JP2009089088A - 光変調装置、光変調方法、及び光変調制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、偏波変調処理を行う際の回路の簡素化を図りながらも、光損失を低減できる光変調装置を提供する
【解決手段】光変調装置４は、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する入力信号光の第１の方向の偏波成分及び第２の方向の偏波成分の各々に特定比率の位相シフト量を与える変調器制御信号を供給する変調器駆動制御部１４と、前記変調器制御信号に基づいて、異方性結晶に入射される前記入力信号光の各方向の各偏波成分を、各々異なる位相シフト量にて各々シフトさせて、前記入力信号光を偏波変調するとともに、前記入力信号光を強度変調した強度偏波変調出力信号光を生成する強度偏波変調部２０とを含む
【選択図】図３

Description

本発明は、光変調装置、光変調方法、及び光変調制御プログラムに関する。

光変調装置は、外部変調器用のデバイスとして例えば光送信装置などに用いられる。この種の光変調装置を用いた光送信装置として、例えば以下に示す特許文献１などが挙げられる。特許文献１の光送信装置を図３２に示す。

特許文献１の光送信装置１０００は、図３２に示すように、光源１００２と変調装置１００３と強度変調装置１００４と偏波変調装置１００６とを備えている。変調装置１００３は、光源１００２から出射された信号光を送信データＤに応じた変調をして出力する。強度変調装置１００４は、変調装置１００３からの信号光をクロックＬ１により強度変調して出力する。偏波変調装置１００６は、強度変調装置１００４から出力した信号光を交番信号Ｌ２により偏波変調して出力する。偏波変調装置１００６は、強度変調装置１００４の出力側に併設して利用される。
特開平１１−３５５２１５号公報

しかしながら、特許文献１では、次のような改善すべき点がある。

すなわち、入力信号光に対して偏波状態を変調する偏波変調処理を行うには、強度変調装置１００４の他に偏波変調装置１００６を用意し、２種類の光変調装置が必要となり、偏波変調処理を行う際の部材点数が増大し、光送信装置内に複数の光変調装置が用いられることにより、回路規模が増大して占有面積が増大する、という改善すべき点があった。

また、各光変調装置に送信データＬ１や交番信号Ｌ２を供給し、各光変調装置を駆動するための駆動回路もそれぞれ用意する必要があり、回路が複雑化する、という改善すべき点があった。

さらに、強度変調装置１００４と偏波変調装置１００６の２種類の光変調装置を用いると、強度変調装置１００４と偏波変調装置１００６とを接続して使用することによる接続損失ないしは結合損失などを含む種々の光損失が増大するなどの改善すべき点があった。

本発明は、上記した技術の改善すべき点を解決することを課題としてなされたものであって、その目的とするところは、偏波変調処理を行う際の回路の簡素化を図りながらも、光損失を低減できる光変調装置、光変調方法、及び光変調制御プログラムを提供することにある。

本発明の光変調装置は、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光を入力し、該入力光を変調する変調器本体と、前記変調器本体に入力された入力光の第１方向成分、第２方向成分に各々位相偏移を印加した状態を複数生成し、これらの各状態を組み合わせる制御を制御信号に基づいて行い、前記変調器本体を制御する制御手段とを含むことを特徴としている。

本発明の光変調方法は、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光を入力して光変調を行う光変調方法であって、前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態と、位相偏移を印加しない第３の状態、のいずれかを選択的に取る第１の位相偏移印加制御を行うとともに、前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態、のいずれかを選択的に取る第２の位相偏移印加制御を行うことを特徴としている。

本発明の光変調制御プログラムは、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光を光変調器本体に入力して、前記入力光を光変調する前記光変調器本体を制御する制御装置が備えているコンピュータに実行させる光変調制御プログラムであって、前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態と、位相偏移を印加しない第３の状態、のいずれかを選択的に取る第１の位相偏移印加機能と、前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態、のいずれかを選択的に取る第２の位相偏移印加機能と、を含む機能をコンピュータに実行させることを特徴としている。

本発明によれば、入力光の第１方向成分、第２方向成分に各々位相偏移を印加する各状態を組み合わせることによって、一つの装置にて強度変調と同時に偏波変調を行うことができ、小型化、光損失の低減が図れる。

以下、本発明の好適な実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
〔第１の実施の形態〕
（光変調装置の基本的構成）
先ず、光変調装置の基本的構成を説明する。
光変調装置（例えば図２に示す符号１）は、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光（例えば図２、図３に示す符号Ｓｉｎ）を入力し、該入力光を変調する変調器本体（例えば図２に示す符号２０）を有する。

さらに、光変調装置は、前記変調器本体に入力された入力光の第１方向成分、第２方向成分に各々位相偏移を印加した状態を複数生成し、これらの各状態を組み合わせる制御を制御信号（例えば図２に示す符号Ｖｉｎ）に基づいて行い、前記変調器本体を制御する制御手段（例えば図２に示す符号１４）を有する。

これにより、光変調装置は、入力光の第１方向成分、第２方向成分に各々位相偏移を印加する各状態を組み合わせることによって、一つの装置にて強度変調と同時に偏波変調を行うものことができる。

より具体的には、前記制御手段は、第１の位相偏移印加手段（例えば図２に示す符号１５ａ）と、第２の位相偏移印加手段（例えば図２に示す符号１５ｂ）とを含んで構成することができる。

第１の位相偏移印加手段では、第１の状態〔例えば図１４（Ａ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ａ―１〕と、第２の状態〔例えば図１４（Ｂ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ａ―２〕と、第３の状態〔例えば図１４（Ｃ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ａ―３〕、のいずれかを選択的に取ることができる。

第１の状態は、前記第１方向成分に第１の位相偏移〔例えば図１４（Ａ）に示す３π／４〕を印加し、前記第２方向成分に第２の位相偏移〔例えば図１４（Ａ）に示すπ／４〕を印加する状態である。
第２の状態は、前記第１方向成分に第３の位相偏移〔例えば図１４（Ｂ）に示す−３π／４〕を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移〔例えば図１４（Ｂ）に示す−π／４〕を印加する状態である。
第３の状態は、位相偏移を印加しない状態である。

第２の位相偏移印加手段では、第４の状態〔例えば図１４（Ｃ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ｂ―１〕と、第５の状態〔例えば図１４（Ｄ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ｂ―２〕と、第６の状態〔例えば図１４（Ｅ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ｂ―３〕、のいずれかを選択的に取ることができる。

第４の状態は、前記第１方向成分に第５の位相偏移〔例えば図１４（Ｄ）に示すπ／４〕を印加し、前記第２方向成分に第６の位相偏移〔例えば図１４（Ｄ）に示す３π／４〕を印加する状態である。
第５の状態は、前記第１方向成分に第７の位相偏移〔例えば図１４（Ｅ）に示す−π／４〕を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移〔例えば図１４（Ｅ）に示す−３π／４〕を印加する状態である。
第６の状態は、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移〔例えば図１４（Ｆ）に示すπ〕を印加する状態である。

このようにして、光変調器本体は、第１の状態と第４の状態を組み合わせることにより偏波および強度変調を行うことができる。また、光変調器本体は、第２の状態と第５の状態を組み合わせることにより偏波および強度変調を行うことができる。
すなわち、出力光の前記第１方向成分と前記第２方向成分による合成偏波面方向が、前記第１の状態及び第２の状態に応じて変化する偏波状態となり、かつ、前記合成偏波面方向での振幅が少なくとも前記入力光の振幅よりも大きくなるように、各位相偏移を印加することで偏波および強度変調を行うことができる。

このように、光変調装置では、入力信号光として直線偏波を用い、その偏波状態が第１の方向及び第２の方向に対して特定の角度をなすように入射する。これによって、第１の方向の偏波成分の電気光学効果と、第２の方向の偏波成分の電気光学効果との差を利用して、信号光に強度変調をかけると同時に信号光の偏波状態を変調することができる。この結果、光変調装置は、強度変調と偏波変調とを行うことができる単一の装置として構成できる。また、時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波状態の変調を行うことができる。

（光送信装置の具体的構成）
次に、本発明の「光変調装置」を通信装置の一例である「光送信装置」に適用した光送信装置の具体的構成について、全体構成から説明し、続いて各部の詳細構成について説明することとする。

先ず、本実施の形態の光送信装置の全体構成について、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、本発明における第１実施の形態の光送信装置の全体の概略構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１の光送信装置の詳細構成の一例を示すブロック図である。

本実施の形態の光送信装置１は、図１に示すように、光源部２と、この光源部２からの信号光をデータ入力信号Ｄに応じた変調を行う変調部３と、クロック信号ＣＬに基づいて、前記変調部３にて変調された信号光を入力信号光として入力し強度変調するとともに、時間的に隣り合うビットの互いの偏波方向が交差する偏波変調を行い強度偏波変調出力信号光を生成可能な強度偏波変調器モジュール４と、を含んで構成される。

光源部２は、基準周波数を有する光信号を連続的に出力するものであり、例えば連続発信機能を有する半導体レーザなどにて構成されることが好ましい。

強度偏波変調器モジュール４は、図２に示すように、変調器駆動制御部１４と、強度偏波変調部２０と、を含んで構成される。また、強度偏波変調部２０に入力信号光を入力するための偏波保存光ファイバ１６が、変調部３と強度偏波変調部２０との間を接続する構成としている。

変調器駆動制御部１４は、クロック信号ＣＬに基づいて強度偏波変調部２０に必要な差動駆動電圧を供給する差動駆動信号ＳＤに変換する。この際、変調器駆動制御部１４は、クロック信号ＣＬを１／２分周した入力信号Ｖｉｎを生成し、この入力信号Ｖｉｎを差動増幅することによって、差動駆動信号ＳＤを生成する。

ここで、この入力信号ｉｎは、第１の電圧（例えばＶ）と第２の電圧（例えば−Ｖ）とを交互に繰り返す正弦波として構成することもできる。このような入力信号Ｖｉｎは、変調器制御信号ということもできる。

このようにして、変調器駆動制御部１４は、強度偏波変調部２０に差動駆動信号ＳＤを供給することで、強度偏波変調部２０の駆動制御を行う。変調器駆動制御部１４は、変調器駆動制御手段ないしは制御手段ということもできる。

この変調器駆動制御部１４は、図２に示すように、第１の位相偏移印加手段１５ａと、第２の位相偏移印加手段１５ｂとを含んで構成することができる。

第１の位相偏移印加手段１５ａでは、第１の状態〔例えば図１４（Ａ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ａ―１〕と、第２の状態〔例えば図１４（Ｂ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ａ―２〕と、第３の状態〔例えば図１４（Ｃ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ａ―３〕、のいずれかを選択的に取ることができる。

第１の状態は、前記第１方向成分に第１の位相偏移〔例えば図１４（Ａ）に示す３π／４〕を印加し、前記第２方向成分に第２の位相偏移〔例えば図１４（Ａ）に示すπ／４〕を印加する状態である。
第２の状態は、前記第１方向成分に第３の位相偏移〔例えば図１４（Ｂ）に示す−３π／４〕を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移〔例えば図１４（Ｂ）に示す−π／４〕を印加する状態である。
第３の状態は、位相偏移を印加しない状態である。

第２の位相偏移印加手段１５ｂでは、第４の状態〔例えば図１４（Ｃ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ｂ―１〕と、第５の状態〔例えば図１４（Ｄ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ｂ―２〕と、第６の状態〔例えば図１４（Ｅ）に示す状態を生成するための制御機能である図２に示す符号１５ｂ―３〕、のいずれかを選択的に取ることができる。

第４の状態は、前記第１方向成分に第５の位相偏移〔例えば図１４（Ｄ）に示すπ／４〕を印加し、前記第２方向成分に第６の位相偏移〔例えば図１４（Ｄ）に示す３π／４〕を印加する状態である。
第５の状態は、前記第１方向成分に第７の位相偏移〔例えば図１４（Ｅ）に示す−π／４〕を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移〔例えば図１４（Ｅ）に示す−３π／４〕を印加する状態である。
第６の状態は、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移〔例えば図１４（Ｆ）に示すπ〕を印加する状態である。

第１の位相偏移印加手段１５ａからの一方の駆動信号ＳＤ１と、第２の位相偏移印加手段１５ｂからの他方の駆動信号ＳＤ２とからなる差動駆動信号ＳＤに基づいて、変調器駆動制御部１４は、強度偏波変調部２０を制御する。

偏波保存ファイバ１６は、角度がθ（例えば４５度など）となるように変調部３と強度偏波変調部２０との間に取り付けられる。偏波保存ファイバ１６は、光源部２からの信号光について、特定の直線偏波方向を有する直線偏波信号光の状態を維持する。

強度偏波変調手段としての強度偏波変調部２０は、変調器本体を構成することによって機能するものであり、変調器駆動制御部１４からの差動駆動信号ＳＤに基づいて、直線偏波生成部１６から入力される入力信号光Ｓｉｎを強度変調するとともに、入力信号光Ｓｉｎを偏波変調した強度偏波変調出力信号光を出力信号光Ｓｏｕｔとして生成出力することができる。この強度偏波変調部２０は、強度偏波変調手段ないしは変調器本体ということもできる。

ここで、光変調装置は、最も単純化した単体で構成される場合、強度偏波変調部２０のみで構成することができる。この場合、強度偏波変調部２０は、光変調装置本体ということができる。光変調装置本体には、入力信号光を入力するための光入力端子（不図示）、強度変調及び偏波変調された出力信号光を出力するための光出力端子（不図示）、差動駆動信号ＳＤを入力するための駆動信号入力端子（不図示）、などをそれぞれ備えることができる。

また、光変調装置は、モジュール化して構成される場合、光変調装置本体である強度偏波変調部２０と、変調器駆動制御部１４とで構成することもできる（第１モジュール光変調器）。また、光変調装置は、モジュール化して構成される場合、光変調装置本体である強度偏波変調部２０と、直線偏波生成部１６とで構成することもできる（第２モジュール光変調器）。さらに、光変調装置は、モジュール化して構成される場合、光変調装置本体である強度偏波変調部２０と、変調器駆動制御部１４と、直線偏波生成部１６とで構成することもできる（第３モジュール光変調器）。この場合、強度偏波変調器モジュール４が光変調装置に該当する。さらにまた、光変調装置は、モジュール化して構成される場合、光変調装置本体である強度偏波変調部２０と、直線偏波生成部１６と、光源部２とで構成し、光集積光源とすることもできる（第４モジュール光変調器）。加えて、光変調装置は、モジュール化して構成される場合、光変調装置本体である強度偏波変調部２０と、変調器駆動制御部１４と、直線偏波生成部１６と、光源部２とで構成することもできる（第５モジュール光変調器）。

上述のいずれかのモージュル化して構成された光変調装置は、各部の一部又は全部を回路基板上の複数のユニットとして構成することもできるし、同一半導体プロセスにて製造可能な一体化した光集積回路として構成することもできる。

（強度偏波変調部の詳細構成）
次に、強度偏波変調部及び変調器駆動制御部の詳細構成について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図３は、図２の光送信装置の強度偏波変調部及び変調器駆動制御部の詳細構成の一例を示す構成図である。

強度偏波変調部２０は、図３に示すように、マッハツェンダ干渉計の原理を応用したマッハツェンダ型の光強度変調及び偏波変調を行うものであり、異方性結晶にて形成された基板部２１と、この基板部２１に形成された光導波路２２と、光導波路２２に電圧を印加するための第１の電極２４ａ・第２の電極２４ｂと、を含んで構成される。

変調器駆動制御部１４は、クロック信号ＣＬを分周する分周手段としての分周器１４ａと、分周器１４ａからの信号に基づいて、第１の電極２４ａ・第２の電極２４ｂに電圧ｖ、−ｖを印加するための差動増幅器である差動型ドライバ１４ｂと、を含んで構成される。差動ドライバ１４ｂに入力する信号の入力電圧Vｉｎを、０、Ｖ、−Ｖと変化させることで、信号光の変調を行う。

基板部２１は、電気光学効果部材としての異方性結晶の一例であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等にて形成される。

光導波路２２は、マッハツェンダ型干渉計を構成しており、入射された入力信号光Ｓｉｎが進行する光導波路入力部２２ｃを有する。さらに、光導波路２２は、光導波路入力部２２ｃを進行する信号光が分岐する分岐部２２ｄを有する。さらに、光導波路２２は、分岐部２２ｄにて分岐された一方のアームを構成する第１の光導波路アーム部２４ａを有する。さらに、光導波路２２は、分岐部２２ｄにて分岐された他方のアームを構成する第２の光導波路アーム部２４ｂを有する。さらに、光導波路２２は、これらの第１、第２の各光導波路アーム部２４ａ、２４ｂが合流する合流部２２ｅを有する。さらに、光導波路２２は、合流部２２ｅにて合流された出力信号光Ｓｏｕｔが進行する光導波路出力部２２ｆを有する。

ここで、マッハツェンダー干渉計の原理を用いたマッハツェンダー型変調器（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）は、例えば互いに異なる長さの第１の光導波路アーム部２４ａ、第２の光導波路アーム部２４ｂを有する。

具体的には、第２の光導波路アーム部２４ｂは、第１の光導波路アーム部２４ａよりも長く形成される。この長さは、第２の光導波路アーム部２４ｂを進行する信号光の位相が、第１の光導波路アーム部２４ａを進行する信号光の位相に対して＋πとなるような長さに形成されているものとする。

第１の電極２４ａは、第１の光導波路アーム部２２ａに対応する領域に形成される。第２の電極２４ｂは、第２の光導波路アーム部２２に対応する領域に形成される。

クロック信号Ｄは、分周器１４ａによって１／２のスピードに分周され、さらに、差動ドライバ１４ｂによって増幅される。この際、差動ドライバ１４ｂへの入力信号Ｖｉｎは、第１の電圧（Ｖ）と第２の電圧（−Ｖ）との間で交互に変化する正弦波として構成することが好ましい。

この変調器制御信号としての入力信号Ｖｉｎに基づいて、差動ドライバ１４ｂによって差動駆動信号ＳＤが生成される。そして、第１の電極２４ａおよび第２の電極２４ｂには、差動型ドライバ１４ｂからの差動信号である差動駆動信号ＳＤに基づいて、電圧がそれぞれ印加される。例えば、入力信号Ｖｉｎの電圧がＶの場合には、第１の電極２４ａには印加電圧ｓｖが印加され、第２の電極２４ｂには印加電圧−ｓｖが印加される。

この際、第１の光導波路アーム部２２ａを進行する信号光には、印加電圧分の位相シフト量が付与される。第２の光導波路アーム部２２ｂを進行する信号光には、印加電圧分の位相シフト量に加えて、前記第２の光導波路アーム部２２ｂの余剰長さ分の位相シフト量が加算される。

ところで、図３において、差動ドライバ１４ｂの一方の電圧供給線は、第１の光導波路アーム部２２ａの第１の電極２４ａに印加される電圧を供給するものである。この電圧供給線を介して差動駆動信号ＳＤのうちの一方の駆動信号ＳＤ１（例えば図２）が供給される。

また、差動ドライバ１４ｂの他方の電圧供給線は、第２の光導波路アーム部２２ｂの第２の電極２４ｂに印加される電圧を供給するものである。この電圧供給線を介して差動駆動信号ＳＤのうちの他方の駆動信号ＳＤ２（例えば図２）が供給される。

ここで、前記一方の駆動信号ＳＤ１を供給する変調器駆動制御部１４の機能を、第１の位相偏移印加手段１５ａ（例えば図２）ということもできる。さらに、前記他方の駆動信号ＳＤ２を供給する変調器駆動制御部１４の機能を、第２の位相偏移印加手段１５ｂ（例えば図２）ということもできる。

前記入力信号光Ｓｉｎは、互いに直交する第１の方向の偏波成分及び第２の方向の偏波成分を含む直線偏波信号光である。入力信号光Ｓｉｎは、直線偏波であり、その偏波方向が光変調装置のＴＥモード（第１の方向）およびＴＭモード（第２の方向）に対して特定の角度例えば４５度などの角度をなすように入射される。また、ＴＥモード（第１の方向）での電気光学係数とＴＭモード（第２の方向）での電気光学係数の比率は、例えば３対１等にて構成される。

直線偏波信号光である入力信号光Ｓｉｎは、光導波路入力部２２ｃを進行し、分岐部２２ｄにて分岐される。そして、分岐部２２ｄにて分岐された各々の信号光は、第１の光導波路アーム部２４ａ、第２の光導波路アーム部２４ｂをそれぞれ進行する。

第１の光導波路アーム部２４ａでは、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤにより電圧が印加されることにより、異方性結晶の第１の方向での電気光学係数による電気光学効果（第１の方向での電界ベクトルの大きさに基づく光の屈折率変化）により、前記直線偏波信号光の前記第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）が第１の位相シフト量φ（ＴＥ―ａ)にて位相シフトした第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）を生成する（第１の変調信号光生成機能）。

また、第１の光導波路アーム部２４ａでは、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤにより電圧が印加されることにより、異方性結晶の第２の方向での電気光学係数による電気光学効果（第２の方向での電界ベクトルの大きさに基づく光の屈折率変化）により、前記直線偏波信号光の前記第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）が第２の位相シフト量φ（ＴＭ―ａ）にて位相シフトした第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）を生成する（第２の変調信号光生成機能）。

ここで、第１の方向と第２の方向の電気光学係数の比率が３対１である場合には、第２の位相シフト量は、第１の位相シフト量の３分の１となる。

第２の光導波路アーム部２４ｂでは、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤにより電圧が印加されることにより、異方性結晶の第１の方向での電気光学係数による電気光学効果により、前記直線偏波信号光の前記第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）が、前記第１の位相シフト量〔例えば図４に示すφ（ＴＥ―ａ)が＋（３π）／４など〕と正負が逆の位相シフト量〔例えば−（３π）／４など〕に前記光導波路アーム部の異なる長さ分の位相シフト量〔例えばπなど〕を加えた位相シフト量〔例えば−（π）／４など〕にて位相シフトした第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ｂ）を生成する（第３の変調信号光生成機能）。ここにおいて、位相シフト量φ（ＴＥ―ｂ）は、入力電圧が同一の場合には、前記第２の位相シフト量φ（ＴＭ―ａ）と同一の位相シフト量となっている。

また、第２の光導波路アーム部２４ｂでは、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤにより電圧が印加されることにより、異方性結晶の第２の方向での電気光学係数による電気光学効果により、前記直線偏波信号光の前記第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）が、前記第２の位相シフト量〔例えば図４に示すφ（ＴＭ―ａ)が＋π／４など〕と正負が逆の位相シフト量〔例えば−π／４など〕に前記光導波路アーム部の異なる長さ分の位相シフト量〔例えばπなど〕を加えた位相シフト量〔例えば（３π）／４など〕にて位相シフトした第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ｂ）を生成する（第４の変調信号光生成機能）。ここにおいて、位相シフト量φ（ＴＭ―ｂ）は、入力電圧が同一の場合には、前記第１の位相シフト量φ（ＴＥ―ａ）と同一の位相シフト量となっている。

ここで、加えた電圧（電界）によって生じる屈折率変化に基づいて、光導波路を伝搬する信号光の位相を変化させる「電気光学効果」としては、電場の強さに比例して屈折率が変化するポッケルス効果などが挙げられる。このような電気光学効果を有する電気光学効果部材としては、異方性結晶であることが好ましい。これにより、第１の電極、第２の電極に差動駆動信号を加え、電気光学効果により光導波路の屈折率が差動駆動信号に応じて変化する。また、２つの第１、第２の光導波路アーム部２４ａ、２４ｂに各々印加される電界方向を逆とすることが好ましい。

第２の光導波路アーム部２４ａ、２４ｂが合流する合流部２２ｅでは、前記第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）及び前記第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ｂ）を、前記第１の方向にて合成した第１の方向偏波成分強度変調信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）＋Ｓ（ＴＥ―ｂ）を生成する（第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能）。

また、前記合流部２２ｅでは、前記第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）及び前記第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ｂ）を前記第２の方向にて合成し、第１の方向偏波成分強度変調信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）＋Ｓ（ＴＥ―ｂ）と同一位相となる第２の方向偏波成分強度変調信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）＋Ｓ（ＴＭ―ｂ）を生成する（第２の方向偏波成分強度変調信号光生成機能）。

これにより、光導波路出力部２２ｆでは、第１の方向偏波成分強度変調信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）＋Ｓ（ＴＥ―ｂ）と前記第２の方向偏波成分強度変調信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）＋Ｓ（ＴＭ―ｂ）とにより前記強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔが進行し、出力端より出力することとなる。

この際、第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）＋Ｓ（ＴＥ―ｂ）と前記第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）＋Ｓ（ＴＭ―ｂ）とによる合成偏波面方向が、入力電圧Ｖｉｎが前記第１の電圧（Ｖ）と前記第２の電圧（―Ｖ）とで異なる方向を向く偏波状態（例えば図１１、図１２）となる強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔを生成することができる。この図３に示す強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔは、より詳細には、例えば図１１及び図１２に示すように、電圧Ｖの場合の信号光Ｓ（Ｖ）と、電圧―Ｖの場合の信号光Ｓ（−Ｖ）とは、異なる偏波面方向を向いている。

このようにして、光導波路２２は、経路途中の分岐部２２ｄにて２分岐され、それぞれが電極２４ａおよび電極２４ｂによって電界が印加された後、合流部２２ｅにて再び合波される。

ここで、上述のような各種の信号光を生成する機能は、強度偏波変調部２０が有する機能であることから、強度偏波変調部２０内の機能ブロックとしてまとめることができる。すなわち、強度偏波変調部２０は、第１の変調信号光生成機能、第２の変調信号光生成機能、第３の変調信号光生成機能、第４の変調信号光生成機能、第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能、第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能を有するということもできる。

このうち、第１の変調信号光生成機能、第３の変調信号光生成機能、第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能により、第１の方向の偏波成分の強度変調を行うことができる。また、第２の変調信号光生成機能、第４の変調信号光生成機能、第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能により、第２の方向の偏波成分の強度変調を行うことができる。そして、第１の方向と第２の方向とが合成することにより特定の方向に偏波面方向が向くことになるが、この偏波面方向は入力電圧がＶの場合と、−Ｖの場合で異なる方向を向く。

また、変調器駆動制御部１４は、変調器制御信号生成制御機能と、変調器制御信号供給制御機能と、強度偏波変調信号光生成制御機能とを有するということもできる。変調器制御信号生成制御機能は、光導波路２２に含まれる少なくとも２つの第１、第２の光導波路アーム部２２ａ、２２ｂに差動電圧を印加するための差動駆動信号ＳＤを生成する差動ドライバへの入力信号Ｖｉｎである変調器制御信号を制御する機能である。変調器制御信号供給制御機能は、互いに直交する第１の方向及び前記第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する直線偏波信号光が進行する光導波路２２に、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤを供給する機能である。強度偏波変調信号光生成制御機能は、光変調装置が、前記直線偏波信号光を強度変調するとともに時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なる偏波変調を行う強度偏波変調信号光を生成するように制御する機能である。

ここにおいて、変調器駆動制御部１４のハードウエア構成は、図３に示す分周器と、差動型ドライバと、これらを制御するコンピュータを含むコントロール回路部とにより構成することができる。そして、プログラムの制御によってコンピュータが発揮する複数の機能を、それぞれ構成要素として表現すると、変調器制御信号生成制御機能と、変調器制御信号供給制御機能と、強度偏波変調信号光生成制御機能として表現することができる。変調器駆動制御部１４に備えられているコンピュータがプログラムによって実行されている動的状態（プログラムを構成する各手順を実行している状態）を機能表現した場合、変調器駆動制御部１４内に各機能が構成されることになる。これらの機能は、メモリに記憶されたプログラムとして実現してもよいし、専用の他の電子回路ブロックにより実現してもよい。

（電気光学係数と位相シフト量との関係）
本実施の形態の光変調器は、外部電界に比例して屈折率が変化する１次電気光学効果（ポッケルス効果）を利用している。ニオブ酸リチウム等の強誘電体結晶は、異方性結晶であるので、外部から電界を加えると、結晶軸によって異なる屈折率変化を誘起する。このため、結晶を伝搬する光波の偏波状態が伝搬するにつれて変化する。ここで、印加電界の方向が光の伝搬軸に対して垂直方向であるとする。
ニオブ酸リチウム（ＬＮ）結晶の光学軸をＺ方向とした場合、入射光をＹ方向に沿って入射すると、この結晶は、Ｘ方向の電界成分である偏波光に対しては屈折率ｎ０を、また、Ｚ方向の成分である偏波光に対しては屈折率ｎｅを示す性質を有する。
Ｚ方向に対して４５度の傾きで直線偏光された波長λ０の入射光の振幅をＥｉとすると、結晶中での電界Ｅｘ、Ｅｚは、
Ｅｘ＝（１／√２）ＥｉＣＯＳ（ωｔ−φｘ）、
Ｅｚ＝（１／√２）ＥｉＣＯＳ（ωｔ−φｚ）となる。
ここにおいて、
φｘ＝（２πｎ０Ｙ）／λ０、
φｚ＝（２πｎｅＹ）／λ０とする。
ｘ方向偏光波とｚ方向偏光波とが、異なる伝搬定数を有するため、位相差φｘ―φｚは、ｙ（信号光の進行方向）とともに増大する。
結晶の光学軸（ｚ方向）に沿って変調電圧Ｖを印加すると、結晶の異方性のため、ｘ方向偏光波とｚ方向偏光波に対する電気光学効果が異なり、従って屈折率変化が異なる。それらをΔｎ０、Δｎｅとすると、

Δｎ０＝−（ｎ０^３ｒ_１３Ｖ）／（２ｄ）、
Δｎｅ＝−（ｎｅ^３ｒ_３３Ｖ）／（２ｄ）

ここで、ｒ_１３、ｒ_３３は電気光学係数であり、結晶特有の値となっている。この屈折率変化によって、電極の終端ｙ＝ｌでの位相量は、

φｘ´＝２πｌ（ｎ０＋Δｎ０）／（λ０）、
φｚ´＝２πｌ（ｎｅ＋Δｎｅ）／（λ０）、

本実施の形態では、異方性結晶としてニオブ酸リチウムを用いており、電気光学係数ｒ_１３＝８．６、ｒ_３３＝３０．８、屈折率ｎ０＝２．２８６、ｎｅ＝２．１８０で電圧Ｖが特定の一定値であるとすると、φｚ´とφｘ´の比である（ｎｅ＋Δｎｅ）／（ｎ０＋Δｎ０）は、ほぼ３：１となる。すなわち、第１の方向をＺ軸方向、第２の方向をＸ軸方向とした場合、第１の方向の偏波成分の位相シフト量と、第２の方向の偏波成分の位相シフト量との比率は３：１となる。

また、差動ドライバへの入力として正弦波を用いて、ＣＳ―ＲＺ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ：搬送波抑圧ゼロ復帰）変調を行うことができる。ＣＳＲＺ変調は、光信号をパルス化するとともに、隣接するパルス間で光位相が０もしくはπの２値を交互に変化するように変調することによって長距離伝送で問題となる非線形効果への耐力を増す変調方式である。

ＣＳＲＺ光パルスを生成するには、２つの電極に位相が互いに反転した正弦波の電圧を印加する。両電極の差電圧も正弦波となり、その中心となるバイアス電圧（Ｖｂ）を光透過率が最小となる正弦波の底（最適点）に合致するように設定する。バイアス電圧が最適点に合致している場合、変調器の透過率は印加したクロック電圧の周波数の２倍の周期でオン・オフを繰り返し、ＣＳＲＺ光パルスが出力される。

ここで、強度偏波変調部２０は、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と異なる方向に偏波面方向を有する入力信号光が、異方性結晶部に形成された光導波路に入力され、前記光導波路に電圧が印加されることで前記入力信号光を強度変調および偏波変調した強度偏波変調出力信号光を生成可能としている。

また、前記変調器駆動制御部１４は、前記入力信号光の前記第１の方向の偏波成分及び前記第２の方向の偏波成分の各々に特定比率の位相シフト量を与えるための電圧を供給するものであって、互いに異なる第１の電圧と第２の電圧に交互に変化する変調器制御信号を強度偏波変調手段に供給して該強度偏波変調手段を駆動制御する。

さらに、前記変調器駆動制御部１４は、前記異方性結晶部の前記第１、第２の方向での各電気光学係数に応じた異なる位相シフト量での位相シフトを許容しつつ、前記強度偏波変調出力信号光の前記第１の方向の偏波成分と、前記第２の方向の偏波成分の位相が同一となり、前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分による合成偏波面方向が、前記第１の電圧と前記第２の電圧とで異なる方向を向く偏波状態であって、かつ、前記合成偏波面方向での振幅が前記入力信号光の振幅よりも大きくなるように、前記特定比率の位相シフト量を付与する変調器制御信号を供給することができる。

より詳細には、強度偏波変調部２０は、前記入力信号光が進行する一方の前記光導波路アーム部にて、一方の前記入力信号光の第１の方向の偏波成分の位相を第１の位相シフト量にて位相シフトした第１の変調信号光を生成することができる。

また、強度偏波変調部２０は、一方の前記光導波路アーム部にて、一方の前記入力信号光の第２の方向の偏波成分の位相を前記第１の位相シフト量と異なり前記異方性結晶部の電気光学係数に応じた第２の位相シフト量にて位相シフトした第２の変調信号光を生成することができる。

さらに、強度偏波変調部２０は、前記一方の前記光導波路アーム部より長い他方の前記光導波路アーム部にて、他方の前記入力信号光の第１の方向の偏波成分の位相を、前記第１の位相シフト量と正負が逆の位相シフト量に前記光導波路アーム部の異なる長さ分の位相シフト量を加えた前記第２の位相シフト量にて位相シフトした第３の変調信号光を生成することができる。

さらにまた、強度偏波変調部２０は、前記一方の前記光導波路アーム部より長い他方の前記光導波路アーム部にて、他方の前記入力信号光の第２の方向の偏波成分の位相を、前記第２の位相シフト量と正負が逆の位相シフト量に前記光導波路アーム部の異なる長さ分の位相シフト量を加えた前記第１の位相シフト量にて位相シフトした第４の変調信号光とを生成することができる。

また、強度偏波変調部２０は、前記合流部にて、各々位相シフトされた前記第１の変調信号光と前記第３の変調信号光が合成した第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光を生成することができる。また、強度偏波変調部２０は、前記合流部にて、各々位相シフトされた前記第２の変調信号光と前記第４の変調信号光が合成し前記第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光と同一位相の第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光とを生成することができる。

さらに、強度偏波変調部２０は、前記第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光と前記第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光とによる合成偏波面方向が、前記第１の電圧と前記第２の電圧とで異なる方向を向く偏波状態となる強度偏波変調出力信号光を生成することができる。

（光変調装置の動作の説明）
次に、以上のような構成からなる本実施の形態の光変調装置の動作について、図３、図４、図６、及び図１５を参照しつつ説明する。

本実施の形態に係る光変調方法は、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１方向成分（例えばＴＥ）及び第２方向成分（例えばＴＭ）を有する入力光（Ｓｉｎ）を入力して光変調を行うものである。
この際に、第１の位相偏移印加制御（例えば図１５に示すステップＳ１０４ａ）を行うとともに、第２の位相偏移印加制御（例えば図１５に示すステップＳ１０４ｂ）を行う。

この第１の位相偏移印加制御では、前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態（例えば図１４（Ａ）に示す状態）と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態（図１４（Ｂ）に示す状態）と、位相偏移を印加しない第３の状態（例えば図１４（Ｃ）に示す状態）、のいずれかを選択的に取る制御を行うことができる。

また、第２の位相偏移印加制御では、前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態（例えば図１４（Ｄ）に示す状態）と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態（例えば図１４（Ｅ）に示す状態）と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態（例えば図１４（Ｆ）に示す状態）、のいずれかを選択的に取る制御を行うことができる。

また、本実施の形態に係る光変調方法では、光変調器本体に互いに異なる第１の電圧と第２の電圧とを供給する変調器制御信号に基づく電圧を印加し、前記光変調器本体に入射する入力信号光を強度変調するとともに偏波変調を行うことができる。
この際、前記光変調器本体に、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と異なる方向に偏波方向を有する入力信号光を入射する（例えば図１５に示すステップＳ１０１）。
さらに、前記出力信号光の前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分による合成偏波面方向が、前記第１の電圧と前記第２の電圧とで異なる方向を向く偏波状態であって、かつ、前記合成偏波面方向での振幅が前記入力信号光の振幅よりも大きくなるように、前記入力信号光の前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分とに特定比率の位相シフト量を付与する変調器制御信号（例えば入力信号Ｖｉｎ）を供給することができる（例えば図１５に示すステップＳ１０４ａ、Ｓ１０４ｂ、Ｓ１０５からなる手順）。

さらに、変調器制御信号に基づいて前記直線偏波信号光を強度変調するとともに、前記第１の方向の偏波成分及び前記第２の方向の偏波成分のそれぞれの方向における各電気光学効果に基づいて変調を行うこともできる。
この際、前記第１の方向の偏波成分の位相を第１の位相シフト量、前記第２の方向の偏波成分の位相を前記第１の位相シフト量と異なる第２の位相シフト量にて位相シフトする。
これにより、時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波変調した強度偏波変調出力信号光を生成する（例えば図１５に示すステップＳ１０４ａ、Ｓ１０４ｂ、Ｓ１０５からなる手順）。

また、変調器制御信号は、前記直線偏波信号光を強度変調する。変調器制御信号は、前記第１の方向の偏波成分及び前記第２の方向の偏波成分のそれぞれの方向における異方性結晶の各電気光学係数に基づく位相シフトを許容しつつ、前記強度偏波変調出力信号光の前記第１の方向の偏波成分と、前記第２の方向の偏波成分の位相が同一となるようにする。
さらに、変調器制御信号は、前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分による合成偏波面方向が、前記第１の電圧と前記第２の電圧とで異なる方向を向く偏波状態でとなるようにする。変調器制御信号は、前記合成偏波面方向での振幅が前記入力信号光の振幅よりも大きくなるように、前記特定比率の位相シフト量を付与することができる。

また、本実施の形態に係る光変調方法は、前記光導波路に含まれる少なくとも２つの光導波路アーム部のうち、一方の前記光導波路アーム部にて、一方の前記入力信号光の前記第１の方向の偏波成分の位相が第１の位相シフト量にて位相シフトし（例えば図１５に示すステップＳ１０４ａ）、他方の前記光導波路アーム部にて、他方の前記入力信号光の前記第１の方向の偏波成分の位相が前記第１の位相シフト量と異なる第３の位相シフト量にて位相シフトし（例えば図１５に示すステップＳ１０４ｂ）、前記各光導波路アーム部が合流する合流部にて、各々位相シフトされた各前記第１の方向の偏波成分を合成して前記第１の方向の偏波成分の強度変調を行う（例えば図１５に示すステップＳ１０５）ことを特徴とするものである。

さらに、本実施の形態に係る光変調方法は、変調器制御信号を第１の電圧Ｖと第２の電圧―Ｖとが交互に変化する正弦波として、少なくとも２つの前記光導波路アーム部に前記変調器制御信号を差動ドライバによって差動増幅した差動駆動信号により差動電圧を印加し、前記入力信号光を時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波変調を行うとともに、前記強度偏波変調出力信号光を搬送波抑圧ゼロ復帰信号とする搬送波抑圧ゼロ復帰変調を行うことができる。

以下に、このような光変調方法のより詳細な手順を説明するが、先ず各種の信号光の定義について説明し、続いてそれらの信号光が生成される手順を説明する。

（信号光の定義）
ここにおいて、信号光を、図６に示すように分類して定義している。すなわち、入力信号光をＳｉｎとし、最終的に生成される強度偏波変調出力信号光（或いは単に出力信号光）をＳｏｕｔとする。

入力信号光Ｓｉｎは、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と各々異なる方向に向いた直線偏波方向を有する直線偏波信号光であるから、第１の方向の偏波成分と第２の方向の偏波成分に分解できる。この第１の方向の偏波成分をＳｉｎ（ＴＥ）とし、第２の方向の偏波成分をＳｉｎ（ＴＭ）とする。

光導波路入力部２２ｃでは、第１の方向の偏波成分Ｓｉｎ（ＴＥ）、第２の方向の偏波成分Ｓｉｎ（ＴＭ）を含む直線偏波信号光Ｓｉｎが進行する。

直線偏波信号光Ｓｉｎは、分岐部２２ｄにて、第１の光導波路アーム部２２ａに進行する信号光と、第２の光導波路アーム部２２ｂに進行する信号光に分岐する。第１の光導波路アーム部２２ａでは、第１の方向の偏波成分をＳｉｎ（ＴＥ―ａ）とし、第２の方向の偏波成分をＳｉｎ（ＴＭ―ａ）とする。第２の光導波路アーム部２２ｂでは、第１の方向の偏波成分をＳｉｎ（ＴＥ―ｂ）とし、第２の方向の偏波成分をＳｉｎ（ＴＭ―ｂ）とする。

第１の光導波路アーム部２２ａにおいて、第１の電極２４ａに対応する領域を通過した信号光のうち、第１の方向の偏光成分は、第１の位相シフト量だけ位相がシフトし、第１の変調信号光となる。この第１の変調信号光（ＴＥモードの信号光）をS（ＴＥ―ａ）とする。また、第１の光導波路アーム部２２ａにおいて、第１の電極２４ａに対応する領域を通過した信号光のうち、第２の方向の偏光成分は、第２の位相シフト量だけ位相がシフトし、第２の変調信号光となる。この第２の変調信号光（ＴＭモードの信号光）をS（ＴＭ―ａ）とする。
第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）は、変調後の信号光の第１の方向の偏波成分であり、第１の光導波路アーム部２２ａを合流部２２ｅに向けて進行する。
第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）は、変調後の信号光の第２の方向の偏波成分であり、第１の光導波路アーム部２２ａを第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と異なる位相にて進行する。

第２の光導波路アーム部２２ｂにおいて、第２の電極２４ｂに対応する領域を通過した信号光のうち第１の方向の偏光成分は、第３の位相シフト量だけ位相がシフトし、第３の変調信号光となる。この第３の変調信号光（ＴＥモードの信号光）をS（ＴＥ―ｂ）とする。また、第２の光導波路アーム部２２ｂにおいて、第２の電極２４ｂに対応する領域を進行した信号光のうち第２の方向の偏光成分は、第４の位相シフト量だけ位相がシフトし、第４の変調信号光となる。この第４の変調信号光（ＴＭモードの信号光）をS（ＴＭ―ｂ）とする。
第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、変調後の信号光の第１の方向の偏波成分であり、第２の光導波路アーム部２２ｂを合流部２２ｅに向けて進行する。
第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、変調後の信号光の第２の方向の偏波成分であり、第２の光導波路アーム部２２ｂを第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）と異なる位相にて進行する。

ここで、便宜上、第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）とを合わせた信号光を、第１の偏波状態変調信号光とする。さらに、第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）と第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）とを合わせた信号光を、第２の偏波状態変調信号光とする。

さらに、合流部２２ｅにおいて、第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）とが合成することにより生成された第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光をＳ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）とする。第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、光導波路出力部２２ｆを進行する。

また、合流部２２ｅにおいて、第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）と第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成することにより生成された第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光をＳ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とする。第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光をＳ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、光導波路出力部２２ｆを進行する。

第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔの第１の方向の偏波成分である。第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔの第２の方向の偏波成分である。

そして、これらの第１の位相シフト量、第２の位相シフト量、第３の位相シフト量、第４の位相シフト量をそれぞれ、φ（ＴＥ―ａ)、φ（ＴＭ―ａ）、φ（ＴＥ―ｂ)、φ（ＴＭ―ｂ）とする。

これらの位相と電圧の関係を示したのが図４である。図４は、光変調装置の光導波路の各部における信号光の位相と印加電圧の関係を示している。より詳細には、図４には、図３に示す光導波路アーム部２２ａにて位相シフトされた場合における信号光の位相の状態が示されている。

図４では、第１の位相シフト量であるφ（ＴＥ―ａ)は、印加電圧がＶの場合には、＋３π／４となり、印加電圧が０の場合には、０となり、印加電圧が−Ｖの場合には、−３π／４となる。第３の位相シフト量であるφ（ＴＥ―ｂ)は、印加電圧がＶの場合には、π−（３π／４）となり、印加電圧が０の場合には、πとなり、印加電圧が−Ｖの場合には、π＋（３π／４）となる。第２の位相シフト量であるφ（ＴＭ―ａ)は、印加電圧がＶの場合には、＋π／４となり、印加電圧が０の場合には、０となり、印加電圧が−Ｖの場合には、−π／４となる。第４の位相シフト量であるφ（ＴＭ―ｂ)は、印加電圧がＶの場合には、π−（π／４）となり、印加電圧が０の場合には、πとなり、印加電圧が−Ｖの場合には、π＋（π／４）となる。

本実施の形態では、図４に示すように、特定の入力電圧の場合、第３の位相シフト量が第２の位相シフト量と同一となるようしている。第２の光導波路アーム部２２ｂを第１の光導波路アーム部２２ａより長く形成することによって、第２の光導波路アーム部２２ｂを進行する信号光には前記電圧による位相差に加えてπだけづれるようにしてあるからである。同様の理由によって、第４の位相シフト量が第１の位相シフト量と同一となるようしている。

（強度変調と偏波変調を単一の変調器で行うための技術的原理）
図８には、入力電圧に応じた信号光の状態が示されている。同図（Ａ）は、入力電圧０でのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧０でのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。

ここで、入力電圧は、差動ドライバ１４ｂへの入力信号Ｖｉｎにおける入力電圧を意味する。また、入力信号Ｖｉｎは、少なくとも第１の電圧（Ｖ）を供給する期間と、第２の電圧（―Ｖ）を供給する期間を有する信号であるとする。

図８（Ａ）及び図４に示すように、入力電圧が０の場合には、ＴＥモードにおいては、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の位相シフト量は０で、信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）の位相シフト量はπであるので、これらが合流部にて合流して信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）とが合成することによって生成された信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、互いに打ち消しあって０となる。すなわち、ＴＥモードの信号光の位相φ（ＴＥ―ａ）と位相φ（ＴＥ―ｂ）とは、互いにπだけずれている。このため、出力信号光ＳｏｕｔのＴＥモード成分S（ＴＥ―ａ）とＳ（ＴＥ―ｂ）は、お互いに打ち消しあってゼロとなる。

入力電圧が０の場合でＴＭモードにおいても、図８（Ｂ）及び図４に示すように、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）の位相シフト量は０で、信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）の位相シフト量はπであるので、これらが合流部にて合流して信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成することによって生成された信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、互いに打ち消しあって０となる。すなわち、ＴＭモードの信号光の位相φ（ＴＭ―ａ）と位相φ（ＴＭ―ｂ）とは、互いにπだけずれている。このため、出力信号光ＳｏｕｔのＴＭモード成分S（ＴＭ―ａ）とＳ（ＴＭ―ｂ）は、お互いに打ち消しあってゼロとなる。

図９には、入力電圧に応じた信号光の状態が示されている。同図（Ａ）は、入力電圧ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。

図９（Ａ）及び図４に示すように、入力電圧がＶの場合には、ＴＥモードにおいては、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の位相シフト量は３π／４で、信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）の位相シフト量はπ―３π／４であるので、これらが合流部にて合流して信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）とが合成することによって生成された信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、図９（Ａ）に示す太線に示すような合波となる。

また、図９（Ｂ）及び図４に示すように、入力電圧がＶの場合でＴＭモードにおいては、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）の位相シフト量はπ／４で、信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）の位相シフト量はπ―π／４であるので、これらが合流部にて合流して信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成することによって生成された信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、図９（Ｂ）に示す太線に示すような合波となる。

ここで、入力電圧Ｖを加えた場合、ＴＥモードにおいては、ＴＥモードの信号光の位相φ（ＴＥ―ａ）は、３π／４シフトし、φ（ＴＥ―ｂ）は、−３π／４シフトする。また、入力電圧Ｖを加えた場合、ＴＭモードにおいては、ＴＭモードの信号光の位相シフト量は、ＴＥモードの信号光の位相シフト量に比べて１／３であり、φ（ＴＭ―a)は、π／４シフトし、φ（ＴＭ―ｂ)は、−π／４シフトする。さらに、各光導波路アーム部の長さの差による位相差πを加えると、図４に示すようになる。この結果、上述のような合波を生成することが可能となる。

図１０には、入力電圧に応じた信号光の状態が示されている。同図（Ａ）は、入力電圧―ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧―ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。

図１０（Ａ）及び図４に示すように、入力電圧が−Ｖの場合には、ＴＥモードにおいては、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の位相シフト量は−３π／４で、信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）の位相シフト量はπ＋３π／４であるので、これらが合流部にて合流して信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）とが合成することによって生成された信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、図１０（Ａ）に示す太線に示すような合波となる。

また、図１０（Ｂ）及び図４に示すように、入力電圧が−Ｖの場合でＴＭモードにおいては、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）の位相シフト量は−π／４で、信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）の位相シフト量はπ＋π／４であるので、これらが合流部にて合流して信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成することによって生成された信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、図１０（Ｂ）に示す太線に示すような合波となる。

ここで、入力電圧−Vを加えた場合、ＴＥモードにおいては、ＴＥモードの信号光の位相φ（ＴＥ―a）は、―３π／４シフトし、φ（ＴＥ―ｂ)は、３π／４シフトする。また、印加電圧−Vを加えた場合、ＴＭモードにおいては、ＴＭモードの信号光の位相シフト量は、ＴＥモードの信号光の位相シフト量に比べて１／３であり、φ（ＴＭ―a)は、―π／４シフトし、φ（ＴＭ―ｂ)は、π／４シフトする。さらに、各光導波路アーム部の長さの差による位相差πを加えると、図４に示すようになる。この結果、上述のような合波を生成することが可能となる。

従って、入力電圧がＶ（第１の電圧）の場合には、図９（Ａ）に示す信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と、図９（Ｂ）に示す信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが０又はπの位相差で合成することになる。このため、図１１（Ａ）に示すように、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成されると、その偏波面方向は、符号Ｓ（Ｖ）にて示される方向に向くことになる。

一方、入力電圧がＶ（第２の電圧）の場合には、図１０（Ａ）に示す信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と、図１０（Ｂ）に示す信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが０又はπの位相差で合成することになる。このため、図１１（Ｂ）に示すように、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成されると、その偏波面方向は、符号Ｓ（―Ｖ）にて示される方向に向くことになる。

差動ドライバ１４ｂの入力信号Ｖｉｎは、少なくとも第１の電圧Ｖを供給する期間と、第２の電圧―Ｖを供給する期間を有する信号としている。これによって、第１の電圧Ｖによる印加状態としたときの偏波面方向と、第２の電圧―Ｖによる印加状態としたときの偏波面方向が形成される。
このため、偏波面方向が、図１１（Ａ）に示す符号Ｓ（Ｖ）の方向を向く場合と、図１１（Ｂ）に示す符号Ｓ（−Ｖ）の方向を向く場合が生じる。

前記入力信号Ｖｉｎの一例として、第１の電圧Ｖと第２の電圧―Ｖとの間で変化する正弦波、矩形波などとした場合には、周期的に第１の電圧Ｖと第２の電圧―Ｖによる印加状態が交互に繰り返される。
このため、偏波面方向も、図１１（Ａ）に示す符号Ｓ（Ｖ）の方向と図１１（Ｂ）に示す符号Ｓ（−Ｖ）の方向とが交互に繰り返される。

さらに、本実施の形態では、差動ドライバへの入力信号Ｖｉｎとして正弦波を用いると、ＣＳＲＺ（キャリア抑圧Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）変調を行うことができる。すなわち、図１３に示すように、正弦波の電圧を印加する場合に、バイアス電圧を光透過率が最小となる正弦波の底（最適点）に合致するように設定する。バイアス電圧が最適点に合致している場合、変調器の透過率は、印加したクロック電圧の周波数の２倍の周期でオン・オフを繰り返し、ＣＳＲＺ光パルスとして出力される。

このため、出力される信号光は、図１２に示すように、電圧Ｖの場合にはＳ（Ｖ）の偏波面方向を有し、電圧―Ｖの場合には、前記偏波面方向と異なるＳ（−Ｖ）の偏波面方向を有するもととして出力される。

いま述べた事項を表にまとまめると図５のようになる。図５では、出力信号光ＳｏｕｔのＴＥモード成分Ｓ（ＴＥ―ａ）+Ｓ（ＴＥ―ｂ）、および出力信号光ＳｏｕｔのＴＭモード成分Ｓ（ＴＭ―ａ）+Ｓ（ＴＭ―ｂ）と、各電圧との関係が示されている。
図５では、第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、印加電圧がＶの場合には、＋√２ｓｉｎ(ωｔ)となり、印加電圧が０の場合には、０となり、印加電圧が−Ｖの場合には、＋√２ｓｉｎ（ωｔ）となる。
また、第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、印加電圧がＶの場合には、−√２ｓｉｎ（ωｔ）となり、印加電圧が０の場合には、０となり、印加電圧が−Ｖの場合には、＋√２ｓｉｎ（ωｔ）となる。ここで、ωは、角周波数、ｔは、時間を示す。

入力電圧がＶの場合、図５に示すように、出力信号光ＳｏｕｔのＴＥモード成分は、＋√２ｓｉｎ(ωｔ)となり、出力信号光ＳｏｕｔのＴＭモード成分は、−√２ｓｉｎ（ωｔ）となる。
入力電圧がーＶの場合、出力信号光ＳｏｕｔのＴＥモード成分は、＋√２ｓｉｎ(ωｔ)となり、ＴＭモード成分は、＋√２ｓｉｎ(ωｔ)となる。
このように、印加電圧０の場合、出力信号光Ｓｏｕｔはゼロになり、印加電圧V及び印加電圧−Vの場合、出力信号光Ｓｏｕｔの偏波状態は互いに直交する。

（光変調装置における各位相遷移の状態について）
以上のような技術的原理に基づいて、本実施の形態の光変調装置１における各位相遷移の状態を示すと、図１４のようになる。
図１４は、光送信装置における各位相偏移の状態を説明する説明図であって、同図（Ａ）は第１の状態を示し、同図（Ｂ）は第２の状態を示し、同図（Ｃ）は第３の状態を示し、同図（Ｄ）は第４の状態を示し、同図（Ｅ）は第５の状態を示し、同図（Ｆ）は第６の状態を示す。

ところで、図３において、差動ドライバ１４ｂの一方の電圧供給線は、第１の光導波路アーム部２２ａの第１の電極２４ａに印加される電圧を供給するものである。この電圧供給線を介して差動駆動信号ＳＤのうちの一方の駆動信号ＳＤ１（例えば図２）が供給される。

また、差動ドライバ１４ｂの他方の電圧供給線は、第２の光導波路アーム部２２ｂの第２の電極２４ｂに印加される電圧を供給するものである。この電圧供給線を介して差動駆動信号ＳＤのうちの他方の駆動信号ＳＤ２（例えば図２）が供給される。

ここで、前記一方の駆動信号ＳＤ１を供給する変調器駆動制御部１４の機能を、第１の位相偏移印加手段１５ａ（例えば図２）ということもできる。さらに、前記他方の駆動信号ＳＤ２を供給する変調器駆動制御部１４の機能を、第２の位相偏移印加手段１５ｂ（例えば図２）ということもできる。

この第１の位相偏移印加手段１５ａは、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１方向成分（例えばＴＥ）及び第２方向成分（例えばＴＭ）を有する入力光に対して、第１の状態〔例えば図１４（Ａ）に示す状態〕、第２の状態〔例えば図１４（Ｂ）に示す状態〕、第３の状態〔例えば図１４（Ｃ）に示す状態〕のいずれかを選択的に取ることができる。
このため、第１の位相偏移印加手段１５ａは、図２のブロック図に示されるように、第１の状態１５ａ―１、第２の状態１５ａ−２、第３の状態１５ａ−３を含む構成とすることもできる。

第１の位相偏移印加手段１５ａは、第１の状態１５ａ―１では、図１４（Ａ）に示すように、入力信号として第１の電圧（Ｖ）を印加することにより、差動ドライバ１４ｂの一方の電圧供給線から第１の電極２４ａを介して、前記第１方向成分（例えばＴＥ）に第１の位相偏移（例えば３π／４）を印加し前記第２方向成分（例えばＴＭ）に第２の位相偏移（例えばπ／４）を印加する。

第１の位相偏移印加手段１５ａは、第２の状態１５ａ―２では、図１４（Ｂ）に示すように、入力信号として第２の電圧（−Ｖ）を印加することにより、差動ドライバ１４ｂの一方の電圧供給線から第１の電極２４ａを介して、前記第１方向成分（例えばＴＥ）に第３の位相偏移（例えば−３π／４）を印加し前記第２方向成分（例えばＴＭ）に第４の位相偏移（例えば−π／４）を印加する。

第１の位相偏移印加手段１５ａは、第３の状態１５ａ―３では、図１４（Ｃ）に示すように、入力信号として電圧（０）とすることで、位相偏移を印加しない。

また、第２の位相偏移印加手段１５ｂは、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１方向成分（例えばＴＥ）及び第２方向成分（例えばＴＭ）を有する入力光に対して、第４の状態〔例えば図１４（Ｄ）に示す状態〕、第５の状態〔例えば図１４（Ｅ）に示す状態〕、第６の状態〔例えば図１４（Ｆ）に示す状態〕のいずれかを選択的に取ることができる。
このため、第１の位相偏移印加手段１５ｂは、図２のブロック図に示されるように、第４の状態１５ｂ―１、第５の状態１５ｂ−２、第６の状態１５ｂ−３を含む構成とすることもできる。

第２の位相偏移印加手段１５ｂは、第４の状態１５ｂ―１では、図１４（Ｄ）に示すように、入力信号として第１の電圧（Ｖ）を印加することにより、差動ドライバ１４ｂの他方の電圧供給線から第２の電極２４ｂを介して、前記第１方向成分（例えばＴＥ）に第５の位相偏移（例えばπ／４）を印加し前記第２方向成分（例えばＴＭ）に第６の位相偏移（例えば３π／４）を印加する。

第２の位相偏移印加手段１５ｂは、第５の状態１５ｂ―２では、図１４（Ｅ）に示すように、入力信号として第２の電圧（−Ｖ）を印加することにより、差動ドライバ１４ｂの他方の電圧供給線から第２の電極２４ｂを介して、前記第１方向成分（例えばＴＥ）に第７の位相偏移（例えば−π／４）を印加し前記第２方向成分（例えばＴＭ）に第８の位相偏移（例えば−３π／４）を印加する。

第２の位相偏移印加手段１５ｂは、第６の状態１５ｂ―３では、前記第１方向成分（例えばＴＥ）と前記第２方向成分（例えばＴＭ）のそれぞれに第９の位相偏移（例えばπ）を印加する。

この第９の位相偏移の印加を実現する手法としては、たとえば、第２の光導波路アーム部２４ｂの長さを第１の光導波路アーム部２４ａよりも長く形成することによって実現できる。これにより、印加電圧が０の場合であっても、第９の位相偏移を行うことができる。また、この第９の位相偏移としては、例えば半波長位相遷移であることが好ましい。

（信号光が入射した場合の動作）
以上のような信号光の定義並びに強度偏波変調の原理の下、直線偏光の入力信号光を強度偏波変調部２０に入射した場合の動作について、各工程に分解して説明する。

先ず、直線偏波信号光である入力信号光Ｓｉｎは、光導波路２２に入射される（図１５に示すステップＳ１０１）＜直線偏波信号光入射ステップないしは直線偏波信号光入射機能＞。
入力信号光Ｓｉｎは、図７に示すように、互いに直交する第１の方向（ＴＥモード：電界ベクトルの振動方向）の偏波成分及び第２の方向（ＴＭモード）の偏波成分を含む直線偏波信号光である。直線偏波信号光は、前記第１の方向及び前記第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する。入力信号光Ｓｉｎは、直線偏波であり、その偏波方向が第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）、および第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）に対して特定の角度θ（例えば４５度など）の角度をなしている。
ここで、光変調装置のＴＥモード（第１の方向）とＴＭモード（第２の方向）の電気光学効果の比率は、例えば３対１等にて構成される。

光導波路入力部２２ｃにて、第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）、第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）を含む直線偏波信号光が進行する（図１５に示すステップＳ１０２）＜直線偏波信号光進行ステップないしは直線偏波信号光進行機能＞。

光導波路の分岐部２２ｄにて、第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）、第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）を含む直線偏波信号光が、それぞれ分岐する（図１５に示すステップＳ１０３）＜直線偏波信号光分岐ステップないしは直線偏波信号光分岐機能＞。
分岐した一方の第１の光導波路アーム部２４ａには、直線偏波信号光Ｓｉｎ―ａが進行し、分岐した他方の第２の光導波路アーム部２４ｂには、直線偏波信号光Ｓｉｎ―ｂが進行する。直線偏波信号光Ｓｉｎ―ａは、第１の方向（ＴＥモード）の偏波成分の信号光Ｓｉｎ（ＴＥ−ａ）、第２の方向（ＴＭモード）の偏波成分の信号光Ｓｉｎ（ＴＭ−ａ）を含む。直線偏波信号光Ｓｉｎ―ｂは、第１の方向（ＴＥモード）の偏波成分の信号光Ｓｉｎ（ＴＥ−ｂ）、第２の方向（ＴＭモード）の偏波成分の信号光Ｓｉｎ（ＴＭ−ｂ）を含む。

第１の光導波路アーム部２４ａでは、入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤによる電圧が印加されることにより、第１の方向での電気光学効果（第１の方向での電界ベクトルの大きさに基づく光の屈折率変化）により、前記直線偏波信号光の前記第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）が第１の位相シフト量φ（ＴＥ―ａ）にて位相シフトした第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）を生成する＜第１の変調信号光生成ステップないしは第１の変調信号光生成機能＞。

また、第１の光導波路アーム部２４ａでは、入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤによる電圧が印加されることにより、第２の方向での電気光学効果（第２の方向での電界ベクトルの大きさに基づく光の屈折率変化）により、前記直線偏波信号光の前記第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）が第２の位相シフト量φ（ＴＭ―ａ）にて位相シフトした第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）を生成する＜第２の変調信号光生成ステップないしは第２の変調信号光生成機能＞。

すなわち、第１の光導波路アーム部２４ａにて、電圧が印加され、第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）は、第１の方向での電気光学効果により第１の位相シフト量φ（ＴＥ―ａ）にて位相シフトする。これにより、第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）が生成される。第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）は、第２の方向での電気光学効果により第２の位相シフト量φ（ＴＭ―ａ）にて位相シフトする。これにより、第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と異なる位相の第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）が生成される。このため、第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）よりなる第１の偏波状態変調信号光Ｓａが生成される（図１５に示すステップＳ１０４ａ）＜第１の偏波状態変調信号光生成ステップないしは第１の偏波状態変調信号光生成機能＞。

第１の偏波状態変調信号光Ｓａの第１の方向の偏波成分が第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）である。第１の偏波状態変調信号光Ｓａの第２の方向の偏波成分が第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）である。

ここで、第１の方向と第２の方向の電気光学効果の比率が３対１である場合には、第２の位相シフト量φ（ＴＭ―ａ）は、第１の位相シフト量φ（ＴＥ―ａ）の３分の１となる。

具体的には、上述したように、入力信号Ｖｉｎにて入力電圧Ｖを加えた場合、ＴＥモードにおいては、ＴＥモードの信号光の位相φ（ＴＥ―ａ）は、３π／４シフトする（図４参照）。入力電圧Ｖを加えた場合、ＴＭモードにおいては、ＴＭモードの信号光の位相シフト量は、ＴＥモードの信号光の位相シフト量に比べて１／３であり、φ（ＴＭ―a)は、π／４シフトする。

入力信号Ｖｉｎにて入力電圧−Vを加えた場合、ＴＥモードにおいては、ＴＥモードの信号光の位相φ（ＴＥ―a）は、―３π／４シフトする。入力電圧−Vを加えた場合、ＴＭモードにおいては、ＴＭモードの信号光の位相シフト量は、ＴＥモードの信号光の位相シフト量に比べて１／３であり、φ（ＴＭ―a)は、―π／４シフトする。

従って、このステップＳ１０４ａでは、第１の位相偏移印加制御を行うことができるといえる。この第１の位相偏移印加制御では、前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態（例えば図１４（Ａ）に示す状態）と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態（図１４（Ｂ）に示す状態）と、位相偏移を印加しない第３の状態（例えば図１４（Ｃ）に示す状態）、のいずれかを選択的に取る制御を行うことができる。

第２の光導波路アーム部２４ｂでは、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤにより電圧が印加されることにより、第１の方向での電気光学係数により、前記第１の位相シフト量φ（ＴＥ―ａ）と逆符号の第３の位相シフト量φ（ＴＥ―ｂ）にて、前記直線偏波信号光の前記第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）を位相シフトした第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ｂ）を生成する＜第３の変調信号光生成ステップないしは第３の変調信号光生成機能＞。

また、第２の光導波路アーム部２４ｂでは、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎに基づく差動駆動信号ＳＤにより電圧が印加されることにより、第２の方向での電気光学効果とアームの超過長さ分の位相差（例えばπ）により、第４の位相シフト量φ（ＴＭ―ｂ）にて、前記直線偏波信号光の前記第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）を位相シフトした第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ｂ）を生成する＜第４の変調信号光生成ステップないしは第４の変調信号光生成機能＞。

すなわち、第２の光導波路アーム部２４ｂにて、電圧が印加され、第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）は、第１の方向での電気光学効果により第３の位相シフト量φ（ＴＥ―ｂ）にて位相シフトする。これにより、第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）が生成される。第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）は、第２の方向での電気光学効果により第４の位相シフト量φ（ＴＭ―ｂ）にて位相シフトする。これにより、第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）が生成される。このため、第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）と第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）よりなる第２の偏波状態変調信号光Ｓｂが生成される（図８に示すステップＳ１０４ｂ）＜第２の偏波状態変調信号光生成ステップないしは第２の偏波状態変調信号光生成機能＞。

第２の偏波状態変調信号光Ｓｂの第１の方向の偏波成分が第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）である。第２の偏波状態変調信号光Ｓｂの第２の方向の偏波成分が第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）である。

具体的には、上述したように、入力信号Ｖｉｎにて印加電圧Ｖを加えた場合、ＴＥモードにおいては、ＴＥモードの信号光の位相φ（ＴＥ―ｂ）は、−３π／４シフトする（図４参照）。印加電圧Ｖを加えた場合、ＴＭモードにおいては、ＴＭモードの信号光の位相シフト量は、ＴＥモードの信号光の位相シフト量に比べて１／３であり、φ（ＴＭ―ｂ)は、−π／４シフトする。

入力信号Ｖｉｎにて印加電圧−Vを加えた場合、ＴＥモードにおいては、ＴＥモードの信号光の位相φ（ＴＥ―ｂ)は、３π／４シフトする。印加電圧−Vを加えた場合、ＴＭモードにおいては、ＴＭモードの信号光の位相シフト量は、ＴＥモードの信号光の位相シフト量に比べて１／３であり、φ（ＴＭ―ｂ)は、π／４シフトする。

従って、このステップＳ１０４ｂでは、第２の位相偏移印加制御を行うことができるといえる。この第２の位相偏移印加制御では、前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態（例えば図１４（Ｄ）に示す状態）と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態（例えば図１４（Ｅ）に示す状態）と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態（例えば図１４（Ｆ）に示す状態）、のいずれかを選択的に取る制御を行うことができる。

第２の光導波路アーム部２４ａ、２４ｂが合流する合流部２２ｅでは、前記第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）及び前記第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ―ｂ）を、前記第１の方向にて合成した第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光＜Ｓ（ＴＥ―ａ）＋Ｓ（ＴＥ―ｂ）＞を生成する＜第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成ステップないしは第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成機能＞。

また、前記合流部２２ｅでは、前記第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）及び前記第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ―ｂ）を前記第２の方向にて合成した、第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光と同一位相の第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光＜Ｓ（ＴＭ―ａ）＋Ｓ（ＴＭ―ｂ）＞を生成する＜第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成ステップないしは第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成機能＞。

すなわち、光導波路２２の合流部２２ｅでは、第１の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）と第２の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）よりなる第１の偏波状態変調信号光Ｓａと、第３の変調信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）と第４の変調信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）よりなる第２の偏波状態変調信号光Ｓｂと、がそれぞれの方向にて合成される。この結果、第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光＜Ｓ（ＴＥ―ａ）＋Ｓ（ＴＥ―ｂ）＞と第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光＜Ｓ（ＴＭ―ａ）＋Ｓ（ＴＭ―ｂ）＞よりなる前記強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔが生成されるということもできる（図１５に示すステップＳ１０５）＜強度偏波変調出力信号光生成ステップないしは強度偏波変調出力信号光生成機能＞。
ここで、入力信号Ｖｉｎにて電圧Ｖの場合と、入力信号Ｖｉｎにて電圧―Ｖの場合では、偏波面方向が異なるように合成されることとなる。

具体的には、上述したように、各光導波路アーム部の長さの差による位相差を考慮しない場合であって、印加電圧Ｖを加えた場合、ＴＥモードにおいては、位相φ（ＴＥ―ａ）は、３π／４シフトし、位相φ（ＴＥ―ｂ）は、−３π／４シフトする。ＴＭモードにおいては、位相φ（ＴＭ―ａ）は、π／４シフトし、位相φ（ＴＭ―ｂ)は、−π／４シフトする。

そして、各光導波路アーム部の長さの差による位相差πを考慮すると、図４に示すように、結果として位相φ（ＴＥ―ａ）は、３π／４シフトし、位相φ（ＴＥ―ｂ）は、π−３π／４＝π／４シフトし、位相φ（ＴＭ―ａ）は、π／４シフトし、位相φ（ＴＭ―ｂ）は、π−π／４＝３π／４シフトする。この結果、出力信号光ＳｏｕｔのＴＥモード成分は、＋√２ｓｉｎ(ωｔ)となり、出力信号光ＳｏｕｔのＴＭモード成分は、−√２ｓｉｎ（ωｔ）となる（図５参照）。

また、各光導波路アーム部の長さの差による位相差を考慮しない場合であって、印加電圧−Vを加えた場合、ＴＥモードにおいては、位相φ（ＴＥ―a）は、―３π／４シフトし、位相φ（ＴＥ―ｂ)は、３π／４シフトする。ＴＭモードにおいては、位相φ（ＴＭ―a)は、―π／４シフトし、位相φ（ＴＭ―ｂ)は、π／４シフトする。

そして、各光導波路アーム部の長さの差による位相差πを考慮すると、図４に示すように、結果として位相φ（ＴＥ―ａ）は、−３π／４シフトし、位相φ（ＴＥ―ｂ）は、π＋３π／４＝−π／４シフトし、位相φ（ＴＭ―ａ）は、−π／４シフトし、位相φ（ＴＭ―ｂ）は、π＋π／４＝−３π／４シフトする。この結果、出力信号光ＳｏｕｔのＴＥモード成分は、＋√２ｓｉｎ(ωｔ)となり、ＴＭモード成分は、＋√２ｓｉｎ(ωｔ)となる（図５参照）。

このように、入力信号Ｖｉｎにて入力電圧V、および入力電圧−Vの場合、出力信号光Ｓｏｕｔの偏波状態は互いに直交する。すなわち、クロック信号Ｄの１／２周期で、振幅が±Ｖの正弦波を、本実施の形態の光変調装置に加えることによって、図３に示されるように、ＣＳＲＺ変調と同時に、ビット毎に互いの偏波状態が直交する偏波変調を行い出力信号光Ｓｏｕｔとして出力することができる。

これにより、光導波路出力部２２ｆでは、前記第１の方向偏波成分強度変調信号光と前記第２の方向偏波成分強度変調信号光からなる前記強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔが進行する（図１５に示すステップＳ１０６）＜強度偏波変調出力信号光進行ステップないしは強度偏波変調出力信号光進行機能＞。

そして、光導波路２２より前記強度偏波変調出力信号光Ｓｏｕｔが出力端より出射される（図１５に示すステップＳ１０７）＜強度偏波変調出力信号光出射ステップないしは強度偏波変調出力信号光出射機能＞。

ここで、上記図４に示されるような位相シフト量及び位相シフト比率は、例えば温度やバイアス電圧などの各種パラメータを変化させたときに最適となるように決定することが好ましい。

（効果について）
以上のように本実施の形態によれば、入力光の第１方向成分、第２方向成分に各々位相偏移を印加する各状態を組み合わせることによって、一つの装置にて強度変調と同時に偏波変調を行うことができ、小型化、光損失の低減が図れる。

より具体的には、出力信号光の第１の方向の偏波成分と第２の方向の偏波成分による合成偏波面方向が、前記電圧に応じて変化する偏波状態であって、合成偏波面方向での振幅が入力信号光の振幅よりも大きくなるように、特定比率の位相シフト量を付与する変調器制御信号を供給することにより、一つの装置にて強度変調と同時に偏波変調を行うことができ、小型化、光損失の低減が図れる。

換言すれば、強度偏波変調手段の一例である強度偏波変調部により、一つの装置にて強度変調と同時に偏波変調を行うことができ、強度変調と偏波変調を一つの部材で実現でき、部材点数を削減して、装置の小型化が図れるとともに、接続損失などの光損失の低減が図れる。
すなわち、関連技術のように、強度変調装置と偏波変調装置とを用意する必要がなく接続不要となることから接続損失ないしは結合損失などの光損失を低減できる。また、１つのマッハツェンダー型変調器によって、強度変調及び偏波変調を同時に行うことができるので、回路規模が簡素化・小型化され、装置の小型化が図れる。さらには、強度偏波変調手段は、変調器駆動信号に基づいて駆動制御されるので、関連技術のように強度変調を制御するための信号、偏波変調を制御するための信号を各々設ける必要がなく、これらの余分な回路を削減でき、装置の小型化とともに回路の簡素化を図ることができ、変調処理における信号処理速度の高速化を図ることができる。

また、光変調装置を用いることによって、ＣＳＲＺ変調と同時に、ビット毎に互いの偏波状態が直交する偏波変調をかけることができる。この場合、隣接ビット同士は互いに偏波状態が直交しているため、信号光に波長分散等の影響によって波形広がりが生じても、互いの干渉を低く抑えることができる。

すなわち、波長分散によるパルス幅が広がると、隣接するパルス間でパルスが重なり、符号の０と１を判別できなくなる恐れがあるが、隣接ビット同士の偏波状態が直交しているため、隣接するパルス間での干渉を低く抑え、高速通信を行うことができる。

さらに、変調方式として、ＣＳＲＺ変調を用いることにより、周波数利用効率の向上が図れる。

また、本実施の形態の光変調装置では、入力信号光として直線偏波を用い、その偏波状態が光変調装置のＴＥモード（ＴＥ偏波）およびＴＭモード（ＴＭ偏波）に対して例えば４５度などの角度をなすように入射する。これによって、信号光に強度変調をかけると同時に、信号光の偏波状態を変調することができる。特に、ＴＥモードとＴＭモードの各電気光学効果の比率が、１対３、あるいは３対１であるとき、光変調装置は、ＣＳＲＺ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）変調と同時にビット毎に互いの偏波状態が直交する偏波変調をかけることができる。このように、光変調装置は、光変調装置におけるＴＥモード（ＴＥ偏波）とＴＭモード（ＴＭ偏波）の電気光学効果の差を利用して信号光のパルス整形（強度変調）と同時にビット毎の偏波変調を行うことができる。

また、前記入力信号光は、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する直線偏波信号光にて構成されることが好ましい。この場合、強度偏波変調手段の一例である強度偏波変調部は、前記直線偏波信号光が入射された前記光導波路にて、前記直線偏波信号光の前記第１の方向の偏波成分及び前記第２の方向の偏波成分のそれぞれの方向における各電気光学効果に基づいて、前記第１の方向の偏波成分の位相を第１の位相シフト量にて位相シフトし、前記第２の方向の偏波成分の位相を前記第１の位相シフト量と異なる第２の位相シフト量にて位相シフトすることにより、時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波状態の変調を行うことができる。

このような強度偏波変調手段では、予め直線偏波信号光を光導波路に入射すると、電圧が印加された光導波路内では、直線偏波信号光の第１の方向の偏波成分は、第１の方向における電気光学効果により第１の位相シフト量だけ位相がシフトした信号光となる。また、第２の方向の偏波成分は、第２の方向における電気光学効果により第２の位相シフト量だけ位相がシフトした信号光となる。これにより、前記第１の方向の偏波成分及び前記第２の方向の偏波成分のそれぞれの位相シフト量が異なり、第１の方向と第２の方向という異なる偏光方向を有することから、時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波変調を行うことができる。

さらに、前記光導波路は、変調器駆動信号ＳＤに基づいて電圧が印加される少なくとも２つの光導波路アーム部と、前記各光導波路アーム部が合流する合流部とを含む構成とすることが好ましい。この場合、前記強度偏波変調手段は、第１の変調信号光生成機能、第３の変調信号光生成機能、第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能を有することができる。

このような強度偏波変調手段の第１の変調信号光生成機能では、入力信号光が進行する一方の前記光導波路アーム部にて、一方の前記入力信号光の第１の方向の偏波成分の位相を第１の位相シフト量にて位相シフトする。第３の変調信号光生成機能では、前記入力信号光が進行する他方の前記光導波路アーム部にて、他方の前記入力信号光の第１の方向の偏波成分の位相を第３の位相シフト量にて位相シフトする。第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能では、前記合流部にて、各々位相シフトされた前記第１の変調信号光と前記第３の変調信号光が合成する。これにより、第１の方向の偏波成分の強度変調を行うことができる。

また、前記強度偏波変調手段は、第２の変調信号光生成機能と、第４の変調信号光生成機能と、第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成機能とを有することができる。

このような強度偏波変調手段の第２の変調信号光生成機能では、前記入力信号光が進行する一方の前記光導波路アーム部にて、一方の前記入力信号光の第２の方向の偏波成分の位相を第２の位相シフト量にて位相シフトした前記第２の方向の偏波成分である第２の変調信号光を生成する。第４の変調信号光生成機能では、前記入力信号光が進行する他方の前記光導波路アーム部にて、他方の前記入力信号光の第２の方向の偏波成分の位相を第４の位相シフト量にて位相シフトした前記第２の方向の偏波成分である第４の変調信号光を生成する。第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成機能では、前記合流部にて、各々位相シフトされた前記第１の変調信号光と前記第３の変調信号光が合成し、第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光を生成する。これにより、第２の方向の偏波成分の強度変調を行うことができる。

また、強度偏波変調手段は、第１の変調信号光生成機能、第２の変調信号光生成機能、第３の変調信号光生成機能、第４の変調信号光生成機能、第１の方向偏波成分強度変調信号光生成機能、第２の方向偏波成分強度変調信号光生成機能を有することにより、前記第１の方向偏波成分強度変調信号光と前記第２の方向偏波成分強度変調信号光とにより前記強度偏波変調出力信号光を出力する。

このような強度偏波変調手段では、第１の方向と第２の方向との各々異なる方向での電気光学効果により、異なる位相シフト量で偏波方向の異なる信号を生成して偏波変調を行うと同時に、各前記光導波路アーム部毎によっても異なる位相シフト量の各信号光が合流部にて合流することにより、強度変調を行うことができる。
すなわち、電界ベクトルの方向が、一方の前記光導波路アーム部と他方の前記光導波路アーム部とで逆となり、互いに逆符号の位相となる。このため、合流部にて強度変調を行うことができる。この際、強度変調は、第１の方向、第２の方向のそれぞれについてなされる。

また、入力信号Ｖｉｎは、少なくとも２つの光導波路アーム部に差動電圧を印加するとともに、第１の電圧Ｖと第２の電圧−Ｖとの間で変化する正弦波を含むことが好ましい。この場合、前記強度偏波変調手段は、前記正弦波に基づいて、前記入力信号光を時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波変調をし、かつ、搬送波抑圧ゼロ復帰信号を生成する搬送波抑圧ゼロ復帰変調を行うものであることが好ましい。

このような強度偏波変調手段では、入力信号Ｖｉｎを第１の電圧Ｖと第２の電圧−Ｖとの間で変化する正弦波として差動電圧を印加することで、一方の光導波路アーム部には＋Ｖの電圧を印加し、同時に他方の光導波路アーム部には−Ｖの電圧を印加することになる。これにより、搬送波抑圧ゼロ復帰変調（ＣＳ―ＲＺ変調）とともに、偏波変調を同時に行うことができる。

さらに、前記強度偏波変調手段は、前記第１の方向での第１の方向電気光学効果と、前記第２の方向での第２の方向電気光学効果との比率に応じた前記位相シフト量にて、前記強度偏波変調出力信号光を生成することが好ましい。

このような強度偏波変調手段では、前記第１の方向での第１の方向電気光学効果と、前記第２の方向での第２の方向電気光学効果との比率を変更することで、第１の方向電気光学効果に起因する位相シフト量と、第２の方向電気光学効果に起因する位相シフト量との差を調整することができる。これにより、第１の方向での信号光の波形と第２の方向での信号光の波形との振幅の比、周期の比などを調整できる。

また、前記強度偏波変調手段は、前記第１の方向電気光学効果と前記第２の方向電気光学効果との比率を３対１として、前記強度偏波変調出力信号光を生成することが好ましい。

このような強度偏波変調手段では、前記第１の方向での電気光学効果に基づく第１の方向位相推移量と、前記第２の方向での電気光学効果に基づく第２の方向位相推移（シフト）量との比率が３対１である場合には、第１の方向電気光学効果に起因する位相シフト量は、第２の方向電気光学効果に起因する位相シフト量の３倍となる。この際、第１の方向電気光学効果に起因する位相シフト量が（３π／４）で、第２の方向電気光学効果に起因する位相シフト量が（π／４）であると、強度変調しやすく、かつ、合流部にて合成された第１の方向での信号光と、第２の方向での信号光との位相が同一となり、偏波面方向が電圧に応じて異なるように形成する際に都合がよく、時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波変調を行うのに好都合となる。

さらに、前記強度偏波変調手段は、前記直線偏波信号光の直線偏波方向と、前記第１の方向又は前記第２の方向とのなす角度に応じて、前記強度偏波変調出力信号光を生成することが好ましい。このような強度偏波変調手段では、直線偏波方向と第１の方向とのなす角度を変更することで、第１の方向での信号光と第２の方向での信号光の振幅の比を調整することができる。

また、前記強度偏波変調手段は、前記直線偏波信号光の直線偏波方向と、前記第１の方向又は前記第２の方向とのなす角度を４５度として、前記強度偏波変調出力信号光を生成することが好ましい。このような強度偏波変調手段では、直線偏波信号光の第１の方向の偏波成分の振幅と、直線偏波信号光の第２の方向の偏波成分の振幅とを同じに形成することができる。

さらに、光変調装置は、クロック信号に基づいて、前記強度偏波変調手段を駆動制御する変調器制御信号を生成制御する変調器駆動制御手段を有することができる。このような、前記強度偏波変調手段を駆動制御する変調器駆動制御手段により、強度変調及び偏波変調を一つの変調器駆動制御手段によって駆動制御することができる。すなわち、関連技術のように、強度変調装置用の駆動回路、偏波変調装置用の駆動回路をそれぞれ設ける必要がなく、回路規模の小型化、処理速度の高速化を図ることができる。

ここで、本実施の形態では、ＴＥ偏波、ＴＭ偏波の偏波方向に対して４５度の角度の直線偏波方向を有する直線偏波信号光を入射し、信号光が光導波路内を進行中に、ＴＥ偏波成分及びＴＭ偏波成分に適正な位相差を付与するように制御して、時間軸方向における偏波状態の適正な制御を行うことができる。

また、光変調装置は、マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）を電極で駆動するため、広帯域特性を得やすい、波長チャープが小さい、波長依存性がないなどの効果を有する。

さらに、ＲＺ符号の中でもＣＳ−ＲＺ符号を生成する光変調装置の場合には、信号光の位相をパルス毎に０、πと交番することにより、スペクトラム広がりを抑圧し、周波数利用効率を２倍にできる。

また、前記第１の位相偏移印加手段は、第１の実施の形態に示されるように、前記第１の位相偏移と前記第２の位相偏移とを一定の条件の下に特定される異なる比率となるように印加すると共に、前記第３の位相遷移と前記第４の位相遷移とを前記比率と同一の比率となるように印加することが好ましい。

さらにまた、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を、出力光の前記第１方向成分と前記第２方向成分による合成偏波面方向が、前記第１の状態及び第２の状態に応じて変化する偏波状態であって、かつ、前記合成偏波面方向での振幅が少なくとも前記入力光の振幅よりも大きくなるように、各位相偏移を印加するものである。

この場合、さらに、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を、前記第１の方向での第１の電気光学係数と、前記第２の方向での第２の電気光学係数とに対応するようにして、各位相遷移を印加するものである。

本実施の形態では、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を３対１とするようにして、各位相遷移を印加するようにしている。

さらに、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を、出力光の前記第１方向成分と前記第２方向成分との位相差が０近傍又はπ近傍となるようにして、各位相遷移を印加するものであるということもできる。

また、前記制御信号が、少なくとも２つの光導波路アーム部に差動電圧を印加可能な正弦波を含む場合には、前記制御手段は、前記正弦波に基づいて、前記入力光を時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波変調をし、かつ、搬送波抑圧ゼロ復帰信号を生成する搬送波抑圧ゼロ復帰変調を行う制御をすることができる。

さらに、前記制御手段は、前記入力光の偏波方向と、前記第１の方向又は前記第２の方向とのなす角度に応じた各位相偏移を印加することもできる。

また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。すなわち、前述した各制御動作にあって、その各構成部分が実行する前述した各ステップにあっては、その実行内容を、各々の機能としてプログラム化し、コンピュータに実行させるように構成してもよい。
このようにしても、前述した各ステップにおける処理内容と同等の処理をコンピュータにて実行処理することができ、これによって、光変調制御方法の場合と同一の目的を効率良く達成することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明にかかる第２の実施の形態について、図１６に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図１６は、本発明の第２の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。

上述の第１の実施の形態では、第１の方向での位相シフト量と、第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が、３対１の場合を例に説明したが、本実施の形態においては、６対１の場合の例を開示している。

具体的には、本実施の形態の光変調装置の強度偏波変調部においては、図１６に示すように、入力電圧がＶの場合に、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の第１の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）が、＋６π／４となっており、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）の第２の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）の＋π／４の６倍となっている。
すなわち、電圧印加のみによる第１の方向、第２の方向での各々の位相シフト量が６対１となっている。

このような場合であっても、上記第１の実施の形態のように、強度変調を行うことができる。図１７（Ａ）に示すように、一方の光導波路アームにて入力信号光（ＴＥ）に対して＋６π／４位相シフトした信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）と、他方の光導波路アーム部にて入力信号光（ＴＥ）に対してπ―（６π／４）位相シフトした信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）とが、合波することで、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）が生成される。
この信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、入力信号光（ＴＥ）に対して振幅が増大したものとなる。

また、図１７（Ｂ）に示すように、一方の光導波路アームにて入力信号光（ＴＭ）に対して＋π／４位相シフトした信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）と、他方の光導波路アーム部にて入力信号光（ＴＥ）に対してπ―（π／４）位相シフトした信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが、合波することで、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）が生成される。
この信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、入力信号光（ＴＭ）に対して振幅が増大したものとなる。

このため、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成されると、偏波面方向は、図１７に示すように、信号光Ｓ（Ｖ）の方向を向くことになる。この信号光Ｓ（Ｖ）の偏波面方向は、入力信号光の偏波面方向と異なる方向を向いた状態となっている。

また、入力電圧が−Ｖの場合も、詳細な説明は省略するが、同様にして強度変調された信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成され、この信号光Ｓ（Ｖ）の偏波面方向と異なる方向を向くことになる。このようにして偏波変調が行われる。

以上のように本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、同一電圧による第１の方向での位相シフト量と第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が６対１となるように設定した場合であっても、強度偏波変調を行うことができる。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

［第３の実施の形態］
次に、本発明にかかる第３の実施の形態について、図１９に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図１９は、本発明の第３の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。

上述の第１の実施の形態では、第１の方向での位相シフト量と、第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が、３対１の場合を例に説明し、第２の実施の形態では、６対１の場合を説明したが、本実施の形態においては、３ｍ対１（ただし、ｍは１以上の自然数で４の倍数でないもの）の場合の例を開示している。

具体的には、本実施の形態の光変調装置の強度偏波変調部においては、図１９に示すように、入力電圧がＶの場合に、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の第１の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）が、＋３ｍπ／４となっており、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）の第２の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）の＋π／４の３ｍ倍となっている。
すなわち、電圧印加のみによる第１の方向、第２の方向での各々の位相シフト量が３ｍ対１となっている。

ｍ＝１の場合は、前記第１の実施の形態の例であり、ｍ＝２の場合は、前記第２の実施の形態の例である。
ｍ＝３以上で、ｍが４の倍数以外では、入力電圧がＶの場合、一方の光導波路アームにて入力信号光（ＴＥ）に対して＋３ｍπ／４位相シフトした信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）と、他方の光導波路アーム部にて入力信号光（ＴＥ）に対してπ―（３ｍπ／４）位相シフトした信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）とが、合波することで、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）が生成される。
この信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、入力信号光（ＴＥ）に対して振幅が増大して強度変調される。

また、ＴＭの場合は、前記第１の実施の形態と同様となっているので説明を省略する。さらに、入力電圧が−Ｖの場合は、入力電圧Ｖの場合と同様に強度変調がなされるので説明を省略する。

例えば、ｍ＝３の場合は、図２０に示すような位相シフト量となる。この結果、例えば電圧がＶの場合には、図２１（Ａ）（Ｂ）に示すように、前記実施の形態と同様に、振幅が増大した信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）が生成される。電圧−Ｖの場合も同様にして生成されるので説明は省略する。

また、ｍ＝３の場合と同様にして、ｍ＝５の場合は、図２２に示すような位相シフト量となる。この結果、例えば電圧がＶの場合には、図２３（Ａ）（Ｂ）に示すように、前記実施の形態と同様に、振幅が増大した信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）が生成される。電圧−Ｖの場合も同様にして生成されるので説明は省略する。

ここで、ｍが４の倍数の場合には、信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）の位相φ（ＴＥ−ａ）と、信号光Ｓ（ＴＥ―ｂ）の位相φ（ＴＥ−ｂ）との位相差がπとなるため、お互いに打ち消しあって強度変調は行われない。

このため、ｍが４の倍数でないとき、第１の方向での位相シフト量と、第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が、３ｍ対１の場合であっても、前記第１、第２の実施の形態と同様に強度偏波変調を行うことができる。

ここで、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を３ｍ対１（ｍは自然数）とするようにして、各位相遷移を印加するということもできる。さらに、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を１対３ｍ（ｍは自然数）とするようにして、各位相遷移を印加するようにしてもよい。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

［第４の実施の形態］
次に、本発明にかかる第４の実施の形態について、図２４に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図２４は、本発明の第４の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。

上述の第１の実施の形態では、第１の方向での位相シフト量と、第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が、３対１の場合を例に説明したが、本実施の形態においては、１対３の場合の例を開示している。

具体的には、本実施の形態の光変調装置の強度偏波変調部においては、図２４に示すように、入力電圧がＶの場合に、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の第１の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）が、＋π／４となっており、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）の第２の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）の＋３π／４の１／３倍となっている。
すなわち、電圧印加のみによる第１の方向、第２の方向での各々の位相シフト量が１対３となっている。

このような場合であっても、上記第１の実施の形態のように、強度変調を行うことができる。図２５（Ａ）に示すように、一方の光導波路アームにて入力信号光（ＴＥ）に対して＋π／４位相シフトした信号光Ｓ（ＴＥ―ａ）と、他方の光導波路アーム部にて入力信号光（ＴＥ）に対してπ―（π／４）位相シフトした信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）とが、合波することで、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）が生成される。
この信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）は、入力信号光（ＴＥ）に対して振幅が増大して強度変調されたことを意味する。

また、図２５（Ｂ）に示すように、一方の光導波路アームにて入力信号光（ＴＭ）に対して＋３π／４位相シフトした信号光Ｓ（ＴＭ―ａ）と、他方の光導波路アーム部にて入力信号光（ＴＥ）に対してπ―（３π／４）位相シフトした信号光Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが、合波することで、信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）が生成される。
この信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）は、入力信号光（ＴＭ）に対して振幅が増大して強度変調されたことを意味する。

このため、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成されると、偏波面方向は、特定の信号光Ｓ（Ｖ）の方向を向くことになる。

また、入力電圧が−Ｖの場合も、詳細な説明は省略するが、同様にして強度変調された信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成され、信号光Ｓ（−Ｖ）が、信号光Ｓ（Ｖ）の偏波面方向と異なる方向を向くことになる。このようにして偏波変調が行われる。

以上のように本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、同一電圧による第１の方向での位相シフト量と第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が１対３となるように設定した場合であっても、強度偏波変調を行うことができる。

ここで、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を１対３とするようにして、各位相遷移を印加するものであるということもできる。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

［第５の実施の形態］
次に、本発明にかかる第５の実施の形態について、図２６に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図２６は、本発明の第５の実施の形態による光変調装置において、位相シフト比率が変化した場合に、強度偏波変調部にて強度偏波変調された信号光の偏波面方向が変化する様子を説明するための説明図である。

上述の第１の実施の形態では、第１の方向での位相シフト量と、第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が、３対１の場合を例に説明したが、本実施の形態においては、厳密な３対１ではなく、例えば（２．５〜３．５）対１となるように幅を持たせた場合でも、ある程度強度偏波変調が可能となる場合の例を開示している。

具体的には、本実施の形態の光変調装置の強度偏波変調部においては、第１の方向での位相シフト量と、第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が、３対１から例えば２．５対１程度に変化させた場合、又は、３対１から例えば３．５対１程度に変化させた場合、図２１に示すように、入力電圧Ｖによる出力信号光Ｓ（Ｖ）の偏波面方向と、入力電圧−Ｖによる出力信号光Ｓ（−Ｖ）の偏波面方向とのなす角度θが変動する。

例えば、図２６では、２．５対１に変化させると、符号Ｓ（Ｖ）の偏波面が、符号Ｓ２（Ｖ）の偏波面方向に変化し、符号Ｓ（−Ｖ）の偏波面が、符号Ｓ２（−Ｖ）の偏波面方向に変化する。例えば、角度θが９０度から８０度程度に変化する。
逆に、図２６では、３．５対１に変化させると、符号Ｓ（Ｖ）の偏波面が、符号Ｓ１（Ｖ）の偏波面方向に変化し、符号Ｓ（−Ｖ）の偏波面が、符号Ｓ１（−Ｖ）の偏波面方向に変化する。例えば、角度θが９０度から１１０度程度に変化する。

このため、位相シフト比率を３対１に制限せず、例えば２．５対１や３．５対１などに変更した場合であっても、第１の電圧（Ｖ）による偏波面と、第２の電圧（−Ｖ）による偏波面とをそれぞれ異なる方向に向くようにすることができる。従って、前記位相シフト比率は、厳密な３対１に制限されるものではない。

本実施の形態では、位相シフト比率が、厳密な３対１に制限されない例について説明したが、逆の１対３の場合であっても、厳密な１対３に制限されるものではない。

以上のように本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、同一電圧による第１の方向での位相シフト量と第２の方向での位相シフト量との位相シフト比率が、厳密な３対１或いは１対３ではない場合であっても、強度偏波変調を行うことができる。

ここで、前記第１の位相偏移印加手段は、前記比率を２．５対１乃至３．５対１とするようにして、各位相遷移を印加することができるということができる。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

［第６の実施の形態］
次に、本発明にかかる第６の実施の形態について、図２７に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図２７は、本発明の第６の実施の形態による光変調装置の概要を説明するための説明図である。

上述の第１の実施の形態では、入力信号光が直線偏波の場合の例を示したが、本実施の形態では、入力信号光が円偏波の場合を示している。

具体的には、本実施の形態の光変調装置の強度偏波変調部においては、図２６に示すように、入力信号光Ｓｉｎは、第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）と第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）とが予め（π／２）だけ位相差をもつ円偏波にて形成されている。

このような入力信号光Ｓｉｎが入力された場合には、強度偏波変調部２０による出力信号光Ｓｏｕｔは、第１の電圧による第１偏波面方向を有する成分と、第２の電圧による第２偏波面方向を有する成分とが（π／２）だけ位相差をもつ状態となる。他は、前記第１の実施の形態同様である。

図２８には、上述のような入力信号光が入力された場合において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例が示されている。

入力信号光Ｓｉｎは、第１の方向の偏波成分（ＴＥモード）と第２の方向の偏波成分（ＴＭモード）とが予め（π／２）だけ位相差をもつため、図２８に示すように、ＴＥモードに関係する位相にはすべて（π／２）がプラスされる。

具体的には、入力電圧がＶの場合、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の第１の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）は、（π／２）＋（３π／４）となり、信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）の第３の位相シフト量φ（ＴＥ−ｂ）は、（π／２）＋π−（３π／４）となる。

入力電圧が０の場合、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の第１の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）は、（π／２）となり、信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）の第３の位相シフト量φ（ＴＥ−ｂ）は、（π／２）＋πとなる。

入力電圧が−Ｖの場合、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の第１の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）は、（π／２）−（３π／４）となり、信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）の第３の位相シフト量φ（ＴＥ−ｂ）は、（π／２）＋π＋（３π／４）となる。

ＴＥモードに関係する位相は、前記第１の実施の形態と同様となっている。

このような場合において、入力電圧がＶの場合には、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）の第１の位相シフト量φ（ＴＥ−ａ）は、（π／２）＋（３π／４）となり、信号光Ｓ（ＴＥ−ｂ）の第３の位相シフト量φ（ＴＥ−ｂ）は、（π／２）＋π−（３π／４）となっており、上記第１の実施の形態のように、強度変調を行うことができる。

このため、信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成されると、偏波面方向は、特定の信号光Ｓ（Ｖ）の方向を向くことになる。

また、入力電圧が−Ｖの場合も、詳細な説明は省略するが、同様にして強度変調された信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）と信号光Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）とが合成され、信号光Ｓ（−Ｖ）が、信号光Ｓ（Ｖ）の偏波面方向と異なる方向を向くことになる。このようにして偏波変調が行われる。

以上のように本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、入力信号光として円偏波を用いた場合であっても、強度偏波変調を行うことができる。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

［第７の実施の形態］
次に、本発明にかかる第７の実施の形態について、図２９に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図２９は、本発明の光変調装置の第７の実施の形態の一例を示すブロック図である。

本実施の形態では、強度偏波機能を搭載した光変調装置を、マッハツェンダー型光変調器の他の種々の変調器に適用した一例を開示している。

具体的には、図２９に示すように、本実施の形態の光変調装置は、予め分岐している第１、第２の光導波路アーム部２２ａ、２２ｂに各々信号光Ｓｉｎを入射する構成としている。このような構成とすることによっても、前記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

［第８の実施の形態］
次に、本発明にかかる第８の実施の形態について、図３０に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図３０は、本発明の光変調装置を通信装置の一例である光送信装置に適用した第８の実施の形態の一例を示すブロック図である。

本実施の形態では、上述の第１の実施の形態の強度偏波変調機能を搭載した光変調装置を用いた通信装置例えば光送信装置などの一例を開示している。

具体的には、光送信装置１００は、光ファイバなどに接続して光送信を行うものであり、図３０に示すように、上述の第１の実施の形態と同様の構成である強度偏波変調部１０４と、光源部１０２と、データＤに応じた変調を行う変調部１０８と、位相変調部１０６を備えている。

ここで、強度偏波変調部１０４は、前記第１の実施の形態の強度偏波変調器モジュールとして構成することもできるし、強度偏波変調部として構成することもできる。

光源部１０２から出射された信号光は、変調部１０８によりデータＤに応じた変調を行うと、位相変調部１０６により、信号のビットレート周波数に相当するビットレート周波数正弦波などに基づいて位相変調される。
そして、位相変調部１０６により位相変調された信号光は、強度偏波変調部１０５により、ＣＳ−ＲＺ変調方式で強度変調されると同時に、時間的に隣り合うビットが偏波に関して直交するように偏波変調される。

以上のように本実施の形態によれば、信号光上へビットレート周波数に相当する繰り返し波で信号光を位相変調することで、自己位相変調効果と群速度分散との相互作用による波形劣化を抑圧することができる。これに加えて、強度偏波変調により、隣接ビットとの干渉を避けることができるとともに、波形劣化の抑圧をさらに高めることができる。そして、このような効果を実現するための回路構成をより簡素化、小型化を図ることができ、高い性能を維持しつつ小型化を図ることができる。

また、強度変調装置と偏波変調装置を個別に用意する必要もなく、強度変調装置と偏波変調装置とを接続する必要もないことから接続損失ないしは結合損失などの光損失を低減できる。

さらに、通信装置において、強度変調装置と偏波変調装置とを併設した場合には、通信装置内における強度変調装置の光導波路と偏波変調装置の光導波路とにより光路長が長くなるなどによる総導波損失を含む種々の光損失が生じる可能性が高い。これに対して本実施の形態の通信装置では、強度変調及び偏波変調を行う場合に、一つの強度偏波変調部の光導波路にて構成できることから、前記接続損失ないしは結合損失に加えて、光送信装置内における光路長が長くなるなどによる総導波損失を含む種々の光損失を低減できる。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

［第９の実施の形態］
次に、本発明にかかる第９の実施の形態について、図３１に基づいて説明する。以下には、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図３１は、本発明の光変調装置を通信装置に適用した第９の実施の形態の一例を示すブロック図である。

本実施の形態では、上述の第１の実施の形態の強度偏波変調機能を搭載した光変調装置を用いた通信装置例えば光送信装置の一例を開示している。

具体的には、光送信装置２００は、光ファイバなどに接続して光送信を行うものであり、図３１に示すように、上述の第１の実施の形態と同様の構成である光変調装置である強度偏波変調部２０４と、光源部２０２と、データＤに応じた変調を行う変調部２０７と、位相変調部２０６と、光増幅部２０８ａ・２０８ｂ・２０８ｃを備えている。

ここで、強度偏波変調部２０４は、前記第１の実施の形態の強度偏波変調器モジュールとして構成することもできるし、強度偏波変調部として構成することもできる。

一般に１つの光変調装置を通過すると信号光は、損失を受ける。このため、多数の光変調装置を直列又は並列的に接続して用いることは、適切な信号対雑音比を維持するのが難しい。そのため、光送信装置（光伝送システム）は、図３０に示すように、各光変調装置を信号光が通過する際の損失を補償するため、光源部２０２と変調部２０７との間、変調部２０７と位相変調部２０６との間、位相変調部２０６と強度偏波変調部２０４との間の全てまたはいずれか１箇所に光増幅部２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃを設けている。このようにすることにより、多段の光変調装置の通過による信号対雑音比の劣化を防ぐことが可能となる。

その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第１の実施の形態の場合と同一となっている。

（各種変形例）
また、本発明にかかる装置及び方法は、そのいくつかの特定の実施の形態に従って説明してきたが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形が可能である。

例えば、上述の各実施の形態では、光変調装置の基板の電気光学部材、電気光学結晶材料（強誘電体）としては、ＬｉＮｂＯ_３としたが、これに限らず、ＬｉＴａＯ_３、ＫＤＰ（ＫＨ_２ＰＯ_４）、ＡＤＰ（ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４）、ＤＫＤＰ（ＫＤ_２ＰＯ_４）、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ_４）、ＧａＡｓ、ＧａＰなどで構成した光変調装置であってもよい。また、光変調装置の光導波路は、ポリマー、ポリイミド樹脂などの樹脂部材、Ｔｉ、Ｓｉ、ガラスなどが挙げられる。

さらに、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。すなわち、上記実施の形態では、光導波路アーム部が２個の場合を示したが、これらの個数は制限されるものではなく、複数個形成される場合であってもよい。

さらにまた、上述の実施の形態では、電極を２つ含む構成としたが、３以上構成してもよい。例えば、各光導波路アーム部の第１、第２の電極に加えて、各光導波路アーム部に第３、第４の電極を構成してもよい。この際、バイアス調整部（バイアス調整電極）を構成する場合であってもよい。

またさらに、第１の電極、第２の電極を差動動作型ドライバで駆動する場合に限らず、第１の電極に電圧を印加する第１のドライバ、第２の電極に電圧を印加する第２のドライバを用意して２つのドライバで駆動する場合であってもよい。加えて、駆動を行う場合、差動信号を入力するデュアル駆動に限らず、シングル駆動であってもよい。また、変調器制御信号である入力信号Ｖｉｎとして正弦波を用いる場合を説明したが、他の方形波、矩形波その他の入力波形を有する信号などであってもよい。

また、上述の実施の形態では、位相シフト比率を３：１、１：３、３ｍ：１（ｍは４の倍数を除く自然数）、１：３ｍ、略２．５：１〜略３．５：１などについて説明したが、これに限定されるものではない。
すなわち、出力信号光のＴＥ偏波成分〔Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）〕とＴＭ偏波成分〔Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）〕との位相差が、０近傍又はπ近傍となる第１条件を満たすようなもの（位相シフト比率及び位相シフト量）であれば、他の位相シフト比率、位相シフト量であっても構わない。この場合、位相シフト比率に対応する電気光学係数を有する電気光学結晶が何であるかは問わない。

加えて、入力信号光Ｓｉｎの振幅より大きい信号光Ｓ（ＴＥ−ａ）＋Ｓ（ＴＥ−ｂ）、Ｓ（ＴＭ−ａ）＋Ｓ（ＴＭ−ｂ）の振幅を得るためには、
〔（４ｋ―１）／２〕≦〔φ（ＴＥ―ａ)−φ（ＴＥ―ｂ)〕≦〔（４ｋ＋１）／２〕、
〔（４ｋ―１）／２〕≦〔φ（ＴＭ―ａ)−φ（ＴＭ―ｂ)〕≦〔（４ｋ＋１）／２〕、
ただし、ｋは、自然数
となる第２条件を満たすようなもの（位相シフト比率及び位相シフト量）であれば、他の位相シフト比率、位相シフト量であっても構わない。この第２条件は、ＴＭとＴＥの双方の条件を満たすのが好ましいが、いずれか一方のみの条件を満たす場合であってもよい。

さらに加えて、同一電圧下において、φ（ＴＥ―ａ)≠φ（ＴＭ―ａ)、φ（ＴＥ―ｂ)≠φ（ＴＭ―ｂ)となる第３条件を満たすようなもの（位相シフト比率及び位相シフト量）であれば、他の位相シフト比率、位相シフト量であっても構わない。

ここにおいて、位相シフト比率、位相シフト量に関する条件として、前記第１条件のみであってもよいし、第１条件に第２条件を加えた条件であってもよいし、第１条件に第２条件、第３条件を加えた条件であってもよい。

例えば、図４に示す電圧に応じた位相の値は、他の種々の値に変更することができる。具体的には、電圧Ｖのときの位相φ（ＴＥ―ａ)、φ（ＴＥ―ｂ)、φ（ＴＭ―ａ)、φ（ＴＭ―ｂ)は、それぞれ、＋３π／２、π−（３π／２）、π／２、π−（π／２）としてもよい。

さらに、電圧Ｖのときの位相φ（ＴＥ―ａ)、φ（ＴＥ―ｂ)、φ（ＴＭ―ａ)、φ（ＴＭ―ｂ)は、＋２π／３、π−（２π／３）、π／３、π−（２π／３）としてもよい。
また、電圧Ｖのときの位相φ（ＴＥ―ａ)、φ（ＴＥ―ｂ)、φ（ＴＭ―ａ)、φ（ＴＭ―ｂ)は、＋π／２、π−（π／２）、π／２、π−（π／２）としてもよい。
さらにまた、電圧Ｖのときの位相φ（ＴＥ―ａ)、φ（ＴＥ―ｂ)、φ（ＴＭ―ａ)、φ（ＴＭ―ｂ)は、＋１２π／９、π−（１２π／９）、４π／９、π−（４π／９）としてもよい。

また、図１８の例では、位相シフト量の特定比率を３ｍ：１とした場合、分母が４であるために、ｍは４の倍数を除く条件としたが、分母が他の数値である場合には、ｍは、その他の数値の倍数を除く条件とする場合であってもよい。

さらに、略２．５：１〜略３．５：１に限らず、１：略２．５：１〜１：略３．５であってもよい。

さらに、光変調装置を駆動する変調器駆動制御部と光変調装置本体（強度偏波変調部）とを集積したドライバ集積型の光変調装置として構成してもよい。さらにまた、光変調装置と光源部とを集積した変調器集積光源として構成してもよい。この場合、幹線系中継器として用いることもできる。さらに、光変調装置を備えた集積装置（光モジュール装置）として構成することもできる。また、光集積回路の一部として構成してよい。光集積回路にて、複数の強度偏波変調部を多層構造に積層しても構わない。

さらにまた、光変調装置は、相異なる長さの第１の光導波路アーム部、第２の光導波路アーム部を有する非対称形マッハツェンダー変調器であってもよい。

加えて、変調器は、電気光学効果を利用した屈折率変化形変調器であって、強度変調及び偏波変調が可能な構成であれば、マッハツェンダ型光変調装置に限らず、他の種々の形式の光導波路を有する光変調装置であってもよい。

またさらに、光導波路に電圧を印加することで電界を形成し、電気光学効果部材の屈折率を変化させることで、位相シフトを行う構成としたが、光導波路の上面と下面に対向する形式で２つの電極を形成し、各電極間を流れる電流に応じて各電極間の光導波路電極領域部を加熱することによって該光導波路電極領域部の屈折率を変化させ(熱光学効果)、該光導波路電極領域部を伝搬する入力信号光の位相を変化させる構成であってもよい。

また、ＣＳＲＺ信号［搬送波抑圧ゼロ復帰信号］となるＣＳＲＺ変調では、信号レベルは、シングルビット期間Ｔの１ビットに対応する１と、次のシングルビット期間Ｔの別の１ビットに対応する―１との間で変化する場合であってもよい。また、このようなＣＳＲＺ変調に限らず、他の種々の変調方式であってもよい。例えば、ＲＺ変調では、１ビットの信号レベルは、シングルビット期間Ｔに亘って１と０の間で変化する。

ここで、変調方式としては、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）信号［ゼロ復帰信号］を用いたＲＺ変調方式、ＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）信号［非ゼロ復帰信号］を用いた変調方式、両極ＲＺ方式などを用いる場合であってもよい。

さらに、ＴＥモードとＴＭモードとの各電気光学効果の比率は、ＴＥモード対ＴＭモードの比（第１の方向での電気光学係数と第２の方向での電気光学係数の比率）がｍ：ｎである場合に限らず、逆のｎ：ｍであってもよい。この際、強度偏波変調手段は、第１の方向での電気光学効果と第２の方向での電気光学効果の比率ｍ：ｎに応じた各方向での位相シフト量に基づいて、強度偏波変調出力信号光を生成することができる。加えて、強度偏波変調手段は、第１の方向での電気光学効果と第２の方向での電気光学効果の比率ｎ：ｍに応じた各方向での位相シフト量に基づいて、強度偏波変調出力信号光を生成することができる。

上述の第１の実施の形態では、偏波保存ファイバを用いて直線偏波信号光を入力信号光として入力する場合を例に挙げたが、直線偏光に限らず、円偏光、楕円偏光の状態にある（第１の方向と第２の方向の各偏波成分に既に位相差が生じている）信号光を入力信号光として用いた場合であってもよい。この場合も、前記位相差を予め考慮して、前記強度偏波変調出力信号光の前記第１の方向の偏波成分と、前記第２の方向の偏波成分の位相が同一となるように、第１、第２の光導波路アーム部の長さを設定するとともに、特定比率の位相シフト量を与えるようにすればよい。

また、強度偏波変調器モジュールは、ＣＳ―ＲＺ（搬送波抑圧ゼロ復帰）信号などの特定パターンの波形のパルスを生成するためのクロック信号ＣＬを生成する不図示の信号生成手段としての信号生成部を備えてもよい。この場合、変調器駆動制御部は、信号生成部のクロック信号ＣＬに基づいて、強度偏波変調部に必要な電圧である変調器駆動信号に変換し強度偏波変調部の駆動制御を変調器駆動信号を供給することで行う。この場合において、光変調装置は、モジュール化して構成される場合、光変調装置本体である強度偏波変調部と、信号生成部と、変調器駆動制御部と、直線偏波生成部と、光源部とで構成することもできる（第６モジュール光変調器）。

ここで、上述のいずれかのモジュール化して構成された光変調装置は、各部の一部又は全部を回路基板上の複数のユニットとして構成することもできるし、同一半導体プロセスにて製造可能な一体化した光集積回路として構成することもできる。この際、光源部は、例えば半導体レーザにて構成することもできる。また、入力信号光としての直線偏波信号光を生成する場合に、直線偏波保持部としての偏波保存ファイバの前段に形成される直線偏波生成部は、光源部、強度偏波変調部と独立して構成することもできる。また、偏波保存ファイバを用いない場合には、直線偏波生成部は、強度偏波変調部内の光導波路上に構成することもできるし、光源部の一例である半導体レーザ自体に（直線）偏波制御機能を備えた構成とすることもできる。
上述の実施の形態の強度偏波機能を搭載した光変調装置を用いた通信装置例えば光送信装置において、複数の強度偏波変調部と、これらの各強度偏波変調部に各々異なる波長の信号光を供給するための可変波長光源部と、各強度偏波変調部からの信号光を結合する結合部と、結合部にて結合された信号光を増幅する増幅部と、を含んで構成してもよい。可変波長光源部は、例えばＣバンド（１５３０〜１５６５ｎｍ）やＬバンド（１５６５〜１６１０ｎｍ）をカバーする広帯域の可変波長光源であり、ＣバンドもしくはＬバンドの波長を出力可能となっている。
ここで、強度偏波変調部は、前記第１の実施の形態の強度偏波変調器モジュールとして構成することもできるし、強度偏波変調部として構成することもできる。
結合部は、波長選択結合部（ＷＳＣ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ）や波長分割多重部（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）などを含む。

このような構成の光送信装置によれば、電磁波の振動方向に対して水平と垂直という２つの偏光状態を使って異なる信号を多重することができる。このため、偏光の直交性を使った偏光多重通信により、隣り合う波長チャネルを異なる方向に組み合わせることで、ＷＤＭの多重度を２倍に高めることができ、伝送容量の増大に寄与できる。

すなわち、伝送容量の増大には、ＷＤＭの単位波長あたりの高ビットレート化とともに、高密度多重による波長多重数の増大を行うとよいが、波長のみによる多重であると限界を有する。ここで、偏光多重ＷＤＭ信号光を用いることで、隣り合う波長チャネルを異なる方向に組み合わせることで、ＷＤＭの多重度を高めることができる。
この際、受信側では、信号光の偏光変動に対して自動追随する自動偏光制御装置と偏光分離素子とを備えた通信装置を用いることが好ましい。これにより、所望のチャネルだけを分離することが可能となる。

このような光伝送システムの光送信装置にて、上述の光変調装置を採用することによって、変調時の波長変動が小さく長距離伝送が可能となる。特に、波長依存性がないことからＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）向けの光送信装置には好都合となり、異なる波長の複数の信号光を一本の光ファイバに多重化して伝送する波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：ＷＤＭ）方式による伝送容量の拡大を図ることができる。このため、光ファイバを伝送媒体として大容量データを高ビットレートで伝送することのできる通信装置を提供できる。

通信装置の一例である光送信装置は、上述のいずれかの複数の光変調装置と、各前記光変調装置に各入力信号光を供給する複数の波長可変光源部と、入力データ信号に基づいて、各前記光変調装置を各々駆動する各変調器駆動信号ＳＤを各前記光変調装置に供給する一又は複数の変調器駆動制御部と、各前記光変調装置の各出力信号光を多重化する多重化部と、を含むものである。

このような光送信装置では、上述のような強度変調機能と偏波変調機能とを併せ持つ光変調装置を、波長多重化可能な通信装置に複数構成する場合には、部材点数を削減でき、装置ないしは回路規模の小型化、簡素化を図ることができる。また、偏波直交多重により伝送容量の増大を図ることができる。

また、前記実施の形態の光通信用の通信装置に用いられる可変波長光源部としては、Ｃバンド、Ｌバンドの波長を出力可能とする構成に限らず、他の波長領域、例えば、Ｏバンド、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｓ＋バンド、Ｌ＋バンドなど種々の広帯域用の光源であってもかまわない。これにより、「強度変調及び偏波変調を同時に実施可能な光変調装置」を通信装置に搭載することによって、種々の広帯域光通信における通信装置としても利用することができる。

さらに、通信装置の一例である光送信装置は、上述のいずれかの実施の形態の光変調装置と、前記光変調装置に入力信号光を供給する光源部と、入力データ信号に基づいて、前記光変調装置を駆動する変調器駆動信号ＳＤを前記光変調装置に供給する変調器駆動制御部と、を含むものであってもよい。

また、通信装置として光送信装置を例に挙げたが、光受信装置であってもよい。この場合、光受信装置に種々の用途に応じて光変調装置を搭載しても構わない。この光受信装置は、前記光送信装置から送信された信号光を受光して復調することができる。さらに、上述のいずれかの光変調装置を含む光送信装置と、光受信装置と、この光送信装置と光受信装置との間を接続するための光ファイバとを含む光伝送システムを構成することもできる。

また、光変調装置は、光源からの信号光を前記直線偏波信号光に変換する直線偏波生成手段としての直線偏波生成部をさらに有することが好ましい。このような光変調装置では、直線偏波生成部により、比較的簡単に前記直線偏波信号光を生成できる。直線偏波生成部としては、偏光子、ファラデー回転子、光アイソレータなどが挙げられる。

さらに、前記直線偏波生成手段は、前記入力信号光を出射する光源部と光変調装置本体との間に形成されることが好ましい。これにより、光変調装置本体と直線偏波生成手段とを別体的に構成することにより、光変調装置を製造する際の製造工程のプロセスの簡素化を行うことができる。

また、前記直線偏波生成手段は、各前記光導波路アーム部、各前記光導波路アーム部が分岐する分岐部、各前記光導波路アーム部が分岐する前の光導波路の入射部、のうちのいずれかに形成されることが好ましい。これにより、光変調装置本体と直線偏波生成手段とを一体的に構成することにより、光変調器モジュールを構成する際に、部材点数が削減できるとともに、該モジュールの小型化を図ることができる。

また、光変調装置が適用できる電子機器としては、通信装置に限らず、波長分散補償器（可変波長分散補償器）、偏波コントローラ、偏波測定装置、偏波状態発生装置などを含めることができる。

さらに、上述のような各実施の形態における光変調装置の第２の基本的構成として、以下のようにまとめることもできる。
すなわち、光変調装置（例えば図２に示す符号１）は、光導波路に変調器制御信号（例えば図２に示す符号Ｖｉｎ）に基づく電圧を印加し、入力信号光（例えば図２に示す符号Ｓｉｎ）を前記光導波路に入射して電気光学効果により前記入力信号光を光変調するものである。

光変調装置は、その基本的構成として、強度偏波変調手段（例えば図２に示す符号２０）と、変調器駆動制御手段（例えば図２に示す符号１４）とを含む。

この強度偏波変調手段は、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と異なる方向に偏波面方向を有する入力信号光が光導波路に入力され、前記光導波路に電圧が印加されることで前記入力信号光を強度変調および偏波変調するものである。

また、強度偏波変調手段は、前記変調器制御信号に基づいて、前記入力信号光を強度変調するとともに、前記入力信号光を偏波変調した強度偏波変調出力信号光（例えば図２に示す符号Ｓｏｕｔ）を生成する。

前記変調器駆動制御手段は、前記入力信号光の前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分とに特定比率の位相シフト量を与えるための電圧を供給する変調器制御信号に基づいて、前記強度偏波変調手段を駆動制御するものである。

また、前記変調器駆動制御手段は、前記強度偏波変調手段にて出力する出力信号光の前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分による合成偏波面方向が、前記電圧に応じて変化する偏波状態であって、かつ、前記合成偏波面方向での振幅が少なくとも前記入力信号光の振幅よりも大きくなるように、前記特定比率の位相シフト量を付与する変調器制御信号を供給することができる。

ここにおいて、前記入力信号光は、互いに直交する第１の方向（例えば図７に示すＴＥ）及び第２の方向（例えば図７に示すＴＭ）と異なる方向に直線偏波方向（例えば図７）を有する直線偏波信号光とすることが好ましい。
この場合、前記強度偏波変調手段は、前記直線偏波信号光が入射された前記光導波路にて、前記直線偏波信号光の前記第１の方向の偏波成分及び前記第２の方向の偏波成分のそれぞれの方向における異方性結晶の各電気光学係数に応じた位相シフト量にて位相シフトを行う。

ここで、光導波路は、前記変調器制御信号に基づいて電圧が印加される互いに異なる長さの少なくとも２つの光導波路アーム部（例えば図３、図６に示す符号２２ａ、２２ｂ）を含む。また、前記光導波路は、前記各光導波路アーム部が合流する合流部（例えば図３、図６に示す符号２２ｅ）を含む。

さらに、前記変調器駆動制御手段は、少なくとも第１の電圧を供給する期間と、前記第１の電圧と異なる第２の電圧を供給する期間を含む変調器制御信号を生成することが好ましい。

この場合、前記強度偏波変調手段は、前記変調器制御信号に基づいて、前記第１の電圧又は前記第２の電圧が供給される期間に、前記入力信号光が進行する一方の前記光導波路アーム部にて、一方の前記入力信号光の第１の方向の偏波成分（例えば図６に示すＳｉｎ（ＴＥ―ａ)）の位相を、第１の位相シフト量（例えば図４に示すφ（ＴＥ―ａ)）にて位相シフトした第１の変調信号光（例えば図６に示すＳ（ＴＥ−ａ））を生成する。

また、前記強度偏波変調手段は、前記変調器制御信号に基づいて、前記第１の電圧又は前記第２の電圧が供給される期間に、前記入力信号光が進行する一方の前記光導波路アーム部にて、一方の前記入力信号光の第２の方向の偏波成分（例えば図６に示すＳｉｎ（ＴＭ―ａ)）の位相を、前記第１の位相シフト量と異なり前記異方性結晶部の電気光学係数に応じた第２の位相シフト量（例えば図４に示すφ（ＴＭ―ａ)）にて位相シフトした第２の変調信号光（例えば図６に示すＳ（ＴＭ−ａ））を生成する。

一方、前記強度偏波変調手段は、前記変調器制御信号に基づいて、前記第１の電圧又は前記第２の電圧が供給される期間に、前記一方の前記光導波路アーム部より長い他方の前記光導波路アーム部にて、他方の前記入力信号光の第１の方向の偏波成分（例えば図６に示すＳｉｎ（ＴＥ―ｂ)）の位相を、前記第１の位相シフト量と正負が逆の位相シフト量に前記光導波路アーム部の異なる長さ分の位相シフト量を加えた位相シフト量（例えば図４に示すφ（ＴＥ―ｂ)）であって、前記第２の位相シフト量と同一の位相シフト量にて位相シフトした第３の変調信号光（例えば図６に示すＳ（ＴＥ−ｂ））を生成する。

さらに、前記強度偏波変調手段は、前記変調器制御信号に基づいて、前記第１の電圧又は前記第２の電圧が供給される期間に、前記入力信号光が進行する他方の前記光導波路アーム部にて、他方の前記入力信号光の第２の方向の偏波成分（例えば図６に示すＳｉｎ（ＴＭ―ｂ)）の位相を、前記第２の位相シフト量と正負が逆の位相シフト量に前記光導波路アーム部の異なる長さ分の位相シフト量を加えた位相シフト量（例えば図４に示すφ（ＴＭ―ｂ)）であって、前記第１の位相シフト量と同一の位相シフト量にて位相シフトした第４の変調信号光（例えば図６に示すＳ（ＴＭ−ｂ））を生成する。

このようにして、前記強度偏波変調手段は、前記第１の電圧又は前記第２の電圧が供給される期間に、前記合流部にて、各々位相シフトされた前記第１の変調信号光と前記第３の変調信号光が合成した第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光（例えば図６に示すＳ（ＴＥ―ａ）＋Ｓ（ＴＥ―ｂ））を生成することができる。

さらに、前記強度偏波変調手段は、前記第１の電圧又は前記第２の電圧が供給される期間に、前記合流部にて、各々位相シフトされた前記第２の変調信号光と前記第４の変調信号光が合成し、前記第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光と同一位相の第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光（例えば図６に示すＳ（ＴＭ―ａ）＋Ｓ（ＴＭ―ｂ）を生成することができる。

ここで、前記強度偏波変調手段は、前記第１の電圧が供給される期間の前記第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光及び前記第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光と、前記第２の電圧が供給される期間の前記第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光及び前記第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光とをそれぞれ生成することができる。

従って、前記強度偏波変調手段は、前記第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光と前記第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光とによる合成偏波面方向が、前記第１の電圧と前記第２の電圧とで異なる方向を向く偏波状態となる強度偏波変調出力信号光を生成することができる。

このように、光変調装置では、入力信号光として直線偏波を用い、その偏波状態が第１の方向及び第２の方向に対して特定の角度をなすように入射する。これによって、第１の方向の偏波成分の電気光学効果と、第２の方向の偏波成分の電気光学効果との差を利用して、信号光に強度変調をかけると同時に信号光の偏波状態を変調することができる。この結果、光変調装置は、強度変調と偏波変調とを行うことができる単一の装置として構成できる。また、時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波状態の変調を行うことができる。

（プログラム）
ここで、上述した実施の形態における光変調装置において、光変調器本体に互いに異なる第１の電圧と第２の電圧とを供給する変調器制御信号（例えば入力信号Ｖｉｎ）に基づく電圧を印加し、前記光変調器本体に入射する入力信号光を強度変調するとともに偏波変調を行う光変調器本体を駆動制御する制御装置としての変調器駆動制御部が実行する情報処理内容を予めプログラム化し、これを制御装置が実行するようにしてもよい。
或いは、制御装置に装備したコンピュータが実行するようにしてもよい。このようにしても、上述した変調器駆動制御部と同様に機能することができる。

この場合、光変調制御プログラムは、互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光を光変調器本体に入力して、前記入力光を光変調する前記光変調器本体を制御する制御装置が備えているコンピュータに実行させるものである。

この光制御プログラムは、第１の位相偏移印加機能（例えば図２に示す符号１５ａ）と、第２の位相偏移印加機能（例えば図２に示す符号１５ｂ）とを含む機能をコンピュータに実行させるものである。

第１の位相偏移印加機能では、前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態（図１４（Ａ））と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態（図１４（Ｂ））と、位相偏移を印加しない第３の状態（図１４（Ｃ））、のいずれかを選択的に取ることができる。

第２の位相偏移印加機能では、前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態（図１４（Ｄ））と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態（図１４（Ｅ））と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態（図１４（Ｆ））、のいずれかを選択的に取ることができる。

さらに、他の形態における光変調制御プログラムは、光変調装置を駆動制御する制御装置が備えているコンピュータに実行させるものであって、変調器駆動制御機能を前記コンピュータに実行させるものである。
変調器駆動制御機能は、前記光変調器本体に、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と異なる方向に偏波方向を有する前記入力信号光を入射する際に、変調器制御信号を供給する。
また、変調器駆動制御機能は、出力信号光の前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分による合成偏波面方向が、前記第１の電圧と前記第２の電圧とで異なる方向を向く偏波状態であって、かつ、前記合成偏波面方向での振幅が前記入力信号光の振幅よりも大きくなるように、前記入力信号光の前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分とに特定比率の位相シフト量を付与する変調器制御信号を供給する。

さらに、他の形態における光変調制御プログラムは、光変調装置を駆動制御する制御装置が備えているコンピュータに実行させるものであって、基本的構成として、前記光変調装置の光導波路に含まれる少なくとも２つの光導波路アーム部に差動電圧を印加するための変調器駆動信号を生成制御する変調器駆動信号生成制御機能（例えば図２に示す符号１５ａ）と、互いに直交する第１の方向及び前記第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する直線偏波信号光が進行する前記光導波路に、前記変調器駆動信号を供給する変調器駆動信号供給制御機能（例えば図２に示す符号１５ｂ）と、前記光変調装置が、前記直線偏波信号光を強度変調するとともに時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なる偏波変調を行う強度偏波変調信号光を生成するように制御する強度偏波変調信号光生成制御機能（例えば図２に示す符号１５ｃ）とを前記コンピュータに実行させることもできる。

また、光変調制御プログラムは、光変調装置を駆動制御する制御装置が実行可能なものであって、前記光変調装置の光導波路に含まれる少なくとも２つの光導波路アーム部（例えば図３に示す符号２２ａ、２２ｂ）に、差動電圧を印加する変調器駆動信号ＳＤを生成制御する変調器駆動信号生成制御機能（例えば図２に示す符号１５ａ）として前記制御装置を機能させるようにしてもよい。前記変調器駆動信号生成制御機能により、互いに直交する第１の方向及び前記第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する直線偏波信号光が進行する前記光導波路に、変調器駆動信号ＳＤを供給し、前記光変調装置を、前記直線偏波信号光を強度変調するとともに時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なる偏波変調を行う強度偏波変調信号光を生成するように制御することができる。

さらに、光変調装置の各部が光集積回路として構成された場合には、その光集積回路が有する機能と同様の機能をプログラム化し、コンピュータに実行させるようにしてもよい。このようにしても、上述した光変調装置と同様に機能することができる。

ここでいう「機能」は、例えば、強度偏波変調機能、変調器駆動信号生成制御機能、直線偏波生成機能、などが挙げられる。この場合、光変調制御プログラムは、コンピュータが実行可能なものであって、コンピュータに、変調器駆動信号に基づいて、入力信号光を強度変調するとともに、前記入力信号光を偏波変調した強度偏波変調出力信号光を生成する強度偏波変調機能を含む機能を実行させることができる。

強度偏波変調機能は、前記第１の実施の形態の動作説明にて説明された前記直線偏波信号光入射機能、直線偏波信号光進行機能、直線偏波信号光分岐機能、第１の変調信号光生成機能、第２の変調信号光生成機能、第１の偏波状態変調信号光生成機能、第３の変調信号光生成機能、第４の変調信号光生成機能、第２の偏波状態変調信号光生成機能、第１の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成機能、第２の方向偏波成分強度偏波変調出力信号光生成機能、強度偏波変調出力信号光生成機能、強度偏波変調出力信号光進行機能、強度偏波変調出力信号光出謝機能、などを含むことができる。

また、変調器駆動信号生成制御機能は、光変調装置の光導波路に含まれる少なくとも２つの光導波路アーム部に、差動電圧を印加する変調器駆動信号を生成制御する。また、変調器駆動信号生成制御機能では、互いに直交する第１の方向及び前記第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する直線偏波信号光が進行する前記光導波路に、前記変調器駆動信号を供給し、前記光変調装置が、前記直線偏波信号光を強度変調するとともに時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なる偏波変調を行う強度偏波変調信号光を生成するように制御することができる。

また、光変調制御プログラムは、光変調器本体に互いに異なる第１の電圧と第２の電圧とが交互に繰り返される変調器制御信号に基づく電圧を印加し、前記光変調器本体に入射する入力信号光を強度変調するとともに偏波変調する強度偏波変調信号光を生成する光変調器本体を駆動制御する制御装置が備えているコンピュータに実行させることができる。

この場合、光変調制御プログラムの変調器駆動制御機能は、前記光変調器本体に、互いに直交する第１の方向及び第２の方向と異なる方向に直線偏波方向を有する直線偏波信号光を前記入力信号光として入射する際に、前記変調器制御信号に基づいて前記直線偏波信号光を強度変調する。

また、変調器駆動制御機能は、前記第１の方向の偏波成分及び前記第２の方向の偏波成分のそれぞれの方向における異方性結晶の各電気光学係数に基づく位相シフトを許容しつつ、前記強度偏波変調出力信号光の前記第１の方向の偏波成分と、前記第２の方向の偏波成分の位相が同一となり、前記第１の方向の偏波成分と前記第２の方向の偏波成分による合成偏波面方向が、前記第１の電圧と前記第２の電圧とで異なる方向を向く偏波状態となるように変調器駆動信号を供給することができる。

また、変調器駆動制御機能は、前記合成偏波面方向での振幅が前記入力信号光の振幅よりも大きくなるように、前記特定比率の位相シフト量を付与する変調器制御信号を供給することができる。

このようなプログラムによれば、当該プログラムを格納するＲＯＭ等の記憶媒体から、当該プログラムをコンピュータ（ＣＰＵ）に読み込んで実行させれば、或いは、当該プログラムを、通信手段を介してコンピュータにダウンロードさせた後に実行させれば、上述した本発明に係る装置を比較的簡単に実現できる。

また、プログラムは、一次複製品、二次複製品などの複製段階については問わない。プログラムの供給方法として通信回線を利用して行なう場合であれば、通信回線が伝送媒体となってプログラムが利用されることになる。

また、実施の形態において示されるステップは、記載された手順に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。また、実装では、実施の形態に例示した手順（ステップ）が実行される順序を一部変更した手順、一部除去した手順とすることもできる。さらに、必要に応じて、説明した特定の手順（ステップ）と、他の手順とを組み合わした手順（ステップ）として追加、または再配置することができる。

さらに、光変調装置の各手段、各部、各機能、各ステップの手順の機能などのプログラムの全機能のうち一部の機能をハードウエアで処理し、全機能のうちさらに他の機能をソフトウエアで処理するようにしてもよい。専用のハードウエアの場合、各部を集積回路にて形成されてもよい。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全部を含むように１チップ化されても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能の集積化を行ってもよい。この際、これらの機能がハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現でき、いずれかに限定されるものではない。従って、各機能は、プログラムにより機能化されたコンピュータをプログラムの機能と共に説明したものと解釈することも出来るし、また、固有のハードウエアにより恒久的に機能化された複数の電子回路ブロックからなる装置とも解釈することが出来ることは、当然である。

例えば、前記第１の実施の形態では、変調器駆動制御部のハードウエア構成は、図３に示す分周器と、差動型ドライバと、これらを制御するＣＰＵとメモリを含むコントロール回路部とにより構成することができる。そして、プログラムの制御によってＣＰＵが発揮する複数の機能を、それぞれ構成要素として表現すると、図２に示す変調器駆動信号生成制御機能１５ａと、変調器駆動信号供給制御機能１５ｂと、強度偏波変調信号光生成制御機能１５ｃとして表現することができる。変調器駆動制御部に備えられているＣＰＵ（コンピュータ）がプログラムによって実行されている動的状態（プログラムを構成する各手順を実行している状態）を機能表現した場合、変調器駆動制御部内に各機能が構成されることになる。これらの機能は、メモリに記憶されたプログラムとして実現してもよいし、専用の他の電子回路ブロックにより実現してもよい。図２の強度偏波変調部の各機能についても同様である。

また、「入力信号光を偏波変調し、かつ、入力信号光を強度変調した強度偏波変調出力信号光を生成する」手法は、必ずしも実体のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能することは容易に理解できる。このため、方法にかかる発明も、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。この場合、方法を実現するための一例として光変調装置、光変調モジュール、光集積回路、通信装置なども含めることができる。また、装置における従属請求項は、方法，プログラムにおいて従属請求項に対応した構成にすることも可能である。

ところで、このような光変調装置は、単独で存在する場合もあるし、ある機器（例えば光送信装置などの通信装置）に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。発明の思想の具現化例として制御装置を含めた光変調装置がソフトウェア構成となる場合には、かかるソフトウェアを記憶した記録上においても当然に存在し、利用されるといわざるをえない。これにより、プログラムは、情報記録媒体に記録してプログラムを提供することができる。

さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合であってもよく、一部を記憶媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態のものとしてあってもよい。

さらにまた、上記各実施の形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。つまり、上述の各実施の形態同士、あるいはそれらのいずれかと各変形例のいずれかとの組み合わせによる例をも実施の形態として含めることができる。

そして、各実施の形態及びそれらの変形例を含むこれまでの記述は、本発明の理解を容易にするために、本発明の多様な実施の形態のうちの一例の開示、すなわち、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、例証するものであり、制限するものではなく、適宜変形及び／又は変更が可能である。

本発明は、通信装置における光変調装置といった用途に適用できる。

本発明の光変調装置を光送信装置に適用した第１の実施の形態の全体の概略構成の一例を示すブロック図である。 図１の光送信装置の詳細構成の一例を示すブロック図である。 図２の光送信装置の強度偏波変調部及び変調器駆動制御部の詳細構成の一例を示す構成図である。 図３の光送信装置の強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 図３の光送信装置の強度偏波変調部の信号光と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 図３の光送信装置の強度偏波変調部における信号光を説明するための説明図である。 図３の光送信装置の強度偏波変調部の光導波路に入射される直線偏波信号光の偏光方向を説明するための説明図である。 図３の光送信装置の強度偏波変調部での入力電圧に応じた信号光の状態を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧０でのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧０でのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。 図３の光送信装置の強度偏波変調部での入力電圧に応じた信号光の状態を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。 図３の光送信装置の強度偏波変調部での入力電圧に応じた信号光の状態を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧−ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧−ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。 図３の光送信装置の強度偏波変調部にて強度偏波変調された信号光の偏波面方向を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧Ｖでの偏波面方向を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧−Ｖでの偏波面方向を示す。 図３の光送信装置の強度偏波変調部にて強度偏波変調された信号光の状態を説明するための説明図である。 ＣＳ―ＲＺ変調による信号光の状態を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施の形態による光送信装置における各位相偏移の状態を説明する説明図であって、同図（Ａ）は第１の状態を示し、同図（Ｂ）は第２の状態を示し、同図（Ｃ）は第３の状態を示し、同図（Ｄ）は第４の状態を示し、同図（Ｅ）は第５の状態を示し、同図（Ｆ）は第６の状態を示す。 本発明の第１の実施の形態による光送信装置に含まれる光変調装置の動作状態を説明するための状態説明図である。 本発明の第２の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部での信号光の状態を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。 本発明の第２の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部にて強度偏波変調された信号光の入力電圧Ｖでの偏波面方向を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部での信号光の状態を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。 本発明の第３の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部での信号光の状態を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。 本発明の第４の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部での信号光の状態を説明するための説明図であり、同図（Ａ）は、入力電圧ＶでのＴＥモード成分の信号光の状態を示し、同図（Ｂ）は、入力電圧ＶでのＴＭモード成分の信号光の状態を示す。 本発明の第５の実施の形態による光変調装置において、位相シフト比率が変化した場合に、強度偏波変調部にて強度偏波変調された信号光の偏波面方向が変化する様子を説明するための説明図である。 本発明の第６の実施の形態による光変調装置の概要を説明するための説明図である。 本発明の第６の実施の形態による光変調装置において、強度偏波変調部の信号光の位相と入力電圧との相関関係の一例を示す説明図である。 本発明の第７の実施の形態による光変調装置の概略構成の一例を示す平面図である。 本発明の光変調装置を光送信装置に適用した第８の実施の形態の全体の概略構成の一例を示すブロック図である。 本発明の光変調装置を光送信装置に適用した第９の実施の形態の全体の概略構成の一例を示すブロック図である。 関連技術の光送信装置の全体の概略構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 光送信装置
２ 光源部
４ 強度偏波変調器モジュール（光変調装置）
１４ 変調器駆動制御部
１４ａ 分周器
１４ｂ 差動型ドライバ
１５ａ 第１の位相偏移印加手段
１５ｂ 第２の位相偏移印加手段
１６ 直線偏光生成部
２０ 強度偏波変調部
２１ 基板
２２ 光導波路
２２ａ 第１の光導波路アーム部
２２ｂ 第２の光導波路アーム部
２２ｃ 光導波路入力部
２２ｄ 分岐部
２２ｅ 合流部
２２ｆ 光導波路出力部
２４ａ 第１の電極
２４ｂ 第２の電極
１００、２００、３００ 光送信装置
Ｓｉｎ 入力信号光
Ｓｏｕｔ 出力信号光（強度偏波変調出力信号光）
ＣＬ クロック信号
Ｖｉｎ 入力信号
ＤＬ 差動駆動信号
ＤＬ１ 駆動信号
ＤＬ２ 駆動信号

Claims (13)

1. 互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光が入力される光変調装置であって、
   前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態と、位相偏移を印加しない第３の状態、のいずれかを選択的に取る第１の位相偏移印加手段と、
   前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態、のいずれかを選択的に取る第２の位相偏移印加手段と、
   前記第１の状態と前記第４の状態とを合波する第１合波状態、前記第２の状態と前記第５の状態とを合波する第２合波状態、前記第３の状態と前記第６の状態を合波する第３合波状態、のいずれかを生成する合波生成手段と、
   を含み、
   前記第１の位相偏移印加手段は、
   前記第１の位相偏移と前記第２の位相偏移とを一定の条件の下に特定される第１比率となるように印加し、
   前記第３の位相偏移を前記第１の位相偏移に対して異なる極性とし、前記第４の位相偏移を前記第２の位相偏移に対して異なる極性とし、前記第３の位相遷移と前記第４の位相遷移とを前記第１比率と同一の比率となるように印加し、
   前記第２の位相偏移印加手段は、
   前記第５の位相偏移と前記第９の位相偏移との第１の差と、前記第６の位相偏移と前記第９の位相偏移との第２の差との比率を、前記第１比率と同一となるように印加し、
   前記第７の位相偏移と前記第９の位相偏移との第３の差を前記第１の差と異なる極性とし、前記第８の位相偏移と前記第９の位相偏移との第４の差を前記第２の差と異なる極性とし、前記第３の差と前記第４の差とを前記第１比率と同一の比率となるように印加することを特徴とする光変調装置。
2. 請求項１に記載の光変調装置において、
   前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
   前記比率を、前記第１合波状態での前記第１方向成分と前記第２方向成分との第１合成面方向と、前記第２合波状態での前記第１方向成分と前記第２方向成分との第２合波面方向とが異なる状態であって、前記第１合成面方向の振幅と前記第２合成面方向の振幅とが前記入力光の振幅よりも大きくなるように、各位相偏移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
3. 請求項２に記載の光変調装置において、
   前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
   前記比率を、出力光の前記第１方向成分と前記第２方向成分との位相差が０近傍又はπ近傍となるようにして、各位相遷移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
4. 請求項２に記載の光変調装置において、
   前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
   前記比率を３ｍ対１（ｍは自然数）とするようにして、各位相遷移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
5. 請求項２に記載の光変調装置において、
   前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
   前記比率を３対１とするようにして、各位相遷移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
6. 請求項２に記載の光変調装置において、
   前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
   前記比率を２．５対１乃至３．５対１とするようにして、各位相遷移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
7. 請求項２に記載の光変調装置において、
   前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
   前記比率を１対３ｍ（ｍは自然数）とするようにして、各位相遷移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
8. 請求項２に記載の光変調装置において、
   前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
   前記比率を１対３とするようにして、各位相遷移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
9. 請求項１に記載の光変調装置において、
   前記第１の位相偏移印加手段は、
   前記第１の状態、前記第２の状態、前記第３の状態をサイクリックに変化させる正弦波として印加し、
   前記第２の位相偏移印加手段は、
   前記第４の状態、前記第５の状態、前記第６の状態をサイクリックに変化させる正弦波として印加し、
   前記合波生成手段は、
   前記各正弦波に基づいて、前記入力光を時間的に隣り合うビットにおける偏波方向が異なるように偏波変調をし、かつ、搬送波抑圧ゼロ復帰信号を生成する搬送波抑圧ゼロ復帰変調を行う制御をするものであることを特徴とする光変調装置。
10. 請求項１乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の光変調装置において、
    前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
    前記入力光の偏波方向と、前記第１の方向又は前記第２の方向とのなす角度に応じた各位相偏移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
11. 請求項１に記載の光変調装置において、
    前記合波生成手段は、異方性結晶にて形成され、
    前記第１及び第２の位相偏移印加手段は、
    前記比率を、前記異方性結晶の前記第１の方向での第１の電気光学係数と、前記異方性結晶の前記第２の方向での第２の電気光学係数とに対応するようにして、各位相遷移を印加するものであることを特徴とする光変調装置。
12. 互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光を入力して光変調を行う光変調方法であって、
    前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態と、位相偏移を印加しない第３の状態、のいずれかを選択的に取る第１の位相偏移印加制御を行うとともに、
    前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態、のいずれかを選択的に取る第２の位相偏移印加制御を行い、
    前記第１の状態と前記第４の状態とを合波する第１合波状態、前記第２の状態と前記第５の状態とを合波する第２合波状態、前記第３の状態と前記第６の状態を合波する第３合波状態、のいずれかを生成する合波生成を行い、
    を含み、
    前記第１の位相偏移印加制御では、
    前記第１の位相偏移と前記第２の位相偏移とを一定の条件の下に特定される第１比率となるように印加し、
    前記第３の位相偏移を前記第１の位相偏移に対して異なる極性とし、前記第４の位相偏移を前記第２の位相偏移に対して異なる極性とし、前記第３の位相遷移と前記第４の位相遷移とを前記第１比率と同一の比率となるように印加し、
    前記第２の位相偏移印加制御では、
    前記第５の位相偏移と前記第９の位相偏移との第１の差と、前記第６の位相偏移と前記第９の位相偏移との第２の差との比率を、前記第１比率と同一となるように印加し、
    前記第７の位相偏移と前記第９の位相偏移との第３の差を前記第１の差と異なる極性とし、前記第８の位相偏移と前記第９の位相偏移との第４の差を前記第２の差と異なる極性とし、前記第３の差と前記第４の差とを前記第１比率と同一の比率となるように印加することを特徴とする光変調方法。
13. 互いに直交する第１及び第２の方向の各々の成分である第１及び第２方向成分を有する入力光を光変調器本体に入力して、前記入力光を光変調する前記光変調器本体を制御する制御装置が備えているコンピュータに実行させる光変調制御プログラムであって、
    前記第１方向成分に第１の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第２の位相偏移を印加する第１の状態と、前記第１方向成分に第３の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第４の位相偏移を印加する第２の状態と、位相偏移を印加しない第３の状態、のいずれかを選択的に取る第１の位相偏移印加機能と、
    前記第１方向成分に第５の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第６の位相偏移を印加する第４の状態と、前記第１方向成分に第７の位相偏移を印加し前記第２方向成分に第８の位相偏移を印加する第５の状態と、前記第１方向成分及び前記第２方向成分のそれぞれに第９の位相偏移を印加する第６の状態、のいずれかを選択的に取る第２の位相偏移印加機能と、
    を含む機能をコンピュータに実行させ、
    前記変調器本体は、
    前記第１の状態と前記第４の状態とを合波する第１合波状態、前記第２の状態と前記第５の状態とを合波する第２合波状態、前記第３の状態と前記第６の状態を合波する第３合波状態、のいずれかを生成し、
    前記第１の位相偏移印加機能では、
    前記第１の位相偏移と前記第２の位相偏移とを一定の条件の下に特定される第１比率となるように印加し、
    前記第３の位相偏移を前記第１の位相偏移に対して異なる極性とし、前記第４の位相偏移を前記第２の位相偏移に対して異なる極性とし、前記第３の位相遷移と前記第４の位相遷移とを前記第１比率と同一の比率となるように印加するように前記コンピュータに実行させ、
    前記第２の位相偏移印加機能では、
    前記第５の位相偏移と前記第９の位相偏移との第１の差と、前記第６の位相偏移と前記第９の位相偏移との第２の差との比率を、前記第１比率と同一となるように印加し、
    前記第７の位相偏移と前記第９の位相偏移との第３の差を前記第１の差と異なる極性とし、前記第８の位相偏移と前記第９の位相偏移との第４の差を前記第２の差と異なる極性とし、前記第３の差と前記第４の差とを前記第１比率と同一の比率となるように印加するように前記コンピュータに実行させることを特徴とする光変調制御プログラム。

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