CN103842895A

CN103842895A - 载波抑制光发生装置

Info

Publication number: CN103842895A
Application number: CN201280048152.8A
Authority: CN
Inventors: 坂井猛; 牟礼胜仁; 市川润一郎
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: EP2778771A4; EP2778771B1; US20150093120A1; JPWO2013047829A1; JP6048410B2; CN103842895B; KR20140069077A; US10498457B2; KR101958867B1; WO2013047829A1; EP2778771A1

Abstract

通过本发明，在调制载波光而发生边带光时，可以通过简单的构成抑制载波光。本发明的载波抑制光发生装置具有将所输入的载波光分支成两束的第1分支构件、对分支的一束载波光进行调制而输出包含边带光的光的光调制器、对分支的另一束载波光进行相位调制的相位调制器、以及将光调制器的输出光分支成两束的第2或第3分支构件。通过将由第2或第3分支构件分支的输出光和相位调制器的输出光合波，求出光功率的时间波形的振幅，以使其值最小的方式控制光调制器。

Description

载波抑制光发生装置

技术领域

本发明涉及在调制载波光而发生边带光时抑制载波光的技术。

本申请基于2011年9月30日在日本申请的特愿2011-217794号来主张优先权，将其内容援引于此。

背景技术

在光中承载信号并利用光纤传播的光通信系统中，利用了对从光源射出的激光进行强度调制并生成光信号的光强度调制器。光强度调制器在例如铌酸锂(LiNbO₃，以下简称为LN)等电光学结晶的基板上形成有马赫-曾德尔型的光波导和调制电极及偏压电极等。

马赫-曾德尔型的光波导具有由以下部分构成的波导构成：使所输入的光分支的分支部；传播所分支的光的两个臂部；和使在臂部传播的光再度合流的合波部。在该合波部中，当合流的两束光为相同相位时成为光波彼此加强并输出的导通状态，为相反相位时成为光波彼此抵消而无输出光的关断状态。导通状态的输出光强度和关断状态的输出光强度之比被称为消光比，是表示光强度调制器的性能的重要指标。并且，一般来说，消光比越高、即导通状态和关断状态的输出光强度之差越大，调制深度越深，越能够进行高质量的光传播。

在此，最理想的是关断状态下的输出为零，此时消光比无限大。为了形成该状况，需要使合流的两束光的强度准确一致。但是，通常会因光波导的制造误差等，导致分支部的分支的比例不相等或两个臂部中的传播损失不同，从而合流的两束光的强度不对称。此时，即使相位为相反相位，两束光也不能完全抵消，从而导致消光比劣化。

作为使合波部的两束光的光强度对称以提高消光比的方法，例如考虑了如下的方法：对分支功率大的臂部照射准分子激光，使波导产生缺陷以增加损失，从而使其强度与在另一个臂部通过的光平衡。但在该方法中，缺陷引起的损失具有波长依赖性，消光比也依赖于波长，从而存在问题。

在主马赫-曾德尔光波导的两个臂部分别设有副马赫-曾德尔光波导的所谓嵌套型调制器(SSB调制器)中开发有如下的光FSK(FrequencyShift Keying，频移键控)调制器：在各副马赫-曾德尔光波导进行RF调制而在频率的上下发生边带光(上侧及下侧边带)，在主马赫-曾德尔光波导与数据信号对应地选择相位，从而在上侧和下侧切换边带光并作为进行了频率调制的信号光输出(例如参照专利文献1)。近年来还提出了如下的光强度调制器：将副马赫-曾德尔光波导用作光量调整部，并使上述光FSK调制器作为上述光强度调制器工作，从而实现了高消光比(例如参照非专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2005-134897号公报

专利文献2：JP特开2007-286547号公报

非专利文献

非专利文献1：日隈他、光FSK变調器を応用した高消光比変調器の波長特性(应用了光FSK调制器的高消光比调制器的波长特性)、《2005年電子情報通信学会ソサイエティ大会予稿集》、2005年9月、C-3-2

非专利文献2：IEC Publicly Available Specification"Measurementmethod of a half-wavelength voltage for Mach-Zehnder optical modulatorsin wireless communication and broadcasting systems,"IEC/PAS62593Edition1.02008-11

发明内容

发明要解决的课题

在非专利文献1所示的光强度调制器中，进行副马赫-曾德尔光波导的光量调整时，简单地对该光强度调制器的输出光强度进行监控。此时，若同时进行对主马赫-曾德尔光波导的调制，则无法进行基于监控的光强度的光量调整。因此，光量调整需要在不进行调制的状态下(即在光强度调制器实际运转之前事先)进行，例如对应于环境变化等，因此存在无法实时地实现并维持高消光比的问题。

为此，作为能够应对这种问题的技术，已知有专利文献2。但是，在专利文献2中，为了从光调制器的输出光取出载波光而使用了滤光器，因此当载波光和调制引起的边带光的波长差较小时，需要使滤光器的波长特性极为陡峭。现状中限于波长特性陡峭的光纤光栅方式，该方式为了维持其特性而需要滤光器部的严密的温度控制，并且成本高。此外，该方式中波长调整范围受限，例如向载波光的波长1540nm和1580nm的对应无法由一个滤光器来处理。使滤光器的波长特性陡峭的技术也受限，即使使用特殊构成的光纤光栅，也难以应对载波光和调制边带光的波长差为0.008nm(在波长1550nm带中频率差为1GHz)以下的情况。此外在使用不具有副马赫-曾德尔的所谓单一型的马赫-曾德尔光调制器时，也会产生上述同样的问题。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种载波抑制光发生装置，在调制载波光而发生边带光时，能够通过与现有构成不同的更简单的构成来抑制载波光。

用于解决课题的方案

本发明正是为了解决上述问题而完成，本发明的第1方式为一种载波抑制光发生装置，其特征在于，具备：第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；光调制器，对上述分支的一束载波光1A进行调制而输出包含边带光的光；相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；第3分支构件，将上述第2分支构件的一束输出光2A分支成3A及3B两束；合波构件，将上述第3分支构件的一束输出光3B和上述相位调制器的输出光合波；第1光检测构件，检测上述合波构件的输出光；第2光检测构件，检测上述第2分支构件的另一束输出光2B；和控制构件，以使由上述第1光检测构件检测的光功率的时间波形的振幅最小、且由上述第2光检测构件检测的光功率的平均值最大的方式控制上述光调制器。

本发明的第2方式为一种载波抑制光发生装置，其特征在于，具备：第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；光调制器，对上述分支的一束载波光1A进行调制而输出包含边带光的光；相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；合波构件，将上述第2分支构件的一束输出光2B和上述相位调制器的输出光合波；光检测构件，检测上述合波构件的输出光；f_{0_IM}滤波器，通过上述合波构件使包含上述边带的输出光2B与上述相位调制器的输出光发生干涉，将其干涉光作为具有上述相位调制器的调制频率f_k的整数倍的干涉信号的光信号而由上述光检测构件检测并转换成电信号后，从自上述光检测构件输出的电信号中仅提取调制频率f_k的整数倍的f_{0_IM}成分；平均值输出滤波器，从自上述光检测构件输出的上述电信号中仅提取上述调制频率f_k以下的频率成分；和控制构件，基于来自上述两个滤波器的输出信号，向上述光调制器输出控制信号，上述控制构件以使来自上述f_{0_IM}滤波器的输出信号的时间波形的振幅最小、且来自上述平均值输出滤波器的输出信号的输出最大的方式向上述光调制器输出控制信号。

本发明的第3方式为一种载波抑制光发生装置，其特征在于，具备：第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；光调制器，对上述分支的一束载波光1A进行调制而输出包含边带光的光；相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；合分波构件，将上述第2分支构件的一束输出光2B和上述相位调制器的输出光合波后，以一定的分支比分支成M1及M2两束；第1光检测构件，接收从上述合分波构件输出的一束分支光M1，根据其光强度输出电信号；第2光检测构件，接收从上述合分波构件输出的另一束分支光M2，根据其光强度输出电信号；加法构件，将来自上述第1光检测构件的电信号和来自上述第2光检测构件的电信号相加并输出；减法构件，输出来自上述第1光检测构件的电信号与来自上述第2光检测构件的电信号的差值；和控制构件，基于来自上述加法构件的输出信号和来自上述减法构件的输出信号，向上述光调制器输出控制信号，上述控制构件以使来自上述减法构件的输出信号的时间波形的振幅最小、且来自上述加法构件的输出信号的DC成分最大的方式向上述光调制器输出控制信号。

此外，本发明优选，在上述载波抑制光发生装置中，上述光调制器是SSB调制器。

此外，本发明的第4方式为一种载波抑制光发生装置，其特征在于，具备：第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；光调制器，对上述分支的一束载波光1A进行调制而输出包含边带光的光；相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；合波构件，将上述第2分支构件的一束输出光2B和上述相位调制器的输出光合波；第1光检测构件，检测上述合波构件的输出光；和控制构件，以使由上述第1光检测构件检测的光功率的时间波形的振幅最小的方式控制上述光调制器。

此外，本发明优选，在上述载波抑制光发生装置中，上述光调制器是单一型马赫-曾德尔光调制器。

此外，本发明的第1方式优选，在上述载波抑制光发生装置中，上述第3分支构件的一束输出光3B和上述相位调制器的输出光以在上述合波构件发生干涉的方式被调整偏波。

此外，本发明的第2至第4方式优选，在上述载波抑制光发生装置中，上述第2分支构件的一束输出光2B和上述相位调制器的输出光以在上述合波构件或上述合分波构件发生干涉的方式被调整偏波。

此外，本发明优选，在上述载波抑制光发生装置中，上述第1分支构件的分支比可变。

发明效果

根据本发明，在调制载波光而发生边带光时，能够通过简单的构成来抑制载波光。此外，根据本发明，无需使用需要进行特性的温度调整的滤光器，具有成本上的优点，并且能够实现在使用了滤光器的方式下无法实现的光频间隔的载波抑制光发生装置。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的载波抑制光发生装置的构成图。

图2是光调制器的构成图。

图3是表示由第1光检测构件得到的时间波形的图。

图4是本发明的第2实施方式的载波抑制光发生装置的构成图。

图5是本发明的第3实施方式的载波抑制光发生装置的构成图。

图6是本发明的变形实施方式的载波抑制光发生装置的构成图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的一实施方式的载波抑制光发生装置1的构成的图。

在该图中，作为向载波抑制光发生装置1的输入光的频率f₀的光(载波光)由分支构件11a分支成1A及1B两束，其一束1A成为向光调制器10的输入，另一束1B成为向相位调制器12的输入。

光调制器10根据由调制信号生成部15生成的频率f_m的调制信号，来调制输入光1A。由此，从光调制器10除了输出载波光f₀之外，输出包括与载波光不同的频率f₊₁及f_-1的边带光的光。其中，f₊₁＝f₀+f_m、f_-1＝f₀-f_m。另外，用频率f_m进行调制时，还会发生更高次成分f₀±2f_m、f₀±3f_m，但在此为了使说明简单而将其无视。

来自光调制器10的输出光由分支构件11b分支成2A及2B两束，其一束2A成为向分支构件11c的输入，另一束2B成为向第2光检测构件14b的输入。向分支构件11c的输入光2A由分支构件11c进一步分支成3A及3B两束，其一束3A作为载波抑制光发生装置1的主输出而向传播路径输出，另一束3B成为向合波构件13的第1输入。此外，向第2光检测构件14b的输入光2B由第2光检测构件14b接收，与其受光功率P2对应的电信号从第2光检测构件14b输出到控制构件17。

相位调制器12根据由未图示的调制信号生成部生成的相位调制信号对来自分支构件11a的分支光1B进行相位调制。由此，从相位调制器12输出进行了相位调制的载波光f_{0_PM}。该进行了相位调制的载波光成为向合波构件13的第2输入。其中，相位调制信号的调制频率f_k相比光调制器10的调制频率f_m足够小时，对最终想要得到的边带光f₊₁及f_-1的影响较少，因此更为优选。例如，相位调制信号的调制频率f_k优选相对于光调制器10的调制频率f_m为1/2以下，进一步考虑到由相位调制器12进行了相位调制的调制信号包含调制频率f_k的整数倍的高次谐波成分，更优选为1/3以下。

另外，相位调制器为了减少因漂移等对干涉信号振幅的影响，存在以Vπ或其以上的高电压进行调制的情况。此时，同时考虑相位调制中的高次谐波成分的影响，优选使调制频率f_k相对于光调制器10的调制频率fm为1/6以下。

例如，若使相位调制器12的调制频率f_k为10Hz左右，则能够使光调制器10的调制频率f_m为100Hz进行驱动并控制，但实际上会通过激光器的线宽(最前端的超窄幅激光器下为1KHz左右)来限制调制器10的调制频率f_m的下限。

向合波构件13的第1输入光3B及第2输入光由合波构件13合波，其合波光成为向第1光检测构件14a的输入。向该第1光检测构件14a的输入光由第1光检测构件14a接收，与其受光功率P1对应的电信号从第1光检测构件14a输出到控制构件17。

在此，向合波构件13的第1输入光3B为载波光f₀和边带光f₊₁及f_-1，向合波构件13的第2输入光为进行了相位调制的载波光f_{0_PM}。因此，该第1输入光3B和第2输入光由合波构件13合波时，第1输入光3B所包含的载波光f₀与作为第2输入光的进行了相位调制的载波光f_{0_PM}会发生干涉，从而仅载波光以调制频率f_k(与进行了相位调制的载波光f_{0_PM}相同的调制频率)被强度调制。载波光f₀和进行了相位调制的载波光f_{0_PM}以两者发生干涉的方式由例如偏波保持光纤调整各自的偏波。另外，偏波的调整优选以能够获得最大的干涉光强度的方式进行调整，即使得不到最大的干涉光强度，只要是能够得到所需的干涉光强度的范围，也没有问题。

因此，从合波构件13输出以频率f_k进行了强度调制的载波光f_{0_IM}以及未被强度调制的边带光f₊₁及f_-1，其结果，如图3所示，在第1光检测构件14a的受光功率P1中出现与进行了强度调制的载波光f_{0_IM}对应的时间波形。

另一方面，第2光检测构件14b的受光功率P2是不发生时间变化的恒定值，表示由载波光f₀和边带光f₊₁及f_-1构成的载波抑制光发生装置1的主输出的功率。

另外，分支构件11a、11b、11c及合波构件13是具有固定的分支比的例如光纤型的光耦合器。此外，第1及第2光检测构件14a、14b由将所接收的光的功率(强度)转换成电信号的光电二极管(PD)构成。

控制构件17基于受光功率P1及P2生成控制信号，并将该控制信号供给到光调制器10，从而控制光调制器10的调制动作。该控制如下文所述，通过单独调整对构成光调制器10的三个马赫-曾德尔光波导(MZ-A、MZ-B、MZ-C)的各电极施加的电压(控制信号)来进行。

接下来参照图2对光调制器10进行说明。图2是光调制器10的构成图。

在该图中，光调制器10具有由以下部分构成的光波导：主马赫-曾德尔光波导(MZ-C)101；设于MZ-C101的一个臂部的第1副马赫-曾德尔光波导(MZ-A)102；设于MZ-C101的另一臂部的第2副马赫-曾德尔光波导(MZ-B)103。进而，在MZ-A102及MZ-B103设置用于调整在各自的两臂部通过的光的相位差的DC电极106a、106b，在MZ-C101设有对在其两臂部(MZ-A102、MZ-B103)通过的光施加偏压的相位差的DC电极104、以及用于对两臂部的通过光以频率f_m进行调制的调制电极105。并且，对DC电极106a、106b、104施加来自控制构件17的电压(控制信号)，对调制电极105经由RF驱动器16施加频率f_m的调制信号。

另外，虽然没有图示，但光调制器10是将上述各要素形成于具有电光学效果的结晶即LN基板上而成的，通过从各电极施加的电场使光波导的折射率发生变化，从而对在光波导通过的光施加相位变化。

在此，若改变对MZ-A102的DC电极106a的施加电压，就可以调整在MZ-A102的各臂部通过的光的相位差。由此，可以改变从MZ-A102输出的光的功率。对于MZ-B103也同样，若改变对MZ-B103的DC电极106b的施加电压，就可以改变从MZ-B103输出的光的功率。

此外，若改变对MZ-C101的DC电极104的施加电压，就可以调整从MZ-A102输出并在MZ-C101的一个臂部通过的光和从MZ-B103输出并在MZ-C101的另一臂部通过的光的相位差。

在通过DC电极104施加了相位差π的情况下，将在MZ-C101的两臂部传播的光合波时，载波光f₀以相反相位干涉，通过调制发生的边带光f₊₁及f_-1以相同相位干涉。结果，光调制器10的输出中，载波光f₀消失，而仅包含边带光f₊₁及f_-1。然而，当MZ-A102和MZ-B103的输出光功率不一致时，相反相位的载波光f₀即使干涉也不会完全抵消，光调制器10的输出中残留有载波光f₀。

因此，在本实施方式的载波抑制光发生装置1中，为了从光调制器10获得抑制了载波光f₀的输出光，基于第1光检测构件14a的受光功率P1和第2光检测构件14b的受光功率P2，以使受光功率P1的时间波形的振幅最小、且受光功率P2最大的方式，由控制构件17控制对各DC电极106a、106b及104的施加电压。

控制的具体顺序由如下的三个阶段的步骤构成。另外，在以下的各步骤中，总是向调制电极105施加调制信号。

首先，调整三个DC电极106a、106b及104的施加电压，设定成受光功率P1的时间波形的振幅最大、且受光功率P2取最大值的状态(第1步骤)。通过该设定，在MZ-A102和MZ-B103中，各自的两臂部的相位差为零，MZ-A102及MZ-B103的输出光功率均变成最大(然而两者的功率不一致)。此外，在MZ-C101中也使两个臂部的相位差(MZ-A102和MZ-B103的输出光的相位差)为零。

然后，在上述状态下调整DC电极104的施加电压，设定成受光功率P1的时间波形的振幅最小(是该阶段下的最小，而非最终的最小)的状态(第2步骤)。通过该设定，在MZ-C101中两个臂部的相位差为π，因此光调制器10的输出光所包含的载波光f₀的功率变成最小。然而，由于MZ-A102及MZ-B103的输出光功率不一致，因此载波光f₀不会完全消失而仍有残留。

最后，轻微调整DC电极106a及106b的施加电压，选择向受光功率P1的时间波形的振幅进一步变小的方向变化的DC电极，通过调整所选择的DC电极的施加电压，而设定成受光功率P1的时间波形的振幅成为最终的最小的状态(第3步骤)。通过该设定，使来自输出光功率较大的副马赫-曾德尔光波导(MZ-A102和MZ-B103的一方)的输出光的功率衰减，与来自另一副马赫-曾德尔光波导(MZ-A102和MZ-B103的另一方)的输出光功率相一致。其结果，来自光调制器10的输出光成为载波光f₀被完全抑制而仅包含边带光f₊₁及f_-1的光。

另外，关于第1分支构件11a的分支比，从第3分支构件11c向合波构件13的输出光强度与相位调制器12的载波光强度相等时，所得到的干涉光的直流成分变少且振幅增大，因此能够更高精度地进行电极偏压的设定。因此，在上述各步骤中为使光调制器10与相位调制器12的载波光强度的比成为大致1:1，可以使用可变型的分支构件。另外，即使第1分支构件11a的分支比固定，只要是不脱离本发明的效果的范围就可以使用。

另外，在进行了上述第1～第3步骤的控制后，可能会因例如环境温度的变化等而使各马赫-曾德尔光波导的输出光的相位状态经时地变动。为了校正该变动量，总是或每隔一定时间反复执行第2及第3步骤的控制，从而能够实时地实现高精度的光调制。

(第2实施方式)

图4是表示本发明的第2实施方式的载波抑制光发生装置1的构成的图。

在该图中，向载波抑制光发生装置1的输入光即频率f₀的光(载波光)由分支构件11a分支成1A及1B两束，其一束1A成为向光调制器10的输入，另一束1B成为向相位调制器12的输入。

光调制器10根据由调制信号生成部15生成的频率f_m的调制信号来调制输入光1A。光调制器10可以使用与第1实施方式同样的装置。

来自光调制器10的输出光由分支构件11c分支成2A及2B两束，其一束2A作为载波抑制光发生装置1的主输出而被输出到传播路径，另一束2B成为向合波构件13的第1输入。

相位调制器12根据由未图示的调制信号生成部生成的相位调制信号对来自分支构件11a的分支光1B进行相位调制。相位调制器12可以使用与第1实施方式同样的装置。由此，从相位调制器12输出进行了相位调制的载波光f_{0_PM}。该进行了相位调制的载波光成为向合波构件13的第2输入。

向合波构件13的第1输入光2B及第2输入光由合波构件13合波，其合波光成为向光检测构件14的输入。向该光检测构件14的输入光由光检测构件14接收。

在此，向合波构件13的第1输入光2B是载波光f₀和边带光f₊₁及f_-1，向合波构件13的第2输入光是进行了相位调制的载波光f_{0_PM}。该第1输入光2B和第2输入光由合波构件13合波时，第1输入光2B所包含的载波光f₀与作为第2输入光的进行了相位调制的载波光f_{0_PM}会发生干涉，从而仅载波光以调制频率f_k(与进行了相位调制的载波光f_{0_PM}相同的调制频率)被强度调制。从合波构件13输出以频率f_k进行了强度调制的载波光f_{0_IM}、以及未被强度调制的边带光f₊₁及f_-1。

从光检测构件14输出与所输入的光强度相应的电信号并被分支为二。分支为二的电信号各自分别成为平均值滤波器18a及f_{0_IM}提取滤波器18b的输入。这些滤波器是为了抑制因电信号中包含的不需要的信号成分导致的控制错误而配置的。平均值滤波器18a通过仅提取预定的频率成分以下的频率成分，而具有从所输入的电信号中输出功率平均值｜f₊₁+f_-1｜的功能。f_{0_IM}提取滤波器18b通过仅提取f_{0_IM}成分(相位调制器的调制频率f_k的整数倍)，而具有从所输入的电信号中输出时间波形的振幅成分f_{0_IM}的功能。从两个滤波器输出的电信号分别成为控制构件17的输入。

在此更详细地说明由f_{0_IM}滤波器18b进行的f_{0_IM}成分的提取。在从光检测构件14向f_{0_IM}滤波器18b输入电信号之前，通过合波构件13使包含边带f₊₁及f_-1的输出光2B与相位调制器12的输出光发生干涉，其干涉光作为具有相位调制器12的调制频率f_k的整数倍的干涉信号的光信号而被光检测构件14检测并转换成电信号。之后，在f_{0_IM}滤波器18b中，从自光检测构件14输出的电信号中仅提取调制频率f_k的整数倍的f_{0_IM}成分。

在载波光f₀的上述干涉信号的成分中不仅包含相位调制器12的驱动的基本波即调制频率f_k的成分，还包含f_k的二倍高次谐波成分、三倍高次谐波成分等高次谐波。输入到载波抑制光发生装置1的载波光f₀从由分支构件11a分支到由合波构件13合波为止的构成是一种光干涉计的构成，根据光调制器10侧的光程与相位调制器12侧的光程的实效光程差(传播的载波光感到的相位差)、驱动相位调制器12的电压，存在高次谐波的成分比基本波f_k的成分大的情况。上述实效光程差(相位差)尤其对二倍高次谐波2f_k的成分的发生带来影响。实效光程差(相位差)为大致90°(相当于光的波长的4分之1)时，二倍高次谐波2f_k的成分较小，但二倍高次谐波2f_k的成分还会随着因上述构成的光干涉计的环境变化、干扰所引起的微小的温度变化、微弱的振动、机械变形等所导致的实效光程差(相位差)的变动而大幅地变化。另一方面，相位调制器12的驱动电压的大小尤其对三倍高次谐波3f_k的成分的发生带来影响，驱动电压越大，三倍高次谐波3f_k的成分越大。另外，关于上述光干涉计的高次谐波成分的发生，记载于非专利文献2。

如上，作为对f_k的高次谐波成分的措施，进行对环境变化、干扰的应对或改变相位调制器12的驱动条件并进行光调制器10的控制最优化时，有效的是不仅是相位调制器12的驱动的基本波f_k的成分，还包含其高次谐波成分在内进行监控。此时，f_{0_IM}滤波器18b可以使基本波成分及其高次谐波成分通过，其输出信号为基本波成分及高次谐波成分混杂的信号。此时，对任何成分均以使时间波形信号的振幅成分最小化的方式控制光调制器10，因此没有控制上的问题。另外，环境变化、干扰的影响较少时或以特定的条件驱动相位调制器12时，当然可以选择基本波成分或特定的高次谐波成分的信号进行光调制器10的控制。此外，相位调制器12的驱动电压较大时，还发生四次以上的高次谐波成分，但其比率与二次、三次的成分相比较小，因此实用上只要提取三次以下的成分就能得到光调制器10的控制所需的信号。

另外，以Vπ或Vπ的整数倍驱动相位调制器12时，具有使由光检测构件14接收的光信号的平均电平稳定化的效果、降低因相位调制器12的漂移引起的不稳定性的效果，并且具有降低二倍高次谐波2f_k的成分的发生的效果。

作为f_{0_IM}提取滤波器18b选择使高次谐波成分通过的滤波器，在改善对因环境变化、干扰引起的光程差的变动的耐性方面、不用特别选择相位调制器12的驱动条件方面是合理的。此外，使包含高次谐波成分在内的成分通过的带通滤波器，设计制造容易且能够以低成本获得，对于降低成本具有优势。平均值滤波器18a和f_{0_IM}提取滤波器18b无需使用独立的装置将来自光检测构件14的输入信号分支来使用，也可以使用输入信号部共用而成为一体的类型的装置，也可以对应于监控时机而在时间上相互切换使用。

另外，作为分支构件11a、11c及合波构件13，可以使用与第1实施方式同样的构件。

控制构件17基于从平均值滤波器18a及f_{0_IM}提取滤波器18b输出的电信号生成控制信号，并将该控制信号供给到光调制器10，从而控制光调制器10的调制动作。该控制与第1实施方式同样地通过单独地调整对构成光调制器10的三个马赫-曾德尔光波导(MZ-A、MZ-B、MZ-C)的各电极施加的电压(控制信号)来进行。

本实施方式中的光调制器10的调制动作通过替代第1实施方式中的第1光检测构件14a的受光功率P1和第2光检测构件14b的受光功率P2，而使用从平均值滤波器18a及f_{0_IM}提取滤波器18b输出的各自的电信号，可以与第1实施方式同样地进行。控制构件17以使从f_{0_IM}提取滤波器18b输出的时间波形的振幅成分f_{0_IM}最小、且从平均值滤波器输出的功率平均值｜f₊₁+f_-1｜最大的方式来控制对各DC电极106a、106b及104的施加电压。由此，在载波抑制光发生装置1中可以从光调制器10获得抑制了载波光f₀的输出光。

第2实施方式的构成与第1实施方式的构成相比可以削减分支构件11b，因此可以使构成简化并且可以削减成本。

此外在平均值滤波器18a中，只要是可以通过仅提取预定的频率成分以下的频率成分输出功率平均值｜f₊₁+f_-1｜的装置即可，但若仅提取f_{0_IM}成分的1/2以下的频率成分，则能够进一步抑制因不需要的信号成分引起的控制错误，因此更为有效。另外，在本实施方式中将来自光检测构件14的电信号分支为二并输入到控制构件17，但也可以不分支为二就输入到控制构件17，且在控制构件17中分支为二并在各自的分支路径上组装上述两种滤波器。

(第3实施方式)

图5是表示本发明的第3实施方式的载波抑制光发生装置1的构成的图。

该实施方式构成为，替代第2实施方式的构成中的合波构件13，采用在将两束输入光合波后以一定的分支比输出两束输出光的合分波构件13A，并使该两束输出光由差动PD等差动型检测构件19接收。

直到向载波抑制光发生装置1的输入光被输入到合分波构件13a为止的构成与第2实施方式相同，因此省略说明。

从分支构件11c及相位调制器12分别向合分波构件13a输入的第1输入光2B及第2输入光由合分波构件13a合波而发生干涉后，作为通过一定的分支比分支的两束分支光M1及M2被输出。作为一束分支光M1，将以频率f_k通过干涉进行了强度调制的载波光f_{0_IM}和未通过干涉进行强度调制的边带光f₊₁及f_-1从合分波构件13a输出，该分支光M1成为向差动型检测构件19的第1光检测构件19a的输入。此外，作为另一束分支光M2，将以频率f_k通过干涉进行了强度调制的载波光即与f_{0_IM}相反相位的f_{-0_IM}和未通过干涉进行强度调制的边带光f₊₁及f_-1从合分波构件13a输出，该分支光M2成为向差动型检测构件19的第2光检测构件19b的输入。

在第1光检测构件19a，接收来自合分波构件13a的分支光M1，并将与其受光功率相应的电信号分支为二而分别输出到加法构件19c及减法构件19d。在第2光检测构件19b，接收来自合分波构件13a的输入光M2，并将与其受光功率相应的电信号分支为二而分别输出到加法构件19c及减法构件18d。

在加法构件19c中，分别输入来自第1光检测构件19a及第2光检测构件19b的电信号，将该两个信号相加并输出，而作为向控制构件17的输入。在减法构件19d中，分别输入来自第1光检测构件19a及第2光检测构件19b的电信号，输出该两个信号的差值，而作为向控制构件17的输入。

另外，合分波构件13a是具有固定的分支比的例如光纤型的光耦合器。此外，第1及第2光检测构件19a、19b由将接收到的光的功率(强度)转换成电信号的光电二极管(PD)构成。

控制构件17基于从差动型检测构件19输出的两个电信号生成控制信号，并将该控制信号供给到光调制器10，从而控制光调制器10的调制动作。该控制与第1实施方式同样地通过单独地调整对构成光调制器10的三个马赫-曾德尔光波导(MZ-A、MZ-B、MZ-C)的各电极施加的电压(控制信号)来进行。

本实施方式中的光调制器10的调制动作通过替代第1实施方式中的第1光检测构件14a的受光功率P1和第2光检测构件14b的受光功率P2，而使用从差动型检测构件19的减法构件19d及加法构件19c分别输出的电信号，可以与第1实施方式同样地进行。控制构件17以使由差动型检测构件19的减法构件19d检测的光功率差值成分的时间波形的振幅f_{0_IM}最小、且根据由差动型检测构件19的加法构件19c检测的光功率成分的DC成分使｜f₊₁+f_-1｜的值最大的方式来控制对各DC电极106a、106b及104的施加电压。由此，在载波抑制光发生装置1中可以从光调制器10获得抑制了载波光f₀的输出光。

在第3实施方式的构成中，不用准备特殊的滤波器就可以将所需的信号成分输入到控制构件17，因此可以使构成简化，并且可以削减成本。

另外，可以与第2实施方式同样地在差动光检测构件19和控制构件17之间配置使功率平均值透过的平均值滤波器、使时间波形的振幅成分f_{0_IM}透过的f_{0_IM}提取滤波器。此时，可以提高S/N并提高控制精度。

以上参照附图对本发明的各实施方式进行了详细说明，但具体的构成不限于上述记载，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种设计变更等。

例如，本发明也可以应用于光调制器的波导构成为单一型马赫-曾德尔光波导的情况。单一型马赫-曾德尔光波导是指在图2、图5或图6中将第1副马赫-曾德尔光波导102和第2副马赫-曾德尔光波导103替换为直线波导的构成。在图6中示出使用了这种波导构成的光调制器10’的载波抑制光发生装置2的构成。该载波抑制光发生装置2是从图1所示的载波抑制光发生装置1省略了分支构件11b和第2光检测构件14b的构成。在本载波抑制光发生装置2中，为了从光调制器10’获得抑制了载波光f₀的输出光，基于第1光检测构件14a的受光功率P1，以使受光功率P1的时间波形的振幅最小的方式由控制构件17控制对DC电极104的施加电压。通过该控制，以使光调制器10’的单一型马赫-曾德尔光波导的两个臂部(相当于图2的主马赫-曾德尔光波导101的两个臂部)的相位差为π的方式调整对DC电极104的施加电压，抑制载波光f₀。

产业利用性

根据本发明，在调制载波光而发生边带光时，可以通过简单且低成本的构成稳定地抑制载波光。以往，载波光和调制边带光的波长差的下限将滤光器的带宽、波长特性限制成陡峭，但在本方式的情况下，可以扩展到载波光的线宽程度。如上所述，本发明可以用于载波抑制光发生装置，在产业上极为有用。

符号说明

1、2…载波抑制光发生装置

10、10’…光调制器

11a、11b、11c…分支构件

12…相位调制器

13…合波构件

13a…合分波构件

14…光检测构件

14a…第1光检测构件

14b…第2光检测构件

15…调制信号生成部

16…RF驱动器

17…控制构件

18a…平均值滤波器

18b…f_{0_IM}提取滤波器

19…差动型检测构件

19a…第1光检测构件

19b…第2光检测构件

19c…加法构件

19d…减法构件

101…主马赫-曾德尔光波导

102…第1副马赫-曾德尔光波导

103…第2副马赫-曾德尔光波导

104…DC电极

105…调制电极

106a、106b…DC电极

Claims

1.一种载波抑制光发生装置，其特征在于，具备：

第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；

光调制器，对上述分支的一束载波光1A进行调制而输出包含边带光的光；

相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；

第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；

第3分支构件，将上述第2分支构件的一束输出光2A分支成3A及3B两束；

合波构件，将上述第3分支构件的一束输出光3B和上述相位调制器的输出光合波；

第1光检测构件，检测上述合波构件的输出光；

第2光检测构件，检测上述第2分支构件的另一束输出光2B；和

控制构件，以使由上述第1光检测构件检测的光功率的时间波形的振幅最小、且由上述第2光检测构件检测的光功率的平均值最大的方式控制上述光调制器。

2.一种载波抑制光发生装置，其特征在于，

具备：第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；

相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；

第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；

合波构件，将上述第2分支构件的一束输出光2B和上述相位调制器的输出光合波；

光检测构件，检测上述合波构件的输出光；

f_{0_IM}滤波器，通过上述合波构件使包含上述边带的输出光2B与上述相位调制器的输出光发生干涉，将其干涉光作为具有上述相位调制器的调制频率f_k的整数倍的干涉信号的光信号而由上述光检测构件检测并转换成电信号后，从自上述光检测构件输出的电信号中仅提取调制频率f_k的整数倍的f_{0_IM}成分；

平均值输出滤波器，从自上述光检测构件输出的上述电信号中仅提取上述调制频率f_k以下的频率成分；和

控制构件，基于来自上述两个滤波器的输出信号，向上述光调制器输出控制信号，

上述控制构件以使来自上述f_{0_IM}滤波器的输出信号的时间波形的振幅最小、且来自上述平均值输出滤波器的输出信号的输出最大的方式向上述光调制器输出控制信号。

3.一种载波抑制光发生装置，其特征在于，

具备：第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；

相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；

第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；

合分波构件，将上述第2分支构件的一束输出光2B和上述相位调制器的输出光合波后，以一定的分支比分支成M1及M2两束；

第1光检测构件，接收从上述合分波构件输出的一束分支光M1，根据其光强度输出电信号；

第2光检测构件，接收从上述合分波构件输出的另一束分支光M2，根据其光强度输出电信号；

加法构件，将来自上述第1光检测构件的电信号和来自上述第2光检测构件的电信号相加并输出；

减法构件，输出来自上述第1光检测构件的电信号与来自上述第2光检测构件的电信号的差值；和

控制构件，基于来自上述加法构件的输出信号和来自上述减法构件的输出信号，向上述光调制器输出控制信号，

上述控制构件以使来自上述减法构件的输出信号的时间波形的振幅最小、且来自上述加法构件的输出信号的DC成分最大的方式向上述光调制器输出控制信号。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的载波抑制光发生装置，其特征在于，上述光调制器是SSB调制器。

5.一种载波抑制光发生装置，其特征在于，具备：

第1分支构件，将所输入的载波光分支成1A及1B两束；

相位调制器，对上述分支的另一束载波光1B进行相位调制；

第2分支构件，将上述光调制器的输出光分支成2A及2B两束；

第1光检测构件，检测上述合波构件的输出光；和

控制构件，以使由上述第1光检测构件检测的光功率的时间波形的振幅最小的方式控制上述光调制器。

6.根据权利要求5所述的载波抑制光发生装置，其特征在于，上述光调制器是单一型马赫-曾德尔光调制器。

7.根据权利要求1所述的载波抑制光发生装置，其特征在于，上述第3分支构件的一束输出光3B和上述相位调制器的输出光以在上述合波构件发生干涉的方式被调整偏波。

8.根据权利要求2、3或6所述的载波抑制光发生装置，其特征在于，上述第2分支构件的一束输出光2B和上述相位调制器的输出光以在上述合波构件或上述合分波构件发生干涉的方式被调整偏波。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的载波抑制光发生装置，其特征在于，上述第1分支构件的分支比可变。