CN101399613A - 4值相位调制器 - Google Patents

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Abstract

提供一种4值相位调制器，补偿偏置漂移，且吸收装置起动时的个体偏差的影响，以稳定动作。4值相位调制器由并列的两个相位调制器、和调整将来自两个相位调制器的输出合成时的相位差的相位器构成，具有用于导入在反方向传播的光的第二光源，还包括：第一控制单元，控制所述两个相位调制器的偏置，使该逆行光在4值相位调制器的输入侧的强度水平为最小，和第二控制单元，控制所述相位器的偏置，使具有比特率以下的频带的光电二极管监视的结果在4值相位调制器的输出侧为最小，在优先执行所述第二控制单元之后执行所述第一控制单元。

Description

4值相位调制器
技术领域
本发明涉及一种把光的相位调制成为4种水平的4值相位调制器，尤其涉及相位调制器的稳定化控制方法。
背景技术
近年来，接入网在快速推进光学化，使用了这种大容量接入网的视频发布服务也在日益增加。伴随对这种硬件、软件两方面的大容量数据通信的需求增加，对提高光纤通信的比特率的要求也日益高涨。
但是，在提高光纤通信的比特率的过程中出现各种问题。首先，伴随光纤通信的比特率提高，需要跟随提高发送接收设备中的电气器件和光学器件的动作速度。现在，在作为光纤通信的主流的IM—DD方式(IntensityModulation—Direct Detection：强度调制—直接检波)中，存在以下简单的方法，即，在发送设备中直接把电信号的“0”、“1”置换为光的OFF、ON，在接收设备中再次再现电信号的“0”、“1”。因此，在想要将现在主流的每秒10G比特的信号提高为每秒40G比特时，需要把激光和光电二极管等光学器件、或者驱动它们的电放大器和识别器等电气器件的动作速度增大为4倍。以每秒40G比特动作的电气、光学器件除技术上的问题外，其材料和制造成本也是重大问题。
并且，伴随光纤通信的比特率提高，根据光纤中的波长分散这种特性，光波形恶化，传输速度和传输距离受到限制。所说波长分散(以下称为分散)，指在光纤中信号传播的群速度的波长依赖性。光波形严格地讲具有多个波长分量(具有波谱扩散)，如果群速度具有波长依赖性，则在光纤中出现缓慢行进的分量和高速行进的分量，其结果导致波形扩散，在分散的值不能忽视的情况下，将产生波形畸变，导致接收特性恶化。分散的量与光纤长度成比例，结果，导致传输距离受限制。波长分散极限的传输距离与传输频带的平方成反比例，例如在把每秒10G比特的信号40G化时，距离将缩小为十六分之一。
并且，伴随光纤通信的比特率提高，根据光纤中的偏振波分散这种特性，光波形恶化，传输速度和传输距离受到限制。所说偏振波分散的真正起因在于，设计为其断面是正圆的光纤由于物理应力或温度和湿度等环境变化，其断面的正圆性稍微恶化，在单模光纤中实际上也是两种模式传播。由于在该模式之间传播速度略微不同，所以依旧产生波形扩散，并导致距离受限制。偏振波分散极限的传输距离与传输频带成反比例，与前述示例相同，在把每秒10G比特的信号40G化时，距离将缩小为四分之一。
另外，比特率的提高导致占用的信号频带的增加。例如，在把比特率增大4倍时，占用的信号频带、即占用的光谱宽度也增大4倍。像波长复用传输(WDM)那样，在使光信号沿波长方向多信道化来实现大容量传输时，根据总括放大该波长复用信号的光放大器的放大频带，频带受到限制。即，考虑到设定波长时使各个波长复用信号不重合，需要使占用波谱宽度与波长数量之积为该光放大器的放大频带。如果在放大频带一定时依旧增加占用波谱宽度，则需要减小波长数量，所以即使提高比特率，相应地波谱宽度增大，波长数量减小，结果导致总体容量不变，使得大容量化受到限制。
作为打破这种缘于器件应答速度的极限、波长分散和偏振波分散的限制、以及缘于波谱宽度增大的限制，并实现比特率提高的手法，光多值调制受到关注。光多值调制技术通过M值(M>2)调制光强度或光相位或者双方，不需提高调制驱动信号的比特率，即可将总传输容量提高为logM倍(其中，对数的底为2)。具体地讲，例如考虑形成每秒40G比特的信号的情况，在以往的2值传输中，需要每秒40G比特的驱动信号。另一方面，在4值传输中，由于可以把传输容量提高为log4＝2倍，所以通过准备两系统的每秒20G比特的驱动信号，可以实现每秒40G比特的传输。同样，在8值传输中，由于可以把传输容量提高为3倍，所以利用三系统的约每秒13G比特的信号，可以实现每秒40G比特的传输，另外在16值传输中，由于可以把传输容量提高为4倍，所以利用四系统的每秒10G比特的信号，可以实现每秒40G比特的传输。
并且，在采用这种光多值调制信号的传输中，根据这些驱动信号的速率，使得波长分散、偏振波分散及占用波谱宽度受到限制，所以利用前述两系统的每秒20G比特的信号形成的每秒40G比特的信号，相比以往2值传输的每秒40G比特的信号，可以把波长分散极限距离增大为4倍，把偏振波分散极限距离增大为2倍，把占用波谱宽度缩小为二分之一。
在光多值调制中，尤其是把光的相位调制为4值的4值相位调制(QPSK：Quaternary Phase Shift Keying：正交相移键控)，容易把各个水平的间隔管理为一定值、以及基于相位调制的灵敏度提高等优点，所以受到关注。
作为4值相位调制信号的形成方法多采用在文献1中公开的方法。使用图1说明其原理。从光源(1)输出的信号光在分波器(2)中被分波为两部分。被分波为两部分的信号光分别到达相位调制器A、B(3A、3B)。在相位调制器A被施加通过偏置叠加器(8A)对数据信号A(7A)叠加了偏置电压1A(6A)的电信号。根据该电信号，输入相位调制器A(3A)的光信号被实施2值相位调制后输出。
使用图2、图3说明该情况。该相位调制器一般使用马赫曾德尔(Mach-Zehnder：MZ)型干涉仪。图2表示MZ型调制器的输出特性(消光特性)。在改变MZ型调制器的施加电压(横轴)时，来自调制器的输出(纵轴)扫描图2所示的近似正弦波的轨迹。消光特性从波谷变化为波峰所需要的电压被定义为Vπ，是表示调制器的特性的主要参数。
在此，如图3所示，考虑对该调制器施加把消光特性的波谷作为中心的(使偏置电压与消光特性的波谷一致的)振幅2Vπ的2值电波形的情况。由于从消光特性的波峰向波峰调制，所以调制器的输出形成为暂且从波峰降到波谷后再升至波峰的波形。即，在比特的中心，输出总是位于波峰的位置，而且振幅一定。但是，需要注意光的相位，其具有在MZ型调制器的消光特性的相邻波峰中输出光的相位彼此相差π的特性。即，考虑到该特性，输入电波形的“0”被转换为振幅“1”相位“0”的输出光，输入电波形的“1”被转换为振幅“1”相位“π”的输出光。即，形成有振幅一定、而且相位为“0”、“π”的2值相位调制信号。
图4表示图1中点A即相位调制器A(3A)的输出中的相位状态。图4中的各个曲线图是把相位表示在使用了I轴和Q轴的复数平面上的图，I轴表示同相分量的量，Q轴表示正交分量的量。并且，在配置了坐标轴上的任意的信号点时，从原点到信号点的距离表示该信号的振幅。从原点连接信号点的线与从原点在I轴正方向连接的线之间的角度，表示该信号的相位。点A的相位状态可以说被配置成为在相对原点对称的I轴上配置的两点。即，可以说振幅“0”、“1”的数据信号分别被转换为相位“0”和相位“π”的两点。
同样，相位调制器B被施加通过偏置叠加器(8B)对数据信号B(7B)叠加了偏置电压1B(6B)的电信号。根据该电信号，输入相位调制器B(3B)的光信号被实施2值相位调制后输出。图1中点B即相位调制器B(3B)的输出中的相位状态如图4所示，与点A相同，可以说被配置成为在相对原点对称的I轴上配置的两点。即，可以说振幅“0”、“1”的数据信号分别被转换为相位“0”和相位“π”的两点。
另外，在两个相位调制器中一方相位调制器B(3B)的输出侧设有相位器(4)。相位器(4)被施加偏置电压2。输入相位器(4)的光信号在相位移相对应于该偏置电压2的量后输出。该相移量的理想值是π/2。相位位移π/2的结果是，点C和点D的相位状态如图4所示成为彼此不同的结果。即，点D的相位状态是各个信号点旋转π/2，结果，移动到在相对原点对称的Q轴上配置的两点。
相位调制器A(3A)的输出和相位器(4)的输出通过合波器(5)被合波。图4表示合波器(5)的输出即点E的信号点的相位状态。各个信号点在合波前的时间点相当于图中的虚线小圆圈表示的4点，在合波器(5)合波的结果是输出把这4点电场合成、几何学上矢量合成后的信号点。即，分别利用“x、y”表示数据A的状态与数据B的状态，在数据A为“0”、数据B为“1”时，即“0、1”时的信号点被配置为坐标中的第4象限的点。同样，“0、0”、“1、0”以及“1、1”的点分别配置在第1、第2、第3象限。这样，形成具有相位为+π/4、+3π/4、-3π/4、-π/4的4个相位水平的4值相位调制信号。
专利文献1 日本特表2004—516743号公报
图4所示的4值相位调制波形以相位调制器A(3A)的偏置电压1A(6A)和相位调制器B(3B)的偏置电压1B(6B)均与相位调制器的消光特性的波谷一致为前提，而且以相位器(4)的偏置电压2(9)与相当于产生相移量π/2的量一致为前提。
但是，已经公知相位调制器(3A、3B)的消光特性或相位器(4)的相移特性根据环境温度变动、伴随吸收所输入的电信号而形成的热变动、或者电信号的电极中的带电效果，而随着时间一起变动。一般把其称为偏差漂移(bias-drift)现象。下面，考虑产生该偏差漂移而不能保持上述前提的情况。
例如，考虑在相位调制器A(3A)中产生该偏差漂移，相位调制器的波谷与偏置电压1A(6A)不一致的情况。该情况时，如图5所示，电波形的中心(偏置)从消光特性的波谷位移。在此，考虑数据从“0”变为“1”的情况，在到达消光特性的波峰并暂且成为最大输出后仍持续变化，并穿越波峰稳定在山腰处。结果，输出波形的振幅减小。
图6是在复数坐标上表示该情况。即，点A的相位状态没有变化，仍相对原点呈田对称地处于I轴上，但是距原点的距离、即振幅减小。结果，调制器输出、即点E的相位状态成为整体在I轴方向缩小的状态。因此，本来应该以相等相位间隔配置的4个相位水平的间隔成为不等间隔，导致产生每个水平的灵敏度偏差。
并且，考虑在相位器(4)中产生偏差漂移使得相移量低于π/2的情况。该情况时，如图7中的点D的特性所示，相移量低于π/2的结果是，调制器输出、即点E的相位状态从正方形配置变化为菱形。即，“1、0”和“0、1”状态中的振幅减小，“1、0”和“0、1”状态的接收灵敏度恶化。
这样，在产生偏差漂移、并使得相位调制器A、B(3A、3B)的偏置电压1A、1B(6A、6B)从消光特性的波谷位移时，或者在相位器(4)的相移量从π/2位移时，存在产生接收灵敏度的偏差、进而导致整体接收灵敏度恶化的问题。
并且，相位调制器A、B的消光特性成为波谷的理想偏置电压、或者相位器(4)的相移量为π/2的理想偏置电压，是因每个器件而不同的值，如果不实施每个个体的调整，将存在导致每个个体的接收灵敏度恶化的问题。
并且，在起动相位调制器时，需要从初始状态(多数情况下为电压零或者在装置内部存储的某个预定值)控制为相位调制器A、B的消光特性成为波谷的理想偏置电压、或者相位器(4)的相移量为π/2的理想偏置电压，如果没有这种控制机构，依旧存在导致接收灵敏度恶化的问题。
发明内容
针对这些问题，本申请的第一发明提供的结构是一种4值相位调制器，由以下部分构成：光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分；两个相位调制器，分别设置在所述分波器的两个输出侧，分别调制两部分光的相位并输出；一个相位器，设置在所述相位调制器中一方的输出侧，使光移相并输出；以及光合波器，将所述相位器的输出光与没有设置相位器的一侧的相位调制器的输出光合波并输出，其特征在于，在所述光合波器的输出侧设置：在所述4值相位调制器中在与从所述第一光源输出的光相反的方向传播的逆行光；该逆行光用的第二光源；以及将该第二光源导入所述多值相位调制器中的光耦合器，还具有：第一控制单元，反馈控制施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号的偏置电压，使所述逆行光在所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入侧的光强度监视结果为最小值或者在某个设定的预定值以下；以及第二控制单元，反馈控制施加给所述相位器的电压，使通过光电二极管监视所述4值相位调制器的输出侧、即所述光合波器的输出光的结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，该光电二极管具有比特率以下的频率应答特性，在优先执行所述第二控制单元后，执行所述第一控制单元。
并且，针对这些问题，本申请的第二发明提供的结构是一种4值相位调制器，由以下部分构成：光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分；两个相位调制器，分别设置在所述分波器的两个输出侧，分别调制两部分光的相位并输出；一个相位器，设置在所述相位调制器中一方的输出侧，使光移相并输出；以及光合波器，将所述相位器的输出光与没有设置相位器的一侧的相位调制器的输出光合波并输出，其特征在于，在所述光合波器的输出侧设置：在所述4值相位调制器中在与从所述第一光源输出的光相反的方向传播的逆行光；该逆行光用的第二光源；以及将该第二光源导入所述多值相位调制器中的光耦合器，还具有：第一控制单元，反馈控制施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号的偏置电压，使所述逆行光在所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入侧的光强度监视结果为最小值或者在某个设定的预定值以下；以及第二控制单元，反馈控制施加给所述相位器的电压，使通过光电二极管监视所述4值相位调制器的输出侧、即所述光合波器的输出光的结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，该光电二极管具有比特率以下的频率应答特性，把所述第二控制单元的控制时间常数设为小于所述第一控制单元的控制时间常数的值。
并且，针对这些问题，本申请的第三发明提供的结构是一种4值相位调制器，由以下部分构成：光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分；两个相位调制器，分别设置在所述分波器的两个输出侧，分别调制两部分光的相位并输出；一个相位器，设置在所述相位调制器中一方的输出侧，使光移相并输出；以及光合波器，将所述相位器的输出光与没有设置相位器的一侧的相位调制器的输出光合波并输出，其特征在于，在所述光合波器的输出侧设置：在所述4值相位调制器中在与从所述第一光源输出的光相反的方向传播的逆行光；该逆行光用的第二光源；以及将该第二光源导入所述多值相位调制器中的光耦合器，还具有第一控制单元，反馈控制施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号的偏置电压，使所述逆行光在所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入侧的光强度监视结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，另外，施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号分别被叠加了互不相同或者相等的两个低频信号，还具有第二控制单元，反馈控制施加给所述相位器的电压，使对所述4值相位调制器的输出侧、即所述光分波器的输出光进行光电转换，并在所述两个低频信号的和分量或差分量的频率下进行滤波，使获取绝对值后的结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，在优先执行所述第二控制单元后，执行所述第一控制单元。
并且，针对这些问题，本申请的第四发明提供的结构是一种4值相位调制器，由以下部分构成：光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分；两个相位调制器，分别设置在所述分波器的两个输出侧，分别调制两部分光的相位并输出；一个相位器，设置在所述相位调制器中一方的输出侧，使光移相并输出；以及光合波器，将所述相位器的输出光与没有设置相位器的一侧的相位调制器的输出光合波并输出，其特征在于，在所述光合波器的输出侧设置：在所述4值相位调制器中在与从所述第一光源输出的光相反的方向传播的逆行光；该逆行光用的第二光源；以及将该第二光源导入所述多值相位调制器中的光耦合器，还具有第一控制单元，反馈控制施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号的偏置电压，使所述逆行光在所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入端的光强度监视结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，另外，施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号分别被叠加了互不相同或者相等的两个低频信号，还具有第二控制单元，反馈控制施加给所述相位器的电压，使对所述4值相位调制器的输出侧、即所述光分波器的输出光进行光电转换，并在所述两个低频信号的和分量或差分量的频率下进行滤波，使获取绝对值后的结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，把所述第二控制单元的控制时间常数设为小于所述第一控制单元的控制时间常数的值。
并且，针对这些问题，本申请的第五发明提供的结构是一种4值相位调制器，由以下部分构成：光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分；两个相位调制器，分别设置在所述分波器的两个输出侧，分别调制两部分光的相位并输出；一个相位器，设置在所述相位调制器中一方的输出侧，使光移相并输出；以及光合波器，将所述相位器的输出光与没有设置相位器的一侧的相位调制器的输出光合波并输出，其特征在于，在所述光合波器的输出侧设置：在所述4值相位调制器中在与从所述第一光源输出的光相反的方向传播的逆行光；该逆行光用的第二光源；以及将该第二光源导入所述多值相位调制器中的光耦合器，还具有第一控制单元，反馈控制施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号的偏置电压，使所述逆行光在所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入侧的光强度监视结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，另外，施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号分别被叠加了互不相同或者相等的两个低频信号，还具有第二控制单元，反馈控制施加给所述相位器的电压，使对所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入侧的所述逆行光进行光电转换，并在所述两个低频信号的和分量或差分量的频率下进行滤波，使获取绝对值后的结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，在优先执行所述第二控制单元后，执行所述第一控制单元。
并且，针对这些问题，本申请的第六发明提供的结构是一种4值相位调制器，由以下部分构成：光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分；两个相位调制器，分别设置在所述分波器的两个输出侧，分别调制两部分光的相位并输出；一个相位器，设置在所述相位调制器中一方的输出侧，使光移相并输出；以及光合波器，将所述相位器的输出光与没有设置相位器的一侧的相位调制器的输出光合波并输出，其特征在于，在所述光合波器的输出侧设置：在所述4值相位调制器中在与从所述第一光源输出的光相反的方向传播的逆行光；该逆行光用的第二光源；以及将该第二光源导入所述多值相位调制器中的光耦合器，还具有第一控制单元，反馈控制施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号的偏置电压，使所述逆行光在所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入侧的光强度监视结果为最小值或者在某个设定的预定值以下；另外，施加给所述两个相位调制器的各个调制电信号分别被叠加了互不相同或者相等的两个低频信号，还具有第二控制单元，反馈控制施加给所述相位器的电压，使对所述4值相位调制器的输入侧、即所述光分波器的输入侧的所述逆行光进行光电转换，并在所述两个低频信号的和分量或差分量的频率下进行滤波，使获取绝对值后的结果为最小值或者在某个设定的预定值以下，把所述第二控制单元的控制时间常数设为小于所述第一控制单元的控制时间常数的值。
根据本申请的第一、第三和第五发明，通过第一控制单元控制两个相位调制器的偏置电压使其稳定，通过第二控制单元控制相位器的偏置电压使其稳定，并且相比第一控制优先执行第二控制，由此可以实现更加稳定的4值相位调制器。并且，根据本发明，可以实现4值相位调制器的高速起动。
根据本申请的第二、第四和第六发明，通过第一控制单元控制两个相位调制器的偏置电压使其稳定，通过第二控制单元控制相位器的偏置电压使其稳定，并且使第二控制时间常数小于第一控制时间常数，由此可以实现更加稳定的4值相位调制器。
附图说明
图1表示4值相位调制器的一般结构。
图2表示MZ型调制器的消光特性。
图3表示MZ型调制器的相位调制的示例。
图4表示4值相位调制器中的相位状态的示例。
图5表示MZ型调制器的相位调制的示例2(存在偏置位移时的情况之一)。
图6表示4值相位调制器中的相位状态的示例2(存在偏置位移时的情况之一)。
图7表示4值相位调制器中的相位状态的示例3(存在偏置位移时的情况之二)。
图8表示第一、第二实施例的结构。
图9表示MZ型调制器的相位调制的示例3(存在偏置位移时的情况之二)。
图10表示4值相位调制器的输出特性。
图11表示4值相位调制器的逆行光监视特性。
图12是说明4值相位调制器的正交性能恶化的示意图。
图13表示4值相位调制器的RF功率监视特性。
图14表示相位调制器偏置对相位器偏置的影响。
图15表示相位器偏置对相位调制器偏置的影响之一。
图16表示相位器偏置对相位调制器偏置的影响之二。
图17表示相位器偏置对相位调制器偏置的影响之三。
图18是说明相位器偏置对相位调制器偏置的影响的示意图之一。
图19是说明相位器偏置对相位调制器偏置的影响的示意图之二。
图20表示第一、第三、第五实施例的控制流程。
图21表示相位器偏置控制流程示例。
图22表示相位调制器偏置控制流程示例之一。
图23表示相位调制器偏置控制流程示例之二。
图24表示第一实施例的结构的另外一种方式。
图25表示第一实施例的结构的另外一种方式。
图26表示第一实施例的结构的另外一种方式。
图27表示第二、第四、第六实施例的控制流程。
图28表示第三、第四实施例的结构。
图29表示第五、第六实施例的结构。
符号说明
1光源；2分波器；3A、3B相位调制器；4相位器；5合波器；6A、6B偏置1电压源；7A、7B数据源；8A、8B偏置重叠电路；9偏置2电压源；11光源1；12逆行光用的分波器；13光电二极管；14分波器；15A、15B相位调制器；16相位器；17合波器；18分波器；19光电二极管；20逆行光用的合波器；21逆行光用的光源2；22A、22B偏置1电压源；23A、232B数据源；24A、24B偏置重叠电路；25控制电路1；26偏置2电压源；27控制电路2；28A、28B低频振荡器；29A、29B低频信号重叠电路；30带通滤波器；31分波器；32EDFA；33反射器。
具体实施方式
【实施例1】
使用图8～图20说明本发明的第1实施例。从光源1(11)输出的信号光在分波器(14)中被分波为两部分。在光源1(11)和分波器(14)之间设有其他的分波器(12)，在与从光源1(11)输出的信号光相反的方向传播的光，通过该分波器(14)被分波后到达光电二极管(13)。通过分波器(14)被分波为两部分的信号光分别到达相位调制器A、B(15A、15B)。相位调制器A(15A)被施加通过偏置叠加器(24A)对数据信号A(23A)叠加了偏置电压1A(22A)的电信号。根据该电信号，输入相位调制器A(15A)的光信号被实施2值相位调制后输出。
同样，相位调制器B(15B)被施加通过偏置叠加器(24B)对数据信号B(23B)叠加了偏置电压1B(22B)的电信号。根据该电信号，输入相位调制器B(15B)的光信号被实施2值相位调制后输出。
另外，在这两个相位调制器中一方的相位调制器B(15B)的输出侧设有相位器(16)。相位器(16)被施加偏置电压2(26)。输入相位器(16)的光信号在移相了对应于该偏置电压2(25)的量后输出。该相移量的理想值是π/2。
相位调制器A(15A)的输出与相位器(16)的输出在合波器(17)中被合波。在相位调制器A(15A)、相位调制器B(15B)和相位器(16)的偏置为理想状态时，合波器(17)的输出是具有相位为+π/4、+3π/4、-3π/4、-π/4的4个相位水平的4值相位调制信号。
在合波器(17)的输出侧设有用于取出输出光的一部分的分波器(18)，被分波的光信号到达光电二极管(19)。光电二极管(19)具有比特率以下的频率应答特性。另外，在分波器(18)的另一方输出侧设有用于合波来自光源2(21)的信号光的合波器(20)。
应该注意到，从光源1(11)输出的光信号在图中从左向右传播，即从分波器(14)经过相位调制器A(15A)或相位调制器B(15B)以及相位器(16)到达合波器(17)，其中一部分在光电二极管(19)中被实施光电转换，与此相对，从光源2(21)输出的光信号在图中从右向左传播，即从合波器(17)经过相位调制器A(15A)或相位器(16)以及相位调制器B(15B)到达分波器(14)，最终在光电二极管(13)中被实施光电转换。
来自光电二极管(13)的输出、即在相反方向传播的光的光强度监视结果到达控制电路1(25)，控制电路1(25)以该信息为基础，调整偏置电压1A(22A)和偏置电压1B(22B)。
并且，来自具有比特率以下的频率应答特性的光电二极管(19)的输出、即从光合波器(17)的输出光实施光电转换后的RF电信号的RF功率监视结果，到达控制电路2(27)，控制电路2(27)以该信息为基础，调整偏置电压2(26)。
在偏置电压由于偏差漂移的影响等从理想的偏置电压产生位移的情况下，如前面在图5中所述的，表现为相位调制器的输出振幅的减小。并且，一般相位调制器的Vπ约为4～6V左右的值，在想要获得实现2值相位调制的2Vπ的振幅时，作为驱动振幅，需要实现8～12V的相当大的振幅信号。为了削减发送设备的成本，优选将振幅削减某种程度，图9表示把驱动振幅设为2Vπ以下时的调制情况。在从2Vπ削减调制振幅时，出现每个相邻数据中振幅不同的结果。该情况时，平均功率成为该不同振幅的中间值，所以伴随偏置位移形成的平均功率变动减小。
图10表示该情况。图10示出绘制了相对于偏置的位移量的、调制器即合波器(17)的输出的模拟结果。偏置位移量被标准化为2Vπ。即，所说偏置位移量50％指相当于Vπ的偏置位移量。并且，同样调制振幅也被标准化为2Vπ。即，所说调制振幅100％指相当于2Vπ的调制振幅，表示是图5所述的理想的调制振幅。
在偏置位移量增大时，调制器输出也平缓变化。即使偏置位移了50％，其变化量最大也在4dB左右，并且调制振幅从100％减小，同时变化量也减小。无论在哪种调制振幅的情况下，在偏置位移量小于10％时，变化量低于0.2dB，难以根据调制器输出来调整偏置。
另一方面，下面说明本发明提供的监视在相反方向传播的逆行光的情况。在每秒10G比特和每秒20G比特那样的高速调制中使用的调制器一般是行进波型调制器。行进波型调制器是通过使将要调制的电信号和被调制的光信号在调制器的内部沿同一方向传播，来增大电信号与光信号的互相作用长度，并提高调制效率的调制器。反之而言，在将要调制的电信号和沿相反方向传播的光信号中，由于互相作用长度减小，调制效率明显降低。即，沿相反方向传播的光几乎没有被调制即从调制器输出。因此，针对沿相反方向传播的光，偏置电压与输出光的关系与消光特性自身一致。结果，通过使输出光为最小，可以将偏置调整为消光特性的波谷，即可以将偏置电压设定为最佳值。
实际上，数据信号不仅具有10GHz和20GHz那样的高速分量，也具有从低速频率相连续的波谱。在这些低速分量中，前述的电信号与光信号的互相作用长度相对增大，因此即使是沿相反方向传播的光，也被以低速频率分量调制。因此，在把沿相反方向传播的光与电波形的调制应答频率(应答特性减小3dB的频率)设为500MHz时，与图10相同，图11表示有关偏置位移量与调制器输出(此时为逆行光输出，即图8中的光电二极管(13)监视的结果)的关系的模拟结果。
在调制振幅为0％时、即没有调制时，相对于偏置位移量50％，监视结果也变动17dB，可以说逆行光输出相对于偏置位移量的灵敏度非常高。在调制振幅提高时，除通过前述低频频率分量调制逆行光的效果外，逆行光输出的变动量也减小。因此，逆行光输出相对于偏置位移量10％、调制振幅100％的变动量达到1.8dB，可以说能够获得充足的控制灵敏度。在与前述监视正常输出的结果0.2dB相比时，其差异也明显。
这样，利用光电二极管(13)监视沿相反方向传播的光，通过控制电路1(25)，控制偏置1A(22A)，使该监视的强度达到最小或者达到某个预定值以下，由此可以把相位调制器A(15A)的偏置保持为最佳点。
另一方面，下面说明相位器(16)的控制。考虑在前述图4所示的相位点中，数据变化为“0、0”、“1、0”、“1、1”、“0、1”的情况。图12是示意表示在相位差理想即为π/2时、或者最差时即相位差为零时，其光电场、光功率、以及通过光电二极管(19)接收后的RF功率的图。首先，在相位差为π/2时，光输出中的光电场振幅总是一定，如图12(1)所示例如为±√2。光功率与其平方成比例，所以如图12(3)所示例如为2。在对其进行光电转换后，输出与其成比例的电流，结果，RF功率又与其平方成比例，如图12(5)所示为一定值(＝4)。
对此，在相位差为零时，“1、0”、“0、1”的数据为光电场振幅零，“0、0”、“1、1”的光电场振幅为2。结果，光功率交替重复4和0，平均值为2。对其进行光电转换的结果，输出与其成比例的电流，结果，RF功率又与其平方成比例，交替重复16和0，平均值为8。即，使用具有与传输信号同等程度的应答特性的光电二极管监视的RF功率的情况下，通过使其监视结果为最小，可以把相位差调整为π/2，即可以调整为理想状态。
图13表示关于把相位差设为π/2或零时的RF功率的监视结果的模拟结果。在该模拟中，使用每秒40G比特的RZ(Return—to—Zero：归零)—DQPSK(Differential QPSK：差分QPSK)信号、即两系统的每秒20G比特的信号，形成4值相位调制信号，对于通过光电二极管将其输出光电转换后的RF功率，计算光电二极管的频带作为参数(横轴)。RF功率的值(纵轴)是相对值。相位差为零时的监视结果以及相位差为π/2时的监视结果均随着频带的减小而减小，但即使使用比特率的十分之一例如2.5GHz频带的通用光电二极管，灵敏度恶化也只有十分之一左右，可以说能够确保充足的控制灵敏度。
这样，通过利用控制电路2(27)控制偏置2(26)，以便使利用具有比特率以下的频率应答特性的光电二极管(19)监视调制器的输出得到的RF功率达到最小值、或者达到某个预定值以下，可以把相位器(16)的偏置保持为最佳点。
在此，说明伴随相位调制器A(15A)、相位调制器B(15B)及相位器(16)的各个偏置控制的相互影响。图14是说明其他偏置控制对相位器(16)的偏置特性造成的影响的图。该图表示一面改变相位器的偏置，一面使用2.5GHz频带的光电二极管测定每秒40G比特的RZ—DQPSK信号的调制输出的实验结果，作为两个相位调制器的偏置，评价了(1)都是最佳值时，(2)都是最佳值和最差值的中间值时，(3)一方是最差值、另一方是最佳值时的三种情况。根据该图可知，监视功率的变动特性的振幅根据两个相位调制器的偏置状态而变化，但作为波谷的偏置电压、即控制为最小时的控制收敛点几乎不变。即，在相位器的偏置控制中，两个相位调制器的偏置状态的影响比较轻微。
另一方面，图15、图16和图17是说明其他偏置控制对相位调制器1A(15A)的偏置特性造成的影响的图。这些图与图14相同，表示一面改变相位调制器的偏置，一面测定每秒40G比特的RZ—DQPSK信号的逆行光的监视输出的实验结果，作为另一方相位调制器的偏置，评价了(1)是最佳值时，(2)是最佳值和最差值的中间值时，(3)是最差值时的三种情况。并且，作为相位器的偏置，图15表示最佳值，图16表示最佳值和最差值的中间值，图17表示最差值。
根据图15可知，在偏置2为最佳值时，与偏置1B的状态无关，偏置1A在-2.5V附近达到最小值。即，把偏置1A控制为最小时的控制收敛点在偏置1B变动时也几乎不变，偏置1B和偏置1A可以独立控制为最小。
但是，根据图16可知，在偏置2为中间值时会骤变，偏置1A的最小值根据偏置1B的值而变动，在偏置1B从最佳值变为最差值，并且偏置1A的最小值也移到负侧。即，把偏置1A控制为最小时的控制收敛点依赖于偏置1B。结果，在独立控制偏置1A和偏置1B时，彼此的控制收敛点互相接受影响并变动，控制未能够收敛，输出波形不稳定地变动。观看图17可知，该趋势进一步增强。
这样，在相位器的偏置控制中，几乎不受两个相位调制器的偏置的影响，另一方面，在两个相位调制器的偏置控制中，强烈地受到相位器的偏置的影响。关于其原因，可以根据图18、图19所示的示意图说明。
图18是表示偏置2为最佳值时、即相位差为π/2、两个相位调制分量正交时的逆行光的状态的示意图。利用矢量A表示透射相位调制器A(15A)的逆行光，利用矢量B表示透射相位调制器B(15B)的逆行光。矢量A、矢量B的矢量长度表示光强度。矢量A和矢量B在分波器(14)中进行电场耦合、即矢量合波。光电二极管(13)接收的光是利用虚线表示的矢量、即矢量A和矢量B的合成矢量。
在此，考虑在相位调制器B(15B)的偏置固定为某个值的状态下调整相位调制器A(15A)的偏置的操作。该操作与图18中在固定矢量B的长度的状态下改变矢量A的长度的操作等效。并且，监视光电二极管(13)的强度的操作，与测定合成矢量的长度的操作等效。即，为了使逆行光达到最小而调整相位调制器A(15A)的偏置的操作，与为了使合成矢量的长度为最小而调整矢量A的长度的操作等效。
根据图18中的情况1、情况2、情况3以及把矢量A的长度从正值变为负值的情况可知，合成矢量的长度达到最小，是矢量A为零矢量的情况。即，与矢量B的状态无关，可以使矢量A最小，因此相位调制器A和相位调制器B的偏置可以独立控制为最小。
但是，如图16所示，在偏置2偏离最佳值时、即矢量的正交性恶化时，该观点不成立。即，如情况2所示，与矢量A达到零矢量的情况相比，存在合成矢量的长度达到最小的情况3。合成矢量的长度达到最小，指在改变矢量A的长度时合成矢量的终点描画的轨迹(轨道)与合成矢量正交的情况3。此时的矢量A的长度依赖于矢量B的长度，但是把两个矢量所成的角度(选择锐角侧)设为θ时，向矢量B的长度乘以cosθ时的θ为π/2的情况除外。即，这意味着在不正交时，相位调制器A的控制收敛点根据相位调制器B的偏置而变动。
这样，在相位器的偏置控制中，几乎不受两个相位调制器的偏置的影响，但在两个相位调制器的偏置控制中，强烈地受到相位器的偏置的影响。因此，通过按照图20所示的流程图实施控制，可以稳定控制图8所示的4值相位调制器的相位器(16)和两个相位调制器(15A、15B)。即，在进行控制1(相位调制器的偏置控制)之前，优先实施控制2(相位器的偏置即正交性的控制)，在确保正交性的状态下，控制各个相位调制器的偏置，由此可以实现前面使用图15、图16、图17、图18和图19说明的相位器、相位调制器的控制，而且不受其他相位调制器、相位器的影响。
本发明不仅补偿相位调制器和相位器的偏差漂移，而且对吸收相位调制器和相位器的每个个体的理想特性的偏差的情况也有效，或者对距电压零伏特的位移量、和从预先设定的初始值(预定值)起动并处于稳定动作时的控制也有效，尤其对起动装置时的控制有效。
作为控制2的控制流程，例如图21所示的最小化控制比较适合。并且，作为控制1那样的两变量控制的流程，例如图22所示，可以适用首先使偏置1A最小化，然后使偏置1B最小化的逐次控制。并且，也可以适用图23所示的所谓爬山法流程，即，使偏置1A、偏置1B同时分别变动ΔA、ΔB，并与监视结果的变动量匹配地逐次重复计算成为最大斜率的下一个ΔA、ΔB。
作为实现逆行光源(21)的手段，可以考虑激光光源和LED光源。并且，在使用图24所示的来自掺铒的放大器(EDFA、32)的自然放出光时，产生可以省略逆行光与相位调制器的偏振波调整的步骤的优点。并且，如图26所示，也可以利用分波器(31)将信号光源的一部分分波并环回，以此取代逆行光源。并且，如图26所示，也可以利用反射器(33)反射信号光的一部分使其逆行，以此取代逆行光源。这些取代逆行光源的方法同样可以适用于以下所示的其他实施例。
相位调制器B(15B)和相位器(16)的配置顺序没有优势差异，相位器(16)比相位调制器B(15B)先配置的情况下，也可以没有问题地适用本发明，而且同样可以适用于以下所示的其他实施例。
作为相位调制器和相位器的材料，本发明可以适用LiNbO3(铌酸锂)、GaAs和InP等半导体等的任何材料。
在相位调制器和相位器形成于集成的波导路径上时，或者接合各个单体部件进行制作时，均可以适用，同样可以适用于以下所示的其他实施例。
【实施例2】
使用图8、图27说明本发明的第2实施例。按照图27所示的流程图对图8所示的结构实施控制，由此可以稳定控制图8所示的4值相位调制器的相位器(16)和两个相位调制器(15A、15B)。即，按照时间常数t1独立执行控制1(相位调制器的偏置控制)，按照时间常数t2独立执行控制2(相位器的偏置、即正交性的控制)，而且使控制2的控制时间常数t2小于控制1的控制时间常数t1，使更加高速地执行控制2，由此可以在优先执行正交性控制的状态下控制各个相位调制器的偏置，从而可以实现相位器、相位调制器的控制，而且不受其他相位调制器、相位器的影响。
作为控制时间常数的差，例如，如果设定使t1>10×t2的一位程度的差，则当然可以稳定动作，并且当存在取样保持电路的限制等、时间常数具有某种程度的选择制约的情况下，即使是数倍程度的差，也可以没有问题地适用。
【实施例3】
使用图28、图20说明本发明的第3实施例。图28所示的结构在图8所示结构的基础上，追加了对偏置1A叠加低速频率fA(28A)的电路(29A)、和对偏置1B叠加低速频率fB(28B)的电路(29B)，另外在光电二极管(19)的输出侧追加了电的带通滤波器(30)。
图28所示结构的控制1与实施例1相同。图26所示结构的控制2利用设置在光电二极管(19)的输出侧的电的带通滤波器(30)，抽出所述两个低频信号的和分量(fA+fB)或差分量(fA—fB)的频率分量，并控制相位器(16)的偏置2(26)，以使得获取其绝对值后的结果达到最小值或者达到某个设定的预定值以下。这样，通过使用同步检波进行控制，可以更加高精度地执行控制2。
在图28所示的结构中，通过按照图20所示的流程图实施控制，可以稳定地控制图28所示的4值相位调制器的相位器(16)和两个相位调制器(15A、15B)。即，在进行控制1(相位调制器的偏置控制)之前，优先实施控制2(相位器的偏置即正交性的控制)，在确保正交性的状态下，控制各个相位调制器的偏置，由此可以实现相位器、相位调制器的控制，而且不受其他相位调制器、相位器的影响。
【实施例4】
使用图28、图27说明本发明的第4实施例。通过按照图27所示的流程图对图28所示结构实施控制，可以稳定地控制图28所示的4值相位调制器的相位器(16)和两个相位调制器(15A、15B)。即，按照时间常数t1独立执行控制1(相位调制器的偏置控制)，按照时间常数t2独立执行控制2(相位器的偏置、即正交性的控制)，而且使控制2的控制时间常数t2小于控制1的控制时间常数t1，使更加高速地执行控制2，由此可以在优先执行正交性控制的状态下控制各个相位调制器的偏置，从而可以实现相位器、相位调制器的控制，而且不受其他相位调制器、相位器的影响。
【实施例5】
使用图29、图20说明本发明的第5实施例。图29所示的结构省略了图28所示结构中包含的光电二极管(19)，取而代之，形成从光电二极管(13)再取出1系统的输出，并将其输入带通滤波器(30)的结构。控制1与实施例1、3相同，控制2利用设置在光电二极管(13)的输出侧的电的带通滤波器(30)，抽出所述两个低频信号的和分量(fA+fB)或差分量(fA—fB)的频率分量，并控制相位器(16)的偏置2(26)，以使得获取其绝对值后的结果达到最小值或者达到某个设定的预定值以下。这样，通过使用同步检波进行控制，可以更加高精度地执行控制2。
在图29所示的结构中，通过按照图20所示的流程图实施控制，可以稳定地控制图29所示的4值相位调制器的相位器(16)和两个相位调制器(15A、15B)。即，在进行控制1(相位调制器的偏置控制)之前，优先实施控制2(相位器的偏置即正交性的控制)，在确保正交性的状态下，控制各个相位调制器的偏置，由此可以实现相位器、相位调制器的控制，而且不受其他相位调制器、相位器的影响。
【实施例6】
使用图29、图27说明本发明的第4实施例。通过按照图27所示的流程图对图29所示结构实施控制，可以稳定地控制图29所示的4值相位调制器的相位器(16)和两个相位调制器(15A、15B)。即，按照时间常数t1独立执行控制1(相位调制器的偏置控制)，按照时间常数t2独立执行控制2(相位器的偏置、即正交性的控制)，而且使控制2的控制时间常数t2小于控制1的控制时间常数t1，使更加高速地执行控制2，由此可以在优先执行正交性控制的状态下控制各个相位调制器的偏置，从而可以实现相位器、相位调制器的控制，而且不受其他相位调制器、相位器的影响。

Claims (10)

1.一种4值相位调制器，其特征在于，具有：
光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分并输出；
第一和第二相位调制器，分别调制从所述分波器输出的两部分光的相位并输出；
相位器，将从所述第一相位调制器输出的光移相并输出；
光合波器，将所述相位器的输出光与所述第二相位调制器的输出光合波并输出；
第二光源，输出在与从所述第一光源输出的光相反的方向上传播的逆行光；
光耦合器，将从所述第二光源输出的上述逆行光导入所述合波器的输出端；
第一控制单元，对施加给所述第一和第二相位调制器的调制电信号的偏置电压的每一个进行反馈控制，使所述逆行光在所述光分波器的输入端的光强度监视结果为最小值或者在第一预定值以下；和
第二控制单元，对施加给所述相位器的电压进行反馈控制，使通过具有通信比特率以下的频率响应特性的光电二极管监视所述光合波器的输出光的结果为最小值或者在第二预定值以下，
在进行所述第二控制单元的所述反馈控制后，进行所述第一控制单元的所述反馈控制。
2.一种4值相位调制器，其特征在于，具有：
光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分并输出；
第一和第二相位调制器，分别调制从所述分波器输出的两部分光的相位并输出；
相位器，将从所述第一相位调制器输出的光移相并输出；
光合波器，将所述相位器的输出光与所述第二相位调制器的输出光合波并输出；
第二光源，输出在与从所述第一光源输出的光相反的方向上传播的逆行光；
光耦合器，将从所述第二光源输出的上述逆行光导入所述合波器的输出端；
第一控制单元，对施加给所述第一和第二相位调制器的调制电信号的偏置电压的每一个进行反馈控制，使所述逆行光在所述光分波器的输入端的光强度监视结果为最小值或者在第一预定值以下；和
第二控制单元，对施加给所述相位器的电压进行反馈控制，使通过具有通信比特率以下的频率响应特性的光电二极管监视所述光合波器的输出光的结果为最小值或者在第二预定值以下，
所述第二控制单元的所述反馈控制的控制时间常数小于所述第一控制单元的所述反馈控制的控制时间常数。
3.根据权利要求1所述的4值相位调制器，其特征在于，
取代所述第二光源和所述光耦合器，具有将来自所述第一光源的输出光的一部分分波并从所述光合波器的输出端环回的单元。
4.根据权利要求1所述的4值相位调制器，其特征在于，
使用来自掺铒光纤放大器的自然放出光作为所述第二光源。
5.根据权利要求1所述的4值相位调制器，其特征在于，
使用LED作为所述第二光源。
6.根据权利要求1所述的4值相位调制器，其特征在于，
取代所述第二光源，具有使来自所述光合波器的输出光的一部分反射并环回的单元。
7.一种4值相位调制器，其特征在于，具有：
光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分并输出；
第一和第二相位调制器，分别调制从所述分波器输出的两部分光的相位并输出；
相位器，将从所述第一相位调制器输出的光移相并输出；
光合波器，将所述相位器的输出光与所述第二相位调制器的输出光合波并输出；
第二光源，输出在与从所述第一光源输出的光相反的方向上传播的逆行光；
光耦合器，将从所述第二光源输出的上述逆行光导入所述合波器的输出端；
第一控制单元，对施加给所述第一和第二相位调制器的调制电信号的偏置电压的每一个进行反馈控制，使所述逆行光在所述光分波器的输入端的光强度监视结果为最小值或者在第一预定值以下；
而且，施加给所述第一和第二相位调制器的所述调制电信号，分别叠加了第一和第二低频信号，
还具有第二控制单元，对施加给所述相位器的电压进行反馈控制，以便在所述第一和第二低频信号的和分量或差分量的频率下对将所述光合波器的输出光光电转换后的电信号进行滤波，并使该滤波后的电信号的强度的绝对值为最小值或者在第二预定值以下，
在进行所述第二控制单元的所述反馈控制后，进行所述第一控制单元的所述反馈控制。
8.一种4值相位调制器，其特征在于，具有：
光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分并输出；
第一和第二相位调制器，分别调制从所述分波器输出的两部分光的相位并输出；
相位器，将从所述第一相位调制器输出的光移相并输出；
光合波器，将所述相位器的输出光与所述第二相位调制器的输出光合波并输出；
第二光源，输出在与从所述第一光源输出的光相反的方向上传播的逆行光；
光耦合器，将从所述第二光源输出的上述逆行光导入所述合波器的输出端；
第一控制单元，对施加给所述第一和第二相位调制器的调制电信号的偏置电压的每一个进行反馈控制，使所述逆行光在所述光分波器的输入端的光强度监视结果为最小值或者在第一预定值以下；
而且，施加给所述第一和第二相位调制器的所述调制电信号，分别叠加了第一和第二低频信号，
还具有第二控制单元，对施加给所述相位器的电压进行反馈控制，以便在所述第一和第二低频信号的和分量或差分量的频率下对将所述光合波器的输出光光电转换后的电信号进行滤波，并使该滤波后的电信号的强度的绝对值为最小值或者在第二预定值以下，
所述第二控制单元的所述反馈控制的控制时间常数小于所述第一控制单元的所述反馈控制的控制时间常数。
9.一种4值相位调制器，其特征在于，具有：
光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分并输出；
第一和第二相位调制器，分别调制从所述分波器输出的两部分光的相位并输出；
相位器，将从所述第一相位调制器输出的光移相并输出；
光合波器，将所述相位器的输出光与所述第二相位调制器的输出光合波并输出；
第二光源，输出在与从所述第一光源输出的光相反的方向上传播的逆行光；
光耦合器，将从所述第二光源输出的上述逆行光导入所述合波器的输出端；
第一控制单元，对施加给所述第一和第二相位调制器的调制电信号的偏置电压的每一个进行反馈控制，使所述逆行光在所述光分波器的输入端的光强度监视结果为最小值或者在第一预定值以下；
而且，施加给所述第一和第二相位调制器的所述调制电信号，分别叠加了第一和第二低频信号，
还具有第二控制单元，对施加给所述相位器的电压进行反馈控制，以便在所述第一和第二低频信号的和分量或差分量的频率下对将所述光分波器的输入端的所述逆行光光电转换后的电信号进行滤波，并使该滤波后的电信号的强度的绝对值为最小值或者在第二预定值以下，
在进行所述第二控制单元的所述反馈控制后，进行所述第一控制单元的所述反馈控制。
10.一种4值相位调制器，其特征在于，具有：
光分波器，将从第一光源输出的光分波为两部分并输出；
第一和第二相位调制器，分别调制从所述分波器输出的两部分光的相位并输出；
相位器，将从所述第一相位调制器输出的光移相并输出；
光合波器，将所述相位器的输出光与所述第二相位调制器的输出光合波并输出；
第二光源，输出在与从所述第一光源输出的光相反的方向上传播的逆行光；
光耦合器，将从所述第二光源输出的上述逆行光导入所述合波器的输出端；
第一控制单元，对施加给所述第一和第二相位调制器的调制电信号的偏置电压的每一个进行反馈控制，使所述逆行光在所述光分波器的输入端的光强度监视结果为最小值或者在第一预定值以下；
而且，施加给所述第一和第二相位调制器的所述调制电信号，分别叠加了第一和第二低频信号，
还具有第二控制单元，对施加给所述相位器的电压进行反馈控制，以便在所述第一和第二低频信号的和分量或差分量的频率下对将所述光分波器的输入端的所述逆行光光电转换后的电信号进行滤波，并使该滤波后的电信号的强度的绝对值为最小值或者在第二预定值以下，
所述第二控制单元的所述反馈控制的控制时间常数小于所述第一控制单元的所述反馈控制的控制时间常数。
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