JPH10148801A - Optical modulation device by external modulation system - Google Patents

Optical modulation device by external modulation system

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Publication number
JPH10148801A
JPH10148801A JP8310512A JP31051296A JPH10148801A JP H10148801 A JPH10148801 A JP H10148801A JP 8310512 A JP8310512 A JP 8310512A JP 31051296 A JP31051296 A JP 31051296A JP H10148801 A JPH10148801 A JP H10148801A
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JP
Japan
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optical
light
low
signal
output
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Application number
JP8310512A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiyo Yamamoto
美智代 山本
Masatoshi Nakao
雅俊 中尾
Hiroyuki Ibe
博之 井辺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH10148801A publication Critical patent/JPH10148801A/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0121Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple system using an external modulation system which causes no deterioration in transfer characteristics. SOLUTION: Light outputs of a LD(semiconductor laser) 21 and a LED(light emitting diode) 22 differing in wavelength are coupled by a wavelength- multiplexing coupler 23, supplied to a Mach Zender optical modulator 24, from whose output the component of the wavelength of the LED 22 is branched to be taken out and photo-electrically convereted by a PD(photodiode) 211. The light output of the LBD 22 is applied with low-frequency intensity modulation in advance and electric signals photoelectrically converted by the PD 211 are adjusted in gain by a gain adjusting circuit 212 to be inputted into a differential amplifier 213. On the other hand, the output of a low-frequency oscillator 26 is phase-adjusted by a phase-shifter 214 and inputted into the differential amplifier 213 to output the difference of these two signals, which is synchronously detected by a synchronous detection circuit 215 to control the bias voltage by its low-frequency component.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical modulator using an external modulation system which can be used in an optical transmitter or an optical repeater of an optical communication system and can maintain an optical output waveform in a good state.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As is well known, in an optical communication system, with the recent increase in the amount of information, a dramatic increase in communication capacity is desired, and transmission experiments at 10 Gbps are being conducted. . On the other hand, from the viewpoint of reducing the line cost, the relay interval is increased, and non-relay transmission of about 100 km has been confirmed by experiments.

【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。
In such a long-distance, large-capacity optical communication system, in a method of directly modulating a laser, an optical waveform at a receiving end is affected by a change in a laser oscillation wavelength known as chirping and a wavelength dispersion of a fiber. to degrade. For this reason, optical transmission using an external modulator that is less affected by chirping is being studied.

【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。
As an external modulator, a Mach-Zehnder (MZ) type optical modulator using lithium niobate is well known. FIG. 8A shows the input / output characteristics of the MZ optical modulator.
FIG. 8C shows an output optical signal when the electric signal shown in FIG. 8B is input to the modulator.

【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。
In FIG. 8A, Pmax is the maximum value of the light output from the modulator and is smaller than the input light by the amount corresponding to the loss of the modulator. In an ideal MZ optical modulator, almost no Pmax is obtained when no voltage is input. When a half-wave voltage (indicated by Vπ in FIG. 8A) is input to the modulator, almost no light is output as shown in the figure.

【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。
When an electric signal as shown in FIG. 8B is added as an input signal, an optical signal as shown in FIG. 8C is output. That is, in order to obtain such an optical signal, a DC component (bias voltage Vb) is necessary for the voltage signal.

【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。
In an MZ optical modulator using lithium niobate, its input / output characteristics drift due to temperature, humidity, voltage applied to the modulator, distortion, and the like. For example, when the input / output characteristic drifts as shown in FIG. 9A, when the electric signal shown in FIG. 9B is added, the output waveform of the optical signal is folded as shown in FIG. 9C. Be able to be seen. Therefore, it is necessary to shift the bias voltage in order to compensate for the drift of the input / output characteristics.

【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。
As a method for compensating for drift in input / output characteristics, Japanese Patent Publication No. 3-251815 discloses a method in which a low frequency is superimposed on an input electric signal to detect drift. FIG. 10 shows the configuration of an external modulator control device according to this method.

【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。
In FIG. 10, coherent light emitted from a light source 101 is input to an external modulator (here, an MZ optical modulator is used) 102. An input electric signal to be a modulated signal is a variable gain (AGC) amplifier 103.
Is amplitude-modulated with a low-frequency signal from the oscillator 104 using The electric signal subjected to the amplitude modulation is input to the drive amplifier 105 and amplified to a level necessary for driving the external modulator 102, and then the external modulator 10
2 is sent. A bias voltage is applied to the external modulator 102 using the bias T107.

【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。
A part of the output light from the external modulator 102 is extracted by an optical splitter 109 and detected by a photoelectric converter (photodiode) 1010. Photoelectric converter 101
The signal detected at 0 includes a low-frequency signal superimposed by the AGC amplifier 103. After being amplified by the low noise amplifier 1011, the detection signal is mixed with the reference low frequency from the oscillator 104 by the phase comparator 1012 and subjected to phase detection.

【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。
The output of this phase detection is a low-pass filter (L
The signal is converted into a DC voltage signal by a PF 1013, amplified as appropriate by a bias control circuit 1014, and sent to a bias T 107 as a bias voltage. One output terminal of the bias T107 is grounded via a terminating resistor 108, and a bias voltage is applied to the external modulator 102 from the other output terminal.

【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。
In the above configuration, assuming that the optimum bias voltage is applied to the external modulator 102 having the input / output characteristics (state in which no drift occurs) shown in FIG. )), The output optical signal becomes as shown in FIG. 11C when the electric signal on which the low-frequency signal (frequency f0) shown in FIG.
f0 is superimposed.

【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。
Here, the input / output characteristics of the external modulator 102 are changed from the normal state A to B and C as shown in FIG.
12 (b), the output optical signal has a phase difference with respect to the input electrical signal shown in FIG. 12 (b) according to the drift direction as shown in FIGS. 12 (c) and 12 (d). A low frequency component of the inverted frequency f0 appears.

【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。
From the above, from the electric signal converted by the photoelectric converter 1010, a signal of the frequency f0 is not detected when the optimum bias voltage is supplied, and when a drift of the input / output characteristics occurs, the signal of the frequency f0 is detected. A signal is detected, and the phase of the detected signal is inverted due to the difference in the drift direction. This electric signal is phase-detected by the original low-frequency signal, and the bias voltage is controlled so that the result of the phase detection becomes zero, whereby the drift of the input / output characteristics can be compensated.

【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。
However, the above apparatus has the following disadvantages. First, since the above-described device inputs an electric signal on which a low frequency is superimposed to the external modulator 102, the same low frequency intensity modulation is applied to the output optical signal. For this reason, the transmission characteristics are degraded.

【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。
Second, variable gain (AGC) amplifier 103
And the drive amplifier 105 needs to have a wideband characteristic equal to or higher than the bit rate of the input electric signal.
It is very difficult to realize an object on which a low-frequency signal can be superimposed. In particular, the drive amplifier 105 needs to perform a large amplitude operation to drive the optical modulator, which has made it more difficult to realize.

【0017】[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。
As described above, the conventional optical modulator is of the type in which a low frequency is superimposed on an input electric signal, so that the transmission characteristics are deteriorated and that an optical modulator for driving an external modulator is required. Since a high bit rate characteristic is required for the variable gain (AGC) amplifier and the driving amplifier, there is a problem that the realization is very difficult.

【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。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical modulation device using an external modulation system with a relatively simple configuration that does not cause deterioration in transmission characteristics. It is in.

【0019】[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。
In order to achieve the above object, the present invention uses the following means (1) to (6). (1) In order to achieve the above object, the present invention provides an external modulation method including a light source for generating a carrier optical signal, and an optical modulator for intensity-modulating and outputting the carrier optical signal according to an external electric signal. In the optical modulation device, a light emitting element that outputs light in a wavelength band different from the carrier optical signal, a low frequency oscillator that generates a low frequency signal whose frequency is sufficiently lower than the electric signal, and output from the low frequency oscillator By driving the light emitting element according to the low frequency signal, a light emitting element driving means for generating an optical signal intensity-modulated by the low frequency signal from the light emitting element, and intensity modulated output from the light emitting element An optical signal is coupled to the carrier optical signal, and an optical coupling unit that is input to the optical modulator, and a light component in a wavelength band output by the light emitting element in the optical signal output from the optical modulator is branched. Out An optical splitter for converting the optical signal split by the optical splitter into an electrical signal; a frequency component of a low-frequency signal included in the electrical signal output from the photoelectric converter; It is provided with phase comparing means for comparing the phase with the low-frequency signal output from the oscillator, and optical modulator driving means for driving the optical modulator based on the comparison result of the phase comparing means.

【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。
With this configuration, since the low frequency component is not superimposed on the electric signal input to the optical modulator, the deterioration of the transmission characteristics does not occur. (2) Further, according to the present invention, a plurality of light sources for generating a carrier light signal and each of the plurality of light sources are provided, and each of the carrier light signals is intensity-modulated and output according to an external electric signal. In an optical modulation device based on an external modulation method including a plurality of optical modulators, a light emitting element that outputs light of a wavelength band different from any of the respective wavelength bands of a carrier optical signal generated by the plurality of light sources; A low-frequency oscillator that outputs a low-frequency signal whose frequency is sufficiently lower than that of the signal; and driving the light-emitting element in accordance with the low-frequency signal output from the low-frequency oscillator. Light emitting element driving means for generating a modulated optical signal, and combining the intensity-modulated optical signal output from the light emitting element with each of the carrier optical signals generated by each of the plurality of light sources, A plurality of optical coupling means for inputting to each of the plurality of optical modulators; and a plurality of optical coupling means provided corresponding to each of the plurality of light sources, among the optical signals output from each of the plurality of optical modulators, A plurality of optical branching means for branching and outputting light components in a wavelength band output by the element; and a plurality of optical branching means provided for each of the plurality of optical branching means for converting each of the branched optical signals into an electric signal. And the phase of the frequency component of the low-frequency signal included in the output electric signal and the low-frequency signal output from the low-frequency oscillator are provided for each of the plurality of photoelectric converters. A plurality of phase comparing means, and a plurality of optical modulator driving means provided for each of the plurality of optical modulators and driving the optical modulator based on a comparison result of each of the plurality of phase comparing means. And is provided.

【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。
With this configuration, in addition to having the advantage shown in the above (1), since optical modulation can be performed on optical signals having a plurality of different wavelengths, it is possible to provide an optical modulator for a wavelength division multiplexing system.

【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。
(3) Further, according to the present invention, in the optical modulator using the external modulation method according to any one of the above (1) and (2), the optical modulator driving means is used as a comparison result of the phase comparing means. Based on this, the value of the bias voltage applied to the optical modulator is changed.

【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。
With this configuration, it is possible to guarantee a deviation in the characteristics of the optical modulator due to an external factor such as a temperature change. (4) Further, according to the present invention, in the optical modulation device based on the external modulation method according to any one of (1) and (2) above, the optical modulator driving unit is configured to control the optical modulator driving unit based on a comparison result of the phase comparison unit. The shift amount in the intensity direction of the electric signal input to the optical modulator is changed.

【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。
With this configuration, the same operation and effect as the above (3) can be obtained. (5) Further, according to the present invention, in the optical modulation device according to any one of the above (1) to (4), the optical coupling means and the optical branching means are wavelength multiplex couplers.

【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。
With such a configuration, the present invention can be applied to a wavelength division multiplexing system. (6) Further, according to the present invention, in the optical modulation device according to any one of the above (1) to (5), the optical modulator is a Mach-Zehnder optical modulator. With this configuration, it is possible to provide an optical modulation device capable of performing optical modulation on an input electric signal having a high bit rate.

【0026】[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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a principle block diagram showing a first embodiment of an optical modulation device using an external modulation system according to the present invention.

【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。
In FIG. 1, a carrier light output from a light source 11 is input to an optical modulator 14 via an optical coupler 13 and is intensity-modulated in accordance with an input data signal.
Is output as modulated light. At this time, the output light of the light emitting element 12 is given to the optical coupler 13. The low frequency signal generated by the low frequency oscillator 16 is given to the light emitting element driving section 15, whereby the low frequency signal is superimposed on the output light of the light emitting element 12.

【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。
On the other hand, the optical splitter 18 splits and extracts the output light wavelength component of the light emitting element 12 from the output of the optical modulator 14, and the split optical signal is photoelectrically converted by the photoelectric converter 19. It is input to the phase comparison unit 110.

【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。
The phase comparing section 110 compares the phase of the low-frequency component of the photoelectrically converted optical signal with the phase of the low-frequency signal output from the low-frequency oscillator 16, and outputs a control signal corresponding to this. This is given to the modulator driving unit 17.

【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。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a first embodiment of an optical modulation device using an external modulation system according to the present invention. In FIG. 2, optical signals output from a semiconductor laser (LD) 21 and a light emitting diode (LED) 22 are combined by a wavelength multiplexing coupler 23 and input to an MZ optical modulator 24. The LD 21 outputs carrier light, and the output light wavelength is 1550 nm. The output light wavelength of the LED 22 is 1310 nm. Note that a semiconductor laser may be used instead of the LED 22.

【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。
The driving circuit 25 for driving the LED 22 includes:
A low frequency signal generated by the low frequency oscillator 26 is input.
As the drive circuit 25, for example, a variable gain (AGC)
An amplifier is used.

【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。
A data signal is input to one modulation input terminal of the MZ light modulator 24, and a low-pass filter (LPF) 27 and an adder connected in series are connected to the other modulation input terminal of the MZ light modulator 24. 28, and a bias T29. Note that these LPF 27, adder 28,
And the bias T29 correspond to the driving unit of the MZ optical modulator 24.

【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。
The MZ light modulator 24 is bias-controlled by this drive, and the combined 1550 nm and 1310 nm
The optical signal having a wavelength of nm is intensity-modulated according to the input data signal and output. This intensity-modulated light is input to a wavelength multiplexing coupler 210 as an optical splitter. The wavelength multiplex coupler 210 converts the output light of the MZ optical modulator 24 into 1310
An optical signal having a wavelength of nm is branched and guided to a photodiode (PD) 211 as a photoelectric converter. It should be noted that the PD 211 may be one that is sufficiently slow with respect to the bit rate of the input data signal.

【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。
The output of the PD 211 is connected to the gain adjustment circuit 2
The signal is input to one input terminal of the differential amplifier 213 through the input terminal 12. A low-frequency signal generated by the low-frequency oscillator 26 is supplied to the other input terminal of the differential amplifier 213.
14. Further, the output of the differential amplifier 213 is input to the synchronous detection circuit 215 together with the low frequency signal via the phase shifter 214.

【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。
The gain adjustment circuit 212 is inserted to make the output of the PD 211 and the output amplitude of the phase shifter 214 equal to each other at the optimum bias point.
Is provided to compensate for the time delay of the bias control loop. The gain adjustment circuit 212, the differential amplifier 213, the phase shifter 214, and the synchronous detection circuit 21
5 corresponds to the phase comparison unit 110.

【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。
The output of the synchronous detection circuit 215 is input to an adder 28 via an LPF 27, added to a preset initial setting voltage, and then applied to the other modulation input of the MZ optical modulator 24 via a bias T29. Input to terminal.

【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。
In FIG. 2, the positions at which the gain adjustment circuit 212 and the phase shifter 214 are provided do not necessarily have to be exactly as described above.
4 may be connected in series and provided on the output side of the PD 211 or for the output of the low-frequency oscillator 26. Further, the LPF 27 may be provided at the output stage of the adder 28.

【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。
The operation of the above configuration will be described below. First, the output light (wavelength 1550 nm) of the LD 21 and the output light (wavelength 1310 nm) of the LED 22 are coupled by the wavelength multiplexing coupler 23 and input to the MZ optical modulator 24.
Here, it is assumed that the output light of the LED 22 is unmodulated.

【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。
FIG. 3 shows an applied voltage-transmittance characteristic of the MZ optical modulator 24 with respect to the input light wavelength. In FIG. 3, the dotted line shows the applied voltage-transmittance characteristic for an optical signal having a wavelength of 1550 nm, and the solid line shows the applied voltage-transmittance characteristic for an optical signal having a wavelength of 1310 nm. In FIG. 3, it is assumed that no drift occurs with respect to the applied voltage-transmittance characteristic. Generally, in the MZ optical modulator, the transmittance characteristic with respect to the applied voltage periodically changes. It is proportional to the wavelength of the optical signal. That is, assuming that the half-wave voltage for an optical signal having a wavelength of 1550 nm is Vπ, the half-wave voltage for an optical signal having a wavelength of 1310 nm is Vπ × (1310 ÷ 1550).

【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、
A data signal is input from one modulation input terminal to the MZ optical modulator 24 having such characteristics.
According to this input data signal, 1550 nm and 13
Light having a wavelength of 10 nm is modulated and output. Here, it is assumed that the input data signal is a sine wave high frequency voltage as shown in FIG. 3, but the same discussion can be applied to the case where this is a binary pulse signal. In the equation representing the high-frequency voltage V, since the voltage amplitude and the bias voltage value are each Vπ / 2 on the assumption that no drift occurs,

【0041】[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、
(Equation 1) Becomes Therefore, the optical output Iout from the MZ optical modulator 24 for the optical signal having the wavelength of 1310 nm is

【0042】[0042]

【数2】 と表される。なお、上式(2)において、(Equation 2) It is expressed as In the above equation (2),

【0043】[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。
(Equation 3) Where Iin is the input optical signal strength and ω is the angular frequency of the high frequency voltage V. Α is a bias point with respect to the light having a wavelength of 1310 nm when no drift occurs in the MZ optical modulator 24, and is a variable that changes as the drift occurs.

【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、
The optical signal modulated by the MZ optical modulator 24 is split by the wavelength division multiplexing coupler 210 and 1550n.
m wavelength light to the transmission line, while 1310 nm wavelength light
D211 is input. Here, the low frequency component Ioutav of the optical signal that is photoelectrically converted is obtained by integrating the above (3) over one cycle of ω,

【0045】[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。
(Equation 4) It is expressed as Note that J0 (A) is a 0th-order Bessel function, which is a constant here.

【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。
As can be seen from the above (4), Ioutav is α
Monotonically increases or monotonically decreases. Therefore, this I
By monitoring outav, the position of α can be obtained, and based on this, the bias voltage to be applied to the MZ optical modulator 24 can be controlled. However Iouta
When v is monitored in a DC manner, an error accompanies the dark current flowing through the PD 211 and the like.

【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。
To avoid this, the output light of the LED 22, ie, Iin, is subjected to low-frequency intensity modulation, and the resulting change in the output of the PD 211 is monitored. This is performed by changing the amplification gain of the drive circuit 25 in accordance with the output of the low-frequency oscillator 26.
From 211, an electric signal whose intensity is modulated according to the low frequency generated by the low frequency oscillator 26 is output. This PD21
The output from 1 is input to the differential amplifier 213 together with the output of the phase shifter 214 after the gain is controlled by the gain adjustment circuit 212.

【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。
At this time, the gain adjustment circuit 212 and the phase shifter 2
The output waveforms of the differential amplifier 14 and the differential amplifier 213 change depending on whether drift occurs. This is shown in FIG. FIG.
9A shows the output waveform of the gain adjustment circuit 212, FIG. 9B shows the output waveform of the phase shifter 214, and FIG. 9C shows the output waveform of the differential amplifier 213. When no drift occurs in the MZ optical modulator 24, each output waveform is represented by a solid line in the figure. In this case, since the waveforms (a) and (b) are set in advance so as to match, no low-frequency component appears in the waveform (c).

【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。
On the other hand, as shown in FIG.
When a drift occurs between // 2 and Vπ, α also increases accordingly and from equation (4), Iouta
v changes to be smaller. Therefore, as shown by the dashed line in FIG. 4, the amplitude of the output of FIG.
A low frequency component appears in the waveform of (c). Conversely, when drift occurs such that the bias point becomes smaller, the amplitude of the output in (a) increases, although not shown, and a low-frequency component having an opposite phase appears in the waveform in (c).

【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。
The low frequency component generated in (c) is synchronously detected by the synchronous detection circuit 215, and the resulting DC voltage is fed back to the MZ optical modulator 24 to optimally control the bias voltage. Synchronous detection circuit 21
FIG. 6 shows output waveforms of the LPF 27 and the LPF 27.

【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。
As shown in FIG. 6D, the synchronous detection circuit 2
The output of the phase shifter 214 and the differential amplifier 213 is supplied to 15. The synchronous detection circuit 215 outputs a product of the input waveforms by, for example, a multiplier, and outputs a waveform as shown in FIG. This is LPF27
, An output as shown in (f) is obtained.
That is, a DC voltage corresponding to the degree of the drift is obtained. By feeding this back to the MZ optical modulator 24, the bias voltage can be optimally controlled. In the above configuration, the output of the LPF 27 and the preset initial setting voltage are added by the adder 28 and then fed back. This makes it possible to appropriately set the initial operating point of the MZ optical modulator 24. The bias voltage is fed back via the bias T29 so that the input data signal can be terminated.

【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。
As described above, in the present embodiment, the LED 22 for outputting an optical signal having a wavelength different from that of the LD 21 for outputting the carrier light is provided, and the output light of the LED 22 is intensity-modulated. The transmission characteristics are not degraded.
Further, since the output light wavelengths of the LD 21 and the LED 22 are set to be different from each other, there is no interference in the device. In addition, since the LED 22 is modulated at a low frequency, the drive circuit 25 may be of a sufficiently low speed as compared with the bit rate of the input data signal, thereby making it possible to easily configure an optical modulation device using an external modulation method. .

【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。
(Second Embodiment) FIG. 7 is a circuit block diagram showing a second embodiment of an optical modulation device using an external modulation system according to the present invention. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

【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。
In FIG. 7, the LD 21, the wavelength multiplexing coupler 23, the MZ optical modulator 24, the wavelength multiplexing coupler 210, and the portion related to the bias voltage control (dotted line in FIG. 2) shown in FIG. An LED 22, a drive circuit 25, and a low-frequency oscillator 26 are provided as pilot light sources common to each system.

【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。
The output lights of the LDs 221 to 22n are modulated and output according to the input data signals 71 to 7n, respectively. At this time, the MZ light modulators 241 to 242 are operated in the same manner as in the first embodiment.
The 4n bias point is optimally controlled. LED2
2, a drive circuit 25 and a low-frequency oscillator 26 are provided in common for each system. Thus, according to the present embodiment, there is an effect that the configuration can be simplified when the present invention is applied to a wavelength division multiplexing system.

【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。
The output light wavelengths of the LDs 221 to 22n may be different from each other or may be the same, but the output light wavelengths of the LEDs 22 must be different from each other as in the first embodiment. is there.

【0057】[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。
As described in detail above, according to the present invention, M
Since the low frequency for monitoring the drift of the Z light modulator 24 is superimposed on the output of the LED 22, the waveform of the input data signal is not changed, and thus the transmission characteristics are not deteriorated. Further, since the drive circuit 25 and the PD 211 need only have a sufficiently low speed as compared with the bit rate of the input data signal, the configuration can be simplified. When the present invention is applied to a wavelength division multiplexing system, the LED 22, the driving circuit 25, and the low-frequency oscillator 26 can be provided in common, so that the configuration can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a principle block diagram showing a first embodiment of an optical modulation device using an external modulation method according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a first embodiment of an optical modulation device using an external modulation method according to the present invention.

【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。
FIG. 3 is a diagram showing an applied voltage-transmittance characteristic of the MZ optical modulator 24 when no drift occurs.

【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。
FIG. 4 is a diagram showing output waveforms of a gain adjustment circuit 212, a phase shifter 214, and a differential amplifier 213.

【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。
FIG. 5 shows an MZ optical modulator 24 when a drift occurs.
FIG. 4 is a diagram showing an applied voltage-transmittance characteristic of FIG.

【図6】 同期検波回路215およびLPF27の出力
波形を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing output waveforms of a synchronous detection circuit 215 and an LPF 27;

【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。
FIG. 7 is a circuit block diagram showing a second embodiment of the optical modulation device using the external modulation method according to the present invention.

【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。
FIG. 8 is a diagram showing input / output characteristics of an external modulator and input / output changes when the characteristics are normal.

【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。
FIG. 9 is a diagram showing a change in input / output when the input / output characteristics of the external modulator drift.

【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。
FIG. 10 is a circuit block diagram showing an example of a conventional control device for an external modulator.

【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。
FIG. 11 is a diagram showing an input / output change when an optimum bias voltage is applied to an external modulator in the control device of FIG. 10;

【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。
FIG. 12 is a diagram showing an input / output change when the input / output characteristics of the external modulator drift in the control device of FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Light source 12 ... Light emitting element 13 ... Optical coupler 14 ... Optical modulator 15 ... Light emitting element drive part 16 ... Low frequency oscillator 17 ... Optical modulator drive part 18 ... Optical splitter 19 ... Photoelectric converter 110 ... Phase comparison part DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Semiconductor laser (LD) 22 ... Light emitting diode (LED) 23 ... Wavelength multiplexing coupler 24 ... Mach-Zehnder optical modulator (MZ optical modulator) 25 ... Drive circuit 26 ... Low frequency oscillator 27 ... Low pass filter (LPF) 28 ... Addition Device 29 Bias T 210 Wavelength multiplex coupler 211 Photodiode (PD) 212 Gain control circuit 213 Differential amplifier 214 Phase shifter 215 Synchronous detection circuit 221-22n Semiconductor laser (LD) 231-23n Wavelength multiplexing couplers 241 to 24n: Mach-Zehnder optical modulator (MZ optical modulator) 2101 to 210n: wavelength multiplexing coupler L 71-7n ... input data signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI // H01S 3/18

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
An optical modulation device based on an external modulation method, comprising: a light source for generating a carrier optical signal; and an optical modulator for intensity-modulating and outputting the carrier optical signal in response to an electric signal from the outside. A light emitting element that outputs light in a wavelength band different from the light signal; a low frequency oscillator that generates a low frequency signal having a frequency sufficiently lower than the electric signal; and the light emitting element according to a low frequency signal output from the low frequency oscillator. A light emitting element driving unit that generates an optical signal intensity-modulated by the low frequency signal from the light emitting element, and couples the intensity-modulated optical signal output from the light emitting element to the carrier optical signal. An optical coupling unit that inputs the optical modulator; an optical branching unit that branches and outputs a light component in a wavelength band output by the light emitting element in an optical signal output from the optical modulator; A photoelectric converter that converts the optical signal branched by the branching unit into an electric signal, a frequency component of a low-frequency signal included in the electric signal output from the photoelectric converter, and a low-frequency signal output by the low-frequency oscillator. An optical modulation device based on an external modulation method, comprising: a phase comparison unit that compares the phases of the optical modulators; and an optical modulator driving unit that drives the optical modulator based on a comparison result of the phase comparison unit.
【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。
2. A plurality of light sources for generating a carrier light signal, and a plurality of light sources provided for each of the plurality of light sources and for intensity-modulating and outputting each of the carrier light signals according to an external electric signal. An optical modulation device based on an external modulation method including a modulator, a light-emitting element that outputs light of a wavelength band different from any of the respective wavelength bands of the carrier light signals generated by the plurality of light sources, and more than the electric signal. A low-frequency oscillator that outputs a low-frequency signal having a low frequency; and by driving the light-emitting element according to the low-frequency signal output from the low-frequency oscillator, the intensity is modulated by the low-frequency signal from the light-emitting element. A light-emitting element driving means for generating an optical signal; combining the intensity-modulated optical signal output from the light-emitting element with each of the carrier optical signals generated by each of the plurality of light sources; A plurality of light coupling means for inputting to each of the number of light modulators; and a light emitting element provided for each of the plurality of light sources, of the light signals output from each of the plurality of light modulators. A plurality of optical branching means for branching and outputting the optical component of the wavelength band output by the plurality of optical branching means provided for each of the plurality of optical branching means and converting each of the branched optical signals into an electric signal A photoelectric converter, provided for each of the plurality of photoelectric converters, for comparing the phase of the frequency component of the low-frequency signal included in the output electric signal with the phase of the low-frequency signal output by the low-frequency oscillator; A plurality of phase comparing means, provided for each of the plurality of optical modulators, and a plurality of optical modulator driving means for driving the optical modulator based on a comparison result of each of the plurality of phase comparing means; External modulation method characterized by having Light modulation device by the formula.
【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。
3. The optical modulator driving means according to claim 1, wherein said optical modulator driving means changes a value of a bias voltage applied to said optical modulator based on a comparison result of said phase comparing means. 3. An optical modulation device based on the external modulation method according to any one of 2.
【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。
4. An optical modulator driving means for changing a shift amount of an electric signal input to the optical modulator in an intensity direction based on a comparison result of the phase comparing means. An optical modulation device using an external modulation method according to claim 1.
【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。
5. An optical modulation apparatus according to claim 1, wherein said optical coupling means and said optical branching means are wavelength division multiplexing couplers.
【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。
6. An optical modulator according to claim 1, wherein said optical modulator is a Mach-Zehnder type optical modulator.
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