JP2001183613A - 光強度変調光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪みのない安定した光出力を持った光信号を
発生することができる光強度変調光源を実現する。 【解決手段】 恒温槽６によって温度が一定に保たれる
ＬＮ変調器５は、半導体レーザ１によって発生される一
定の光強度の光の光強度を変調し被変調光として出力す
る。光分岐器９は、ＬＮ変調器５が出力する被変調光の
一部を分岐しモニタ光として分岐光Ｂ２を出力する。バ
イアス制御回路１２は、分岐光Ｂ２の光強度と予め定め
られた第一の基準値との差によって、ＬＮ変調器５に印
加するバイアス電圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光信号処
理等の分野において用いられ、特に、安定した光出力を
持った光信号を発生させる際に用いて好適な光強度変調
光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信で使用される信号の速度が
より高速になって来ており、従来から光信号の光源とし
て用いられている半導体レーザにおいて内部変調によっ
て光強度を変調する方法では、その固有な特性であるチ
ャープにより光の特性が変化してしまい、光信号の伝送
距離が制限される。そのため、光源の外部で光変調を行
う外部変調によって光の強度を変調して光信号を出力す
る導波路型光強度変調器を用いた光強度変調光源が、そ
の高速性やチャープゼロ、一定範囲内での変調特性の良
好な直線性等の理由により、使用されて来ている。この
導波路型光強度変調器において、その変調特性を示す変
調曲線は、例えば図７に示す変調曲線Ｗ１０のような正
弦波形となる。通常、導波路型光強度変調器の動作点
は、変調曲線の最大光出力の１／２に対応する中点に設
定される場合が多く、バイアス電圧Ｖ１０が導波路型光
強度変調器に印加されることによって変調曲線Ｗ１０の
中点Ｐ１０に動作点が設定される。

【０００３】ところで、導波路型光強度変調器の変調曲
線Ｗ１０は、固定のバイアス電圧Ｖ１０が印加された状
態では、例えば変調曲線Ｗ１１へとシフトして、その動
作点は中点Ｐ１０から点Ｐ１３へとずれてしまう。その
結果、導波路型光強度変調器によって変調された光出力
は、歪んだものとなる。このように導波路型光強度変調
器の変調曲線１０がシフトしてずれた動作点Ｐ１３を変
調曲線Ｗ１１の中点Ｐ１１に補正するための制御を行う
光変調装置として、例えば、特開平５−１００１９４号
公報または特開平５−２４９４１８号公報に記載される
装置が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の光変調装置は、変調曲線Ｗ１１のように光透過特性
（光挿入損失）が変化しない場合には、導波路型光強度
変調器の動作点を補正することができたが、変調曲線Ｗ
１２のように光透過特性（光挿入損失）が変化すること
によって動作点が変調曲線の中点からはずれた場合に
は、そのずれた動作点を補正することはできない。例え
ば、図７に示す変調曲線Ｗ１０が、導波路型光強度変調
器の光挿入損失の変化によって変調曲線Ｗ１２に変わっ
たとする。従来の光変調装置では動作点を点Ｐ１４とし
てしまい、変調曲線Ｗ１２の中点である点Ｐ１２ではな
いため変調ひずみを生じてしまう。そのために、従来の
光変調装置を用いた光強度変調光源は、導波路型光強度
変調器の光挿入損失が変化した場合には、歪みのない安
定した光出力を持った光信号を発生することができない
という問題点があった。本発明は、このような事情を考
慮してなされたもので、その目的は歪みのない安定した
光出力を持った光信号を発生することができる光強度変
調光源を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、導波路型光強度変調器の光強度変調特
性を示す変調曲線が、導波路型光強度変調器に印加され
る直流電圧によって発生する内部電荷が外部印加電界を
打ち消す現象であるＤＣドリフトや、周囲の温度変化に
よってシフトすること、または、周囲の温度変化によっ
て導波路型光強度変調器の光透過特性（光挿入損失）が
変化することの知見に基づき、以下に示す手段を具備し
てなるものである。請求項１に記載の発明は、一定の光
強度の光を発生する光源と、入力される前記光の光強度
を変調し被変調光として出力する光強度変調器と、前記
光強度変調器の温度を一定に保つ恒温手段と、前記光強
度変調器が出力する被変調光の一部を分岐しモニタ光と
して出力する光分岐器と、前記モニタ光を電気信号に変
換して出力する光電変換回路と、予め定められた第一の
基準電圧を発生する第一の電圧発生器と、前記第一の基
準電圧と前記光電変換回路から出力される電気信号の電
圧との差分電圧を増幅する差動増幅器と、前記光強度変
調器に印加する初期バイアス電圧に対応する第二の基準
電圧を発生する第二の電圧発生器と、前記差動増幅器に
よって増幅された差分電圧を前記第二の基準電圧に加算
する加算回路と、前記加算回路からの出力に基づいて前
記光強度変調器にバイアス電圧を印加するバイアス駆動
手段とを具備してなるものである。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記差動増幅器によって増幅された差
分電圧の符号を反転する符号反転手段と、前記差動増幅
器によって増幅された差分電圧と前記符号反転手段によ
って符号が反転された差分電圧とのいずれかを選択する
選択手段とを具備することを特徴とする。請求項３に記
載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明にお
いて、前記第一の基準電圧は、前記光強度変調器から出
力される被変調光の最大光強度の１／２に相当する値で
あることを特徴とする。

【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、前記第一の基準電圧
は、前記第二の基準電圧に低周波交流信号を重畳し、前
記モニタ光に含まれる該低周波交流信号の２倍の周波数
成分がゼロとなる時の前記被変調光の平均光強度に相当
する値であることを特徴とする。請求項５に記載の発明
は、請求項１乃至請求項４に記載の発明において、前記
第二の基準電圧は、前記差動増幅器からの出力電圧をゼ
ロにする値であることを特徴とする。

【０００８】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請
求項５に記載の発明において、低周波信号を発生する低
周波信号発生器と、前記光強度変調器に印加するバイア
ス電圧に前記低周波信号を重畳する重畳手段と、前記モ
ニタ光に含まれる前記低周波信号成分を検波する検波手
段と、前記検波手段から出力される検波出力信号に基づ
いて前記光強度変調器の変調特性の傾きの符号を判別す
る変調特性傾斜判断手段とを具備することを特徴とす
る。請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６に
記載の発明において、前記恒温手段は、前記光強度変調
器が設置され、内部の温度を一定に保持する恒温槽であ
ることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の一
実施形態について説明する。先ず、本発明の一実施形態
に用いられる導波路型光強度変調器の構成と動作につい
て説明する。導波路型光強度変調器においては、ニオブ
酸リチウム（LiNbO3；ＬＮ）結晶の表面にチタン（Ti）
等の金属が拡散されて導波路が形成される。図２は、そ
の導波路型光強度変調器（以下、ＬＮ変調器と称する）
５の構成を示すブロック図である。この図において、ニ
オブ酸リチウム結晶２０の表面に導波路２３、２４が形
成されている。光ファイバ４を介して入力される入力光
は、入力導波路２１を通り、Ｙ分岐２２によって等量の
光に分岐されて、導波路２３と導波路２４へ出力され
る。これら導波路２３、２４へ入力された光は、導波路
２３、２４の近傍に設けられた変調電極２７、２８へ端
子２９または端子３０から印加される信号に応じて、そ
れぞれの光位相が変調される。次いで、それぞれ光位相
が変調された光は、Ｙ合波２５によって合波され、出力
導波路２６を介して光ファイバ８へ光強度の変化を受け
た被変調光として出力される。上述したニオブ酸リチウ
ム結晶２０の表面に形成されたＬＮ変調器チップは、ケ
ース３１に光ファイバ４、８及び端子２９、３０と共に
固定される。

【００１０】図４は、上述したＬＮ変調器５の光強度変
調特性の一例である変調曲線Ｗ１〜Ｗ３を示す波形図で
ある。この図において、ＬＮ変調器５に入力される光の
強度は横軸にとられた印加電圧に応じて、縦軸に示す光
出力へと強度変調される。ＬＮ変調器５の変調曲線は、
変調曲線Ｗ１〜Ｗ３に示すような正弦波形となる。この
ＬＮ変調器５の変調曲線Ｗ１〜Ｗ３において、その動作
点は変調曲線Ｗ１〜Ｗ３の中点であるＰ１〜Ｐ３、Ｐ４
などに設定される。これら中点Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ４などに
おいて、各変調曲線Ｗ１〜Ｗ３の直線性の良い変調特性
が得られる。

【００１１】次に、図１は、本発明の一実施形態の構成
を示すブロック図である。この図において、半導体レー
ザ１は温度制御回路（以下、ＡＴＣ；Auto Temperature
Controlと称する）２によって、その温度が一定に保た
れており、出力する光の波長が安定化される。また、こ
の半導体レーザ１から出力される光は、定出力化回路
（ＡＰＣ；Auto Power Control）３によって安定した光
強度に保たれ、光ファイバ４へ出力される。この光ファ
イバ４には、偏波保持ファイバが用いられており、半導
体レーザ１の出力光の偏光状態は保たれる。この光ファ
イバ４を介してＬＮ変調器５に入力される入力光は、上
述したように光強度が変調された被変調光として光ファ
イバ８に出力され、光分岐器９によって出力光Ｂ１と分
岐光Ｂ２とに分岐される。この光分岐器９によって分岐
された出力光Ｂ１が光ファイバ１７によって伝送される
光信号となる。一方、光分岐器９によって分岐された分
岐光Ｂ２は、光ファイバ１８を介し、モニタ光としてバ
イアス制御回路１２へ入力される。なお、分岐光Ｂ２と
しては、例えば、被変調光の５％程度が光分岐器９によ
って分岐され、残り９５％程度が出力光Ｂ１として出力
される。

【００１２】次いで、変調信号発生器１０によって発生
される変調信号Ａ１は、コネクタ１１に接続されて、Ｌ
Ｎ変調器５の端子２９に入力される。また、バイアス制
御回路１２から出力されるバイアス信号Ａ２は、バイア
スＴ回路１３のコイル１４を介してコネクタ１５に接続
され、ＬＮ変調器５の端子３０に入力される。このバイ
アス信号Ａ２が接続されるバイアスＴ回路１３のコネク
タ１５と反対端は、コンデンサＣ１を介して終端器１６
に接続されており、変調電極２７を介して伝搬される変
調信号Ａ１を無反射で吸収する。このＬＮ変調器５に入
力されるバイアス信号Ａ２は、ＬＮ変調器５の動作点電
圧となり、ＬＮ変調器５の入力光の光強度が変調信号Ａ
１に応じて変調される。例えば、ＬＮ変調器５の変調特
性が図４に示される変調曲線Ｗ１であった場合、バイア
ス信号Ａ２の電圧（バイアス電圧）をＶ１に設定すれ
ば、その動作点は中点Ｐ１となり直線性の良い変調特性
が得られる。この直線性の良い変調特性に設定されたＬ
Ｎ変調器５は、入力される変調信号Ａ１に応じて入力光
の光強度を変調し良好な被変調光を出力する。なお、上
述した本発明の一実施形態においては、ＬＮ変調器５へ
動作点電圧を印加する構成として、終端器１６をバイア
スＴ回路１３に接続する構成を用いたが、この構成に限
定されるものではない。

【００１３】ところで、例えば、ＬＮ変調器５の変調曲
線が図４に示す変調曲線Ｗ１である場合に、バイアス信
号Ａ２の電圧をＶ１に設定し、ＬＮ変調器５の動作点を
中点Ｐ１に設定したとする。すると固定のバイアス電圧
Ｖ１がＬＮ変調器５に印加された状態では、周辺の温度
変化やＤＣドリフトなどにより、変調曲線Ｗ１が、例え
ば変調曲線Ｗ２へとシフトして、ＬＮ変調器５の動作点
は中点Ｐ１から点Ｐ２ａへとずれてしまう。しかしなが
ら、図１に示す本発明の一実施形態においては、ＬＮ変
調器５は恒温槽６内に設置されており、このＬＮ変調器
５が設置された恒温槽６内の温度はＡＴＣ７によって一
定に保たれるので、ＬＮ変調器５の温度も一定に保持さ
れる。したがって、温度が変化することによって、ＬＮ
変調器５の変調曲線がシフトすることを回避することが
できる。なお、恒温槽６内の温度の安定度としては、例
えば、光出力の光強度変化を０．５ｄＢ以内に抑えるた
めには、温度変化を０．５℃以内にする必要がある。

【００１４】次に、温度変化以外のＤＣドリフト等によ
る変調曲線のシフトによってずれたＬＮ変調器５の動作
点が補正されるように、バイアス電圧を制御するバイア
ス制御回路１２について説明する。図３は、バイアス制
御回路１２の構成を示す回路図である。先ず、この図を
参照して、図４に示す変調曲線Ｗ１の中点Ｐ１にＬＮ変
調器５の初期動作点を設定し、変調曲線の傾きの符号が
正である中点に動作点を保持する回路の構成と動作につ
いて説明する。初めに、可変電圧発生器４７が発生する
第二基準信号Ｓ６の電圧は、図４に示す変調曲線Ｗ１の
中点Ｐ１のバイアス電圧Ｖ１に対応する値に設定されて
いる。この図３において、光分岐器９によって分岐され
た分岐光Ｂ２は、光ファイバ１８を介して光電変換回路
４０の光電変換素子４１に入力され、この入力される光
量に比例した電流が光電変換素子４１から出力される。
この光電変換素子４１から出力される電流が、演算増幅
器４２によって抵抗Ｒ１に応じた電圧に変換され、信号
Ｓ１として出力される。

【００１５】次いで、この光電変換回路４０から出力さ
れる信号Ｓ１は差動増幅器４４の負入力端子に接続され
る。また、差動増幅器４４の正入力端子には可変電圧発
生器４３によって発生された第一基準信号Ｓ２が接続さ
れ、この第一基準信号Ｓ２の電圧と負入力端子に接続さ
れる信号Ｓ１の電圧との差分電圧が、利得Ｇの差動増幅
器４４によって増幅され信号Ｓ３として出力される。こ
の第一基準信号Ｓ２と信号Ｓ１との差分電圧は、第一基
準信号Ｓ２の電圧が信号Ｓ１の電圧より大きい場合に正
符号となる。

【００１６】次いで、その差動増幅器４４から出力され
る信号Ｓ３は、スイッチ４５を介して抵抗Ｒ２〜Ｒ４及
び演算増幅器４８から構成される加算回路５０へ入力さ
れ、可変電圧発生器４７が発生する第二基準信号Ｓ６と
加算されて出力される。この加算回路５０から出力され
る信号Ｓ７は、増幅器４９によって変調電極２７、２８
を駆動するに足りる電圧に増幅され、バイアス信号Ａ２
として出力される。なお、ＬＮ変調器５の動作点を変調
曲線の傾きの符号が正である中点に設定した場合には、
スイッチ４５が信号Ｓ３を信号Ｓ４として出力するよう
に、入力端子４５ａと出力端子４５ｃとを接続する。ま
た、ＬＮ変調器５の初期動作点が設定済であり、その動
作点を変調曲線の傾きの符号が初期動作点と同一である
中点に保持するオペレーション状態ではスイッチ５４を
オフにする。

【００１７】さて、上述した可変電圧発生器４３によっ
て発生される第一基準信号Ｓ２の電圧は、変調曲線Ｗ１
の中点Ｐ１にて変調された分岐光Ｂ２の光強度に対応す
る値であり、ＬＮ変調器５の動作点が中点Ｐ１に保持さ
れれば、第一基準信号Ｓ２と信号Ｓ１との差分電圧はゼ
ロとなるので信号Ｓ３の電圧もゼロとなる。一方、この
第一基準信号Ｓ２と信号Ｓ１との間に生じた差分電圧
は、ＬＮ変調器５の動作点のずれを示す。また、この動
作点のずれを示す差分電圧を増幅した信号Ｓ３の電圧符
号は、バイアス電圧を制御する方向と一致している。

【００１８】例えば、図４に示す変調曲線Ｗ１が右方向
へずれて変調曲線Ｗ２となった場合、中点Ｐ１にて変調
された分岐光Ｂ２の光強度に比して、バイアス電圧Ｖ１
に対応する動作点Ｐ２ａの光強度は小さい。したがっ
て、この時の信号Ｓ１の電圧は第一基準信号Ｓ２の電圧
より小さくなり、信号Ｓ３の符号は正となる。この正符
号の信号Ｓ３が第二基準信号Ｓ６の電圧に加算され、バ
イアス信号Ａ２として出力されることによって、バイア
ス電圧はＶ１より大きくなるので、ＬＮ変調器５の動作
点のずれが動作点Ｐ２ａから中点Ｐ２へと右方向へ補正
される。

【００１９】一方、図４に示す変調曲線Ｗ１が左方向へ
ずれて変調曲線Ｗ３となった場合、中点Ｐ１にて変調さ
れた分岐光Ｂ２の光強度に比して、バイアス電圧Ｖ１に
対応する動作点Ｐ３ａの光強度は大きい。したがって、
この時の信号Ｓ１の電圧は第一基準信号Ｓ２の電圧より
大きくなり、信号Ｓ３の符号は負となる。この負符号の
信号Ｓ３が第二基準信号Ｓ６の電圧に加算され、バイア
ス信号Ａ２として出力されることによって、バイアス電
圧はＶ１より小さくなるので、ＬＮ変調器５の動作点の
ずれが動作点Ｐ３ａから中点Ｐ３へと左方向へ補正され
る。このように、第一基準信号Ｓ２と信号Ｓ１との間に
生じた差分電圧をゼロにするように、すなわち、分岐光
Ｂ２の光強度が変調曲線の中点の動作点による光強度に
相当するように、バイアス信号Ａ２の制御が行われるこ
とによって、ＬＮ変調器５の動作点はその変調曲線の中
点に保持される。

【００２０】次に、図４に示す変調曲線Ｗ１の中点Ｐ４
にＬＮ変調器５の初期動作点を設定し、変調曲線の傾き
の符号が負である中点に動作点を保持する場合には、信
号Ｓ３が反転増幅器４６によって符号反転された信号Ｓ
５を信号Ｓ４として出力するように、スイッチ４５の入
力端子４５ｂと出力端子４５ｃとを接続する。また、第
二基準信号Ｓ６の電圧は、図４に示す変調曲線Ｗ１の中
点Ｐ４のバイアス電圧Ｖ４に対応する値に設定されてい
る。また、可変電圧発生器４３によって発生される第一
基準信号Ｓ２の電圧は、変調曲線Ｗ１の中点Ｐ４にて変
調された分岐光Ｂ２の光強度に対応する値である。な
お、その他の回路構成と動作は、上述した変調曲線の傾
きの符号が正である中点に動作点を保持する場合と同様
である。

【００２１】次いで、そのスイッチ４５〜出力される信
号Ｓ４を第二基準信号Ｓ６に加算し、増幅器４９によっ
て増幅後、バイアス信号Ａ２として出力する。したがっ
て、上述した動作点を変調曲線の傾きの符号が正である
中点に保持する場合とは、逆方向にバイアス電圧が制御
されてＬＮ変調器５の動作点のずれが補正されるので、
変調曲線の傾きの符号が負である中点に動作点が保持さ
れることになる。なお、上述したバイアス制御回路１２
において、可変電圧発生器４３によって発生される第一
基準信号Ｓ２の電圧は、予め変調曲線Ｗ１の各点に対応
する値を測定しておき、中点Ｐ１またはＰ４に対応する
測定値が設定される。あるいは、図１に示すバイアス信
号Ａ２として、別途設けた可変電圧発生器により直流電
圧を発生させて、その時の出力光Ｂ１の最大光強度出力
を測定する。次いで、その最大光強度出力の半値の光強
度出力が得られる直流電圧を発生させた状態において、
演算増幅器４２から出力される信号Ｓ１の電圧を測定
し、この測定された値を第一基準信号Ｓ２の電圧とす
る。

【００２２】また、第一基準信号Ｓ２の電圧を決定する
他の方法について以下に述べる。先ず、上記の別途設け
た可変電圧発生器が発生する直流電圧に、低周波交流信
号を重畳してバイアス信号Ａ２とする。次いで、その可
変電圧発生器が発生する直流電圧値を変化させて、信号
Ｓ１に含まれる重畳された低周波交流成分の２倍の周波
数成分がゼロとなるようにする。この時の信号Ｓ１の電
圧の時間平均値を第一基準信号Ｓ２の電圧として設定す
る。この方法は、変調曲線の中点において光強度変調の
２次歪みがゼロとなる特性を利用したものであり、その
変調曲線の中点に対応する第一基準信号Ｓ２の電圧を高
精度に設定することができる。

【００２３】なお、上述したバイアス制御回路１２にお
いて、可変電圧発生器４７によって発生される第二基準
信号Ｓ６の電圧は、任意の初期バイアス電圧に対応して
設定されるものであり、上述した信号Ｓ３の電圧がゼロ
の時にバイアス信号Ａ３の電圧として出力される。ま
た、第二基準信号Ｓ６の電圧は、上記第一基準信号Ｓ２
の電圧が変調曲線Ｗ１の中点Ｐ１またはＰ４に対応する
電圧に設定された状態において、その第二基準信号Ｓ６
の電圧を変化させ、信号Ｓ３の電圧がゼロに成るように
設定される。このようにして設定された第二基準信号Ｓ
６の電圧が、変調曲線Ｗ１の中点Ｐ１またはＰ４に動作
点を設定するバイアス電圧に対応する。

【００２４】次に、図３に示すバイアス制御回路１２に
おいて、図４に示す変調曲線Ｗ１の傾きの符号が正であ
る中点Ｐ１に、ＬＮ変調器５の初期動作点を設定する回
路の構成と動作について説明する。初めに、ＬＮ変調器
５の初期動作点を設定する場合には、スイッチ５４をオ
ンにする。また、変調曲線の傾きの符号が正である中点
にＬＮ変調器５の初期動作点を設定する場合には、スイ
ッチ５３の入力端子５３ａと出力端子５３ｃとを接続
し、スイッチ４５の入力端子４５ａと出力端子４５ｃと
を接続する。先ず、低周波信号発生器５１が発生する低
周波信号Ｓ８は、スイッチ５３及びスイッチ５４を介し
て加算回路５０へ入力される。この加算回路５０によっ
て低周波信号Ｓ８が重畳された信号Ｓ７は、増幅器４９
を介してバイアス信号Ａ２として出力される。次いで、
この低周波信号Ｓ８が重畳されたバイアス信号Ａ２によ
ってバイアスされたＬＮ変調器５の被変調光の分岐光Ｂ
２は、光電変換回路４０によって電気信号に変換された
後、差動増幅器４４によって第一基準信号Ｓ２との差分
電圧が増幅された信号Ｓ３として出力される。この信号
Ｓ３は、低周波信号Ｓ８の低周波成分を含んでおり、コ
ンデンサＣ２によるＤＣカットフィルタによって直流成
分が除去された信号Ｓ１０としてＡＮＤ回路５６へ入力
される。

【００２５】次いで、このＡＮＤ回路５６へ入力された
信号Ｓ１０は、低周波信号Ｓ８が遅延回路５５を介して
入力される信号Ｓ１１との論理積が求められることによ
って検波され、その検波出力信号Ｓ１２がＡＮＤ回路５
６から出力される。この検波出力信号Ｓ１２は、ＲＣフ
ィルタからなる整流回路５７によって直流にされた信号
Ｓ１３として比較器５８へ出力される。この比較器５８
は、入力される信号Ｓ１３の電圧と可変電圧発生器５９
が発生する第三基準信号Ｓ１４の電圧とを比較して比較
信号Ｓ１５を出力する。この可変電圧発生器５９が発生
する第三基準信号Ｓ１４の電圧は、変調曲線Ｗ１の中点
Ｐ１にＬＮ変調器５の動作点がある時に、整流回路５７
から出力される信号Ｓ１３に応じて設定される。したが
って、上記回路構成において、可変電圧発生器４７が発
生する第二基準信号Ｓ６の電圧を変更し、比較器５８か
ら出力される比較信号Ｓ１５が「１」となり、且つ、差
動増幅器４４が出力する信号Ｓ３の電圧平均値がゼロと
なる電圧値に設定すれば、変調曲線Ｗ１の中点Ｐ１にＬ
Ｎ変調器５の初期動作点が設定される。

【００２６】例えば、低周波信号発生器５１から発生さ
れる低周波信号Ｓ８が、図５に示す波形Ｗ５１であった
とする。すると、バイアス信号Ａ２に重畳される低周波
信号は低周波信号Ｓ８と同位相である波形Ｗ５２に示す
信号Ｓ１６である。この状態において、ＬＮ変調器５の
動作点が変調曲線Ｗ１の中点Ｐ４にあれば、差動増幅器
４４の出力である信号４２は、波形Ｗ５３に示す信号４
２−１のように信号Ｓ８とは逆位相となる。この結果、
ＡＮＤ回路５６によって検波された検波出力信号Ｓ１２
は、波形Ｗ５４に示すようにレベルがゼロである信号１
２−１となる。

【００２７】一方、ＬＮ変調器５の動作点が変調曲線Ｗ
１の中点Ｐ１にあれば、差動増幅器４４の出力である信
号４２は、波形Ｗ５５に示す信号４２−２のように信号
Ｓ８と同位相となり、この結果、ＡＮＤ回路５６によっ
て検波された検波出力信号Ｓ１２は、波形Ｗ５６に示す
信号１２−２となる。この信号１２−２が整流回路５７
によって直流とされた信号Ｓ１３は、第三基準信号Ｓ１
４より大きい電圧値となるので、比較器５８の出力であ
る比較信号Ｓ１５は「１」となる。次いで、この初期動
作点が設定された状態でスイッチ５４をオフにすること
によって、上述したように、動作点を変調曲線の傾きの
符号が初期動作点と同一である中点に保持するオペレー
ション状態となる。

【００２８】次に、図４に示す変調曲線Ｗ１の傾きの符
号が負である中点Ｐ４に、ＬＮ変調器５の初期動作点を
設定する場合には、スイッチ５４をオンにし、また、ス
イッチ５３の入力端子５３ｂと出力端子５３ｃとを接続
し、スイッチ４５の入力端子４５ｂと出力端子４５ｃと
を接続する。このように各スイッチが設定されたバイア
ス制御回路１２において、バイアス信号Ａ２は、インバ
ータ回路５２によって低周波信号Ｓ８が符号反転された
信号Ｓ９、反転増幅器４６によって信号Ｓ３が符号反転
された信号Ｓ５及び第二基準信号Ｓ６とが加算回路５０
によって重畳された信号となる。なお、その他の回路構
成と動作は、上述した変調曲線の傾きの符号が正である
中点Ｐ１に、ＬＮ変調器５の初期動作点を設定する場合
と同様である。

【００２９】この状態において、アンド回路５６に入力
される信号Ｓ１０に含まれる低周波成分は、ＬＮ変調器
５の動作点が変調曲線Ｗ１の傾きの符号が負である点に
ある場合には、信号１１と同位相となる。したがって、
上述した変調曲線の傾きの符号が正である中点Ｐ１にＬ
Ｎ変調器５の初期動作点を設定する場合と同じように、
比較器５８から出力される比較信号Ｓ１５が「１」とな
り、且つ、差動増幅器４４が出力する信号Ｓ３の電圧平
均値がゼロとなる電圧値に第二基準信号Ｓ６の電圧を設
定すれば、変調曲線Ｗ１の中点Ｐ４にＬＮ変調器５の初
期動作点が設定される。

【００３０】例えば、低周波信号発生器５１から発生さ
れる低周波信号Ｓ８が、図６に示す波形Ｗ６１であった
とする。すると、バイアス信号Ａ２に重畳される低周波
信号は低周波信号Ｓ８とは逆位相である波形Ｗ６２に示
す信号Ｓ１６となる。この状態において、ＬＮ変調器５
の動作点が変調曲線Ｗ１の中点Ｐ１にあれば、差動増幅
器４４の出力である信号４２は、波形Ｗ６５に示す信号
４２−２のように信号Ｓ８とは逆位相となる。この結
果、ＡＮＤ回路５６によって検波された検波出力信号Ｓ
１２は、波形Ｗ６６に示すようにレベルがゼロである信
号１２−２となる。一方、ＬＮ変調器５の動作点が変調
曲線Ｗ１の中点Ｐ４にあれば、差動増幅器４４の出力で
ある信号４２は、波形Ｗ６３に示す信号４２−１のよう
に信号Ｓ８と同位相となり、この結果、ＡＮＤ回路５６
によって検波された検波出力信号Ｓ１２は、波形Ｗ６４
に示す信号１２−１となる。この信号１２−１が整流回
路５７によって直流とされた信号Ｓ１３は、第三基準信
号Ｓ１４より大きい電圧値となるので、比較器５８の出
力である比較信号Ｓ１５は「１」となる。

【００３１】なお、上述したバイアス制御回路１２にお
いて、スイッチ４５及びスイッチ５３は、変調曲線の傾
きの符号が正である中点にＬＮ変調器５の初期動作点を
設定する場合には、両スイッチの各入力端子４５ａ、５
３ａとその出力端子４５ｃ、５３ｃとが共に接続され、
一方、変調曲線の傾きの符号が負である中点にＬＮ変調
器５の初期動作点を設定する場合には、両スイッチの各
入力端子４５ｂ、５３ｂとその出力端子４５ｃ、５３ｃ
とが共に接続されるように制御される。なお、上述した
ように、本発明の一実施形態のバイアス制御回路１２に
おいては、ＬＮ変調器５の動作点である変調曲線の中点
での光出力レベルを基準として、バイアス電圧を制御す
る。したがって、ＬＮ変調器５の温度が変化してＬＮ変
調器５の光透過特性（光挿入損失）が変化し、バイアス
電圧制御の基準である中点の光出力レベルが変化する
と、ＬＮ変調器５の動作点を変調曲線の中点に保持する
ことができない。

【００３２】例えば、図７に示す変調曲線Ｗ１０が光挿
入損失の変化によって変調曲線Ｗ１２へと変化した場合
において、上記バイアス制御回路１２のバイアス電圧制
御の基準は、変調曲線Ｗ１２の中点Ｐ１２の光出力ＰＷ
１２ではなく、変調曲線Ｗ１０の中点Ｐ１０の光出力Ｐ
Ｗ１０である。その結果、バイアス制御回路１２は、変
調曲線Ｗ１２の中点Ｐ１２ではなく、変調曲線Ｗ１０の
中点Ｐ１０の光出力ＰＷ１０に相当する変調曲線Ｗ１２
の点Ｐ１４へとＬＮ変調器５の動作点を補正してしま
う。しかしながら、上述した本発明の一実施形態におい
ては、ＬＮ変調器５を恒温槽６内に設置し、ＬＮ変調器
５の温度を一定に保つことによって、ＬＮ変調器５の温
度が変化してＬＮ変調器５の光挿入損失が変化すること
を防ぐので、ＬＮ変調器５の動作点を変調曲線の中点に
安定して保持することが可能である。

【００３３】以上が、本発明の一実施形態の説明である
が、上述したように、ＬＮ変調器５を恒温槽６内に設置
し、ＬＮ変調器５の温度を一定に保つことによって、温
度変化による変調曲線のシフトを防ぐことができる。さ
らに、ＬＮ変調器５の温度が変化してＬＮ変調器５の光
挿入損失が変化することも防ぐことができる。また、Ｌ
Ｎ変調器５の光挿入損失は経年変化として多少変化する
が、上述した本発明の一実施形態において、光出力レベ
ルの基準である第一基準信号Ｓ２の電圧とバイアス電圧
の基準である第二基準信号Ｓ６の電圧とを再設定するこ
とによって、経年変化によるＬＮ変調器５の光挿入損失
の変化に対処することが可能である。したがって、上述
した本発明の一実施形態によれば、周囲の温度変化によ
らず、ＬＮ変調器５の動作点を変調曲線の中点に安定し
て保持することが可能となり、歪みのない安定した光出
力を持った光信号を発生することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光強度変調器を恒温槽内に設置し、該光強度変調器の温
度を一定に保つようにしたので、該光強度変調器の温度
が変化して光挿入損失が変化することがないので、周囲
の温度変化によらず、該光強度変調器の動作点を変調曲
線の中点に安定して保持することが可能となり、歪みの
ない安定した光出力を持った光信号を発生することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による光強度変調光源の
構成を示すブロック図である。

【図２】 図１におけるＬＮ変調器５の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】 図１におけるバイアス制御回路１２の構成を
示す回路図である。

【図４】 図２に示すＬＮ変調器５の変調曲線の一例を
示す波形図である。

【図５】 図３に示すバイアス制御回路１２の動作を説
明するための第一の波形図である。

【図６】 図３に示すバイアス制御回路１２の動作を説
明するための第二の波形図である。

【図７】 光挿入損失によって変調曲線が変化した場合
の光変調特性について説明するための波形図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２、７ ＡＴＣ ３ ＡＰＣ ４、８、１７、１８ 光ファイバ ５ ＬＮ変調器 ６ 恒温槽 ９ 光分岐器 １０ 変調信号発生器 １１、１５ コネクタ １２ バイアス制御回路 １３ バイアスＴ回路 １４ コイル １６ 終端器 Ｃ１ コンデンサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の光強度の光を発生する光源と、 入力される前記光の光強度を変調し被変調光として出力
   する光強度変調器と、 前記光強度変調器の温度を一定に保つ恒温手段と、 前記光強度変調器が出力する被変調光の一部を分岐しモ
   ニタ光として出力する光分岐器と、 前記モニタ光を電気信号に変換して出力する光電変換回
   路と、 予め定められた第一の基準電圧を発生する第一の電圧発
   生器と、 前記第一の基準電圧と前記光電変換回路から出力される
   電気信号の電圧との差分電圧を増幅する差動増幅器と、 前記光強度変調器に印加する初期バイアス電圧に対応す
   る第二の基準電圧を発生する第二の電圧発生器と、 前記差動増幅器によって増幅された差分電圧を前記第二
   の基準電圧に加算する加算回路と、 前記加算回路からの出力に基づいて前記光強度変調器に
   バイアス電圧を印加するバイアス駆動手段と、 を具備してなる光強度変調光源。
2. 【請求項２】 前記差動増幅器によって増幅された差分
   電圧の符号を反転する符号反転手段と、 前記差動増幅器によって増幅された差分電圧と前記符号
   反転手段によって符号が反転された差分電圧とのいずれ
   かを選択する選択手段と、 を具備することを特徴とする請求項１に記載の光強度変
   調光源。
3. 【請求項３】 前記第一の基準電圧は、前記光強度変調
   器から出力される被変調光の最大光強度の１／２に相当
   する値であることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の光強度変調光源。
4. 【請求項４】 前記第一の基準電圧は、前記第二の基準
   電圧に低周波交流信号を重畳し、前記モニタ光に含まれ
   る該低周波交流信号の２倍の周波数成分がゼロとなる時
   の前記被変調光の平均光強度に相当する値であることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の光強度変調
   光源。
5. 【請求項５】 前記第二の基準電圧は、前記差動増幅器
   からの出力電圧をゼロにする値であることを特徴とする
   請求項１乃至請求項４に記載の光強度変調光源。
6. 【請求項６】 低周波信号を発生する低周波信号発生器
   と、 前記光強度変調器に印加するバイアス電圧に前記低周波
   信号を重畳する重畳手段と、 前記モニタ光に含まれる前記低周波信号成分を検波する
   検波手段と、 前記検波手段から出力される検波出力信号に基づいて前
   記光強度変調器の変調特性の傾きの符号を判別する変調
   特性傾斜判断手段と、 を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項５に記
   載の光強度変調光源。
7. 【請求項７】 前記恒温手段は、前記光強度変調器が設
   置され、内部の温度を一定に保持する恒温槽であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の光強度変調
   光源。