JP2014206652A - 光変調器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、本発明の第1の実施形態に係る光変調装置の構成を示す。本発明の第1の実施形態の光変調装置は、入力用光ポート11が光振幅変調部12に光学的に接続され、光振幅変調部12が光位相変調部13に光学的に接続され、光位相変調部13が出力用光ポート14に光学的に接続されている。また、電気信号発生部15は電気位相変調部16電気的に接続されており、電気位相変調部16の出力は光振幅変調部12に電気的に接続されている。
図4に、本発明の第2の実施形態に係る光変調器の構成を示す。第2の実施形態では、光振幅変調部12と光位相調整部13の順序が入れ替えられており、光位相調整部13の後に光振幅変調部12が設けられている構成となっている。このような構成でも第1の実施形態と同様に、BER特性良く、サブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。
図5に、本発明の第3の実施形態に係る光変調装置の構成を示す。第3の実施形態では、光振幅変調部12としてマッハツェンダ干渉計ではなく、EA変調素子を用いている。このような構成であっても、第1の実施形態と同様に、BER特性良く、サブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。
図6に、本発明の第4の実施形態に係る光変調器の構成を示す。第4の実施形態では、光位相調整部13として、所謂ネスト型マッハツェンダ干渉計を用いていること以外は第1の実施形態と同じである。光位相調整部13は、1×2光カプラ31と、1×2光カプラ31の2出力にそれぞれ光学的に接続された2つの1×2光カプラ32と、2つの1×2光カプラ32のそれぞれ2つの出力に光学的に接続された2つの2×1光カプラ33と、2つの2×1光カプラ33の出力に光学的に接続された2×1光カプラ34から構成されている。ここで、2つの1×2光カプラ32のそれぞれ2つの出力、計4つの出力のうち、いずれか一つの出力にπ/2あるいは‐π/2の光位相差がつくようにバイアス調整されており、また2つの2×1光カプラの出力のいずれか一つの出力にπ/2あるいは‐π/2の光位相差がつくようにバイアス調整されている。このような構成であっても、第1の実施形態と同様に、BER特性良く、サブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。
図7に、本発明の第5の実施形態に係る光変調器に用いる電気位相変調部16の乗算器であるギルバートセルミキサの構成を示す。このギルバートセルミキサは、電流を供給する電流供給ポート51と、信号が入力される第1の入力ポート52aと、第1の入力ポート52aと異なる信号が入力される第2の入力ポート52bとを備える。また、信号が出力される出力ポート53と、回路が接地される接地ポート54と、接地ポート54に接続される電流源55とを備える。
図9に、本発明の第6の実施形態に係る光変調器に用いる電気位相変調部16の乗算器であるギルバートセルミキサの構成を示す。このギルバートセルミキサは、第5の実施形態のギルバートセルミキサにおいて、第1の抵抗57a〜第4の抵抗57dの抵抗値をRuとし、第5の抵抗57e、第6の抵抗57fの抵抗値をRlとしたものである。
本発明の第7の実施形態の変形に係る光変調器に用いる電気位相変調部16の乗算器であるギルバートセルミキサは、第6の実施形態において、ベクトル合成型位相変調回路における制御信号が第2の入力ポートに入力され、ベクトル合成型位相変調回路における入力信号が90°位相器により直交位相に分配された信号が第1の入力ポートに入力される。また、RuはRtより大きいことを特徴としている。このような構成であっても、第6の実施形態と同様に、BER特性良く、サブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。
図16に、本発明の第8の実施形態に係る光変調器におけるギルバートセルミキサの構成を示す。このギルバートセルミキサは、第6の実施形態のギルバートセルミキサと同じ構成である。
本発明の第9の実施形態の変形に係る光変調器に用いる電気位相変調部16の乗算器であるギルバートセルミキサは、第8の実施形態において、ベクトル合成型位相変調回路における制御信号が第2の入力ポートに入力され、ベクトル合成型位相変調回路における入力信号が90°位相器により直交位相に分配された信号が第1の入力ポートに入力される。また、RlはRtより小さいことを特徴としている。このような構成であっても、第8の実施形態と同様に、BER特性良く、サブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。
図19に、本発明の第10の実施形態に係る光変調器に用いる電気位相変調部16の乗算器であるギルバートセルミキサの構成を示す。第10の実施形態におけるギルバートセルミキサは、第5〜第9の実施形態におけるギルバートセルミキサにおいて、第1のCbc補償トランジスタ58aと、第2のCbc補償トランジスタ58bとをさらに備えている。第1のCbc補償トランジスタ58aは、第2の入力ポート52bの正相にベースが接続され、第3の抵抗57c及び第4の抵抗57d及び第6のトランジスタ56fのコレクタにコレクタが接続されている。第2のCbc補償トランジスタ58bは、第2の入力ポート52bの逆相にベースが接続され、第1の抵抗57a及び第2の抵抗57b及び第5のトランジスタ56eのコレクタにコレクタが接続されている。
図20に、本発明の第11の実施形態に係る光変調器の構成を示す。第11の実施形態では、入力用光ポート11がマルチキャリア発生部61に光学的に接続され、マルチキャリア発生部61の複数の出力に光振幅変調部12a、12b、12c、12dがそれぞれ光学的に接続されている。光振幅変調部12a、12b、12c、12dのそれぞれの出力には、光位相調整部13a、13b、13c、13dが光学的に接続され、光位相調整部13a、13b、13c、13dの出力は、光MUX65に光学的に接続されている。光MUX65の出力は出力用光ポート14に光学的に接続されている。また、電気信号発生部15は電気位相シフタ16a、16b、16c、16dに電気的に接続されており、電気位相シフタ16a、16b、16c、16dの出力は光振幅変調部12a、12b、12c、12dと電気的に接続されている。
12 光振幅変調部
13 光位相変調部
14 出力用光ポート
15 電気信号発生部
16 電気位相変調部
21 入力用電気ポート
22 90°移相器
23 乗算器
24 制御信号入力端子
25 加算器
26 出力用電気ポート
31,32 1×2光カプラ
33,34 2×1光カプラ
51 電流供給ポート
52 入力ポート
53 出力ポート
54 接地ポート
55 電流源
56 トランジスタ
57 抵抗
58 Cbc補償トランジスタ
61 マルチキャリア発生部
62 光振幅変調部
63 電気信号発生部
64 光DEMUX
65 光MUX
101 マルチキャリア発生回路
102 光分岐部
103 光直交変調器
104 光合波部
105,106 遅延干渉計
Claims (6)
- 入力用光ポートと、
出力用光ポートと、
前記入力用光ポートと前記出力用光ポートに光学的に接続された、光学的に縦列接続された光振幅変調部及び光位相変調部と、
前記振幅変調部に電気的に接続されたベクトル合成型電気位相変調部であって、入力された電気信号を同相の信号および90°位相がシフトした信号に分岐する90°位相器、前記90°位相器で分岐された電気信号に制御信号を乗算する2個の乗算器、および前記2個の乗算器からの出力を加算する加算器からなるベクトル合成型電気位相変調部と、
前記電気位相変調部に電気的に接続された電気信号発生部と、
を備え、前記光振幅変調部は前記ベクトル合成型電気位相変調部において第1の電気信号で位相変調された電気周期変調信号により駆動され、前記光位相変調部は前記第1の電気信号と対をなす第2の電気信号によって駆動されることを特徴とする光変調器。 - 前記乗算器がギルバートセルミキサであって、第1の正相入力ポートがベースに接続され、エミッタに第1の抵抗が接続された第1のトランジスタと、第1の逆相入力ポートがベースに接続され、エミッタに第2の抵抗が接続された第2のトランジスタと、第2の正相入力ポートがベースに接続され、エミッタに第3および第4の抵抗が接続された第3および第4のトランジスタと、第2の逆相入力ポートがベースに接続され、エミッタに第5および第6の抵抗が接続された第5および第6のトランジスタとを有し、前記第1のトランジスタのコレクタに前記第3および第4の抵抗が接続され、前記第2のトランジスタのコレクタに前記第5および第6の抵抗が接続された、ギルバートセルミキサであることを特徴とする請求項1に記載の光変調器。
- 前記第1および第2の抵抗の抵抗値が、前記第1の正相入力ポートおよび前記第1の逆相入力ポートの差動入力電圧に対する出力電圧の実応答が線形仮定と比較して1dB小さくなる1dB利得圧縮点の電圧と前記第1の電気信号入力ポートに入力される差動信号の振幅が等しくなる抵抗値より大きいこと、および
前記第3乃至第6の抵抗の抵抗値が、前記第2の正相入力ポートおよび前記第2の逆相入力ポートの差動入力電圧に対する出力電圧の実応答が線形仮定と比較して1dB小さくなる1dB利得圧縮点の電圧と前記第2の電気信号入力ポートに入力される差動信号の振幅が等しくなる抵抗値より大きいこと
のいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の光変調器。 - 前記第3乃至第6の抵抗の抵抗値が、前記第2の正相入力ポートおよび前記第2の逆相入力ポートの差動入力電圧に対する出力電圧の実応答が線形仮定と比較して1dB小さくなる1dB利得圧縮点の電圧と前記第2の電気信号入力ポートに入力される差動信号の振幅が等しくなる抵抗値より小さいこと、および
前記第1および第2の抵抗の抵抗値が、前記第1の正相入力ポートおよび前記第1の逆相入力ポートの差動入力電圧に対する出力電圧の実応答が線形仮定と比較して1dB小さくなる1dB利得圧縮点の電圧と前記第1の電気信号入力ポートに入力される差動信号の振幅が等しくなる抵抗値より小さいこと
のいずれかであることを特徴とする請求項3に記載の光変調器。 - 前記乗算器が、前記第1の正相入力ポートがベースに接続され、前記第2のトランジスタのコレクタがコレクタに接続された第7のトランジスタと、前記第1の逆相入力ポートがベースに接続され、前記第1のトランジスタのコレクタがコレクタに接続された第8のトランジスタとをさらに有するギルバートセルミキサであることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の光変調器。
- 前記縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部をN組(N:2以上の整数)と、
前記入力用光ポートと、前記N組の縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部との間に、光学的に接続された1入力N出力のマルチキャリア発生部と、
前記N組の縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部と、前記出力用光ポートとの間に、光学的に接続されたN入力1出力の光MUXと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光変調器。
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