JP2017003729A - 光信号生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電界吸収型光変調器を用いて精度の高い多値光強度変調を行う。【解決手段】光源からの光信号の経路に直列に接続された複数のＥＡ変調器６を備え、当該ＥＡ変調器６が光源からの入力光信号の強度を変調信号に基づき変調して多値符号化された被変調光信号を生成する。各ＥＡ変調器６は、変調信号に応じて光吸収のオン状態とオフ状態とを切り替えられる。各ＥＡ変調器６におけるオフ状態に対するオン状態の消光比に関し、複数のＥＡ変調器６は互いに異なる値を有し、光源側から消光比が大きくなる順に並ぶ。【選択図】図１

Description

本発明は電界吸収型光変調器を用いて多値符号化された光信号を生成する光信号生成装置に関する。

光通信システムは伝送情報の大容量化、伝送距離の長距離化を要求され、当該要求に対応して、光送信モジュールは高速化と低チャープ化を要求される。光送信モジュールは送信情報を表す変調信号に基づいて変調された被変調光信号を生成する。その変調方式として、レーザダイオードにて光強度を直接変調する直接変調方式と、レーザダイオードの出力光を変調する外部変調方式とがあり、このうち外部変調方式はチャープ特性に優れている。

外部変調方式の光送信モジュールは、発光部と変調部とが集積された光半導体素子を用いて構成される場合がある。変調部に用いられる光変調器にはマッハツェンダー型光変調器（Mach-Zehnder Optical Modulator：ＭＺ変調器）や、電界吸収型光変調器（Electro-Absorption Optical Modulator：ＥＡ変調器）等がある。

ＭＺ変調器は入力光信号を２つの光路に分波し、当該２つの光路間での干渉を利用して光の強度を変化させるものであり、光路間での位相差を制御することで合波後の光強度を制御することができる。

ＥＡ変調器は多重量子井戸（Multiple Quantum Well：ＭＱＷ）を形成する半導体層（ＭＱＷ活性層）をｐ型及びｎ型の半導体層で挟んだ構造を有し、量子井戸に印加する電圧に応じてその光の吸収端波長が長波長側にシフトする現象（量子閉じ込めシュタルク効果）を利用して光を吸収消光させ、出力光の強度を制御する。

ＭＺ変調器は導波路を分岐、合流させる構造を有するので、半導体素子で形成する場合、素子サイズがＥＡ変調器と比較して大きくなり得る。また、導波路の形成に高い寸法精度が要求される。これに対して、ＥＡ変調器はＭＺ変調器より小型で構造が簡単であり製造コストを低減することが比較的容易である。

伝送情報の大容量化、伝送速度の高速化を図る技術として４値パルス振幅変調（Pulse-Amplitude Modulation：ＰＡＭ４）信号など、１つの符号で３値以上を表す多値符号化技術があり、光通信システムにおいても当該技術の利用が研究されている。例えば、下記特許文献１にはＭＺ変調器を用いて多値符号化を行う技術が示されている。

特表２０１０−５０７１３１号公報 特開２００１−２２１９８５号公報 特開２００５−３５２２１９号公報

ＥＡ変調器における消光比は、ＥＡ変調器の長さ（変調器長）及び駆動回路からＥＡ変調器への印加電圧に依存し、変調器長が長いほど、また印加電圧が高いほど消光比は大きくなる。ここで、消光比が同じであっても入力光の強度が大きいほどＥＡ変調器で吸収消光される光の絶対量は大きくなり、ＥＡ変調器が生じるフォトカレントも多くなる。そのため、ＥＡ変調器への入力光の強度に応じて駆動回路から見たＥＡ変調器の電気的特性が変化する。例えば、フォトカレントの増加に伴いＥＡ変調器のインピーダンスが変化し、ＥＡ変調器と駆動回路とがインピーダンス不整合となり得る。

ＥＡ変調器を用いて多値符号化を行う光信号生成装置として、複数のＥＡ変調器を直列に接続し、それらのオン状態／オフ状態の組み合わせによりトータルの消光量を多段階に変える装置が考えられる。当該装置において、上述の電気的特性の変化により、例えば、或る段のＥＡ変調器に対して駆動回路が一定の印加電圧を出力しても当該ＥＡ変調器における消光比は前段のＥＡ変調器から入力される光強度に応じて変化し得る。そのため、当該装置により生成されるマルチレベルの光信号の強度は等間隔にならず、多値符号としての品質が低くなるという問題があることを我々は見出した。

この問題を具体例を用いて説明する。表１はＰＡＭ４に対応したマルチレベル（ＬＶ＝３，２，１，０）の光出力の強度比を１０：７：４：１とした場合の最大出力に対する消光比、及び１つの上の強度レベルに対する消光比を示すテーブルである。

図１４は３つのＥＡ変調器を用いてＰＡＭ４信号を生成する光送信モジュールの例を示すブロック図である。光源Ｓ側から順に３つのＥＡ変調器ＥＡ０１〜ＥＡ０３が直列に接続される。また、ＥＡ変調器ＥＡ０１〜ＥＡ０３それぞれに対応して駆動回路ＤＲ０１〜ＤＲ０３が設けられる。駆動回路ＤＲ０１〜ＤＲ０３はＥＡ変調器に印加する電圧を切り替えてＥＡ０１〜ＥＡ０３の消光動作のオン／オフを制御する。表１に示す光強度のレベル間での消光比に対応してＥＡ０１の消光比を６．０ｄｂ、またＥＡ０２，ＥＡ０３の消光比をそれぞれ２．５ｄＢ，１．５ｄＢとすることで、出力光Ｓ_ＯＵＴに表１に示す強度比を得ることが期待できる。ここでは駆動回路ＤＲ０１〜ＤＲ０３の出力電圧は共通に設定し、ＥＡ変調器ＥＡ０１〜ＥＡ０３の変調器長の違いにより互いに異なる消光比を得る。

表２は図１４に示す光送信モジュールにてＰＡＭ４の各レベルＬＶを得る際のＥＡ０１〜ＥＡ０３のオン／オフ状態の組み合わせを示すテーブルである。例えば、Ｓ_ＯＵＴをＬＶ＝２とするには、３段目に配置されるＥＡ０３のみをオン状態とする。このときＥＡ０３に入力される光の相対強度Ｉは１０であり、ＥＡ０３は当該入力光を１．５ｄＢ消光させてＩ＝７の光を出力する。

Ｓ_ＯＵＴをＬＶ＝１とするには、さらに２段目に配置されるＥＡ０２をオン状態とする。このとき、ＥＡ０３にはＩ＝１０の光を２．４ｄＢ消光した光が入力され、その強度はＩ＝５．７程度となりＬＶ＝２の場合より小さくなり、それに伴いＥＡ０３で生じるフォトカレントも少なくなる。その結果、ＥＡ０３のインピーダンスが変化しＤＲ０３からＥＡ０３への実効的な印加電圧が低下し、ＥＡ０３の消光比は１．５ｄＢより小さくなる。よってＥＡ０２，ＥＡ０３での合計の消光比は４．０ｄＢからずれて、Ｓ_ＯＵＴの強度は目的とするＩ＝４からずれる。

またＥＡ０１〜ＥＡ０３の全てをオン状態としてＳ_ＯＵＴをＬＶ＝０とする場合、ＬＶ＝１の場合のＥＡ０３について上述したのと同様の現象によりＥＡ０２の消光比はインピーダンス整合状態にて得られる２．４ｄＢより低下する。さらに、ＥＡ０３への入力光はＬＶ＝１の場合より少なくなり、インピーダンスの不整合の度合いが大きくなるので、ＥＡ０３の消光比はさらに低下する。その結果、Ｓ_ＯＵＴの強度は目的とするＩ＝１からずれる。

この例にて、ＰＡＭ４のレベルに応じて駆動回路ＤＲ０１，ＤＲ０２及びＤＲ０３の出力電圧を調整することで、上述したＰＡＭ４のＳ_ＯＵＴのずれを補正することが考えられるが、駆動回路の構成やその制御が複雑になるという問題がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、電界吸収型光変調器を用いて光強度を変調し多値符号化された光信号を生成する光信号生成装置に関し、より簡単な構造でより精度の高い多値光強度変調を実現することを目的とする。

（１）本発明に係る光信号生成装置は、光信号の経路に直列に接続された複数の変調部を備え、当該変調部が光源からの入力光信号の強度を変調信号に基づき変調して多値符号化された被変調光信号を生成する装置であって、前記各変調部は、前記変調信号に応じて光吸収のオン状態とオフ状態とを切り替えられる電界吸収型光変調器を有し、前記各変調部における前記オフ状態に対する前記オン状態の消光比に関し、前記複数の変調部のうちの少なくとも２つは互いに異なる値を有し、前記互いに異なる消光比を有する変調部は、前記消光比が小さいものほど前記光源寄りにある。

（２）本発明の好適な態様の光信号生成装置では、前記複数の変調部は、前記消光比が小さいものほど変調器長が短い前記電界吸収型光変調器を有する。

（３）上記（１）又は（２）に記載する光信号生成装置の好適な態様の１つでは、任意の前記電界吸収型光変調器を前記オン状態とする際に、前記経路にて当該電界吸収型光変調器より前記光源寄りにある全ての前記電界吸収型光変調器も前記オン状態にされる。

（４）本発明の他の好適な態様は、上記（１）〜（３）に記載する光信号生成装置において、前記複数の変調部が全て互いに異なる前記消光比を有し、前記光源側から当該消光比が大きくなる順に並ぶ構成である装置である。

（５）上記（２）又は（４）に記載の光信号生成装置において、前記各変調部は前記電界吸収型光変調器に前記オフ状態及び前記オン状態それぞれに応じた駆動電圧を印加する駆動回路を有し、前記複数の変調部にて前記駆動電圧は共通である構成とすることができる。

（６）上記（１）〜（５）に記載の光信号生成装置は、さらに、前記変調信号から前記各変調部のオン／オフを制御する２値の制御信号を生成する制御部を有し、前記複数の変調部の個数は、レベル数がＮである前記多値符号化に対し（Ｎ−１）個であり、ｋを１≦ｋ≦Ｎ−１なる任意の自然数とし当該ｋの変化に対し昇順又は降順をなす値λ_ｋを、前記光源側からｋ番目の前記変調部である第ｋ変調部のオン／オフの切り替えのしきい値として予め定め、前記制御部は、前記変調信号を前記各変調部の前記しきい値と比較し、λ_α（αは１≦α≦Ｎ−２なる任意の自然数である。）から見て前記変調信号がλ_α＋１側の領域にある場合に前記第α変調部を前記オン状態とする前記制御信号を生成し、λ_β（βは２≦β≦Ｎ−１なる任意の自然数である。）から見て前記変調信号がλ_β−１側の領域にある場合に第β変調部を前記オフ状態とする前記制御信号を生成する構成とすることができる。

（７）上記（２）、（４）及び（５）に記載の光信号生成装置において、前記電界吸収型光変調器が形成された光半導体素子は、当該電界吸収型光変調器に駆動電圧を供給する配線を接続するための駆動用電極パッドを有し、前記複数の変調部それぞれにおける前記駆動用電極パッドは、前記変調器長が短いほど大きな面積を有する構成とすることができる。

（８）上記（１）〜（７）に記載の光信号生成装置において、前記複数の変調部それぞれの前記電界吸収型光変調器が前記光信号の経路に沿って配列された光半導体素子は、少なくともいずれか２つの互いに隣接配置された前記電界吸収型光変調器の間にいずれの前記電界吸収型光変調器とも電気的に接続されていない電極パッドを有し、前記隣接する電界吸収型光変調器の間に、前記電極パッドと直流電源とを接続するボンディングワイヤが配置される構成とすることができる。

（９）上記（１）〜（８）に記載の光信号生成装置において、前記電界吸収型光変調器が形成された光半導体素子は半絶縁性基板上に形成され、前記電界吸収型光変調器に駆動電圧を供給する配線を接続するための正極及び負極の駆動用電極パッドは共に、前記光半導体素子の前記半絶縁性基板とは反対側の主面に配置されている構成とすることができる。

（１０）上記（９）に記載の光信号生成装置は、前記光半導体素子を上に搭載されるチップキャリアを含み、前記光半導体素子は前記駆動用電極パッドが配置された前記主面を下に向けて前記チップキャリアに実装される構成とすることができる。

本発明によれば、電界吸収型光変調器を用いて、より簡単な構造でより精度の高い多値光強度変調を実現することができる光信号生成装置が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る変調器集積型半導体レーザ素子の模式的な平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る光デバイスの模式的な平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る光送信モジュールの模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る光デバイスの模式的な平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る光デバイスの模式的な平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る変調器集積型半導体レーザ素子の模式的な平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る変調器集積型半導体レーザ素子の図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った模式的な垂直断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る変調器集積型半導体レーザ素子の図６に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った模式的な垂直断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る変調器集積型半導体レーザ素子の図６に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った模式的な垂直断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る光送信モジュールの模式図である。 本発明の第５の実施形態に係る光デバイスの模式的な平面図である。 本発明の第６の実施形態に係る光デバイスのチップキャリアの模式的な平面図である。 本発明の第６の実施形態に係る光デバイスの模式的な平面図である。 ＥＡ変調器を用いてＰＡＭ４信号を生成する光送信モジュールの課題を説明するためのブロック図である。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る光信号生成装置は、半導体レーザの前方にＥＡ変調器をモノリシックに集積した変調器集積型半導体レーザ素子２である（図１）。当該素子は半導体レーザが出力する光信号の強度を変調信号に基づき変調して多値符号化された被変調光信号を生成する。本実施形態では光信号の経路に直列に接続された３つの変調部を備え、被変調光信号としてＰＡＭ４信号である出力光Ｓ_ＯＵＴを生成する。ここで３つの変調部を光源側から順に第１〜第３変調部とする。

各変調部は変調信号に応じて光吸収のオン状態とオフ状態とを切り替えられるＥＡ変調器を有し、本実施形態では各変調部のオフ状態に対するオン状態の消光比は互いに異なる値を有する。さらに、互いに異なる消光比を有する変調部は、消光比が小さいものほど光源寄り（図１では半導体レーザ寄り）にある。

ここでＥＡ変調器の消光比は、変調器長以外の構造（ＭＱＷ等）が同じである場合には、その変調器長が長いほど大きくなる。また、ＥＡ変調器に印加する電圧を大きくすることでも大きくすることができる。

本実施形態では上述した第１〜第３変調部の互いに異なる消光比はそれぞれのＥＡ変調器の変調器長を互いに異ならせることで実現している。図１は本素子２の模式的な平面図である。本素子２は分布帰還（Distributed Feed Back：ＤＦＢ）レーザ部４、各変調部を構成するＥＡ変調器６、及び導波路８を有する。ここで、３つのＥＡ変調器６をＤＦＢレーザ部４側から順に、ＥＡ１，ＥＡ２，ＥＡ３とする。つまり、第ｋ変調部（ｋ＝１，２，３）に対応してＥＡ変調器ＥＡｋが設けられる。ＥＡｋの変調器長をＬ_ｋで表すと、Ｌ_１＜Ｌ_２＜Ｌ_３である。

ＥＡ１〜ＥＡ３は本素子２外に設けられる変調器ドライバ（駆動回路）から供給される電圧により駆動される。本実施形態では、ＥＡ変調器ごとに設けられる変調器ドライバは共通の駆動条件でＥＡ変調器を駆動することを前提としている。つまり、ＥＡ１〜ＥＡ３がオン時に印加される電圧は共通であり、またオフ時に印加される電圧は共通である。具体的には、ＥＡ変調器に印加される変調信号の振幅とオフセット電圧（一般的には負の値）とが共通とされる。

よって、変調部の消光比の違いは基本的に変調器長Ｌ_ｋの差異により決まる。当該消光比又はＬ_ｋの差異は、後述するように、ＰＡＭ４信号のレベル差に基づいて設定される。

既に述べたようにＥＡ変調器はＭＱＷ活性層をｐ型及びｎ型の半導体層で挟んだ構造を有する。本実施形態ではＥＡ１〜ＥＡ３の当該ｎ型半導体層はｎ型インジウム・リン（ｎ−ＩｎＰ）基板からなり、その上にＭＱＷ活性層が形成され、さらにＭＱＷ活性層の上に前述のｐ型半導体層としてｐ型ＩｎＰ（ｐ−ＩｎＰ）領域が形成される。図１ではＥＡ１〜ＥＡ３それぞれのｐ−ＩｎＰ領域に電圧を印加するためのｐ電極部１０が示されている。ｐ電極部１０はｐ−ＩｎＰ領域にオーミック接触するコンタクト部１０ａと、パッド部１０ｂとを有する。図１においてＥＡ１〜ＥＡ３の変調器長の違いはコンタクト部１０ａの光経路方向の長さに現れている。なお、パッド部１０ｂは駆動電圧をＥＡ変調器６に供給するワイヤをボンディングするための駆動用電極パッドであり、例えば、図１ではパッド部１０ｂは略円形としている。

図２は変調器集積型半導体レーザ素子２をチップキャリア２２に搭載した光デバイス２０を示す模式的な平面図である。この光デバイス２０も本発明の光信号生成装置の一態様である。

変調器集積型半導体レーザ素子２の裏面には、ｎ−ＩｎＰ基板にオーミック接触した裏面電極が設けられる。素子２はチップキャリア２２の上面に形成された接地電極２４の上に配置され、素子２の裏面電極とチップキャリア２２の接地電極２４とが電気的に接続される。なお、接地電極２４はビアホール２６を介してチップキャリア２２の裏面側の電極に接続される。

また、接地電極２４の上にはバイパスコンデンサとしてチップコンデンサ２８も載置される。ＤＦＢレーザ部４は外部のレーザドライバ（図示せず）からワイヤ３０，３２及びｐ電極部３４を介してレーザダイオードに順方向直流電流Ｉ_ｂｉａｓを供給され、レーザ光を連続出力する。バイパスコンデンサは信号線（ワイヤ３０，３２）と接地電極２４との間にレーザダイオードと並列に接続され、Ｉ_ｂｉａｓに含まれ得る雑音成分を除去する。

各ＥＡ変調器６は外部の変調器ドライバ（図示せず）から、変調信号に応じた高周波で電圧が切り替わる駆動信号を供給される。チップキャリア２２の上には各ＥＡ変調器に対応して高周波線路３６が形成され、駆動信号はチップキャリア２２の外部の変調器ドライバからワイヤ３８を介して高周波線路３６に伝達され、さらにワイヤ４０を介してパッド部１０ｂに印加される。

チップキャリア２２上にはＥＡ変調器ＥＡ１〜ＥＡ３それぞれの終端抵抗として薄膜抵抗４２が形成される。薄膜抵抗４２の一方端は接地電極２４に接続され、他方端はワイヤ４４を介してパッド部１０ｂに接続される。

図３は図２に示す光デバイス２０を用いて構成される光送信モジュール５０の模式図である。この光送信モジュール５０も本発明の光信号生成装置の一態様である。光送信モジュール５０は光デバイス２０、レーザドライバ５２、変調制御部５４、変調器ドライバ５６を有する。

レーザドライバ５２はＩ_ｂｉａｓを生成し、ＤＦＢレーザ部４に供給する。

変調制御部５４は変調信号を入力され、当該変調信号から各変調部のオン／オフを制御する２値の制御信号を生成する。ここで、素子２の出力光Ｓ_ＯＵＴの多値符号化のレベル数をＮとする。本実施形態ではＮ＝４であり当該Ｎに対応して、（Ｎ−１）個の変調部、つまり上述したように第１〜第３変調部が設けられる。変調器集積型半導体レーザ素子２における変調部の構成要素は基本的にＥＡ変調器であったが、光送信モジュール５０においては変調器ドライバ５６が変調部の構成要素に加わる。すなわち、各変調部には変調器ドライバ５６が設けられ、変調制御部５４は各変調器ドライバ５６への制御信号を生成し、各変調部の変調器ドライバ５６は当該変調部に対応するＥＡ変調器を駆動する。第１〜第３変調部の変調器ドライバ５６をＤＲ１〜ＤＲ３と表すことにする。

例えば、変調信号がＰＡＭ信号やアナログ電圧信号である場合には、変調制御部５４は予め設定された（Ｎ−１）個のしきい値電圧を用いて、変調信号をＮレベルに区分し、その結果に基づいてＤＲｋ（ｋ＝１，２，３）への制御信号ＣＴｋを生成する。

変調信号とＳ_ＯＵＴのＰＡＭ信号レベルＬＶとの対応関係は、例えば、変調信号の電圧が高いほど、ＬＶが高くなるように定めることもできるし、逆に変調信号の電圧が低いほど、ＬＶが高くなるように定めることもできる。

本実施形態では複数の変調部の消光比は光源側のものから順に大きく設定される。言い換えれば、光源側に一番近くに配置されるＥＡ変調器の消光比が一番小さく、順に消光比が大きい変調器が配置されていき、光源から最も離れたＥＡ変調器が一番大きな消光比を持つように複数の変調器は並んでいる。そして、光源側から順次累積的に変調部をオン状態とする、つまり任意の変調部のＥＡ変調器６をオン状態とする際に、当該変調部より光源寄りにある全ての変調部のＥＡ変調器６もオン状態にする。これにより、或るＥＡ変調器が複数のＬＶでオン状態とされるものである場合に、当該ＥＡ変調器のオン状態でのフォトカレントをＬＶの値に依らず同等とすることができ、各ＥＡ変調器へ印加する電圧値を微調整することなく所望の消光比が得られ、各ＬＶ間での光強度差が等間隔となるＳ_ＯＵＴの生成が可能となっている。

光源側から順次累積的に変調部をオン状態とするために以下のように定められる。まず第ｋ変調部のオン／オフの切り替えるかどうかの基準となるしきい値をλ_ｋ（電圧）とする。変調信号の電圧が高いほどＬＶが高くなるように定める場合には、変調信号の電圧がλ_ｋを超えた場合に第ｋ変調部がオフになるとし、逆に変調信号の電圧がλ_ｋを下回った場合には第ｋ変調部はオンとなるように定める。ここで、変調信号の電圧が高いほどＬＶが高くなるように定める場合には、ｋの変化に対しλ_ｋは順次小さくなるように定められる。また、変調信号の振幅が小さい（又は電圧が低い）ほどＬＶが高くなるように定める場合には、ｋの変化に対しλ_ｋは順次大きくなるように定められる。

具体的には、変調制御部５４は、変調信号の電圧を各変調部のしきい値と比較し、λ_α（αは１≦α≦Ｎ−２なる任意の自然数である。）から見て変調信号の電圧がλ_α＋１側の領域にある場合に第α変調部をオン状態とする制御信号ＣＴαを生成し、λ_β（βは２≦β≦Ｎ−１なる任意の自然数である。）から見て変調信号の電圧がλ_β−１側の領域にある場合に第β変調部をオフ状態とする制御信号ＣＴβを生成する。

例えば、変調信号の電圧Ａが大きいほどＬＶを高く定める場合、しきい値はλ_１＞λ_２＞λ_３に設定され、第１変調部はしきい値λ_１を境としてλ_２側、つまりＡ＜λ_１ではオン状態に設定され、従ってＡ＞λ_１ではオフ状態に設定される。第２変調部はしきい値λ_２を境としてλ_３側、つまりＡ＜λ_２ではオン状態、またしきい値λ_２を境としてλ_１側、つまりＡ＞λ_２ではオフ状態に設定される。また、第３変調部はしきい値λ_３を境としてλ_２側、つまりＡ＞λ_３ではオフ状態に設定され、従ってＡ＜λ_３ではオン状態に設定される。なお、変調信号の電圧Ａがしきい値と一致する場合にオン状態とオフ状態とのいずれに定義するかは任意である。本実施形態では変調制御部５４は例えば、Ａ≧λ_１で第１〜第３変調部を全てオフ状態とし、λ_１＞Ａ≧λ_２では第１変調部のみをオン状態とし、λ_２＞Ａ≧λ_３では第１変調部及び第２変調部のみをオン状態とし、λ_３＞Ａでは第１〜第３変調部を全てオン状態とするように制御信号ＣＴ１〜ＣＴ３を生成する。

具体的には、表１に示した、１つの上の強度レベルに対する消光比に対応して、ＥＡ１の変調器長Ｌ_１は第１変調部での消光比が１．５ｄＢとなるように設定され、またＥＡ２の変調器長Ｌ_２、ＥＡ３の変調器長Ｌ_３はそれぞれ第２変調部、第３変調部での消光比が２．４ｄＢ，６．０ｄＢとなるように設定される。そして変調制御部５４は変調信号を区分した結果に基づいて定めたＬＶ値に対応して、表３に示すＥＡ１〜ＥＡ３のオン／オフ状態の組み合わせとなるように制御信号ＣＴ１〜ＣＴ３を生成する。

ＤＦＢレーザ部４から見て先頭に位置するＥＡ１に入力される光強度は、他のＥＡ変調器６の影響を受けないので、生成するＰＡＭ信号のレベルＬＶに依らず一定である。さらに本発明では第２変調部以降の任意のＥＡ変調器６をオン状態とする際にそれより前にあるＥＡ変調器６が全てオン状態である。つまり或るＥＡ変調器６に入力される光強度は、当該ＥＡ変調器６をオン状態にする全てのＬＶについて同じであり、その結果、オン状態にて当該ＥＡ変調器６で吸収消光される光の量は一定となりフォトカレントも一定となる。そのため、異なるＬＶに対して変調器ドライバ５６とＥＡ変調器６とのインピーダンスの整合状態は一定に保たれる。よって、上述した問題が生じず、出力光Ｓ_ＯＵＴのレベル間での強度差を精度良く等間隔にすることが容易であり、高品質のＰＡＭ光信号を生成することができる。

なお、例えば、上述のＥＡ１〜ＥＡ３の消光比１．５ｄＢ，２．４ｄＢ，６．０ｄＢはオフ状態を基準としたオン状態での消光比である。ここで、オフ状態はＥＡ変調器６への入力光を全く消光させない状態を必ずしも意味するものではなく、例えばオフ状態はＥＡ変調器６に電圧が印加される状態に定めることもできる。但し、出力光Ｓ_ＯＵＴのレベル間での強度差を精度良く等間隔にする観点からは、オフ状態での吸収消光はなるべく小さくすることが好適であり、例えば、印加電圧は０とするのが好適である。

上述の実施形態では、複数のＥＡ変調器６は共通の駆動条件で駆動することを前提とした。この場合、各変調器ドライバの設定値（電圧設定など）を共通とすることができ、同じ型の変調器ドライバを用いることが可能となる。これにより、各変調器ドライバ間の特性差を小さくすることができるので、変調器ドライバに起因する光波形への悪影響を抑えることができる。しかし、実際の製造においては変調器ドライバの個体差や変調器ドライバから変調器までの間の回路構成の微妙な違い（ワイヤの長さの違い等の電気長が異なる等）が発生する場合がある。そのため、最終的に必要な高品質な光波形を実現するために、各変調器ドライバの設定を個別に微調整しても構わない。さらに、上述の実施形態ではＥＡ変調器６の変調器長を異ならせることで複数の変調部における消光比を異ならせているが、例えば、複数ある変調器のうちいくつかの変調器長は共通として各ＥＡ変調器６に印加する電圧を異ならせることで消光比に違いを設けることも可能である。このように、本願発明は、変調器長と変調器ドライバの設定（印加する電圧）との両方を調整・制御することができ、設計の広がりを持たせることができるという効果も得られる。

また、ＥＡ変調器の変調器長を変えて複数の変調部の消光比を異ならせる際に、上述の実施形態では各変調部のＥＡ変調器は単一のｐ電極部１０を用いて一体に構成され、当該単一のｐ電極部１０の長さが変調器長であったが、各変調部のＥＡ変調器６は共通の駆動信号でオン／オフを制御される複数の別体のＥＡ変調器であってもよい。この場合、各変調部における複数のＥＡ変調器の変調器長の合計がＬ_ｋであり、これが光源側から見てＬ_１＜Ｌ_２＜Ｌ_３となるように配置する。

また、変調信号に応じてオン／オフを制御される複数のＥＡ変調器６に、さらに例えば、Ｓ_ＯＵＴのゲイン調整などを行うために、変調信号とは無関係に制御される追加のＥＡ変調器を直列に接続することができる。追加のＥＡ変調器は、上述したＥＡ変調器６についての変調器長が光源側から短い順に並ぶという条件や、光源側から順次累積的にオン状態とするという条件の対象外とすることができる。

上述の実施形態では、変調信号に応じてオン／オフを制御される複数の変調部は全て互いに異なる消光比を有し、光源側から当該消光比が大きくなる順に並ぶ構成を示した。ここで、例えば、上述の消光比が６ｄＢであるＥＡ３を備えた第３変調部を、それぞれ消光比が３ｄＢであるＥＡ３’，ＥＡ３”を備えた２つの変調部に置き換え、形式的にはそれら２つの変調部に対し別々の制御信号を生成するように変調制御部５４を構成し、実質的にはそれら２つの変調部を同時にオン／オフ制御して上述の実施形態の光送信モジュール５０と同様の機能を実現することが考えられる。つまり、本発明において、変調信号に応じてオン／オフを制御される複数の変調部のうちの少なくとも２つは互いに異なる消光比を有するが少なくとも２つは同じ消光比を有し、かつ互いに異なる消光比を有する変調部は消光比が小さいものほど光源寄りにある構成も可能である。

上述の実施形態では、任意のＥＡ変調器６をオン状態とする際にそれよりも光源寄りにある全てのＥＡ変調器６もオン状態にされる構成を示した。ここで、例えば、上述のＳ_ＯＵＴのＰＡＭ４の４レベルの下に光の相対強度Ｉが０．８であるレベル（説明の便宜のためＬＶ＝−１とする。）を設定し、上述の光送信モジュール５０の構成に、ＬＶ＝０の光強度と比較したＬＶ＝−１の光強度の消光比１ｄＢに対応するＥＡ変調器ＥＡ４を有する第４変調部を追加した構成が考えられる。この構成にて、ＥＡ４をＥＡ１より光源寄りに配置し、形式的には変調信号に応じて第４変調部に対し制御信号を生成するように変調制御部５４を構成し、実質的には第４変調部はオフ状態に保たれるようにして上述の実施形態の光送信モジュール５０と基本的に同様の機能を実現することができる。つまり、本発明において形式的には、任意のＥＡ変調器６をオン状態とする際にそれよりも光源寄りにあるいずれかのＥＡ変調器６がオン状態にされない構成とすることが可能である。

また、変調信号からＳ_ＯＵＴのＰＡＭ信号レベルに応じた制御信号を生成する変調制御部５４における変換処理は、上述した種類以外の変調信号についても可能である。例えば、変調信号は、位相偏移変調や周波数変移変調で多値符号化された信号であってもよい。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る光信号生成装置である光デバイス１００について、上記第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図４は光デバイス１００の模式的な平面図である。光デバイス１００のチップキャリア２２には上述した変調器集積型半導体レーザ素子２に代えて変調器集積型半導体レーザ素子１０２が搭載される。変調器集積型半導体レーザ素子１０２はその複数のＥＡ変調器６それぞれに設けられるパッド部１０ｂが互いに異なる大きさを有する点で、第１の実施形態の変調器集積型半導体レーザ素子２と相違する。具体的には、複数のＥＡ変調器６それぞれのパッド部１０ｂは、当該ＥＡ変調器６の変調器長が短いほど大きな面積を有する。

ＥＡ変調器６の静電容量を本体、つまりメサストライプ部分の容量と、パッド部１０ｂの容量とに分けると、本体部分の静電容量は変調器長が長いほど大きい。よって、ＥＡ１〜ＥＡ３のパッド部１０ｂの面積を共通とした場合、変調器長が長いほど、ＥＡ変調器６の総静電容量が大きくなる。この点、本実施形態ではパッド部１０ｂの面積を調整して、ＥＡ１〜ＥＡ３の静電容量を同一、又はそれらの差を小さくする。

既に述べたように、各ＥＡ変調器６は、変調信号に応じた高周波で電圧が切り替わる駆動信号を変調器ドライバから供給されて動作する。本実施形態ではパッド部１０ｂの面積によりＥＡ１〜ＥＡ３の静電容量差を補正することで、変調器ドライバから見た各ＥＡ変調器６の電気的特性が揃い、各ＥＡ変調器６の駆動条件の共通化が図れる。これにより例えば、ＥＡ１〜ＥＡ３に対し、共通の回路構成又は出力電圧を有した変調器ドライバ５６や、共通の抵抗値を有した終端抵抗（薄膜抵抗４２）を用いて、強度差が等間隔である出力光Ｓ_ＯＵＴを得ることが可能となり、高品質のＰＡＭ光信号の生成が容易となる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る光信号生成装置である光デバイス２００について、上記第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図５は光デバイス２００の模式的な平面図である。光デバイス２００のチップキャリア２２には上述した変調器集積型半導体レーザ素子２に代えて変調器集積型半導体レーザ素子２０２が搭載される。変調器集積型半導体レーザ素子２０２はその上面に接地電極２０４を有する。

接地電極２０４は、少なくともいずれか２つの互いに隣接配置されたＥＡ変調器６の間にいずれのＥＡ変調器６とも電気的に接続されていない部分（電極パッド２０４ａ）を有する。図５に示す例では、光の経路に対して一方側に各ＥＡ変調器６のパッド部１０ｂが配置され、ＥＡ１とＥＡ２とのパッド部１０ｂの間、及びＥＡ２とＥＡ３とのパッド部１０ｂの間にそれぞれ電極パッド２０４ａが配置される。接地電極２０４は光の経路の他方側にＥＡ１〜ＥＡ３に沿った部分２０４ｂを有し、当該部分２０４ｂから各電極パッド２０４ａが櫛歯状にＥＡ変調器６の間に延在されている。

隣接するＥＡ変調器６の間には、電極パッド２０４ａと直流電源とを接続するボンディングワイヤが設けられる。具体的には、当該ボンディングワイヤとして、隣り合う２つのＥＡ変調器６それぞれのワイヤ４０の間に配置されるワイヤ２０６と、隣り合う２つのＥＡ変調器６それぞれのワイヤ４４の間に配置されるワイヤ２０８とが設けられる。ワイヤ２０６，２０８は一方端を接地電極２４に接続され接地される。

複数のＥＡ変調器６を単一素子に集積した場合、ＥＡ変調器６間の距離が短くなり、ＥＡ変調器６間で信号入力ワイヤ間の相互誘導によりクロストークが起こる可能性がある。そこで、ワイヤ２０６，２０８を設けることにより、パッド部１０ｂと高周波線路３６とを接続するワイヤ４０及びパッド部１０ｂと薄膜抵抗４２とを接続するワイヤ４４によるＥＡ変調器６間の高周波信号のクロストークを抑制する。

チップキャリア２２の接地電極２４には例えば、並列配置された３つの高周波線路３６の間隙に延びた延伸部２１０が形成される。ワイヤ２０６は、ＥＡ１に対応した高周波線路３６とＥＡ２に対応した高周波線路３６との間の延伸部２１０と、ＥＡ１とＥＡ２との間の電極パッド２０４ａとに両端をボンディングされる。同様に、別のワイヤ２０６が、ＥＡ２及びＥＡ３の高周波線路３６の間の延伸部２１０と、ＥＡ２及びＥＡ３の間の電極パッド２０４ａとに両端をボンディングされる。

薄膜抵抗４２の両端のうちＥＡ変調器６に近い一方端に設けられたパッド部２１２にワイヤ４４が接続され、薄膜抵抗４２の他方端は接地電極２４に接続される。２つのワイヤ２０８それぞれの一方端は接地電極２４における薄膜抵抗４２の他方端が接続された部分にボンディングされ、他方端はＥＡ１及びＥＡ２の間の電極パッド２０４ａ及びＥＡ２及びＥＡ３の間の電極パッド２０４ａにそれぞれボンディングされる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る光信号生成装置について、上記第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図６は本実施形態に係る光信号生成装置である変調器集積型半導体レーザ素子３００の模式的な平面図である。図７は図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った模式的な垂直断面図であり、図８は図６に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った模式的な垂直断面図であり、図９は図６に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った模式的な垂直断面図である。

変調器集積型半導体レーザ素子３００は半絶縁性ＩｎＰ基板３０２上に形成され、ＥＡ変調器６及びＤＦＢレーザ部４に駆動電圧を供給する配線を接続するための正極及び負極の駆動用電極パッドは共に、素子３００の半絶縁性ＩｎＰ基板３０２とは反対側の主面に配置されている。すなわち、素子３００の上面には駆動用電極パッドとして既に述べたＥＡ変調器６のｐ電極部１０及びＤＦＢレーザ部４のｐ電極部３４に加え、ＥＡ変調器６のｎ電極部３０４及びＤＦＢレーザ部４のｎ電極部３０６が配置される。ここでｐ電極部１０，３４を正極とし、ｎ電極部３０４，３０６を負極とする。

図７にはメサストライプに沿った素子３００の垂直断面構造が示されている。ＤＦＢレーザ部４には、半絶縁性ＩｎＰ基板３０２の上にｎ−ＩｎＰ層３１０、ＭＱＷ活性層３１２、ｐ−ＩｎＰ層３１４、ｐ電極部３４が順に積層される。

また、ＥＡ変調器６の部分には、半絶縁性ＩｎＰ基板３０２の上にｎ−ＩｎＰ層３２０、ＭＱＷ活性層３２２、ｐ−ＩｎＰ層３２４、ｐ電極部１０が順に積層される。

導波路８の部分には、半絶縁性ＩｎＰ基板３０２の上に下側アンドープＩｎＰ層３３０、導波層３３２、上側アンドープＩｎＰ層３３４、絶縁膜３３６が順に積層される。

図８にはｎ電極部３０４，３０６を通りメサストライプに平行なＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った素子３００の垂直断面構造が示されている。ＤＦＢレーザ部４には、半絶縁性ＩｎＰ基板３０２の上に、メサストライプ部分と共通のｎ−ＩｎＰ層３１０、高抵抗ＩｎＰ層３３８、絶縁膜３３６が順に積層され、高抵抗ＩｎＰ層３３８、絶縁膜３３６に形成された開口部に露出するｎ−ＩｎＰ層３１０の上にｎ電極部３０６が積層される。

ＥＡ変調器６の部分には、半絶縁性ＩｎＰ基板３０２の上に、メサストライプ部分と共通のｎ−ＩｎＰ層３２０、高抵抗ＩｎＰ層３３８、絶縁膜３３６が順に積層され、高抵抗ＩｎＰ層３３８、絶縁膜３３６に形成された開口部に露出するｎ−ＩｎＰ層３２０の上にｎ電極部３０４が積層される。

導波路８の部分には、半絶縁性ＩｎＰ基板３０２の上に下側アンドープＩｎＰ層３３０、高抵抗ＩｎＰ層３３８、絶縁膜３３６が順に積層される。

図９はＥＡ変調器６の部分を通りメサストライプに交差するＩＸ−ＩＸ線に沿った垂直断面構造が示されている。メサストライプ上にてｐ電極部１０のコンタクト部１０ａがｐ−ＩｎＰ層３２４にコンタクトする。また、ｎ電極部３０４はメサストライプ部分と共通のｎ−ＩｎＰ層３２０にコンタクトする。ちなみに、ＤＦＢレーザ部４においても図９と同様の構造でｐ電極部３４、ｎ電極部３０６がそれぞれｐ−ＩｎＰ層３１４、ｎ−ＩｎＰ層３１０にコンタクトする。

本素子３００は半絶縁性基板上にＥＡ変調器６やＤＦＢレーザ部４を形成することにより駆動用電極パッドの静電容量を低減することができる。例えば、ｎ−ＩｎＰ基板を用いた素子では基板全体が負極となるのに対し、本素子３００では負極の面積を小さくでき容量低減を図れる。

図１０は変調器集積型半導体レーザ素子３００を用いて構成される光送信モジュール３５０の模式図である。光送信モジュール３５０も本発明に係る光信号生成装置の一態様である。光送信モジュール３５０は、光デバイス３４０、レーザドライバ３５２、変調制御部３５４、変調器ドライバ３５６を有する。光デバイス３４０は変調器集積型半導体レーザ素子３００、薄膜抵抗４２、チップコンデンサ２８などを有する。

第１の実施形態の変調器集積型半導体レーザ素子２においてＤＦＢレーザ部４及びＥＡ変調器６それぞれの負極はｎ−ＩｎＰ基板でつながっている。そのため、駆動信号は基本的に正極にのみ印加されるシングルエンド信号であった。これに対し、変調器集積型半導体レーザ素子３００は各ＥＡ変調器６、及びＤＦＢレーザ部４の負極を互いに分離して形成しているので、差動信号駆動とすることが可能である。光送信モジュール３５０は差動信号駆動である点で光送信モジュール５０とは異なる。

具体的には、レーザドライバ３５２、変調器ドライバ３５６が差動信号を出力する。また、光デバイス３４０には差動信号ごとに逆相信号の経路が別々に設けられる。例えば、光デバイス３４０のチップキャリア３４２の上面にレーザドライバ３５２の逆相信号に対応して電極３７０が形成され、当該電極３７０上にチップコンデンサ２８が搭載される。レーザドライバ３５２の正相端子はワイヤ３０、チップコンデンサ２８の電極及びワイヤ３２を介して素子３００のＤＦＢレーザ部４のｐ電極部３４に接続され、逆相端子はワイヤ３７２、電極３７０及びワイヤ３７４を介してＤＦＢレーザ部４のｎ電極部３０６に接続される。各変調器ドライバ３５６の正相端子はワイヤ３８、高周波線路３６及びワイヤ４０を介してＥＡ変調器６のｐ電極部１０に接続され、逆相端子はワイヤ３８０、高周波線路３８２及びワイヤ３８４を介してＥＡ変調器６のｎ電極部３０４に接続される。なお、薄膜抵抗４２からなる終端抵抗の一方端はワイヤ４４を介してｐ電極部１０に接続され、他方端はワイヤ３８６を介してｎ電極部３０４に接続される。

信号の伝送方式がシングルエンドか差動信号かの違いがある以外は、レーザドライバ３５２、変調制御部３５４及び変調器ドライバ３５６は基本的に第１の実施形態のレーザドライバ５２、変調制御部５４及び変調器ドライバ５６と同様に機能する。

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態に係る光信号生成装置について、上記各実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、上記実施形態との相違点を中心に説明する。

図１１は光デバイス４００の模式的な平面図である。光デバイス４００はチップキャリア３４２上に変調器集積型半導体レーザ素子４０２を搭載される。変調器集積型半導体レーザ素子４０２は第４の実施形態の変調器集積型半導体レーザ素子３００と同様、半絶縁性ＩｎＰ基板３０２上に形成され、ＥＡ変調器６のｐ電極部１０、ｎ電極部３０４、及びＤＦＢレーザ部４のｐ電極部３４、ｎ電極部３０６は半絶縁性ＩｎＰ基板３０２とは反対側の主面に配置されている。素子４０２が素子３００と異なる点は、各ＥＡ変調器６のｎ電極部３０４がメサストライプから見てｐ電極部１０と同じ側に配置されている点である。これにより、ｐ電極部１０とｎ電極部３０４とが共に高周波線路３６，３８２に近づくように素子４０２をチップキャリア３４２に配置することができ、駆動信号を入力するワイヤ４０，３８４のワイヤ長が短くなることにより駆動信号に対する帯域を改善できる。

なお、素子４０２を搭載した光デバイス３４０は第４の実施形態と同様の差動信号駆動の光送信モジュール３５０に組み込むことができる。

［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係る光信号生成装置について、上記各実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、上記実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態に係る光デバイス５００は上述の変調器集積型半導体レーザ素子４０２を搭載される。図１２は光デバイス５００のチップキャリア５０２の模式的な平面図である。素子４０２は、駆動用電極パッドが配置された主面を下に向けてチップキャリア５０２に実装される。チップキャリア５０２は当該実装に対応した電極等のレイアウトを有する。具体的には、電極５１０はＤＦＢレーザ部４のｐ電極部３４と向き合う位置に設けられる。電極５１２は図１０に示す第４の実施形態の光デバイス３４０における高周波線路３６、ワイヤ４０，４４に相当し、また電極５１４は光デバイス３４０における高周波線路３８２、ワイヤ３８４，３８６に相当し、チップキャリア５０２に載置された光デバイス３４０のＥＡ１〜ＥＡ３のｐ電極部１０、ｎ電極部３０４が電極５１２，５１４に対向し得るようにレイアウトされる。

図１３は本実施形態に係る光デバイス５００の模式的な平面図であり、チップキャリア５０２に素子４０２を搭載した状態を示している。ＥＡ１〜ＥＡ３のｐ電極部１０は電極５１２にコンタクトし、またｎ電極部３０４は電極５１４にコンタクトする。また、ＤＦＢレーザ部４のｐ電極部３４、ｎ電極部３０６はそれぞれ電極５１０，３７０にコンタクトする。これにより、第４の実施形態で用いたワイヤ４０，４４，３８４，３８６，３７４を省略することができ、実装が簡素化される。

例えば、素子４０２とチップキャリア５０２との電極の対向部での電気的接続は、リフロー方式でのはんだ付けなどで行われる。

なお、上述の各実施形態では多値符号化として４値のＰＡＭにおける構成例を示したが、３値以上の任意のレベル数のＰＡＭについて本発明を適用することができる。

また、上述の各実施形態では本発明の光信号生成装置に係る半導体素子として半導体レーザからなる光源と複数のＥＡ変調器とが一体に形成されたものを例示したが、本発明の光信号生成装置に係る半導体素子は光源を含まない素子であり、当該素子の外部の光源からの光信号を複数のＥＡ変調器で変調するものであってもよい。

２，１０２，２０２，３００，４０２ 変調器集積型半導体レーザ素子、４ ＤＦＢレーザ部、６ ＥＡ変調器、８ 導波路、１０，３４ ｐ電極部、２０，１００，２００，３４０，４００，５００ 光デバイス、２２，３４２，５０２ チップキャリア、２４，２０４ 接地電極、２６ ビアホール、２８ チップコンデンサ、３０，３２，３８，４０，４４，２０６，２０８，３７２，３７４，３８０，３８４，３８６ ワイヤ、３６，３８２ 高周波線路、４２ 薄膜抵抗、５０，３５０，３５０ 光送信モジュール、５２，３５２ レーザドライバ、５４，３５４ 変調制御部、５６，３５６ 変調器ドライバ、３０２ 半絶縁性ＩｎＰ基板、３０４，３０６ ｎ電極部、３１０，３２０ ｎ−ＩｎＰ層、３１２，３２２ ＭＱＷ活性層、３１４，３２４ ｐ−ＩｎＰ層、３３０ 下側アンドープＩｎＰ層、３３２ 導波層、３３４ 上側アンドープＩｎＰ層、３３６ 絶縁膜、３３８ 高抵抗ＩｎＰ層、３７０，５１０，５１２，５１４ 電極。

Claims (10)

1. 光信号の経路に直列に接続された複数の変調部を備え、当該変調部が光源からの入力光信号の強度を変調信号に基づき変調して多値符号化された被変調光信号を生成する光信号生成装置であって、
   前記各変調部は、前記変調信号に応じて光吸収のオン状態とオフ状態とを切り替えられる電界吸収型光変調器を有し、
   前記各変調部における前記オフ状態に対する前記オン状態の消光比に関し、前記複数の変調部のうちの少なくとも２つは互いに異なる値を有し、
   前記互いに異なる消光比を有する変調部は、前記消光比が小さいものほど前記光源寄りにあること、
   を特徴とする光信号生成装置。
2. 請求項１に記載の光信号生成装置において、
   前記複数の変調部は、前記消光比が小さいものほど変調器長が短い前記電界吸収型光変調器を有すること、を特徴とする光信号生成装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光信号生成装置において、
   任意の前記電界吸収型光変調器を前記オン状態とする際に、前記経路にて当該電界吸収型光変調器より前記光源寄りにある全ての前記電界吸収型光変調器も前記オン状態にされること、を特徴とする光信号生成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の光信号生成装置において、
   前記複数の変調部は全て互いに異なる前記消光比を有し、前記光源側から当該消光比が大きくなる順に並ぶこと、を特徴とする光信号生成装置。
5. 請求項２又は請求項４に記載の光信号生成装置において、
   前記各変調部は前記電界吸収型光変調器に前記オフ状態及び前記オン状態それぞれに応じた駆動電圧を印加する駆動回路を有し、
   前記複数の変調部にて前記駆動電圧は共通であること、
   を特徴とする光信号生成装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の光信号生成装置は、さらに、前記変調信号から前記各変調部のオン／オフを制御する２値の制御信号を生成する制御部を有し、
   前記複数の変調部の個数は、レベル数がＮである前記多値符号化に対し（Ｎ−１）個であり、
   ｋを１≦ｋ≦Ｎ−１なる任意の自然数とし当該ｋの変化に対し昇順又は降順をなす値λ_ｋを、前記光源側からｋ番目の前記変調部である第ｋ変調部のオン／オフの切り替えのしきい値として予め定め、
   前記制御部は、前記変調信号を前記各変調部の前記しきい値と比較し、λ_α（αは１≦α≦Ｎ−２なる任意の自然数である。）から見て前記変調信号がλ_α＋１側の領域にある場合に前記第α変調部を前記オン状態とする前記制御信号を生成し、λ_β（βは２≦β≦Ｎ−１なる任意の自然数である。）から見て前記変調信号がλ_β−１側の領域にある場合に第β変調部を前記オフ状態とする前記制御信号を生成すること、
   を特徴とする光信号生成装置。
7. 請求項２、請求項４及び請求項５のいずれか１つに記載の光信号生成装置において、
   前記電界吸収型光変調器が形成された光半導体素子は、当該電界吸収型光変調器に駆動電圧を供給する配線を接続するための駆動用電極パッドを有し、
   前記複数の変調部それぞれにおける前記駆動用電極パッドは、前記変調器長が短いほど大きな面積を有すること、
   を特徴とする光信号生成装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の光信号生成装置において、
   前記複数の変調部それぞれの前記電界吸収型光変調器が前記光信号の経路に沿って配列された光半導体素子は、少なくともいずれか２つの互いに隣接配置された前記電界吸収型光変調器の間にいずれの前記電界吸収型光変調器とも電気的に接続されていない電極パッドを有し、
   前記隣接する電界吸収型光変調器の間に、前記電極パッドと直流電源とを接続するボンディングワイヤが配置されること、
   を特徴とする光信号生成装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の光信号生成装置において、
   前記電界吸収型光変調器が形成された光半導体素子は半絶縁性基板上に形成され、
   前記電界吸収型光変調器に駆動電圧を供給する配線を接続するための正極及び負極の駆動用電極パッドは共に、前記光半導体素子の前記半絶縁性基板とは反対側の主面に配置されていること、
   を特徴とする光信号生成装置。
10. 請求項９に記載の光信号生成装置は、
    前記光半導体素子を上に搭載されるチップキャリアを含み、
    前記光半導体素子は前記駆動用電極パッドが配置された前記主面を下に向けて前記チップキャリアに実装されること、
    を特徴とする光信号生成装置。

Images