JP2016102870A - 光送信機、及び光変調器のバイアス制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一対のマッハツェンダ型変調器と、前記一対のマッハツェンダ型変調器の間に所定の位相差を与える位相シフト部とを含む光変調器と、
前記光変調器を駆動する一対の変調器ドライバと、
前記光変調器の半波長電圧と駆動振幅の割合を変化させる低周波信号を生成する低周波発生部と、
前記光変調器の出力の一部を検出する光検出部と、
前記低周波信号を用いて前記光検出部の出力に含まれる低周波成分を検出する検波部と、
前記検出される低周波成分が前記低周波信号と同相かつ最大となるように前記光変調器のバイアス電圧を制御するバイアス電圧制御部と、
を有する。
<狭帯域化変調または多値化変調への適用>
図15は、光送受信機1をナイキストQPSKまたは16QAMに適用したときの光送信機10Bの構成を示す。図7と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。図15では、ディジタル信号処理LSI(Large-Scale Integration circuit:大規模集積回路)11Bを用いてナイキストQPSK変調を行う。ディジタル信号処理LSI11Bは、送信用電気信号に対してナイキストフィルタリング処理(デジタル信号処理)を行う。ナイキストフィルタリング処理により、周波数スペクトルを狭帯域化して、周波数利用効率を高める。狭帯域化されたQPSK信号は、平均駆動振幅に対してピーク駆動振幅が大きくなるが、ピーク部分まで光変換して送出するためには、平均駆動振幅を1×Vπ近傍まで低減する(図1(B)参照)。実施形態の構成・手法を用いることで、駆動振幅が1×Vπの場合でも変調器出力からf0成分を検波することができるので、図12または図13のフローチャートに従ってバイアス電圧の制御が可能になる。
<半導体光変調器への適用>
図18は、半導体光変調器を用いる場合の基板バイアスと位相の関係を示す。半導体光変調器の場合、温度変化や経時変化による駆動信号に対する光出力特性のずれを補正するためのバイアス制御の他に、「基板バイアス」の制御が存在する。基板バイアスの電圧値が大きくなると位相回転の傾きが上昇する。これは、光変調器の半波長電圧Vπが小さくなることに対応する。基板バイアスの最適点は、位相をπだけ変化させるのに必要な電圧Vπの中心点である。
10、10A、10B、10C、10D 光送信機
11、11A、11B 信号処理回路
12 光源(送信用光源)
15 光変調器
15d 半導体光変調器
15I 第1の変調器(Iアーム)
15Q 第2の変調器(Qアーム)
16、16A、16C、16D 制御部
21 受信フロントエンド
22 局発光用光源
153 位相シフト部
155 光検出部
161 低周波発生部
162 バイアス電圧制御部
163 同期検波部
164 ピーク検出部
165 振幅制御部
167 基板バイアス電圧制御部
Claims (9)
- 一対のマッハツェンダ型変調器と、前記一対のマッハツェンダ型変調器の間に所定の位相差を与える位相シフト部とを含む光変調器と、
前記光変調器を駆動する一対の変調器ドライバと、
前記光変調器の半波長電圧と駆動振幅の割合を変化させる低周波信号を生成する低周波発生部と、
前記光変調器の出力の一部を検出する光検出部と、
前記低周波信号を用いて前記光検出部の出力に含まれる低周波成分を検出する検波部と、
前記検出される低周波成分が前記低周波信号と同相かつ最大となるように前記光変調器のバイアス電圧を制御するバイアス電圧制御部と、
を有することを特徴とする光送信機。 - 前記一対のマッハツェンダ型変調器はLiNbO3変調器であり、
前記低周波信号は前記一対の変調器ドライバによって生成される駆動信号に重畳され、
前記光変調器は、前記駆動信号の振幅方向の両端部が前記低周波信号の周波数で振幅中心に対して対称に変化する駆動波形で駆動されることを特徴とする請求項1に記載の光送信機。 - 前記一対のマッハツェンダ型変調器は半導体光変調器であり、
前記低周波信号は前記半導体光変調器に印加される基板バイアスに重畳され、前記基板バイアスを振幅変調することで、前記半波長電圧に対する前記駆動振幅の割合を振幅中心に対して対称に変化させることを特徴とする請求項1に記載の光送信機。 - 前記バイアス電圧制御部は、前記同期検波部で検出される前記低周波成分の絶対値が閾値よりも小さいときは、前回の制御と同じ方向に固定量だけ前記バイアス電圧を変化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光送信機。
- 前記変調器ドライバの出力信号のピークを検出するピーク検出部と、
前記ピーク検出部の検出結果に基づいて、前記変調器ドライバが生成する駆動信号の振幅を前記半波長電圧の2倍よりも小さくなるように制御する振幅制御部と、
をさらに有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光送信機。 - 前記変調器ドライバの出力信号のピークを検出するピーク検出部と、
前記ピーク検出部の検出結果に基づいて、前記低周波成分の検出感度が一定になるように、前記駆動信号に重畳される前記低周波信号の大きさを制御する振幅制御部と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光送信機。 - 前記一対の変調器ドライバに供給される電気信号を生成する信号処理回路、
をさらに有し、前記電気信号はナイキストフィルタリング処理された信号またはディジタル信号処理により多値化された信号であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光送信機。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光送信機と、
外部からの光信号を受信して処理する受信フロントエンドと
を有することを特徴とする光送受信機。 - 一対のマッハツェンダ型変調器を有する光変調器を駆動する際に、前記光変調器の半波長電圧と駆動振幅の割合を変化させる低周波信号を前記光変調器に供給し、
前記低周波信号を用いて前記光変調器の出力に含まれる低周波成分を検波し、
前記低周波成分が前記低周波信号と同相かつ最大となるように前記光変調器の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。
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