WO2018061296A1 - 光変調器および光変調器の制御方法 - Google Patents

光変調器および光変調器の制御方法 Download PDF

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周作 林
健太郎 榎
浩一 秋山
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator and an optical modulator control method, and more particularly to an optical modulator and an optical modulator control method using polarization multiplexing.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laying-Open No. 2011-044906
  • the laser beam is branched into two beams. Each light is modulated and synthesized. By the time of this synthesis, the polarization of one light is maintained (X polarization), but the polarization of the other light is rotated by 90 ° (Y polarization). After this modulation, a timing shift between polarized waves can occur. This is because the distance from the data generation unit that generates the data stream used for modulation to the modulator, or the distance inside the modulator may differ between data streams. This timing shift causes signal characteristics to deteriorate. Therefore, the intensity of the output obtained by combining the X polarization and the Y polarization is detected, and the timing of each data stream is controlled using the information. As a result, the data timing shift between the polarized waves is reduced.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an optical modulator and an optical modulator control method capable of adjusting an arbitrary amount of timing deviation. It is.
  • An optical modulator includes a data generation unit, a timing adjustment unit, at least one branch unit, a first optical modulation unit, a second optical modulation unit, and a first phase adjustment.
  • Unit first light combining unit, third light modulating unit, fourth light modulating unit, second phase adjusting unit, second light combining unit, polarization combining unit, and peak detection circuit
  • the data generation unit generates a first data stream group having a first data stream and a second data stream, and a second data stream group having a third data stream and a fourth data stream.
  • the timing adjustment unit shifts the timing between the first data stream group and the second data stream group according to the timing setting.
  • the at least one branching unit divides the input light into the first light, the second light, the third light, and the fourth light.
  • the first light modulation unit modulates the first light based on the first data stream.
  • the second light modulation unit modulates the first light based on the second data stream.
  • the first phase adjustment unit shifts the phase difference between the light from the first light modulation unit and the light from the second light modulation unit according to the first phase difference setting.
  • the first light combining unit combines light from the first light modulation unit and light from the second light modulation unit that has passed through the first phase adjustment unit.
  • the third light modulation unit modulates the third light based on the third data stream.
  • the fourth light modulation unit modulates the fourth light based on the fourth data stream.
  • the second phase adjustment unit shifts the phase difference between the light from the third light modulation unit and the light from the fourth light modulation unit according to the second phase difference setting.
  • the second light combining unit combines the light from the third light modulating unit and the light from the fourth light modulating unit that has passed through the second phase adjusting unit.
  • the polarization beam combiner combines light from the first light combiner and light from the second light combiner as two orthogonally polarized waves.
  • the peak detection circuit outputs a detection value by performing peak detection on the intensity of light from the polarization beam combiner.
  • the control unit has an adjustment mode for adjusting the timing setting of the timing adjustment unit.
  • the data generation unit has a first test mode.
  • the data generation unit In the first test mode, the data generation unit generates a first test data stream that repeats a 2N-bit mark and a 2N-bit space as each of the first data stream and the third data stream, where N is a natural number. And generating a second test data stream shifted by N bits with respect to the first test data stream as each of the second data stream and the fourth data stream.
  • the timing adjustment unit has a setting mode for adjusting the timing setting so as to maximize the detection value from the peak detection circuit.
  • the control unit controls the first phase adjustment unit and the second phase adjustment unit so that the first phase difference setting and the second phase difference setting become zero, and the data generation unit is at least temporarily
  • the first test mode is set, and the timing adjustment unit is set to the setting mode.
  • An optical modulator includes a data generation unit, a timing adjustment unit, at least one branch unit, a first optical modulation unit, a second optical modulation unit, and a first phase adjustment.
  • Unit a first light combining unit, a third light modulating unit, a fourth light modulating unit, a second phase adjusting unit, a second light combining unit, a polarization beam combining unit, a third light combining unit, It has a photosynthesis unit, a light intensity detection unit, and a control unit.
  • the data generation unit generates a first data stream group having a first data stream and a second data stream, and a second data stream group having a third data stream and a fourth data stream.
  • the timing adjustment unit shifts the timing between the first data stream group and the second data stream group according to the timing setting.
  • the at least one branching unit divides the input light into the first light, the second light, the third light, and the fourth light.
  • the first light modulation unit modulates the first light based on the first data stream.
  • the second light modulation unit modulates the first light based on the second data stream.
  • the first phase adjustment unit shifts the phase difference between the light from the first light modulation unit and the light from the second light modulation unit according to the first phase difference setting.
  • the first light combining unit combines light from the first light modulation unit and light from the second light modulation unit that has passed through the first phase adjustment unit.
  • the third light modulation unit modulates the third light based on the third data stream.
  • the fourth light modulation unit modulates the fourth light based on the fourth data stream.
  • the second phase adjustment unit shifts the phase difference between the light from the third light modulation unit and the light from the fourth light modulation unit according to the second phase difference setting.
  • the second light combining unit combines the light from the third light modulating unit and the light from the fourth light modulating unit that has passed through the second phase adjusting unit.
  • the polarization beam combiner combines light from the first light combiner and light from the second light combiner as two orthogonally polarized waves.
  • the third light combining unit combines the light from the first light combining unit and the light from the second light combining unit as two polarized waves having a common polarization direction.
  • the light intensity detector outputs the detection value by detecting the intensity of light from the third light combiner.
  • the control unit has an adjustment mode for adjusting the timing setting of the timing adjustment unit.
  • the data generation unit has a first test mode. In the first test mode, the data generation unit generates a first test data stream that repeats a 2N-bit mark and a 2N-bit space as each of the first data stream and the third data stream, where N is a natural number. And generating a second test data stream shifted by N bits with respect to the first test data stream as each of the second data stream and the fourth data stream.
  • the timing adjustment unit has a setting mode for adjusting the timing setting so as to maximize the detection value from the light intensity detection unit.
  • control unit controls the first phase adjustment unit and the second phase adjustment unit so that the first phase difference setting and the second phase difference setting become zero, and the data generation unit is at least temporarily
  • the first test mode is set, and the timing adjustment unit is set to the setting mode.
  • the optical modulator includes a data generation unit, a timing adjustment unit, at least one branching unit, a first optical modulation unit, a second optical modulation unit, 1 phase adjusting unit, first light combining unit, third light modulating unit, fourth light modulating unit, second light combining unit, polarization combining unit, and peak detection circuit ing.
  • the data generation unit generates a first data stream group having a first data stream and a second data stream, and a second data stream group having a third data stream and a fourth data stream.
  • the timing adjustment unit shifts the timing between the first data stream group and the second data stream group according to the timing setting.
  • the at least one branching unit divides the input light into the first light, the second light, the third light, and the fourth light.
  • the first light modulation unit modulates the first light based on the first data stream.
  • the second light modulation unit modulates the first light based on the second data stream.
  • the first phase adjustment unit shifts the phase difference between the light from the first light modulation unit and the light from the second light modulation unit according to the first phase difference setting.
  • the first light combining unit combines light from the first light modulation unit and light from the second light modulation unit that has passed through the first phase adjustment unit.
  • the third light modulation unit modulates the third light based on the third data stream.
  • the fourth light modulation unit modulates the fourth light based on the fourth data stream.
  • the second phase adjustment unit shifts the phase difference between the light from the third light modulation unit and the light from the fourth light modulation unit according to the second phase difference setting.
  • the second light combining unit combines the light from the third light modulating unit and the light from the fourth light modulating unit that has passed through the second phase adjusting unit.
  • the polarization beam combiner combines light from the first light combiner and light from the second light combiner as two orthogonally polarized waves.
  • the peak detection circuit outputs a detection value by performing peak detection on the intensity of light from the polarization beam combiner.
  • the optical modulator control method includes the following steps.
  • the first phase difference setting of the first phase adjustment unit and the second phase difference setting of the second phase adjustment unit are set to zero.
  • the timing setting of the timing adjustment unit is adjusted so as to maximize the detection value from the peak detection circuit.
  • the optical modulator when adjusting the timing deviation between the polarizations, as the first test data stream and the second test data stream, a 2N-bit mark and a 2N-bit space are provided.
  • the repeating pattern is used. Since the first test data stream and the second test data stream are shifted from each other by N bits, a pulse pattern having a period of 2N bits is obtained by combining two lights obtained by applying them. Occurs. Each of the polarized waves orthogonal to each other has this pulse pattern. For this reason, as the amount of timing deviation between the polarizations increases to N bits, the intensity peak of the combined light of both polarizations decreases. Therefore, by maximizing the intensity peak, it is possible to cope with timing deviations up to approximately N bits. Further, by selecting the value of N, adjustment suitable for an arbitrary amount of timing shift can be performed.
  • an optical modulator when two orthogonally polarized waves to be combined to generate a modulated signal output are adjusted for a timing shift between these polarized waves.
  • As the first test data stream and the second test data stream a repetitive pattern of 2N-bit marks and 2N-bit spaces is used. Since the first test data stream and the second test data stream are shifted from each other by N bits, a pulse pattern having a period of 2N bits is obtained by combining two lights obtained by applying them. Occurs. Each of the two polarized waves has this pulse pattern.
  • the intensity of the combined light of both polarizations decreases. Therefore, by maximizing the intensity, it is possible to cope with timing deviations up to approximately N bits. Further, by selecting the value of N, adjustment suitable for an arbitrary amount of timing shift can be performed.
  • the intensity is the intensity of the combined light of two polarizations having a common polarization direction. Since two polarizations having a common polarization direction interfere with each other, the amount of timing deviation between the polarizations is easily reflected in the light intensity. Accordingly, it is necessary to perform a complicated process on the light intensity signal when adjusting the timing. Therefore, the configuration of the optical modulator can be simplified.
  • a 2N-bit mark and a 2N-bit space are included as the first test data stream and the second test data stream.
  • a repeating pattern is used. Since the first test data stream and the second test data stream are shifted from each other by N bits, a pulse pattern having a period of 2N bits is obtained by combining two lights obtained by applying them. Occurs. Each of the polarized waves orthogonal to each other has this pulse pattern. For this reason, as the amount of timing deviation between the polarizations increases to N bits, the intensity peak of the combined light of both polarizations decreases. Therefore, by maximizing the intensity peak, it is possible to cope with timing deviations up to approximately N bits. Further, by selecting the value of N, adjustment suitable for an arbitrary amount of timing shift can be performed.
  • FIG. 2 is a flowchart schematically showing a method for controlling the optical modulator of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a graph showing the intensity of light combined by a light combining unit in the method of controlling the optical modulator of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a graph showing the light combined by the polarization beam combiner in the optical modulator control method of FIG. 2 when the timing between the X polarization and the Y polarization is shifted by N bits. It is a graph which shows the detected value of the peak detection with respect to the light intensity of FIG. It is a figure which shows schematically the structure of the optical modulator in Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical transmitter 91 having an optical modulator 22 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the optical transmitter 91 includes an optical modulator 22 and a laser light source 1 that outputs laser light to the optical modulator 22.
  • the optical modulator 22 is a DP-QPSK modulator. That is, for each of the dual polarizations of the X polarization (also referred to as Horizontal polarization (H polarization)) and the Y polarization (also referred to as Vertical polarization (V polarization)), four modulations are performed by modulation. A phase is added.
  • the optical modulator 22 includes a data generation unit 19, a timing adjustment unit 20, an electric signal amplifier 21, branching units 2 to 4, first to fourth optical modulation units 5 to 8, and a first phase adjustment.
  • Unit 10 second phase adjustment unit 11, control unit 12, first light combining unit 13, second light combining unit 14, polarization rotating unit 15, polarization combining unit 16, and light intensity
  • a detection unit 17 and a peak detection circuit 18 are provided.
  • Each of the first to fourth light modulators 5 to 8 is an MZ type light modulator.
  • This MZ-type light modulator performs light modulation by utilizing a change in refractive index due to application of an electric field, so-called electro-optic effect.
  • indium phosphide is used as a constituent material of the MZ type light modulation section.
  • the MZ type optical modulator includes two optical waveguides provided with electrodes and two Y branches that connect them in parallel. And a so-called Mach-Zehnder interferometer.
  • the modulation in the MZ-type optical modulation unit corresponds to the phase difference between the two optical waveguides due to the change in the refractive index controlled by the voltage application to the electrodes with respect to the light passing through the Mach-Zehnder interferometer. This is done by changing the light intensity.
  • a modulation signal voltage and a bias voltage are applied to the electrodes.
  • the MZ type optical modulator is an optical modulator that can achieve both high signal quality such as low chirp and high speed.
  • the set of the first optical modulation unit 5 and the second optical modulation unit 6 includes a two-parallel MZ type optical modulator (DP-MZM: Dual-Parallel) in which MZ type optical modulators are connected in parallel as an MZ interferometer. Mach-Zehnder Modulator, also called I / Q modulator). This modulator generates a complex optical electric field by multiplexing the optical signal of the real part Ich and the optical signal of the imaginary part Qch while giving a carrier phase difference of ⁇ / 2. The same applies to the set of the third light modulation unit 7 and the fourth light modulation unit 8.
  • Polarization multiplexing is performed by combining the Y polarization from.
  • an output of DP-QPSK modulation is obtained.
  • the data generation unit 19 generates a plurality of data streams for multilevel modulation.
  • the data generation unit 19 includes a first data stream group having a first data stream and a second data stream, and a second data stream having a third data stream and a fourth data stream. Generate a data stream group.
  • Each of the first data stream groups is used for X polarization modulation
  • each of the second data stream groups is used for Y polarization modulation.
  • the first data stream and the third data stream are used for modulation of the real part Ich
  • the second data stream and the fourth data stream are used for modulation of the imaginary part Qch. That is, each of the first to fourth data streams is used for modulation of the optical signals X-Ich, X-Qch, Y-Ich, and Y-Qch.
  • the timing adjustment unit 20 shifts the timing between the first data stream group for X polarization and the second data stream group for Y polarization according to the timing setting.
  • the timing setting is also expressed as “(X, Y)”, and different timing settings (X, Y) are distinguished by subscripts as necessary.
  • the timing setting is intended to adjust the relative timing between the first data stream group and the second data stream group. There are two types of adjustment directions depending on which timing is relatively delayed. These two types of directions are also referred to as “plus direction” and “minus direction”.
  • the timing adjustment unit 20 further adjusts the timing between the first data stream and the second data stream included in the first data stream group, and the third data stream and the second data stream included in the second data stream group. It may have a function of adjusting timing between four data streams.
  • the electrical signal amplifier 21 receives the electrical signals of the first to fourth data streams from the data generation unit 19 via the timing adjustment unit 20.
  • the electric signal amplifier 21 amplifies each of these four electric signals and outputs the amplified signals to the first to fourth optical modulation units 5 to 8. Note that some or all of the data generation unit 19, the timing adjustment unit 20, and the electric signal amplifier 21 may be integrated as an IC or an LSI.
  • the branching units 2 to 4 split the laser light input from the laser light source 1 into first to fourth light. Specifically, the laser beam is first branched into two by the branching unit 2, and each of them is further branched into two by the branching units 3 and 4. Each of the first to fourth lights is supplied to the first to fourth light modulators 5 to 8.
  • the first to fourth data streams are input as electric signals to the first to fourth light modulators 5 to 8, respectively. Based on this input, the first to fourth light modulators 5 to 8 modulate the first to fourth lights, respectively.
  • the first phase adjustment unit 10 shifts the phase difference between the light from the first light modulation unit 5 and the light from the second light modulation unit 6 according to the first phase difference setting.
  • the second phase adjustment unit 11 shifts the phase difference between the light from the third light modulation unit 7 and the light from the fourth light modulation unit 8 according to the second phase difference setting.
  • the amount of phase shift between the real part Ich and the imaginary part Qch in each polarization is controlled.
  • each of the first and second phase difference settings is ⁇ / 2.
  • a carrier phase difference of ⁇ / 2 can be given when the optical signal of the real part Ich and the optical signal of the imaginary part Qch are multiplexed.
  • each of the first and second phase difference settings is set to zero.
  • the first light combining unit 13 combines the light from the first light modulating unit 5 and the light from the second light modulating unit 6 via the first phase adjusting unit 10.
  • the second light combining unit 14 combines the light from the third light modulating unit 7 and the light from the fourth light modulating unit 8 that has passed through the second phase adjusting unit 11.
  • the polarization rotation unit 15 performs 90 ° polarization rotation.
  • the polarization beam combiner 16 combines the light from the first light combiner 13 and the light from the second light combiner 14 as two orthogonally polarized waves.
  • the light intensity detector 17 detects the intensity of the light output from the polarization beam combiner 16.
  • the light intensity detector 17 is, for example, a photodiode (PD).
  • the peak detection circuit 18 outputs a detection value by performing peak detection on the light intensity detected by the light intensity detection unit 17.
  • the peak detection circuit 18 may be configured by an IC.
  • the control unit 12 includes a data control unit 12D, a bias control unit 12B, and a phase control unit 12P.
  • the control unit 12 has an adjustment mode for adjusting the timing setting of the timing adjustment unit 20.
  • the phase control unit 12P controls the first phase difference setting and the second phase difference setting of the first phase adjustment unit 10 and the second phase adjustment unit 11, respectively.
  • the first phase difference setting and the second phase difference setting are ⁇ / 2 in the normal mode, and the first phase difference setting and the second phase difference setting are set in the adjustment mode.
  • the first phase adjustment unit 10 and the second phase adjustment unit 11 are controlled so as to be zero.
  • the data control unit 12D at least temporarily sets the data generation unit 19 in a first test mode, which will be described in detail later, and preferably in a second test mode, which will be described later in detail.
  • the data control unit 12D sets the timing adjustment unit 20 to the setting mode in the adjustment mode.
  • the timing adjustment unit 20 adjusts the timing setting of the timing adjustment unit 20 so as to maximize the detection value from the peak detection circuit 18.
  • the bias controller 12B controls the bias voltage of the first to fourth light modulators 5 to 8.
  • the data generation unit 19 has the first test mode. Although a specific example will be described later, in the first test mode, the data generation unit 19 uses N as a natural number, a 2N-bit mark, a 2N-bit space as each of the first data stream and the third data stream. And a second test data stream shifted N bits with respect to the first test data stream as each of the second data stream and the fourth data stream. Generate.
  • N is preferably 2 or more. It is more preferable that the data generation unit 19 has the second test mode. In that case, in the adjustment mode, the data control unit 12D sets the data generation unit 19 to the first test mode and then sets the second test mode. In the second test mode, the data generation unit 19 generates a third test data stream that repeats a 2-bit mark and a 2-bit space as each of the first data stream and the third data stream, and , A fourth test data stream that repeats a 2-bit mark and a 2-bit space and is shifted by 1 bit relative to the third test data stream as each of the second data stream and the fourth data stream. Generate.
  • the configuration of the optical modulator is not limited to that shown in FIG. 1 as long as the configuration includes a plurality of optical modulation units.
  • a DP-QPSK modulator other than the configuration shown in FIG. 1 may be used.
  • the modulator is not limited to the DP-QPSK modulator, and may be another type of modulator such as DP-16QAM.
  • the configuration of the data generation unit, the timing adjustment unit, and the electrical signal amplifier is not limited to the configuration of FIG. 1 as long as the configuration is such that an electrical signal is input to a plurality of optical modulation units.
  • Laser light from the laser light source 1 is input to the optical modulator 22.
  • This laser light is branched into first to fourth lights by branching portions 2 to 4.
  • Each of the first to fourth lights is input to the first to fourth light modulators 5 to 8.
  • the signal voltages of the first to fourth data streams generated by the data generation unit 19, adjusted in timing by the timing adjustment unit 20, and amplified by the electric signal amplifier 21 are combined with the bias voltage controlled by the bias control unit 12B. And applied to the first to fourth light modulators 5 to 8. As a result, light modulation is performed.
  • Light outputs from the second light modulation unit 6 and the fourth light modulation unit 8 are input to the first and second phase adjustment units 10 and 11, respectively.
  • the light outputs from the second light modulation unit 6 and the fourth light modulation unit 8 are subjected to a phase shift with respect to the light outputs of the first light modulation unit 5 and the third light modulation unit 7.
  • the phase shift amount of the optical output from each of the second light modulation unit 6 and the fourth light modulation unit 8 is determined by the first and second phase difference settings controlled by the phase control unit 12P.
  • the optical output (optical signal X-Ich) from the first optical modulation unit 5 and the optical output (optical signal X-Qch) from the first phase adjustment unit 10 are combined by the first optical combining unit 13. .
  • the optical output (optical signal Y-Ich) from the third optical modulation unit 7 and the optical output (optical signal Y-Qch) from the second phase adjustment unit 11 are combined by the second optical combining unit 14. .
  • the light output from the second light combining unit 14 is subjected to 90 ° polarization rotation by the polarization rotation unit 15.
  • the light output from the first light combining unit 13 and the light output from the polarization combining unit 16 are subjected to polarization combining by the polarization combining unit 16.
  • An output by polarization synthesis is output as a DP-QPSK modulated signal.
  • the light intensity detector 17 detects the light intensity of the modulated signal output using a part of the modulated signal output. Peak detection is performed on the light intensity by the peak detection circuit 18. Using the detection value of the peak detection circuit, as described below, the electric signal between the first data stream group for X polarization and the second data stream group for Y polarization Timing adjustment is performed.
  • FIG. 2 is a flowchart schematically showing a control method of the optical modulator 22 for performing the timing adjustment.
  • a normal DP-QPSK modulated signal is output. Specifically, a random data pattern is output from the data generation unit 19 as each of the first to fourth data streams. That is, each of the mark (logic “1”) and the space (logic “0”) is randomly generated with a probability of 50%. This generation may be performed by a pseudo-random bit sequence (PRBS) generation function included in the data generation unit 19. Instead of this, a data stream for actual communication may be used.
  • PRBS pseudo-random bit sequence
  • the timing setting of the timing adjustment unit 20, that is, the timing setting between the X polarization and the Y polarization is set to an arbitrary initial value (X 0 , Y 0 ).
  • Each of the first to fourth data streams having passed through the timing adjustment unit 20 is amplified by the electric signal amplifier 21 and input to the first to fourth optical modulation units 5 to 8.
  • the bias control unit 12B is configured to minimize the light output from the first light combining unit 13 when the electric signal from the electric signal amplifier 21 is not input to the first and second light modulation units 5 and 6.
  • the bias voltage is always controlled so that Similarly, the bias control unit 12B has a minimum optical output from the second light combining unit 14 when the electric signal from the electric signal amplifier 21 is not input to the third and fourth light modulating units 7 and 8.
  • the bias voltage is always controlled so as to be (Null point).
  • the phase controller 12P controls the first phase adjuster 10 and the second phase adjuster 11 so that the first phase difference setting and the second phase difference setting are ⁇ / 2. In other words, the phase control unit 12P finds a control value such that the first phase difference setting and the second phase difference setting are ⁇ / 2 and applies it.
  • step S2 timing adjustment of the timing adjustment unit 20 is started. That is, the control unit 12 enters the adjustment mode. At this time, each of the counters i and j is set to zero.
  • step S3 the data control unit 12D of the control unit 12 that has entered the adjustment mode sets the data generation unit 19 to the first test mode.
  • the data stream generated from the data generation unit 19 is changed from a random one in step S1 to one having a test pattern.
  • the data generation unit 19 uses N as a natural number, and each of the first data stream and the third data stream for the real part Ich has a 2N-bit mark and a 2N-bit mark.
  • a first test data stream that repeats with space is generated.
  • the data generation unit 19 uses, as each of the second data stream and the fourth data stream for the imaginary part Qch, a second test data stream shifted by N bits with respect to the first test data stream.
  • the first test data stream is generated in common for the optical signal X-Ich and the optical signal Y-Ich
  • the second test data stream is shared in common for the optical signal X-Qch and the optical signal Y-Qch. Is generated.
  • phase control unit 12P of the control unit 12 that has entered the adjustment mode has the first phase adjustment unit 10 and the second phase adjustment so that the first phase difference setting and the second phase difference setting are set to zero.
  • the unit 11 is controlled.
  • the intensity of the modulated light from each of the first light combining unit 13 and the second light combining unit 14 is, as shown in FIG. 4, a continuous N-bit mark (logic “1”) and a continuous N-bit mark. It has a repeating pattern with a space (logic “0”).
  • the data control unit 12D of the control unit 12 that has entered the adjustment mode sets the timing adjustment unit 20 to the setting mode. Thereby, when the first test data stream and the second test data stream are generated as described above, the timing setting of the timing adjustment unit 20 is performed so as to maximize the detection value from the peak detection circuit 18. Is adjusted. Specifically, the following steps S4 to S11 are performed.
  • step S4 the detection value P i of the peak detection circuit when the timing setting of the timing adjustment unit 20 is (X i , Y i ) is detected.
  • polarization synthesis as shown in FIG. 5 is performed.
  • the detection value PA by peak detection with respect to the light intensity SA is maximized.
  • the detection value PB is minimized as shown in FIG. As the deviation becomes even larger, the detection value begins to increase again.
  • a deviation in timing between polarized waves does not change the detected value of light intensity. Furthermore, when the transition between the mark and the space is fast due to the high data rate, the normal light intensity detection unit that is not a high band can detect only the averaged light intensity, and the detection accuracy is low. . According to the present embodiment, it is possible to largely reflect the shift in the optical output timing between the X polarization and the Y polarization in the fluctuation of the detection value of the peak detection circuit 18.
  • step S4 the process described above is repeated by returning the process to step S4. This process is repeated until P i ⁇ P i ⁇ 1 is satisfied in step 5 and the process proceeds to step S7.
  • P i attempts to maximize the detection value P i by the adjustment in the positive direction of the timing setting.
  • step S8 ⁇ S11 attempts to maximize the detection value P i by the adjustment in the negative direction of the timing setting is completed.
  • This timing setting is used as the final setting value of the timing adjustment unit 20.
  • step S12 the control unit 12 shifts from the adjustment mode to the normal mode. That is, the process for adjusting the timing is completed, and the settings for normal DP-QPSK modulation described in step S1 are used again.
  • the output of the data generation unit 19 is a normal data stream, and the first phase difference setting of the first phase adjustment unit 10 and the second phase difference setting of the second phase adjustment unit 11 are It returns to ⁇ / 2.
  • normal DP-QPSK modulation can be performed thereafter under optimum timing settings.
  • the above timing adjustment can cope with timing deviation up to almost N bits. Strictly speaking, when the timing deviation is exactly N bits, it cannot be determined whether the timing adjustment should be performed in the plus direction or the minus direction. Therefore, the maximum amount of timing shift that can be handled is less than N bits.
  • the value of N in the first test mode described above can be set according to the assumed maximum amount of timing deviation between the X polarization and the Y polarization.
  • the high-accuracy adjustment is performed by the adjustment in the second test mode.
  • a repetition pattern of 2N-bit marks and 2N-bit spaces is used as the first test data stream and the second test data stream. . Since the first test data stream and the second test data stream are shifted from each other by N bits, a pulse pattern having a period of 2N bits is obtained by combining two lights obtained by applying them. Occurs. Each of the X polarization and the Y polarization orthogonal to each other has this pulse pattern. For this reason, as the amount of timing deviation between the polarizations increases to N bits, the intensity peak of the combined light of both polarizations decreases. Therefore, by maximizing the intensity peak, it is possible to cope with timing deviations up to approximately N bits. Further, by selecting the value of N, adjustment suitable for an arbitrary amount of timing shift can be performed.
  • N is 2 or more in the first test mode of the data generation unit 19.
  • N is 2 or more in the first test mode of the data generation unit 19.
  • the timing shift can be reduced with higher accuracy while accommodating a timing shift of 1 bit or more.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the optical modulator 22M in the second embodiment of the present invention. Similar to the optical modulator 22 (FIG. 1: Embodiment 1), the optical modulator 22M can output a modulation signal by modulating the input laser beam. Therefore, the optical modulator 22M can be used in place of the optical modulator 22 in the optical transmitter 91 (FIG. 1).
  • the optical modulator 22M includes a first 2 ⁇ 2 light combining unit 23 (first light combining unit) instead of the first light combining unit 13 (FIG. 1: Embodiment 1), and the second light combining unit. 14 (FIG. 1: Embodiment 1) is replaced with a second 2 ⁇ 2 light combining unit 24 (second light combining unit).
  • the “2 ⁇ 2 light combining unit” generates combined light by combining light from two input ends, and outputs the combined light from each of the two output ends. For example, Multi Mode Interferer ( MMI), or an optical coupler using a fiber or the like.
  • MMI Multi Mode Interferer
  • the first 2 ⁇ 2 light combining unit 23 has an input end 23a, an input end 23b, an output end 23e, and an output end 23f.
  • Light from the first light modulator 5 is input to the input terminal 23a, and light from the second light modulator 6 via the first phase adjuster 10 is input to the input terminal 23b.
  • the combined light generated by combining these lights is output from each of the output end 23e and the output end 23f.
  • the second 2 ⁇ 2 light combining unit 24 has an input end 24a, an input end 24b, an output end 24e, and an output end 24f.
  • Light from the third light modulation unit 7 is input to the input terminal 24a, and light from the fourth light modulation unit 8 via the second phase adjustment unit 11 is input to the input terminal 24b.
  • the combined light generated by combining these lights is output from each of the output end 24e and the output end 24f.
  • the polarization beam combiner 16 outputs the light from the output end 23e of the first 2 ⁇ 2 light combiner 23 and the output end 24e of the second 2 ⁇ 2 light combiner 24 as two orthogonally polarized waves. Synthesize light.
  • a polarization rotating unit 15 is provided between the output end 24 e and the polarization combining unit 16.
  • the light modulator 22M has a light combining unit 25 (third light combining unit).
  • the light combining unit 25 outputs light from the output end 23f of the first 2 ⁇ 2 light combining unit 23 and output end 24f of the second 2 ⁇ 2 light combining unit 24 as two polarized waves having a common polarization direction. Synthesize the light from
  • the light intensity detection unit 17 outputs a detection value by detecting the intensity of light from the light combining unit 25.
  • the timing adjustment unit 20 uses the detection value of the light intensity detection unit 17 instead of the detection value of the peak detection circuit 18 (FIG. 1: Embodiment 1). Therefore, the setting mode of the timing adjustment unit 20 adjusts the timing setting so as to maximize the detection value from the light intensity detection unit 17. Therefore, in this embodiment, the peak detection circuit 18 (FIG. 1: Embodiment 1) is omitted.
  • the detection value of the peak detection circuit is instead, the detection value of the light intensity detection unit 17 is used. Except for this point, the same operation as in the first embodiment is performed in the present embodiment.
  • a portion other than the polarization rotation unit 15 and the polarization synthesis unit 16 may be configured as the light modulation element 26.
  • the light modulation element 26 outputs two polarized waves having a common polarization direction. These two polarized waves are converted into two polarized waves orthogonal to each other by the polarization rotation unit 15. These polarizations are combined by the polarization combiner 16 to generate a modulation signal.
  • the timing adjustment corresponding to the timing shift up to almost N bits is possible, and by selecting the value of N, it is suitable for an arbitrary amount of timing shift. Adjustments are possible.
  • two polarized waves that are orthogonal to each other are polarized from the output end 23e and from the output end 24e via the wavelength rotation unit 15 And are synthesized.
  • the polarization from the output end 23f and the polarization from the output end 24f are combined by the light combining unit 25 as two polarizations having a common polarization direction. Is done.
  • the intensity of light from the light combining unit 25 is detected by the light intensity detection unit 17. Therefore, this intensity is the light intensity of the combined light of two polarizations having a common polarization direction.
  • the peak detection circuit as used in the first embodiment is not necessarily required. Therefore, the configuration of the optical modulator can be simplified.

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Abstract

タイミング調整部（２０）は、第１のデータストリーム群と第２のデータストリーム群との間でのタイミングをタイミング設定に応じてシフトする。第１のテストモードにおいて、データ生成部（１９）は、Ｎを自然数として、第１のデータストリームおよび第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成し、かつ、第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成する。第１の位相差設定および第２の位相差設定がゼロとされる。タイミング調整部（２０）は、ピーク検波回路（１８）からの検出値を最大化するようにタイミング設定を調整する。

Description

光変調器および光変調器の制御方法
　本発明は、光変調器および光変調器の制御方法に関し、特に、偏波多重を用いた、光変調器および光変調器の制御方法に関するものである。
　マッハツェンダ（Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ：ＭＺ）型光変調器による変調として、二重偏波四位相偏移変調（Ｄｕａｌ　Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ：ＤＰ－ＱＰＳＫ）および二重偏波１６直交振幅変調（Ｄｕａｌ　Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＤＰ－１６ＱＡＭ）などが挙げられる。これらの変調方式は複数のデータストリームを光によって偏波多重変調する。この変調時に発生し得る、偏波間でのデータストリームのタイミングずれは、信号特性を劣化させてしまう。よってタイミングずれを低減することが求められる（特開２０１５－０５２６７０号公報（特許文献１）参照）。
　例えば、特開２０１１－０４４９０６号公報（特許文献２）によれば、レーザ光が２つの光に分岐される。各光が変調され、そして合成される。この合成までに、一方の光は偏波が維持されるが（Ｘ偏波）、他方の光は偏波が９０°回転される（Ｙ偏波）。この変調後に偏波間のタイミングずれが発生し得る。この原因は、変調に用いられるデータストリームを生成するデータ生成部から変調器までの距離、または変調器内部の距離が、データストリーム間で異なり得るためである。このタイミングずれは、信号特性を劣化させる原因となる。そこで、Ｘ偏波およびＹ偏波が合成された出力の強度が検出され、その情報を用いて各データストリームのタイミングが制御される。これにより偏波間におけるデータのタイミングずれが低減される。
特開２０１５－０５２６７０号公報 特開２０１１－０４４９０６号公報
　特開２０１１－４４９０６号公報の技術によると、１ビット以上の大きなタイミングずれには対応することが困難であった。
　本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、任意の量のタイミングずれに対する調整を行うことができる光変調器および光変調器の制御方法を提供することである。
　本発明の一の局面に従う光変調器は、データ生成部と、タイミング調整部と、少なくとも１つの分岐部と、第１の光変調部と、第２の光変調部と、第１の位相調整部と、第１の光合成部と、第３の光変調部と、第４の光変調部と、第２の位相調整部と、第２の光合成部と、偏波合成部と、ピーク検波回路と、制御部とを有している。データ生成部は、第１のデータストリームおよび第２のデータストリームを有する第１のデータストリーム群と、第３のデータストリームおよび第４のデータストリームを有する第２のデータストリーム群とを生成する。タイミング調整部は、第１のデータストリーム群と第２のデータストリーム群との間でのタイミングをタイミング設定に応じてシフトする。少なくとも１つの分岐部は、入力された光を第１の光と第２の光と第３の光と第４の光とへ分割する。第１の光変調部は、第１のデータストリームに基づいて第１の光を変調する。第２の光変調部は、第２のデータストリームに基づいて第１の光を変調する。第１の位相調整部は、第１の光変調部からの光と第２の光変調部からの光との間の位相差を第１の位相差設定に応じてシフトする。第１の光合成部は、第１の光変調部からの光と、第１の位相調整部を経由した第２の光変調部からの光とを合成する。第３の光変調部は、第３のデータストリームに基づいて第３の光を変調する。第４の光変調部は、第４のデータストリームに基づいて第４の光を変調する。第２の位相調整部は、第３の光変調部からの光と第４の光変調部からの光との間の位相差を第２の位相差設定に応じてシフトする。第２の光合成部は、第３の光変調部からの光と、第２の位相調整部を経由した第４の光変調部からの光とを合成する。偏波合成部は、互いに直交する２つの偏波としての第１の光合成部からの光と第２の光合成部からの光とを合成する。ピーク検波回路は、偏波合成部からの光の強度に対してピーク検波を行うことにより検出値を出力する。制御部は、タイミング調整部のタイミング設定を調整するための調整モードを有している。データ生成部は第１のテストモードを有している。第１のテストモードにおいてデータ生成部は、Ｎを自然数として、第１のデータストリームおよび第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成し、かつ、第２のデータストリームおよび第４のデータストリームの各々として、第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成する。タイミング調整部は、ピーク検波回路からの検出値を最大化するようにタイミング設定を調整する設定モードを有している。制御部は調整モードにおいて、第１の位相差設定および第２の位相差設定がゼロとなるように第１の位相調整部および第２の位相調整部を制御し、かつデータ生成部を少なくとも一時的に第１のテストモードとし、かつタイミング調整部を設定モードとする。
　本発明の他の局面に従う光変調器は、データ生成部と、タイミング調整部と、少なくとも１つの分岐部と、第１の光変調部と、第２の光変調部と、第１の位相調整部と、第１の光合成部と、第３の光変調部と、第４の光変調部と、第２の位相調整部と、第２の光合成部と、偏波合成部と、第３の光合成部と、光強度検出部と、制御部とを有している。データ生成部は、第１のデータストリームおよび第２のデータストリームを有する第１のデータストリーム群と、第３のデータストリームおよび第４のデータストリームを有する第２のデータストリーム群とを生成する。タイミング調整部は、第１のデータストリーム群と第２のデータストリーム群との間でのタイミングをタイミング設定に応じてシフトする。少なくとも１つの分岐部は、入力された光を第１の光と第２の光と第３の光と第４の光とへ分割する。第１の光変調部は、第１のデータストリームに基づいて第１の光を変調する。第２の光変調部は、第２のデータストリームに基づいて第１の光を変調する。第１の位相調整部は、第１の光変調部からの光と第２の光変調部からの光との間の位相差を第１の位相差設定に応じてシフトする。第１の光合成部は、第１の光変調部からの光と、第１の位相調整部を経由した第２の光変調部からの光とを合成する。第３の光変調部は、第３のデータストリームに基づいて第３の光を変調する。第４の光変調部は、第４のデータストリームに基づいて第４の光を変調する。第２の位相調整部は、第３の光変調部からの光と第４の光変調部からの光との間の位相差を第２の位相差設定に応じてシフトする。第２の光合成部は、第３の光変調部からの光と、第２の位相調整部を経由した第４の光変調部からの光とを合成する。偏波合成部は、互いに直交する２つの偏波としての第１の光合成部からの光と第２の光合成部からの光とを合成する。第３の光合成部は、共通の偏波方向を有する２つの偏波としての第１の光合成部からの光と第２の光合成部からの光とを合成する。光強度検出部は、第３の光合成部からの光の強度を検出することにより検出値を出力する。制御部は、タイミング調整部のタイミング設定を調整するための調整モードを有している。データ生成部は第１のテストモードを有している。第１のテストモードにおいてデータ生成部は、Ｎを自然数として、第１のデータストリームおよび第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成し、かつ、第２のデータストリームおよび第４のデータストリームの各々として、第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成する。タイミング調整部は、光強度検出部からの検出値を最大化するようにタイミング設定を調整する設定モードを有している。制御部は調整モードにおいて、第１の位相差設定および第２の位相差設定がゼロとなるように第１の位相調整部および第２の位相調整部を制御し、かつデータ生成部を少なくとも一時的に第１のテストモードとし、かつタイミング調整部を設定モードとする。
　本発明の光変調器の制御方法において、光変調器は、データ生成部と、タイミング調整部と、少なくとも１つの分岐部と、第１の光変調部と、第２の光変調部と、第１の位相調整部と、第１の光合成部と、第３の光変調部と、第４の光変調部と、第２の光合成部と、偏波合成部と、ピーク検波回路とを有している。データ生成部は、第１のデータストリームおよび第２のデータストリームを有する第１のデータストリーム群と、第３のデータストリームおよび第４のデータストリームを有する第２のデータストリーム群とを生成する。タイミング調整部は、第１のデータストリーム群と第２のデータストリーム群との間でのタイミングをタイミング設定に応じてシフトする。少なくとも１つの分岐部は、入力された光を第１の光と第２の光と第３の光と第４の光とへ分割する。第１の光変調部は、第１のデータストリームに基づいて第１の光を変調する。第２の光変調部は、第２のデータストリームに基づいて第１の光を変調する。第１の位相調整部は、第１の光変調部からの光と第２の光変調部からの光との間の位相差を第１の位相差設定に応じてシフトする。第１の光合成部は、第１の光変調部からの光と、第１の位相調整部を経由した第２の光変調部からの光とを合成する。第３の光変調部は、第３のデータストリームに基づいて第３の光を変調する。第４の光変調部は、第４のデータストリームに基づいて第４の光を変調する。第２の位相調整部は、第３の光変調部からの光と第４の光変調部からの光との間の位相差を第２の位相差設定に応じてシフトする。第２の光合成部は、第３の光変調部からの光と、第２の位相調整部を経由した第４の光変調部からの光とを合成する。偏波合成部は、互いに直交する２つの偏波としての第１の光合成部からの光と第２の光合成部からの光とを合成する。ピーク検波回路は、偏波合成部からの光の強度に対してピーク検波を行うことにより検出値を出力する。光変調器の制御方法は、次の工程を有している。第１の位相調整部の第１の位相差設定と、第２の位相調整部の第２の位相差設定とがゼロにされる。データ生成部から、Ｎを自然数として、第１のデータストリームおよび第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームが生成され、かつ、第２のデータストリームおよび第４のデータストリームの各々として、第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームが生成される。第１のテストデータストリームおよび第２のテストデータストリームが生成されている際に、ピーク検波回路からの検出値を最大化するように、タイミング調整部のタイミング設定が調整される。
　なお上記記載において、「第１の」～「第４の」などの序数は、同じ名称を有する要素を互いに区別するために用いられているものであって、当該要素の総数を限定するものではない。
　本発明の一の局面に従う光変調器によれば、偏波間におけるタイミングずれに対する調整を行うに際して、第１のテストデータストリームおよび第２のテストデータストリームとして、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとの繰り返しパターンが用いられる。第１のテストデータストリームと第２のテストデータストリームとは互いにＮビットずらされていることから、これらが適用されることによって得られる２つの光が合成されることによって、周期２Ｎビットのパルスパターンが生じる。このパルスパターンを、互いに直交する偏波の各々が有する。このため、偏波間のタイミングのずれ量がＮビットまで増加するにつれて、両偏波が合成された光の強度ピークは減少していく。よって、強度ピークを最大化することで、ほぼＮビットまでのタイミングずれに対応することができる。またＮの値を選択することによって、任意の量のタイミングずれに適した調整を行うことができる。
　本発明の他の局面に従う光変調器によれば、変調信号の出力を生成するために合成されることになる互いに直交する２つの偏波が、これら偏波間におけるタイミングずれに対する調整を行うに際しては、共通の偏波方向を有する２つの偏波として合成される。第１のテストデータストリームおよび第２のテストデータストリームとして、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとの繰り返しパターンが用いられる。第１のテストデータストリームと第２のテストデータストリームとは互いにＮビットずらされていることから、これらが適用されることによって得られる２つの光が合成されることによって、周期２Ｎビットのパルスパターンが生じる。このパルスパターンを、２つの偏波の各々が有する。このため、偏波間のタイミングのずれ量がＮビットまで増加するにつれて、両偏波が合成された光の強度は減少していく。よって、強度を最大化することで、ほぼＮビットまでのタイミングずれに対応することができる。またＮの値を選択することによって、任意の量のタイミングずれに適した調整を行うことができる。また上記強度は、共通の偏波方向を有する２つの偏波の合成光の光強度である。共通の偏波方向を有する２つの偏波は互いに干渉するので、偏波間のタイミングのずれ量が光強度に反映されやすくなる。これにより、タイミング調整の際に、光強度の信号に対して複雑な処理を施す必要がなる。よって光変調器の構成を簡素化することができる。
　本発明の光変調器の制御方法によれば、偏波間におけるタイミングずれに対する調整を行うに際して、第１のテストデータストリームおよび第２のテストデータストリームとして、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとの繰り返しパターンが用いられる。第１のテストデータストリームと第２のテストデータストリームとは互いにＮビットずらされていることから、これらが適用されることによって得られる２つの光が合成されることによって、周期２Ｎビットのパルスパターンが生じる。このパルスパターンを、互いに直交する偏波の各々が有する。このため、偏波間のタイミングのずれ量がＮビットまで増加するにつれて、両偏波が合成された光の強度ピークは減少していく。よって、強度ピークを最大化することで、ほぼＮビットまでのタイミングずれに対応することができる。またＮの値を選択することによって、任意の量のタイミングずれに適した調整を行うことができる。
　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本発明の実施の形態１における光変調器を有する光送信器の構成を概略的に示す図である。 図１の光変調器の制御方法を概略的に示すフロー図である。 図２の光変調器の制御方法においてデータ生成部が生成する第１のテストデータストリームおよび第２のテストデータストリームをＮ＝２の場合について示すグラフ図である。 図２の光変調器の制御方法において光合成部によって合成される光の強度を示すグラフ図である。 図２の光変調器の制御方法において偏波合成部によって合成される光を、Ｘ偏波およびＹ偏波間のタイミングが一致している場合について示すグラフ図である。 図５の光の強度に対するピーク検波の検出値を示すグラフ図である。 図２の光変調器の制御方法において偏波合成部によって合成される光を、Ｘ偏波およびＹ偏波間のタイミングがＮビットずれている場合について示すグラフ図である。 図７の光の強度に対するピーク検波の検出値を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態２における光変調器の構成を概略的に示す図である。
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
　＜実施の形態１＞
　図１は、本発明の実施の形態１における光変調器２２を有する光送信器９１の構成を概略的に示す図である。光送信器９１は、光変調器２２と、光変調器２２へレーザ光を出力するレーザ光源１とを有している。光変調器２２は、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器である。すなわち、Ｘ偏波（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ偏波（Ｈ偏波）とも称される）およびＹ偏波（Ｖｅｒｔｉｃａｌ偏波（Ｖ偏波）とも称される）の二重偏波の各々について、変調によって４つの位相が付与される。言い換えれば、二重偏波の各々において、実数部Ｉｃｈ（Ｉｎ－ｐｈａｓｅ　ｃｈａｎｎｅｌ）の光信号と虚数部Ｑｃｈ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ－ｐｈａｓｅ　ｃｈａｎｎｅｌ）の光信号とがπ／２の搬送波位相差で合波されることによって、複素光電界が生成される。
　光変調器２２は、データ生成部１９と、タイミング調整部２０と、電気信号増幅器２１と、分岐部２～４と、第１～第４の光変調部５～８と、第１の位相調整部１０と、第２の位相調整部１１と、制御部１２と、第１の光合成部１３と、第２の光合成部１４と、偏波回転部１５と、偏波合成部１６と、光強度検出部１７と、ピーク検波回路１８とを有している。
　第１～第４の光変調部５～８の各々はＭＺ型光変調部である。このＭＺ型光変調部は、電界印加による屈折率変化、いわゆる電気光学効果、を利用することで光変調を行う。ＭＺ型光変調部の構成材料としては、典型的にはインジウムリンが用いられる。ＭＺ型光変調器の各々の詳細な構成は図１中に示されていないが、ＭＺ型光変調器は、電極が設けられた２つの光導波路と、それらを並列に接続する２つのＹ分岐光導波路とを有しており、いわゆるマッハツェンダ干渉計として構成される。ＭＺ型光変調部における変調は、マッハツェンダ干渉計を通過する光に対して、電極への電圧印加によって制御される屈折率変化に起因しての２本の光導波路の間の位相差に応じた光強度変化を与えることで行われる。電極には、変調信号電圧およびバイアス電圧が印加される。ＭＺ型光変調器は、低チャープといった高い信号品質と、高速性との両立が可能な光変調器である。
　第１の光変調部５および第２の光変調部６の組は、ＭＺ干渉計としてＭＺ型光変調器が並列に接続された、２並列ＭＺ型光変調器（ＤＰ－ＭＺＭ：Ｄｕａｌ－Ｐａｒａｌｌｅｌ　Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ、Ｉ／Ｑ変調器とも呼ばれる）を構成している。この変調器は、実数部Ｉｃｈの光信号と虚数部Ｑｃｈの光信号とを、π／２の搬送波位相差を与えつつ合波することで、複素光電界を生成する。第３の光変調部７および第４の光変調部８の組も同様である。さらに、第１の光変調部５および第２の光変調部６の組からのＸ偏波と、９０°偏波回転をともなう第３の光変調部７および第４の光変調部８の組からのＹ偏波とが合波されることによって、偏波多重が行われる。これによりＤＰ－ＱＰＳＫ変調の出力が得られる。
　データ生成部１９は、多値変調のための複数のデータストリームを生成する。本実施の形態においては、データ生成部１９は、第１のデータストリームおよび第２のデータストリームを有する第１のデータストリーム群と、第３のデータストリームおよび第４のデータストリームを有する第２のデータストリーム群とを生成する。第１のデータストリーム群の各々はＸ偏波の変調に用いられ、第２のデータストリーム群の各々はＹ偏波の変調に用いられる。第１のデータストリームおよび第３のデータストリームは実数部Ｉｃｈの変調に用いられ、第２のデータストリームおよび第４のデータストリームは虚数部Ｑｃｈの変調に用いられる。つまり、第１～第４のデータストリームのそれぞれは、光信号Ｘ－Ｉｃｈ、Ｘ－Ｑｃｈ、Ｙ－Ｉｃｈ、およびＹ－Ｑｃｈの変調に用いられる。
　タイミング調整部２０は、Ｘ偏波用の第１のデータストリーム群と、Ｙ偏波用の第２のデータストリーム群との間でのタイミングを、タイミング設定に応じてシフトする。タイミング設定を適切に設定することによって、データ生成部１９から各変調部までの距離などに起因しての、望ましくないタイミングずれが相殺される。なお以下において、タイミング設定は「（Ｘ，Ｙ）」のようにも表され、また、異なるタイミング設定（Ｘ，Ｙ）が、必要に応じて添え字によって区別される。またタイミング設定は、第１のデータストリーム群と第２のデータストリーム群との間の相対的なタイミングを調整することを目的とするものであることから、第１および第２のデータストリーム群のどちらのタイミングを相対的により遅くするかによって、調整方向は２種類存在する。この２種類の方向を「プラス方向」および「マイナス方向」とも称する。
　なおタイミング調整部２０はさらに、第１データストリーム群に含まれる第１のデータストリームおよび第２のデータストリーム間でのタイミング調整、および、第２データストリーム群に含まれる第３のデータストリームおよび第４のデータストリーム間でのタイミング調整を行う機能を有していてもよい。
　電気信号増幅器２１には、データ生成部１９からタイミング調整部２０を経由して第１～第４のデータストリームの電気信号が入力される。電気信号増幅器２１は、これら４つの電気信号のそれぞれを増幅し、第１～第４の光変調部５～８へ出力する。なおデータ生成部１９、タイミング調整部２０および電気信号増幅器２１のうちの一部またはすべてが、ＩＣまたはＬＳＩなどとして集積化されていてもよい。
　分岐部２～４は、レーザ光源１から入力されたレーザ光を第１～第４の光とへ分割する。具体的には、レーザ光がまず分岐部２によって２つに分岐され、そのそれぞれが分岐部３および４によってさらに２つに分岐される。第１～第４の光のそれぞれは第１～第４の光変調部５～８に供される。
　第１～第４の光変調部５～８のそれぞれには第１～第４のデータストリームが電気信号として入力される。この入力に基づいて、第１～第４の光変調部５～８のそれぞれは第１～第４の光を変調する。
　第１の位相調整部１０は、第１の光変調部５からの光と第２の光変調部６からの光との間の位相差を、第１の位相差設定に応じてシフトする。第２の位相調整部１１は、第３の光変調部７からの光と第４の光変調部８からの光との間の位相差を、第２の位相差設定に応じてシフトする。これにより各偏波における実数部Ｉｃｈと虚数部Ｑｃｈとの間の位相ずれ量が制御される。通常のＱＰＳＫ変調を行う通常モードにおいては、第１および第２の位相差設定の各々はπ／２である。これにより、実数部Ｉｃｈの光信号および虚数部Ｑｃｈの光信号を合波する際に、π／２の搬送波位相差を与えることができる。また詳しくは後述するが、制御部１２の調整モードにおいては、第１および第２の位相差設定の各々がゼロとされる。
　第１の光合成部１３は、第１の光変調部５からの光と、第１の位相調整部１０を経由した第２の光変調部６からの光とを合成する。第２の光合成部１４は、第３の光変調部７からの光と、第２の位相調整部１１を経由した第４の光変調部８からの光とを合成する。
　偏波回転部１５は、９０°の偏波回転を行う。偏波合成部１６は、互いに直交する２つの偏波としての第１の光合成部１３からの光と第２の光合成部１４からの光とを合成する。
　光強度検出部１７は、偏波合成部１６から出力された光の強度を検出する。光強度検出部１７は、例えばフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ：ＰＤ）などである。ピーク検波回路１８は、光強度検出部１７によって検出された光強度に対してピーク検波を行うことにより、検出値を出力する。ピーク検波回路１８は、ＩＣによって構成されていてもよい。
　制御部１２は、データ制御部１２Ｄと、バイアス制御部１２Ｂと、位相制御部１２Ｐとを有している。制御部１２は、通常モードに加えて、タイミング調整部２０のタイミング設定を調整するための調整モードを有している。位相制御部１２Ｐは、第１の位相調整部１０および第２の位相調整部１１のそれぞれの第１の位相差設定および第２の位相差設定を制御する。具体的には、位相制御部１２Ｐは、通常モードにおいて第１の位相差設定および第２の位相差設定がπ／２となり、調整モードにおいて第１の位相差設定および第２の位相差設定がゼロとなるように、第１の位相調整部１０および第２の位相調整部１１を制御する。データ制御部１２Ｄは、調整モードにおいて、データ生成部１９を少なくとも一時的に、詳しくは後述する第１のテストモードとし、好ましくはその後、詳しくは後述する第２のテストモードとする。またデータ制御部１２Ｄは、調整モードにおいて、タイミング調整部２０を設定モードとする。設定モードにおいてタイミング調整部２０は、ピーク検波回路１８からの検出値を最大化するように、タイミング調整部２０のタイミング設定を調整する。バイアス制御部１２Ｂは、第１～第４の光変調部５～８のバイアス電圧を制御する。
　上述したように、データ生成部１９は第１のテストモードを有している。具体例については後述するが、第１のテストモードにおいてデータ生成部１９は、Ｎを自然数として、第１のデータストリームおよび第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成し、かつ、第２のデータストリームおよび第４のデータストリームの各々として、第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成する。
　データ生成部１９の第１のテストモードにおいて、Ｎは２以上であることが好ましい。データ生成部１９は第２のテストモードを有していることが、より好ましい。その場合、データ制御部１２Ｄは調整モードにおいて、データ生成部１９を第１のテストモードとした後に第２のテストモードとする。第２のテストモードにおいてデータ生成部１９は、第１のデータストリームおよび第３のデータストリームの各々として、２ビットのマークと２ビットのスペースとを繰り返す第３のテストデータストリームを生成し、かつ、第２のデータストリームおよび第４のデータストリームの各々として、２ビットのマークと２ビットのスペースとを繰り返しかつ第３のテストデータストリームに対して１ビットシフトされた第４のテストデータストリームを生成する。
　レーザ光源１と分岐部２との間、分岐部２と分岐部３または分岐部４との間、分岐部３と第１の光変調部５または第２の光変調部との間、分岐部４と第３の光変調部７または第４の光変調部８との間、第２の光変調部と第１の位相調整部１０との間、第４の光変調部と第２の位相調整部１１との間、第１の光変調部または第１の位相調整部１０と第１の光合成部１３との間、第３の光変調部または第２の位相調整部１１と第２の光合成部１４との間、第２の光合成部１４と偏波回転部１５との間、第１の光合成部１３または偏波回転部１５と偏波合成部１６との間、偏波合成部１６と光強度検出部１７との間は、導波路、空間またはファイバなどによる光学的経路が光学的に接続している。また、バイアス制御部１２Ｂと第１～第４の光変調部５～８との間と、位相制御部１２Ｐと第１の位相調整部１０または第２の位相調整部１１との間と、光強度検出部１７とピーク検波回路１８との間と、ピーク検波回路１８とタイミング調整部２０との間と、データ生成部１９とタイミング調整部２０との間と、タイミング調整部２０と電気信号増幅器２１との間とは、電気的経路が電気的に接続している。
　なお、複数の光変調部を有する構成であれば、光変調器の構成は図１に示されているものに限定されない。具体的には、図１に示す構成以外のＤＰ－ＱＰＳＫ変調器が用いられてもよい。また変調器はＤＰ－ＱＰＳＫ変調器に限定されるものではなく、ＤＰ－１６ＱＡＭなど、他の種類の変調器であってもよい。また、電気信号を複数の光変調部に入力する構成であれば、データ生成部、タイミング調整部、および電気信号増幅器の構成も図１の構成に限定されるものではない。
　次に、光送信器９１の動作について、以下に説明する。
　レーザ光源１のレーザ光が光変調器２２に入力される。このレーザ光が分岐部２～４により第１～第４の光に分岐される。第１～第４の光のそれぞれが第１～第４の光変調部５～８に入力される。データ生成部１９により生成され、タイミング調整部２０によってタイミングが調整され、電気信号増幅器２１によって増幅された第１～第４のデータストリームの信号電圧が、バイアス制御部１２Ｂにより制御されたバイアス電圧とともに、第１～第４の光変調部５～８に印加される。これにより光変調が行われる。第２の光変調部６および第４の光変調部８のそれぞれからの光出力は、第１および第２の位相調整部１０，１１に入力される。これにより第２の光変調部６および第４の光変調部８のそれぞれからの光出力は、第１の光変調部５および第３の光変調部７の光出力に対する位相シフトを受ける。第２の光変調部６および第４の光変調部８のそれぞれからの光出力の位相シフト量は、位相制御部１２Ｐで制御される第１および第２の位相差設定によって決定される。第１の光変調部５からの光出力（光信号Ｘ－Ｉｃｈ）と、第１の位相調整部１０からの光出力（光信号Ｘ－Ｑｃｈ）は、第１の光合成部１３により合成される。第３の光変調部７からの光出力（光信号Ｙ－Ｉｃｈ）と、第２の位相調整部１１からの光出力（光信号Ｙ－Ｑｃｈ）は、第２の光合成部１４により合成される。第２の光合成部１４からの光出力は、偏波回転部１５によって９０°偏波回転を受ける。第１の光合成部１３からの光出力と偏波合成部１６からの光出力とが偏波合成部１６によって偏波合成を受ける。偏波合成による出力がＤＰ－ＱＰＳＫ変調信号として出力される。この変調信号出力の一部を用いて、光強度検出部１７により、変調信号出力の光強度が検出される。この光強度に対してピーク検波回路１８によりピーク検波が行われる。ピーク検波回路の検出値を用いて、以下に説明するように、Ｘ偏波用の第１のデータストリーム群と、Ｙ偏波用の第２のデータストリーム群との間での、電気信号のタイミング調整が行われる。
　図２は、上記タイミング調整を行うための光変調器２２の制御方法を概略的に示すフロー図である。
　ステップＳ１にて、通常のＤＰ－ＱＰＳＫ変調信号が出力される。具体的には、データ生成部１９から、第１～第４のデータストリームの各々として、ランダムなデータパターンが出力される。すなわち、マーク（論理「１」）とスペース（論理「０」）との各々が５０％の確率でランダムに生成される。この生成は、データ生成部１９が有する疑似ランダムビット列（Ｐｓｅｕｄｏ　Ｒａｎｄｏｍ　Ｂｉｔ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ：ＰＲＢＳ）発生機能によって行われ得る。この代わりに、実際の通信用のデータストリームが用いられてもよい。タイミング調整部２０のタイミング設定、すなわちＸ偏波とＹ偏波との間のタイミング設定は、任意の初期値（Ｘ０，Ｙ０）とされる。タイミング調整部２０を経た第１～第４のデータストリームのそれぞれは、電気信号増幅器２１で増幅され、そして第１～第４の光変調部５～８に入力される。
　なお、バイアス制御部１２Ｂは、第１および第２の光変調部５，６に電気信号増幅器２１からの電気信号が入力されていないときに第１の光合成部１３からの光出力が最小（Ｎｕｌｌ点）になるように、バイアス電圧を常に制御している。同様に、バイアス制御部１２Ｂは、第３および第４の光変調部７，８に電気信号増幅器２１からの電気信号が入力されていないときに第２の光合成部１４からの光出力が最小（Ｎｕｌｌ点）になるように、バイアス電圧を常に制御している。位相制御部１２Ｐは、第１の位相差設定および第２の位相差設定がπ／２となるように、第１の位相調整部１０および第２の位相調整部１１を制御する。言い換えれば、位相制御部１２Ｐは、第１の位相差設定および第２の位相差設定がπ／２となるような制御値を見出し、それを適用する。
　ステップＳ２にて、次に、タイミング調整部２０のタイミング調整が開始される。すなわち、制御部１２が調整モードに入る。このとき、カウンタｉおよびｊの各々はゼロとされる。
　ステップＳ３にて、調整モードに入った制御部１２のデータ制御部１２Ｄは、データ生成部１９を第１のテストモードとする。これにより、データ生成部１９から生成されるデータストリームは、ステップＳ１におけるランダムなものから、テストパターンを有するものへと変更される。具体的には、第１のテストモードにおいてデータ生成部１９は、Ｎを自然数として、実数部Ｉｃｈ用の第１のデータストリームおよび第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成する。またデータ生成部１９は、虚数部Ｑｃｈ用の第２のデータストリームおよび第４のデータストリームの各々として、上記の第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成する。すなわち、光信号Ｘ－Ｉｃｈおよび光信号Ｙ－Ｉｃｈ用に共通して第１のテストデータストリームが生成され、光信号Ｘ－Ｑｃｈおよび光信号Ｙ－Ｑｃｈ用に共通して第２のテストデータストリームが生成される。
　例えばＮ＝２の場合、第１のテストデータストリームとして「１１１１００００１１１１００００・・・」が生成され、同時に、第２のテストデータストリームとして「００１１１１００００１１１１００・・・」が生成される。この場合に、論理「０」および「１」のそれぞれに位相０およびπでの位相変調が対応しているとすれば、Ｘ偏波およびＹ偏波で共通して、実数部Ｉｃｈおよび虚数部Ｑｃｈは、図３に示す位相を有する。
　また調整モードに入った制御部１２の位相制御部１２Ｐは、第１の位相差設定および第２の位相差設定がゼロとされるように、第１の位相調整部１０および第２の位相調整部１１を制御する。これにより、第１の光合成部１３および第２の光合成部１４の各々からの変調光の強度は、図４に示すように、連続Ｎビットのマーク（論理「１」）と、連続Ｎビットのスペース（論理「０」）との繰り返しパターンを有する。
　また調整モードに入った制御部１２のデータ制御部１２Ｄは、タイミング調整部２０を設定モードとする。これにより、上記のように第１のテストデータストリームおよび第２のテストデータストリームが生成されている際に、ピーク検波回路１８からの検出値を最大化するように、タイミング調整部２０のタイミング設定が調整される。具体的には、以下のステップＳ４～Ｓ１１が行われる。
　ステップＳ４にて、タイミング調整部２０のタイミング設定が（Ｘｉ，Ｙｉ）のときのピーク検波回路の検出値Ｐｉが検出される。ここで、Ｘ偏波とＹ偏波との間のタイミング設定が最適であるとすると、図５に示すような偏波合成が行われる。この場合、図６に示すように、光強度ＳＡに対するピーク検波による検出値ＰＡは最大化される。Ｘ偏波とＹ偏波との間のタイミング設定のずれが大きくなっていくと、検出値は小さくなっていく。図７に示すようにずれがＮビットに達すると、図８に示すように検出値ＰＢが最小化される。ずれがさらに大きくなると、検出値は再び増加し始める。
　なお、本来、偏波間でのタイミングのずれは、光強度の検出値を変化させない。さらに、データレートが高いためにマークとスペースとの間の遷移が速い場合は、高帯域でない通常の光強度検出部では、平均化された光強度しか検出することができず、検出精度が低い。本実施の形態によれば、Ｘ偏波とＹ偏波との間の光出力のタイミングのずれを、ピーク検波回路１８の検出値の変動へ、大きく反映させることができる。
　ステップＳ５にて、Ｐｉ≦Ｐｉ－１か否かが判断される。ただしｉ＝０のときは、比較対象がなく、その場合「ＮＯ」と判断されるものとする。判断が「ＮＯ」の場合、処理がステップＳ６へと進む。
　ステップＳ６にて、ｉ＝ｉ＋１のカウントアップ（インクリメント）がなされることで、タイミング設定（Ｘｉ，Ｙｉ）がプラス方向へ変化させられる。次に、処理がステップＳ４に戻されることにより、上述した処理が繰り返される。ステップ５にてＰｉ≦Ｐｉ－１が満たされることによって処理がステップＳ７へと進むまで、この繰り返しが行われる。
　ステップＳ７にて、（Ｘｉ－１，Ｙｉ－１）＝（Ｘｊ，Ｙｊ）とされる。これにより、タイミング設定のプラス方向への調整による検出値Ｐｉの最大化の試行が完了する。同様に、ステップＳ８～Ｓ１１にて、タイミング設定のマイナス方向への調整による検出値Ｐｉの最大化の試行が完了する。これにより、プラス方向およびマイナス方向の両方の調整が試みられる。よって、タイミング設定の初期値（Ｘ０，Ｙ０）がプラス方向およびマイナス方向のいずれにずれていたかにかかわらず、ステップＳ１１におけるタイミング設定（Ｘｊ－１，Ｙｊ－１）は、検出値Ｐｉを最大化するものである。このタイミング設定がタイミング調整部２０の最終設定値とされる。
　ステップＳ１２にて、制御部１２が調整モードから通常モードへと移行する。すなわち、タイミング調整を行うための処理が完了し、ステップＳ１で説明した、通常のＤＰ－ＱＰＳＫ変調のための設定が再び用いられる。具体的には、データ生成部１９の出力が通常のデータストリームとされ、第１の位相調整部１０の第１の位相差設定と第２の位相調整部１１の第２の位相差設定とがπ／２に戻される。これにより、以後、最適なタイミング設定の下で通常のＤＰ－ＱＰＳＫ変調を行うことができる。
　上記のタイミング調整により、最大でほぼＮビットまでのタイミングずれに対応することができる。なお厳密にいえば、タイミングずれがちょうどＮビットの場合は、タイミング調整をプラス方向およびマイナス方向のいずれに行うべきかが判別できない。よって、対応可能な最大のタイミングずれ量はＮビット未満である。
　上記のように、Ｎが大きいほど、大きなタイミングずれに対応することができる。一方で、Ｎが過度に大きいと、タイミングの調整量に対する検出値Ｐｉの変化の割合が小さくなるため、精密な調整が困難である。このため、上述した第１のテストモードにおけるＮの値は、想定される、Ｘ偏波とＹ偏波との間でのタイミングの最大ずれ量に応じて、設定され得る。好ましくは、第１のテストモードにおいてＮ≧２とされ、上記ステップＳ１１で得られた値を初期値として用いつつ、Ｎ＝１である第２のテストモードでステップＳ２～Ｓ１２が再度行われる。この場合、第１のテストモードでの調整によってＮ≧２以上のタイミングずれがおおよそ解消された後、第２のテストモードでの調整によって高精度の調整が行われる。
　（効果のまとめ）
　本実施の形態によれば、偏波間におけるタイミングずれに対する調整を行うに際して、第１のテストデータストリームおよび第２のテストデータストリームとして、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとの繰り返しパターンが用いられる。第１のテストデータストリームと第２のテストデータストリームとは互いにＮビットずらされていることから、これらが適用されることによって得られる２つの光が合成されることによって、周期２Ｎビットのパルスパターンが生じる。このパルスパターンを、互いに直交するＸ偏波およびＹ偏波の各々が有する。このため、偏波間のタイミングのずれ量がＮビットまで増加するにつれて、両偏波が合成された光の強度ピークは減少していく。よって、強度ピークを最大化することで、ほぼＮビットまでのタイミングずれに対応することができる。またＮの値を選択することによって、任意の量のタイミングずれに適した調整を行うことができる。
　好ましくは、データ生成部１９の第１のテストモードにおいて、Ｎは２以上である。これにより、１ビット以上のタイミングずれに対応することができる。より好ましくは、Ｎ≧２である第１のテストモードに加えて、Ｎ＝１である第２のテストモードが用いられる。これにより、１ビット以上のタイミングずれに対応しつつ、タイミングずれをより高精度に低減させることができる。
　＜実施の形態２＞
　図９は、本発明の実施の形態２における光変調器２２Ｍの構成を概略的に示す図である。光変調器２２Ｍは、光変調器２２（図１：実施の形態１）と同様に、入力されたレーザ光を変調することによって変調信号を出力することができるものである。よって光変調器２２Ｍは、光送信器９１（図１）において光変調器２２の代わりに用いることができる。
　光変調器２２Ｍは、第１の光合成部１３（図１：実施の形態１）に代わり第１の２×２光合成部２３（第１の光合成部）を有しており、第２の光合成部１４（図１：実施の形態１）に代わり第２の２×２光合成部２４（第２の光合成部）を有している。「２×２光合成部」は、２つの入力端からの光を合成することによって合成光を生成し、この合成光を２つの出力端の各々から出力するものであり、例えば、Ｍｕｌｔｉ　Ｍｏｄｅ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒ（ＭＭＩ）、または、ファイバなどを用いた光カプラによって構成され得る。
　具体的には、第１の２×２光合成部２３は、入力端２３ａと、入力端２３ｂと、出力端２３ｅと、出力端２３ｆとを有している。入力端２３ａへは第１の光変調部５からの光が入力され、入力端２３ｂへは第１の位相調整部１０を経由した第２の光変調部６からの光が入力される。これらの光が合成されることによって生成された合成光が、出力端２３ｅおよび出力端２３ｆの各々から出力される。第２の２×２光合成部２４は、入力端２４ａと、入力端２４ｂと、出力端２４ｅと、出力端２４ｆとを有している。入力端２４ａへは第３の光変調部７からの光が入力され、入力端２４ｂへは第２の位相調整部１１を経由した第４の光変調部８からの光が入力される。これらの光が合成されることによって生成された合成光が、出力端２４ｅおよび出力端２４ｆの各々から出力される。
　偏波合成部１６は、互いに直交する２つの偏波としての、第１の２×２光合成部２３の出力端２３ｅからの光と、第２の２×２光合成部２４の出力端２４ｅからの光とを合成する。これら２つの偏波を互いに直交するものとするために、図９に示された構成においては、出力端２４ｅと偏波合成部１６との間に偏波回転部１５が設けられている。
　光変調器２２Ｍは、光合成部２５（第３の光合成部）を有している。光合成部２５は、共通の偏波方向を有する２つの偏波としての、第１の２×２光合成部２３の出力端２３ｆからの光と、第２の２×２光合成部２４の出力端２４ｆからの光とを合成する。
　実施の形態１と異なり本実施の形態においては、光強度検出部１７は、光合成部２５からの光の強度を検出することにより検出値を出力する。また、タイミング調整部２０は、ピーク検波回路１８（図１：実施の形態１）の検出値の代わりに、光強度検出部１７の検出値を用いる。よって、タイミング調整部２０の設定モードは、光強度検出部１７からの検出値を最大化するようにタイミング設定を調整する。よって本実施の形態においては、ピーク検波回路１８（図１：実施の形態１）が省略されている。
　上記構成に対応して、本実施の形態におけるタイミング調整においては、図２（実施の形態１）のフロー図に示された動作と同様の動作が行われる際に、ピーク検波回路の検出値の代わりに、光強度検出部１７の検出値が用いられる。この点以外は、本実施の形態においても実施の形態１と同様の動作がなされる。
　なお図９に示された構成のうち偏波回転部１５および偏波合成部１６以外の部分が、光変調素子２６として構成されてもよい。この場合、光変調素子２６からは、共通の偏波方向を有する２つの偏波が出力される。これら２つの偏波が、偏波回転部１５によって互いに直交する２つの偏波とされる。これらの偏波が偏波合成部１６によって合成されることによって、変調信号が生成される。
　上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同様の要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。本実施の形態によっても、実施の形態１と同様に、ほぼＮビットまでのタイミングずれに対応したタイミング調整が可能であり、またＮの値を選択することによって、任意の量のタイミングずれに適した調整が可能である。
　本実施の形態によれば、変調信号の出力を生成するために、互いに直交する２つの偏波として、出力端２３ｅからの偏波と、出力端２４ｅからの波長回転部１５を経由した偏波とが合成される。これら偏波間におけるタイミングずれに対する調整を行うに際しては、共通の偏波方向を有する２つの偏波として、出力端２３ｆからの偏波と、出力端２４ｆからの偏波とが、光合成部２５によって合成される。そして光合成部２５からの光の強度が光強度検出部１７によって検出される。よってこの強度は、共通の偏波方向を有する２つの偏波の合成光についての光強度である。共通の偏波方向を有する２つの偏波は互いに干渉するので、偏波間のタイミングのずれ量が光強度に反映されやすくなる。これにより、タイミング調整の際に、光強度の信号に対して複雑な処理を施す必要がなる。具体的には、実施の形態１で用いられているようなピーク検波回路が、必ずしも必要ではなくなる。よって光変調器の構成を簡素化することができる。
　本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１，１Ｐ　レーザ光源、２～４　分岐部、５～８　第１～第４の光変調部、１０，１１　第１および第２の位相調整部、１２　制御部、１２Ｂ　バイアス制御部、１２Ｄ　データ制御部、１２Ｐ，１１２Ｐ　位相制御部、１３，１４　第１および第２の光合成部、１５　偏波回転部、１６　偏波合成部、１７　光強度検出部、１８　ピーク検波回路、１９，１１９　データ生成部、２０，１２０　タイミング調整部、２１　電気信号増幅器、２２，１２２，１２２Ｐ　光変調器、２２Ｍ　光変調器、２３　第１の２×２光合成部（第１の光合成部）、２４　第２の２×２光合成部（第２の光合成部）、２５　光合成部（第３の光合成部）、９１　光送信器、９２　第１の光送受信器、９２Ｐ　第２の光送受信器、１２１，１２１Ｐ　光受信器、１２３，１２３Ｐ　エラー検出部、３００　伝送路。

Claims (5)

  1. 　第１のデータストリームおよび第２のデータストリームを有する第１のデータストリーム群と、第３のデータストリームおよび第４のデータストリームを有する第２のデータストリーム群とを生成するデータ生成部（１９）と、
    　前記第１のデータストリーム群と前記第２のデータストリーム群との間でのタイミングをタイミング設定に応じてシフトするタイミング調整部（２０）と、
    　入力された光を第１の光と第２の光と第３の光と第４の光とへ分割する少なくとも１つの分岐部（２～４）と、
    　前記第１のデータストリームに基づいて前記第１の光を変調する第１の光変調部（５）と、
    　前記第２のデータストリームに基づいて前記第１の光を変調する第２の光変調部（６）と、
    　前記第１の光変調部（５）からの光と前記第２の光変調部（６）からの光との間の位相差を第１の位相差設定に応じてシフトする第１の位相調整部（１０）と、
    　前記第１の光変調部（５）からの光と、前記第１の位相調整部（１０）を経由した前記第２の光変調部（６）からの光とを合成する第１の光合成部（１３）と、
    　前記第３のデータストリームに基づいて前記第３の光を変調する第３の光変調部（７）と、
    　前記第４のデータストリームに基づいて前記第４の光を変調する第４の光変調部（８）と、
    　前記第３の光変調部（７）からの光と前記第４の光変調部（８）からの光との間の位相差を第２の位相差設定に応じてシフトする第２の位相調整部（１１）と、
    　前記第３の光変調部（７）からの光と、前記第２の位相調整部（１１）を経由した前記第４の光変調部（８）からの光とを合成する第２の光合成部（１４）と、
    　互いに直交する２つの偏波としての前記第１の光合成部（１３）からの光と前記第２の光合成部（１４）からの光とを合成する偏波合成部（１６）と、
    　前記偏波合成部（１６）からの光の強度に対してピーク検波を行うことにより検出値を出力するピーク検波回路（１８）と、
    　前記タイミング調整部（２０）の前記タイミング設定を調整するための調整モードを有する制御部（１２）と、
    を備え、
    　前記データ生成部（１９）は第１のテストモードを有しており、
    　前記第１のテストモードにおいて前記データ生成部（１９）は、Ｎを自然数として、前記第１のデータストリームおよび前記第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成し、かつ、前記第２のデータストリームおよび前記第４のデータストリームの各々として、前記第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成し、
    　前記タイミング調整部（２０）は、前記ピーク検波回路（１８）からの前記検出値を最大化するように前記タイミング設定を調整する設定モードを有し、
    　前記制御部（１２）は前記調整モードにおいて、前記第１の位相差設定および前記第２の位相差設定がゼロとなるように前記第１の位相調整部（１０）および前記第２の位相調整部（１１）を制御し、かつ前記データ生成部（１９）を少なくとも一時的に前記第１のテストモードとし、かつ前記タイミング調整部（２０）を前記設定モードとする、
    光変調器（２２）。
  2. 　前記データ生成部（１９）の前記第１のテストモードにおいて、Ｎは２以上である、請求項１に記載の光変調器（２２）。
  3. 　前記データ生成部（１９）は第２のテストモードを有しており、
    　前記第２のテストモードにおいて前記データ生成部（１９）は、前記第１のデータストリームおよび前記第３のデータストリームの各々として、２ビットのマークと２ビットのスペースとを繰り返す第３のテストデータストリームを生成し、かつ、前記第２のデータストリームおよび前記第４のデータストリームの各々として、２ビットのマークと２ビットのスペースとを繰り返しかつ前記第３のテストデータストリームに対して１ビットシフトされた第４のテストデータストリームを生成し、
    　前記制御部（１２）は前記調整モードにおいて、前記データ生成部（１９）を前記第１のテストモードとした後に前記第２のテストモードとする、
    請求項２に記載の光変調器（２２）。
  4. 　第１のデータストリームおよび第２のデータストリームを有する第１のデータストリーム群と、第３のデータストリームおよび第４のデータストリームを有する第２のデータストリーム群とを生成するデータ生成部（１９）と、
    　前記第１のデータストリーム群と前記第２のデータストリーム群との間でのタイミングをタイミング設定に応じてシフトするタイミング調整部（２０）と、
    　入力された光を第１の光と第２の光と第３の光と第４の光とへ分割する少なくとも１つの分岐部（２～４）と、
    　前記第１のデータストリームに基づいて前記第１の光を変調する第１の光変調部（５）と、
    　前記第２のデータストリームに基づいて前記第１の光を変調する第２の光変調部（６）と、
    　前記第１の光変調部（５）からの光と前記第２の光変調部（６）からの光との間の位相差を第１の位相差設定に応じてシフトする第１の位相調整部（１０）と、
    　前記第１の光変調部（５）からの光と、前記第１の位相調整部（１０）を経由した前記第２の光変調部（６）からの光とを合成する第１の光合成部（２３）と、
    　前記第３のデータストリームに基づいて前記第３の光を変調する第３の光変調部（７）と、
    　前記第４のデータストリームに基づいて前記第４の光を変調する第４の光変調部（８）と、
    　前記第３の光変調部（７）からの光と前記第４の光変調部（８）からの光との間の位相差を第２の位相差設定に応じてシフトする第２の位相調整部（１１）と、
    　前記第３の光変調部（７）からの光と、前記第２の位相調整部（１１）を経由した前記第４の光変調部（８）からの光とを合成する第２の光合成部（２４）と、
    　互いに直交する２つの偏波としての前記第１の光合成部（２３）からの光と前記第２の光合成部（２４）からの光とを合成する偏波合成部（１６）と、
    　共通の偏波方向を有する２つの偏波としての前記第１の光合成部（２３）からの光と前記第２の光合成部（２４）からの光とを合成する第３の光合成部（２５）と、
    　前記第３の光合成部（２５）からの光の強度を検出することにより検出値を出力する光強度検出部（１７）と、
    　前記タイミング調整部（２０）の前記タイミング設定を調整するための調整モードを有する制御部（１２）と、
    を備え、
    　前記データ生成部（１９）は第１のテストモードを有しており、
    　前記第１のテストモードにおいて前記データ生成部（１９）は、Ｎを自然数として、前記第１のデータストリームおよび前記第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成し、かつ、前記第２のデータストリームおよび前記第４のデータストリームの各々として、前記第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成し、
    　前記タイミング調整部（２０）は、前記光強度検出部（１７）からの前記検出値を最大化するように前記タイミング設定を調整する設定モードを有し、
    　前記制御部（１２）は前記調整モードにおいて、前記第１の位相差設定および前記第２の位相差設定がゼロとなるように前記第１の位相調整部（１０）および前記第２の位相調整部（１１）を制御し、かつ前記データ生成部（１９）を少なくとも一時的に前記第１のテストモードとし、かつ前記タイミング調整部（２０）を前記設定モードとする、
    光変調器（２２Ｍ）。
  5. 　第１のデータストリームおよび第２のデータストリームを有する第１のデータストリーム群と第３のデータストリームおよび第４のデータストリームを有する第２のデータストリーム群とを生成するデータ生成部（１９）と、前記第１のデータストリーム群と前記第２のデータストリーム群との間でのタイミングをタイミング設定に応じてシフトするタイミング調整部（２０）と、入力された光を第１の光と第２の光と第３の光と第４の光とへ分割する少なくとも１つの分岐部（２～４）と、前記第１のデータストリームに基づいて前記第１の光を変調する第１の光変調部（５）と、前記第２のデータストリームに基づいて前記第１の光を変調する第２の光変調部（６）と、前記第１の光変調部（５）からの光と前記第２の光変調部（６）からの光との間の位相差を第１の位相差設定に応じてシフトする第１の位相調整部（１０）と、前記第１の光変調部（５）からの光と前記第１の位相調整部（１０）を経由した前記第２の光変調部（６）からの光とを合成する第１の光合成部（１３）と、前記第３のデータストリームに基づいて前記第３の光を変調する第３の光変調部（７）と、前記第４のデータストリームに基づいて前記第４の光を変調する第４の光変調部（８）と、前記第３の光変調部（７）からの光と前記第４の光変調部（８）からの光との間の位相差を第２の位相差設定に応じてシフトする第２の位相調整部（１１）と、前記第３の光変調部（７）からの光と前記第２の位相調整部（１１）を経由した前記第４の光変調部（８）からの光とを合成する第２の光合成部（１４）と、互いに直交する２つの偏波としての前記第１の光合成部（１３）からの光と前記第２の光合成部（１４）からの光とを合成する偏波合成部（１６）と、前記偏波合成部（１６）からの光の強度に対してピーク検波を行うことにより検出値を出力するピーク検波回路（１８）と、を含む光変調器（２２）の制御方法であって、
    　前記第１の位相調整部（１０）の前記第１の位相差設定と、前記第２の位相調整部（１１）の前記第２の位相差設定とをゼロにする工程と、
    　前記データ生成部（１９）から、Ｎを自然数として、前記第１のデータストリームおよび前記第３のデータストリームの各々として、２Ｎビットのマークと２Ｎビットのスペースとを繰り返す第１のテストデータストリームを生成し、かつ、前記第２のデータストリームおよび前記第４のデータストリームの各々として、前記第１のテストデータストリームに対してＮビットシフトされた第２のテストデータストリームを生成する工程と、
    　前記第１のテストデータストリームおよび前記第２のテストデータストリームが生成されている際に、前記ピーク検波回路（１８）からの前記検出値を最大化するように、前記タイミング調整部（２０）の前記タイミング設定を調整する工程と、
    を備える、光変調器（２２）の制御方法。
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