JPH10148801A - 外部変調方式による光変調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】伝送特性の低下を引き起すことのない外部変調
方式による光変調装置を簡単な構成で提供することを可
能とする。 【解決手段】波長の異なるＬＤ２１とＬＥＤ２２の出力
光を波長多重カプラ２３で結合しＭＺ光変調器２４に与
え、その出力からＬＥＤ２２の波長成分を分岐して取り
出し、ＰＤ２１１で光電変換する。ＬＥＤ２２の出力光
には予め低周波で強度変調をかけておき、ＰＤ２１１で
光電変換された電気信号を利得調整回路２１２で利得調
整して差動増幅器２１３に入力する一方、低周波発振器
２６の出力を移相器２１４にて位相調整して差動増幅器
２１３に入力して両者の差を出力し、これを同期検波回
路２１５にて同期検波してその低周波成分によりバイア
ス電圧を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムの
光送信装置や光中継器等に用いられ、光出力波形を良好
な状態に維持できる外部変調方式による光変調装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、光通信システムにあって
は、近年の情報量の増大に伴い、通信容量の飛躍的な増
大が望まれており、１０Ｇｂｐｓでの伝送実験も行われ
ている。一方、回線コストの低下を図る面から、中継間
隔の増大が図られており、１００ｋｍ程度の無中継伝送
が実験により確かめられている。

【０００３】このような長距離大容量の光通信システム
において、レーザを直接変調する方法では、チャーピン
グとして知られるレーザ発振波長の変化とファイバの波
長分散の影響により、受信端での光波形が劣化する。こ
のため、チャーピングの影響の少ない外部変調器を用い
た光伝送が検討されている。

【０００４】外部変調器としては、ニオブ酸リチウムを
用いたマッハツェンダ（ＭＺ）型の光変調器が良く知ら
れている。このＭＺ光変調器の入出力特性を図８（ａ）
に示し、この変調器に図８（ｂ）に示す電気信号を入力
したときの出力光信号を図８（ｃ）に示す。

【０００５】図８（ａ）において、Ｐmax は変調器から
出力される光の最大値で、入力光より変調器の損失分だ
け小さい値となる。理想的なＭＺ光変調器では、電圧が
入力されていないときにほぼＰmax が得られる。変調器
に半波長電圧（図８（ａ）ではＶπで示す）を入力した
場合、図に示すように光はほとんど出力されない。

【０００６】入力信号として図８（ｂ）に示すような電
気信号を加えた場合、図８（ｃ）に示すような光信号が
出力される。すなわち、このような光信号を得るために
は電圧信号にＤＣ成分（バイアス電圧Ｖｂ）が必要とな
る。

【０００７】ニオブ酸リチウムを利用したＭＺ光変調器
では、温度や湿度、変調器に加わる電圧、歪等によりそ
の入出力特性がドリフトする。例えば、入出力特性が図
９（ａ）に示すようにドリフトした場合、図９（ｂ）に
示す電気信号を加えると、図９（ｃ）に示すように、光
信号の出力波形に折返しが見られるようになる。このた
め、入出力特性のドリフトを補償するために、バイアス
電圧をシフトする必要がある。

【０００８】入出力特性のドリフトを補償するための方
式として、特公平３−２５１８１５号公報に、入力電気
信号に低周波を重畳し、ドリフトを検出する方式が開示
されている。図１０にこの方式による外部変調器の制御
装置の構成を示す。

【０００９】図１０において、光源１０１から送出され
るコヒーレント光は外部変調器（ここではＭＺ光変調器
を使用している）１０２に入力される。また、被変調信
号なる入力電気信号は可変利得（ＡＧＣ）増幅器１０３
を用いて発振器１０４からの低周波信号で振幅変調され
る。振幅変調された電気信号は駆動増幅器１０５に入力
され、外部変調器１０２の駆動に必要なレベルにまで増
幅された後、コンデンサ１０６を介して外部変調器１０
２に送出される。また、外部変調器１０２にはバイアス
Ｔ１０７を用いてバイアス電圧が印加される。

【００１０】外部変調器１０２からの出力光は、その一
部が光分岐器１０９で取り出され、光電変換器（フォト
ダイオード）１０１０で検出される。光電変換器１０１
０で検出された信号にはＡＧＣ増幅器１０３で重畳され
た低周波信号が含まれている。この検出信号は、低雑音
増幅器１０１１で増幅された後、位相比較器１０１２で
発振器１０４からの参照低周波と混合されて位相検波さ
れる。

【００１１】この位相検波出力は低域通過フィルタ（Ｌ
ＰＦ）１０１３で直流電圧信号に変換され、バイアス制
御回路１０１４で適宜増幅されて、バイアス電圧として
バイアスＴ１０７に送られる。このバイアスＴ１０７の
一方の出力端は終端抵抗１０８を介して接地されてお
り、他方の出力端より外部変調器１０２にバイアス電圧
を与えている。

【００１２】上記構成において、図１１（ａ）に示す入
出力特性（ドリフトが発生していない状態）を有する外
部変調器１０２に最適なバイアス電圧が与えられている
ものとすると、図１１（ｂ）に示す低周波信号（周波数
ｆ0 ）が重畳された電気信号を入力した場合、出力光信
号は図１１（ｃ）に示すようになり、２倍の周波数２＊
ｆ0 が重畳されている。

【００１３】ここで、外部変調器１０２の入出力特性
が、図１２（ａ）に示すように、正常状態ＡからＢ，Ｃ
のようにドリフトしたとすると、図１２（ｂ）に示す入
力電気信号に対し、その出力光信号にはドリフト方向に
応じて図１２（ｃ）、図１２（ｄ）に示すように互いに
位相の反転した周波数ｆ0 の低周波成分が現れる。

【００１４】このことから、光電変換器１０１０で変換
された電気信号からは、最適のバイアス電圧が供給され
ている時には周波数ｆ0 の信号は検出されず、入出力特
性のドリフトが発生すると周波数ｆ0 の信号が検出さ
れ、その検出信号はドリフト方向の違いにより位相が反
転する。この電気信号をもとの低周波信号により位相検
波し、この位相検波結果が零になるようにバイアス電圧
を制御することで、入出力特性のドリフトを補償するこ
とができる。

【００１５】ところが、上記装置には以下に示す欠点が
ある。まず第１に、上記装置は低周波を重畳した電気信
号を外部変調器１０２に入力しているため、出力される
光信号に対しても同様の低周波強度変調がかかってしま
う。このため、伝送特性の低下が引き起こされる。

【００１６】第２に、可変利得（ＡＧＣ）増幅器１０３
及び駆動増幅器１０５は、入力電気信号のビットレート
以上の広帯域特性を有する必要があるが、これに加え、
低周波信号を重畳することが可能な物を実現することは
非常に困難である。特に駆動増幅器１０５は光変調器を
駆動するため大振幅動作を行う必要があり、その実現を
益々困難なものにしていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の光変調装置は、入力電気信号に低周波を重畳する方式
であるため伝送特性の低下を引き起こし、また外部変調
器を駆動するための可変利得（ＡＧＣ）増幅器及び駆動
増幅器に高ビットレート特性が要求されるため、実現が
非常に困難であるという問題点を有していた。

【００１８】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、比較的簡単な構成で伝送
特性の低下を引き起すことのない外部変調方式による光
変調装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の（１）乃至（６）に示す手段を用い
ている。 （１）上記目的を達成するために本発明は、搬送光信号
を発生する光源と、外部からの電気信号に応じて上記搬
送光信号を強度変調出力する光変調器とを備える外部変
調方式による光変調装置において、上記搬送光信号とは
異なる波長帯の光を出力する発光素子と、上記電気信号
より十分周波数の低い低周波信号を発生する低周波発振
器と、この低周波発振器から出力される低周波信号に応
じて上記発光素子を駆動することで、当該発光素子から
上記低周波信号により強度変調された光信号を発生させ
る発光素子駆動手段と、上記発光素子から出力される強
度変調された光信号を上記搬送光信号に結合し、上記光
変調器に入力する光結合手段と、上記光変調器から出力
される光信号のうち上記発光素子が出力する波長帯の光
成分を分岐して出力する光分岐手段と、この光分岐手段
で分岐された光信号を電気信号に変換する光電変換器
と、この光電変換器から出力される電気信号に含まれる
低周波信号の周波数成分と上記低周波発振器が出力する
低周波信号との位相を比較する位相比較手段と、この位
相比較手段の比較結果に基づいて、上記光変調器を駆動
する光変調器駆動手段とを具備して構成される。

【００２０】このように構成することで、光変調器に入
力される電気信号に低周波成分が重畳されることがなく
なるので、伝送特性の劣化を招くことがなくなる。 （２）また本発明は、搬送光信号を発生する複数の光源
と、上記複数の光源のそれぞれに対して設けられ、外部
からの電気信号に応じて上記搬送光信号のそれぞれを強
度変調出力する複数の光変調器とを備える外部変調方式
による光変調装置において、上記複数の光源が発生する
搬送光信号の、各々の波長帯のいずれとも異なる波長帯
の光を出力する発光素子と、上記電気信号より十分周波
数の低い低周波信号を出力する低周波発振器と、この低
周波発振器から出力される低周波信号に応じて上記発光
素子を駆動することで、当該発光素子から上記低周波信
号により強度変調された光信号を発生させる発光素子駆
動手段と、上記発光素子から出力される強度変調された
光信号を上記複数個の光源の各々が発生する搬送光信号
の各々と結合し、上記複数の光変調器の各々に入力する
複数の光結合手段と、上記複数の光源の各々に対応して
設けられ、上記複数の光変調器の各々から出力される光
信号のうち、上記発光素子が出力する波長帯の光成分を
分岐して出力する複数の光分岐手段と、この複数の光分
岐手段の各々に対して設けられ、分岐された光信号の各
々を電気信号に変換する複数の光電変換器と、この複数
の光電変換器の各々に対して設けられ、出力された電気
信号に含まれる低周波信号の周波数成分と上記低周波発
振器が出力する低周波信号との位相を比較する複数の位
相比較手段と、上記複数の光変調器の各々に対して設け
られ、上記複数の位相比較手段の各々の比較結果に基づ
いて上記光変調器を駆動する複数の光変調器駆動手段と
を具備して構成される。

【００２１】このように構成することで上記（１）に示
した利点を持つに加え、複数の異なる波長を持つ光信号
に対する光変調が行えるので、波長多重システムに対す
る光変調装置を提供できる。

【００２２】（３）また本発明は、上記（１）及び
（２）のいずれかに記載の外部変調方式による光変調装
置において、上記光変調器駆動手段を、上記位相比較手
段の比較結果に基づいて上記光変調器に印加されるバイ
アス電圧の値を変化させるものとした。

【００２３】このように構成することで、例えば温度変
化などの外的要因による上記光変調器の特性のずれを保
証することが可能となる。 （４）また本発明は、上記（１）及び（２）のいずれか
に記載の外部変調方式による光変調装置において、上記
光変調器駆動手段を、上記位相比較手段の比較結果に基
づいて上記光変調器に入力される電気信号の強度方向の
シフト量を変化させるものとした。

【００２４】このように構成することによっても、上記
（３）と同様の作用効果を奏することが可能である。 （５）また本発明は、上記（１）乃至（４）のいずれか
に記載の外部変調方式による光変調装置において、上記
光結合手段および光分岐手段を波長多重カプラであると
した。

【００２５】このように構成することで、波長多重シス
テムに対して本発明を適用することが可能となる。 （６）また本発明は、上記（１）乃至（５）のいずれか
に記載の外部変調方式による光変調装置において、上記
光変調器をマッハツェンダ型光変調器であるとした。こ
のように構成することで、高ビットレートの入力電気信
号に対する光変調を行うことが可能な光変調装置を提供
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は本発明に係わる外部変調方式に
よる光変調装置の第１実施形態を示す原理ブロック図で
ある。

【００２７】図１において、光源１１の出力する搬送波
光は光結合器１３を介して光変調器１４に入力され、入
力データ信号に応じて強度変調されたのち光分岐器１８
を介して被変調光として出力される。このとき光結合器
１３には発光素子１２の出力光が与えられている。発光
素子駆動部１５には低周波発振器１６の発生する低周波
信号が与えられており、これにより発光素子１２の出力
光には上記低周波信号が重畳される。

【００２８】一方、光分岐器１８は光変調器１４の出力
から発光素子１２の出力光波長成分を分岐して取り出す
もので、ここで分岐された光信号は光電変換器１９によ
り光電変換されて位相比較部１１０に入力される。

【００２９】この位相比較部１１０は、上記光電変換さ
れた光信号の低周波成分の位相と、低周波発振器１６の
出力する低周波信号の位相とを比較し、これに応じた制
御信号を光変調器駆動部１７に与えるものとなってい
る。

【００３０】図２は、本発明に係わる外部変調方式によ
る光変調装置の第１実施形態を示す回路ブロック図であ
る。図２において、半導体レーザ（ＬＤ）２１および発
光ダイオード（ＬＥＤ）２２の出力する光信号が波長多
重カプラ２３で結合され、ＭＺ光変調器２４へと入力さ
れる。ＬＤ２１は搬送波光を出力するもので、この出力
光波長を１５５０ｎｍとする。またＬＥＤ２２の出力光
波長を１３１０ｎｍとする。なお、ＬＥＤ２２の代わり
に半導体レーザを用いても良い。

【００３１】ＬＥＤ２２を駆動する駆動回路２５には、
低周波発振器２６の発生する低周波信号が入力される。
この駆動回路２５としては、例えば可変利得（ＡＧＣ）
増幅器が用いられる。

【００３２】ＭＺ光変調器２４の一方の変調入力端子に
はデータ信号が入力され、またＭＺ光変調器２４の他方
の変調入力端子には、直列接続されたローパスフィルタ
（ＬＰＦ）２７、加算器２８、およびバイアスＴ２９が
接続される。なお、これらのＬＰＦ２７、加算器２８、
およびバイアスＴ２９がＭＺ光変調器２４の駆動部に相
当する。

【００３３】ＭＺ光変調器２４はこの駆動部によりバイ
アス制御され、結合された１５５０ｎｍおよび１３１０
ｎｍの波長の光信号を入力データ信号に応じて強度変調
して出力する。この強度変調光は、光分岐器としての波
長多重カプラ２１０に入力される。この波長多重カプラ
２１０により、ＭＺ光変調器２４の出力光から１３１０
ｎｍの波長の光信号が分岐され、光電変換器としてのフ
ォトダイオード（ＰＤ）２１１へと導かれる。なお、こ
のＰＤ２１１は入力データ信号のビットレートに対して
十分低速の物を使用して良い。

【００３４】このＰＤ２１１の出力は、利得調整回路２
１２を介して差動増幅器２１３の一方の入力端子へと入
力される。また、差動増幅器２１３の他方の入力端子へ
は、低周波発振器２６の発生する低周波信号が移相器２
１４を介して入力される。さらに、差動増幅器２１３の
出力は、移相器２１４を介した低周波信号と共に同期検
波回路２１５へと入力される。

【００３５】利得調整回路２１２は、最適バイアス点に
おいてＰＤ２１１の出力と移相器２１４との出力振幅と
を互いに等しくするために挿入され、また移相器２１４
は、バイアス制御ループの時間遅れを補償するために設
けられている。なお、これらの利得調整回路２１２、差
動増幅器２１３、移相器２１４および同期検波回路２１
５が、位相比較部１１０に相当する。

【００３６】同期検波回路２１５の出力はＬＰＦ２７を
介して加算器２８へと入力され、予め設定された初期設
定電圧と加算されたのちバイアスＴ２９を介してＭＺ光
変調器２４の上記他方の変調入力端子へと入力される。

【００３７】なお、図２において利得調整回路２１２お
よび移相器２１４を設ける位置は必ずしもこの通りであ
る必要はなく、例えば利得調整回路２１２と移相器２１
４とを直列に接続してＰＤ２１１の出力側に、あるいは
低周波発振器２６の出力に対して設けるようにしても良
い。またＬＰＦ２７を加算器２８の出力段に設けるよう
にしても良い。

【００３８】上記構成において、以下にその動作を説明
する。まず、ＬＤ２１の出力光（波長１５５０ｎｍ）と
ＬＥＤ２２の出力光（波長１３１０ｎｍ）とを波長多重
カプラ２３で結合し、ＭＺ光変調器２４へと入力する。
ここでは、ＬＥＤ２２の出力光は無変調であると仮定す
る。

【００３９】図３に、入力光波長に対するＭＺ光変調器
２４の印加電圧−透過率特性を示す。図３において、点
線が１５５０ｎｍの波長の光信号に対する印加電圧−透
過率特性を示し、実線が１３１０ｎｍの波長の光信号に
対する印加電圧−透過率特性を示す。なお、図３におい
ては印加電圧−透過率特性に対するドリフトは発生して
いないものとする一般に、ＭＺ光変調器においては印加
電圧に対する透過率特性は周期的に変化するが、この周
期は入力される光信号の波長に比例したものとなってい
る。すなわち１５５０ｎｍの波長の光信号に対する半波
長電圧をＶπとすれば、１３１０ｎｍの波長の光信号に
対する半波長電圧はＶπ×（１３１０÷１５５０）とな
る。

【００４０】このような特性を持つＭＺ光変調器２４に
対して一方の変調入力端子からデータ信号を入力する。
この入力データ信号に応じて、１５５０ｎｍおよび１３
１０ｎｍの波長光が変調出力される。尚、ここでは入力
データ信号を図３に示すような正弦波の高周波電圧と仮
定するが、これが２値のパルス信号である場合にも以下
と同様の議論が展開できる。この高周波電圧Ｖを表す式
は、ドリフトが発生していないとする仮定から電圧振幅
及びバイアス電圧値がそれぞれＶπ／２であるので、

【００４１】

【数１】 となる。よって、１３１０ｎｍの波長の光信号に対する
ＭＺ光変調器２４からの光出力Ｉout は、

【００４２】

【数２】 と表される。なお、上式（２）において、

【００４３】

【数３】 であり、Ｉinは入力光信号強度、ωは高周波電圧Ｖの角
周波数である。またαは、ＭＺ光変調器２４にドリフト
が生じていない場合の１３１０ｎｍの波長光に対するバ
イアス点であり、ドリフトが生じるに伴い変化する変数
である。

【００４４】ＭＺ光変調器２４において変調を受けた光
信号は波長多重カプラ２１０にて分岐され、１５５０ｎ
ｍの波長光は伝送路へ、一方１３１０ｎｍの波長光はＰ
Ｄ２１１へと入力される。ここで光電変換される光信号
の低周波成分Ｉoutav は、上記（３）をω一周期分にわ
たり積分することにより得られ、

【００４５】

【数４】 と表される。なお、Ｊ0 （Ａ）とは０次のベッセル関数
であり、ここでは定数となる。

【００４６】上記（４）から判るように、Ｉoutav はα
に伴って単調増加または単調減少する。従って、このＩ
outav をモニタすることでαの位置を求めることがで
き、これを基にＭＺ光変調器２４に印加すべきバイアス
電圧を制御することが可能となる。しかしながらＩouta
v を直流的にモニタした場合、ＰＤ２１１に流れる暗電
流などにより誤差が伴う。

【００４７】これを避けるためＬＥＤ２２の出力光、す
なわちＩinに低周波の強度変調をかけ、これにより生じ
るＰＤ２１１の出力の変化をモニタするようにする。こ
れは駆動回路２５の増幅利得を低周波発振器２６の出力
に応じて変化させることで行われ、こうすることでＰＤ
２１１からは低周波発振器２６の発生する低周波に応じ
て強度変調された電気信号が出力される。このＰＤ２１
１からの出力は、利得調整回路２１２により利得制御さ
れたのち移相器２１４の出力と共に差動増幅器２１３に
入力される。

【００４８】このときの利得調整回路２１２、移相器２
１４および差動増幅器２１３の出力波形は、ドリフトの
発生如何により変化する。その様子を図４に示す。図４
において、（ａ）が利得調整回路２１２、（ｂ）が移相
器２１４、（ｃ）が差動増幅器２１３のそれぞれの出力
波形を示している。ＭＺ光変調器２４にドリフトが発生
していない場合、各出力波形は図中実線で表される。こ
の場合、（ａ）および（ｂ）の波形が一致するように予
め設定されているので、（ｃ）の波形には低周波成分は
表れない。

【００４９】一方、図５に示すようにバイアス点がＶπ
／２〜Ｖπの間で大きくなるようなドリフトが発生した
場合、αもそれにつれて大きくなり式（４）からＩouta
v は小さくなるように変化する。このため図４の一点鎖
線に示すように（ａ）の出力の振幅が小さくなり、
（ｃ）の波形には低周波成分が表れる。逆にバイアス点
が小さくなるようなドリフトが発生した場合には、図示
しないが（ａ）の出力の振幅が大きくなり、（ｃ）の波
形には逆位相の低周波成分が表れる。

【００５０】この（ｃ）において発生する低周波成分を
同期検波回路２１５にて同期検波し、これにより得られ
る直流電圧をＭＺ光変調器２４にフィードバックするこ
とでバイアス電圧を最適に制御する。同期検波回路２１
５およびＬＰＦ２７の出力波形を図６に示す。

【００５１】図６（ｄ）に示すように、同期検波回路２
１５には移相器２１４および差動増幅器２１３の出力が
与えられる。同期検波回路２１５は例えば乗算器により
入力波形の積を出力するもので、ドリフトの有無により
（ｅ）に示すような波形を出力する。これをＬＰＦ２７
に入力することで（ｆ）に示すような出力が得られる。
すなわち、ドリフトの程度に応じた直流電圧が得られ
る。これをＭＺ光変調器２４にフィードバックすること
でバイアス電圧を最適に制御することが可能となる。な
お、上記構成においてはＬＰＦ２７の出力と予め設定さ
れた初期設定電圧とを、加算器２８にて加算したうえで
フィードバックするようにしている。こうすることで初
期のＭＺ光変調器２４の動作点を適切に設定することが
可能となる。またバイアス電圧はバイアスＴ２９を介し
てフィードバックされ、入力データ信号を終端できるよ
うにしている。

【００５２】上記したように本実施形態においては、搬
送波光を出力するＬＤ２１とは異なる波長の光信号を出
力するＬＥＤ２２を設け、このＬＥＤ２２の出力光を強
度変調するようにしているので入力データ信号に悪影響
を及ぼすことがなく、伝送特性を劣化させる事がない。
またＬＤ２１とＬＥＤ２２の出力光波長は互いに異なる
ように設定されているので装置内で干渉を受けることは
ない。またＬＥＤ２２は低周波で変調されるので駆動回
路２５は入力データ信号のビットレートに比して十分低
速のもので良く、これにより外部変調方式による光変調
装置を容易に構成することが可能となる。

【００５３】（第２実施形態）図７は本発明に係わる外
部変調方式による光変調装置の第２実施形態を示す回路
ブロック図である。尚、図７において図２と同一部分に
は同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。

【００５４】図７においては、図２に示すＬＤ２１、波
長多重カプラ２３、ＭＺ光変調器２４、波長多重カプラ
２１０およびバイアス電圧制御に係わる部分（図中点線
部）がｎ系統に多重化され、それぞれの系統に共通なパ
イロット光源としてＬＥＤ２２、駆動回路２５、および
低周波発振器２６が設けられたものとなっている。

【００５５】ＬＤ２２１〜２２ｎの出力光はそれぞれ入
力データ信号７１〜７ｎに応じて変調出力されるが、そ
の際第１実施形態と同様にしてＭＺ光変調器２４１〜２
４ｎのバイアス点が最適に制御される。また、ＬＥＤ２
２、駆動回路２５、および低周波発振器２６がそれぞれ
の系統に対して共通に設けられている。これにより本実
施系態によれば、本発明を波長多重システムに適用する
にあたり構成を簡易にすることができる効果がある。

【００５６】なおＬＤ２２１〜２２ｎの出力光波長は互
いに異なっていても、あるいは同じものがあっても構わ
ないが、それぞれＬＥＤ２２の出力光波長と異なってい
なければならないことは第１実施形態と同様である。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、Ｍ
Ｚ光変調器２４のドリフトをモニタするための低周波を
ＬＥＤ２２の出力に重畳するようにしているので入力デ
ータ信号の波形を変化させることがなく、これにより伝
送特性の劣化を招くことがない。また駆動回路２５及び
ＰＤ２１１は入力データ信号のビットレートに比して十
分低速のもので良いので、構成を簡易なものとすること
が可能となる。また本発明を波長多重システムに適用す
る場合にはＬＥＤ２２、駆動回路２５、および低周波発
振器２６を共通に設けることができるので、これによっ
ても構成を簡易なものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる外部変調方式による光変調装
置の第１実施形態を示す原理ブロック図。

【図２】 本発明に係わる外部変調方式による光変調装
置の第１実施形態を示す回路ブロック図。

【図３】 ドリフトが発生していない場合のＭＺ光変調
器２４の印加電圧−透過率特性を示す図。

【図４】 利得調整回路２１２、移相器２１４および差
動増幅器２１３の出力波形を示す図。

【図５】 ドリフトが発生した場合のＭＺ光変調器２４
の印加電圧−透過率特性を示す図。

【図６】 同期検波回路２１５およびＬＰＦ２７の出力
波形を示す図。

【図７】 本発明に係わる外部変調方式による光変調装
置の第２実施形態を示す回路ブロック図。

【図８】 外部変調器の入出力特性とその特性が正常な
場合の入出力変化を示す図。

【図９】 外部変調器の入出力特性がドリフトした場合
の入出力変化の様子を示す図。

【図１０】 従来の外部変調器の制御装置の一例を示す
回路ブロック図。

【図１１】 図１０の制御装置において、外部変調器に
最適バイアス電圧が与えられている場合の入出力変化を
示す図。

【図１２】 図１０の制御装置において、外部変調器の
入出力特性がドリフトした場合の入出力変化を示す図。

【符号の説明】

１１…光源 １２…発光素子 １３…光結合器 １４…光変調器 １５…発光素子駆動部 １６…低周波発振器 １７…光変調器駆動部 １８…光分岐器 １９…光電変換器 １１０…位相比較部 ２１…半導体レーザ（ＬＤ） ２２…発光ダイオード（ＬＥＤ） ２３…波長多重カプラ ２４…マッハツェンダ光変調器（ＭＺ光変調器） ２５…駆動回路 ２６…低周波発振器 ２７…ローパスフィルタ（ＬＰＦ） ２８…加算器 ２９…バイアスＴ ２１０…波長多重カプラ ２１１…フォトダイオード（ＰＤ） ２１２…利得調整回路 ２１３…差動増幅器 ２１４…移相器 ２１５…同期検波回路 ２２１〜２２ｎ…半導体レーザ（ＬＤ） ２３１〜２３ｎ…波長多重カプラ ２４１〜２４ｎ…マッハツェンダ光変調器（ＭＺ光変調
器） ２１０１〜２１０ｎ…波長多重カプラ ７１〜７ｎ…入力データ信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｓ 3/18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送光信号を発生する光源と、外部からの
   電気信号に応じて前記搬送光信号を強度変調出力する光
   変調器とを備える外部変調方式による光変調装置におい
   て、 前記搬送光信号とは異なる波長帯の光を出力する発光素
   子と、 前記電気信号より十分周波数の低い低周波信号を発生す
   る低周波発振器と、 この低周波発振器から出力される低周波信号に応じて前
   記発光素子を駆動することで、当該発光素子から前記低
   周波信号により強度変調された光信号を発生させる発光
   素子駆動手段と、 前記発光素子から出力される強度変調された光信号を前
   記搬送光信号に結合し、前記光変調器に入力する光結合
   手段と、 前記光変調器から出力される光信号のうち前記発光素子
   が出力する波長帯の光成分を分岐して出力する光分岐手
   段と、 この光分岐手段で分岐された光信号を電気信号に変換す
   る光電変換器と、 この光電変換器から出力される電気信号に含まれる低周
   波信号の周波数成分と前記低周波発振器が出力する低周
   波信号との位相を比較する位相比較手段と、 この位相比較手段の比較結果に基づいて、前記光変調器
   を駆動する光変調器駆動手段とを具備することを特徴と
   する外部変調方式による光変調装置。
2. 【請求項２】搬送光信号を発生する複数の光源と、前記
   複数の光源のそれぞれに対して設けられ、外部からの電
   気信号に応じて前記搬送光信号のそれぞれを強度変調出
   力する複数の光変調器とを備える外部変調方式による光
   変調装置において、 前記複数の光源が発生する搬送光信号の、各々の波長帯
   のいずれとも異なる波長帯の光を出力する発光素子と、 前記電気信号より十分周波数の低い低周波信号を出力す
   る低周波発振器と、 この低周波発振器から出力される低周波信号に応じて前
   記発光素子を駆動することで、当該発光素子から前記低
   周波信号により強度変調された光信号を発生させる発光
   素子駆動手段と、 前記発光素子から出力される強度変調された光信号を前
   記複数個の光源の各々が発生する搬送光信号の各々と結
   合し、前記複数の光変調器の各々に入力する複数の光結
   合手段と、 前記複数の光源の各々に対応して設けられ、前記複数の
   光変調器の各々から出力される光信号のうち、前記発光
   素子が出力する波長帯の光成分を分岐して出力する複数
   の光分岐手段と、 この複数の光分岐手段の各々に対して設けられ、分岐さ
   れた光信号の各々を電気信号に変換する複数の光電変換
   器と、 この複数の光電変換器の各々に対して設けられ、出力さ
   れた電気信号に含まれる低周波信号の周波数成分と前記
   低周波発振器が出力する低周波信号との位相を比較する
   複数の位相比較手段と、 前記複数の光変調器の各々に対して設けられ、前記複数
   の位相比較手段の各々の比較結果に基づいて前記光変調
   器を駆動する複数の光変調器駆動手段とを具備すること
   を特徴とする外部変調方式による光変調装置。
3. 【請求項３】前記光変調器駆動手段は、前記位相比較手
   段の比較結果に基づいて、前記光変調器に印加されるバ
   イアス電圧の値を変化させるものであることを特徴とす
   る請求項１及び２のいずれかに記載の外部変調方式によ
   る光変調装置。
4. 【請求項４】前記光変調器駆動手段は、前記位相比較手
   段の比較結果に基づいて、前記光変調器に入力される電
   気信号の強度方向のシフト量を変化させるものであるこ
   とを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の外部
   変調方式による光変調装置。
5. 【請求項５】前記光結合手段および光分岐手段は、波長
   多重カプラであることを特徴とする請求項１乃至４のい
   ずれかに記載の外部変調方式による光変調装置。
6. 【請求項６】前記光変調器は、マッハツェンダ型光変調
   器であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
   記載の外部変調方式による光変調装置。