CN102455524B - 光调制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明得到能够防止高频特性恶化、降低功率消耗、防止光调制元件故障的光调制装置。从输入端子(IN)输入调制信号。光调制元件(10)的正极连接于输入端子(IN)，光调制元件(10)的负极接地。匹配电阻(R1)和匹配电容器(C1)与光调制元件(10)并联连接。匹配电容器(C1)与匹配电阻(R1)串联连接。保护电阻(R2)与光调制元件(10)、匹配电阻(R1)以及匹配电容器(C1)并联连接。

Description

光调制装置
技术领域
本发明涉及能够防止高频特性恶化、降低功率消耗、防止光调制元件故障的光调制装置。
背景技术
现有的光调制装置中，光调制元件与电阻并联连接。此电阻在高频中成为用于进行匹配的匹配电阻，所以能够防止高频特性的恶化(例如，参考专利文献1)。
专利文献1：日本特开2007-225904号公报
发明内容
现有的光调制装置中，在光调制元件的正极上加载直流(DC)偏压(bias)，则匹配电阻上也会加载DC偏压，所以发热量升高，消耗功率增大。为防止此现象，在匹配电阻与地(GND)之间连接电容器，则由于光调制元件容易带电，所以容易引起光调制元件的故障。
本发明为解决上述课题构思而成，其目的是得到能够防止高频特性恶化、降低功率消耗、防止光调制元件故障的光调制装置。
本发明的光调制装置，其特征在于包括：输入调制信号的输入端子；具有与所述输入端子连接的正极和接地的负极的光调制元件；与所述光调制元件并联连接的匹配电阻；与所述光调制元件并联连接、与所述匹配电阻串联连接的匹配电容器；以及与所述光调制元件、所述匹配电阻及所述匹配电容器并联连接的保护电阻。
依据本发明，能够防止高频特性恶化、降低功率消耗、防止光调制元件故障。
附图说明
图1是实施方式1的光调制装置的示意图。
图2是实施方式2的光调制装置的示意图。
图3是实施方式3的光调制装置的示意图。
图4是实施方式4的光调制装置的示意图。
图5是实施方式5的光调制装置的示意图。
图6是实施方式6的光调制装置的示意图。
具体实施方式
参考附图，对本发明的实施方式的光调制装置进行说明。相同或对应的构成要素给予相同的符号，有省略重复的说明的情况。
实施方式1
图1是实施方式1的光调制装置的示意图。从输入端子IN输入调制信号。光调制元件10的正极(anode)连接于输入端子IN，光调制元件10的负极(cathode)接地。匹配电阻R1和匹配电容器C1与光调制元件10并联连接。匹配电容器C1与匹配电阻R1串联连接。保护电阻R2与光调制元件10、匹配电阻R1以及匹配电容器C1并联连接。该保护电阻R2，具有远大于匹配电阻R1的电阻值的电阻值。
光调制元件10，由输入端子IN输入的调制信号驱动。调制信号不仅包括以0V为中心的交流(AC)成份，也包括DC成份。此处，匹配电容器C1与匹配电阻R1串联连接，所以匹配电阻R1上未加载调制信号的DC成份，仅加载AC成份。
匹配电阻R1的电阻值为R1、保护电阻R2的电阻值为R2，匹配电容器C1的阻抗在10kHz以上的频率几乎可以忽略，则10kHz以上的频率中，合成阻抗Zo可表示为Zo＝(R1×R2)/(R1+R2)。
对于调制信号的AC成份阻抗为Zo，成为用于进行高频匹配的匹配电阻。从而，如果传输线路的阻抗为Zo，则能实现匹配，所以能够防止高频特性的恶化。另一方面，对于调制信号的DC成份阻抗为R2，由于Zo＜R2，所以与匹配电阻R1直接连接到GND以相同的DC偏压加载到光调制元件10的情况相比，发热量下降，能够降低消耗功率。
此外，尽管光调制元件10作为具有电容性的二极管进行动作，但是由于在光调制元件10的正极与GND之间连接以保护电阻R2，光调制元件10的正极不带电。因此，即使是输入浪涌(surge)，电流从保护电阻R2一方流过，所以能够防止光调制元件10的故障。
此外，优选匹配电阻R1的电阻值R1与保护电阻R2的电阻值R2满足R1×0.95＜(R1×R2)/(R1+R2)的关系。该关系在R2远大于R1的情况下成立。例如，R1＝50Ω、R2＝1kΩ的情况下，(R1×R2)/(R1+R2)＝47.61Ω。满足该关系的情况下，R1和R2的合成电阻可以与R1近似。从而，即使线路阻抗与R1组合，也可以实现匹配，所以能够防止高频特性的恶化。此外，由于R2与线路阻抗相比足够大，即使保护阻抗R2与线路的某处连接，从阻抗匹配的观点来看，也可以忽略。因而，提高构成的自由度。
实施方式2
图2是实施方式2的光调制装置的示意图。在实施方式1的构成中增加珀尔帖模块12(冷却器)。珀尔帖模块12冷却需要控制温度的光调制元件10。将光调制元件10、匹配电阻R1以及匹配电容器C1配置在珀尔帖模块12上，保护电阻R2配置在珀尔帖模块12之外。
保护电阻R2加载调制信号的DC成份，所以保护电阻R2的发热量多。从而，将该保护电阻R2配置在珀尔帖模块12之外，从而能够降低珀尔帖模块12吸收的发热量，能够降低珀尔帖模块12的消耗功率。
实施方式3
图3是实施方式3的光调制装置的示意图。与实施方式2不同，匹配电阻R1与匹配电容器C1也配置在珀尔帖模块12之外。
匹配电阻R1上只加载调制信号的AC成份，但是例如加载±1.0V的电压信号，匹配电阻R1的电阻值为50Ω时的发热量为 。将该匹配电阻R1配置在珀尔帖模块12之外，能够进一步降低珀尔帖模块12吸收的发热量，能够进一步降低珀尔帖模块12的消耗功率。
实施方式4
图4是实施方式4的光调制装置的示意图。在实施方式1的构成中增加由电容器C2与线圈L1构成的偏压T电路以及电流吸入型电流源电路14。电容器C2在输入端子IN与光调制元件10的正极之间连接。线圈L1的一端与光调制元件10的正极连接。电流源电路14经由线圈L1连接至光调制元件10的正极。
在连接偏压T电路的情况下，一般的给予-1.2V～-0.4V左右的DC偏置(offset)电压。在偏压T的线圈L1连接电流吸入型电流源电路14的情况下，电流不流过匹配电阻R1，而仅流过保护电阻R2。
偏压电压由保护电阻R2与电流的乘积决定，所以与没有匹配电容器C1且匹配电阻R1直接连接于GND的情况相比，能以较少的电流作成相同的偏压，能够降低消耗功率。
此外，有匹配电容器C1而没有保护电阻R2的情况下，成为从光调制元件10抽出电流，光调制元件10容易出故障。保护电阻R2起到其保护的责任。
实施方式5
图5是实施方式5的光调制装置的示意图。取代实施方式1的保护电阻R2，设有极性不同的第一与第二保护二极管D1、D2。第一保护二极管D1的正极连接于输入端子IN，负极接地。第二保护二极管D2的正极接地，负极连接于输入端子IN。第一与第二保护二极管D1、D2与光调制元件10、匹配电阻R1以及匹配电容器C1并联连接。
如上所述，匹配电阻R1与GND之间连接匹配电容器C1时，由于光调制元件10容易带电，所以光调制元件10容易出故障。因此，本实施方式中，光调制元件10和第一与第二保护二极管D1、D2并联连接。据此，即使是输入浪涌，电流从第一与第二保护二极管D1、D2一方流过，所以能够防止光调制元件10的故障。此外，能够获得与实施方式1同样的效果。
此外，光调制元件10和第一与第二保护二极管D1、D2的合成电容，以及匹配电阻R1与保护电阻R2的合成电阻决定通带。因此，第一与第二保护二极管D1、D2的合成电容越小则通带就越不会恶化。从而，优选光调制元件10的容量Ca和第一与第二保护二极管D1、D2的合成电容Cb满足Cb＜Ca×0.25的关系。如果满足该关系，可达到忽略频带恶化的水平。
实施方式6
图6是实施方式6的光调制装置的示意图。在实施方式5的构成中增加第一与第二电感器L2、L3。第一电感器L2在第一保护二极管D1的正极与输入端子IN之间连接。第二电感器L3在第一保护二极管D1的正极与光调制元件10的正极之间连接。
第一与第二保护二极管D1、D2具有电容成份，所以通过连接第一与第二电感器L2、L3，容易进行与传输线路的阻抗匹配。线路阻抗为Z、第一与第二保护二极管D1、D2的合成电容为Cb，则设置第一与第二电感器L2、L3的电感L，以使Z＝(L/Cb)0.5，可实现阻抗匹配。
附图标记说明
10...光调制元件；12...珀尔帖模块(冷却器)；14...电流源电路；C1...匹配电容器；C2...电容器；D1...第一保护二极管；D2...第二保护二极管；IN...输入端子；L1...线圈；L2...第一电感器；L3...第二电感器；R1...匹配电阻；R2...保护电阻。

Claims (4)

1.一种光调制装置，其特征在于包括：
输入端子，输入调制信号；
光调制元件，具有与所述输入端子连接的正极和接地的负极；
匹配电阻，与所述光调制元件并联连接；
匹配电容器，与所述光调制元件并联连接，与所述匹配电阻串联连接；
保护电阻，其连接在所述光调制元件的正极和GND之间，所述保护电阻与所述光调制元件、所述匹配电阻以及所述匹配电容器并联连接，
所述匹配电阻的电阻值R1与所述保护电阻的电阻值R2满足R1×0.95＜(R1×R2)/(R1+R2)的关系。
2.如权利要求1所述的光调制装置，其特征在于：
还包括冷却器，冷却所述光调制元件；
所述光调制元件配置在所述冷却器上，所述保护电阻配置在所述冷却器之外。
3.如权利要求2所述的光调制装置，其特征在于：
所述匹配电阻与所述匹配电容器配置在所述冷却器之外。
4.如权利要求1－3中任一项所述的光调制装置，其特征在于还包括：
电容器，在所述输入端子与所述光调制元件的所述正极之间连接；
线圈，连接于所述光调制元件的所述正极；
电流吸入型电流源电路，通过所述线圈连接于所述光调制元件的所述正极。
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