JP2010002850A - Bias control method of optical modulator, and optical modulator - Google Patents

Bias control method of optical modulator, and optical modulator Download PDF

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弘季 小林
Jungo Kondo
順悟 近藤
Yasunori Iwasaki
康範 岩崎
Tetsuya Ejiri
哲也 江尻
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure accuracy in control of each DC bias in at least a pair of optical modulation parts by preventing an adverse effect of the DC bias applied to one modulation part while controlling the bias point of the other optical modulator. <P>SOLUTION: In an optical modulator comprising a substrate having an electrooptical effect, an optical waveguide 4 formed on the substrate, at least a pair of optical modulation parts 2A and 1B disposed in parallel to modulate optical waves by applying a modulation signal to the optical waveguide, and a multiplexing part multiplexing the optical waves modulated by the pair of optical modulation parts 2A and 2B, each DC bias in the pair of optical modulation parts 2A and 2B is controlled. The DC bias applied to one optical modulation part 2A is changed, and a low frequency signal is superimposed to the other optical modulation part 2B, thereby detecting a change in light quantity of the multiplexed optical wave. Based on the detected change, the DC bias of the one optical modulation part 2A is controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光変調器のバイアス制御方法および光変調器に関するものである。   The present invention relates to an optical modulator bias control method and an optical modulator.

光通信分野において、電気/光変換素子として光変調器が用いられている。光変調器には、電気光学効果を利用したものをはじめ、多種存在している。ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を持つ基板を用いた光変調器は、駆動制御のための直流電流の印加量や使用温度の変化により、出力される光特性について、経過時間により変化が起こる。これはドリフトと呼ばれている。   In the optical communication field, an optical modulator is used as an electrical / optical conversion element. There are many types of optical modulators, including those utilizing the electro-optic effect. In an optical modulator using a substrate having an electro-optic effect such as lithium niobate, the output optical characteristics change depending on the elapsed time due to changes in the amount of direct current applied for driving control and the operating temperature. This is called drift.

ドリフト現象を制御する方法として、特許文献1、2では、光変調器の駆動信号に低周波数信号を重畳させ、該光変調器からの出力光に含まれる低周波信号に係る光量変化をモニタして、実印加電圧に対するバイアス点を検出している。そして、光変調器に印加する直流バイアスを制御するバイアス補償回路に対してフィードバックすることにより、光応答特性が最適となるようにバイアス点を自動的に補正する。
特開昭49-42365号公報 特開昭3-251815号公報
As a method for controlling the drift phenomenon, Patent Documents 1 and 2 superimpose a low-frequency signal on the drive signal of the optical modulator, and monitor a change in the amount of light related to the low-frequency signal included in the output light from the optical modulator. Thus, the bias point with respect to the actual applied voltage is detected. The bias point is automatically corrected so as to optimize the optical response characteristics by feeding back to the bias compensation circuit that controls the DC bias applied to the optical modulator.
JP 49-42365 A JP 3-251815 A

特許文献3では、光変調器に複数の光変調部を設け、各光変調部ごとに低周波信号を重畳し、各光変調部ごとに低周波信号に係る光量変化をモニタし、各変調部ごとのバイアス点をフィードバック制御する。
特開2004-318052号公報
In Patent Document 3, a plurality of light modulation units are provided in an optical modulator, a low frequency signal is superimposed for each light modulation unit, and a light amount change related to the low frequency signal is monitored for each light modulation unit. Each bias point is feedback controlled.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-318052

複数の光変調部を有する光変調器について、特許文献3記載のようにバイアス点を制御するには、以下の問題がある。まず、光変調部に入力した低周波信号の光量が最小になるポイントをバイアス点とする(図1)。図2を参照しつつ、バイアス点の制御方法について述べる。光変調器1上に光導波路4を形成しており、マッハツェンダー型の光変調部2Aと2Bとを並列に配列し、光変調部2Aと2Bとをさらに合波させ、位相調整して出力する。光源6からの光を偏波コントローラー7を通して光導波路4に入射させ、光変調部2A、2Bで強度変調を行い、合波して出力し、パワーメーター8で光量を測定する。   For an optical modulator having a plurality of optical modulators, there are the following problems in controlling the bias point as described in Patent Document 3. First, a point at which the light amount of the low frequency signal input to the light modulation unit is minimized is set as a bias point (FIG. 1). A bias point control method will be described with reference to FIG. An optical waveguide 4 is formed on the optical modulator 1, Mach-Zehnder type optical modulation units 2A and 2B are arranged in parallel, the optical modulation units 2A and 2B are further combined, phase-adjusted and output To do. Light from the light source 6 is made incident on the optical waveguide 4 through the polarization controller 7, intensity-modulated by the light modulators 2 </ b> A and 2 </ b> B, combined and output, and the light quantity is measured by the power meter 8.

ここで、特許文献3記載のようなドリフト現象の制御方法を用いるとすると、3つの直流バイアス5A(DC-I)、5B(DC-Q)、5C(DC-P)をそれぞれ別個に制御することが必要になる。こうした補償制御する方法としては、以下の二つが考えられる。   Here, when the drift phenomenon control method described in Patent Document 3 is used, the three DC biases 5A (DC-I), 5B (DC-Q), and 5C (DC-P) are controlled separately. It will be necessary. The following two methods are conceivable as methods for such compensation control.

(1) 図3に示すように、3つの光変調部2A、2B、2Cにそれぞれ対応して受光器11A、11B、11Cを設置する。そして、それぞれ低周波信号に係る出力光量を測定し、それぞれ制御回路10A、10B、10Cを介して、各光変調部に入力する直流バイアスのフィードバック制御を行う。しかし、この制御方法では、各光変調部に対してそれぞれ受光器を設ける必要があり、装置が煩雑になる。光変調部の数が増えてくると現実的ではない。 (1) As shown in FIG. 3, the light receivers 11A, 11B, and 11C are installed corresponding to the three light modulators 2A, 2B, and 2C, respectively. And the output light quantity which concerns on a low frequency signal is measured, respectively, and the feedback control of the direct current bias input into each optical modulation part is performed via control circuit 10A, 10B, 10C, respectively. However, in this control method, it is necessary to provide a light receiver for each light modulation unit, and the apparatus becomes complicated. If the number of light modulators increases, it is not realistic.

(2) 各光変調部ごとに受光器を設けない場合には、例えば図4に示すように、合波後の光光変調部2Cの下流に受光器11を設置する。しかし、光変調器2Aと2Bの出力とが合波されるので、印加する低周波信号が同一信号であると、出力信号がどの光変調部からの信号であるか判別できない。 (2) When a light receiver is not provided for each light modulation unit, for example, as shown in FIG. 4, a light receiver 11 is installed downstream of the combined light light modulation unit 2C. However, since the outputs of the optical modulators 2A and 2B are combined, if the applied low frequency signal is the same signal, it cannot be determined from which optical modulation unit the output signal is.

このため、図4に示すように、低周波信号発生源9A、9B、9Cから発振する各低周波信号12A、12B、12Cの周波数を互いに異ならせる。これによって、同じ受光素子11で受光する出力光の中から、異なる周波数の低周波信号に係る信号をそれぞれ分けて分析し、フィードバックすることができる。しかし、この方法では、異なる信号発生源9A、9B、9Cを必要とする。また別の方法として、低周波信号12A、12B、12Cの周波数を同じとし、しかし発振のタイミングをずらすことも考えられる。   Therefore, as shown in FIG. 4, the frequencies of the low-frequency signals 12A, 12B, and 12C oscillated from the low-frequency signal generation sources 9A, 9B, and 9C are made different from each other. As a result, signals related to low frequency signals having different frequencies can be separately analyzed and fed back from the output light received by the same light receiving element 11. However, this method requires different signal sources 9A, 9B, 9C. As another method, the frequency of the low-frequency signals 12A, 12B, and 12C may be the same, but the oscillation timing may be shifted.

しかし、これらの方法では、一方の光変調部2Aのバイアス点を制御しているときに、別の光変調部2Bに印加している直流バイアスによって、DCドリフトが発生し、出力光波の波形が変化することがある。このため、正確な制御は非常に困難である。   However, in these methods, when the bias point of one optical modulation unit 2A is controlled, a DC drift is generated by a DC bias applied to another optical modulation unit 2B, and the waveform of the output light wave is May change. For this reason, accurate control is very difficult.

本発明の課題は、少なくとも一対の光変調部における各直流バイアスを制御するのに際して、一方の光変調部のバイアス点を制御している間に、他方の光変調部に印加される直流バイアスの干渉を防止することで、正確な制御を可能とすることである。   An object of the present invention is to control the DC bias applied to the other optical modulation unit while controlling the bias point of one optical modulation unit when controlling each DC bias in at least one pair of optical modulation units. It is to enable accurate control by preventing interference.

本発明は、電気光学効果を有する基板と、この基板上に形成された光導波路と、この光導波路に対して変調信号を印加することで光波を変調するための並列に配列された少なくとも一対の光変調部と、一対の光変調部で変調された光波を合波する合波部を備えている光変調器に対し、一対の光変調部における各直流バイアス電圧を制御するバイアス制御方法であって、
一方の光変調部に印加される直流バイアス電圧を変化させ、他方の光変調部に低周波信号を重畳することで、合波後の光波の光量変化を検出し、この検出された光量変化に基づき、一方の光変調部の直流バイアス電圧を制御することを特徴とする。
The present invention provides a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and at least a pair of parallel arrangements for modulating a light wave by applying a modulation signal to the optical waveguide. This is a bias control method for controlling each DC bias voltage in a pair of optical modulators with respect to an optical modulator provided with an optical modulator and a multiplexer that multiplexes the light waves modulated by the pair of optical modulators. And
By changing the DC bias voltage applied to one light modulation unit and superimposing a low-frequency signal on the other light modulation unit, the light amount change of the combined light wave is detected, and this detected light amount change Based on this, the DC bias voltage of one of the light modulation units is controlled.

図5〜図11を参照しつつ、本発明による動作原理を述べる。
図9に示すように、一対の光変調部2Aと2Bとの各出力を合波部20で合波して出力するものとする。一方の光変調部は例えばI−armであり、他方の光変調部は例えばQ−armとする。各光変調部2A、2Bには、それぞれ、所定の制御ポート(電極)3A、3Bが設けられているものとする。
The operation principle according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 9, the outputs of the pair of light modulation units 2 </ b> A and 2 </ b> B are combined by a multiplexing unit 20 and output. One light modulation unit is, for example, I-arm, and the other light modulation unit is, for example, Q-arm. It is assumed that each of the optical modulation units 2A and 2B is provided with predetermined control ports (electrodes) 3A and 3B, respectively.

ここで、一方の光変調器2Aを制御対象とする。この場合には、一方の光変調部2Aに印加される直流バイアス5Aを変化させ、他方の光変調部2Bに低周波信号12Bを重畳する。そして、合波後の光波の光量変化を検出し、この検出された光量変化に基づき、一方の光変調部2Aの直流バイアスを制御する。この方法では、一方の光変調部2Aのバイアス点を制御している間に、他方の光変調部2Bには直流バイアスを印加せずに制御できる。従って、他方の光変調部に印加される直流バイアスの干渉を防止し、正確な制御を行うことができる。   Here, one optical modulator 2A is set as a control target. In this case, the DC bias 5A applied to one of the light modulation units 2A is changed, and the low frequency signal 12B is superimposed on the other light modulation unit 2B. Then, the light amount change of the light wave after the combination is detected, and the direct current bias of one of the light modulation units 2A is controlled based on the detected light amount change. In this method, while controlling the bias point of one light modulation unit 2A, the other light modulation unit 2B can be controlled without applying a DC bias. Therefore, it is possible to prevent interference of the DC bias applied to the other optical modulation unit and perform accurate control.

更に、バイアス点の制御に用いる信号周波数は同一のものを使用できるので、その場合には、制御回路を単純にできる。   Furthermore, since the same signal frequency can be used for controlling the bias point, the control circuit can be simplified in that case.

更に、オフ光状態にすることができるために、制御対象である光変調部の駆動電圧Vπを測定することもできる。   Furthermore, since the light can be turned off, the drive voltage Vπ of the light modulation unit to be controlled can be measured.

以下、本発明の作動原理を説明する。
光変調部で光波に高周波変調がかけられている場合、変調部からの出力光Eoutは、入力光E0に対して、式(1)で表される。
Eout=E0(exp(jφ1)+exp(jφ2)) (1)
(φ1−φ2=位相差)
The operation principle of the present invention will be described below.
When high-frequency modulation is applied to the light wave by the light modulation unit, the output light Eout from the modulation unit is expressed by Equation (1) with respect to the input light E0.
Eout = E0 (exp (jφ1) + exp (jφ2)) (1)
(φ1−φ2 = phase difference)

変調部2Bに低周波信号を印加し続けたものとする。この状態で変調部2Aからの出力光が最大となるときには、出力光強度E1は式(2)のように示せる。
E1=E0(exp(jφ1)+exp(jφ2))/4 (2)
It is assumed that the low frequency signal is continuously applied to the modulation unit 2B. In this state, when the output light from the modulation unit 2A becomes the maximum, the output light intensity E1 can be expressed as in Expression (2).
E1 = E0 (exp (jφ1) + exp (jφ2)) / 4 (2)

従って、合波された出力光Eonは式(3)で示せる。
Eon=E1 + E0/2
Eon=E0(exp(jφ1)+exp(jφ2))/4+E0/2 (3)
合波された出力光Eonの波形は、例えば図5のようになる。
Therefore, the combined output light Eon can be expressed by Equation (3).
Eon = E1 + E0 / 2
Eon = E0 (exp (jφ1) + exp (jφ2)) / 4 + E0 / 2 (3)
The waveform of the combined output light Eon is, for example, as shown in FIG.

また、光変調部2Aの出力光強度が最小、つまりオフ状態であると、出力光E2は、式(4)のように示せる。
E2=E0(exp(jφ1)+exp(jφ2))/4 (4)
従って、合波された出力光波Eoffは、式(5)のように示せる。
Eoff=E2 + 0
Eoff=E0(exp(jφ1)+exp(jφ2))/4 (5)
Further, when the output light intensity of the light modulation unit 2A is minimum, that is, in the off state, the output light E2 can be expressed as shown in Expression (4).
E2 = E0 (exp (jφ1) + exp (jφ2)) / 4 (4)
Therefore, the combined output light wave Eoff can be expressed as shown in Equation (5).
Eoff = E2 + 0
Eoff = E0 (exp (jφ1) + exp (jφ2)) / 4 (5)

従って、合波された出力光波Eoffの波形は、図7のようになる。つまり、オフ状態では、出力光波の強度の波形はコサイン二乗カーブ(cosθ)となり、隣接するピークトップの強度がほぼ等しくなる。 Therefore, the waveform of the combined output light wave Eoff is as shown in FIG. That is, in the off state, the intensity waveform of the output light wave is a cosine square curve (cos θ) 2 , and the intensities of adjacent peak tops are substantially equal.

また、オン状態(図5)とオフ状態(図7)との間(変化途中)では、図6のような状態になる。この場合には、出力光波の波形は(cosθ)から歪み、隣接するピークトップの強度が大きく食い違うことになる。 Further, the state shown in FIG. 6 is obtained between the ON state (FIG. 5) and the OFF state (FIG. 7) (while changing). In this case, the waveform of the output light wave is distorted from (cos θ) 2, and the intensities of adjacent peak tops greatly differ.

具体的な制御例について述べる。図9に示すように、光変調部2Aのバイアス点を制御するものとする。
(1) まず、光変調器から出力される光量が最大となるように、三カ所の変調部2A、2B、2Cに直流バイアス電圧を印加する。
(2) 図9のように、制御対象でない光変調部2Bに印加していたポート3Bに、低周波電圧(周波数は例えば1kHz)を駆動電圧Vπ以上の値で印加する。この際、出力される信号は、例えば図12のような波形となる。
A specific control example will be described. As shown in FIG. 9, the bias point of the light modulation unit 2A is controlled.
(1) First, a DC bias voltage is applied to the three modulation units 2A, 2B, and 2C so that the amount of light output from the optical modulator is maximized.
(2) As shown in FIG. 9, a low frequency voltage (with a frequency of, for example, 1 kHz) is applied to the port 3B that has been applied to the light modulation unit 2B that is not a control target, at a value equal to or higher than the drive voltage Vπ. At this time, the output signal has a waveform as shown in FIG. 12, for example.

(3) 制御対象である光変調部2Aに印加している直流バイアス電圧を、0Vから徐々に上昇させ、変調器から出力された波形の変化をオシロスコープで観察していく。
(4) ある一定の直流バイアス電圧に達すると、オシロスコープに現れる出力光の波形が、図13に示すように、コサイン二乗((cosθ))カーブへ変化してくる。この波形に整った際に、印加されていた直流バイアス電圧を以って、変調部2A側からの出力がオフ光状態と判断する。これは、隣接するピークトップの値が等しくなったポイントである。
(3) The DC bias voltage applied to the optical modulation unit 2A to be controlled is gradually increased from 0 V, and the change in the waveform output from the modulator is observed with an oscilloscope.
(4) When a certain DC bias voltage is reached, the waveform of the output light appearing on the oscilloscope changes to a cosine square ((cos θ) 2 ) curve as shown in FIG. When the waveform is adjusted, the output from the modulation unit 2A side is determined to be in the off-light state by the applied DC bias voltage. This is the point at which adjacent peak top values are equal.

なお、例えば特許文献3記載の制御方法では、例えば図10に示すように、制御対象となる変調部2Aに直流バイアス電圧と低周波信号電圧とを同時に印加する。しかも、低周波信号は微小振幅とする必要がある。この方法は、図9に示すような本発明方法と基本的に異なる。   For example, in the control method described in Patent Document 3, for example, as shown in FIG. 10, a DC bias voltage and a low-frequency signal voltage are simultaneously applied to the modulation unit 2A to be controlled. Moreover, the low frequency signal needs to have a very small amplitude. This method is fundamentally different from the method of the present invention as shown in FIG.

一方、光変調部2Bのバイアス点を制御するには、上と同じ方法をとればよい。この例について、図11を参照しつつ述べる。この場合には、光変調部2Bを一方の光変調部と考え、光変調部2Aを他方の光変調部と考える。   On the other hand, the same method as above may be used to control the bias point of the light modulator 2B. This example will be described with reference to FIG. In this case, the light modulator 2B is considered as one light modulator, and the light modulator 2A is considered as the other light modulator.

(1) まず、光変調器から出力される光量が最大となるように、三カ所の変調部2A、2B、2Cに直流バイアス電圧を印加する。
(2) 図11のように、制御対象でない光変調部2Aに印加していたポート3Aに、低周波電圧を駆動電圧Vπ以上の値で印加する。この際、出力される信号は、例えば図12のような波形となる。
(1) First, a DC bias voltage is applied to the three modulation units 2A, 2B, and 2C so that the amount of light output from the optical modulator is maximized.
(2) As shown in FIG. 11, a low frequency voltage is applied to the port 3A that has been applied to the light modulation unit 2A that is not a control target, at a value equal to or higher than the drive voltage Vπ. At this time, the output signal has a waveform as shown in FIG. 12, for example.

(3) 制御対象である光変調部2Bに印加している直流バイアス電圧を、0Vから徐々に上昇させ、変調器から出力された波形の変化をオシロスコープで観察していく。
(4) ある一定の直流バイアス電圧に達すると、オシロスコープに現れる出力光の波形が、図13に示すように、コサイン二乗((cosθ))カーブへ変化してくる。この波形に整った際に、印加されていた直流バイアス電圧を以って、変調部2B側からの出力がオフ光状態と判断する。これは、隣接するピークトップの値が等しくなったポイントである。
(3) The direct current bias voltage applied to the optical modulation unit 2B to be controlled is gradually increased from 0 V, and the change in the waveform output from the modulator is observed with an oscilloscope.
(4) When a certain DC bias voltage is reached, the waveform of the output light appearing on the oscilloscope changes to a cosine square ((cos θ) 2 ) curve as shown in FIG. When the waveform is adjusted, the output from the modulation unit 2B side is determined to be in the off-light state by the applied DC bias voltage. This is the point at which adjacent peak top values are equal.

本発明の光変調器は、光の特性に変調を加えるものであれば限定されず、光強度変調器、光位相変調器であってよい。光強度変調器は、マッハツェンダー型光導波路を利用した光振幅変調器であってよい。光位相変調器とは、入射光に対して位相変調を加え、出射光から位相変調信号を取り出すものを意味する。その種類は特に限定されず、DQPSK、SSB等の各種位相変調方式を利用できる。   The optical modulator of the present invention is not limited as long as it modulates light characteristics, and may be a light intensity modulator or an optical phase modulator. The light intensity modulator may be an optical amplitude modulator using a Mach-Zehnder type optical waveguide. The optical phase modulator means one that applies phase modulation to incident light and extracts a phase modulation signal from the emitted light. The type is not particularly limited, and various phase modulation schemes such as DQPSK and SSB can be used.

複数の位相変調部を用いた位相変調方式は特に限定されず、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift
Keying)、SSB(Single Side Band amplitude modulation)、DPSK「Differential
Phase Shift Keying:差動位相偏移変調」など、種々の位相変調方式を採用できる。
The phase modulation method using a plurality of phase modulation units is not particularly limited, and DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift
Keying), SSB (Single Side Band amplitude modulation), DPSK `` Differential
Various phase modulation methods such as “Phase Shift Keying: Differential Phase Shift Keying” can be adopted.

好適な実施形態においては、他方の光変調部に印加する低周波信号の振幅を、光変調部の駆動電圧Vπ以上とする。   In a preferred embodiment, the amplitude of the low frequency signal applied to the other optical modulation unit is set to be equal to or higher than the drive voltage Vπ of the optical modulation unit.

本発明によれば、他方の光変調部に印加する低周波信号の振幅を、光変調部の駆動電圧Vπとした場合にも、オフ光状態の判断が可能である。即ち、図8には、Vpi=5[V]とした場合、振幅5Vを印加し、得られる消光カーブを示す。   According to the present invention, it is possible to determine the off-light state even when the amplitude of the low-frequency signal applied to the other light modulation unit is the drive voltage Vπ of the light modulation unit. That is, FIG. 8 shows an extinction curve obtained by applying an amplitude of 5 V when Vpi = 5 [V].

ここで、変調部がオン状態のときには、振幅電圧5Vではその傾きが0ではなく、その絶対値はかなり大きくなっている。変調部がオン状態のときには、振幅電圧=0Vで傾きが0となり、また振幅電圧=10Vで傾きが0となる。   Here, when the modulation unit is in the ON state, the slope is not 0 at the amplitude voltage of 5 V, and the absolute value is considerably large. When the modulation unit is in the ON state, the slope is 0 when the amplitude voltage is 0 V, and the slope is 0 when the amplitude voltage is 10 V.

一方、変調部がオフ状態のときには、振幅電圧=0Vの場合と、振幅電圧=5Vの場合とで、傾きが0となる。従って、振幅電圧5Vのときには消光していると判断でき、つまりオフ状態の判断が可能である。   On the other hand, when the modulation unit is in the off state, the slope is 0 when the amplitude voltage is 0V and when the amplitude voltage is 5V. Therefore, when the amplitude voltage is 5 V, it can be determined that the light is extinguished, that is, it is possible to determine the off state.

また、好適な実施形態においては、他方の光変調部に印加する低周波信号の振幅を、光変調部の駆動電圧Vπの2倍(2Vπ)以上とする。   In a preferred embodiment, the amplitude of the low-frequency signal applied to the other optical modulation unit is set to be not less than twice the drive voltage Vπ (2Vπ) of the optical modulation unit.

本発明の方法では、合波後の光波の消光カーブにおいて、この消光カーブの隣り合うピークトップの光量が接近するように制御する。好適な実施形態においては、消光カーブの隣り合うピークトップの光量の比率が1:0.98〜1.02であり、特に好ましくは両者が等しくなるようにする。   In the method of the present invention, in the extinction curve of the combined light wave, control is performed so that the light amounts of adjacent peak tops of the extinction curve approach each other. In a preferred embodiment, the ratio of the light amounts of adjacent peak tops in the extinction curve is 1: 0.98 to 1.02, particularly preferably both are equal.

低周波信号の波形は特に限定されず、正弦波、矩形波、三角波があるが、ノコギリ波が特に好ましい。   The waveform of the low frequency signal is not particularly limited and includes a sine wave, a rectangular wave, and a triangular wave, and a sawtooth wave is particularly preferable.

低周波信号の周波数は、100Hz〜1GHzが好ましく、100Hz〜300MHzが特に好ましい。   The frequency of the low frequency signal is preferably 100 Hz to 1 GHz, and particularly preferably 100 Hz to 300 MHz.

本発明では、各変調部に対応してそれぞれ周波数の異なる低周波信号を印加することも可能である。例えば図4の例では、各変調部に対応してそれぞれ低周波信号源9A、9B、9Cを設けている。   In the present invention, it is also possible to apply low frequency signals having different frequencies corresponding to the respective modulation units. For example, in the example of FIG. 4, low-frequency signal sources 9A, 9B, and 9C are provided corresponding to the respective modulation units.

しかし、好適な実施形態においては、各変調部に対して同じ周波数の低周波信号を印加する。この場合には、各変調部に対応して異なる低周波信号源を設ける必要がないので、装置が極めて単純になり,有利である。例えば図14、図15の例では、各変調部2A、2B、2Cに対して、共通の低周波信号源9から同じ周波数の低周波信号12を印加する。   However, in a preferred embodiment, a low frequency signal having the same frequency is applied to each modulator. In this case, it is not necessary to provide a different low-frequency signal source corresponding to each modulation section, so that the apparatus becomes very simple and advantageous. For example, in the examples of FIGS. 14 and 15, the low frequency signal 12 having the same frequency is applied from the common low frequency signal source 9 to each of the modulation units 2A, 2B, and 2C.

なお、図14の例では、変調部3Cからの出力の一部を、分岐光導波路を介して受光器11で受光している。また,図15の例では、変調部3Cから出力の一部を、例えば方向性結合器13を介して受光器11で受光している。   In the example of FIG. 14, a part of the output from the modulation unit 3 </ b> C is received by the light receiver 11 through the branch optical waveguide. In the example of FIG. 15, a part of the output from the modulation unit 3 </ b> C is received by the light receiver 11 via the directional coupler 13, for example.

本発明においては、各光変調部に対して、高周波変調信号(RF)、直流バイアス電圧(DC)および低周波信号(AC)を印加する必要がある。この印加方法は特に限定されない。   In the present invention, it is necessary to apply a high frequency modulation signal (RF), a direct current bias voltage (DC), and a low frequency signal (AC) to each optical modulation unit. This application method is not particularly limited.

例えば、図16(a)に模式的に示すように、同一のポート30に対して、高周波変調信号(RF)、直流バイアス電圧(DC)および低周波信号(AC)を印加できるように構成する。   For example, as schematically shown in FIG. 16A, a high frequency modulation signal (RF), a DC bias voltage (DC), and a low frequency signal (AC) can be applied to the same port 30. .

あるいは、図16(b)に模式的に示すように、ポート31に対して、高周波変調信号(RF)を印加し、別のポート32に対して、直流バイアス電圧(DC)および低周波信号(AC)を印加できるように構成する。   Alternatively, as schematically shown in FIG. 16B, a high frequency modulation signal (RF) is applied to the port 31, and a direct current bias voltage (DC) and a low frequency signal ( AC) can be applied.

あるいは、図16(c)に模式的に示すように、ポート33に対して、高周波変調信号(RF)および低周波信号(AC)を印加し、別のポート34に対して、直流バイアス電圧(DC)を印加できるように構成する。   Alternatively, as schematically shown in FIG. 16 (c), a high frequency modulation signal (RF) and a low frequency signal (AC) are applied to the port 33, and a DC bias voltage ( DC) can be applied.

消光カーブとバイアス点との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an extinction curve and a bias point. 光変調器の全体構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the whole structure of an optical modulator. 比較例の制御装置を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control apparatus of a comparative example. 本発明で使用可能な制御装置を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control apparatus which can be used by this invention. 制御対象の光変調部がオン状態のときの消光カーブを示すグラフである。It is a graph which shows an extinction curve when the light modulation part to be controlled is in an on state. 制御対象の光変調部がオンとオフとの間の状態のときの消光カーブを示すグラフである。It is a graph which shows an extinction curve when the light modulation part to be controlled is in a state between ON and OFF. 制御対象の光変調部がオフ状態のときの消光カーブを示すグラフである。It is a graph which shows an extinction curve when the light modulation part to be controlled is in an off state. 低周波電圧の振幅が変調部の駆動電圧と等しいときの、振幅電圧と光量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an amplitude voltage and a light quantity when the amplitude of a low frequency voltage is equal to the drive voltage of a modulation | alteration part. 本発明による制御方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the control method by this invention. 対照例の制御方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the control method of a comparative example. 本発明による制御方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the control method by this invention. 制御対象の光変調部がオン状態のときの消光カーブである(実施例)。It is an extinction curve when the light modulator to be controlled is in an on state (Example). 制御対象の光変調部がオフ状態のときの消光カーブを示すグラフである[実施例]。FIG. 10 is a graph showing an extinction curve when the light modulation unit to be controlled is in an off state [Example]. FIG. 本発明で使用可能な制御装置を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control apparatus which can be used by this invention. 本発明で使用可能な制御装置を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control apparatus which can be used by this invention. (a)、(b)、(c)は、それぞれ、高周波変調信号(RF)、直流バイアス電圧(DC)および低周波信号(AC)の印加ポートを示す模式図である。(A), (b), (c) is a schematic diagram which shows the application port of a high frequency modulation signal (RF), a direct-current bias voltage (DC), and a low frequency signal (AC), respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 光変調器 2A、2B、2C 光変調部 3A、3B、3C 印加ポート 4 チャンネル型光導波路 5A、5B、5C 直流バイアス源 9A、9B、9C 低周波信号源 10A、10B、10C 制御回路 11、11A、11B、11C 受光器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical modulator 2A, 2B, 2C Optical modulation part 3A, 3B, 3C Application port 4 Channel type optical waveguide 5A, 5B, 5C DC bias source 9A, 9B, 9C Low frequency signal source 10A, 10B, 10C Control circuit 11, 11A, 11B, 11C

Claims (6)

電気光学効果を有する基板と、この基板上に形成された光導波路と、この光導波路に対して変調信号を印加することで光波を変調するために並列に配列された少なくとも一対の光変調部と、前記一対の光変調部で変調された光波を合波する合波部を備えている光変調器に対し、前記一対の光変調部における各直流バイアス電圧を制御するバイアス制御方法であって、
一方の前記光変調部に印加される直流バイアス電圧を変化させ、他方の前記光変調部に低周波信号を重畳することで、前記合波後の光波の光量変化を検出し、この検出された光量変化に基づき、前記一方の光変調部の直流バイアス電圧を制御することを特徴とする、光変調器のバイアス制御方法。
A substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and at least a pair of optical modulation units arranged in parallel to modulate a light wave by applying a modulation signal to the optical waveguide; A bias control method for controlling each DC bias voltage in the pair of optical modulators with respect to an optical modulator comprising a multiplexer that multiplexes the light waves modulated by the pair of optical modulators,
By changing a DC bias voltage applied to one of the light modulation units and superimposing a low frequency signal on the other light modulation unit, a change in the amount of light wave of the combined light wave is detected, and this detected A bias control method for an optical modulator, comprising: controlling a DC bias voltage of the one optical modulator based on a change in light amount.
前記他方の光変調部に印加する前記低周波信号の振幅を、前記他方の光変調部の駆動電圧Vπ以上とすることを特徴とする、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein an amplitude of the low frequency signal applied to the other light modulation unit is equal to or higher than a drive voltage Vπ of the other light modulation unit. 前記他方の光変調部に印加する前記低周波信号の振幅を、前記他方の光変調部の駆動電圧Vπの2倍以上とすることを特徴とする、請求項1記載の方法。   2. The method according to claim 1, wherein an amplitude of the low frequency signal applied to the other light modulation unit is set to be not less than twice a drive voltage Vπ of the other light modulation unit. 前記合波後の光波の消光カーブにおいて、この消光カーブの隣り合うピークトップの光量が等しくなるように制御することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つの請求項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the extinction curve of the combined light wave, control is performed so that the light amounts of adjacent peak tops of the extinction curve are equal. . 前記低周波信号の波形がノコギリ波であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the waveform of the low-frequency signal is a sawtooth wave. 電気光学効果を有する基板と、この基板上に形成された光導波路と、この光導波路に対して変調信号を印加することで光波を変調するために並列に配列された少なくとも一対の光変調部と、前記一対の光変調部で変調された光波を合波する合波部を備えている光変調器であって、
一方の前記光変調部に印加される直流バイアス電圧を変化させ、他方の前記光変調部に低周波信号を重畳することで、前記合波後の光波の光量変化を検出し、この検出された光量変化に基づき、前記一方の光変調部の直流バイアス電圧を制御することを特徴とする、光変調器。
A substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and at least a pair of optical modulation units arranged in parallel to modulate a light wave by applying a modulation signal to the optical waveguide; An optical modulator comprising a multiplexing unit that multiplexes the light waves modulated by the pair of optical modulation units,
By changing a DC bias voltage applied to one of the light modulation units and superimposing a low frequency signal on the other light modulation unit, a change in the amount of light wave of the combined light wave is detected, and this detected An optical modulator that controls a DC bias voltage of the one optical modulator based on a change in the amount of light.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011075913A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Method of controlling bias of optical modulator
JP2014112168A (en) * 2012-12-05 2014-06-19 Fujitsu Optical Components Ltd Optical modulator and optical transmitter

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