CN102575971B - 具有多个马赫-增德尔干涉仪的光调制器的特性测评方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包含多个马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的特性的测评方法。该方法包括测定输出光强度的步骤与测评马赫-增德尔干涉仪的特性的步骤。所述测定输出光强度的步骤为求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度(S_n，k)的步骤。所述测评马赫-增德尔干涉仪的特性的步骤为用所述边频信号的强度(S_n，k)测评第K个马赫-增德尔干涉仪(MZI_K)的特性的步骤。

Description

具有多个马赫-增德尔干涉仪的光调制器的特性测评方法

技术领域

本发明涉及一种具有多个马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的特性测评方法。具体一点说，本发明涉及一种能够不使用输出信号中的0次成分而对具有多个马赫-增德尔干涉仪的光调制器的特性进行测评的方法。

背景技术

在很多的光信息通信系统中要使用光调制器，因而，掌握光调制器的特性是很重要的。作为确定光调制器的性能的参数而言，有插入损耗、调制指数、半波长电压(Vπ)、光带、开关消光比、偏振光消光比、线性调频信号参数(Chirp Parameter)等。现有技术中，有人研究了测评光调制器特性的方法，并公开了几种测评方法。

在日本发明专利授权公报3538619号中公开有这样一种发明：测定具有一个马赫-增德尔干涉仪(MZI)的MZ型光调制器的功率谱，用所测得的功率谱求得调制指数。

在日本发明专利授权公报3866082号中公开有这样一种发明：由具有一个MZI的MZ型光调制器的光谱分布求得光调制器的半波长电压与线性调频信号参数。

另外，近年来逐渐开发出了包含多个MZI的光调制器。并且人们希望能够测评这样的光调制器中的各个MZI的特性。然而，现有的测评光调制器的特性的方法中存在不能恰当地进行测评的问题。

专利文献1：日本发明专利授权公报3538619号

专利文献2：日本发明专利授权公报3866082号

发明内容

本发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种测评具有多个MZI的光调制器的特性的方法。

解决技术问题的技术方案

通常，在光调制器中，0次成分的强度是非常大的(占绝对地位)，因而其难以受到噪音等的影响，所以，在现有技术中使用光调制器的输出光的0次成分来测评光调制器的特性。然而，在光调制器包含多个MZI时，0次成分中含有来自于除了所要测评的MZI之外的其他MZI的成分，因而，此时使用0次成分测评光调制器的特性的话，不能准确地测评作为测评对象的MZI的特性。在本发明中，不使用通常强度最高的0次成分来测评光调制器的特性。即，作为基本方案，本发明涉及一种使用边频对光调制器的特性进行测评的方法。如此，通过使用边频来测评包含多个MZI的光调制器的特性，从而能够精确地测评MZI以及包含MZI的光调制器的特性。

本发明第1方面涉及一种包含多个马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的特性的测评方法。设所述光调制器包含并联的N个(N为2以上的整数)MZI。并且，测评对象MZI为第K个MZI(MZI_K)，所述MZI_K的n次边频成分的强度为S_n，k。所述方法包括测定输出光强度的步骤与测评MZI的特性的步骤。所述测定输出光强度的步骤为求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度(S_n，K)的步骤。所述测评MZI的特性的步骤为用所述S_n，k测评所述MZI_K的特性的步骤。

本发明第1方面的优选方式为，还包括调整所述多个MZI中所述MZI_K以外的MZI上被施加的偏置电压，抑制从所述光调制器输出的输出光中所包含的0次成分的步骤。并且，由所述抑制所述0次成分的步骤抑制了所述光调制器的0次成分后，进行所述测定输出光强度的步骤，求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度(S_n，K)。

本发明第1方面的优选方式为，所述测评MZI的特性的步骤包括以下步骤：判断所述MZI_K的n次边频成分S_n，k(n≠0)的强度与所述MZI_K的-n次边频成分S_-n，k(n≠0)的强度之差或之比是否在规定的阈值以下，从而测评所述MZI_K的不齐量。

本发明第1方面的优选方式为，所述测评MZI的特性的步骤包括下述步骤：控制所述MZI_K的电极上被施加的偏置电压，测得：边频的奇数次成分为最小或偶数次成分为最大时的偏置电压下的所述MZI_K的n次边频成分(S_n，K ^(-))，与边频的奇数次成分为最大或偶数次成分为最小时的偏置电压下的所述MZI_K的n次边频成分(S_n，K ⁽⁺⁾)。并且，用所测得的所述S_n，K ^(-)与所述S_n，K ⁽⁺⁾求得所述MZI_K的消光比(η_K)、线性调频信号参数(α_K ^*)、A_K或者半波长电压(V_π，K)。在本说明书中，奇数包含负数(例如-1等)，偶数页包含负数(例如-2等)。另外，输出信号的0次成分不是边频，因而不被包括在偶数次的边频中。

本发明第1方面的优选方式为，还包括评价所述A_K的测定精度的步骤。该方式中，用1次以及2次的边频或者-1次以及-2次的边频求得第1A_K。并且，用3次的边频或-3次的边频求得第2A_K。通过判断所述第1A_K与所述第2A_K的值是否接近从而评价所述A_K的测定精度。

本发明第1方面的优选方式为，用所测得的所述S_n，K ^(-)与所述S_n，K ⁽⁺⁾求得所述MZI_K的插入损耗(K_K)。

本发明第1方面的优选方式为，包括下述步骤：

在第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^*、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^*所定义的值、J_n为第1类贝塞尔(Bessel)函数时，

在J₂(A_K)＞J₃(A_K)时，以A_K比规定值小为条件而求得A_K，

在J₂(A_K)＜J₃(A_K)时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。

本发明第1方面的优选方式为，包括下述步骤：

在n次的边频为最大的偏置电压的MZI_K的n次边频为S_n，K ⁺、MZI_K的两个支路中第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^*、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^*所定义的值时，

在S_2，K ⁺＞S_3，K ⁺时，以A_K比规定值小为条件而求得A_K，

在S_2，K ⁺＜S_3，K ⁺时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。

本发明第1方面的优选方式为，还包括下述步骤：在n次的边频为最大时的偏置电压下的MZI_K的n次边频为S_n，K ⁺时，对施加在所述MZI_K上的射频信号的强度进行调整，以使，S_1，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差以及S_2，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差在测定系统的动态范围的范围内。本发明的第1方面包含上述所有方式的适当组合。

本发明第2方面涉及一种对包含多个马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的特性进行测评的系统。所述系统包括控制装置，所述控制装置包括输入部与计算机，所述输入部从对所述光调制器的输出光进行检测的光感测器接收检测信息，所述计算机根据所接收到的检测信息进行规定的运算处理。

所述控制部构成为，使所述计算机执行包括测定输出光强度的步骤与测评MZI的特性的步骤的步骤，从而发挥对光调制器的特性进行测评的功能。这些步骤可以适当地采用在第1方面中所说明的所有方式的适当组合。

本发明的效果

采用本发明，可以提供一种对包含多个MZI的光调制器中的各个MZI的特性进行测评的方法。

附图说明

图1所示为包含马赫-增德尔干涉仪的光调制器的一例；

图2所示为具有多个马赫-增德尔干涉仪的光调制器的一例；

图3所示为包含多个马赫-增德尔干涉仪的光调制器的一例；

图4所示为包含矩阵型马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的一例；

图5表示的是A_K与第1类贝塞尔函数J_n(A_K)(n＝0～3)的关系；

图6表示的是第1类贝塞尔函数J_n(A_K)(n＝0～3)的比；

图7表示的是使RF信号的功率以几个不同的量变化时而测评得到的调制器的特性。

附图标记说明

1光调制器；2第1马赫-增德尔干涉仪；3第2马赫-增德尔干涉仪；5分波部；6第1支路；7第2支路；8合波部；9输入部；21光调制器；22、23、24、25马赫-增德尔干涉仪；26～32电极；33分波部；34合波部；41光调制器；51光调制器。

具体实施方式

本发明第1方面涉及一种包含马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的特性的测评方法。各个MZI包括分波部、两个支路(臂)、合波部、电极。两个支路与分波部连接。合波部与两个支路连接。电极用于例如，可以对两个支路施加偏置电压，还可以对两个支路施加调制信号。两个支路分别具有相位调制器的功能。各个MZI包括分波部、两个支路(臂)、合波部、电极。两个支路分别传导光信号，并且包含用于对所传导的光信号进行相位调制的相位调制器。两个支路通过分波部连接，从而，光信号通过分波部分开向第1支路6与第2支路7传输。另外，两个支路通过合波部连接，从而，两个支路所传导的光在合波部中被合波。电极能够对两个支路施加电压，从而，使包含两个支路的MZI作为马赫-增德尔干涉仪发挥作用。马赫-增德尔干涉仪(MZI)的基本结构与动作是已知的，例如在上述日本发明专利授权公报3538619号与日本发明专利授权公报3866082号中既有公开。在本说明书中引用了这样的马赫-增德尔干涉仪的结构与动作的说明。

图1所示为包含马赫-增德尔干涉仪的光调制器的一例。该光调制器1包含第1马赫-增德尔干涉仪2与第2马赫-增德尔干涉仪3。其中，第1马赫-增德尔干涉仪2包含分波部5、两个支路6与7、合波部8、未图示的电极。如此，图1所示的光调制器具有并联的两个马赫-增德尔干涉仪2与3。另外，该光调制器也可以作为由马赫-增德尔干涉仪2、3构成两个支路的马赫-增德尔干涉仪起作用。这样的马赫-增德尔干涉仪被称为嵌套(nest)式马赫-增德尔干涉仪，构成支路的马赫-增德尔干涉仪被称为子马赫增德尔干涉仪，以两个子马赫-增德尔干涉仪为两个支路的马赫-增德尔干涉仪被称为主马赫增德尔干涉仪。

这样的嵌套式马赫-增德尔干涉仪是已知的，例如在日本发明专利公开公报特开2008-116865号、特开2007-086207号、特开2007-57785号中既有公开。在本说明书中引用了这样的嵌套式的马赫-增德尔干涉仪的结构与动作的说明。这些光调制器例如具有光单边带调制器(光SSB调制器)以及光频移键控信号调制(光FSK)装置等的功能。

两个子马赫-增德尔干涉仪MZ_A2、MZ_B3通过分波部5连接，因而，光入射到光信号的输入部9中后，通过分波部5分开向两个子马赫-增德尔干涉仪MZ_A2、MZ_B3传输。

另一方面，两个子马赫-增德尔干涉仪MZ_A2、MZ_B3通过合波部8连接，从而来自于两个子马赫-增德尔干涉仪MZ_A2、MZ_B3的输出光在合波部8中被合波从而由光信号的输出部输出。

MZ_A具有电极A，另外，MZ_B3具有电极B，这些电极用于使MZ_A2、MZ_B3发挥作为马赫-增德尔干涉仪的作用。并且，这些电极为普通行波电极。在电极A与电极B上输入有用于进行高速控制的RF信号，还输入有用于DC偏压控制的低频信号。另外，MZ_C具有电极C，该电极C具有调整来自于两个马赫-增德尔干涉仪MZ_A2、MZ_B3的输出信号的相位等作用。

在各电极上输入来自信号源的信号。各电极上所输入的信号由和信号源连接的控制装置控制。

图2所示为具有多个马赫-增德尔干涉仪的光调制器的一例。该光调制器21具有两个主马赫-增德尔干涉仪。并且，各主马赫-增德尔干涉仪分别具有两个子马赫-增德尔干涉仪。在此例中，作为测评对象的马赫-增德尔干涉仪用符号(附图标记)22表示。另一方面，该光调制器还包含不是测评对象的马赫-增德尔干涉仪23、24、25。另外，在图2中示出了用于分别控制MZI的两支路间的相位的电极26～32。这些电极分别称为电极a～g。可以由电极e、f、g控制MZI间的相位差。

两个主马赫-增德尔干涉仪通过分波部33连接，从而，入射到光信号的输入部的光通过分波部33分开向两个主马赫-增德尔干涉仪传输。

另一方面，两个主马赫-增德尔干涉仪通过合波部34连接，从而，从两个主马赫-增德尔干涉仪输出的输出光在合波部34中被合波，由光信号的输出部输出。

另外，图2所示的光调制器可以作为正交幅度调制(QAM)信号发生装置起作用。即，本发明对于正交幅度调制(QAM)信号发生装置所包含的某个马赫-增德尔导波通路的特性有效地进行评价。

图3所示为包含多个马赫-增德尔干涉仪的光调制器的一例。该光调制器41包含多个并联的马赫-增德尔干涉仪。再具体一点说，图3所示的例子为将N/2个嵌套式马赫-增德尔干涉仪并联而成的光调制器。图3所示的光调制器具有N个马赫-增德尔干涉仪(MZI₁～MZI_N)。作为测评对象的马赫-增德尔干涉仪为位于分岔路径上的第K个(K＝1～N)的MZI(MZI_K)。

N/2个主马赫-增德尔干涉仪通过分波部33连接，从而，入射到光信号的输入部的光通过分波部33分开向N/2个主MZI传输。各主MZI具有分波部，从而，输入到主MZI的光通过其分波部分开向两个子MZI传输。

N/2个主马赫-增德尔干涉仪通过合波部34连接，从而从N/2个主马赫-增德尔干涉仪输出的输出光在合波部34中被合波，由光信号的输出部输出。

接下来对本发明的测评方法的原理进行说明。对第K个干涉仪(MZI_K)输入RF信号sinω_mt的话，则输出光P如下式(1)或(2)所示。

$P=\frac{K_k{e}^{i{\mathrm{\ω}}_{0}t}}{2}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{e}^{{\mathrm{in\ω}}_{m}t}[J_n\left(A_{1,k}\right)e^{\mathrm{in}{\mathrm{\φ}}_{1,k}}{e}^{{\mathrm{iB}}_{1,k}}(1+\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})$

$+J_n\left(A_{2,k}\right)e^{{\mathrm{in\φ}}_{2,k}}{e}^{{\mathrm{iB}}_{2,k}}(1-\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})]+G_k{e}^{{\mathrm{i\ω}}_{0}t}---\left(1\right)$

$=\frac{K_k{e}^{i{\mathrm{\ω}}_{0}t}{e}^{i(n{\mathrm{\φ}}_{1,k}+B_{1,k})}}{2}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{e}^{\mathrm{in}{\mathrm{\ω}}_{m}t}[J_n(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})(1+\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})$

$+J_n(-A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})(1-\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})e^{i({\mathrm{n\φ}}_k+B_k)}]+G_k{e}^{{\mathrm{i\ω}}_{0}t}---\left(2\right)$

其中，K_K为MZI_K的插入损耗。K_K表示由导波通路的不完全性与材料的吸收所造成的，也被称为过剩损耗，其不包括在分岔部分发生的原理性损耗。ω_O表示载波信号的角振动频率。A_1，K、A_2，K为表示MZI_K的各支路的调制深度的参数(调制指数)。表示因MZI_K的支路的不同而不同的调制信号的相位，B_1，K，B_2，K表示由MZI_K的各支路的导波通路的结构或状态所决定的相位。η_K表示支路间的光强度之差(消光比)。η_K表示两支路的光损耗之差与由分岔部的不完全性造成的各干涉仪之间的不均衡程度(unbalance)。J_n表示第一类贝塞尔函数。G_K表示来自于其他的MZI的无调制光成分。

MZI_K的各支路中的光相位变化如下式(3)或(4)所示。

Φ_1，k  ＝A_1，k Sin(ω_mt+φ_1，k)+B_1，k    (3)

Φ_2，k  ＝A_2，k Sin(ω_mt+φ_2，k)+B_2，k    (4)

式中的符号，作如下的定义：

$A_{1,k}\≡A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*}---\left(5\right)$

$A_{2,k}\≡-A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*}---\left(6\right)$

${\mathrm{\α}}_k^{*}\≡A_k{\mathrm{\α}}_{0,k}---\left(7\right)$

B_k≡B_2，k-B_1，k                           (8)

φ_k≡φ_2，k-φ_1，k                        (9)

为了获得理想的强度调制，必需要使两支路产生推挽式的相位调制。A_1，K＝-A_2，K(α_0，K＝α_K ^*＝0)时，推挽相位调制是平衡的。其中，α_0，K表示与理想状态的推挽动作之间的偏差量。α_K ^*为表示调制深度的不均衡性的参数。B_K为两个支路间的直流成分的光相位差，也被称为偏量。在进行强度调制时，通常多数情况是B_K＝±π/2，另外，在进行二值相位调制(以±1为码元(symbol))时，B_K＝π。表示输入两支路的RF信号的相位偏差(不齐量(skew))。在两支路具有各自的电极时，可以使用外部电路来控制相位而使几乎为0。另外，即使因为装置的结构(无x轴马赫-增德尔调制器(原文：XカツトM Z変調器)等)的原因，需要输入一个RF信号以产生推挽动作时，也有很多时候可以忽略不齐量的影响。

光调制器的输出中也包含来自于其他的MZI的无调制光。来自于其他的MZI的无调制光的强度与相位取决于各MZI的偏量B_1，K、B_2，K(j≠K)，可以如下式(10)所示。

$G_k=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{K_j}{2}[e^{{\mathrm{iB}}_{1,j}}(1+\frac{{\mathrm{\η}}_j}{2})+e^{{\mathrm{iB}}_{2,j}}(1-\frac{{\mathrm{\η}}_j}{2})]$

$-\frac{K_k}{2}[e^{{\mathrm{iB}}_{1,k}}(1+\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})+e^{{\mathrm{iB}}_{2,k}}(1-\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})]---\left(10\right)$

忽略不齐量的影响，使则，MZI_K的n次边频成分S_n，K(n≠0)的强度可以如下式(11)或(12)所示。

$S_{n,k}=\frac{K_k^2}{4}{|J_n(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})(1+\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})+J_n(-A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})(1-\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})e^{{\mathrm{iB}}_k}|}^2---\left(11\right)$

$=\frac{K_k^2}{4}[J_n^2(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*}){(1+\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})}^2+J_n^2(-A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*}){(1-\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})}^2$

$+2\cos B_k{J}_n(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})J_n(-A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})(1-\frac{{\mathrm{\η}}_k^2}{4})]---\left(12\right)$

n次边频成分为式(2)中作为exp(inω_mt)的系数的部分，其相当于光频率为(ω₀+nω_m)/2π的成分。可知，0次成分包含来自于其他的MZI的成分G_K。因而，能够不受MZI_K以外的偏置状态的影响，准确地测得n≠0的边频成分的强度。通过控制输入MZI_K的偏置电压与单频RF信号从而能够控制输出信号的0次成分的强度。在忽略不齐量时，S_n，K＝S_-n，K。因而，无论是测定n为正的成分还是n为负的成分都能够进行特性测评。另外，无论是怎样的偏置状态，都可以通过确定其是否满足S_n，K＝S_-n，K这一条件来估算不齐量是否为能够被忽略的等级。

若|α_0，K |，|η_K|＜＜(远小于)1，则，B_K＝0时奇数次项的值(n为奇数)最小，偶数次项的值(n为偶数)为最大，另一方面，B_K＝π时奇数次项的值最大，偶数次项的值最小。连续地增大或减小偏置电压，则，奇数次成分与偶数次成分交互地为最大与最小。从而，能够一边监测光谱一边通过调整偏置电压而获得B_K＝0或B_K＝π的状态。

用边频的奇数次成分为最小、偶数次成分为最大的偏置条件B_K＝0以及奇数次成分为最大、偶数次成分为最小的偏置条件B_K＝π测得边频成分S_n，K，建立关于A_K，α_K ^*以及η_K的非线性联立方程。对其求解则可求得A_K，α_K ^*以及η_K。

B_K＝0时的奇数次的边频成分、B_K＝π时的偶数次的边频成分为S_n，K ^(-)，B_K＝π时的奇数次的边频成分、B_K＝0时的偶数次的边频成分为S_n，k ⁽⁺⁾。换言之，相当于使偏置状态变化时n次边频成分的最大值为S_n，k ⁽⁺⁾，最小值为S_n，K ^(-)。

B_K＝0时的1次边频成分可以如下式(13)或(14)所示。

$S_{1,k}^{(-)}=\frac{K_k^2}{4}[J_1(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})(1+\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})-J_1(A_k-{\mathrm{\α}}_k^{*}){(1-\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2})]}^2---\left(13\right)$

$=\frac{K_k^2}{4}[{\mathrm{\η}}_k\frac{J_1(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})+J_1(A_k-{\mathrm{\α}}_k^{*})}{2}$

$+J_1(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})-J_1(A_k-{\mathrm{\α}}_k^{*}){]}^2---\left(14\right)$

此时，若α_0，K＜＜1，则有下式(15)或(16)所示的近似关系。

此处，J’_n(A_K)为J_n(A_K)的导数。使用这些近似关系式，则B_K＝0时的1次边频成分如下式(17)所示。

同样地，2次成分可以如下式(18)～(21)所示。

同样地，n次成分可以如下式(22)～(24)所示。

为了求得A_K，α_K ^*以及η_K，使用次数比较小的边频成分即可。例如，在测得了S_1，K ⁽⁺⁾以及S_2，K ⁽⁺⁾时，按照下式(25)可以求得A_K。

另外，例如在测得了3次边频成分时，按照下式(26)或(27)可以求得A_K。

将用3次边频算出的A_K与由式(25)算出的A_K对照，从而能够确认测评以及近似计算的精度。下面说明用S_n，K ⁽⁺⁾以及S_n，K ^(-)求得α_0，K以及η_K的方法。S_n，K ⁽⁺⁾、S_n，K ^(-)与A_K、n、α_K ^*、η_K之间具有如下式(28)～(31)所示的关系。

上式中，J_n’为J_n的导数，J_n’＝J_n-1(A)-nJ_n(A)/A。例如，可以测得S_1，K ⁽⁺⁾、S_1，K ^(-)、S_2，K ⁽⁺⁾以及S_2，K ^(-)，用关于α_K ^*以及η_K的式(32)与(33)的4种情况的2元联立方程式(组)求得α_0，K以及η_K。

对(32)与(33)的2元联立方程式的两边求平方根即可容易地求解。此时，需要求解下式(34)与(35)所示的2元联立方程式。

$\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2}+{\mathrm{\α}}_k^{*}\{\frac{J_0\left(A_k\right)}{J_1\left(A_k\right)}-\frac{1}{A_k}\}=\±\sqrt{\frac{S_{1,k}^{(-)}}{S_{1,k}^{(+)}}}---\left(34\right)$

$\frac{{\mathrm{\η}}_k}{2}+{\mathrm{\α}}_k^{*}\{\frac{J_1\left(A_k\right)}{J_2\left(A_k\right)}-\frac{2}{A_k}\}=\±\sqrt{\frac{S_{2,k}^{(-)}}{S_{2,k}^{(+)}}}---\left(35\right)$

显然，同时改变两式右边的符号所得到的α_K ^*与η_K的解与改变前相比符号相反。更高次的边频成分的方程式中，仅仅是α_K ^*的系数部分不同，因而由边频成分的强度的最大值、最小值S_n，K ^(-)、S_n，K ⁽⁺⁾来确定α_K ^*以及η_K一般是不可能的。但是可以获知α_K ^*与η_K是同符号还是不同符号，即，可以获知α_K ^*与η_K的符号。针对式(34)、(35)右边取相同符号或者取不同符号的两种情况求解方程式，用各个解是否满足关于更高次的边频的等式这一条件可以确定解是否有物理意义。例如，假定式(34)的右边为正、式(35)的右边为正负两种情况的线性联立方程式，分别求得α_K ^*与η_K。在此，A_K使用由S_1，K ⁽⁺⁾以及S_2，K ⁽⁺⁾等所计算出来的。在能够测得更高次项时，可以与A_K的计算步骤相同地由关于S_3，K ⁽⁺⁾以及S_3，K ^(-)的方程式来确认测评精度。A_K的符号是与输入信号和支路的定义相关的，因而取正号的话比较有代表性。

将所得到的解带入下式(36)中，满足该式(36)的则是有物理意义的解。

在此，使用各次数的边频成分的最大值与最小值之比。另外，由关于S_n，K ^(-)，S_m，K ⁽⁺⁾(n≠m)的方程式、近似式同样也可以求得A_K、α_K ^*以及η_K。

通过以上的方法，测得S_1，K ⁽⁺⁾、S_1，K ^(-)、S_2，K ⁽⁺⁾、S_2，K ^(-)、S_3，K ⁽⁺⁾、S_3，K ^(-)，用式(25)算出A_K，进而，可以由式(32)、(33)求得α_K ^*以及η_K。为了进一步提高精度，在使用式(15)、(16)之前使用下式(37)、(38)建立关于α_K ^*与η_K的非线性联立方程组，求解即可。

$S_{n,k}^{(-)}=\frac{K_k^2}{4}[{\mathrm{\η}}_k\frac{J_n(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})+J_n(A_k-{\mathrm{\α}}_k^{*})}{2}$

$+J_n(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})-J_n(A_k-{\mathrm{\α}}_k^{*}){]}^2---\left(37\right)$

$S_{n,k}^{(+)}=\frac{K_k^2}{4}[J_n(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})+J_n(A_k-{\mathrm{\α}}_k^{*})$

$+{\mathrm{\η}}_k\frac{J_n(A_k+{\mathrm{\α}}_k^{*})-J_n(A_k-{\mathrm{\α}}_k^{*})}{2}{]}^2---\left(38\right)$

为了求得确定的解，使用由近似式求得的A_K、α_0，K以及η_K作为初始值即可。另外，也可以采用以下的有效方法：将三个变量中的两个用近似式求得解予以确定，以剩下的那个为变量建立非线性联立方程式，将上述两个的解带入该方程式中，再对所确定的两个变量进行求解，重复求解步骤从而提高所得到的解的精度。

由于α_0，K＝α_K ^*/A_K，因而α_0，K也能够确定。另外，通过精确地测得所输入的RF信号的电压(阻抗匹配的情况下只要测定功率即可算出电压)能够求得半波长电压。输入调制器的RF信号电压为V_0p(零至峰值(zero to peak))，则MZI_K的半波长电压V_π，K可以如下式(39)所示。

$V_{\mathrm{\π},k}=\frac{\mathrm{\π}{V}_{0p}}{2\left|A_k\right|}---\left(39\right)$

开关消光比用振幅表征的话为η_K/2，用强度表征的话为η_K ²/4。使RF信号的频率改变，进行上述测定，从而能够得到半波长电压、消光比、线性调频信号参数的频率特性。另外，使输入光的波长改变，进行测定的话，则可得到与波长的相关性。

再者，测得调制器的输入光功率，使S_n，K ^(±)标准化而使该输入光功率变为1，从而能够求得K_K。例如，根据S_1，K ⁽⁺⁾，用1次边频的强度除以输入光功率，所得结果的平方根为K_K。对各MZI进行相同的测定，得到全部的K_K，从而能够对多个MZI间的不均衡性进行测评。另外，作为调制器整体的光损耗，大致由∑_KK_K决定。

在为一个马赫-增德尔调制器或者其他的MZI的偏压也是可控制时，可以利用与S_0，K ⁽⁺⁾和S_0，K ⁽⁺⁾相关的方程式。使其他的MZI为关闭时，则，G_K＝0，计算较简单。

本发明第1方面涉及的方法为包含多个马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的特性的测评方法。光调制器包含N(N为2以上的整数)个并联的MZI。在下面的说明中也是，测评对象MZI为第K个MZI(MZI_K)，MZI_K的n次边频成分的强度为S_n，k。第1方面所涉及的方法依据的是上面所述的原理。该方法包括测定输出光强度的步骤以及用边频测评MZI的特性的步骤。另外，作为并联的N(N为2以上的整数)个MZI的例子，可以是，具有一个分波部，由该一个分波部衍生多个光信号，对该光信号进行传输，可以具有一个合波部，从N个MZI输出的输出信号被该合波部合波。本发明中使用的光调制器最好是具有N/2个并联的嵌套式的MZI的光调制器。作为MZI的特性的例子，可以是下述的MZI_K的消光比(η_K)、线性调频信号参数(α_K ^*)、半波长电压(V_πK)、调制指数以及与线性调频信号参数相关的值(A_K)

本发明第1方面的优选方式为，还包括下述的步骤：调整多个MZI中MZI_K之外的MZI上输入的偏置电压，抑制从光调制器输出的输出光中所包含的0次成分。并且，测定输出光强度的步骤为，求得被抑制了0次成分的光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度(S_n，K)这样的步骤。即，在本发明中，不使用0次成分作为测评对象。然而，在0次成分的强度较强时，边频的测定精度会较低。因而，在该方式中包括调整测评对象以外的MXI的偏置电压的步骤。在调整了MZI_K以外的MZI上所施加的偏置电压时，边频的强度不会改变，仅仅是0次成分(G_K成分)发生改变。因而，通过调整MZI_K以外的MZI上所施加的偏置电压能够容易地实现对0次成分的抑制。从而能够提高边频相对于0次成分的强度之比，提高测评精度。

抑制0次成分的步骤为调整光调制器而使光调制器的输出光的0次成分被抑制的步骤。可以一边监测来自于MZI干涉仪的输出，一边通过微调偏置电压进行。该步骤不会对光调制器的输出光中的边频造成影响。因此，抑制0次成分的步骤可以在测定输出光强度的步骤之前进行，也可以与测定输出光强度的步骤同时进行。不过，为了避免在测定输出光强度的步骤中出现测定值发生变动这样的问题，抑制0次成分的步骤最好是在测定输出光强度的步骤之前进行。另外，抑制0次成分的步骤可以由控制装置自动地进行。这样的光调制器例如包含光感测器。光感测器测定从MZ干涉仪输出的输出光。光感测器从所感测到的输出光的光谱获得载波成分(0次成分)的强度信息。具体为，提取出光谱中所包含的载波频率成分的强度。并且，光感测器将载波成分的强度信息向控制装置传输。或者，光感测器将所检测到的光谱向控制装置传输。控制装置从光谱中提取出载波成分，测定载波成分的强度。控制装置中例如已有了载波成分的频率信息，由该信息能够容易地获知载波成分的强度。另外，由光谱特征的指向性也很容易地获知载波成分的强度。偏置电源根据控制指令将偏置电压施加在MZI的电极上。该MZI可以是MZI_K以外的任何一个MZI。也可以调整MZI_K以外的全部MZI上所施加的偏置电压。另外，也可以调整MZI_K本身的偏置电压。这些作业反复进行直至0次成分的强度减弱。可以选择使0次成分降低到规定值以下。此时，该规定值存储在存储装置中，控制装置进行运算以比较所检测到的0次成分与从存储装置读取出的规定值，该运算直至达成上述目的时结束。另外，也可以将偏压调整前的0次成分的强度存储在存储部中，使0次成分降低至该初始值的规定百分比以下。另外，抑制0次成分的步骤中，可以一边监测从光调制器输出的输出光，一边扫描MZI上所施加的偏置电压，计算0次成分为最小的状态下的偏置电压，将这样的电压施加在MZI_K以外的一个或者多个MZI上。如此，可以自动地抑制0次成分。

测定输出光强度的步骤为求得光调制器输出的输出光中包含边频信号的强度S_n，k的步骤。该边频信号的强度S_n，k最好是在调整MZI_K的偏置电压之后、处于最大强度的状态下的量或者处于最小强度的状态下的量，其中又以为最大强度的状态下的量为更好。边频的次数的绝对值越小强度越强、受噪音的影响越小。因而，作为n次成分而言，以±1次～±4次成分为佳，再好一点是±1～±3，尤以±1以及±2次成分为最佳。另外，也可以使用±2次以及±3次成分进行运算。下面以求得1次成分以及2次成分的强度的步骤为例进行说明。1次成分的频率为f₀+f_m(载波频率为f₀，调制频率为f_m)。从而，可以通过分析光感测器的输出光谱中的边频的频率所处的位置从而能够容易地求得1次成分的强度。2次成分的频率为f₀+2f_m，从而能够由光感测器的输出光谱容易地求得2次成分的强度。

测定输出强度的步骤可以用控制装置自动地进行。具体而言，在求1次成分的强度时，可以求输出光的光谱中的f₀+f_m附近的峰值。另外，可以用高斯分布将光谱中含有的峰值调整为合适后，用积分求面积，从而求得强度。

包含用S_n，k测评MZI_K的特性的测评特性的步骤可以用控制装置自动地进行。这样的控制装置具有用于解联立方程式的程序与能够处理贝塞尔函数的程序。下面针对具体的特性的测评分别进行说明。

MZI_K的不齐量的测评方法

如之前所说明的，从光调制器输出的输出光中的0次成分(载波成分)包含来自于其他的MZI的成分G_K。而对n≠0的边频成分的强度的测定可以不受MZI_K以外的偏置状态的影响准确地测出。可以通过控制输入MZI_K的偏置电压与单频RF信号来控制输出信号的0次成分的强度。在忽略不齐量时S_n，K＝S_-n，K。因此，测定n为正或者n为负的成分都可进行特性测评。另外，可以通过对任意的偏置状态确认是否满足S_n，K＝S_-n，K这一条件来估算不齐量是否为可以忽略的等级。

例如，控制装置从光感测器接收光谱。并且，控制装置使用计算机求得所接收到的光谱S_1，K以及S_-1，K。并且，计算机通过运算部求得S_1，K与S_-1，K之差(的绝对值)或者之比。并且，计算机将存储在存储部中的阈值与所求得的差的绝对值或者比值进行比较。在所求得的差的绝对值或者比值在阈值以下时，计算机判断为不齐量为可以被忽略的等级。如此，控制部可以测评MZI_K的不齐量等级。

MZI_K的消光比(η_K)等的测评方法

如之前所说明的，使用边频的奇数次成分为最小或偶数次成分为最大的偏置电压的MZI_K的n次边频(S_n，K ^(-))、以及边频的奇数次成分为最大或偶数次成分为最小的偏置电压的MZI_K的n次边频(S_n，K ⁽⁺⁾)，能够求得A_K，α_K ^*以及η_K。

边频的成分强度的最大值或最小值，如之前所说明的，可以通过MZI_K的两支路的相位差B_K控制。B_K＝0以及B_K＝π可以通过控制施加在MZI_K上的偏置电压达成。另外，可以一边监测光谱一边调整偏置电压而获得B_K＝0或B_K＝π的状态。

控制部从光感测器接收到光谱后，使计算机求出S_1，K ⁽⁺⁾、S_1，K ^(-)、S_2，K ⁽⁺⁾、S_2，K ^(-)、S_3，K ⁽⁺⁾以及S_3，K ^(-)。用于求解非线性联立方程式的程序是公知的。该计算机中的主存储器中安装着这样的程序。使用边频强度，通过规定的运算，可以求得A_K，α_0，K以及η_K。

例如，可以通过使用S_1，K ⁽⁺⁾以及S_2，K ⁽⁺⁾按照式(25)求得A_K。这可以通过程序，在输入S_1，K ⁽⁺⁾以及S_2，K ⁽⁺⁾后按照式(25)计算A_K。该程序中可以预先设置表格，根据S_1，K ⁽⁺⁾以及S_2，K ⁽⁺⁾的值由表格读取A_K。作为A_K的值的有时存在几个解，对于此种情况，按照后述的方法来从这些几个解的选项中选择即可。另外，可以用后述的方法进行运算处理而使A_K的值更加准确。

本发明的方法中，可以测评A_K的测定精度，也可以仅在该测定精度达到规定值以上时，才采用A_K。该方法中，例如使用1次以及2次的边频或者-1次以及-2次的边频来求第1A_K。并且，可以使用3次边频或-3次边频求第2A_K。第2A_K的一例为使用2次以及3次边频所求得的A_K。并且，通过判断第1A_K与第2A_K的值是否相近来评定A_K的测定精度。

例如，计算机使用与之前所说明相同的方法由1次以及2次的边频求得第1A_K并存储在存储部中。之后，由1次以及3次的边频求得第2A_K并存储在存储部中。另外，存储部中存储着规定的阈值。计算机读取存储部中存储的第1A_K以及第2A_K，使运算部进行求差值或比值的运算处理。计算机从存储部读取规定的阈值，并且，计算机使运算部将所求得的差值的绝对值或者比值与规定的阈值相比较。在差值的绝对值或比值在规定的阈值以下时，A_K的测定精度达到规定以上，因而计算机输出关于这一信息的控制指令。另一方面，在A_K的测定精度在规定以下时，计算机例如发出指令而使处理重新进行。

另外，在计算机中安装有式(32)与(33)的运算程序或者式(34)与(35)的运算程序，使用上述求得的A_K与S_1，K ⁽⁺⁾、S_1，K ^(-)、S_2，K ⁽⁺⁾、S_2，K ^(-)，由计算机求得A_K以及α_0，K。

另外，使计算机的存储部在运算前存储V_0p。这样，安装有式(39)运算程序的计算机能够由求出的A_K再求出V_π，K。

插入损耗的测评

插入损耗的测评可以由输入光的强度与边频的强度实现。例如，用1次边频的强度S_1，K ⁽⁺⁾除以输入光功率所得结果的平方根即为K_K。从而，可以使用输入光的强度与边频的强度求得K_K。具体而言，准备求平方根的表格，输入S_1，K ⁽⁺⁾，求得K_K即可。例如，对任意的MZI进行同样的测定，从而可以求得MZI之间的不均衡。由于作为调制器整体的光损耗大致由∑_KK_K决定，因而可以通过对全部的MZI求K_K，将结果相加，从而能够求得光调制器整体的光损耗。

对可以更准确地求得A_K、α_0，K以及η_K的方式的验证

采用本发明，为了求得关于想要测评的调制器特性的参数，需要对1次以上的边频的最大峰值功率的S_n，K ⁺(或者最小峰值功率的S_n，K ^-)进行两个以上的测定。多数的A_K中，1次边频峰值S_1，K ⁺为最大。因而，测定出仅次于S_1，K ⁺的2次边频峰值S_2，K ⁺或者3次边频峰值S_3，K ⁺二者中的哪一个都能够与S_1，K ⁺，求得A_K。

然而，例如，A_K值在3.83时，J₁(A_K)＝0，若A_K设定在3.83附近，则，S_1，K ⁺会变小，因而测定精度会降低。在A_K＜＜1时，S_2，K ⁺以及S_3，K ⁺同时都小，因而测定精度较低。因而，本发明中，为了精确地进行特性测评，最好是调整A_K。A_K如式(39)所示，与RF信号的功率(V_0P)和半波长电压(V_π，K)相关。因而，最好是在测评光调制器的特性之前获知半波长电压(V_π，K)的大致值。由于调制器与驱动器(driver)组合在一起使用，因而很多时候可以获知在某个频率上的半波长电压(V_π，K)在几伏特以下。如果不知道半波长电压(V_π，K)的值，可以使RF的信号的功率从0V逐渐上升，根据几个边频的峰值的功率变化情况，来判断半波长电压(V_π，K)处于哪个范围中。

这样在某种程度上能估计出V_π，K，可大致获知A_K的范围。另外，作为常识性的条件，不会有几倍于V_π，K的电压输入调制器，在此，将条件限定在A_K＜5.13(J₂(A_K)＝0点，V_π，K的约3.2倍)进行叙述。此时，方程式(25)、(26)分别具有两个解。

说明用上述A_K的范围求A_K的方法。以J₁(A_K)＝0这一点为界时，J₂(A_K)与J₃(A_K)的大小关系发生变化。即，在A_K＞3.83时，J₂(A_K)＞J₃(A_K)；在A_K＜3.83时，J₂(A_K)＜J₃(A_K)。如此，在前者情况时，2次边频的峰值大，在后者情况时，3次边频的峰值大。

如此，将A_K设定为某值，测定此时的光谱，若2次边频的峰值比3次边频的峰值大的话，则将A_K的范围限定为0＜A_K＜3.83，由S_1，K ⁺与S_2，K ⁺，用式(25)求得A_K。另外，若3次边频的峰值比2次边频的峰值大的话，将A_K的范围限定为3.83＜A_K＜5.13这样的范围，由S_1，K ⁺与S_3，K ⁺，用式(26)求得A_K。

接下来，结合实际的测定系统(检测系统)，和各边频峰值能够测定的A_K的范围，由于能够测定的功率取决于光源的功率、使用的光谱检测分析器的检测灵敏度范围、动态范围等性能与调制器的性能(累加的MZI的数量与插入损耗)，按照在市场上能够买到的测定器的性能，以输入光功率0dB、在光谱检测分析器的动态范围为0.05nm～0.1nm的间隔为40dB、0.1nm以上的间隔为50dB、光灵敏度为-80dB，调查S_1，K ⁺与S_2，K ⁺或S_3，K ⁺能够测定时的A_K。

检测灵敏度的限制

输入光的功率被各MZI等分，设过剩损耗为5dB时，能够接受到各边频的条件为：

-5-10logK-20log|Jn_，K ⁺(AK)|＞-80：入射功率为0dBm

10-5-10logK-20log|Jn_，K ⁺(AK)|＞-80：入射功率为10dBm

动态范围的限制

调制频率越小对边频的测定越难。各边频峰值间的波长间隔Δλ为Δλ＝λ²*Δf/c，因而在1.55μm、10GHz的调制中，Δλ为0.08nm。相反地，0.05nm的间隔的话约为6GHz，0.1nm的间隔的话约为12GHz。在此，认为6GHz～12GHz与12GHz以上这两个等级。

首先，考虑0次与1次的功率比。假设第K个以外的NZI的偏置状态全部为0，输出为最大，则，在第K个上，1次成分为最大峰值时0次成分为最小，因而，0次的功率总计为(K-1)/(K/P_in)，1次的功率近似可以用P_in/(K·{J₁(A_K)}²)表示。

因而，需要下述这样的条件成立：

-20log|J_1，K ⁺(AK)|+10log(K-1)＜40：6GHz～12GHz

-20log|J_1，K ⁺(AK)|+10log(K-1)＜50：12GHz～以上

接下来考虑使用2次峰值时0次与2次的峰值比

2次峰值最大P_in/(K·{j₂(A_K)}²)时，0次峰值为P_in/(K·[K-1+{J₀(A_K)}²])。

因而，-20log|J_1，K ⁺(AK)|+10log(K-1)＜50成为条件。

考虑使用3次峰值时1次于3次的峰值比。

此时，|{20log|J₃(AK)/J₁(AK)|}|＜50成为条件。

即，本发明的第1方面的优选方式为，包括以下步骤：在MZI_K的两个支路中第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^*、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^*所定义的值、J_n为第1类贝塞尔函数的情况下，

在J₂(A_K)＞J₃(A_K)时，以AK比规定值小为条件而求得A_K，

在J₂(A_K)＜J₃(A_K)时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。并且，作为A_K的规定值的例子，如后述的实施例所验证的，为3.83。另一方面，由于没有必要使A_K的值准确地为3.83，因而，作为3.83的规定值的例子，可以为2.5以上5以下的数，也可以为3以上4.5以下的数，可以为3.5以上4以下。

为了由控制装置自动地使用这一原理进行计算，按照如下所述的方式进行即可。在之前所说明的特性测评时，算出了J₂(A_K)与J₃(A_K)。计算机将J₂(A_K)与J₃(A_K)存储在存储装置中。并且，计算机读取存储在存储装置中的J₂(A_K)与J₃(A_K)，比较它们的大小。比较大小的方法可以采用公知的方法。例如，计算机使运算装置进行J₂(A_K)-J₃(A_K)这样的运算，并进行求其值的符号的运算即可。计算机读取存储装置中存储的A_K的规定值。并且，读取作为之前所说明的联立方程式的解的A_K。A_K有多个。在J₂(A_K)＞J₃(A_K)时，以比A_K的规定值小的为联立方程式的解。另一方面，在J₂(A_K)＜J₃(A_K)时，以比A_K的规定值大的为联立方程式的解。该处理可以通过比较A_K与A_K的规定值的大小容易地进行。另外，也可以在计算机中安装有具有执行上述步骤的功能的程序来构成能够进行该处理的计算机。

本发明第1方面的优选实施方式包括以下步骤：在n次的边频为最大的偏置电压的MZI_K的n次边频为S_n，K ⁺、MZI_K的两个支路中第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^*、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^*所定义的值的情况下，

在S_2，K ⁺＞S_3，K ⁺时，以A_K比规定值小为条件而求得A_K，

在S_2，K ⁺＜S_3，K ⁺时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。

之前对进行J₂(A_K)与J₃(A_K)的大小比较的实施方式进行了说明。该J₂(A_K)与J₃(A_K)在特性测评的步骤的过程中获得。J₂(A_K)与J₃(A_K)为分别与S_2，K ⁺、S_3，K ⁺相关的参数。而S_2，K ⁺、S_3，K ⁺可以使用实际测量数据而迅速地求得。因而，在本实施方式中，比较S_2，K ⁺、S_3，K ⁺的大小，根据其结果判断A_K是比A_K的规定值小还是大。用于实现这样的功能的装置可以适当采用与之前所说明的相同的。

本发明第1方面的优选方式还包括这样的步骤：对施加在MZI_K上的射频信号的强度进行调整，以使，S_1，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差以及S_2，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差在测定系统的动态范围(dynamic range)的范围内。

在MZI_K上作为调制信号输入射频信号(RF信号)。该射频信号的频率f_m相当于载波频率f₀与调制信号的频率(f₀±f_m)的频率之差。A_K为取决于RF信号的强度的值，并且，为测评光调制器的特性的重要参数。另外，如后述的实施例所证实的，在S_1，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差以及S_2，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差在测定系统的动态范围的范围内时，能够精确地求出A_K。因而，通过对施加在MZI_K上的射频信号的强度进行调整，以使，S_1，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差以及S_2，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差在测定系统的动态范围的范围内，从而能够精确地进行本发明的特性测评。

为了执行这样的处理，按照如下所述即可。计算机使存储装置存储测定系统(光感测器等)的动态范围。并且，调整输入MZI_K的偏置电压，与之前所说明的一样，求得变为S_1，K ⁺与S_2，K ⁺的偏置电压的0次成分的强度、S_1，K ⁺以及S_2，K ⁺。并且，计算机使运算装置求得S_1，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差以及S_2，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差。计算机从存储装置读取动态范围，判断运算装置中所求得的差值是否在动态范围的范围内。在运算装置解析结果为差值在动态范围的范围之外时，计算机对RF信号源发出改变RF信号的强度的指令。重复这样的动作，调整输入MZI_K的射频信号的强度，以使，S_1，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差以及S_2，K ⁺与输出信号的0次成分的强度之差在测定系统的动态范围的范围内。

图4所示为包含矩阵型马赫-增德尔干涉仪(MZI)的光调制器的一例。再具体点说，图4所示为使M×N个马赫-增德尔干涉仪呈阵列状相连接的光调制器。作为测评对象的马赫-增德尔干涉仪为MZI_J，K。

M×N个马赫-增德尔干涉仪通过分波部33连接，因而，入射到光信号的输入部的光通过分波部33分开向N个MZI(MZI_1，1～MZI_1，N)传输。输入各个MZI的光在MZI的两支路中传输，被合波部合波，向相邻的MZI输出。

N个MZI(MZI_1，1～MZI_1，N)通过合波部34连接，从而，从N个马赫-增德尔干涉仪输出的输出光在合波部34中被合波，从光信号的输出部输出。

图4所示的光调制器的特性可以用与之前所说明的方法进行测评。在进行测评时，最好是使串联的MZI处于ON状态。如此，输出光强度较大，能够测得精度较高的边频。另外，通过使其他的MZI处于打开状态，能够计算出串联的MZI以及整个导波通路的过剩损耗。另外，不必控制属于其他的并联部分的MZI的偏置状态。

将单频RF信号输入MZI_JK，则产生边频，但与并联的马赫-增德尔调制器相同，随着偏置电压的变化，奇数次边频成分与偶数次光带成分交替地为最大最小。另一方面，若使与MZI_JK串联的MZI(MZI_XK:X＝1～J-1，J+1～M)的偏置电压发生变化，则，全部的边频成分在保持其比率为一定的情况下，反复最大最小。调整串联的MZI的全部的偏置电压使边频成分整体的强度为最大，此时，与MZI_JK串联的MZI全部为打开状态。关于MZI_QK(Q≠K)，将K看做JK，则可知道K_K表示第K个并联路径整体的过剩损耗，可以按照与上述的并联马赫增德尔调制器的情况相同的步骤，求得A_JK，α_0，JK以及η_JK。另外，在含有多个MZI的光调制器中，在不知道哪个电源系统控制哪个MZI时，如果整体输出强度在变化时，则可获知与MZI_JK串联的MZI被控制。

另一方面，对与MZI_JK串联的MZI((MZI_XY:X＝1～M，Y＝1～K-1，K+1～N))上输入的偏置电压进行调整，则，输出信号的0次成分的强度发生变化。从而，可以如之前所说明的，抑制0次成分而提高检测敏感度。

实施例1

信号源使用阿吉龙特(音译，原文：アジレント)公司制的(SignalGenerator HP83650B)，RF频率为10GHz，信号强度的设定值为0、3、6、9、12、15、以及17.5(dBm)。作为载波信号使用具有1548.25nm的中心波长的光。作为测定系统，使用昂立次(音译，原文：アンリツ)公司制的ML 2437A。

针对1次的边频成分，在峰值为最大的偏置电压条件从“正”侧/“负”侧接近于0V处，测得了奇数次的最大值与偶数次的最小值。奇数次的最大值与偶数次的最小值位于上述两个奇数次最大的偏置电压条件的中间值附近，是在与+1次与-1次大致同等水平的偏置条件下的值。

对能够精确求得A_K的A_K的设定范围按照每个条件进行研究，得出，对灵敏度的限制变小，动态范围变为主要限制原因，由其决定了A_K的设定范围。此时，大致(用40dB确定动态范围)求得了k＝4时的A_K的设定范围。图5表示的是A_K与第1类贝塞尔函数J_n(A_K)(n＝0～3)的关系。图6表示的是第1类贝塞尔函数J_n(A_K)(n＝0～3)的比。由图5与图6可知，A_K的优选设定范围为0.23～3.78与3.88～5.13。前者的下端表示2次边频与0次边频之差位于动态范围的范围内，上端表示1次边频与0次边频之差位于动态范围的范围内。后者的下端由1次边频与0次边频之差所决定。因而，可知使各个功率之差位于动态范围之内是很重要的。

使用k＝4的调制器进行了实际的测定。图7表示的是使RF信号的功率以几个不同的量变化而测评得到的调制器的特性(V_π，K)。由图7可知，在RF的功率为最低时，2次边频峰值与0次峰值之差稍稍脱离了动态范围的范围，因而，所测得的V_π，K的值比其他的测定值精度稍低。

产业上的可利用性

本发明可以很好地在光通信领域中被利用。

Claims (5)

1.一种方法，为包含多个马赫-增德尔干涉仪MZI的光调制器的特性测评方法，其特征在于，

设所述光调制器包含并联的N个MZI，测评对象MZI为MZI_K，所述MZI_K的n次边频成分的强度为S_n，K，其中，N为2以上的整数，MZI_K表示第K个MZI，

所述方法包括测定输出光强度的步骤与测评MZI的特性的步骤，

所述测定输出光强度的步骤为求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度S_n，K的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤为用所述S_n，K测评所述MZI_K的特性的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤包括下述步骤：在第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^＊、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^＊所定义的值、J_n为第1类贝塞尔函数时，

控制所述MZI_K的电极上被施加的偏置电压，测得所述S_n，K的峰值，使用测得的峰值对有关S_n，K与A_K的联立方程式进行求解而求得A_K，

并且，在J₂(A_K)＞J₃(A_K)时，以A_K比规定值小为条件而求得A_K，

在J₂(A_K)＜J₃(A_K)时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。

2.一种方法，为包含多个马赫-增德尔干涉仪MZI的光调制器的特性测评方法，其特征在于，

设所述光调制器包含并联的N个MZI，测评对象MZI为MZI_K，所述MZI_K的n次边频成分的强度为S_n，K，其中，N为2以上的整数，MZI_K表示第K个MZI，

所述方法包括测定输出光强度的步骤与测评MZI的特性的步骤，

所述测定输出光强度的步骤为求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度S_n，K的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤为用所述S_n，K测评所述MZI_K的特性的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤包括下述步骤：

在n次的边频为最大的偏置电压条件下的MZI_K的n次边频为S_{n， K} ⁺、MZI_K的两个支路中第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^＊、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^＊所定义的值时，

控制所述MZI_K的电极上被施加的偏置电压，测得所述S_n，K ⁺，使用测得的所述S_n，K ⁺对有关S_n，K ⁺与A_K的联立方程式进行求解而求得A_K，

并且，在S_2，K ⁺＞S_3，K ⁺时，以A_K比规定值小为条件而求得A_K，

在S_2，K ⁺＜S_3，K ⁺时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

还包括调整所述多个MZI中所述MZI_K以外的MZI上被施加的偏置电压，抑制从所述光调制器输出的输出光中所包含的0次成分的步骤，

由所述抑制所述0次成分的步骤抑制了所述光调制器的0次成分后，进行所述测定输出光强度的步骤，求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度S_n，K。

4.一种系统，为对包含多个马赫-增德尔干涉仪MZI的光调制器的特性进行测评的系统，其特征在于，

所述系统包括控制装置，

所述控制装置包括输入部与计算机，所述输入部从对所述光调制器的输出光进行检测的光感测器接收检测信息，所述计算机根据所接收到的检测信息进行规定的运算处理，

设所述光调制器包含并联的N个MZI，测评对象MZI为MZI_K，所述MZI_K的n次边频成分的强度为S_n，K，其中，N为2以上的整数，MZI_K表示第K个MZI，则，

所述控制装置构成为，使所述计算机执行包括测定输出光强度的步骤与测评MZI的特性的步骤的步骤，从而发挥对光调制器的特性进行测评的功能，

所述测定输出光强度的步骤为求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度S_n，K的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤为用所述S_n，K测评所述MZI_K的特性的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤包括下述步骤：

在第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^＊、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^＊所定义的值、J_n为第1类贝塞尔函数时，

控制所述MZI_K的电极上被施加的偏置电压，测得所述S_n，K的峰值，使用测得的峰值对有关S_n，K与A_K的联立方程式进行求解而求得A_K，

并且，在J₂(A_K)＞J₃(A_K)时，以A_K比规定值小为条件而求得A_K，

在J₂(A_K)＜J₃(A_K)时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。

5.一种系统，为对包含多个马赫-增德尔干涉仪MZI的光调制器的特性进行测评的系统，其特征在于，

所述系统包括控制装置，

所述控制装置包括输入部与计算机，所述输入部从对所述光调制器的输出光进行检测的光感测器接收检测信息，所述计算机根据所接收到的检测信息进行规定的运算处理，

设所述光调制器包含并联的N个MZI，测评对象MZI为MZI_K，所述MZI_K的n次边频成分的强度为S_n，K，其中，N为2以上的整数，MZI_K表示第K个MZI，则，

所述控制装置构成为，使所述计算机执行包括测定输出光强度的步骤与测评MZI的特性的步骤的步骤，从而发挥对光调制器的特性进行测评的功能，

所述测定输出光强度的步骤为求得所述光调制器所输出的输出光中所包含的边频信号的强度S_n，K的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤为用所述S_n，K测评所述MZI_K的特性的步骤，

所述测评MZI的特性的步骤包括下述步骤：

在n次的边频为最大的偏置电压条件下的MZI_K的n次边频为S_{n， K} ⁺、MZI_K的两个支路中第1支路的调制指数为A_1，K、MZI_K的线性调频信号参数为α_K ^＊、A_K为由A_K＝A_1，K+α_K ^＊所定义的值时，

控制所述MZI_K的电极上被施加的偏置电压，测得所述S_n，K ⁺，使用测得的所述S_n，K ⁺对有关S_n，K ⁺与A_K的联立方程式进行求解而求得A_K，

并且，在S_2，K ⁺＞S_3，K ⁺时，以A_K比规定值小为条件而求得A_K，

在S_2，K ⁺＜S_3，K ⁺时，以A_K比规定值大为条件而求得A_K。