JP2010217633A - Optical modulator - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bias control circuit capable of reducing the hard scale of an optical modulator having a plurality of places such as MZ type optical modulation sections, namely DQPSK modulators or the like, for adjusting the direct current bias. <P>SOLUTION: The optical modulator includes two Mach-Zehnder (MZ) type optical modulation sections 2 and 3, which are respectively incorporated into branch waveguides 12 and 13 of a main Mach-Zehnder type optical waveguide 1. The optical modulator includes DC bias-applying means 121 and 131 for applying the DC bias to each MZ type optical modulation section, low-frequency signal superimposing means 122, 123, 132 and 133 for superimposing a low-frequency signal on each DC bias, a light reception-detecting means 6 for detecting reception of a portion of output light or radiation light from the optical modulator, and bias control means 124 and 134 for controlling each of the DC bias-applying means based on the output of the light reception detecting means. The low-frequency signal superimposed on the DC bias applied to each MZ type optical modulation section is set as a triangular wave that has the same frequency and a phase difference of 90°. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光変調器に関し、特に、マッハツェンダー型光導波路を有するマッハツェンダー型光変調部(以下、「MZ型光変調部」という。)を2つ備え、メイン・マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路に各MZ型光変調部を組み込んだ光変調器に関する。さらに、このような光変調器に印加されるDCバイアスのバイアス制御に関する。   The present invention relates to an optical modulator, and in particular, includes two Mach-Zehnder optical modulators (hereinafter referred to as “MZ-type optical modulators”) having a Mach-Zehnder optical waveguide. The present invention relates to an optical modulator in which each MZ type optical modulator is incorporated in each branch waveguide. Further, the present invention relates to bias control of a DC bias applied to such an optical modulator.

通信トラフィックの増大に伴い、高速・大容量化が求められる次世代長距離大容量光通信システムでは、多値変復調符号化技術の導入が検討されている。その代表的なものの一つに差動四相位相偏移変調(DQPSK変調,Differential Quadrature Phase Shift keying)方式がある。この方式は、従来の2値強度変調(OOK)方式と比べ、信号帯域が狭く、周波数利用効率の向上や伝送距離の拡大が実現できるほか、高感度化も期待できるため、次世代の40Gb/sシステムや100Gb/sシステムに適用が期待される次世代のキー・テクノロジーである。   In a next-generation long-distance large-capacity optical communication system that requires high speed and large capacity as communication traffic increases, the introduction of multilevel modulation / demodulation coding technology is being studied. One typical example is a differential quadrature phase shift keying (DQPSK modulation) system. Compared with the conventional binary intensity modulation (OOK) method, this method has a narrower signal band, can improve the frequency utilization efficiency and increase the transmission distance, and can be expected to have higher sensitivity. It is a next-generation key technology expected to be applied to s systems and 100 Gb / s systems.

まず、四相位相偏移変調(QPSK変調,Quadrature Phase Shift keying)方式は、2ビットのデータから構成される各シンボル「00」,「01」,「11」及び「10」に対して、「θ」,「θ+π/2」,「θ+π」及び「θ+3π/2」が割り当てられる。その原理は、まず、I(In-phase)アームのMZ変調部で「θ」,「θ+π」を生成し、Q(Quadrature)アームのMZ変調部では、同様の位相変調を行った後に90度の位相シフトを与え、「θ+π/2」,「θ+3π/2」を生成するものである。ここで、「θ」は任意の位相である。そして、受信器は、受信信号の位相を検出することにより、送信データを再生する。   First, in the quadrature phase shift keying (QPSK modulation) method, for each symbol “00”, “01”, “11”, and “10” composed of 2-bit data, “ “θ”, “θ + π / 2”, “θ + π”, and “θ + 3π / 2” are assigned. The principle is that “θ” and “θ + π” are first generated by the MZ modulation unit of the I (In-phase) arm, and the MZ modulation unit of the Q (Quadrature) arm performs 90 degrees after performing the same phase modulation. Phase shifts of “θ + π / 2” and “θ + 3π / 2” are generated. Here, “θ” is an arbitrary phase. Then, the receiver reproduces the transmission data by detecting the phase of the received signal.

QPSK変調方式を比較的容易に実現する手段として、DQPSK変調方式があり、DQPSK変調では、先に送信したシンボルの値と次に送信するシンボルの値との間の搬送波の位相変化量(「0」,「π/2」,「π」及び「3π/2」)が送信情報の2ビットに対応付けられる。したがって、受信器は、隣接する2つのシンボル間の位相差を検出することにより、送信データを再生することができる。   As a means for realizing the QPSK modulation method relatively easily, there is a DQPSK modulation method. In the DQPSK modulation, the phase change amount of the carrier wave between the value of the symbol transmitted first and the value of the symbol transmitted next (“0 ”,“ Π / 2 ”,“ π ”, and“ 3π / 2 ”) are associated with 2 bits of transmission information. Therefore, the receiver can recover the transmission data by detecting the phase difference between two adjacent symbols.

DQPSK変調方式を利用する光送信器の一例としては、図1に示すように、1つのマッハツェンダー型光導波路1(以下、「メイン・マッハツェンダー型光導波路」という。)の2つの分岐導波路12,13に、マッハツェンダー型光導波路を有するマッハツェンダー型光変調部(以下、「MZ型光変調部」という。)2,3を組み込み、少なくとも一方の分岐導波路には、90度の位相シフトを行う光位相調整部4がMZ型光変調部に直列に配置されている。なお、符号10は入力用導波路、符号11は分岐部、符号14は合波部、符号15は出力用導波路を示す。   As an example of an optical transmitter using the DQPSK modulation method, as shown in FIG. 1, two branch waveguides of one Mach-Zehnder type optical waveguide 1 (hereinafter referred to as “main Mach-Zehnder type optical waveguide”). 12 and 13 include Mach-Zehnder optical modulators (hereinafter referred to as “MZ-type optical modulators”) 2 and 3 having Mach-Zehnder optical waveguides, and at least one branching waveguide has a phase of 90 degrees. An optical phase adjustment unit 4 that performs shifting is arranged in series with the MZ type optical modulation unit. Reference numeral 10 denotes an input waveguide, reference numeral 11 denotes a branching section, reference numeral 14 denotes a multiplexing section, and reference numeral 15 denotes an output waveguide.

例えば、2つのMZ型光変調部2,3には、同じ変調信号が変調信号駆動手段5により印加され、MZ型光変調部2でIアームに相当する変調を行い、MZ型光変調部3及び光位相調整部4により、Qアームに相当する変調が行われる。   For example, the same modulation signal is applied to the two MZ type optical modulation units 2 and 3 by the modulation signal driving means 5, and the MZ type optical modulation unit 2 performs the modulation corresponding to the I arm, and the MZ type optical modulation unit 3. The optical phase adjustment unit 4 performs modulation corresponding to the Q arm.

MZ型光変調部を構成する光導波路やメイン・マッハツェンダー型光導波路では、長時間の電界印加や温度変化などにより、光導波路を構成する基板内に分極現象が発生し、光変調部の変調曲線がシフトするなどのドリフト現象が生じる。   In the optical waveguide and main Mach-Zehnder optical waveguide that constitute the MZ type optical modulator, a polarization phenomenon occurs in the substrate that constitutes the optical waveguide due to long-time electric field application or temperature change, and the modulation of the optical modulator A drift phenomenon such as a curve shift occurs.

MZ型光変調部2,3や光位相調整部4には、直流バイアス印加手段21,31,41により、所定の直流バイアス(DCバイアス)が印加されているが、ドリフト現象により、このDCバイアスの値を最適な状態に制御することが必要となる。例えば、DQPSK変調方式では、MZ型光変調部2,3において、位相がπシフトするいわゆるVπを最適バイアスとして変調を行う必要がある。また、光位相調整部4では、90度の位相シフト量になるように最適なバイアス制御が必要になる。   A predetermined DC bias (DC bias) is applied to the MZ type optical modulation units 2 and 3 and the optical phase adjustment unit 4 by the DC bias application means 21, 31, and 41. It is necessary to control the value of to the optimum state. For example, in the DQPSK modulation method, the MZ type optical modulation units 2 and 3 need to perform modulation using so-called Vπ whose phase is shifted by π as an optimum bias. In addition, the optical phase adjustment unit 4 requires optimal bias control so that the phase shift amount is 90 degrees.

特許文献1又は2に示すように、DQPSK変調方式を用いた光変調器を始め、各種の光変調器において、DCバイアスを最適値に維持する方法として、低周波信号を重畳する方式が採用されている。さらに、特許文献3には、複数の光変調部を有する場合には、異なる周波数の低周波信号を利用することが開示されている。   As shown in Patent Document 1 or 2, in various optical modulators including an optical modulator using the DQPSK modulation method, a method of superimposing a low frequency signal is adopted as a method for maintaining the DC bias at an optimum value. ing. Furthermore, Patent Document 3 discloses that low frequency signals having different frequencies are used when a plurality of light modulation units are provided.

図1に示す光変調器では、低周波信号発生手段22から周波数f1の低周波信号が直流バイアス印加手段21のDCバイアスに重畳され、MZ型光変調部2に印加されている。メイン・マッハツェンダー型光導波路1の出力用導波路15から出力される信号光の一部を、光カプラーなどの分岐手段16を用いて取り出し、受光素子などの光・電気変換手段(受光検知手段)6で信号光に対応する電気信号に変換する。そして、電気信号中の周波数f1に対応する成分のみをフィルター25で抽出し、直流バイアス制御手段24に入力される。   In the optical modulator shown in FIG. 1, a low frequency signal having a frequency f 1 from the low frequency signal generating means 22 is superimposed on the DC bias of the direct current bias applying means 21 and applied to the MZ type optical modulator 2. A part of the signal light outputted from the output waveguide 15 of the main Mach-Zehnder type optical waveguide 1 is taken out by using a branching means 16 such as an optical coupler, and an optical / electrical conversion means (light reception detecting means such as a light receiving element). ) 6 is converted into an electrical signal corresponding to the signal light. Then, only the component corresponding to the frequency f 1 in the electrical signal is extracted by the filter 25 and input to the DC bias control means 24.

直流バイアス制御手段24では、直流バイアス印加手段21を制御し、DCバイアス値を変化させると共に、光・電気変換手段6からフィルター25を経て入力される電気信号の変化状態から最適なDCバイアス値を決定するよう制御を行う。   The direct current bias control means 24 controls the direct current bias application means 21 to change the DC bias value, and at the same time, obtains the optimum DC bias value from the change state of the electric signal input from the optical / electrical conversion means 6 through the filter 25. Control to determine.

MZ型光変調部3や光位相調整部4に対するDCバイアス制御についても、低周波信号発生手段32,42、直流バイアス印加手段31,41、直流バイアス制御手段34,44、フィルター35,45などを用いて、同様に制御される。なお、MZ型光変調部3に関しては周波数f2の低周波信号が、光位相調整部4に関しては周波数f3の低周波信号が利用され、これらの周波数f2、f3は上記周波数f1と異なる周波数が利用される。例えば、図2に示すように、周波数f1として3kHz、周波数f2として7kHz、周波数f3として10kHzが利用される。   As for DC bias control for the MZ type optical modulation unit 3 and the optical phase adjustment unit 4, the low frequency signal generation means 32 and 42, DC bias application means 31 and 41, DC bias control means 34 and 44, filters 35 and 45, etc. And controlled in the same way. It should be noted that a low-frequency signal having a frequency f2 is used for the MZ type optical modulation unit 3, and a low-frequency signal having a frequency f3 is used for the optical phase adjustment unit 4, and the frequencies f2 and f3 are different from the frequency f1. Is done. For example, as shown in FIG. 2, 3 kHz is used as the frequency f1, 7 kHz is used as the frequency f2, and 10 kHz is used as the frequency f3.

DQPSK変調方式のIアーム制御、Qアーム制御、90度位相シフト部などのように、直流バイアスを調整する箇所が複数存在する場合には、各々異なる低周波発振器が必要となる上、それらの3種類の制御の手順が複雑化し、ハード規模も大きくなるという問題がある。また、特許文献2では、時分割で制御を行う旨が記載されているが、収束が遅くなり、ファームウェアを必要とし、ハード規模が大きくなるという欠点があった。   When there are a plurality of locations where the DC bias is adjusted, such as I-arm control, Q-arm control, and 90-degree phase shift unit of DQPSK modulation, different low-frequency oscillators are required, and three of them are required. There is a problem that the type of control procedure becomes complicated and the hardware scale increases. Further, Patent Document 2 describes that control is performed in a time-sharing manner, but has a drawback that convergence is slow, firmware is required, and a hardware scale is increased.

特許3723358号公報Japanese Patent No. 3723358 特開2007−43638号公報JP 2007-43638 A 特開2004−318052号公報JP 2004-318052 A

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、DQPSK変調器などの、複数のMZ型光変調部など、直流バイアスを調整する箇所が複数存在する光変調器に対して、ハード規模が小さくできるバイアス制御回路を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to solve the above-described problems, and to an optical modulator having a plurality of locations for adjusting a DC bias, such as a plurality of MZ type optical modulators such as a DQPSK modulator. Another object is to provide a bias control circuit capable of reducing the hardware scale.

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明では、マッハツェンダー(MZ)型光導波路を有するMZ型光変調部を2つ備え、メイン・マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路に各MZ型光変調部を組み込んだ光変調器において、各MZ型光変調部にDCバイアスを印加するDCバイアス印加手段と、各DCバイアスに低周波信号を重畳する低周波信号重畳手段と、該光変調器からの出力光又は放射光の一部を受光検知する受光検知手段と、該受光検知手段の出力に基づき該DCバイアス印加手段の各々を制御するバイアス制御手段とを備え、各MZ型光変調部に印加されるDCバイアスに重畳する低周波信号は、同一周波数かつ位相差が90度となる三角波であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 includes two MZ-type optical modulation units each having a Mach-Zehnder (MZ) type optical waveguide, and each MZ is provided in each branch waveguide of the main Mach-Zehnder type optical waveguide. In an optical modulator incorporating a type optical modulation unit, a DC bias applying unit that applies a DC bias to each MZ type optical modulation unit, a low frequency signal superimposing unit that superimposes a low frequency signal on each DC bias, and the optical modulation Each of the MZ type optical modulations, comprising: a light receiving detection means for receiving and detecting a part of the output light or radiated light from the detector; and a bias control means for controlling each of the DC bias applying means based on the output of the light reception detection means. The low frequency signal superimposed on the DC bias applied to the unit is a triangular wave having the same frequency and a phase difference of 90 degrees.

請求項2に係る発明では、請求項1に記載の光変調器において、該バイアス制御手段は、該受光検知手段から出力される電気信号を、該三角波の規定周波数の偶数次数に対応するフィルタを透過させ、該透過した電気信号に基づき制御することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the optical modulator according to the first aspect, the bias control unit converts the electrical signal output from the light receiving detection unit into a filter corresponding to the even order of the specified frequency of the triangular wave. Transmission is performed, and control is performed based on the transmitted electric signal.

請求項3に係る発明では、請求項1又は2に記載の光変調器において、光位相調整部が該分岐導波路の一方に組み込まれており、該光位相調整部には正弦波を重畳したDCバイアスが印加されることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical modulator according to the first or second aspect, an optical phase adjusting unit is incorporated in one of the branch waveguides, and a sine wave is superimposed on the optical phase adjusting unit. A DC bias is applied.

請求項4に係る発明では、請求項1又は2に記載の光変調器において、光位相調整部が該分岐導波路の各々に組み込まれており、各光位相調整部には、該MZ型光変調部に係る三角波と異なる周波数かつ位相差が90度となる三角波が重畳されたDCバイアスが印加されることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical modulator according to the first or second aspect, an optical phase adjusting unit is incorporated in each of the branch waveguides, and each optical phase adjusting unit includes the MZ-type light. A DC bias on which a triangular wave having a frequency different from that of the triangular wave related to the modulation unit and a phase difference of 90 degrees is superimposed is applied.

請求項5に係る発明では、請求項1乃至4のいずれかに記載の光変調器において、該光変調器は、DQPSK変調を行う光送信器であり、各分岐導波路は、IアームとQアームの各々の機能を有することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optical modulator according to any one of the first to fourth aspects, the optical modulator is an optical transmitter that performs DQPSK modulation, and each branch waveguide includes an I arm and a Q It has the function of each arm.

請求項1に係る発明により、マッハツェンダー(MZ)型光導波路を有するMZ型光変調部を2つ備え、メイン・マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路に各MZ型光変調部を組み込んだ光変調器において、各MZ型光変調部にDCバイアスを印加するDCバイアス印加手段と、各DCバイアスに低周波信号を重畳する低周波信号重畳手段と、該光変調器からの出力光又は放射光の一部を受光検知する受光検知手段と、該受光検知手段の出力に基づき該DCバイアス印加手段の各々を制御するバイアス制御手段とを備え、各MZ型光変調部に印加されるDCバイアスに重畳する低周波信号は、同一周波数かつ位相差が90度となる三角波であるため、単一の周波数で2つのMZ型光変調部に係るDCバイアスを制御でき、バイアス制御回路のハード規模が小さくできる光変調器を提供することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, two MZ type optical modulation units having Mach-Zehnder (MZ) type optical waveguides are provided, and each MZ type optical modulation unit is incorporated in each branch waveguide of the main Mach-Zehnder type optical waveguide. In the optical modulator, DC bias applying means for applying a DC bias to each MZ type optical modulator, low frequency signal superimposing means for superposing a low frequency signal on each DC bias, and output light or radiation from the optical modulator A DC bias applied to each MZ type optical modulation unit is provided with a light reception detection means for detecting a part of the light and a bias control means for controlling each of the DC bias application means based on the output of the light reception detection means. Since the low frequency signal superimposed on is a triangular wave having the same frequency and a phase difference of 90 degrees, the DC biases related to the two MZ type optical modulators can be controlled at a single frequency, and the bias control circuit can be controlled. Hardware scale it is possible to provide an optical modulator capable of reducing the.

請求項2に係る発明により、バイアス制御手段は、受光検知手段から出力される電気信号を、三角波の規定周波数の偶数次数に対応するフィルタを透過させ、該透過した電気信号に基づき制御するため、受光検知手段の出力信号の形状をより正確に識別でき、例えば、いずれのMZ型光変調部のDCバイアスが劣化しているかまでも判断し、DCバイアス制御することが可能となる。ここで透過するフィルタの帯域は、三角波の規定周波数の偶数次数の周波数を考慮した設定値とする。   According to the invention of claim 2, the bias control means transmits the electrical signal output from the light receiving detection means through the filter corresponding to the even order of the specified frequency of the triangular wave, and controls based on the transmitted electrical signal. The shape of the output signal of the light receiving detection means can be more accurately identified. For example, it is possible to determine which MZ type optical modulation unit has a deteriorated DC bias and perform DC bias control. The band of the filter to be transmitted here is a set value that takes into consideration the even-order frequency of the regular frequency of the triangular wave.

請求項3に係る発明により、光位相調整部がメイン・マッハツェンダー型光導波路の分岐導波路の一方に組み込まれており、該光位相調整部には正弦波を重畳したDCバイアスが印加されるため、2つのMZ型光変調部のバイアス変動については、三角波を用いて検出し、光位相調整部のバイアス変動については、正弦波を用いて検出することが可能であるため、各々のDCバイアスを最適に制御することができる。   According to the invention of claim 3, the optical phase adjustment unit is incorporated in one of the branch waveguides of the main Mach-Zehnder type optical waveguide, and a DC bias superimposed with a sine wave is applied to the optical phase adjustment unit. Therefore, since it is possible to detect the bias fluctuation of the two MZ type optical modulation units using a triangular wave and to detect the bias fluctuation of the optical phase adjustment unit using a sine wave, each DC bias is detected. Can be optimally controlled.

請求項4に係る発明により、光位相調整部がメイン・マッハツェンダー型光導波路の分岐導波路の各々に組み込まれており、各光位相調整部には、MZ型光変調部に係る三角波と異なる周波数かつ位相差が90度となる三角波が重畳されたDCバイアスが印加されるため、2つのMZ型光変調部のバイアス変動については、MZ型光変調部に係る三角波を用いて検出し、2つの光位相調整部のバイアス変動については、光位相調整部に係る異なる周波数の三角波を用いて検出することが可能であるため、各々のDCバイアスを最適に制御することができる。   According to the invention of claim 4, the optical phase adjustment unit is incorporated in each of the branch waveguides of the main Mach-Zehnder type optical waveguide, and each optical phase adjustment unit is different from the triangular wave related to the MZ type optical modulation unit. Since a DC bias on which a triangular wave having a frequency and a phase difference of 90 degrees is superimposed is applied, the bias fluctuation of the two MZ type optical modulation units is detected using the triangular wave related to the MZ type optical modulation unit, and 2 Since it is possible to detect the bias fluctuation of the two optical phase adjustment units using triangular waves having different frequencies related to the optical phase adjustment unit, each DC bias can be optimally controlled.

請求項5に係る発明により、光変調器は、DQPSK変調を行う光送信器であり、メイン・マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路は、IアームとQアームの各々の機能を有するため、DQPSK変調方式に利用される光変調器においても、バイアス制御回路のハード規模が小さくできる光変調器を提供することが可能となる。   According to the invention of claim 5, the optical modulator is an optical transmitter that performs DQPSK modulation, and each branch waveguide of the main Mach-Zehnder optical waveguide has the functions of an I arm and a Q arm, Also in the optical modulator used for the DQPSK modulation method, it is possible to provide an optical modulator that can reduce the hardware scale of the bias control circuit.

光変調器における従来のバイアス制御回路の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the conventional bias control circuit in an optical modulator. 図1の光変調器のバイアス制御回路に利用される低周波信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the low frequency signal utilized for the bias control circuit of the optical modulator of FIG. 本発明の光変調器におけるバイアス制御回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the bias control circuit in the optical modulator of this invention. 本発明の光変調器に係るバイアス制御の原理について説明する図(その1)である。It is FIG. (1) explaining the principle of the bias control which concerns on the optical modulator of this invention. 本発明の光変調器に係るバイアス制御の原理について説明する図(その2)である。It is FIG. (2) explaining the principle of the bias control which concerns on the optical modulator of this invention. 本発明の光変調器に係るバイアス制御の原理について説明する図(その3)である。It is FIG. (3) explaining the principle of the bias control which concerns on the optical modulator of this invention. 図3の光変調器のバイアス制御回路に利用される低周波信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the low frequency signal utilized for the bias control circuit of the optical modulator of FIG. 本発明の光変調器に係るバイアス制御回路の計算モデルを示す図である。It is a figure which shows the calculation model of the bias control circuit which concerns on the optical modulator of this invention. 図8に示す計算モデルを利用した計算結果を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation result using the calculation model shown in FIG. 図9のグラフをt/T=0.625の値で規格化したグラフである。10 is a graph obtained by normalizing the graph of FIG. 9 with a value of t / T = 0.625. 台形波形と三角波との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a trapezoid waveform and a triangular wave. 本発明の光変調器に係るバイアス制御回路における変動要因を説明する図である。It is a figure explaining the variation factor in the bias control circuit which concerns on the optical modulator of this invention. 正弦波の変動に対するサンプリングの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the sampling with respect to the fluctuation | variation of a sine wave. DCバイアス制御における収束状態をI/Q平面での軌跡で示した図である。It is the figure which showed the convergence state in DC bias control with the locus | trajectory in an I / Q plane. 光変調器のバイアス特性と図14の各領域(D,E)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the bias characteristic of an optical modulator, and each area | region (D, E) of FIG. 本発明の光変調器に係るバイアス制御回路に用いられる制御フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flow used for the bias control circuit which concerns on the optical modulator of this invention. 図16の制御フローで制御した場合のバイアス点の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of a bias point at the time of controlling with the control flow of FIG. 図10に示すグラフをフーリエ変換する際に利用される波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the waveform utilized when Fourier-transforming the graph shown in FIG. 本発明の光変調器におけるバイアス制御回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the bias control circuit in the optical modulator of this invention. 本発明の光変調器において、メイン・マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に光位相調整部を設けた場合のバイアス制御の原理について説明する図(その1)である。FIG. 6 is a diagram (No. 1) for explaining the principle of bias control when an optical phase adjustment unit is provided in two branch waveguides of a main Mach-Zehnder type optical waveguide in the optical modulator of the present invention. 本発明の光変調器において、メイン・マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に光位相調整部を設けた場合のバイアス制御の原理について説明する図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (No. 2) for explaining the principle of bias control when an optical phase adjustment unit is provided in two branch waveguides of a main Mach-Zehnder type optical waveguide in the optical modulator of the present invention. 図19の光変調器のバイアス制御回路に利用される低周波信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the low frequency signal utilized for the bias control circuit of the optical modulator of FIG.

以下、本発明に係る光変調器を好適例を用いて詳細に説明する。
本発明は、図3に示すように、マッハツェンダー(MZ)型光導波路を有するMZ型光変調部(2,3)を2つ備え、メイン・マッハツェンダー型光導波路(1)の各分岐導波路(12,13)に各MZ型光変調部を組み込んだ光変調器において、各MZ型光変調部にDCバイアスを印加するDCバイアス印加手段(121,131)と、各DCバイアスに低周波信号を重畳する低周波信号重畳手段(122,123,132,133)と、該光変調器からの出力光又は放射光の一部を受光検知する受光検知手段(6)と、該受光検知手段の出力に基づき該DCバイアス印加手段の各々を制御するバイアス制御手段(124,134)とを備え、各MZ型光変調部に印加されるDCバイアスに重畳する低周波信号は、同一周波数かつ位相差が90度となる三角波(f1,f1+π/2)であることを特徴とする。
Hereinafter, the optical modulator according to the present invention will be described in detail using preferred examples.
As shown in FIG. 3, the present invention includes two MZ type optical modulators (2, 3) each having a Mach-Zehnder (MZ) type optical waveguide, and each branch guide of the main Mach-Zehnder type optical waveguide (1). In an optical modulator in which each MZ type optical modulator is incorporated in the waveguide (12, 13), DC bias applying means (121, 131) for applying a DC bias to each MZ type optical modulator, and a low frequency for each DC bias A low-frequency signal superimposing means (122, 123, 132, 133) for superimposing a signal, a light receiving detection means (6) for receiving and detecting a part of output light or radiated light from the light modulator, and the light receiving detection means Bias control means (124, 134) for controlling each of the DC bias applying means on the basis of the output of the low frequency signal superimposed on the DC bias applied to each MZ type optical modulation section. Phase difference Characterized in that it is a 0 degrees and becomes a triangular wave (f1, f1 + π / 2).

図3は、DQPSK変調方式の光送信器に利用される光変調器を例示しているが、本発明は、これに限らず、例えば、各分岐導波路(12,13)にMZ型光変調部(2,3)のみを設ける場合や、用途もSSB(Single Side band)変調器など種々の光変調器に適用することが可能である。また、図1の従来例と同様の符号を使用しているものは、同じ機能部品を意味する。以下では、DQPSK変調方式の光変調器を中心に説明する。例えば、2つのMZ型光変調部2,3には、同じ変調信号が変調信号駆動手段5により印加され、MZ型光変調部2でIアームに相当する変調を行い、MZ型光変調部3及び90度位相シフトを行う光位相調整部4により、Qアームに相当する変調が行われる。   FIG. 3 exemplifies an optical modulator used for an optical transmitter of the DQPSK modulation system, but the present invention is not limited to this. For example, MZ type optical modulation is provided in each branch waveguide (12, 13). When only the units (2, 3) are provided, the application can be applied to various optical modulators such as an SSB (Single Side Band) modulator. Moreover, what uses the code | symbol similar to the prior art example of FIG. 1 means the same functional component. In the following, the description will focus on the DQPSK modulation type optical modulator. For example, the same modulation signal is applied to the two MZ type optical modulation units 2 and 3 by the modulation signal driving means 5, and the MZ type optical modulation unit 2 performs the modulation corresponding to the I arm, and the MZ type optical modulation unit 3. The optical phase adjustment unit 4 that performs 90-degree phase shift performs modulation corresponding to the Q arm.

図3の光変調器では、低周波信号発生手段122(132)から発生される周波数f1の三角波(周波数f1で位相が90度異なる三角波)が、直流バイアス印加手段121(131)が供給するDCバイアスに、重畳手段123(133)で重畳され、MZ型光変調部2(3)に印加される。メイン・マッハツェンダー型光導波路1の出力用導波路15から出力される信号光の一部を、光カプラーなどの分岐手段16を用いて取り出し、受光素子などの受光検知手段(光・電気変換手段)6で信号光に対応する電気信号に変換する。そして、電気信号中の周波数f1に対応する成分のみをフィルター125で抽出し、直流バイアス制御手段124(134)に入力する。受光検知手段6は、信号光の一部を検出するだけでなく、必要に応じ、合波部14から放出される放射光を検知することも可能である。   In the optical modulator of FIG. 3, a DC wave supplied from the DC bias applying unit 121 (131) is a triangular wave having a frequency f1 (a triangular wave having a phase difference of 90 degrees at the frequency f1) generated from the low frequency signal generating unit 122 (132). It is superimposed on the bias by the superimposing means 123 (133) and applied to the MZ light modulator 2 (3). A part of the signal light outputted from the output waveguide 15 of the main Mach-Zehnder type optical waveguide 1 is taken out using a branching means 16 such as an optical coupler, and a light receiving detection means (light / electric conversion means such as a light receiving element). ) 6 is converted into an electrical signal corresponding to the signal light. Then, only the component corresponding to the frequency f1 in the electrical signal is extracted by the filter 125 and input to the DC bias control means 124 (134). The light receiving detection means 6 can detect not only a part of the signal light but also the radiated light emitted from the multiplexing unit 14 as necessary.

直流バイアス制御手段124(134)では、受光検知手段6からフィルター125(周波数f1及びその偶数次数の信号を透過させるフィルター)を経て入力される電気信号に基づき、最適なDCバイアスとなるように、直流バイアス印加手段121(131)を制御する。図3では、直流バイアス制御手段を各MZ型光変調部に対応して設けているが、1つの制御手段に統合することも可能である。   In the DC bias control means 124 (134), based on the electric signal input from the light receiving detection means 6 through the filter 125 (the filter that transmits the signal of the frequency f1 and its even order), the optimum DC bias is obtained. The DC bias applying means 121 (131) is controlled. In FIG. 3, the DC bias control means is provided corresponding to each MZ type optical modulation section, but it can also be integrated into one control means.

Qアームで90度位相シフトを行う光位相調整部4に対しては、従来のバイアス制御回路と同様に、低周波信号発生手段142から正弦波の低周波(周波数f2で三角波の周波数と異なるよう設定する)を、直流バイアス印加手段141からのDCバイアスに、重畳手段143により重畳し、光位相調整部4に印加する。そして、信号光の一部を受光検知手段6で検知し電気信号を出力する。該電気信号は、周波数f2の透過フィルター145を経て、直流バイアス制御手段144に入力される。直流バイアス制御手段144は、入力される電気信号に基づき、最適なDCバイアスとなるように直流バイアス印加手段141を制御する。   For the optical phase adjustment unit 4 that performs 90-degree phase shift with the Q arm, the low frequency signal generator 142 generates a sine wave low frequency (frequency f2 is different from the triangular wave frequency, as in the conventional bias control circuit. Is superimposed on the DC bias from the DC bias applying means 141 by the superimposing means 143 and applied to the optical phase adjusting unit 4. Then, a part of the signal light is detected by the light receiving detection means 6 and an electric signal is output. The electric signal is input to the DC bias control means 144 via the transmission filter 145 having the frequency f2. The DC bias control means 144 controls the DC bias application means 141 so as to obtain an optimum DC bias based on the input electric signal.

以下では、直流バイアス制御手段124(134)で行われる、低周波信号に三角波を用いてDCバイアス状態を識別する方法について説明する。   Hereinafter, a method of identifying a DC bias state using a triangular wave as a low frequency signal, which is performed by the DC bias control unit 124 (134), will be described.

本発明の光変調器の特徴は、図3に示すように、Iアーム、Qアームを構成する各MZ型光変調部に対し、お互いに同期して90度位相が異なる三角波をDCバイアスに重畳して印加している。このことにより、図4〜6に示すように、Iアームに印加される低周波信号による光強度変化を横軸に、Qアームに印加される低周波信号による光強度変化を縦軸にとると、重畳信号の軌跡がダイヤモンド型Aとなる。光強度はベクトルBの長さの二乗に比例している。   The feature of the optical modulator of the present invention is that, as shown in FIG. 3, for each MZ type optical modulation unit constituting the I arm and Q arm, a triangular wave having a phase difference of 90 degrees is superimposed on a DC bias in synchronization with each other. Applied. As a result, as shown in FIGS. 4 to 6, the change in light intensity due to the low frequency signal applied to the I arm is plotted on the horizontal axis, and the change in light intensity due to the low frequency signal applied to the Q arm is plotted on the vertical axis. The locus of the superimposed signal is a diamond type A. The light intensity is proportional to the square of the length of the vector B.

また、図4(a)のようにIアームとQアームに正常なバイアスが設定されている場合には、光強度を示すベクトルBは、Aで示すダイヤモンド型の軌跡を描く。この際の光強度変化とIアームに重畳される三角波との関係を図4(b)に示す。光強度変化は、図4(b)のグラフ(1)に示すような時間応答波形(光変調器から出力される光強度Eの時間変化)となり、波形の上辺が時間軸にほぼ平行な台形波形(なお、図4(b)のグラフ(1)では台形波形の両肩の盛り上がりが強調されている。参考までに、後述する図10に理論状の波形を図示している。)を描く。   When a normal bias is set for the I arm and the Q arm as shown in FIG. 4A, the vector B indicating the light intensity draws a diamond-shaped locus indicated by A. The relationship between the light intensity change at this time and the triangular wave superimposed on the I arm is shown in FIG. The light intensity change becomes a time response waveform (time change of the light intensity E output from the optical modulator) as shown in the graph (1) of FIG. 4B, and the trapezoid whose upper side is substantially parallel to the time axis. A waveform (note that the rising of both shoulders of the trapezoidal waveform is emphasized in the graph (1) of FIG. 4B. For reference, a theoretical waveform is illustrated in FIG. 10 described later). .

図4(b)のグラフ(2)は、図3に示すIアームに印加されるDCバイアス強度Fの時間変化、特に、重畳される低周波信号(三角波)部分に対応した波形を示している。   A graph (2) in FIG. 4B shows a waveform corresponding to a temporal change of the DC bias intensity F applied to the I arm shown in FIG. 3, particularly a low frequency signal (triangular wave) portion to be superimposed. .

図5(a)や図6(a)のように、IアームとQアームに印加されるDCバイアスが不均衡になると、IアームとQアームに重畳される三角波によるダイヤモンド型の軌跡Aは、図4(a)に示す正常な位置より外れることとなる。そして、光強度変化の様子を見ると、台形波形がくずれ、例えば、図5(b)のように右肩下がり(左肩上がり)や、図6(b)のように右肩上がりの非対称な台形波形(なお、図5(b)及び図6(b)のグラフ(1)では台形波形が直線状で表現されているが、図10に理論状の波形を図示するように、実際は台形の両肩が若干盛り上がる波形となる。)となる。しかも、いずれ側の肩が上がっているかにより、Iアーム又はQアームのいずれのバイアスのずれであるのかが識別できる。これは、時間軸で見たものであるが、後述するように周波数軸(位相)でも識別可能である。   As shown in FIG. 5A and FIG. 6A, when the DC bias applied to the I arm and the Q arm is unbalanced, the diamond-shaped locus A by the triangular wave superimposed on the I arm and the Q arm is It will deviate from the normal position shown in FIG. Then, when the state of the light intensity change is seen, the trapezoidal waveform is broken, for example, an asymmetric trapezoid with a lower right shoulder (upward to the left shoulder) as shown in FIG. 5 (b) and FIG. 6 (b), the trapezoidal waveform is represented by a straight line. However, as shown in FIG. The shoulder becomes a slightly raised waveform.) In addition, it is possible to identify which bias deviation of the I arm or the Q arm is based on which side of the shoulder is raised. This is seen on the time axis, but can also be identified on the frequency axis (phase) as described later.

ただし、図5(a)及び図6(a)は、DCバイアスが不均衡となる様子を分かり易く説明するため、DCバイアスが規定値より大きくなる場合を例示している。このためIアームのDCバイアスが大きくなった場合は、右肩下がり(左肩上がり)となったが、後述するように、DCバイアスを規定値より大きくならないように制御する場合には、IアームのDCバイアスが不均衡となる状態とは、DCバイアスが規定値より小さくなる場合と意味し、その際の光強度変化は、図5(b)とは逆の右肩上がり(図6(b)と同様の形状)となる。Qアームについても同様である。   However, FIG. 5A and FIG. 6A exemplify a case where the DC bias is larger than a specified value in order to easily understand the state in which the DC bias is unbalanced. For this reason, when the DC bias of the I arm is increased, the shoulder is lowered to the right (up the left shoulder). However, as will be described later, when the DC bias is controlled so as not to exceed a specified value, The state in which the DC bias is unbalanced means that the DC bias is smaller than a specified value, and the change in light intensity at that time rises to the right, opposite to FIG. 5B (FIG. 6B). And the same shape). The same applies to the Q arm.

図7は、図3の光変調器に利用される低周波信号の一例を示したものであり、MZ型光変調部に印加される三角波の周波数f1は、5kHzが利用され、光位相調整部に印加される正弦波の周波数f2は、3kHzが例示されている。三角波の重畳において、周波数軸で識別するには、偶数次数の周波数、特に2倍波(2*f1)をモニタすることで、偶数次数の中で最大の信号振幅が得られるので、都合がよい。   FIG. 7 shows an example of a low-frequency signal used in the optical modulator of FIG. 3, and the frequency f1 of the triangular wave applied to the MZ type optical modulator is 5 kHz, and the optical phase adjuster The frequency f2 of the sine wave applied to is exemplified as 3 kHz. In order to identify on the frequency axis in the superposition of the triangular wave, it is convenient because the maximum signal amplitude can be obtained in the even order by monitoring the frequency of the even order, particularly the second harmonic (2 * f1). .

次に、ダイヤモンド軌跡を描く場合の応答波形について、図8に示す計算モデルを利用して理論的に検証する。座標点(Ex,Ey)を取り囲むダイヤモンド軌跡を、X−Y座標系の関数f(x)、f(y)で表現すると、以下の[数1]に示す数式のようになる。ただし、Aは三角波の振幅値であり、Tは三角波の周期、tは経過時間を示す。
Next, the response waveform when drawing the diamond trajectory is theoretically verified using the calculation model shown in FIG. When the diamond trajectory surrounding the coordinate point (Ex, Ey) is expressed by the functions f (x) and f (y) of the XY coordinate system, the following mathematical expression 1 is obtained. Here, A is the amplitude value of the triangular wave, T is the period of the triangular wave, and t is the elapsed time.

Figure 2010217633
Figure 2010217633

座標P=(f(x),f(y))の振幅(受光検知手段が検知する周波数f1の光強度に相当)は、以下の[数2]に示す数式により求められる。   The amplitude of the coordinate P = (f (x), f (y)) (corresponding to the light intensity of the frequency f1 detected by the light receiving detection means) is obtained by the following mathematical formula [Formula 2].

Figure 2010217633
Figure 2010217633

時間tが0〜1.25Tまでの区間で、上記[数2]の数式の値を求めると、以下の[数3]の数式のようになる。   When the value of the equation [Equation 2] is obtained in the interval from time t to 0 to 1.25T, the following equation [Equation 3] is obtained.

Figure 2010217633
Figure 2010217633

ここで、(A,Ex,Ey)=(0.01,1.0,1.0)のDCバイアスが正常な場合、(A,Ex,Ey)=(0.01,0.99,1.0)、(0.01,0.97,1.0)、(0.01,0.95,1.0)のようにX軸側(Iアームに相当)のDCバイアスのみが劣化した場合について、上記[数3]の数式を計算した結果を、図9に示す。   Here, when the DC bias of (A, Ex, Ey) = (0.01, 1.0, 1.0) is normal, (A, Ex, Ey) = (0.01, 0.99, 1.0), (0.01, 0.97, 1.0), FIG. 9 shows the result of calculating the formula [Equation 3] when only the DC bias on the X-axis side (corresponding to the I arm) is degraded as in (0.01, 0.95, 1.0).

図9を見ると、座標点(Ex,Ey)が変化するため、振幅値のレベルがケース毎に異なる、所謂、オフセットが発生しているが、応答波形は、ほぼ台形波形となっていることが容易に理解される。ここで、各波形の違いをより明確にするため、図10のように、オフセットを引き算して、重ね書きを行った。つまり、規格化時間t/T=0.625で全てのグラフの振幅値が一致するよう調整した。図10を見ると、X軸側のDCバイアスが劣化するに従い、グラフの傾斜が大きくなることが容易に理解される。しかも、この傾斜は、規格化時間t/Tが0.5から0.75の範囲(上記[数3]の条件(3)の範囲)で生じている。   When FIG. 9 is seen, since the coordinate point (Ex, Ey) changes, the level of the amplitude value is different for each case, so-called offset occurs, but the response waveform is almost a trapezoidal waveform. Is easily understood. Here, in order to clarify the difference between the waveforms, the offset was subtracted and overwritten as shown in FIG. That is, adjustment was made so that the amplitude values of all the graphs coincided with each other at the normalized time t / T = 0.625. Referring to FIG. 10, it can be easily understood that the slope of the graph increases as the DC bias on the X-axis side deteriorates. In addition, this inclination occurs when the normalized time t / T is in the range of 0.5 to 0.75 (the range of the condition (3) in [Expression 3] above).

図10の結果から、Iアーム側のMZ型光変調部のDCバイアスが劣化した場合(Exの減少に相当する場合を意味し、これはIアームのMZ型光変調部からの出力光のレベルが規定値より低くなることを意味する。)には、右肩上がりの非対称な台形波形となることが容易に理解される。他方、Qアーム側のMZ型光変調部のDCバイアスが劣化した場合(Eyの減少に相当する場合を意味し、これはQアームのMZ型光変調部からの出力光のレベルが規定値より低くなることを意味する。)には、右肩下がり(左肩上がり)の非対称な台形波形となる。ただし、ExとEyの値が共に1以上となることが無いよう(DCバイアスが規定値内に収まるように)制御することが好ましい。   From the result of FIG. 10, when the DC bias of the MZ type optical modulation unit on the I arm side deteriorates (meaning a case corresponding to a decrease in Ex, this is the level of the output light from the MZ type optical modulation unit of the I arm. Is lower than the specified value), it is easily understood that the asymmetric trapezoidal waveform rises to the right. On the other hand, when the DC bias of the MZ type optical modulation unit on the Q arm side deteriorates (meaning a case corresponding to a decrease in Ey, this means that the level of the output light from the MZ type optical modulation unit of the Q arm is less than the specified value. It means that it becomes lower.), It becomes an asymmetric trapezoidal waveform with a lower right shoulder (up left shoulder). However, it is preferable to control so that the values of Ex and Ey do not both become 1 or more (so that the DC bias falls within a specified value).

図10のように、I及びQアームに重畳される三角波により台形型の応答波形が形成される様子と三角波との関係を図11に示す。台形波形の上辺は、Iアームに重畳される三角波の頂点(パルス幅規格化時間の0.5)とQアームに重畳される三角波の頂点(同時間の0.75)との間に形成される。そして、IアームのDCバイアスが劣化し、規定値より低くなっている場合には、符号Cに示すように上辺の傾きが右肩上がりとなり、Iアーム側を補正すべきと判断される。   As shown in FIG. 10, the relationship between the triangular wave and the manner in which a trapezoidal response waveform is formed by the triangular wave superimposed on the I and Q arms is shown in FIG. The upper side of the trapezoidal waveform is formed between the apex of the triangular wave superimposed on the I arm (pulse width standardization time 0.5) and the apex of the triangular wave superimposed on the Q arm (0.75 at the same time). The When the DC bias of the I arm deteriorates and is lower than the specified value, the slope of the upper side rises to the right as shown by reference C, and it is determined that the I arm side should be corrected.

他方、QアームのDCバイアスが劣化し、規定値より低くなっている場合には、符号Cに示すように上辺の傾きが右肩下がりとなり、Qアーム側を補正すべきと判断される。   On the other hand, when the DC bias of the Q arm deteriorates and is lower than the specified value, the slope of the upper side falls to the right as shown by symbol C, and it is determined that the Q arm side should be corrected.

したがって、台形型の応答波形をサンプリングする方法については、図11に示すように、パルス幅規格化時間における0.5と0.75時点の振幅(光強度値)をモニタすることで、Iアームの劣化およびQアームの劣化の識別が可能である。しかも、このサンプリング時間は、重畳する2つの三角波の丁度頂点に達する時刻であるため、三角波と同期させてモニタする手段も有効である。なお、パルス幅規格化時間の0〜0.25(1.0〜1.25)は、台形波形の底辺に相当する期間であるが、この期間においても、上述した上辺と同様に辺の傾きを生じる(図5(b)又は図6(b)参照)。ただし、傾きの方向は上辺と逆の関係であり、サンプリング時間は、重畳する2つの三角波の底点で行うこととなる。   Therefore, as shown in FIG. 11, the trapezoidal response waveform is sampled by monitoring the amplitudes (light intensity values) at the time points 0.5 and 0.75 in the pulse width standardization time. And Q-arm degradation can be identified. Moreover, since this sampling time is the time at which the two triangular waves to be superimposed just reach the top, means for monitoring in synchronization with the triangular wave is also effective. The pulse width normalization time of 0 to 0.25 (1.0 to 1.25) is a period corresponding to the bottom side of the trapezoidal waveform. (See FIG. 5B or 6B). However, the direction of the inclination is opposite to the upper side, and the sampling time is performed at the bottom points of the two triangular waves to be superimposed.

信号光の光強度変化に影響を与える要素として、MZ型光変調部のバイアス変動だけでなく、光位相調整部のバイアス変動があるが、図12に示すように、Iアーム又はQアームのMZ型光変調部のバイアス変動は、座標点(黒丸で示した点)がX軸又はY軸のいずれかに沿って変化するが、光位相調整部のバイアス変動は、原点と座標点と距離を半径とする円周に沿って変化する。光位相調整部のバイアスに重畳する信号として三角波を利用する場合には、例えば、図22に示すように、MZ型光変調部のバイアスに重畳される三角波の周波数f1(30kHz)近辺のIアーム及びQアームに干渉しない帯域を用いる。このほか、光位相調整部のDCバイアス制御には、低周波数の正弦波を利用することも有効であり、DCバイアスに重畳されて利用される。このような正弦波を用いるサンプリング方法においては、図13に示すように、最大値と最小値を逐次サンプリングで求め、それらの差分により、正弦波の振幅を求めることになる。   As factors affecting the light intensity change of the signal light, not only the bias fluctuation of the MZ type optical modulation section but also the bias fluctuation of the optical phase adjustment section, as shown in FIG. 12, the MZ of the I arm or the Q arm is shown. The bias variation of the optical modulation unit changes along the coordinate point (black dot) along either the X axis or the Y axis, but the bias variation of the optical phase adjustment unit determines the distance between the origin, the coordinate point, and the distance. It changes along the circumference of the radius. When a triangular wave is used as a signal to be superimposed on the bias of the optical phase adjustment unit, for example, as shown in FIG. 22, an I arm near the frequency f1 (30 kHz) of the triangular wave superimposed on the bias of the MZ type optical modulation unit. And a band that does not interfere with the Q arm. In addition, it is also effective to use a low-frequency sine wave for the DC bias control of the optical phase adjustment unit, which is used by being superimposed on the DC bias. In such a sampling method using a sine wave, as shown in FIG. 13, the maximum value and the minimum value are obtained by sequential sampling, and the amplitude of the sine wave is obtained from the difference between them.

本発明のように、三角波を利用して、光強度変化の傾きにより、IアームやQアームのように、制御すべき光変調部を特定するためには、光強度をモニタすることにより、より正確なDCバイアス制御が可能となる。   As in the present invention, by using a triangular wave, the light modulation unit to be controlled, such as the I arm and the Q arm, can be specified by the inclination of the light intensity change. Accurate DC bias control is possible.

光強度のパラメータを考慮した制御を行う場合には、図14に示すI/Q平面におけるD領域に、初期バイアス点αがある場合、Iアーム、Qアームを独立に制御すると、図中の軌跡aのように、最適バイアス点に向かう。しかしながら、光強度の絶対値を考慮しない制御を行うと、IアームとQアームの振幅が最大となる最適バイアス点ではなく、図中の軌跡bのように、単にIアームとQアームの大きさが等しい任意の点に向かう制御となる。   When performing control in consideration of the light intensity parameter, if there is an initial bias point α in the D region in the I / Q plane shown in FIG. Go to the optimal bias point, as in a. However, if the control is performed without taking the absolute value of the light intensity into consideration, it is not the optimum bias point at which the amplitudes of the I arm and Q arm are maximized, but simply the size of the I arm and Q arm as shown by the locus b in the figure. The control is directed to any point where is equal.

さらに、E領域に初期バイアス点βがあると、図中の軌跡c又は軌跡dのような経緯をたどり、IアームとQアームの大きさが等しい点に向かう制御となる。これは、図15に示す、光変調器のバイアス特性に起因しており、Vπ/2電圧が、図14のD領域とE領域を分ける電圧となっている。   Further, when there is an initial bias point β in the E region, the control follows a process such as a trajectory c or a trajectory d in the figure and goes to a point where the sizes of the I arm and the Q arm are equal. This is due to the bias characteristic of the optical modulator shown in FIG. 15, and the Vπ / 2 voltage is a voltage that divides the D region and the E region in FIG.

一例として、本方式を利用したDCバイアス制御のフローチャートを、図16に示す。まず、図16のステップ(1)では、台形波形の上辺の傾き(V_balance)を、上述したパルス幅規格化時間0.5時点の振幅(V(t=0.50))と同時間0.75時点の振幅(V(t=0.75))をサンプリングデータから抽出し、両者を比較して判定する。図11のように、右肩上がりの台形波形であればIアーム劣化と判定し、右肩下がりの台形波形であればQアーム劣化と判定する。   As an example, FIG. 16 shows a flowchart of DC bias control using this method. First, in step (1) of FIG. 16, the slope (V_balance) of the upper side of the trapezoidal waveform is the same as the amplitude (V (t = 0.50)) at the above-described pulse width normalization time of 0.5 at 0.75. (V (t = 0.75)) is extracted from the sampling data, and the two are compared and determined. As shown in FIG. 11, if the trapezoidal waveform rises to the right, it is determined that the I arm is degraded, and if it is a trapezoidal waveform that descends to the right, it is determined that the Q arm is degraded.

次に、Iアームの劣化と判定された場合には、ステップ(2)により、Iアームのバイアス電圧をΔV(予め設定された所定電圧値)だけ増加させる。そして、ステップ(3)で、所定電圧ΔVだけバイアス電圧を変化させる前のサンプリングデータの傾きを(V_balance_n)とすると、所定電圧ΔVだけバイアス電圧を変化させた後のサンプリングデータ(V_balance_n+1)を比較する。その結果、ΔVの変化により光強度値が増加している場合には、ステップ(2)に戻り、再度所定電圧ΔVだけ増加し、サンプリングデータ(V_balance_n)と(V_balance_n+1)の変化状態をステップ(3)で判断する。   Next, if it is determined that the I arm has deteriorated, the bias voltage of the I arm is increased by ΔV (a predetermined voltage value set in advance) in step (2). In step (3), assuming that the slope of the sampling data before changing the bias voltage by the predetermined voltage ΔV is (V_balance_n), the sampling data after changing the bias voltage by the predetermined voltage ΔV (V_balance_n + 1) is compared. . As a result, when the light intensity value increases due to the change of ΔV, the process returns to step (2), and increases again by the predetermined voltage ΔV, and the change state of the sampling data (V_balance_n) and (V_balance_n + 1) is changed to step (3). )

これを繰り返して、Iアームのバイアス電圧を変化させて、光強度値がこれ以上増加しない状態、つまり、Iアームのバイアス電圧の変化による光強度値の最大値に達した際には、ステップ(3)の判定が「No」となり、ステップ(4)に移動する。   When this is repeated and the bias voltage of the I arm is changed so that the light intensity value does not increase any more, that is, when the maximum value of the light intensity value due to the change of the bias voltage of the I arm is reached, the step ( The determination in 3) is “No”, and the process moves to step (4).

ステップ(4)では、Qアームのバイアス電圧を所定電圧ΔVだけ増加させる。そして、ステップ(5)で、Iアームのステップ(3)と同様に、所定電圧ΔVだけバイアス電圧を変化させる前のサンプリングデータ(V_balance_n)と、所定電圧ΔVだけバイアス電圧を変化させた後のサンプリングデータ(V_balance_n+1)とを比較する。その結果、ΔVの変化によりV_balanceが減少している場合には、さらにバイアス電圧を増加させるため、ステップ(4)に戻り、再度、所定電圧ΔVだけ増加し、同様にV_balanceのサンプリングデータの変化状態をステップ(5)で判断する。   In step (4), the bias voltage of the Q arm is increased by a predetermined voltage ΔV. Then, in step (5), as in step (3) of the I arm, sampling data (V_balance_n) before changing the bias voltage by the predetermined voltage ΔV and sampling after changing the bias voltage by the predetermined voltage ΔV The data (V_balance_n + 1) is compared. As a result, if V_balance is decreased due to a change in ΔV, the bias voltage is further increased, so that the process returns to step (4) and is increased again by a predetermined voltage ΔV. Similarly, the change state of the sampling data of V_balance Is determined in step (5).

これを繰り返して、Qアームのバイアス電圧を変化させて、V_balance(t=0.75)のサンプリングデータ値がこれ以上増加しない状態、つまり、Qアームのバイアス電圧の変化による(V_balance_n+1)=(V_balance_n)の値に達した際には、ステップ(5)の判定が「No」となる。   By repeating this, the bias voltage of the Q arm is changed, and the sampling data value of V_balance (t = 0.75) does not increase any more, that is, (V_balance_n + 1) = (V_balance_n) due to the change of the bias voltage of the Q arm When the value is reached, the determination in step (5) is “No”.

このDCバイアス制御の様子をI/Q平面図で示すと、図17の初期バイアス点δが、上述したステップ(2)及び(3)で、Iアーム軸と平行な方向に移動し、その後、ステップ(4)及び(5)で、Qアーム軸と平行な方向に移動し、最終的に最適バイアス点εに到達する。   When the state of this DC bias control is shown in an I / Q plan view, the initial bias point δ in FIG. 17 is moved in the direction parallel to the I arm axis in steps (2) and (3) described above, and then In steps (4) and (5), the axis moves in the direction parallel to the Q arm axis, and finally reaches the optimum bias point ε.

次に、図16のステップ(1)でQアーム劣化と判定された場合には、ステップ(6)及び(7)を繰り返して、Qアームのバイアス電圧を最大のV_balanceの最大の傾き(負値)となるよう設定する。そして、ステップ(7)で(V_balance_n+1)=(V_balance_n)に達すると、「No」と判定にて、ステップ(8)及び(9)のフローへ移り、Iアームのバイアス電圧の調整を行う。そして、Iアームのバイアス電圧の変化による(V_balance_n+1)=(V_balance_n)に達した際には、ステップ(9)の判定が「No」となり、DCバイアス制御は終了する。その結果、図17のI/Q平面図に示すように、初期バイアス点γは、図示した矢印に沿って移動し、最終的に最適バイアス点εに到達する。   Next, when it is determined in step (1) of FIG. 16 that the Q arm is deteriorated, steps (6) and (7) are repeated, and the bias voltage of the Q arm is changed to the maximum slope (negative value) of the maximum V_balance. ). When (V_balance_n + 1) = (V_balance_n) is reached in step (7), the process proceeds to steps (8) and (9) with a determination of “No” to adjust the bias voltage of the I arm. When (V_balance_n + 1) = (V_balance_n) is reached due to the change in the bias voltage of the I arm, the determination in step (9) becomes “No”, and the DC bias control ends. As a result, as shown in the I / Q plan view of FIG. 17, the initial bias point γ moves along the illustrated arrow, and finally reaches the optimum bias point ε.

図16で例示したDCバイアス制御のフローにおいての最適バイアス点は、Iアーム又はQアームの各アームにおけるバイアス変化を、STEP2からSTEP5までのV_balanceのサンプリングデータを比較した結果(STEP6からSTEP9までの制御も同様)より、台形波形の上辺の傾きを常に平行に保つような逐次制御を行う。   The optimum bias point in the DC bias control flow illustrated in FIG. 16 is the result of comparing the bias change in each arm of the I arm or the Q arm with the sampling data of V_balance from STEP2 to STEP5 (control from STEP6 to STEP9). In the same manner, sequential control is performed so that the slope of the upper side of the trapezoidal waveform is always kept parallel.

以上、説明したように、受光検知手段からの出力信号を時間軸で見た場合に、台形波形の変化からDCバイアスの変化を識別できるが、さらに、三角波の重畳による応答波形(光強度変化)が、予め、トップが傾いた台形波形であることが分かっているため、周波数領域(周波数軸)での解析も可能である。   As described above, when the output signal from the light receiving detection means is viewed on the time axis, the change in the DC bias can be identified from the change in the trapezoidal waveform, but further, the response waveform (light intensity change) due to the superposition of the triangular wave However, since it is known in advance that the trapezoidal waveform has a tilted top, analysis in the frequency domain (frequency axis) is also possible.

周波数軸での解析を行うため、図18(a)に示す台形波形のフーリエ変換と、図18(b)に示す方形波でトップが傾いた波形のフーリエ変換を行った。   In order to perform an analysis on the frequency axis, a Fourier transform of a trapezoidal waveform shown in FIG. 18A and a Fourier transform of a square wave shown in FIG.

台形波形のフーリエ変換を、以下の[数4]に示す。なお、Tは台形波形の周期、Trは台形波形の立ち上がり又は立ち下がりの時間幅を示す。   The Fourier transform of the trapezoidal waveform is shown in the following [Equation 4]. T represents the period of the trapezoidal waveform, and Tr represents the time width of rising or falling of the trapezoidal waveform.

Figure 2010217633
Figure 2010217633

上記[数4]に示す数式から、台形波形は、sinc関数を周波数成分の大きさとする1,3,5・・・の高調波成分になるが、台形の立ち上がり部分が、同じく、sinc関数として付加され、高次成分の大きさが低減することがわかる。フーリエ変換後に得られるパラメータは、周波数のスペクトル強度であり、通常(正常)制御時は、周波数の1次,3次の奇数次が高いレベルになって現れる。逆に2次,4次などの偶数次が現れると波形劣化の現象になって現れるため、周波数のスペクトル強度をモニタすることにより、波形劣化を判別することが可能となる。   From the mathematical expression shown in [Expression 4], the trapezoidal waveform is a harmonic component of 1, 3, 5... With the sinc function as the magnitude of the frequency component, but the rising part of the trapezoid is also expressed as the sinc function. It can be seen that the magnitude of higher order components is reduced. The parameter obtained after the Fourier transform is the spectral intensity of the frequency. During normal (normal) control, the first-order and third-order odd-order frequencies appear at high levels. On the contrary, when even order such as second order and fourth order appear, it appears as a phenomenon of waveform deterioration. Therefore, it is possible to determine the waveform deterioration by monitoring the frequency spectrum intensity.

次に、方形波でトップが傾いた波形のフーリエ変換を用いた場合について、説明する。この波形の場合、奇関数とも偶関数とも言えないので、フーリエ級数展開は、かなり煩雑になるため、図18(b)に示すように、方形波でトップが傾いた波形のフーリエ変換を用いる。このフーリエ変換を行った数式を以下の[数5]に示す。ただし、Tは方形波の周期、τは方形波のパルス幅を示す。   Next, the case of using a Fourier transform of a square wave whose top is inclined will be described. In the case of this waveform, since it cannot be said to be an odd function or an even function, the Fourier series expansion is considerably complicated. Therefore, as shown in FIG. 18B, a Fourier transform of a waveform in which the top is inclined with a square wave is used. A mathematical formula obtained by performing the Fourier transform is shown in the following [Equation 5]. Here, T represents the period of the square wave, and τ represents the pulse width of the square wave.

Figure 2010217633
Figure 2010217633

上記[数5]に示した数式により、f(t)の第3項に出現するT×aの値を利用して、方形波の周波数成分に埋もれずに傾き成分であるaが検出できる。しかも、aの符号により、上記T×a成分が反転するため、符号識別も可能である。また、奇数次又は偶数次の周波数のスペクトル強度をモニタすることにより、周波数軸での識別と制御が可能なことがわかる。   By using the value of T × a appearing in the third term of f (t), the equation a shown in [Equation 5] can be used to detect a which is an inclination component without being buried in the frequency component of the square wave. Moreover, since the T × a component is inverted by the sign of a, the sign can be identified. It can also be seen that identification and control on the frequency axis is possible by monitoring the spectral intensity of odd-order or even-order frequencies.

次に、図19に示すように、DQPSK変調方式の光変調器における90度位相シフト部を、メイン・マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路(12,13)の各々に設けられた光位相調整部(7,4)で構成する場合について、説明する。   Next, as shown in FIG. 19, the 90-degree phase shift unit in the optical modulator of the DQPSK modulation system is provided with light provided in each of the two branch waveguides (12, 13) of the main Mach-Zehnder type optical waveguide. The case where it comprises with a phase adjustment part (7, 4) is demonstrated.

図19のMZ型光変調部に係るバイアス制御回路は、図3の光変調器と同様であり、説明は省略する。図19の光変調器の特徴は、90度位相シフト部を2つの光位相調整部(4,7)で構成することであり、かつ、該光位相調整部に印加されるDCバイアスの制御に、MZ型光変調部と同様に三角波の低周波信号を用いた点にある。   The bias control circuit according to the MZ type optical modulator of FIG. 19 is the same as the optical modulator of FIG. The optical modulator of FIG. 19 is characterized in that the 90-degree phase shift unit is configured by two optical phase adjustment units (4, 7), and for controlling the DC bias applied to the optical phase adjustment unit. Similar to the MZ type light modulator, a low frequency signal of a triangular wave is used.

各光位相調整部(4,7)は45度位相シフトを行い、両者が相俟って、90度の位相シフトが実現されるよう構成されている。光位相調整部のDCバイアス制御の方法は、低周波信号発生手段142(172)から発生される周波数f2の三角波(周波数f2で位相が90度異なる三角波)が、直流バイアス印加手段141(171)が供給するDCバイアスに、重畳手段143(173)で重畳され、光位相調整部4(7)に印加される。ただし、周波数f2は、MZ型光変調部で利用される周波数f1とは異なる周波数である。   Each optical phase adjuster (4, 7) performs a 45 degree phase shift, and the two are combined to realize a 90 degree phase shift. The method of DC bias control of the optical phase adjusting unit is that the triangular wave of the frequency f2 (triangular wave having a phase difference of 90 degrees at the frequency f2) generated from the low frequency signal generating unit 142 (172) is the DC bias applying unit 141 (171). Is superimposed by the superimposing means 143 (173) and applied to the optical phase adjusting unit 4 (7). However, the frequency f2 is a frequency different from the frequency f1 used in the MZ type optical modulation unit.

メイン・マッハツェンダー型光導波路1の出力用導波路15から出力される信号光の一部を、光カプラーなどの分岐手段16を用いて取り出し、受光素子などの受光検知手段6で信号光に対応する電気信号に変換する。そして、電気信号中の周波数f2に対応する成分のみをフィルター145で抽出し、直流バイアス制御手段144(174)に入力する。   A part of the signal light output from the output waveguide 15 of the main Mach-Zehnder type optical waveguide 1 is taken out using a branching means 16 such as an optical coupler, and the light receiving detection means 6 such as a light receiving element handles the signal light. Convert to electrical signal. Then, only the component corresponding to the frequency f2 in the electrical signal is extracted by the filter 145 and input to the DC bias control means 144 (174).

直流バイアス制御手段144(174)では、受光検知手段6からフィルター145(周波数f2及びその偶数次数の信号を透過させるフィルター)を経て入力される電気信号に基づき、最適なDCバイアスとなるように、直流バイアス印加手段141(171)を制御する。図19では、直流バイアス制御手段を各MZ型光変調部や各光位相調整部に対応して設けているが、1つの制御手段に統合することも可能である。   In the DC bias control means 144 (174), based on the electric signal input from the light receiving detection means 6 through the filter 145 (the filter that transmits the signal of the frequency f2 and its even order), an optimum DC bias is obtained. The DC bias applying means 141 (171) is controlled. In FIG. 19, the DC bias control means is provided corresponding to each MZ type optical modulation section and each optical phase adjustment section, but it can also be integrated into one control means.

IアームとQアームの双方に45度シフト部となる光位相調整部を設け、各光位相調整部に三角波を重畳したDCバイアスを印加した場合には、図20及び21に示すように、MZ型光変調部の場合と同様に、ダイヤモンド軌跡Aが得られる。そして、その応答波形も台形波形となる。図20(a)及び(c)は、Iアームに印加される低周波信号に対応した光強度変化を横軸に、Qアームに印加される低周波信号に対応した光強度変化を縦軸にとると、重畳信号の軌跡がダイヤモンド型Aとなる様子を示したものである。   When both the I arm and the Q arm are provided with an optical phase adjustment unit that is a 45-degree shift unit, and a DC bias in which a triangular wave is superimposed is applied to each optical phase adjustment unit, as shown in FIGS. As in the case of the mold light modulator, a diamond locus A is obtained. The response waveform also becomes a trapezoidal waveform. 20 (a) and 20 (c), the horizontal axis represents the light intensity change corresponding to the low frequency signal applied to the I arm, and the vertical axis represents the light intensity change corresponding to the low frequency signal applied to the Q arm. Then, a state in which the locus of the superimposed signal becomes a diamond type A is shown.

また、図20(a)のようにIアームとQアームに正常なバイアスが設定されている場合には、図20(b)に示すように、時間応答波形(縦軸は、光変調器から出力される光強度の時間変化を示し、横軸は時間軸を示す。)は上辺が時間軸に略平行な台形波形(実際は、台形の両肩が若干盛り上がる波形となる。)となる。しかし、図21(a)のように、位相シフト差が90度から変化すると、図21(b)のように、応答波形は非対称の台形波形となり、MZ型光変調部のDCバイアス制御と同様に、時間軸での識別・制御と、周波数軸での識別・制御が可能になる。特に、位相変調部に印加する低周波信号の周波数をMZ型光変調部に印加する低周波信号の約10倍に設定し、2つの異なる低周波信号が互いに干渉しない周波数とすることが好ましい。具体的には、MZ型光変調部のモニタ周波数は10KHz以下の周波数とし、位相変調部は100KHz以下の周波数とし、高次の周波数をモニタする際に影響を受けないエリアに設定する。   When a normal bias is set for the I arm and the Q arm as shown in FIG. 20 (a), as shown in FIG. 20 (b), the time response waveform (the vertical axis is from the optical modulator). The output light intensity changes with time, and the horizontal axis indicates the time axis. The upper side is a trapezoidal waveform whose upper side is substantially parallel to the time axis (actually, the both shoulders of the trapezoid are raised slightly). However, when the phase shift difference changes from 90 degrees as shown in FIG. 21A, the response waveform becomes an asymmetric trapezoidal waveform as shown in FIG. 21B, which is the same as the DC bias control of the MZ type optical modulator. In addition, identification / control on the time axis and identification / control on the frequency axis are possible. In particular, it is preferable that the frequency of the low-frequency signal applied to the phase modulation unit is set to about 10 times that of the low-frequency signal applied to the MZ type optical modulation unit so that two different low-frequency signals do not interfere with each other. Specifically, the monitor frequency of the MZ type optical modulation unit is set to a frequency of 10 KHz or less, the phase modulation unit is set to a frequency of 100 KHz or less, and is set in an area that is not affected when monitoring a high-order frequency.

図22は、図19の光変調器に利用される低周波信号の一例を示したものであり、MZ型光変調部に印加される三角波の周波数f1は、30kHzが利用され、光位相調整部に印加される三角波の周波数f2は、3kHzが例示されている。三角波の重畳において、周波数軸で識別するには、IアームやQアームのMZ型光変調部のバイアス制御用には、30KHzの三角波を用い、2倍周波数の60KHzをモニタし制御を行う。また、光位相調整部(90度シフト)のバイアス制御用には、3KHzの三角波を用い、2倍周波数の6KHzをモニタし制御を行う。   FIG. 22 shows an example of a low-frequency signal used in the optical modulator of FIG. 19, and the triangular wave frequency f1 applied to the MZ type optical modulation unit uses 30 kHz, and the optical phase adjustment unit The frequency f2 of the triangular wave applied to is exemplified as 3 kHz. In order to discriminate on the frequency axis in the superposition of the triangular wave, a 30 KHz triangular wave is used for bias control of the MZ type optical modulation unit of the I arm or the Q arm, and the double frequency of 60 KHz is monitored and controlled. Further, for the bias control of the optical phase adjustment unit (90 degree shift), a 3 KHz triangular wave is used and the double frequency of 6 KHz is monitored and controlled.

以上説明したように、本発明によれば、DQPSK変調器などの、複数のMZ型光変調部など、直流バイアスを調整する箇所が複数存在する光変調器に対して、ハード規模が小さくできるバイアス制御回路を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, a bias capable of reducing the hardware scale for an optical modulator having a plurality of locations for adjusting a DC bias, such as a plurality of MZ type optical modulators, such as a DQPSK modulator. A control circuit can be provided.

1 メイン・マッハツェンダー型光導波路
2,3 MZ型光変調部
4,7 光位相調整部
5 変調信号駆動手段
6 受光検知手段(光・電気変換手段)
10 入力用導波路
11 分岐部
12,13 分岐導波路
14 合波部
15 出力用導波路
16 分岐手段
21,31,41,121,131,141,171 直流バイアス印加手段
22,32,42,142 正弦波の低周波信号発生手段
23,33,43,123,133,143,173 重畳手段
24,34,44,124,134,144,174 直流バイアス制御手段
25,35,45,125,145 特定周波数の電気信号を通過させるフィルター
122,132,142,172 三角波の低周波信号発生手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main Mach-Zehnder type | mold optical waveguide 2, 3 MZ type | mold optical modulation part 4, 7 Optical phase adjustment part 5 Modulation signal drive means 6 Light reception detection means (optical / electrical conversion means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Input waveguide 11 Branch part 12, 13 Branch waveguide 14 Combined part 15 Output waveguide 16 Branch means 21, 31, 41, 121, 131, 141, 171 DC bias application means 22, 32, 42, 142 Sine wave low frequency signal generating means 23, 33, 43, 123, 133, 143, 173 Superimposing means 24, 34, 44, 124, 134, 144, 174 DC bias control means 25, 35, 45, 125, 145 Filters 122, 132, 142, 172 for passing electrical signals of frequencies Triangular wave low frequency signal generating means

Claims (5)

マッハツェンダー(MZ)型光導波路を有するMZ型光変調部を2つ備え、メイン・マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路に各MZ型光変調部を組み込んだ光変調器において、
各MZ型光変調部にDCバイアスを印加するDCバイアス印加手段と、
各DCバイアスに低周波信号を重畳する低周波信号重畳手段と、
該光変調器からの出力光又は放射光の一部を受光検知する受光検知手段と、
該受光検知手段の出力に基づき該DCバイアス印加手段の各々を制御するバイアス制御手段とを備え、
各MZ型光変調部に印加されるDCバイアスに重畳する低周波信号は、同一周波数かつ位相差が90度となる三角波であることを特徴とする光変調器。
In an optical modulator comprising two MZ type optical modulators having Mach-Zehnder (MZ) type optical waveguides, and incorporating each MZ type optical modulator unit in each branch waveguide of the main Mach-Zehnder type optical waveguide,
DC bias applying means for applying a DC bias to each MZ type light modulator;
Low frequency signal superimposing means for superimposing a low frequency signal on each DC bias;
A light receiving detection means for receiving and detecting a part of output light or radiated light from the light modulator;
Bias control means for controlling each of the DC bias application means based on the output of the light receiving detection means,
An optical modulator characterized in that the low frequency signal superimposed on the DC bias applied to each MZ type optical modulator is a triangular wave having the same frequency and a phase difference of 90 degrees.
請求項1に記載の光変調器において、該バイアス制御手段は、該受光検知手段から出力される電気信号を、該三角波の規定周波数の偶数次数に対応するフィルタを透過させ、該透過した電気信号に基づき制御することを特徴とする光変調器。   2. The optical modulator according to claim 1, wherein the bias control unit transmits the electrical signal output from the light receiving detection unit through a filter corresponding to an even order of a specified frequency of the triangular wave, and transmits the transmitted electrical signal. The optical modulator is controlled based on the above. 請求項1又は2に記載の光変調器において、光位相調整部が該分岐導波路の一方に組み込まれており、該光位相調整部には正弦波を重畳したDCバイアスが印加されることを特徴とする光変調器。   3. The optical modulator according to claim 1, wherein an optical phase adjustment unit is incorporated in one of the branch waveguides, and a DC bias superimposed with a sine wave is applied to the optical phase adjustment unit. Characteristic light modulator. 請求項1又は2に記載の光変調器において、光位相調整部が該分岐導波路の各々に組み込まれており、各光位相調整部には、該MZ型光変調部に係る三角波と異なる周波数かつ位相差が90度となる三角波が重畳されたDCバイアスが印加されることを特徴とする光変調器。   3. The optical modulator according to claim 1, wherein an optical phase adjusting unit is incorporated in each of the branching waveguides, and each optical phase adjusting unit has a frequency different from that of the triangular wave related to the MZ type optical modulating unit. An optical modulator, wherein a DC bias on which a triangular wave having a phase difference of 90 degrees is superimposed is applied. 請求項1乃至4のいずれかに記載の光変調器において、該光変調器は、DQPSK変調を行う光送信器であり、各分岐導波路は、IアームとQアームの各々の機能を有することを特徴とする光変調器。   5. The optical modulator according to claim 1, wherein the optical modulator is an optical transmitter that performs DQPSK modulation, and each branch waveguide has a function of each of an I arm and a Q arm. An optical modulator characterized by.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102156499A (en) * 2011-04-06 2011-08-17 烽火通信科技股份有限公司 Method and device for bias control for optical phase delayer based on logarithm detection
JP2012128165A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Mitsubishi Electric Corp Optical transmitter, optical communication system and optical transmission method
JP2013239475A (en) * 2012-05-11 2013-11-28 Seiko Epson Corp Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus and quantum interference method
JP2018146736A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社豊田中央研究所 Optical 90-degree phase shifter, ssb modulator, and optical heterodyne quadrature detection laser radar
CN110912613A (en) * 2019-11-12 2020-03-24 深圳帕格精密系统有限公司 Bias voltage control method, controller and system based on multi-path electro-optical modulator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004318052A (en) * 2003-03-28 2004-11-11 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Method for bias control over optical modulator and device therefor
JP2007043638A (en) * 2005-05-23 2007-02-15 Fujitsu Ltd Optical transmitting apparatus, optical receiving apparatus, and optical communication system comprising them
JP2007133176A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Mitsubishi Electric Corp Light modulator and method of controlling bias therefor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004318052A (en) * 2003-03-28 2004-11-11 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Method for bias control over optical modulator and device therefor
JP2007043638A (en) * 2005-05-23 2007-02-15 Fujitsu Ltd Optical transmitting apparatus, optical receiving apparatus, and optical communication system comprising them
JP2007133176A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Mitsubishi Electric Corp Light modulator and method of controlling bias therefor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012128165A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Mitsubishi Electric Corp Optical transmitter, optical communication system and optical transmission method
CN102156499A (en) * 2011-04-06 2011-08-17 烽火通信科技股份有限公司 Method and device for bias control for optical phase delayer based on logarithm detection
CN102156499B (en) * 2011-04-06 2013-06-19 烽火通信科技股份有限公司 Method and device for bias control for optical phase delayer based on logarithm detection
JP2013239475A (en) * 2012-05-11 2013-11-28 Seiko Epson Corp Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus and quantum interference method
JP2018146736A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社豊田中央研究所 Optical 90-degree phase shifter, ssb modulator, and optical heterodyne quadrature detection laser radar
CN110912613A (en) * 2019-11-12 2020-03-24 深圳帕格精密系统有限公司 Bias voltage control method, controller and system based on multi-path electro-optical modulator

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