JP2658387B2 - 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 - Google Patents
光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/20—Intrinsic phase difference, i.e. optical bias, of an optical modulator; Methods for the pre-set thereof
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信システムに於ける光送信部での光変
調器の構造および、駆動方法に関するものである。
調器の構造および、駆動方法に関するものである。
（従来の技術） 近年、大容量の情報を伝送するための光通信システム
として、伝送速度がギガビットレンジの光通信装置が開
発されている。このような大容量の光通信システムに用
いる光通信部としては、変調時にも、スペクトル拡がり
が小さく、光ファイバの分散の影響を受けずに長距離伝
送が可能となる。リチウムナイオベート（LiNbO3）を用
いたマッハツェンダ型の光変調器が有望である。（例え
ば、清野らによる“モード結合型Ｙ分岐を用いたLiNbO3
強度変調器モジュール”昭和62年電子情報通信学会半導
体材料部門全国大会360） このような変調器では、帯域7GHz、挿入損失1.9dBと
良好な変調特性を実現し、実際に伝送速度4Gb/sの高速
変調を行い、100km以上の光ファイバ伝送実験にも適用
されている。
として、伝送速度がギガビットレンジの光通信装置が開
発されている。このような大容量の光通信システムに用
いる光通信部としては、変調時にも、スペクトル拡がり
が小さく、光ファイバの分散の影響を受けずに長距離伝
送が可能となる。リチウムナイオベート（LiNbO3）を用
いたマッハツェンダ型の光変調器が有望である。（例え
ば、清野らによる“モード結合型Ｙ分岐を用いたLiNbO3
強度変調器モジュール”昭和62年電子情報通信学会半導
体材料部門全国大会360） このような変調器では、帯域7GHz、挿入損失1.9dBと
良好な変調特性を実現し、実際に伝送速度4Gb/sの高速
変調を行い、100km以上の光ファイバ伝送実験にも適用
されている。
（発明が解決しようとする課題） 上述のようにLiNbO3を用いたマッハツェンダ形光変調
器は、高速動作、狭スペクトル特性、定損失等の利点を
有するが、実際のシステム適用に際しては、スイッチン
グ電圧が高いと云う欠点がある。例えば、マッハツェン
ダ形変調器ではスイッチング電圧5.3Vが必要となるが4G
b/sの伝送速度で5V以上の電圧振幅を得る駆動回路を実
現するのは困難である。
器は、高速動作、狭スペクトル特性、定損失等の利点を
有するが、実際のシステム適用に際しては、スイッチン
グ電圧が高いと云う欠点がある。例えば、マッハツェン
ダ形変調器ではスイッチング電圧5.3Vが必要となるが4G
b/sの伝送速度で5V以上の電圧振幅を得る駆動回路を実
現するのは困難である。
また、変調器で使用する消費パワーも大きくなり、光
送信部の温度上昇が生じる等の問題も生じる。
送信部の温度上昇が生じる等の問題も生じる。
本発明の目的は、高速で動作し、しかもスイッチング
電圧の低い光変調器の駆動方法および駆動装置を提供す
ることにある。
電圧の低い光変調器の駆動方法および駆動装置を提供す
ることにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の光変調器は、光導波路伝搬光を２分岐し、得
られた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第
２の電極に電圧を印加して、位相変調を施した後合波す
るマッハツェンダ形光変調器において、該マッハツェン
ダ形光変調器の、光合波部間に各分岐光間の光の位相差
を、ＮΠ＋Π/2（Ｎは正の整数）とする手段を設けたこ
とを特徴とする。
られた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第
２の電極に電圧を印加して、位相変調を施した後合波す
るマッハツェンダ形光変調器において、該マッハツェン
ダ形光変調器の、光合波部間に各分岐光間の光の位相差
を、ＮΠ＋Π/2（Ｎは正の整数）とする手段を設けたこ
とを特徴とする。
ここで、ＮΠ＋Π/2の位相差を設ける手段としては、 （１）光合分波部間２本の光導波路の長さを変える または （２）光合分波部間２本の光導波路の一部の屈折率を変
化させるあるいは光導波路の回りのクラッド層の一部の
屈折率を変化させる または （３）光合分波部間２本の光導波路の一部の幅もしくは
深さを変える または （４）光合分波部間２本の光導波路の一部分に第３の電
極を設け、電圧を印加する 等の手段がある。
化させるあるいは光導波路の回りのクラッド層の一部の
屈折率を変化させる または （３）光合分波部間２本の光導波路の一部の幅もしくは
深さを変える または （４）光合分波部間２本の光導波路の一部分に第３の電
極を設け、電圧を印加する 等の手段がある。
また本発明の光変調器の駆動方法は、前記光変調器の
第１の電極には信号光のマーク・スペースに対応した第
１のデータ電圧を、第２の電極には、前記データ電圧の
否定出力を印加することを特徴とする。
第１の電極には信号光のマーク・スペースに対応した第
１のデータ電圧を、第２の電極には、前記データ電圧の
否定出力を印加することを特徴とする。
また、本発明の光変調器駆動装置は、光導波路伝搬光
を２分岐し、得られた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々
設けた第１、第２の電極に電圧を印加して、位相変調を
施した後合波するマッハツェンダ形変調器と、該マッハ
ツェンダ形変調器の２つの電極に変調電圧を印加するた
めの駆動回路とを含み、前記駆動回路は、エミッタを共
通端子とした２個のバイポーラトランジスタと、前記エ
ミッタに、接続したバイポーラトランジスタを用いた定
電流源とで構成される差動型電圧駆動回路もしくは、ソ
ースを共通端子とした２個の電界効果トランジスタ（FE
T）と前記ソースに接続したFETを用いた定電流源とで構
成される差動型電圧駆動回路であり、マッハツェンダ変
調器の２つの電極に印加する電圧振幅値が等しく極性の
異なる変調電圧は、前記２個のバイポーラトランジスタ
のそれぞれのコレクタ、もしくは、前記２個のFETのそ
れぞれのドレインから取り出し、これらの変調電圧の振
幅値は前記バイポーラトランジスタを用いた定電流源の
ベースもしくは、FETを用いた定電流源のゲートの電圧
を調整する事を特徴とする。
を２分岐し、得られた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々
設けた第１、第２の電極に電圧を印加して、位相変調を
施した後合波するマッハツェンダ形変調器と、該マッハ
ツェンダ形変調器の２つの電極に変調電圧を印加するた
めの駆動回路とを含み、前記駆動回路は、エミッタを共
通端子とした２個のバイポーラトランジスタと、前記エ
ミッタに、接続したバイポーラトランジスタを用いた定
電流源とで構成される差動型電圧駆動回路もしくは、ソ
ースを共通端子とした２個の電界効果トランジスタ（FE
T）と前記ソースに接続したFETを用いた定電流源とで構
成される差動型電圧駆動回路であり、マッハツェンダ変
調器の２つの電極に印加する電圧振幅値が等しく極性の
異なる変調電圧は、前記２個のバイポーラトランジスタ
のそれぞれのコレクタ、もしくは、前記２個のFETのそ
れぞれのドレインから取り出し、これらの変調電圧の振
幅値は前記バイポーラトランジスタを用いた定電流源の
ベースもしくは、FETを用いた定電流源のゲートの電圧
を調整する事を特徴とする。
（作用） 以下に第６図と第７図を用いて、本発明の作用を説明
する。第６図は、マッハツェンダ形光変調器の構造図、
第７図は変調器に印加する電圧および光の位相の関係を
示す図である。
する。第６図は、マッハツェンダ形光変調器の構造図、
第７図は変調器に印加する電圧および光の位相の関係を
示す図である。
第６図の変調器は第１、第２の光導波路１、２及び第
１、第２の光合分岐部11、12、及び第１、第２の電極
３、４で構成されている。一般にこのようなマッハツェ
ンダ形光変調器では２本の光導波路１、２を伝播する光
の位相差をＯおよびΠとして、光の位相のたし合わせ、
及び打ち消し合いを行い光のON、OFFの変調を行なって
いる。この動作を実現するには、例えば、第２の電極４
を接地させて第１の電極３に光の位相がＯからΠまで変
化するための電圧ＶΠを印加すればよい。この場合、第
１の電極３に印加する信号波形を第７図（ａ）に、第１
の光導波路の第１の出射部５と、第２の光導波路の第２
の出射部６の光の位相の様子を第７図（ｂ）、（ｃ）に
示す。ここで電圧を印加しない場合の光の位相状態は点
線で示してある出射端10からの光の出力がOFFとなる場
合には、第７図（ｂ）と（ｃ）の光の位相は逆相とな
り、出射端10からの光の出力がONとなる場合には第７図
（ｂ）と（ｃ）の光の位相は同相となっている。
１、第２の光合分岐部11、12、及び第１、第２の電極
３、４で構成されている。一般にこのようなマッハツェ
ンダ形光変調器では２本の光導波路１、２を伝播する光
の位相差をＯおよびΠとして、光の位相のたし合わせ、
及び打ち消し合いを行い光のON、OFFの変調を行なって
いる。この動作を実現するには、例えば、第２の電極４
を接地させて第１の電極３に光の位相がＯからΠまで変
化するための電圧ＶΠを印加すればよい。この場合、第
１の電極３に印加する信号波形を第７図（ａ）に、第１
の光導波路の第１の出射部５と、第２の光導波路の第２
の出射部６の光の位相の様子を第７図（ｂ）、（ｃ）に
示す。ここで電圧を印加しない場合の光の位相状態は点
線で示してある出射端10からの光の出力がOFFとなる場
合には、第７図（ｂ）と（ｃ）の光の位相は逆相とな
り、出射端10からの光の出力がONとなる場合には第７図
（ｂ）と（ｃ）の光の位相は同相となっている。
一方、電圧の印加の方法としては、上述の方法以外の
ものも考えられる。例えば、電極７、８を接地電極とし
て、第１の電極３と電極７の間に、光の位相が０からΠ
/2まで変化する電圧ＶΠ/2を加え（第７図（ｄ））、第
２の電極４と電極８との間に光の位相が０から−Π/2ま
で変化する電圧−ＶΠ/2（第７図（ｅ））を加える方法
も考えられる。この時の光の位相変化を第７図（ｆ）、
（ｇ）に示す。この場合には、第１、第２の電極３、４
に加える電圧の振幅値は、第７図（ａ）に比べ半分とな
る。
ものも考えられる。例えば、電極７、８を接地電極とし
て、第１の電極３と電極７の間に、光の位相が０からΠ
/2まで変化する電圧ＶΠ/2を加え（第７図（ｄ））、第
２の電極４と電極８との間に光の位相が０から−Π/2ま
で変化する電圧−ＶΠ/2（第７図（ｅ））を加える方法
も考えられる。この時の光の位相変化を第７図（ｆ）、
（ｇ）に示す。この場合には、第１、第２の電極３、４
に加える電圧の振幅値は、第７図（ａ）に比べ半分とな
る。
しかし、第７図（ｄ）、（ｅ）は電圧が＋、−の正負
の値を取るため、駆動回路に、特殊な回路と＋、−の両
電源系を用いなければならないと云う問題が生じる。本
発明はこのような問題を解決するために、例えば、第２
の光導波路２の光の位相をあらかじめ、Π/2ずらしてや
るものである。第７図（ｊ）（ｋ）に光導波路の出射部
５、６の光の位相の様子を示す。ここでは光導波路の出
射部６の光の位相をΠ/2遅らせている。
の値を取るため、駆動回路に、特殊な回路と＋、−の両
電源系を用いなければならないと云う問題が生じる。本
発明はこのような問題を解決するために、例えば、第２
の光導波路２の光の位相をあらかじめ、Π/2ずらしてや
るものである。第７図（ｊ）（ｋ）に光導波路の出射部
５、６の光の位相の様子を示す。ここでは光導波路の出
射部６の光の位相をΠ/2遅らせている。
この場合、出射端10からの光の出力がON、OFFするた
めには、電極３と電極間に加える第１の電圧（第７図
（ｈ））と電極４と電極８間に加える第２の電圧（第７
図（ｉ））は、電圧振幅値が０からＶΠ/2とともに等し
く第２の電圧は第１の電圧（DATA）の否定信号である▲
▼となる変調電圧を加えればよいこととなる。
めには、電極３と電極間に加える第１の電圧（第７図
（ｈ））と電極４と電極８間に加える第２の電圧（第７
図（ｉ））は、電圧振幅値が０からＶΠ/2とともに等し
く第２の電圧は第１の電圧（DATA）の否定信号である▲
▼となる変調電圧を加えればよいこととなる。
尚、このような電圧波形を出力する駆動回路は単一電
源系で構成することができる。
源系で構成することができる。
（実施例） 以下、実施例を示して本発明を詳しく説明する。第１
図に本発明の実施例である光変調器の構成図を示す。
図に本発明の実施例である光変調器の構成図を示す。
本実施例では２本の光導波路間にΠ/2の光の位相差を
持たせるために、光合分岐部24、25間の光導波路１、２
の長さを幾何学的に変えて、光合分岐部25の位置で光の
位相がΠ/2異なる様にしてある（第１図（ａ））。
持たせるために、光合分岐部24、25間の光導波路１、２
の長さを幾何学的に変えて、光合分岐部25の位置で光の
位相がΠ/2異なる様にしてある（第１図（ａ））。
また、第１図（ｂ）には本変調器の断面図を示すが、
本実施例では基板13にリチウムナイトベート（LiNbO3）
の基板を用い、光導波路１、２はチタン（Ti）拡散によ
り形成した。また電極３、４、７、８と基板13の間には
バッファ層として、SiO2膜15を用いた。
本実施例では基板13にリチウムナイトベート（LiNbO3）
の基板を用い、光導波路１、２はチタン（Ti）拡散によ
り形成した。また電極３、４、７、８と基板13の間には
バッファ層として、SiO2膜15を用いた。
以上の構成のマッハツェンダ形光変調器では、変調器
の第２の光合分岐部25での光の位相状態は、第７図
（ｊ）、（ｋ）に示すようになるため、電極３、４に第
７図（ｈ）、（ｉ）で示すような振幅か０からＶΠ/2の
電圧を加えれば、光の強度変調が実現できる。
の第２の光合分岐部25での光の位相状態は、第７図
（ｊ）、（ｋ）に示すようになるため、電極３、４に第
７図（ｈ）、（ｉ）で示すような振幅か０からＶΠ/2の
電圧を加えれば、光の強度変調が実現できる。
実際にこの光変調器を動作させ、スイッチング特性を
測定した。まず、スイッチング電圧の低減の効果を確認
するため、電極3,7間のみに変調電圧を加える単相駆動
でスイッチング電圧を測定した。その結果、ON、OFFの
スイッチングを行う電圧値は5.5Vであった。一方電極3,
7間に第１の電圧（DATA）、電極4,8間の第２の電圧（▲
▼）を加えた両相駆動時には、スイッチングに
必要な電圧は0Vから2.3Vと単相駆動時の約1/2と小さく
できた。
測定した。まず、スイッチング電圧の低減の効果を確認
するため、電極3,7間のみに変調電圧を加える単相駆動
でスイッチング電圧を測定した。その結果、ON、OFFの
スイッチングを行う電圧値は5.5Vであった。一方電極3,
7間に第１の電圧（DATA）、電極4,8間の第２の電圧（▲
▼）を加えた両相駆動時には、スイッチングに
必要な電圧は0Vから2.3Vと単相駆動時の約1/2と小さく
できた。
またこの変調器を進行波形動作させ、小信号周波数特
性を測定したところ、3dB downのカットオフ周波数は11
GHzと広帯域であり、伝送速度9.6Gb/sの光変調に際して
も、駆動電圧は0V〜2.3Vの両相駆動方式で、消光比15dB
以下、パルス立ち上り、10psの良好な光変調波形を得る
ことができた。
性を測定したところ、3dB downのカットオフ周波数は11
GHzと広帯域であり、伝送速度9.6Gb/sの光変調に際して
も、駆動電圧は0V〜2.3Vの両相駆動方式で、消光比15dB
以下、パルス立ち上り、10psの良好な光変調波形を得る
ことができた。
以上の実施例では、光の位相差がΠ/2となる様に光導
波路１、２の長さを決定したが、光導波路１、２の長さ
はこの例に限らず、光の位相差が３Π/2、５Π/2、…と
なる様に光導波路１、２の長さを調整してもよい。
波路１、２の長さを決定したが、光導波路１、２の長さ
はこの例に限らず、光の位相差が３Π/2、５Π/2、…と
なる様に光導波路１、２の長さを調整してもよい。
本発明の他の実施例である光変調器の構成を第２図に
示す。
示す。
本実施例では２本の光導波路間にΠ/2の光の位相差を
もたせるために、光導波路１、２のバッファ層14の屈折
率を一部分変化させる構成をとっている。
もたせるために、光導波路１、２のバッファ層14の屈折
率を一部分変化させる構成をとっている。
第２図では、光の位相調整のために、光導波路１、２
の一部に、バッファ層の比誘電率がSiO2膜と異なる位相
シフト領域14を設け、それぞれの位相シフト領域14の長
さを調整してΠ/2の光の位相差を実現している。ここで
は、位相シフト領域14のバッファ層には比誘電率がSiO2
のεｒ＝1.47よりも大きなεｒ＝2.0α酸化ニオブの膜
を用い、光の位相をシフトさせて、２本光導波路間にΠ
/2の位相差をつけた。
の一部に、バッファ層の比誘電率がSiO2膜と異なる位相
シフト領域14を設け、それぞれの位相シフト領域14の長
さを調整してΠ/2の光の位相差を実現している。ここで
は、位相シフト領域14のバッファ層には比誘電率がSiO2
のεｒ＝1.47よりも大きなεｒ＝2.0α酸化ニオブの膜
を用い、光の位相をシフトさせて、２本光導波路間にΠ
/2の位相差をつけた。
本変調器のスイッチング特性の測定を行なった結果、
単相駆動の場合のスイッチング電圧は、6V、一方、両相
駆動の場合スイッチング電圧は3.1Vであり、スイッチン
グ電圧を約半分にできた。
単相駆動の場合のスイッチング電圧は、6V、一方、両相
駆動の場合スイッチング電圧は3.1Vであり、スイッチン
グ電圧を約半分にできた。
また、本変調器に加える電圧を０から3.2Vの差動での
両相駆動方式として、伝送速度9.6Gb/sの変調を行なっ
た場合、消光比、12dBで、良好な応答速度の光変調波形
を得ることができた。
両相駆動方式として、伝送速度9.6Gb/sの変調を行なっ
た場合、消光比、12dBで、良好な応答速度の光変調波形
を得ることができた。
さらに、本発明に於ける位相シフト領域14の構成は、
上述の方法に限らずバッファ層に、比誘電率εｒ＝2.0
の酸化アエン膜を用いる方法や、光導波路部分のチタン
（Ti）の拡散濃度を一部変化させて、光導波路１、２の
屈折率を変える事により、位相シフト領域を構成する方
法を用いてもよい。
上述の方法に限らずバッファ層に、比誘電率εｒ＝2.0
の酸化アエン膜を用いる方法や、光導波路部分のチタン
（Ti）の拡散濃度を一部変化させて、光導波路１、２の
屈折率を変える事により、位相シフト領域を構成する方
法を用いてもよい。
本発明の他の実施例である光変調器の構成を第３図に
示す。
示す。
本実施例では、２本の光導波路間にΠ/2の光の位相差
をもたせるために、第１と第２の光導波路１、２の断面
形状を変化させている。
をもたせるために、第１と第２の光導波路１、２の断面
形状を変化させている。
この場合には、断面形状が異なるので、ひかり導波路
１、２の光の位相定数が変化する。ここでは、第２の光
導波路２のチタン拡散の幅を広くし、第２の光導波路２
の位相定数を大きくして、Π/2の光の位相差を実現して
いる。
１、２の光の位相定数が変化する。ここでは、第２の光
導波路２のチタン拡散の幅を広くし、第２の光導波路２
の位相定数を大きくして、Π/2の光の位相差を実現して
いる。
本変調器に於いても、両相駆動を行うことによりスイ
ッチング電圧は単相駆動の場合の約1/2に低減できた。
ッチング電圧は単相駆動の場合の約1/2に低減できた。
本発明の他の実施例である光変調器の構成を第４図に
示す。
示す。
本実施例では、２本の光導波路間にΠ/2の光の位相差
をもたせるために、外部からの電圧の印加により、位相
の調整が可能な、位相シフト領域14を用いている。第４
図の位相シフト領域14は、光導波路１、２上に電極16、
17が形成された構成であり、DC電位の印加により動作さ
せる。
をもたせるために、外部からの電圧の印加により、位相
の調整が可能な、位相シフト領域14を用いている。第４
図の位相シフト領域14は、光導波路１、２上に電極16、
17が形成された構成であり、DC電位の印加により動作さ
せる。
本変調器の動作を行なうには、例えば電極16に−Π/4
の光の位相変化を与える−ＶΠ/4を、電極17には＋Π/4
の光の位相変化を与える＋ＶΠ/4を印加して２つの光導
波路間の光の位相差をΠ/2とすれば良い。この変調器の
Πの位相変化を与えるＶΠは3.6Vであったため、電極16
には−0.9V、電極17には＋0.9V、電極３、及び電極４に
はＶΠ/2の電圧振幅の0V〜1.8Vの逆相の電圧を両相駆動
で入力する事により、消光比20dBの良好な特性が定電圧
駆動で実現できた。
の光の位相変化を与える−ＶΠ/4を、電極17には＋Π/4
の光の位相変化を与える＋ＶΠ/4を印加して２つの光導
波路間の光の位相差をΠ/2とすれば良い。この変調器の
Πの位相変化を与えるＶΠは3.6Vであったため、電極16
には−0.9V、電極17には＋0.9V、電極３、及び電極４に
はＶΠ/2の電圧振幅の0V〜1.8Vの逆相の電圧を両相駆動
で入力する事により、消光比20dBの良好な特性が定電圧
駆動で実現できた。
尚、本発明では、光変調器の位相シフト領域14の電極
16、17には任意の電圧が印加できるため、位相の微妙な
調整が可能となり、殆んど消光比劣化の無い光変調を行
うことができた。
16、17には任意の電圧が印加できるため、位相の微妙な
調整が可能となり、殆んど消光比劣化の無い光変調を行
うことができた。
また、本実施例に於いては、位相シフト領域14を２個
設けたが、位相シフト領域14は１個。もしくは２個以上
設けても良い。
設けたが、位相シフト領域14は１個。もしくは２個以上
設けても良い。
また、以上の光変調器の実施例では、リチウムナイオ
ベート基板を用いたマッハツェンダ形変調器を示した
が、用いる材料はリチウムナイオベートに限らず、半導
体材料を用いてマッハツェンダ形変調器を構成してもよ
い。
ベート基板を用いたマッハツェンダ形変調器を示した
が、用いる材料はリチウムナイオベートに限らず、半導
体材料を用いてマッハツェンダ形変調器を構成してもよ
い。
本発明の光変調器駆動装置の実施例である駆動回路の
構成を第５図に示す。
構成を第５図に示す。
本駆動回路は、バイポーラトランジスタQ1、Q2のエミ
ッタを共通端子とし、Q1、Q2のエミッタには、バイポー
ラトランジスタQ3を用いた定電流源を接続した差動型電
圧駆動回路である。
ッタを共通端子とし、Q1、Q2のエミッタには、バイポー
ラトランジスタQ3を用いた定電流源を接続した差動型電
圧駆動回路である。
バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、伝送線
路22、23を介して、マッハツェンダ形変調器の電極３、
４の一端に接続され、電極３、４の他端には、終端抵抗
ZLを接続して光変調器を進行波形動作させている。また
本変調器の出力は本変調器の出力は分岐比10:1の方向性
結合器18によりモニタでき、そのモニタ出力は光検出器
19で観測される。
路22、23を介して、マッハツェンダ形変調器の電極３、
４の一端に接続され、電極３、４の他端には、終端抵抗
ZLを接続して光変調器を進行波形動作させている。また
本変調器の出力は本変調器の出力は分岐比10:1の方向性
結合器18によりモニタでき、そのモニタ出力は光検出器
19で観測される。
この光検出器19の出力はアンプ20、及び比較回路21を
回路21を介して、駆動回路のバイポーラトランジスタQ3
のベースに入力される。このループの回路により、光変
調器に入力される。電圧振幅値が調整され、光変調器か
らの光出力パワーを一定に制御することができる。
回路21を介して、駆動回路のバイポーラトランジスタQ3
のベースに入力される。このループの回路により、光変
調器に入力される。電圧振幅値が調整され、光変調器か
らの光出力パワーを一定に制御することができる。
実際に光変調機器には、光導波路１、２の長さを調整
して、光の位相差をΠ/2としたマッハツェンダ変調器を
用い、さらに本実施例の駆動回路を用いて、伝送速度よ
る9.6Gb/sでの光変調を行なった。本駆動回路からは振
幅が0V〜2.3Vの両相出力が安定に供給され、光変調器の
出力は良好な消光比でパルス立ち上り10psの高速な光変
調波形となった。
して、光の位相差をΠ/2としたマッハツェンダ変調器を
用い、さらに本実施例の駆動回路を用いて、伝送速度よ
る9.6Gb/sでの光変調を行なった。本駆動回路からは振
幅が0V〜2.3Vの両相出力が安定に供給され、光変調器の
出力は良好な消光比でパルス立ち上り10psの高速な光変
調波形となった。
また、本駆動回路は、光出力を安定するためのバイポ
ーラトランジスタQ3を用いた定電流源を供えているた
め、温度変動等の外乱に対しても安定な光出力を得るこ
とができた。
ーラトランジスタQ3を用いた定電流源を供えているた
め、温度変動等の外乱に対しても安定な光出力を得るこ
とができた。
以上の実施例は、バイポーラトランジスタを用いたの
であるが、トランジスタの種類はこれに限らず、電界効
果トランジスタ（FET）等を用いてもよい。
であるが、トランジスタの種類はこれに限らず、電界効
果トランジスタ（FET）等を用いてもよい。
（発明の効果） 以上、説明した様に、本発明によれば、マッハツェン
ダ形光変調器の駆動電圧を半分に低減できる。
ダ形光変調器の駆動電圧を半分に低減できる。
また、マッハツェンダ形光変調器に入力する変調電圧
は振幅値が等しく、極性が逆の変調電圧となるため、簡
単な構成の駆動回路を用いることができる。
は振幅値が等しく、極性が逆の変調電圧となるため、簡
単な構成の駆動回路を用いることができる。
第１図は本発明の実施例である光変調器の構成図、第２
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第３
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第４
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第５
図は本発明の他の実施例である光変調器の駆動回路の構
成図、第６図は本発明を説明するためのマッハツェンダ
形光変調器の構造図、第７図は本発明の作用を説明する
ための図である。 図中、1,2……光導波路、3,4,7,8,16,17……電極、5,6
……光導波路の出射部、９……入力端、10……出力端、
11,12……光合分岐部、13……基板、14……位相シフト
領域、15……SiO2膜、18……方向性結合器、19……光検
出器、20……アンプ、21……比較回路、22,23……伝送
線路、24,25……光合分岐部である。
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第３
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第４
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第５
図は本発明の他の実施例である光変調器の駆動回路の構
成図、第６図は本発明を説明するためのマッハツェンダ
形光変調器の構造図、第７図は本発明の作用を説明する
ための図である。 図中、1,2……光導波路、3,4,7,8,16,17……電極、5,6
……光導波路の出射部、９……入力端、10……出力端、
11,12……光合分岐部、13……基板、14……位相シフト
領域、15……SiO2膜、18……方向性結合器、19……光検
出器、20……アンプ、21……比較回路、22,23……伝送
線路、24,25……光合分岐部である。
Claims (7)
- 【請求項１】光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分
岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に
電圧を印加して、位相変調を施した後号合波するマッハ
ツェンダ形光変調器において、該マッハツェンダ形光変
調器の、光合分波部間に各分岐光間の光の位相差をＮΠ
＋Π/2（Ｎは０または正の整数）とする手段を設けたこ
とを特徴とする光変調器。 - 【請求項２】光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分
岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に
電圧を印加して、位相変調を施した後合波するマッハツ
ェンダ形光変調器において、前記分岐部と前記合波部の
間の２本の光導波路の長さを、各々の伝搬光の位相差が
ＮΠ＋Π/2（Ｎは０または正の整数）となるように設定
したことを特徴とする光変調器。 - 【請求項３】光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分
岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に
電圧を印加して、位相変調を施した後合波するマッハツ
ェンダ形光変調器において、前記分岐部と前記合波部の
間の２本の光導波路の一部に屈折率を変化させた領域
を、あるいは前記光導波路の回りのクラッド層の一部の
屈折率を変化させた領域を形成して、この光導波路の伝
搬光の光の位相差をＮΠ＋Π/2（Ｎは０または正の整
数）としたことを特徴とする光変調器。 - 【請求項４】光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分
岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に
電圧を印加して、位相変調を施した後合波するマッハツ
ェンダ形光変調器において、前記光分岐部と前記光合波
部の間の２本の光導波路の一部の幅もしくは深さを変え
て、この光導波路の伝搬光の光の位相差をＮΠ＋Π/2
（Ｎは０または正の整数）としたことを特徴とする光変
調器。 - 【請求項５】光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分
岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に
電圧を印加して、位相変調を施した後合波するマッハツ
ェンダ形光変調器において、前記光分岐部と前記光合波
部の間の２本の光導波路の少なくとも一部分に第３の電
極を設け、この第３の電極に電圧を印加して、光導波路
の伝搬光の光の位相差をＮΠ＋Π/2（Ｎは０または正の
整数）としたことを特徴とする光変調器。 - 【請求項６】請求項１、２、３、４、または５記載の光
変調器の駆動方法において、前記第１の電極には信号光
のマーク・スペースに対応した第１のデータ電圧を、第
２の電極には、前記データ電圧の否定出力を印加するこ
とを特徴とする光変調器の駆動方法。 - 【請求項７】光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分
岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に
電圧を印加して、位相変調を施した後合波するマッハツ
ェンダ形光変調器と、該マッハツェンダ形光変調器の２
つの電極に変調電圧を印加するための駆動回路とを含
み、前記駆動回路は、エミッタを共通端子とした２個の
バイポーラトランジスタと、前記エミッタに、接続した
バイポーラトランジスタを用いた定電流源とで構成され
る差動型電圧駆動回路もしくは、ソースを共通端子とし
た２個の電界効果トランジスタ（FET）と前記ソースに
接続したFETを用いた定電流源とで構成される差動型電
圧駆動回路であり、マッハツェンダ形光変調器の第１、
第２の電極に印加する変調電圧は、前記２個のバイポー
ラトランジスタのそれぞれのコレクタ、もしくは、前記
２個のFETのそれぞれのドレインから取り出し、これら
の変調電圧の振幅値は前記バイポーラトランジスタを用
いた定電流源のベースもしくは、FETを用いた定電流源
のゲートの電圧を調整する事を特徴とする光変調器駆動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11150189A JP2658387B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11150189A JP2658387B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291518A JPH02291518A (ja) | 1990-12-03 |
| JP2658387B2 true JP2658387B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14562899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11150189A Expired - Lifetime JP2658387B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658387B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104122680A (zh) * | 2013-04-29 | 2014-10-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电光调制器 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9101835A (nl) * | 1991-11-01 | 1993-06-01 | Nederland Ptt | Geintegreerde optische component. |
| CA2083219C (en) * | 1991-11-19 | 1999-01-05 | Hiroshi Nishimoto | Optical transmitter having optical modulator |
| JP3223562B2 (ja) * | 1992-04-07 | 2001-10-29 | 株式会社日立製作所 | 光送信装置、光伝送装置および光変調器 |
| JP3132894B2 (ja) * | 1992-04-24 | 2001-02-05 | 工業技術院長 | 距離測定装置 |
| CN1042368C (zh) * | 1993-07-07 | 1999-03-03 | 株式会社东金 | 光调制装置 |
| JP2792482B2 (ja) * | 1995-09-28 | 1998-09-03 | 日本電気株式会社 | 半導体マッハツェンダ変調器 |
| JP3820009B2 (ja) * | 1997-09-26 | 2006-09-13 | 富士通株式会社 | 光変調器および光変調方法 |
| DE60132056T2 (de) | 2000-03-15 | 2008-12-18 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optischer wellenleitermodulator mit ausgangslichtmonitor |
| JP2005077987A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP11150189A patent/JP2658387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104122680A (zh) * | 2013-04-29 | 2014-10-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电光调制器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02291518A (ja) | 1990-12-03 |
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