前記平均化手段の出力が前記基準信号
の値となるように前記バイアス信号の直流信号を制御し
た後は、前記低周波信号(VV1)の出力を停止すること
を特徴とするものである。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1,図
2,図3,図4および図5に基づいて説明する。
2,図3,図4および図5に基づいて説明する。
【0024】図1は本発明の実施例の構成を示すブロッ
ク図、図2は光変調器1の動作を表す変調特性を示す
図、図3は第2実施例の構成を示すブロック図、図4は
第3実施例の構成を示すバイアス手段のブロック図、図
5は第4実施例の構成を示すブロック図である。
ク図、図2は光変調器1の動作を表す変調特性を示す
図、図3は第2実施例の構成を示すブロック図、図4は
第3実施例の構成を示すバイアス手段のブロック図、図
5は第4実施例の構成を示すブロック図である。
【0025】図1において光変調器1は、入力光(λ
O )を電気的な入力信号(fO )で変調して、出力光
(λM )を出力する。光変調器1の動作の中心点はバイ
アス信号(VS )によりバイアス(Vb )に設定され
る。この光変調器1には、たとえばマッハツェンダ形変
調器が使われる。図2(a)にマッハツェンダ形変調器
の光変調特性を示す。
O )を電気的な入力信号(fO )で変調して、出力光
(λM )を出力する。光変調器1の動作の中心点はバイ
アス信号(VS )によりバイアス(Vb )に設定され
る。この光変調器1には、たとえばマッハツェンダ形変
調器が使われる。図2(a)にマッハツェンダ形変調器
の光変調特性を示す。
【0026】高調波検出器2は、出力光(λM )を光結
合器2aで分波し、フォトダイオード(PD)などの復
調器2bで復調して電気的な信号に変換し、バンドパス
フィルタ2cおよびレベル検出器2dにより電気的な入
力信号(fO )の偶数次高調波(2NfO )の何れか
(2Ni f0)のレベル(Vd )を検出する(この実施例
ではNi =1とする)。
合器2aで分波し、フォトダイオード(PD)などの復
調器2bで復調して電気的な信号に変換し、バンドパス
フィルタ2cおよびレベル検出器2dにより電気的な入
力信号(fO )の偶数次高調波(2NfO )の何れか
(2Ni f0)のレベル(Vd )を検出する(この実施例
ではNi =1とする)。
【0027】バイアス手段3は、レベル検出器2が検出
するレベル(Vh)が最小のレベル(Vhmin )になる
光変調器1のバイアス(Vbm)をバイアス信号(VS )
によって設定する。これにより、検出した偶数次高調波
(2Ni fO )のレベル(Vh)が最小のレベル(Vh
min )になる動作点が光変調器1に設定されるので光変
調器1は偶数次歪の最小の点で変調動作を行うことにな
る。
するレベル(Vh)が最小のレベル(Vhmin )になる
光変調器1のバイアス(Vbm)をバイアス信号(VS )
によって設定する。これにより、検出した偶数次高調波
(2Ni fO )のレベル(Vh)が最小のレベル(Vh
min )になる動作点が光変調器1に設定されるので光変
調器1は偶数次歪の最小の点で変調動作を行うことにな
る。
【0028】結果として、光変調器1の動作点は、後述
する光変調器のS字特性のほぼセンタに維持される。
する光変調器のS字特性のほぼセンタに維持される。
【0029】高調波検出器2が出力する偶数次高周波の
一つである2次高調波が最小レベル(Vhmin )になる
点を見つけ、次に、その2次高調波が最小レベル(Vh
min)になる光変調器1の動作点を維持するように、光
変調器1のバイアスを制御するには、次のような態様が
ある。
一つである2次高調波が最小レベル(Vhmin )になる
点を見つけ、次に、その2次高調波が最小レベル(Vh
min)になる光変調器1の動作点を維持するように、光
変調器1のバイアスを制御するには、次のような態様が
ある。
【0030】請求項2に係る発明では、バイアス手段3
が、まず、光変調器1のバイアスを所定範囲にわたり可
変することにより、高調波検出器2が出力する2次高調
波が最小レベル(Vhmin )になるバイアス点(Vbm)
を検出する。その後その最小レベル(Vhmin )になる
バイアス点(Vbm)を動作の中心として光変調器1に設
定する。バイアスを可変する所定範囲は、高調波検出器
2が出力する2次の高調波が最小レベル(Vhmin )に
なる点を検出し得る範囲とする。
が、まず、光変調器1のバイアスを所定範囲にわたり可
変することにより、高調波検出器2が出力する2次高調
波が最小レベル(Vhmin )になるバイアス点(Vbm)
を検出する。その後その最小レベル(Vhmin )になる
バイアス点(Vbm)を動作の中心として光変調器1に設
定する。バイアスを可変する所定範囲は、高調波検出器
2が出力する2次の高調波が最小レベル(Vhmin )に
なる点を検出し得る範囲とする。
【0031】請求項3に係る発明では、バイアス手段3
がバイアス信号生成部320またはバイアス信号生成手
段35(以下、単に「バイアス信号生成手段320,3
5」という)とバイアス制御部321またはバイアス制
御手段34(以下、単に「バイアス制御手段321,3
4」という)とで構成される。バイアス信号生成手段3
20,35は、バイアス信号を光変調器1のバイアスを
所定範囲を可変するための信号を含むバイアス信号を光
変調器1に出力する。バイアス制御手段321,34
は、バイアス信号により光変調器1のバイアスが所定範
囲可変されているときに高調波検出器2が出力する2次
高調波が最小レベル(Vhmin )になるバイアス点(V
bm)を検出して、その後バイアス点(Vbm)を動作の中
心となるようにバイアス信号生成手段320,35を制
御する。
がバイアス信号生成部320またはバイアス信号生成手
段35(以下、単に「バイアス信号生成手段320,3
5」という)とバイアス制御部321またはバイアス制
御手段34(以下、単に「バイアス制御手段321,3
4」という)とで構成される。バイアス信号生成手段3
20,35は、バイアス信号を光変調器1のバイアスを
所定範囲を可変するための信号を含むバイアス信号を光
変調器1に出力する。バイアス制御手段321,34
は、バイアス信号により光変調器1のバイアスが所定範
囲可変されているときに高調波検出器2が出力する2次
高調波が最小レベル(Vhmin )になるバイアス点(V
bm)を検出して、その後バイアス点(Vbm)を動作の中
心となるようにバイアス信号生成手段320,35を制
御する。
【0032】請求項4に係る発明では、請求項3に係る
発明をより具体化したものである。
発明をより具体化したものである。
【0033】つまり、バイアス手段3は、光変調器1の
バイアスを微小範囲掃引するための所定周期の低周波信
号(図2(d))と直流信号とを加算したバイアス信号
(VS )を光変調器1に設定する(図2(b))。そう
すると、光変調器1のバイアスが低周波信号で掃引され
て変化すると、高調波検出器2の出力は、略U字状特性
(図2(c))(バイアス信号の変化の累乗の絶対値に
比例)になる。
バイアスを微小範囲掃引するための所定周期の低周波信
号(図2(d))と直流信号とを加算したバイアス信号
(VS )を光変調器1に設定する(図2(b))。そう
すると、光変調器1のバイアスが低周波信号で掃引され
て変化すると、高調波検出器2の出力は、略U字状特性
(図2(c))(バイアス信号の変化の累乗の絶対値に
比例)になる。
【0034】そこで、バイアス制御手段321,34
は、データ変換手段34a,平均化手段34bおよび比
較制御器34cを備えて略U字状特性を略直線状特性
(図2(e))にデータ変換してバイアスの制御を容易
にした。
は、データ変換手段34a,平均化手段34bおよび比
較制御器34cを備えて略U字状特性を略直線状特性
(図2(e))にデータ変換してバイアスの制御を容易
にした。
【0035】まず、データ変換手段34aが、高調波検
出器2の略U字状特性(図2(c))を、ゼロを通過し
て正負の領域を変化する特性(略直線状の変化)(図2
(e))に変換する。平均化手段34bは、データ変換
手段34aからの出力を直流(図2(f))に変換す
る。
出器2の略U字状特性(図2(c))を、ゼロを通過し
て正負の領域を変化する特性(略直線状の変化)(図2
(e))に変換する。平均化手段34bは、データ変換
手段34aからの出力を直流(図2(f))に変換す
る。
【0036】光変調器1のバイアス点が最適であれば、
平均化手段34bの出力はほぼゼロとなり、それからズ
レれば正または負の値の直流となって現れる(図2
(f))。
平均化手段34bの出力はほぼゼロとなり、それからズ
レれば正または負の値の直流となって現れる(図2
(f))。
【0037】次に、比較制御器34cが、平均化手段3
4bの出力とゼロまたはゼロに近い値を有する基準信号
とを比較し、平均化手段34bの出力が基準信号の値と
なるようにバイアス信号の直流信号を制御する。
4bの出力とゼロまたはゼロに近い値を有する基準信号
とを比較し、平均化手段34bの出力が基準信号の値と
なるようにバイアス信号の直流信号を制御する。
【0038】結果として、光変調器1のバイアス点がそ
の光変調器1の変調特性(S字特性)の直線領域に設定
される。
の光変調器1の変調特性(S字特性)の直線領域に設定
される。
【0039】請求項5に係る発明では、バイアス手段3
が出力するバイアス信号に含まれる低周波信号は、所定
周期を有しゼロを通過する鋸歯状波とし、データ変換手
段34aは、鋸歯状波と高調波検出器2の出力とを乗算
する乗算器34aとした。つまり、乗算器34aでゼロ
を通過する鋸歯状波(図2(d))と略U字状特性の高
調波検出器2の出力(図2(c))とを乗算することに
より、ゼロを通過する略直線状の特性(図2(e))に
変換する、いわば座標変換した。
が出力するバイアス信号に含まれる低周波信号は、所定
周期を有しゼロを通過する鋸歯状波とし、データ変換手
段34aは、鋸歯状波と高調波検出器2の出力とを乗算
する乗算器34aとした。つまり、乗算器34aでゼロ
を通過する鋸歯状波(図2(d))と略U字状特性の高
調波検出器2の出力(図2(c))とを乗算することに
より、ゼロを通過する略直線状の特性(図2(e))に
変換する、いわば座標変換した。
【0040】請求項6に係る発明では、請求項4に係る
発明同様、比較制御器34cが、平均化手段34bの出
力と基準信号の値とが一致するようにバイアス信号の直
流信号を制御した後は、バイアス信号に鋸歯状波を含ま
ないようにした。
発明同様、比較制御器34cが、平均化手段34bの出
力と基準信号の値とが一致するようにバイアス信号の直
流信号を制御した後は、バイアス信号に鋸歯状波を含ま
ないようにした。
【0041】
【実施例】本発明の第1実施例を図1および図2を用い
て説明する。
て説明する。
【0042】図1は、本発明の第1実施例の構成を示す
ブロック図、図2(a)〜(f)は本発明の動作を説明
するための光変調特性とバイアス信号との関係を表わす
図である。
ブロック図、図2(a)〜(f)は本発明の動作を説明
するための光変調特性とバイアス信号との関係を表わす
図である。
【0043】図1については、すでに説明されているの
でここでの説明は省略する。
でここでの説明は省略する。
【0044】第1実施例の動作を図2(a),(b)お
よび(c)を参照して説明する。
よび(c)を参照して説明する。
【0045】図2(a)は、光変調特性を表す図で、バ
イアス電圧(Vb )によって変調特性が変化する様子を
示す。実線は、ある特定の状態における特性、点線およ
び一点鎖線は環境条件によりこの特性が変化する状態を
示している。この変調特性は、図7で説明したが、両端
が非線形でS字状の特性曲線となっており、これをS字
特性と称する。
イアス電圧(Vb )によって変調特性が変化する様子を
示す。実線は、ある特定の状態における特性、点線およ
び一点鎖線は環境条件によりこの特性が変化する状態を
示している。この変調特性は、図7で説明したが、両端
が非線形でS字状の特性曲線となっており、これをS字
特性と称する。
【0046】図2(b)は、バイアス信号を表す図で周
期がTで、出力電圧がVb1を中心にVb1+V1 からVb1
−V1 の間で鋸歯状波で掃引されている状態を示してい
る。
期がTで、出力電圧がVb1を中心にVb1+V1 からVb1
−V1 の間で鋸歯状波で掃引されている状態を示してい
る。
【0047】図2(c)は、高調波検出器2の出力レベ
ル、具体的にはレベル検出器2dの検出レベル(Vh)
がバイアス(Vb )が変化することによってU字状に変
化する特性になっていることを示している。
ル、具体的にはレベル検出器2dの検出レベル(Vh)
がバイアス(Vb )が変化することによってU字状に変
化する特性になっていることを示している。
【0048】実線と点線および一点鎖線の関係は図2
(a)と同じである。
(a)と同じである。
【0049】光変調器1は、光源1aからの入力光(λ
O )と、電気的な入力信号(fO )とを入力とし、変調
された出力光(λM )を出力する、光変調器1の動作の
中心点は、図2(a)の実線で示される変調特性の中心
(Vb1)に設定されている。このとき、図2(c)に示
されるレベル検出器2dの出力する2次高調波のレベル
(Vh)は最小のレベル(Vhmin )になっている。
O )と、電気的な入力信号(fO )とを入力とし、変調
された出力光(λM )を出力する、光変調器1の動作の
中心点は、図2(a)の実線で示される変調特性の中心
(Vb1)に設定されている。このとき、図2(c)に示
されるレベル検出器2dの出力する2次高調波のレベル
(Vh)は最小のレベル(Vhmin )になっている。
【0050】バイアス手段3は、レベル検出器2dが最
小のレベル(Vhmin )になったときの光変調器1のバ
イアス点(Vbm)を検知してバイアス信号(VS )をそ
の値に設定する。このときのバイアス点(Vbm)はVb1
である。
小のレベル(Vhmin )になったときの光変調器1のバ
イアス点(Vbm)を検知してバイアス信号(VS )をそ
の値に設定する。このときのバイアス点(Vbm)はVb1
である。
【0051】この状態で、環境条件が変化して、光変調
器1の変調特性が図2(a)の実線から点線に変動した
場合、高調波検出器2の出力レベル(Vh)は図2
(c)の点線のように変わっているので、出力レベル
(Vh)が最小レベル(Vhmin )を示すときのバイア
ス点(Vbm)がVb2であることを検出して、この電圧V
b2を光変調器1のバイアス(Vb )として設定する。こ
のバイアス(Vb )の設定は、レベル検出器2dのレベ
ルをメータ3aで読み取り、電圧設定器3bで設定する
ことができるほか、図1の3cに示すように差動増幅器
3cの一方にレベル検出器2dの出力するレベル(V
h)を入力し、他方に基準電圧を入力し、その出力をバ
イアス信号(VS )とする負帰還回路によりレベル検出
器2dの出力するレベル(Vh)が最小の値(Vh
min )になるバイアス点(Vbm)にバイアス(Vb )を
設定することができる。
器1の変調特性が図2(a)の実線から点線に変動した
場合、高調波検出器2の出力レベル(Vh)は図2
(c)の点線のように変わっているので、出力レベル
(Vh)が最小レベル(Vhmin )を示すときのバイア
ス点(Vbm)がVb2であることを検出して、この電圧V
b2を光変調器1のバイアス(Vb )として設定する。こ
のバイアス(Vb )の設定は、レベル検出器2dのレベ
ルをメータ3aで読み取り、電圧設定器3bで設定する
ことができるほか、図1の3cに示すように差動増幅器
3cの一方にレベル検出器2dの出力するレベル(V
h)を入力し、他方に基準電圧を入力し、その出力をバ
イアス信号(VS )とする負帰還回路によりレベル検出
器2dの出力するレベル(Vh)が最小の値(Vh
min )になるバイアス点(Vbm)にバイアス(Vb )を
設定することができる。
【0052】その他のバイアス設定については後述す
る。
る。
【0053】このようにして、光変調器1は、図2
(c)の2次高調波歪みの最も小さいU字状特性の最下
点すなわち変調特性のS字状の特性の中央で動作するこ
とになる。電気的な入力信号(fO )としては、図7に
示すように正弦波であってもパルス波であってもよい。
入力信号の持つ偶数次高調波が光変調器1で発生する偶
数次高調波と打ち消し合うような現像が生じない範囲で
適用できる。
(c)の2次高調波歪みの最も小さいU字状特性の最下
点すなわち変調特性のS字状の特性の中央で動作するこ
とになる。電気的な入力信号(fO )としては、図7に
示すように正弦波であってもパルス波であってもよい。
入力信号の持つ偶数次高調波が光変調器1で発生する偶
数次高調波と打ち消し合うような現像が生じない範囲で
適用できる。
【0054】次に、第2実施例を図3および図2(a)
〜(f)を用いて説明する。
〜(f)を用いて説明する。
【0055】図3は、第2実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【0056】図3に基づいて第2実施例の構成を説明す
る。
る。
【0057】図3において、図1と同じ符号を付したも
のは同じ機能を持つものであるから説明を省略する。
のは同じ機能を持つものであるから説明を省略する。
【0058】電気的な入力信号(fO )としては、デー
タ発生装置1bの出力信号が用いられる。
タ発生装置1bの出力信号が用いられる。
【0059】バイアス手段3は、A/D変換器31,C
PU装置32およびD/A変換器33で構成される。A
/D変換器31は、高調波検出器2の出力するアナログ
出力をデジタル信号に変換するものであり、D/A変換
器33は、CPU装置32からのデジタル信号をアナロ
グ信号に変換するものである。
PU装置32およびD/A変換器33で構成される。A
/D変換器31は、高調波検出器2の出力するアナログ
出力をデジタル信号に変換するものであり、D/A変換
器33は、CPU装置32からのデジタル信号をアナロ
グ信号に変換するものである。
【0060】CPU装置32は、バイアス信号生成部3
20,バイアス制御部321および指示部322からな
る。バイアス制御部321は、最小点バイアス検出部3
21aおよびバイアス設定部321bからなる。これら
の機能を果たすために、CPU,RAM,ROMおよび
論理素子からなるハードウェアおよびソフトウェア等で
構成される。
20,バイアス制御部321および指示部322からな
る。バイアス制御部321は、最小点バイアス検出部3
21aおよびバイアス設定部321bからなる。これら
の機能を果たすために、CPU,RAM,ROMおよび
論理素子からなるハードウェアおよびソフトウェア等で
構成される。
【0061】次に、本発明の第2実施例の動作を説明す
る。
る。
【0062】指示部322は、温度計から温度情報また
は、タイマからの一定間隔の時間情報など外部からの校
正指示を受けて、各部に対して光変調器1のバイアスの
校正開始を指示する。
は、タイマからの一定間隔の時間情報など外部からの校
正指示を受けて、各部に対して光変調器1のバイアスの
校正開始を指示する。
【0063】バイアス信号生成部320は、図2(b)
に示すバイアス信号を発生し、D/A変換器33を介し
て光変調器1のバイアス電圧をVb1±V1間を時間Tで
変化する鋸歯状波を掃引させる。
に示すバイアス信号を発生し、D/A変換器33を介し
て光変調器1のバイアス電圧をVb1±V1間を時間Tで
変化する鋸歯状波を掃引させる。
【0064】光変調器1は、図2(a)の実線の変調特
性で動作している場合、高調波検出器2の出力レベルが
図2(c)の実線のように変化する。これが温度等の環
境条件が変わったため、図2(a)及び図2(c)の点
線で示される動作を行っているものとする。
性で動作している場合、高調波検出器2の出力レベルが
図2(c)の実線のように変化する。これが温度等の環
境条件が変わったため、図2(a)及び図2(c)の点
線で示される動作を行っているものとする。
【0065】最小点バイアス検出部321aは、バイア
ス信号生成部320の出力を参照しながら、高調波検出
器2の出力レベルが最小のレベル(Vhmin )になる点
のバイアス電圧(Vbm)を検出する、この場合当初Vb1
であったバイアス電圧(Vbm)はVb2である。
ス信号生成部320の出力を参照しながら、高調波検出
器2の出力レベルが最小のレベル(Vhmin )になる点
のバイアス電圧(Vbm)を検出する、この場合当初Vb1
であったバイアス電圧(Vbm)はVb2である。
【0066】なお、最小レベル(Vhmin )の点は、高
調波検出器2の出力を微分するか、または、前のポイン
トで取得したデータと次に取得したデータとの比較を次
々と行う等により検出することができる。
調波検出器2の出力を微分するか、または、前のポイン
トで取得したデータと次に取得したデータとの比較を次
々と行う等により検出することができる。
【0067】高調波検出器2の出力レベルが最小レベル
(Vhmin )になる光変調器1のバイアス電圧(Vbm)
がVb2であるとの情報を受けたバイアス設定部321b
は、その情報をバイアス信号生成部320に送りバイア
ス信号(Vs )としてVb2を発生させ、光変調器1に設
定し、その電圧を保持するように制御する。電圧を保持
させるには、バイアス設定部321bでメモリ(図示せ
ず)で前記バイアス電圧がVb2であるとの情報を保持す
ればよい。
(Vhmin )になる光変調器1のバイアス電圧(Vbm)
がVb2であるとの情報を受けたバイアス設定部321b
は、その情報をバイアス信号生成部320に送りバイア
ス信号(Vs )としてVb2を発生させ、光変調器1に設
定し、その電圧を保持するように制御する。電圧を保持
させるには、バイアス設定部321bでメモリ(図示せ
ず)で前記バイアス電圧がVb2であるとの情報を保持す
ればよい。
【0068】そして、バイアス電圧の変化を停止させ
る。
る。
【0069】その結果、光変調器1の動作点は変調特性
の直線領域の中心に設定される。
の直線領域の中心に設定される。
【0070】なお、上記バイアス信号生成部320は、
バイアス(Vb )を図2(a)のVb1±V1間を変えて
いたが、その範囲は、最小点バイアス検出部321aが
最小レベル(Vhmin )点を検出できる範囲に設定す
る。したがって、定温制御されている室内で使用される
場合は、その温度変動とそれに対する光変調器1の変調
特性の変動を考慮して、微少な範囲を掃引制御すれば目
的を達成できる。
バイアス(Vb )を図2(a)のVb1±V1間を変えて
いたが、その範囲は、最小点バイアス検出部321aが
最小レベル(Vhmin )点を検出できる範囲に設定す
る。したがって、定温制御されている室内で使用される
場合は、その温度変動とそれに対する光変調器1の変調
特性の変動を考慮して、微少な範囲を掃引制御すれば目
的を達成できる。
【0071】さらに、バイアス信号生成部320による
掃引電圧の変化が微少であり、光変調器1からの変調さ
れた光出力が受ける影響を無視できる場合は、バイアス
電圧を掃引しながら光変調器1の動作点を常時監視し校
正することができる。この場合は、指示部322による
校正の開始指令は不要である。
掃引電圧の変化が微少であり、光変調器1からの変調さ
れた光出力が受ける影響を無視できる場合は、バイアス
電圧を掃引しながら光変調器1の動作点を常時監視し校
正することができる。この場合は、指示部322による
校正の開始指令は不要である。
【0072】また、常時監視して校正するのでなく、温
度変動があった場合、または、一定時間経過後など指示
があった場合に、一時的に光変調器1の動作点を校正す
るのであれば、光結合器2aを、光スイッチに置き換
え、光変調器1の出力を校正時のみ高調波検出器2へ切
り換えればよい。
度変動があった場合、または、一定時間経過後など指示
があった場合に、一時的に光変調器1の動作点を校正す
るのであれば、光結合器2aを、光スイッチに置き換
え、光変調器1の出力を校正時のみ高調波検出器2へ切
り換えればよい。
【0073】次に、第3実施例を図4および図2(a)
〜(f)を用いて説明する。
〜(f)を用いて説明する。
【0074】図4は、第3実施例の構成を示すバイアス
手段3のブロック図である。図4は、図3の第2実施例
に比し、バイアス手段3が、ハード的に構成しやすくし
たものであるがこの機能はCPU装置で構成することも
可能である。
手段3のブロック図である。図4は、図3の第2実施例
に比し、バイアス手段3が、ハード的に構成しやすくし
たものであるがこの機能はCPU装置で構成することも
可能である。
【0075】バイアス手段3は、光変調器1のバイアス
を所定範囲可変するためのバイアス信号生成手段35と
そのバイアス信号生成手段35を制御するバイアス制御
手段34とを備えている。いずれも、目的とするところ
は、図3のCPU装置32内のバイアス信号生成部32
0,バイアス制御部321と同じである。
を所定範囲可変するためのバイアス信号生成手段35と
そのバイアス信号生成手段35を制御するバイアス制御
手段34とを備えている。いずれも、目的とするところ
は、図3のCPU装置32内のバイアス信号生成部32
0,バイアス制御部321と同じである。
【0076】バイアス信号生成手段35は、低周波発振
器35aが出力する図2(d)に示す所定周期Tの掃引
電圧にバイアスの中心となるDC電圧を加算した図2
(b)を示すバイアス信号を光変調器1へ出力する。
器35aが出力する図2(d)に示す所定周期Tの掃引
電圧にバイアスの中心となるDC電圧を加算した図2
(b)を示すバイアス信号を光変調器1へ出力する。
【0077】バイアス信号生成手段35がバイアス信号
(Vs )で図2(a)における光変調器1のバイアスを
Vb1±V1間にわたり掃引することによって、高調波検
出器2の出力レベルは、図2(c)のようになる。
(Vs )で図2(a)における光変調器1のバイアスを
Vb1±V1間にわたり掃引することによって、高調波検
出器2の出力レベルは、図2(c)のようになる。
【0078】つまり、高調波検出器2の出力レベルは、
図2(c)に示す実線のようになっているが、温度変化
等で変調特性が変動すると変調歪の最小点になる点が変
化して、点線または一点鎖線の特性を示す。これら特性
は、最小点を中心に略U字状にレベルが変化する特性を
している。
図2(c)に示す実線のようになっているが、温度変化
等で変調特性が変動すると変調歪の最小点になる点が変
化して、点線または一点鎖線の特性を示す。これら特性
は、最小点を中心に略U字状にレベルが変化する特性を
している。
【0079】乗算器34aは、図2(c)に示す高調波
検出器2の出力と低周波発振器35が出力する低周波信
号とを乗算する。低周波発振器35aの出力は図2
(d)に示すように、周期Tのほぼ中心でゼロ電圧を横
切る波形となっているので、乗算器34aの出力は、図
2(e)に示すように周期Tのセンタをゼロとする基点
を通る略直線的な特性に変換される。
検出器2の出力と低周波発振器35が出力する低周波信
号とを乗算する。低周波発振器35aの出力は図2
(d)に示すように、周期Tのほぼ中心でゼロ電圧を横
切る波形となっているので、乗算器34aの出力は、図
2(e)に示すように周期Tのセンタをゼロとする基点
を通る略直線的な特性に変換される。
【0080】平均化手段34bは、乗算器34aから出
力されるレベルを時間平均する、低周波信号の掃引時間
Tよりも長い時間にわたり平均化するフィルタである。
言い換えれば、図2(e)の波形を積分して図2(f)
のように直流に変換するものである。
力されるレベルを時間平均する、低周波信号の掃引時間
Tよりも長い時間にわたり平均化するフィルタである。
言い換えれば、図2(e)の波形を積分して図2(f)
のように直流に変換するものである。
【0081】このことにより、図2(e)において、実
線は基点を境に上下ほぼ同じ面積を有するため、平均化
により図2(f)の実線で示されるゼロレベルになり、
同様に、図2(e)の点線または一点鎖線の各特性はそ
れぞれ図2(f)の点線または一点鎖線で示される負ま
たは正の電圧となる。
線は基点を境に上下ほぼ同じ面積を有するため、平均化
により図2(f)の実線で示されるゼロレベルになり、
同様に、図2(e)の点線または一点鎖線の各特性はそ
れぞれ図2(f)の点線または一点鎖線で示される負ま
たは正の電圧となる。
【0082】比較制御器34cは、基準電圧としてゼロ
電圧を設定し、これと平均化手段34bの出力とを比較
してその比較結果で前記バイアス信号生成手段35の直
流信号を制御することにより、平均化手段34bの出力
が常にゼロになるようにバイアス信号生成手段35のバ
イアス信号を制御する。
電圧を設定し、これと平均化手段34bの出力とを比較
してその比較結果で前記バイアス信号生成手段35の直
流信号を制御することにより、平均化手段34bの出力
が常にゼロになるようにバイアス信号生成手段35のバ
イアス信号を制御する。
【0083】この結果、光変調器1の動作点は、図2
(c)の実線で示されるU字状特性の最小点、すなわ
ち、光変調器1のS字特性のほぼ中心に設定される。
(c)の実線で示されるU字状特性の最小点、すなわ
ち、光変調器1のS字特性のほぼ中心に設定される。
【0084】なお、常時、光変調器1の動作点を監視し
校正する必要がなく、たとえば定期的な動作点の校正で
あれば、比較制御器34cは、高調波検出器2の出力が
最小レベル(Vhmin )となったときにバイアス信号生
成手段35が出力する直流信号の値を保持させるととも
に、低周波発振器35aの出力を停止させればよい。
校正する必要がなく、たとえば定期的な動作点の校正で
あれば、比較制御器34cは、高調波検出器2の出力が
最小レベル(Vhmin )となったときにバイアス信号生
成手段35が出力する直流信号の値を保持させるととも
に、低周波発振器35aの出力を停止させればよい。
【0085】常時、光変調器1の動作点を監視し校正す
る場合は、低周波発振器35aの振幅±V1は図2
(c)の高調波検出器2の出力に最小レベル(Vh
min )の点が現れる程度に極力小さくして、本来のデー
タの伝送に影響を少なくすることが望まれる。低周波発
振器35aの出力する低周波信号の周期Tも、データ伝
送への影響を考慮して決定する。
る場合は、低周波発振器35aの振幅±V1は図2
(c)の高調波検出器2の出力に最小レベル(Vh
min )の点が現れる程度に極力小さくして、本来のデー
タの伝送に影響を少なくすることが望まれる。低周波発
振器35aの出力する低周波信号の周期Tも、データ伝
送への影響を考慮して決定する。
【0086】ここで、数値例を示す。光源1aには、通
信用として波長1.3μm帯または1.5μm帯が使用
される。データ発生装置1bは、デジタル伝送としては
約50MHZ から約10GHZ のクロック周波数で使用
される。低周波発振器35aは数KHZ 以下である。
信用として波長1.3μm帯または1.5μm帯が使用
される。データ発生装置1bは、デジタル伝送としては
約50MHZ から約10GHZ のクロック周波数で使用
される。低周波発振器35aは数KHZ 以下である。
【0087】なお、この第3実施例では、高調波検出器
2が出力する略U字状特性をゼロを横切る略直線状デー
タに変換するデータ変換器として乗算器34aを使用し
たが、乗算器34aの代わりに微分器で略U状特性を微
分するようにしてもよい。一定方向から略U字状特性を
微分すれば、ほぼセンタでゼロを横切る略直線状の特性
に変換される。
2が出力する略U字状特性をゼロを横切る略直線状デー
タに変換するデータ変換器として乗算器34aを使用し
たが、乗算器34aの代わりに微分器で略U状特性を微
分するようにしてもよい。一定方向から略U字状特性を
微分すれば、ほぼセンタでゼロを横切る略直線状の特性
に変換される。
【0088】次に、第4実施例を図5を用いて説明す
る。
る。
【0089】図5は、第4実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【0090】第4実施例は、電気的な入力信号の周波数
f0 が変化する場合でも、高調波検出器がバンドパスフ
ィルタの通過域の周波数を変化させることなく、その偶
数次高調波成分を検出することができるようにしたもの
である。
f0 が変化する場合でも、高調波検出器がバンドパスフ
ィルタの通過域の周波数を変化させることなく、その偶
数次高調波成分を検出することができるようにしたもの
である。
【0091】高調波検出器2−1の周波数変換器2f
は、データ発生装置1bが出力する電気的な入力信号の
周波数f0 を入力として(2×f0 +fif)の周波数を
有する信号を出力する。ミキサ2eは、復調器2bが復
調して得た電気的な入力信号および周波数変換器2fが
出力する信号(周波数:2×f0 +fif)を入力とし
て、電気的な入力信号の2倍の周波数2×f0 との差の
中間周波数fifの信号を出力する。バンドパスフィルタ
(BPF)2c−1は、中間周波数fifを通過させる。
C1 ,C2 およびC3 はコンデンサで、交流成分のみを
通過させるものである。
は、データ発生装置1bが出力する電気的な入力信号の
周波数f0 を入力として(2×f0 +fif)の周波数を
有する信号を出力する。ミキサ2eは、復調器2bが復
調して得た電気的な入力信号および周波数変換器2fが
出力する信号(周波数:2×f0 +fif)を入力とし
て、電気的な入力信号の2倍の周波数2×f0 との差の
中間周波数fifの信号を出力する。バンドパスフィルタ
(BPF)2c−1は、中間周波数fifを通過させる。
C1 ,C2 およびC3 はコンデンサで、交流成分のみを
通過させるものである。
【0092】その他の構成については、第2実施例およ
び第3実施例として図3および図4を参照して説明した
ので省略する。
び第3実施例として図3および図4を参照して説明した
ので省略する。
【0093】第4実施例の動作について説明する。
【0094】高調波検出器2−1におけるミキサ2e
は、復調器2bが復調して出力する電気的な入力信号の
周波数の高周波のうち第2次高調波成分と周波数変換器
2fの出力する周波数(2×f0 +fif)の信号とを混
合し、バンドパスフィルタ2c−1は、その出力信号か
ら周波数fifの信号成分を選択して出力する。周波数f
ifの信号成分は、復調器2bが出力した周波数2×f0
の信号成分を周波数fifに変換したものであるから電気
的な入力信号の周波数f0 が変化しても常に周波数はf
ifとなる。その出力レベルはレベル検出器2dに出力さ
れ、復調器2bの出力レベルの増減はそのまま伝送され
ているのでレベル検出器2dが出力するレベルは、復調
器2bが出力した周波数2×f0 の成分のレベルの増減
に比例している。
は、復調器2bが復調して出力する電気的な入力信号の
周波数の高周波のうち第2次高調波成分と周波数変換器
2fの出力する周波数(2×f0 +fif)の信号とを混
合し、バンドパスフィルタ2c−1は、その出力信号か
ら周波数fifの信号成分を選択して出力する。周波数f
ifの信号成分は、復調器2bが出力した周波数2×f0
の信号成分を周波数fifに変換したものであるから電気
的な入力信号の周波数f0 が変化しても常に周波数はf
ifとなる。その出力レベルはレベル検出器2dに出力さ
れ、復調器2bの出力レベルの増減はそのまま伝送され
ているのでレベル検出器2dが出力するレベルは、復調
器2bが出力した周波数2×f0 の成分のレベルの増減
に比例している。
【0095】このようにして得た高調波検出器2−1の
出力をバイアス手段3に入力して得たバイアス信号を光
変調器1に入力することで、電気的な入力信号の周波数
を変化させた場合においても、高調波検出器2−1のバ
ンドパスフィルタ2c−1の通過域の周波数を変化させ
ないで、電気的な入力信号の第2次高調波成分の変化を
検出して、光変調器1を最適な動作点に設定することが
できる。
出力をバイアス手段3に入力して得たバイアス信号を光
変調器1に入力することで、電気的な入力信号の周波数
を変化させた場合においても、高調波検出器2−1のバ
ンドパスフィルタ2c−1の通過域の周波数を変化させ
ないで、電気的な入力信号の第2次高調波成分の変化を
検出して、光変調器1を最適な動作点に設定することが
できる。
【0096】図5においては、電気的な入力信号は、コ
ンデンサC1 で交流成分のみを取り出し、低周波発信器
35aはコンデンサC2 およびC3 で交流成分のみを出
力するようにした。バイアス信号に含まれる適流成分の
大きさは、DC入力または比較制御器34cへ入力する
基準電圧の大きさで制御することができる。
ンデンサC1 で交流成分のみを取り出し、低周波発信器
35aはコンデンサC2 およびC3 で交流成分のみを出
力するようにした。バイアス信号に含まれる適流成分の
大きさは、DC入力または比較制御器34cへ入力する
基準電圧の大きさで制御することができる。
【0097】なお、データ発生装置1bの出力する信号
がクロック周波数fc のデジタル信号である場合は、周
波数変換器2fの出力する周波数はfc +fifであれば
よい。
がクロック周波数fc のデジタル信号である場合は、周
波数変換器2fの出力する周波数はfc +fifであれば
よい。
【0098】その他の動作については、第2実施例およ
び第3実施例と同じなので説明を省略する。
び第3実施例と同じなので説明を省略する。
【0099】
【発明の効果】本発明は、光変調器1の電気的な入力信
号対出力光の特性がほぼ線形領域とその両端に非線形領
域を有する変調特性(S字特性)のもつ非直線性を利用
して、光変調器1の出力から電気的な入力信号の偶数次
の高調波を高調波検出器2で選択し、バイアス手段3で
その高調波レベルが最小になるところのバイアス点を検
出して、そのバイアス点を中心に動作するよう光変調器
1のバイアスを設定し、バイアス変動で歪んだ信号を検
出してその歪みが最小の点で光変調器1を動作させるこ
とにより、光変調器1を安定に動作させようとするスト
レートな思想であるから、歪みの少ない線形領域の動作
点に的確に設定できるとともに、他の信号,条件による
制約が少ない簡素な構成で目的が達成できる。
号対出力光の特性がほぼ線形領域とその両端に非線形領
域を有する変調特性(S字特性)のもつ非直線性を利用
して、光変調器1の出力から電気的な入力信号の偶数次
の高調波を高調波検出器2で選択し、バイアス手段3で
その高調波レベルが最小になるところのバイアス点を検
出して、そのバイアス点を中心に動作するよう光変調器
1のバイアスを設定し、バイアス変動で歪んだ信号を検
出してその歪みが最小の点で光変調器1を動作させるこ
とにより、光変調器1を安定に動作させようとするスト
レートな思想であるから、歪みの少ない線形領域の動作
点に的確に設定できるとともに、他の信号,条件による
制約が少ない簡素な構成で目的が達成できる。
【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図2】本発明の各要部の特性および信号波形を示す図
である。
である。
【図3】本発明の第2実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図4】本発明の第3実施例の構成を示すバイアス手段
のブロック図である。
のブロック図である。
【図5】本発明の第4実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図6】光変調器の入出力信号関係を示すブロック図で
ある。
ある。
【図7】図6における各特性および信号波形を示す図で
ある。
ある。
【図8】従来技術(引例1)の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図9】従来技術(引例2)の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図10】従来技術(引例2)の入出力特性を示す図で
ある。
ある。
1 光変調器 1a 光源 1b データ発生装置 2 高調波検出器 2a 光結合器 2b 復調器 2c バンドバスフィルタ 2d レベル検出器 3 バイアス手段 3a メータ 3b 電圧設定器 3c 差動増幅器 31 A/D変換器 32 CPU装置 33 D/A変換器 34 バイアス制御手段 34a 乗算器(データ変換手段) 34b フィルタ(平均化手段) 34c 比較制御器 35 バイアス信号生成手段 35a 低周波発振器 320 バイアス信号生成部 321 バイアス制御部 321a 最小点バイアス検出部 321b バイアス設定部 322 指示部
Claims (6)
- 【請求項1】 入力光(λO )を電気的な入力信号(f
O )により変調して出力光(λM )を出力するとともに
バイアス(Vb )により動作の中心が設定される光変調
器(1)と、前記光変調器の出力光(λM )を復調し前
記電気的な入力信号の周波数の偶数次高調波(2Nf
O )のいずれか(2Ni fO )を選択しそのレベル(V
h)を検出して出力する高調波検出器(2)と、前記バ
イアス(Vb )を変化させて前記高調波検出器が出力す
るレベル(Vh)が最小のレベル(Vhmin )になる前
記光変調器のバイアス点(Vbm)を動作の中心点として
光変調器に設定するバイアス手段(3)とを備えたこと
を特徴とする光変調装置。 - 【請求項2】 前記バイアス手段(3)は、前記光変調
器のバイアス(Vb)を所定範囲可変するとともに、前
記高調波検出器が出力するレベル(Vh)が最小のレベ
ル(Vhmin )になるバイアス点(Vbm)を検出してそ
の後そのバイアス点(Vbm)を動作の中心として前記光
変調器に設定することを特徴とする請求項1記載の光変
調装置。 - 【請求項3】 前記バイアス手段(3)は、前記光変調
器のバイアス(Vb)を所定範囲可変にされた可変信号
(VV )を含むバイアス信号(VS )を前記光変調器に
出力するバイアス信号生成手段(320,35)と、前
記バイアス信号生成手段からのバイアス信号により前記
光変調器のバイアス(Vb )を所定範囲可変していると
き、前記高調波検出器が出力するレベル(Vh)が最小
のレベル(Vhmin )になるバイアス点(Vbm)を検出
してその後そのバイアス点(Vbm)を動作の中心となる
ように前記バイアス信号生成手段を制御するバイアス制
御手段(321,34)とを備えたことを特徴とする請
求項1記載の光変調装置。 - 【請求項4】 前記バイアス信号生成手段(320,3
5)は、前記光変調器のバイアス(Vb )を前記所定範
囲より狭い範囲で掃引する所定周期の低周波信号
(VV1)と直流信号(VDC)とを加算したバイアス信号
(VS )を前記光変調器に設定するとともに、前記バイ
アス制御手段(321,34)は、前記光変調器のバイ
アス(Vb )が前記低周波信号で掃引されて変化するの
に対応して略U字状特性に変化する前記高調波検出器の
出力レベル(Vh)を受けて前記略U字状特性をゼロを
通過して正負の領域を変化する特性に変換するデータ変
換手段(34a)と、そのデータの変換手段からの出力
を直流に変換する平均化手段(34b)と、前記平均化
手段の出力とゼロまたはゼロに近い値を有する基準信号
とを比較し前記平均化手段の出力が前記基準信号の値と
等しくなるように前記バイアス信号の直流信号を制御す
る比較制御器(34c)とを備えたことを特徴とする請
求項4記載の光変調装置。 - 【請求項5】 前記バイアス信号生成手段(320,3
5)は、前記低周波信号としてゼロを通過する鋸歯状波
(Vk )を出力し、前記データ変換手段(34a)は、
前記鋸歯状波(Vk )と前記高調波検出器が出力するレ
ベル(Vh)とを乗算する乗算器(34a)であること
を特徴とする請求項5記載の光変調装置。 - 【請求項6】 前記比較制御器(34c)は、前記平均
化手段の出力が前記基準信号の値となるように前記バイ
アス信号の直流信号を制御した後は、前記低周波信号
(VV1)の出力を停止することを特徴とする請求項4ま
たは5記載の光変調装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27045996A JPH10115813A (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 光変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27045996A JPH10115813A (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 光変調装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10115813A true JPH10115813A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17486597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27045996A Pending JPH10115813A (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 光変調装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10115813A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1168039A2 (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus, and output stabilization control method for an optical modulator used in the optical transmission apparatus |
EP1168041A2 (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus and bias voltage control method for the optical modulator |
JP2002122622A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Tokin Corp | 光電界センサ装置 |
JP2004309511A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-11-04 | Hitachi Cable Ltd | 光送信器 |
JP2007148119A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | National Institute Of Information & Communication Technology | 光強度測定器のキャリブレーション方法及び装置 |
JP2010501908A (ja) * | 2007-12-04 | 2010-01-21 | ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− | バイアス制御装置 |
JP2011197638A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-10-06 | National Institute Of Information & Communication Technology | バイアス点調整が可能な複数のマッハツェンダー構造を有する光変調器 |
JP2014032274A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Anritsu Corp | 光変調装置およびそのドリフト制御方法 |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP27045996A patent/JPH10115813A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1168039A2 (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus, and output stabilization control method for an optical modulator used in the optical transmission apparatus |
EP1168041A2 (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus and bias voltage control method for the optical modulator |
EP1168039A3 (en) * | 2000-06-30 | 2003-11-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus, and output stabilization control method for an optical modulator used in the optical transmission apparatus |
EP1168041A3 (en) * | 2000-06-30 | 2004-04-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus and bias voltage control method for the optical modulator |
US7092643B2 (en) | 2000-06-30 | 2006-08-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus and bias voltage control method for the optical modulator |
JP2002122622A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Tokin Corp | 光電界センサ装置 |
JP2004309511A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-11-04 | Hitachi Cable Ltd | 光送信器 |
JP2007148119A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | National Institute Of Information & Communication Technology | 光強度測定器のキャリブレーション方法及び装置 |
JP2010501908A (ja) * | 2007-12-04 | 2010-01-21 | ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− | バイアス制御装置 |
US8203777B2 (en) | 2007-12-04 | 2012-06-19 | Bae Systems Plc | Bias controller |
JP2011197638A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-10-06 | National Institute Of Information & Communication Technology | バイアス点調整が可能な複数のマッハツェンダー構造を有する光変調器 |
JP2014032274A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Anritsu Corp | 光変調装置およびそのドリフト制御方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3765967B2 (ja) | 光送信装置およびこれに用いる光変調器のバイアス電圧制御方法 | |
EP0694182B1 (en) | Bias control and method for electro-optic modulators | |
EP1168038B1 (en) | Bias voltage control of a Mach-Zehnder optical modulator in an optical transmitter | |
US7369290B1 (en) | Modulator bias control | |
JP5006978B1 (ja) | 補償方法、光変調システム、及び光復調システム | |
JPH04253023A (ja) | 電気・光変調器の自動バイアスコントローラ及びその制御方法。 | |
JPH0118589B2 (ja) | ||
US5742268A (en) | Optical modulation device having bias reset means | |
KR19990063021A (ko) | Fsk 수신기에서의 자동 주파수 제어 | |
JP2677234B2 (ja) | 光変調装置 | |
JP2000171766A (ja) | 光変調器 | |
JPH10115813A (ja) | 光変調装置 | |
US6639482B2 (en) | Method for regulating the working point of a modulator and associated drive unit | |
US6924916B2 (en) | Method and device for stabilizing operation point and optical output of external optical modulator | |
CN113406388B (zh) | 光电探测器频率响应测试装置及其测试方法 | |
JPH05323245A (ja) | 光変調制御方式 | |
US6839366B1 (en) | Laser frequency control using dithered control signal | |
US6552624B2 (en) | Method for controlling the operating range of a modulator, and an associated drive unit | |
JP3749874B2 (ja) | 光変調器制御装置およびそれを用いた光送信装置ならびに光変調器の制御方法および制御プログラム記録媒体 | |
JP2004294827A (ja) | 光変調器のバイアス電圧制御方法および光変調装置 | |
JP2825628B2 (ja) | 光変調における変調度のモニタリング方法及び安定化方法並びに光送信装置 | |
CN116232470A (zh) | 一种适用于调制器不同工作模式的自动偏压控制装置 | |
JP2004309511A (ja) | 光送信器 | |
CN115694478A (zh) | 锁相环电路、光电***及电子设备 | |
WO2004021074A1 (ja) | 光強度変調装置 |