JP2001350128A

JP2001350128A - 光送信器

Info

Publication number: JP2001350128A
Application number: JP2000169535A
Authority: JP
Inventors: Tazuko Tomioka; 多寿子富岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】光干渉計型変調器を用いて逓倍波を発生させ
る手法において、バイアス点安定化フィードバックルー
プを安定に動作させ、制御不能な状態になることを防止
する。【解決手段】変調振幅変動によってバイアス対平均出
力パワーの曲線が変動する影響を避けるため、バイアス
制御ループが安定に動作する変調振幅の範囲内のみでル
ープを動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周期信号を逓倍し
て送信する光送信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報化社会の発展により通信容量が増大
しており、光ファイバ通信は年々高速化している。光通
信に用いるコンポーネントは高速品ほどコストが高く、
低コストなコンポーネントを使用法を工夫して高速信号
に対応させる努力がなされている。

【０００３】例えば、超高速のパイロットキャリアを送
信する光送信器では、大振幅のサブハーモニクスで光干
渉計型変調器を変調することによって、光変調器で逓倍
を行いキャリア周波数で変調された光を得る方法が提案
されている。例えば、ＩＥＥＥＰＨＯＴＯＮＩＣＳ
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．
９，ＮＯ．８，ｐ１１６１， “Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐ
ｔｉｃＭｉｃｒｏｗａｖｅＬｉｎｋＥｍｐｌｏｙ
ｉｎｇＯｐｔｉｃａｌｌｙＡｍｐｌｉｆｉｅｄＥ
ｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃａｌＵｐｃｏｎｖｅｒｔｉｎ
ｇＲｅｃｅｉｖｅｒｓ"，Ｊ．Ｍ．Ｆｕｓｔｅｒ他
などである。図８を用いて簡単に説明する。光干渉計型
変調器、例えばマッハ・ツェンダー型変調器（ＭＺ変調
器）は、入力の印加電圧に対して正弦波状の出力特性を
有する。図中Ａで示した波形のように正弦波状特性の極
大と隣接する極小の間のみに信号を印加すれば、出力波
形は、少々歪が付加されるが大筋もとの波形と同じ波形
となる。しかし、Ｂで示した波形のように極大、極小を
越える波形で駆動すると、もとの波形の周波数を逓倍し
た周波数を中心とした波形が出力される。図のＢの場合
では３逓倍波を中心とした出力が得られる。

【０００４】この手法に関しては、これまでは原理確認
実験レベルであり、光通信商用機で用いる場合に必要な
動作安定性の検討はなされていなかった。例えば、代表
的なＭＺ変調器であるニオブ酸リチウム光導波路型ＭＺ
変調器（ＬＮ−ＭＺ変調器）を商用機で用いる場合に
は、バイアス安定化制御が不可欠である。ＬＮ−ＭＺ変
調器は図８の入出力特性が横軸方向に時々刻々と変動す
るＤＣドリフトという現象があり、信号を常に特定の透
過率を中心に印加するためにバイアス電圧の制御を行
う。従来のバイアス安定化制御は図８Ａのような信号で
駆動する場合に適用可能な手法であり、Ｂのような信号
が印加された場合に適用可能かという検討がなされてい
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光干渉計型変調器を用
いて印加信号の逓倍波を得る方式において、安定動作に
必要な事項の検討がなされていなかった。

【０００６】発明者がこれを検討した結果、従来の安定
化方式をそのまま適用できないことが判明した。図９を
用いてこれを説明する。図９は変調器に単一周波数の変
調信号を印加した場合の光変調器平均出力パワーのバイ
アス点依存性のグラフである。横軸が正規化したバイア
ス点、縦軸が線形任意量の変調器出力平均光パワーであ
る。バイアス点＝０で正弦波状の入出力特性の変曲点に
バイアスした場合に対応し、バイアス点＝１で極大に対
応、バイアス点＝−１で極小に対応している。パラメー
タｍｉ１（変調振幅）は変調信号の正規化振幅を示して
いる。変調信号のピークトゥピークの振幅が光変調器の
正弦波状入出力特性の極大と隣接する極小間の電圧（半
波長電圧）と等しい時ｍｉ１＝１である。図９より、変
調振幅の大きさによって平均出力パワーのバイアス依存
性曲線の傾き（絶対値および極性）が変化することがわ
かる。

【０００７】バイアス点安定化の従来方法の一つに直流
制御（ＤＣ制御）法がある。ＤＣ制御は光変調器出力パ
ワーが所望のパワーとなるように制御する方法である。
光干渉計型変調器で逓倍波を発生させる光送信器では、
図９のように、変調振幅の変化に対してフィードバック
ループの極性と利得が変動するため、変調振幅が変化す
る可能性がある場合ＤＣ制御では安定した制御がかけら
れない。たとえば、変調振幅が変化し、平均出力パワー
曲線の傾きの符号が反転する領域を移行すると、フィー
ドバックループの極性が反転する。ループの極性が反転
すると、正弦波状入出力特性において、所望のバイアス
点から極小または極大を１つ越えた傾きの反転した点に
バイアス電圧がジャンプしてロックする。その後、変調
振幅が元の状態に戻る時、再びループの極性が反転し、
バイアス点がジャンプするが、元のバイアス点の方向に
ジャンプするとは限らず、前回ジャンプしたときと同一
の方向にさらにジャンプする可能性がある。このような
不安定動作を繰り返す内に、制御回路の制御電圧範囲を
越えて制御不能になる可能性がある。もちろん変調振幅
の安定化は不可欠である。しかし、変調振幅安定化回路
の有無に関わらず、例えば、光送信器の電源投入時には
必ず変調振幅は変動し、また、機器の再設定等で一時変
調信号入力を遮断した後に再入力する場合など、変調振
幅が変動する可能性がある。したがって、上述のような
事態が発生する可能性があり、対応策が必要である。

【０００８】本発明は、このような事態を鑑みてなされ
た発明であり、光干渉計型変調器を用いて印加信号の逓
倍波を得る方法の安定動作を保証した光送信器を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、本願第１の発明では、光干渉計型変調器に、
波形の最大と最小の差の電圧が前記光干渉計型変調器の
半波長電圧を越える電気周期信号を印加し、前記周期信
号の逓倍波で変調された光を得る光送信器において、前
記光干渉計型変調器にはバイアス点安定化のための第１
のフィードバックループが付加させており、前記光送信
器は前記周期信号の振幅検出手段を備えており、前記第
１のループは、前記振幅検出手段の出力が所定の範囲内
にある場合のみフィードバック制御を行うことを特徴と
する光送信器を提供する。

【００１０】光干渉計型変調器の正弦波状入出力特性を
利用して逓倍波を得る方法において、本発明では、変調
信号の振幅が所定の範囲内である場合のみ、バイアス安
定化のフィードバックループを動作させる。すなわち、
変調器のバイアス点をＤＣ制御にて制御する場合、所望
の変調振幅の前後に変調振幅がある場合のみループを動
作させ、変調振幅が所定の範囲を逸脱したときにはルー
プ制御を中止する。このようにすることによって、ルー
プ制御を行う時は常に、所望の変調振幅時のフィードバ
ックループの極性及び利得に近い極性および利得での動
作となる。変調振幅が変動してループの特性が著しく変
動するとループ制御を中止するため、バイアス点のジャ
ンプ等不安定な動作が発生しなくなる。その結果、所望
の変調振幅に復帰するときバイアス電圧制御範囲を越え
て制御不能になるといった事態を防止できる。

【００１１】次に所定の範囲の具体的な定義に関して、
本願第２の発明では、前記所定の範囲とは、所望の逓倍
数の逓倍波が最も効率よく発生する前記周期信号の最適
振幅を含み、かつ、前記最適振幅にて前記変調器を変調
する場合の前記第１のフィードバックループの極性と異
なる極性に移行しない範囲であることを特徴とする本願
第１の発明の光送信器を提供する。

【００１２】特定の次数の逓倍波を発生させる場合、そ
の次数が最も効率的に発生する変調振幅（最適振幅）が
規定できる。所定の変調振幅の範囲とは、最適振幅を含
み、かつ、図９のグラフにおいて、最適振幅で変調した
場合と傾きの正負が同一になっている範囲である。その
ような範囲内であれば、変調振幅が変動してもループの
極性が反転してバイアス点がジャンプすることはない。
また、ループ制御を継続しても変調振幅が最適振幅に復
帰したときに必ず元の点に戻ってロックされる。

【００１３】次に、本願第３の発明では、前記光送信器
は、前記周期信号の振幅を制御する第２のフィードバッ
クループを有し、前記第２のループを構成する部品は前
記周期信号が前記変調器に到達する以前の経路に配置さ
れていることを特徴とする本願第１または本願第２の発
明の光送信器を提供する。

【００１４】光干渉計型変調器を用いて逓倍波を発生す
る手法では、変調振幅に依存して所望の逓倍波の発生量
が著しく変化するため、変調振幅の安定化が必要であ
る。一方、逓倍波の発生効率は変調振幅のみでなくバイ
アス点にも依存する。さらに、バイアス点のフィードバ
ックループは変調振幅の大きさに依存して特性が変化す
る。このようにバイアス点と変調振幅が複雑に関連しな
がら逓倍波の発生量が決定しているため、変調振幅安定
化制御を行うとバイアス安定化制御と競合し、発振、ラ
ッチアップなど不安定な動作を起こす可能性がある。

【００１５】そこで、本発明では、変調振幅の安定化に
は、発生した逓倍波の量ではなく、変調信号が変調器に
到達する前の変調信号そのものの大きさを検出する。逓
倍波発生を目的とした光送信器で有ることを考慮すれ
ば、一見、発生した逓倍波の量を検出してフィードバッ
クする方法が望ましいように思われる。しかし、一旦変
調器を通過した信号は変調器のバイアス状態の影響を受
けており、上述のようにバイアス安定化制御ループと競
合する可能性がある。従って、より安定な動作を保証す
るためには、逓倍波の量ではなく、変調器に到達する以
前の変調信号の大きさを検出する方法が優れている。検
出した変調信号の大きさに基づいて変調振幅が一定とな
るようにフィードバックをかける。このようにすること
によって、バイアス点安定化ループと変調振幅安定化ル
ープが競合することなく、双方の安定な制御が可能とな
る。

【００１６】次に本願第４の発明では光干渉計型変調器
に、波形の最大と最小の差の電圧が前記光干渉計型変調
器の半波長電圧を越える電気周期信号を印加して、前記
周期信号の逓倍波で変調された光を得る光送信器におい
て、前記周期信号を増幅して前記変調器に印加する電力
増幅器と、前記変調器の間に、前記周期信号の基本周波
数成分を透過させ、すくなくとも偶数次高調波を除去す
るフィルタを挿入することを特徴とする光送信器を提供
する。

【００１７】本願の方式は変調器を大振幅で駆動するた
め、変調信号を大振幅に増幅する電力増幅器で歪が発生
する可能性がある。光干渉計型変調器を用いて逓倍波を
発生させる方法では、変調信号に偶数次の大きい高調波
があると、逓倍波の発生効率が劣化する。この方法は入
出力特性の対称性を利用する方法であり、偶数次歪のよ
うな波形の対称性を損なう歪があると動作が非効率にな
る。偶数次歪があるとさらに、バイアス電圧対平均出力
パワーの曲線が図９とは異なり、変調振幅を変化させた
複数の曲線が一点で交わらない。図９は歪の無い正弦波
で変調した場合のグラフであるが、２次歪があると仮定
すると図１０のようになる。２次歪の量は、正規化変調
振幅（ｍｉ１）が２．７の場合に、変調信号に含まれる
第２次高調波パワーが基本波パワーより１７ｄＢ小さい
量と規定した。図９と比較して、複数の曲線がバイアス
点＝０の点で交差しないことが判る。一方、逓倍波の発
生効率は、例えば３逓倍波の最大効率で０．８ｄＢ劣化
している。また、３逓倍波の発生効率が最大となるバイ
アス点は０〜＋０．１近傍であるが、図１０から判るよ
うに０〜＋０．１近傍では、曲線の傾きが小さい。従っ
て、平均出力パワーが一定となるようバイアス点にフィ
ードバック制御をかけた場合、変調振幅が少々変動した
だけでバイアス点が大きく揺らいでしまう。

【００１８】そこで本発明では、変調振幅を大振幅に増
幅するための電力増幅器から変調器までの経路に偶数次
高調波の除去機能を有するフィルタを挿入する。このよ
うにすることによって変調信号が変調器に到達するまで
に発生した偶数次歪、主に電力増幅器で発生した２次歪
を除去できる。その結果、逓倍波の発生効率の減少を防
止し、バイアス点フィードバックループの安定動作を保
証することができる。ここで、偶数次高調波を除去する
フィルタとは、偶数次高調波のみを除去するフィルタで
も良いが、入手の容易性を考慮すれば、変調信号の基本
周波数のみを透過し、高調波、特に、次数が低く発生量
の大きい高調波を全て除去するフィルタが望ましい。

【００１９】次に本願第５の発明では、前記光干渉計型
変調器はニオブ酸リチウム基板上に作製された光導波路
によって構成される進行波電極型マッハ・ツェンダー変
調器であることを特徴とする本願第１乃至本願第４の発
明の光送信器を提供する。

【００２０】光干渉計型変調器を用いて逓倍波を発生す
る手法は、変調器に半波長電圧の数倍にも及ぶ大振幅の
信号を印加する。消費電力や扱いの容易性を考慮すれば
変調器に印加する変調振幅は小さい方がよい。逓倍波を
効率よく発生させる正規化変調振幅は所望の逓倍数で決
定しているため、逓倍波の発生量を損なわず変調振幅の
絶対量を小さくするためには半波長電圧の小さい変調器
を用いることが望ましい。

【００２１】そこで本発明では、光干渉計型変調器とし
てニオブ酸リチウム基板上に製作された光導波路によっ
て構成される進行波電極型マッハ・ツェンダー変調器
（ＬＮ−ＭＺ変調器）を用いる。ニオブ酸リチウムはポ
ッケルス定数が大きい物質であって印加電圧に対する屈
折率変化が大きく、さらに、進行波電極を付加した光導
波路形状にすることによって変調効率、すなわち半波長
電圧が改善している。

【００２２】このようにすることによって、より容易に
逓倍波を発生させることが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１に本願第１の発明の実施の形
態を示す。振幅検出手段６によって検出された変調振幅
の大きさによってバイアス点フィードバックループを動
作させるかどうか決定している。光源１から出力された
光は光干渉計型変調器２に入力する。変調信号１１は変
調信号入力５から入力され、振幅検出手段６でその大き
さが検出された後、光干渉計型変調器２の電気信号入力
端子に入力される。振幅検出手段６で検出された変調信
号の大きさである振幅量検出値１０は光干渉計型変調器
２のバイアス点を制御するバイアス制御回路９内のルー
プ回路制御器８に入力される。光干渉計型変調器２の光
出力は光分岐器３によって分岐され、一方は出力光ファ
イバ４へ、他方（分岐光１２）はバイアス制御回路９内
のフィードバックループ回路７に入力される。分岐光１
２はフィードバックループ回路７内で電気信号に変換さ
れて、光干渉計型変調器２の透過率に対応する値に換算
される。ループ回路制御器８に入力された振幅量検出値
１０が、あらかじめ設定された所望の範囲内に入ってい
る場合は、ループ回路制御器８がフィードバックループ
回路７を制御して、フィードバックループを動作させ
る。フィードバックループが動作すると、あらかじめ設
定された目標とする透過率を与えるバイアス点にフィー
ドバック制御される。ループ回路制御器８に入力された
振幅量検出値１０が所望の範囲外である場合、ループ回
路制御器８はフィードバックループ回路７を制御してフ
ィードバックが動作しないようにする。この時、バイア
ス点は、例えば特定の電圧（バイアス点ではない）に固
定するなどしておく。その後、振幅量検出値１０が所定
の範囲内に移行したら、制御目標に対応するバイアス電
圧が制御電圧範囲を越えない初期値から制御を開始す
る。

【００２４】図１では光干渉計型変調器２の平均出力パ
ワーを検出するために光分岐器３によって出力光を分岐
している。光干渉計型変調器の中には、出力光を内部で
モニタできるモニタフォトダイオード（ＰＤ）を内蔵し
ている種類もあり、そのような内蔵ＰＤの出力を代わり
に使用しても良い。以下の実施の形態でも同様である。

【００２５】次に振幅検出手段６の構成について説明す
る。振幅検出手段は、例えばディテクタを内蔵した方向
性結合器のような信号経路に挿入して単体で振幅を検出
できるコンポーネントを使用しても良いし、図２のよう
に、入力を方向性結合器１３等の分岐手段で分岐し、そ
の一方をディテクタで検波してもよい。振幅検出手段６
での振幅量を検出する手段がディテクタであるとき、大
抵の場合、振幅に対して線形な出力は得られない。しか
し、入力された変調振幅の大きさに応じて単調増加また
は単調減少の出力が得られる。従って、ループ回路制御
器８は振幅検出手段６で用いられたディテクタの出力特
性に応じて、所定のの変調振幅範囲に対応する出力電圧
の範囲を設定しておく必要がある。

【００２６】図３にループ回路制御器の構成例を示す。
振幅量検出値１０は２分岐されて、それぞれ２つの比較
器１５−１、１５−２に入力する。比較器１５−１で
は、所定の振幅範囲の最小振幅基準値１（１６−１）と
比較し、最小値より大きければ１を出力する。比較器１
５−２では所定の振幅範囲の最大振幅基準値２（１６−
２）と比較し、最大値より小さければ１を出力する。比
較器１５−１および１５−２の出力を論理積１７に入力
し、双方が１であるとき、すなわち振幅量検出値が最大
値と最小値の間に入っていれば１を出力する。論理積１
７の出力はスイッチ駆動回路１８に入力され、フィード
バックループ回路中のループ開閉スイッチを入力が１で
ある場合のみ閉とし、ループを動作状態にする。

【００２７】図４にフィードバックループ回路の構成例
を示す。光干渉計型変調器２の出力から分岐された分岐
光１２はフォトディテクタ１９で電気信号に変換され
る。フォトディテクタはフォトダイオードと場合によっ
ては初段増幅器により構成される。フォトディテクタ１
９の出力は透過率設定部２０に入力される。透過率設定
部２０の出力は差動増幅器２１に入力されて、透過率基
準値２２と比較される。透過率基準値２２は光干渉計型
変調器に入力される光パワーに対応する値である。図１
において、光源１の出力が常に一定に保たれているなら
ば、定電圧でよい。光源１の出力が変化する場合は、例
えば、光源１の出力パワーモニタＰＤの出力などを使用
する。透過率設定部２０は、所望の透過率において差動
増幅器２１の出力がほぼ０となるように設定する。差動
増幅器２１の出力はスイッチ２４に入力する。スイッチ
２４の出力はループフィルタ２５にて帯域制限されて、
初期値設定回路２６に入力し、バイアスＴ２８を介し
て光干渉計型変調器２に印加される。バイアスＴ２８
が光干渉計型変調器２の電気信号出力端子に接続される
場合、バイアスＴ２８のＲＦ端子はターミネーション
２７にて終端される。スイッチ２４はループ回路制御器
出力のスイッチ駆動信号２３によって開閉が決定する。
スイッチ２４が開であり回路が遮断されている場合、光
干渉計型変調器２に印加される電圧は初期値設定回路２
６の出力で決定する。変調振幅が所望の範囲内に入り、
スイッチ２４が閉になると、差動増幅器２１が出力して
いた誤差信号がスイッチ２４を通過しループフィルタ２
５に入力する。ループフィルタの帯域制限機能のため、
誤差信号は徐々にループフィルタ２５を通過し、初期値
設定回路２６が決定していたバイアス電圧の初期値から
徐々に所望の透過率を与える電圧に変化していく。も
し、その後変調振幅が所望の値から外れた場合は、スイ
ッチ２４が開にされ、バイアス電圧は徐々に初期値設定
回路が決定する初期バイアス値に戻る。

【００２８】このようにして、変調振幅が所定の範囲か
ら外れた場合には、バイアス電圧のフィードバック制御
を中止し、所定の範囲に戻った場合には、必ず所定の初
期値からフィードバック制御を行うようにする。その結
果、変調振幅の変化によるバイアス点フィードバックル
ープの不安定動作によって、バイアス電圧が制御範囲を
越えて制御不能になることを防止できる。

【００２９】変調振幅の所定の範囲は以下のように決定
できる。図９において、例えば正規化変調振幅ｍｉ１＝
２．６７５が所望の逓倍波を最も効率良く発生させると
する。この場合、ｍｉ１＝２．６７５を含み、バイアス
点の変化に対してｍｉ１＝２．６７５と同じ負の傾きを
有する範囲、すなわち、ｍｉ１が１．６〜３．５の範囲
であれば良い。このとき振幅検出手段６のトラッキング
エラーや光干渉計型変調器２の半波長電圧の揺らぎ等を
考慮して、そのような変動があっても絶対に傾きが負の
領域から出ないよう余裕を持たすことが望ましい。トー
タルの変動が例えば±１ｄＢ以内であるならば±１ｄＢ
分の余裕（１．１２、０．８９）を持たせ、１．８〜
３．１の範囲を所定の範囲とすればよい。

【００３０】次に本願第３の発明の実施の形態を図５に
示す。大部分は図１と同様であるが、変調信号入力５か
ら変調信号が光干渉計型変調器２に印加されるまでの経
路で、変調振幅の制御が行われている。具体的には以下
のようである。振幅検出手段６で検出された変調信号の
振幅量検出値１０は一部はバイアス制御回路９に入力さ
れ、一部は変調振幅制御回路３０に入力される。ここ
で、所望の変調振幅に対応する値と比較され、所望の変
調振幅となるように変調信号の経路に挿入された可変減
衰器２９の減衰量を制御する。もし変調振幅が制御無し
でも一定であるならば、このようなフィードバックルー
プは必要ない。しかし、変調信号を十分な振幅に増幅す
るための電力増幅器は温度等によって利得が変化する可
能性があり、振幅制御は必要である。

【００３１】これまでに述べたように、バイアス点安定
化フィードバックループは変調振幅の大きさに依存して
特性が変化するため、変調振幅制御ループとバイアス点
制御ループが重なると双方が競合して動作が不安定にな
る可能性がある。図５の構成のように２つのループが重
ならないように、変調振幅制御ループを光干渉計型変調
器２に変調信号が到達するまでの経路で閉じてしまうこ
とによって、競合による不安定を避けることが可能とな
る。なお、図５では変調振幅制御ループに用いる振幅検
出手段と、バイアス制御ループの制御に使用する振幅検
出手段を共通の振幅検出手段６としているが、個別の振
幅検出手段を縦列に挿入しても良い。

【００３２】図５において、可変減衰器２９の代わりに
可変増幅器を用いてもよい。また、変調信号を十分な大
振幅に増幅するための電力増幅器は可変減衰器２９の
前、または後で振幅検出手段６の前に挿入する。

【００３３】次に本願第４の発明の実施の形態について
説明する。図６はその機能ブロック図である。光源１か
ら出力された光は光干渉計型変調器２に入力する。変調
信号は変調信号入力５から入力し、電力増幅器３１で増
幅された後、フィルタ３２を介して光干渉計型変調器２
の電気信号入力端子に印加される。変調信号が周波数ｆ
の正弦波信号である場合、フィルタ３２は周波数２ｎｆ
（ｎ≧１）の歪を除去する機能を有する。実質的には
偶数次の高調波のみ除去することは難しいため、フィル
タ３２は基本波ｆのみを通過させ、高調波は除去する帯
域通過フィルタまたは低域通過フィルタで十分である。
このとき、電力増幅器の出力する有害な高調波の次数は
限られているため、そのような次数の高調波まで除去で
きれば良い。

【００３４】このようにすることによって、変調信号の
偶数次高調波による逓倍波発生効率の低下およびバイア
ス制御特性の不安定性を防止することが可能となる。

【００３５】図７に本願第１から第３の発明と、本願第
４の発明を同時に実装した第５の実施形態を示す。光源
１から出力された光は光干渉計型変調器２に入力され
る。光干渉計型変調器２の出力光は光分岐器３によって
分岐され、一方は出力光ファイバ４に他方はバイアス制
御回路９に入力され、所望の透過率を与えるバイアス点
に制御される。変調信号は変調信号入力５から入力さ
れ、可変減衰器２９を介して電力増幅器３１で十分な振
幅に増幅される。電力増幅器３１の出力はフィルタ３２
に入力されて、偶数次高調波が除去され、振幅検出手段
６を介して光干渉計型変調器２の電気信号入力端子に印
加される。振幅検出手段６の出力は２分岐され、一方は
変調振幅制御回路に入力される。可変減衰器２９の減衰
量を制御するために使用され、光干渉計型変調器２に印
加される変調振幅を一定に保つ。他方は、バイアス制御
回路９に入力され、変調振幅が所望の範囲に入っている
場合のみフィードバックループを動作させる。なお、図
７では可変減衰器２９が電力増幅器３１の前に挿入され
ているが、電力増幅器の後ろに挿入されていてもよい。
ただし、可変減衰器としてピンダイオードアッテネータ
のようなアクティブコンポーネントを用いた場合、歪を
付加する可能性があるため、可変減衰器２９はフィルタ
３２より前が望ましい。

【００３６】このような構成を取ることによって、逓倍
波を安定に効率良く発生させることが可能となる。

【００３７】以上の実施の形態では使用する光変調器を
光干渉計型変調器と記述してきた。光干渉計型変調器に
は、マイケルソン型、マッハ・ツェンダー型など種々あ
り、本発明はどれでも使用可能である。その中で、ニオ
ブ酸リチウム基板上に製作された進行波電極光導波路型
マッハ・ツェンダー変調器（ＬＮ−ＭＺ変調器）は半波
長電圧が小さく、本発明のような正規化変調振幅が大き
い信号を用いるシステムに適している。ＬＮ−ＭＺ変調
器を用いることによって、消費電力を小さくすることが
でき、系の扱いが容易になる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では光干渉
計型変調器を用いて逓倍波を発生させる手法において、
変調振幅変動によってバイアス対平均出力パワーの曲線
が変動する影響を避けるため、バイアス制御ループが安
定に動作する変調振幅の範囲内のみでループを動作させ
る。このようにすることによって、バイアス点安定化フ
ィードバックループを安定に動作させ、制御不能な状態
になることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す図である。

【図２】図１の振幅検出手段の構成例である。

【図３】図１のループ回路制御器の構成例である。

【図４】本発明の第２の実施形態を示すフィードバック
ループ回路の構成例である。

【図５】本発明の第３の実施形態を示す構成例である。

【図６】本発明の第４の実施形態を示す構成例である。

【図７】本発明の第５の実施形態を示す構成例である。

【図８】従来の光干渉計型変調器を利用して逓倍波を高
効率に発生させる手法を説明する図である。

【図９】従来の変調器出力平均光パワーのバイアス点依
存性が変調振幅に依存することを説明するためのグラフ
である。

【図１０】従来の変調器において、偶数次歪によって動
作が不安定になることを説明するためのグラフである。

【符号の説明】

１光源２光干渉計型変調器３光分岐器４出力光ファイバ５変調信号入力６振幅検出手段７フィードバックループ回路８ループ回路制御器９バイアス制御回路１０振幅量検出値１１変調信号１２分岐光１３方向性結合器１４ディテクタ１５比較器１６振幅基準値１，２１７論理積１８スイッチ駆動回路１９フォトディテクタ２０透過率設定部２１差動増幅器２２透過率基準値２３スイッチ駆動信号２４スイッチ２５ループフィルタ２６初期値設定回路２７ターミネーション２８バイアスＴ２９可変減衰器３０変調振幅制御回路３１電力増幅器３２フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｂ 10/26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光干渉計型変調器に、波形の最大と最小
の差の電圧が前記光干渉計型変調器の半波長電圧を越え
る電気周期信号を印加し、前記周期信号の逓倍波で変調
された光を得る光送信器において、前記光干渉計型変調
器にはバイアス点安定化のための第１のフィードバック
ループが付加させており、前記光送信器は前記周期信号
の振幅検出手段を備えており、前記第１のループは、前
記振幅検出手段の出力が所定の範囲内にある場合のみフ
ィードバック制御を行うことを特徴とする光送信器。
【請求項２】前記所定の範囲とは、所望の逓倍数の逓
倍波が最も効率よく発生する前記周期信号の最適振幅を
含み、かつ、前記最適振幅にて前記変調器を変調する場
合の前記第１のフィードバックループの極性と異なる極
性に移行しない範囲であることを特徴とする請求項１の
光送信器。
【請求項３】前記光送信器は、前記周期信号の振幅を
制御する第２のフィードバックループを有し、前記第２
のループを構成する部品は前記周期信号が前記変調器に
到達する以前の経路に配置されていることを特徴とする
請求項１または請求項２の光送信器。
【請求項４】光干渉計型変調器に、波形の最大と最小
の差の電圧が前記光干渉計型変調器の半波長電圧を越え
る電気周期信号を印加して、前記周期信号の逓倍波で変
調された光を得る光送信器において、前記周期信号を増
幅して前記変調器に印加する電力増幅器と、前記変調器
の間に、前記周期信号の基本周波数成分を透過させ、す
くなくとも偶数次高調波を除去するフィルタを挿入する
ことを特徴とする光送信器。
【請求項５】前記光干渉計型変調器はニオブ酸リチウ
ム基板上に作製された光導波路によって構成される進行
波電極型マッハ・ツェンダー変調器であることを特徴と
する請求項１乃至請求項４のいずれか1項に記載の光送
信器。