JP2757816B2 - 光強度変調器の特性測定方法及び制御方法 - Google Patents
光強度変調器の特性測定方法及び制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光強度変調器の特性測定
方法及び制御方法に係り、特に光ファイバ通信等で用い
られるマッハツェンダ型光強度変調器の特性を測定する
方法及びマッハツェンダ型光強度変調器による光強度変
調の際に生じる位相変調分を制御する制御方法に関す
る。
方法及び制御方法に係り、特に光ファイバ通信等で用い
られるマッハツェンダ型光強度変調器の特性を測定する
方法及びマッハツェンダ型光強度変調器による光強度変
調の際に生じる位相変調分を制御する制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高速光ファイバディジタル通
信システムの送信器において光の強度を変調するため
に、マッハツェンダ型光強度変調器が用いられる。この
マッハツェンダ型光強度変調器は、一端から入射した光
を導入し、途中でその入射光を２つに分岐した後再度一
つに合波して他端から出射する導波路が電気光学結晶基
板上に形成されるとともに、分岐した２つの導波路のそ
れぞれに対して信号電極を設けた構成であり、これらの
２つの信号電極に信号電圧を印加することで、導波路の
他端から光強度が変調された光信号を得る。
信システムの送信器において光の強度を変調するため
に、マッハツェンダ型光強度変調器が用いられる。この
マッハツェンダ型光強度変調器は、一端から入射した光
を導入し、途中でその入射光を２つに分岐した後再度一
つに合波して他端から出射する導波路が電気光学結晶基
板上に形成されるとともに、分岐した２つの導波路のそ
れぞれに対して信号電極を設けた構成であり、これらの
２つの信号電極に信号電圧を印加することで、導波路の
他端から光強度が変調された光信号を得る。
【０００３】かかるマッハツェンダ型光強度変調器で
は、上記の２つの導波路に印加する電圧の振幅比によっ
ては、光の強度だけでなく位相も変調される。これをチ
ャーピングと呼ぶ。チャーピングの大きさは、次式に示
すαパラメータで表される。
は、上記の２つの導波路に印加する電圧の振幅比によっ
ては、光の強度だけでなく位相も変調される。これをチ
ャーピングと呼ぶ。チャーピングの大きさは、次式に示
すαパラメータで表される。
【０００４】
【数１】 ただし、上式中、ｄＩは光の強度変化量、ｄφは光の位
相変化量、ｒは２つの導波路（アーム）に印加する信号
電界の比を示す。αの大きさは、ｒによって自由に設定
することが可能である。
相変化量、ｒは２つの導波路（アーム）に印加する信号
電界の比を示す。αの大きさは、ｒによって自由に設定
することが可能である。
【０００５】光ファイバ伝送システムにおいて、送出光
に伝送路分散に応じた適当なチャーピングが生じている
と、光パルスが圧縮されて長距離にわたりパルス形状が
崩れなくなる。この結果、長距離にわたるデータ伝送が
可能になる。特に、１．３μｍ帯零分散ファイバ（ノー
マルファイバ）を用いて波長１．５μｍ帯信号光の長距
離伝送を行う場合などに、チャーピングは有効である。
これを生かして、マッハツェンダ型光強度変調器を用い
た長距離伝送システムの設計が進められており、正確な
αパラメータの把握が重要な課題となっている。
に伝送路分散に応じた適当なチャーピングが生じている
と、光パルスが圧縮されて長距離にわたりパルス形状が
崩れなくなる。この結果、長距離にわたるデータ伝送が
可能になる。特に、１．３μｍ帯零分散ファイバ（ノー
マルファイバ）を用いて波長１．５μｍ帯信号光の長距
離伝送を行う場合などに、チャーピングは有効である。
これを生かして、マッハツェンダ型光強度変調器を用い
た長距離伝送システムの設計が進められており、正確な
αパラメータの把握が重要な課題となっている。
【０００６】ところで、光強度変調器内での電界分布は
極めて複雑で、２つの電極への印加電圧の比がそのまま
２つの導波路への印加電界比ｒにはならない。このた
め、計算から正確なαパラメータを得ることは難しい。
従って、測定によってαパラメータを正確に把握するこ
とが重要になる。
極めて複雑で、２つの電極への印加電圧の比がそのまま
２つの導波路への印加電界比ｒにはならない。このた
め、計算から正確なαパラメータを得ることは難しい。
従って、測定によってαパラメータを正確に把握するこ
とが重要になる。
【０００７】αパラメータを測定するための従来の方法
としては、例えばジャーナル・オブ・ライトウェイブ・
テクノロジー第１１巻第１２号１９３７頁（Journal of
Lightwave Technology,Vol.11,No.12,pp.1937）に記載
されている方法がある。この従来の測定方法について図
１３と共に説明する。
としては、例えばジャーナル・オブ・ライトウェイブ・
テクノロジー第１１巻第１２号１９３７頁（Journal of
Lightwave Technology,Vol.11,No.12,pp.1937）に記載
されている方法がある。この従来の測定方法について図
１３と共に説明する。
【０００８】同図において、被測定マッハツェンダ型光
強度変調器（ＩＭ）５は、ネットワークアナライザ１０
６からの周波数スイープ信号で光源１から入力される光
の強度を変調して出力する。この光強度変調器５から出
射された被変調光（信号光）は、分散のある光ファイバ
１０７を通した後、光検出器８で光電変換される。この
光検出器８の出力検出信号はネットワークアナライザ１
０６に供給されて各周波数での応答が観測される。
強度変調器（ＩＭ）５は、ネットワークアナライザ１０
６からの周波数スイープ信号で光源１から入力される光
の強度を変調して出力する。この光強度変調器５から出
射された被変調光（信号光）は、分散のある光ファイバ
１０７を通した後、光検出器８で光電変換される。この
光検出器８の出力検出信号はネットワークアナライザ１
０６に供給されて各周波数での応答が観測される。
【０００９】ネットワークアナライザ１０６には、図１
３に示すように周期的に強度が零となる周波数ｆｕが複
数観測され、測定で得られるｕ（ｕは低周波数から数え
たときの順番で自然数）及びこのｕのときの強度が零で
ある周波数ｆｕと、光ファイバ１０７の長さＬ、全分散
量Ｄ、光源波長λとαの間には、次の関係が成り立つ。
３に示すように周期的に強度が零となる周波数ｆｕが複
数観測され、測定で得られるｕ（ｕは低周波数から数え
たときの順番で自然数）及びこのｕのときの強度が零で
ある周波数ｆｕと、光ファイバ１０７の長さＬ、全分散
量Ｄ、光源波長λとαの間には、次の関係が成り立つ。
【００１０】
【数２】 ただし、上式中、ｃは光速を示す、測定で得られたｕに
対するｆｕの値をプロットした直線の傾きからＤが求め
られ、またｕ＝０の外挿点からαが求められる。
対するｆｕの値をプロットした直線の傾きからＤが求め
られ、またｕ＝０の外挿点からαが求められる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の測定方法では、測定精度を高めるために多数の周波数
ｆuを観測するには、ネットワークアナライザ１０６と
光検出器８にそれぞれ広帯域の周波数特性を持たせる必
要がある。また、波長分散のある伝送路が必要であり、
その伝送路の損失が高い場合は更に光アンプ等が必要で
ある。このようにこの従来の測定方法では、ネットワー
クアナライザ１０６及び光変調器８にそれぞれ広帯域周
波数特性の高価なものが必要で、しかも波長分散のある
伝送路や光アンプが必要であるため、測定装置全体が非
常に高価で大掛かりであるという問題がある。
の測定方法では、測定精度を高めるために多数の周波数
ｆuを観測するには、ネットワークアナライザ１０６と
光検出器８にそれぞれ広帯域の周波数特性を持たせる必
要がある。また、波長分散のある伝送路が必要であり、
その伝送路の損失が高い場合は更に光アンプ等が必要で
ある。このようにこの従来の測定方法では、ネットワー
クアナライザ１０６及び光変調器８にそれぞれ広帯域周
波数特性の高価なものが必要で、しかも波長分散のある
伝送路や光アンプが必要であるため、測定装置全体が非
常に高価で大掛かりであるという問題がある。
【００１２】また、この従来の測定方法においてαパラ
メータを求めるために用いる前記（２）式では、伝送さ
れる光の位相が波長分散だけによって変化すると仮定し
ている。しかし、光ファイバ１０７中では非線形光学効
果によっても位相が変化する可能性がある。ところが、
この非線形光学効果による位相変化の影響を正確に評価
することは難しいため、従来の測定方法では高精度の測
定は困難である。
メータを求めるために用いる前記（２）式では、伝送さ
れる光の位相が波長分散だけによって変化すると仮定し
ている。しかし、光ファイバ１０７中では非線形光学効
果によっても位相が変化する可能性がある。ところが、
この非線形光学効果による位相変化の影響を正確に評価
することは難しいため、従来の測定方法では高精度の測
定は困難である。
【００１３】更に、マッハツェンダ型光強度変調器は、
その材質の経時変化によって光強度変調器内での印加電
界分布が変化する可能性がある。このため、外部からの
印加電圧を一定に保っていてもαパラメータの値が初期
値からずれ、所望のチャーピングが得られなくなる。従
って、従来の測定方法により得られた測定値では、長期
間運用を行う高速光ファイバディジタル通信システムで
の送出光のチャーピングの制御は困難である。
その材質の経時変化によって光強度変調器内での印加電
界分布が変化する可能性がある。このため、外部からの
印加電圧を一定に保っていてもαパラメータの値が初期
値からずれ、所望のチャーピングが得られなくなる。従
って、従来の測定方法により得られた測定値では、長期
間運用を行う高速光ファイバディジタル通信システムで
の送出光のチャーピングの制御は困難である。
【００１４】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
簡単で安価な構成により高精度に光強度変調器のパラメ
ータを測定し得る光強度変調器の特性測定方法を提供す
ることを目的とする。
簡単で安価な構成により高精度に光強度変調器のパラメ
ータを測定し得る光強度変調器の特性測定方法を提供す
ることを目的とする。
【００１５】また、本発明の他の目的は、変調後の信号
波形や伝送特性に影響を殆ど与えることなく、光強度変
調器の特性を制御し得る光強度変調器の制御方法を提供
することを目的とする。
波形や伝送特性に影響を殆ど与えることなく、光強度変
調器の特性を制御し得る光強度変調器の制御方法を提供
することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の特性測定方法は
上記の目的を達成するため、少なくとも被測定光強度変
調器を有し、制御信号で位相が変調され、かつ、一定周
波数の正弦波電気信号が印加される被測定光強度変調器
により光強度が変調された第１の光を発光する第１の発
光手段と、第１の光とは波長の異なる第２の光を出射す
る第２の発光手段と、第１の光と第２の光とをそれぞれ
混合する混合手段と、混合手段により混合された光を光
電変換する光検出器と、正弦波電気信号と光検出器の出
力電気信号とに基づいて、光検出器の出力電気信号中の
第１及び第２の光の波長差に相当する周波数の近傍の所
定の奇数次側帯波周波数信号のレベルが最小となるよう
にレベルを可変した信号を発生して制御信号として出力
する制御信号発生手段とを含み、正弦波電気信号及び制
御信号に基づいて被測定光強度変調器の特性を測定する
構成としたものである。
上記の目的を達成するため、少なくとも被測定光強度変
調器を有し、制御信号で位相が変調され、かつ、一定周
波数の正弦波電気信号が印加される被測定光強度変調器
により光強度が変調された第１の光を発光する第１の発
光手段と、第１の光とは波長の異なる第２の光を出射す
る第２の発光手段と、第１の光と第２の光とをそれぞれ
混合する混合手段と、混合手段により混合された光を光
電変換する光検出器と、正弦波電気信号と光検出器の出
力電気信号とに基づいて、光検出器の出力電気信号中の
第１及び第２の光の波長差に相当する周波数の近傍の所
定の奇数次側帯波周波数信号のレベルが最小となるよう
にレベルを可変した信号を発生して制御信号として出力
する制御信号発生手段とを含み、正弦波電気信号及び制
御信号に基づいて被測定光強度変調器の特性を測定する
構成としたものである。
【００１７】ここで、光検出器の出力電気信号中の第１
及び第２の光の波長差に相当する周波数成分が最大とな
るように、第２の光の偏光面を制御して混合手段へ出射
させる偏光制御器を有することが、測定精度向上にとっ
て望ましい。
及び第２の光の波長差に相当する周波数成分が最大とな
るように、第２の光の偏光面を制御して混合手段へ出射
させる偏光制御器を有することが、測定精度向上にとっ
て望ましい。
【００１８】また、本発明の制御方法は上記の目的を達
成するため、一定周波数の正弦波電気信号で位相が変調
された第１の光を発生して光強度変調器へ出射する第１
の発光手段と、第１の光とは波長の異なる第２の光を出
射する第２の発光手段と、光強度変調器の第１及び第２
のアームに入力される第１及び第２の制御信号に応じて
光強度変調器から光の強度が変調されて出射された第１
の光を第２の光と混合する混合手段と、混合手段により
混合された光を光電変換する光検出器と、正弦波電気信
号と光検出器の出力電気信号とデータ信号とに基づい
て、光検出器の出力電気信号中の第１及び第２の光の波
長差に相当する周波数の近傍の所定の奇数次側帯波周波
数信号のレベルが最小となるように第１及び第２の制御
信号の振幅比を可変して第１及び第２のアームへ出力す
る制御信号発生手段とを含む構成としたものである。
成するため、一定周波数の正弦波電気信号で位相が変調
された第１の光を発生して光強度変調器へ出射する第１
の発光手段と、第１の光とは波長の異なる第２の光を出
射する第２の発光手段と、光強度変調器の第１及び第２
のアームに入力される第１及び第２の制御信号に応じて
光強度変調器から光の強度が変調されて出射された第１
の光を第２の光と混合する混合手段と、混合手段により
混合された光を光電変換する光検出器と、正弦波電気信
号と光検出器の出力電気信号とデータ信号とに基づい
て、光検出器の出力電気信号中の第１及び第２の光の波
長差に相当する周波数の近傍の所定の奇数次側帯波周波
数信号のレベルが最小となるように第１及び第２の制御
信号の振幅比を可変して第１及び第２のアームへ出力す
る制御信号発生手段とを含む構成としたものである。
【００１９】また、本発明制御方法は前記第１の発光手
段を無変調の第１の光を発光する手段とすると共に、前
記第１及び第２の光とそれぞれ波長の異なる第３の光を
発光する第３の発光手段を設け、更に第３の光と第１の
光を波長多重して光強度変調器へ入射する波長多重素子
と、光強度変調器からの光から第３の光を分離して混合
手段へ出射して第２の光と混合させる波長分離素子とを
設けたものである。
段を無変調の第１の光を発光する手段とすると共に、前
記第１及び第２の光とそれぞれ波長の異なる第３の光を
発光する第３の発光手段を設け、更に第３の光と第１の
光を波長多重して光強度変調器へ入射する波長多重素子
と、光強度変調器からの光から第３の光を分離して混合
手段へ出射して第２の光と混合させる波長分離素子とを
設けたものである。
【００２０】また、本発明制御方法では、光検出器の出
力電気信号中の第２の光と光強度変調器から取り出され
て混合手段に入射される光との波長差に相当する周波数
成分が最大となるように、第２の光の偏光面を制御して
混合手段へ出射させる偏光制御器を有することが、制御
精度向上にとって望ましい。
力電気信号中の第２の光と光強度変調器から取り出され
て混合手段に入射される光との波長差に相当する周波数
成分が最大となるように、第２の光の偏光面を制御して
混合手段へ出射させる偏光制御器を有することが、制御
精度向上にとって望ましい。
【００２１】
【作用】まず、本発明の光強度変調器の特性測定方法の
作用について図１と共に説明する。本発明測定方法は、
図１に示すように、第１の発光手段１、第２の発光手段
２、混合手段３、光検出器４及び制御信号発生手段５か
ら構成されており、第１の発光手段１内の被測定光強度
変調器８の特性を測定するものである。ここでは、第１
の発光手段１は例えば光源６、光位相変調器７及び被測
定光強度変調器８からなる構成としているが、これ以外
の構成も後述するように可能である。
作用について図１と共に説明する。本発明測定方法は、
図１に示すように、第１の発光手段１、第２の発光手段
２、混合手段３、光検出器４及び制御信号発生手段５か
ら構成されており、第１の発光手段１内の被測定光強度
変調器８の特性を測定するものである。ここでは、第１
の発光手段１は例えば光源６、光位相変調器７及び被測
定光強度変調器８からなる構成としているが、これ以外
の構成も後述するように可能である。
【００２２】光源６からの光（振幅Ｅ0、周波数ｆ、位
相φ）は光位相変調器７に入射され、制御信号発生手段
５よりの制御信号に応じてその位相が変調されて出射さ
れる。ここで、制御信号発生手段５は光検出器からの光
検出電気信号中の所定の側帯波周波数信号と信号源９か
らの一定周波数ｆmの正弦波電気信号とに基づいて周波
数ｆmの制御信号を生成する。これにより、光位相変調
器７の出力光の電界Ｅは次式で表される。
相φ）は光位相変調器７に入射され、制御信号発生手段
５よりの制御信号に応じてその位相が変調されて出射さ
れる。ここで、制御信号発生手段５は光検出器からの光
検出電気信号中の所定の側帯波周波数信号と信号源９か
らの一定周波数ｆmの正弦波電気信号とに基づいて周波
数ｆmの制御信号を生成する。これにより、光位相変調
器７の出力光の電界Ｅは次式で表される。
【００２３】
【数３】 ただし、（３）式中、Ｖpp（Ｐ）は光位相変調器７にか
かる正弦波電気信号の振幅（ピーク・ツウ・ピーク
値）、Ｖπ（Ｐ）は光位相変調器７の半波長電圧であ
る。
かる正弦波電気信号の振幅（ピーク・ツウ・ピーク
値）、Ｖπ（Ｐ）は光位相変調器７の半波長電圧であ
る。
【００２４】この光位相変調器７より出射された光はマ
ッハツェンダ型の被測定光強度変調器８に入射されて信
号源９よりの正弦波電気信号により光強度が変調され
る。これにより、被測定光強度変調器８より得られる第
１の光の電界Ｅoutは次式で表される。
ッハツェンダ型の被測定光強度変調器８に入射されて信
号源９よりの正弦波電気信号により光強度が変調され
る。これにより、被測定光強度変調器８より得られる第
１の光の電界Ｅoutは次式で表される。
【００２５】
【数４】 ただし、（４）式中、Ｖpp（Ｉ）は光強度変調器８にか
かる正弦波電気信号の振幅（ピーク・ツウ・ピーク
値）、Ｖπ（Ｉ）は光強度変調器８の半波長電圧であ
る。また、ｒは光強度変調器８の２つに分岐されている
導波路（アーム）のうちの一方に対する他方にかかる電
界強度の比である。更に、ｓｉｇｎは２つの変調器７及
び８に正弦波電気信号を加える際の位相関係を定める係
数で、「１」若しくは「−１」をとる。
かる正弦波電気信号の振幅（ピーク・ツウ・ピーク
値）、Ｖπ（Ｉ）は光強度変調器８の半波長電圧であ
る。また、ｒは光強度変調器８の２つに分岐されている
導波路（アーム）のうちの一方に対する他方にかかる電
界強度の比である。更に、ｓｉｇｎは２つの変調器７及
び８に正弦波電気信号を加える際の位相関係を定める係
数で、「１」若しくは「−１」をとる。
【００２６】ここで、次式
【００２７】
【数５】 を満足するように、Ｖpp（Ｐ）とＶpp（Ｉ）とが与えら
れると、次式に示すように（４）式中の位相変調成分が
キャンセルされる。
れると、次式に示すように（４）式中の位相変調成分が
キャンセルされる。
【００２８】
【数６】 （５）式で示される第１の光を、混合手段３で第１の光
の波長と異なる波長の第２の発光手段２よりの第２の光
と混合した後、光検出器４で光電変換し、得られたヘテ
ロダイン検波電気信号のスペクトルをスペクトルアナラ
イザ１０で観測すると、第１の光と第２の光の波長差に
相当する中間周波数１０１の回りに、変調周波数ｆmの
偶数次の側帯波だけが現われる。
の波長と異なる波長の第２の発光手段２よりの第２の光
と混合した後、光検出器４で光電変換し、得られたヘテ
ロダイン検波電気信号のスペクトルをスペクトルアナラ
イザ１０で観測すると、第１の光と第２の光の波長差に
相当する中間周波数１０１の回りに、変調周波数ｆmの
偶数次の側帯波だけが現われる。
【００２９】一方、位相変調成分がキャンセルされてい
ない（４）式で示される第１の光を上記と同様にして第
２の光と混合した後、光検出器４を通してスペクトルア
ナライザ１０で観測すると、位相変調成分に起因する奇
数次の側帯波も観測される。そこで、本発明測定方法で
は光検出器４の出力電気信号中の奇数次側帯波のうち所
定の側帯波（通常は最もレベルが高い第１次側帯波１０
２）の強度を零とするように光位相変調器７に供給され
る制御信号の前記Ｖpp（Ｐ）を制御する。そして、この
ときの制御信号発生手段５から得られるＶpp（Ｐ）と正
弦波電気信号のＶpp（Ｉ）とから、次式を用いて光強度
変調器８のαパラメータが求められる。
ない（４）式で示される第１の光を上記と同様にして第
２の光と混合した後、光検出器４を通してスペクトルア
ナライザ１０で観測すると、位相変調成分に起因する奇
数次の側帯波も観測される。そこで、本発明測定方法で
は光検出器４の出力電気信号中の奇数次側帯波のうち所
定の側帯波（通常は最もレベルが高い第１次側帯波１０
２）の強度を零とするように光位相変調器７に供給され
る制御信号の前記Ｖpp（Ｐ）を制御する。そして、この
ときの制御信号発生手段５から得られるＶpp（Ｐ）と正
弦波電気信号のＶpp（Ｉ）とから、次式を用いて光強度
変調器８のαパラメータが求められる。
【００３０】
【数７】 次に、本発明の光強度変調器の制御方法の作用について
図２と共に説明する。本発明制御方法は、図２に示すよ
うに、第１の発光手段１１、第２の発光手段１２、混合
手段１３、光検出器１４及び制御信号発生手段１５から
構成されており、マッハツェンダ型光強度変調器の特性
（αパラメータ）を一定に制御するものである。ここで
は、第１の発光手段１１は例えば光源２１及び光位相変
調器２２から構成され、また、制御信号発生手段１５は
加算器２３及び制御器２４からなる構成としているが、
これ以外の構成も後述するように可能である。
図２と共に説明する。本発明制御方法は、図２に示すよ
うに、第１の発光手段１１、第２の発光手段１２、混合
手段１３、光検出器１４及び制御信号発生手段１５から
構成されており、マッハツェンダ型光強度変調器の特性
（αパラメータ）を一定に制御するものである。ここで
は、第１の発光手段１１は例えば光源２１及び光位相変
調器２２から構成され、また、制御信号発生手段１５は
加算器２３及び制御器２４からなる構成としているが、
これ以外の構成も後述するように可能である。
【００３１】また、第３の光を発光する第３の発光手段
と、第３の光と第１の光を波長多重して光強度変調器へ
入射する波長多重素子と、光強度変調器からの光から第
３の光を分離して混合手段へ出射して第２の光と混合さ
せる波長分離素子とを設けことも可能である。
と、第３の光と第１の光を波長多重して光強度変調器へ
入射する波長多重素子と、光強度変調器からの光から第
３の光を分離して混合手段へ出射して第２の光と混合さ
せる波長分離素子とを設けことも可能である。
【００３２】光源２１からの光（振幅Ｅ0、周波数ｆ、
位相φ）は光位相変調器２２に入射され、信号源１８よ
りの周波数ｆmで振幅Ｖpp（Ｉ）の正弦波電気信号によ
りその位相が変調されて（３）式に示した電界Ｅの光と
されて出射される。この光位相変調器２２の出力光は光
強度変調器１６に入射されて制御信号発生手段１５より
の制御信号に応じて光強度が変調される。
位相φ）は光位相変調器２２に入射され、信号源１８よ
りの周波数ｆmで振幅Ｖpp（Ｉ）の正弦波電気信号によ
りその位相が変調されて（３）式に示した電界Ｅの光と
されて出射される。この光位相変調器２２の出力光は光
強度変調器１６に入射されて制御信号発生手段１５より
の制御信号に応じて光強度が変調される。
【００３３】ここで、上記の光強度変調器１６はマッハ
ツェンダ型の光強度変調器であり、前記したように、一
端から入射した光を導入し、途中でその入射光を２つに
分岐した後再度一つに合波して他端から出射する導波路
が電気光学結晶基板上に形成された構成であり、図２に
１６ａ及び１６ｂで示す部分は上記の２つに分岐された
導波路部分（アーム）を示す。
ツェンダ型の光強度変調器であり、前記したように、一
端から入射した光を導入し、途中でその入射光を２つに
分岐した後再度一つに合波して他端から出射する導波路
が電気光学結晶基板上に形成された構成であり、図２に
１６ａ及び１６ｂで示す部分は上記の２つに分岐された
導波路部分（アーム）を示す。
【００３４】上記の制御信号は信号源１８及び１９より
の正弦波電気信号及びデータ信号を加算器２３で加算し
て得られた信号と光検出器１４の出力信号とが入力され
る制御器２４により生成された第１及び第２の信号で、
その制御信号のうち、光強度変調器１６の第１のアーム
１６ａに印加される制御信号電圧をＶ１、第２のアーム
１６ｂに印加される制御信号電圧をＶ２とすると、これ
らは次式のように設定される。
の正弦波電気信号及びデータ信号を加算器２３で加算し
て得られた信号と光検出器１４の出力信号とが入力され
る制御器２４により生成された第１及び第２の信号で、
その制御信号のうち、光強度変調器１６の第１のアーム
１６ａに印加される制御信号電圧をＶ１、第２のアーム
１６ｂに印加される制御信号電圧をＶ２とすると、これ
らは次式のように設定される。
【００３５】
【数８】 ただし、（７）式中、ｘ（ｔ）はデータ信号の波形を表
す規格化関数で、０〜１の値をとる。また、αには所望
の値を代入する。この制御信号Ｖ１及びＶ２で変調され
た光強度変調器１６の出力光の電界Ｅoutは次式で表さ
れる。
す規格化関数で、０〜１の値をとる。また、αには所望
の値を代入する。この制御信号Ｖ１及びＶ２で変調され
た光強度変調器１６の出力光の電界Ｅoutは次式で表さ
れる。
【００３６】
【数９】 となるように、ｒを調整すると、（８）式の位相変調成
分中のｆm成分がキャンセルされて、次のようになる。
分中のｆm成分がキャンセルされて、次のようになる。
【００３７】
【数１０】 （９）式で表される第１の光は、光分岐素子１７に２分
岐され、一方は混合手段１３で第１の光の波長と異なる
波長の第２の発光手段１２よりの第２の光と混合された
後、光検出器１４で光電変換されてヘテロダイン検波電
気信号とされる。この電気信号のスペクトルをスペクト
ルアナライザ２０で観測すると、第１の光と第２の光の
波長差に相当する中間周波数２０１の回りに、変調周波
数ｆmの偶数次の側帯波だけが現われる。
岐され、一方は混合手段１３で第１の光の波長と異なる
波長の第２の発光手段１２よりの第２の光と混合された
後、光検出器１４で光電変換されてヘテロダイン検波電
気信号とされる。この電気信号のスペクトルをスペクト
ルアナライザ２０で観測すると、第１の光と第２の光の
波長差に相当する中間周波数２０１の回りに、変調周波
数ｆmの偶数次の側帯波だけが現われる。
【００３８】一方、位相変調成分がキャンセルされてい
ない（８）式で示される第１の光を上記と同様にして混
合手段１３で第２の光と混合した後、光検出器１４を通
してスペクトルアナライザ２０で観測すると、位相変調
成分に起因する奇数次の側帯波も観測される。そこで、
本発明制御方法では光検出器１４の出力電気信号中の奇
数次側帯波のうち所定の側帯波（通常は最もレベルが高
い第１次側帯波２０２）の強度を零とするように制御信
号Ｖ１及びＶ２の振幅比であるｒを制御器２４で調整す
ることにより、αパラメータを一定に保つように制御す
る。
ない（８）式で示される第１の光を上記と同様にして混
合手段１３で第２の光と混合した後、光検出器１４を通
してスペクトルアナライザ２０で観測すると、位相変調
成分に起因する奇数次の側帯波も観測される。そこで、
本発明制御方法では光検出器１４の出力電気信号中の奇
数次側帯波のうち所定の側帯波（通常は最もレベルが高
い第１次側帯波２０２）の強度を零とするように制御信
号Ｖ１及びＶ２の振幅比であるｒを制御器２４で調整す
ることにより、αパラメータを一定に保つように制御す
る。
【００３９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面と共に説
明する。図３は本発明になる光強度変調器の第１実施例
の構成図を示す。同図に示すように、本実施例は第１の
光源３１、光位相変調器３２、周波数ｆmの正弦波電気
信号を出力する信号源３３、制御器３４、マッハツェン
ダ型光強度変調器３５、第２の光源３６、偏光制御器３
７、光カプラ３８、光検出器３９、通過中心周波数ｆ0
の帯域フィルタ４０及び通過中心周波数（ｆ0＋ｆm）の
帯域フィルタ４１とよりなり、第１の光源３１、光位相
変調器３２及びマッハツェンダ型光強度変調器３５は前
記第１の発光手段１を構成し、第２の光源３６は前記第
２の発光手段２を構成し、光カプラ３８は前記混合手段
３を構成している。
明する。図３は本発明になる光強度変調器の第１実施例
の構成図を示す。同図に示すように、本実施例は第１の
光源３１、光位相変調器３２、周波数ｆmの正弦波電気
信号を出力する信号源３３、制御器３４、マッハツェン
ダ型光強度変調器３５、第２の光源３６、偏光制御器３
７、光カプラ３８、光検出器３９、通過中心周波数ｆ0
の帯域フィルタ４０及び通過中心周波数（ｆ0＋ｆm）の
帯域フィルタ４１とよりなり、第１の光源３１、光位相
変調器３２及びマッハツェンダ型光強度変調器３５は前
記第１の発光手段１を構成し、第２の光源３６は前記第
２の発光手段２を構成し、光カプラ３８は前記混合手段
３を構成している。
【００４０】次に、本実施例の動作について説明する。
光強度変調器３５に信号源３３より供給される正弦波電
気信号が図４に１０４で示す場合、同図に点１０３で示
す点にバイアスされる。これにより、光強度変調器３５
からは図４に１０５で示す如くに光強度変調された光が
出力されて光カプラ３８に入射され、ここで第２の光源
３６から偏光制御器３７を通して偏光面が第１の光と合
わせられて入射された第２の光と混合される。
光強度変調器３５に信号源３３より供給される正弦波電
気信号が図４に１０４で示す場合、同図に点１０３で示
す点にバイアスされる。これにより、光強度変調器３５
からは図４に１０５で示す如くに光強度変調された光が
出力されて光カプラ３８に入射され、ここで第２の光源
３６から偏光制御器３７を通して偏光面が第１の光と合
わせられて入射された第２の光と混合される。
【００４１】光カプラ３８で混合された第１及び第２の
光は、光検出器３９により受光されて光電変換される
（ヘテロダイン検波される）。この光検出器３９より取
り出される電気信号は第１及び第２の光の波長差に相当
する周波数ｆ０（以下、中間周波数という）と、中間周
波数ｆ０の両側に周波数間隔ｆｍで現れる側帯波とから
なる干渉信号である。
光は、光検出器３９により受光されて光電変換される
（ヘテロダイン検波される）。この光検出器３９より取
り出される電気信号は第１及び第２の光の波長差に相当
する周波数ｆ０（以下、中間周波数という）と、中間周
波数ｆ０の両側に周波数間隔ｆｍで現れる側帯波とから
なる干渉信号である。
【００４２】この干渉信号は帯域フィルタ４０及び４１
にそれぞれ供給され、このうち中間周波数ｆ０は、帯域
フィルタ４０により周波数選択されて（濾波されて）偏
光制御器３７に供給される。また、干渉信号中の側帯波
のうち最もレベルの高い第１次側帯波（ｆ０＋ｆｍ又は
ｆｏ−ｆｍ）の一方が帯域フィルタ４１により周波数選
択される。ここでは一例として、帯域フィルタ４１によ
り周波数（ｆ０＋ｆｍ）が周波数選択されて制御器３４
に供給される。
にそれぞれ供給され、このうち中間周波数ｆ０は、帯域
フィルタ４０により周波数選択されて（濾波されて）偏
光制御器３７に供給される。また、干渉信号中の側帯波
のうち最もレベルの高い第１次側帯波（ｆ０＋ｆｍ又は
ｆｏ−ｆｍ）の一方が帯域フィルタ４１により周波数選
択される。ここでは一例として、帯域フィルタ４１によ
り周波数（ｆ０＋ｆｍ）が周波数選択されて制御器３４
に供給される。
【００４３】偏光制御器３７は第２の光源３６から出射
された第２の光の偏光面を前記中間周波数ｆ０の信号レ
ベルが最大となるように制御して光カプラ３８へ出射す
る。これにより、帯域フィルタ４１で周波数選択する第
１次側帯波周波数成分（ｆ０＋ｆｍ）のレベルも最大と
なるように制御されることとなり、測定精度が向上す
る。
された第２の光の偏光面を前記中間周波数ｆ０の信号レ
ベルが最大となるように制御して光カプラ３８へ出射す
る。これにより、帯域フィルタ４１で周波数選択する第
１次側帯波周波数成分（ｆ０＋ｆｍ）のレベルも最大と
なるように制御されることとなり、測定精度が向上す
る。
【００４４】また、制御器３４は帯域フィルタ４１で周
波数選択されて入力された第１次側帯波周波数成分（ｆ
０＋ｆｍ）のレベルが零となるように、光位相変調器３
２に供給する正弦波電気信号の振幅Ｖｐｐ（Ｐ）を調整
する。そして、この制御器３４より出力される制御信号
から正弦波電気信号の振幅Ｖｐｐ（Ｐ）と、光強度変調
器３５へ供給される正弦波電気信号の振幅Ｖｐｐ（Ｉ）
から前記（６）式に基づいて図示しない計算機により光
強度変調器３５の特性であるαパラメータを測定する。
波数選択されて入力された第１次側帯波周波数成分（ｆ
０＋ｆｍ）のレベルが零となるように、光位相変調器３
２に供給する正弦波電気信号の振幅Ｖｐｐ（Ｐ）を調整
する。そして、この制御器３４より出力される制御信号
から正弦波電気信号の振幅Ｖｐｐ（Ｐ）と、光強度変調
器３５へ供給される正弦波電気信号の振幅Ｖｐｐ（Ｉ）
から前記（６）式に基づいて図示しない計算機により光
強度変調器３５の特性であるαパラメータを測定する。
【００４５】本実施例は測定精度を高めるためには、中
間周波数を最大とすればよく、測定に用いる正弦波電気
信号の周波数は低くてよく、また、ヘテロダイン検出の
中間周波数も光検出器の帯域に合わせて設定できるた
め、簡単で安価な構成で光強度変調器３５の特性を測定
することができる。
間周波数を最大とすればよく、測定に用いる正弦波電気
信号の周波数は低くてよく、また、ヘテロダイン検出の
中間周波数も光検出器の帯域に合わせて設定できるた
め、簡単で安価な構成で光強度変調器３５の特性を測定
することができる。
【００４６】図５は本発明になる光強度変調器の測定方
法の第２実施例の構成図を示す。同図中、図３と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図５
に示すように、本実施例は光強度変調器４４と光位相変
調器４５とを入れ換えて、第１の光源３１からの光を光
強度変調器４４に入射し、ここで光強度変調された光を
光位相変調器４５に入射して制御器３４よりの制御信号
で位相変調させるようにしたものである。
法の第２実施例の構成図を示す。同図中、図３と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図５
に示すように、本実施例は光強度変調器４４と光位相変
調器４５とを入れ換えて、第１の光源３１からの光を光
強度変調器４４に入射し、ここで光強度変調された光を
光位相変調器４５に入射して制御器３４よりの制御信号
で位相変調させるようにしたものである。
【００４７】本実施例も後段の光位相変調器４５より取
り出される光の電界は、前記（４）式と同一となるた
め、第１実施例と同様の動作を行う。これにより、本実
施例は第１実施例と同様に簡単で安価な構成で光強度変
調器３５の特性を測定することができる。
り出される光の電界は、前記（４）式と同一となるた
め、第１実施例と同様の動作を行う。これにより、本実
施例は第１実施例と同様に簡単で安価な構成で光強度変
調器３５の特性を測定することができる。
【００４８】図６は本発明になる光強度変調器の測定方
法の第３実施例の構成図を示す。同図中、図３と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図６
に示すように、本実施例は光源４９を発光させるための
直流電源４７からの駆動電圧に、制御器３４からの制御
信号を加算器４８で加算し、その加算電圧で光源４９を
発光させるようにしたものである。
法の第３実施例の構成図を示す。同図中、図３と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図６
に示すように、本実施例は光源４９を発光させるための
直流電源４７からの駆動電圧に、制御器３４からの制御
信号を加算器４８で加算し、その加算電圧で光源４９を
発光させるようにしたものである。
【００４９】これにより、光源４９からは前記光位相変
調器３２で位相変調された光と同様の光を得ることがで
きるため、本実施例では光位相変調器を設けることな
く、図３及び図５と同様の測定を高精度に行うことがで
きる。
調器３２で位相変調された光と同様の光を得ることがで
きるため、本実施例では光位相変調器を設けることな
く、図３及び図５と同様の測定を高精度に行うことがで
きる。
【００５０】次に、本発明になる光強度変調器の制御方
法の実施例について説明する。図７は本発明制御方法の
第１実施例の構成図を示す。本実施例は、図７に示すよ
うに、第１の光源５１、光位相変調器５２、周波数ｆｍ
の正弦波電気信号を発生する信号源５３、マッハツェン
ダ型光強度変調器５４、光分岐素子５５、光カプラ５
６、第１の光源５１の出射光の波長と異なる波長の第２
の光を出射する第２の光源５７、偏光制御器５８、光検
出器５９、通過中心周波数ｆ０の帯域フィルタ６０、通
過中心周波数（ｆ０＋ｆｍ）の帯域フィルタ６１、デー
タ信号を発生する信号源６２、加算器６３及び制御器６
４より構成されている。
法の実施例について説明する。図７は本発明制御方法の
第１実施例の構成図を示す。本実施例は、図７に示すよ
うに、第１の光源５１、光位相変調器５２、周波数ｆｍ
の正弦波電気信号を発生する信号源５３、マッハツェン
ダ型光強度変調器５４、光分岐素子５５、光カプラ５
６、第１の光源５１の出射光の波長と異なる波長の第２
の光を出射する第２の光源５７、偏光制御器５８、光検
出器５９、通過中心周波数ｆ０の帯域フィルタ６０、通
過中心周波数（ｆ０＋ｆｍ）の帯域フィルタ６１、デー
タ信号を発生する信号源６２、加算器６３及び制御器６
４より構成されている。
【００５１】第１の光源５１と光位相変調器５２は前記
第１の発光手段１１を構成しており、光カプラ５６は前
記混合手段１３を構成し、また、加算器６３及び制御器
６４は前記制御信号発生手段１５を構成している。本実
施例は、マッハツェンダ型光強度変調器５４の２つの分
岐導波路（アーム）５４ａ及び５４ｂに印加する制御信
号電圧Ｖ１及びＶ２の振幅比を調整することにより、マ
ッハツェンダ型光強度変調器５４のαパラメータを一定
に保つものである。
第１の発光手段１１を構成しており、光カプラ５６は前
記混合手段１３を構成し、また、加算器６３及び制御器
６４は前記制御信号発生手段１５を構成している。本実
施例は、マッハツェンダ型光強度変調器５４の２つの分
岐導波路（アーム）５４ａ及び５４ｂに印加する制御信
号電圧Ｖ１及びＶ２の振幅比を調整することにより、マ
ッハツェンダ型光強度変調器５４のαパラメータを一定
に保つものである。
【００５２】本実施例の動作について説明するに、光源
５１から出射された光は、光位相変調器５２において信
号源５３からの正弦波電気信号で位相変調された後、光
強度変調器５４において制御器６４からの制御電圧で光
強度変調される。制御器６４は信号源５３からの前記
（８）式で与えられる振幅Ｖｐｐ（Ｉ）を持つ正弦波電
気信号と信号源６２からのデータ信号とを加算器６３で
加算した信号が供給され、この加算信号を振幅比が１：
ｒの比になるように分岐して光強度変調器５４の２つの
アーム５４ａ及び５４ｂに印加する。また、制御器６４
は後述する帯域フィルタ６１の出力信号に基づいて上記
の加算信号の振幅比を調整する。
５１から出射された光は、光位相変調器５２において信
号源５３からの正弦波電気信号で位相変調された後、光
強度変調器５４において制御器６４からの制御電圧で光
強度変調される。制御器６４は信号源５３からの前記
（８）式で与えられる振幅Ｖｐｐ（Ｉ）を持つ正弦波電
気信号と信号源６２からのデータ信号とを加算器６３で
加算した信号が供給され、この加算信号を振幅比が１：
ｒの比になるように分岐して光強度変調器５４の２つの
アーム５４ａ及び５４ｂに印加する。また、制御器６４
は後述する帯域フィルタ６１の出力信号に基づいて上記
の加算信号の振幅比を調整する。
【００５３】光強度変調器５４で光強度変調されて取り
出された第１の光は、光分岐素子５５により２分岐され
て一方が伝送のために送出され、他方が光カプラ５６に
入射されて偏光制御器５８により偏光面が揃えられた光
源５７よりの第２の光（局発光）と混合された後、光検
出器５９に入射されて光電変換される。光検出器５９よ
り出力される電気信号は光源５１及び５７よりの第１及
び第２の光の波長差に相当する中間周波数ｆ０と、その
両側に周波数間隔ｆｍで現れる側帯波とからなる干渉信
号である。
出された第１の光は、光分岐素子５５により２分岐され
て一方が伝送のために送出され、他方が光カプラ５６に
入射されて偏光制御器５８により偏光面が揃えられた光
源５７よりの第２の光（局発光）と混合された後、光検
出器５９に入射されて光電変換される。光検出器５９よ
り出力される電気信号は光源５１及び５７よりの第１及
び第２の光の波長差に相当する中間周波数ｆ０と、その
両側に周波数間隔ｆｍで現れる側帯波とからなる干渉信
号である。
【００５４】この干渉信号は帯域フィルタ６０及び６１
にそれぞれ供給され、このうち中間周波数ｆ０は、帯域
フィルタ６０により周波数選択されて（濾波されて）偏
光制御器５８に供給される。また、干渉信号中の側帯波
のうち最もレベルの高い第１次側帯波（ｆ０＋ｆｍ又は
ｆｏ−ｆｍ）の一方が帯域フィルタ６１により周波数選
択される。ここでは一例として、帯域フィルタ６１によ
り周波数（ｆ０＋ｆｍ）が周波数選択されて制御器６４
に供給される。
にそれぞれ供給され、このうち中間周波数ｆ０は、帯域
フィルタ６０により周波数選択されて（濾波されて）偏
光制御器５８に供給される。また、干渉信号中の側帯波
のうち最もレベルの高い第１次側帯波（ｆ０＋ｆｍ又は
ｆｏ−ｆｍ）の一方が帯域フィルタ６１により周波数選
択される。ここでは一例として、帯域フィルタ６１によ
り周波数（ｆ０＋ｆｍ）が周波数選択されて制御器６４
に供給される。
【００５５】偏光制御器５８は第２の光源５７から出射
された第２の光の偏光面を前記中間周波数ｆ０の信号レ
ベルが最大となるように制御して光カプラ５６へ出射す
る。これにより、帯域フィルタ６１で周波数選択する第
１次側帯波周波数成分（ｆ０＋ｆｍ）のレベルも最大と
なるように制御されることとなり、制御精度が向上す
る。
された第２の光の偏光面を前記中間周波数ｆ０の信号レ
ベルが最大となるように制御して光カプラ５６へ出射す
る。これにより、帯域フィルタ６１で周波数選択する第
１次側帯波周波数成分（ｆ０＋ｆｍ）のレベルも最大と
なるように制御されることとなり、制御精度が向上す
る。
【００５６】また、制御器６４は帯域フィルタ４１で周
波数選択されて入力された第１次側帯波周波数成分（ｆ
０＋ｆｍ）のレベルが零となるように、マッハツェンダ
型光強度変調器５４の２つのアーム５４ａ及び５４ｂに
印加する制御信号電圧Ｖ１及びＶ２の振幅比ｒを調整す
る。これにより、マッハツェンダ型光強度変調器５４の
出力光の電界が前記（９）式で表されるものとなり、マ
ッハツェンダ型光強度変調器５４のαパラメータが一定
に制御される。
波数選択されて入力された第１次側帯波周波数成分（ｆ
０＋ｆｍ）のレベルが零となるように、マッハツェンダ
型光強度変調器５４の２つのアーム５４ａ及び５４ｂに
印加する制御信号電圧Ｖ１及びＶ２の振幅比ｒを調整す
る。これにより、マッハツェンダ型光強度変調器５４の
出力光の電界が前記（９）式で表されるものとなり、マ
ッハツェンダ型光強度変調器５４のαパラメータが一定
に制御される。
【００５７】本実施例によれば、制御信号となる正弦波
電気信号の振幅を制御可能な範囲で小さく抑えることに
より、変調後の信号波形や伝送特性に殆ど影響を与える
ことなく、チャーピング制御のためにマッハツェンダ型
光強度変調器５４のαパラメータを一定に制御できる。
電気信号の振幅を制御可能な範囲で小さく抑えることに
より、変調後の信号波形や伝送特性に殆ど影響を与える
ことなく、チャーピング制御のためにマッハツェンダ型
光強度変調器５４のαパラメータを一定に制御できる。
【００５８】図８は本発明制御方法の第２実施例の構成
図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。本実施例は、光位相変調器
６６を光分岐素子５５の後において位相変調を行う構成
としたもので、この場合も光位相変調器６６より取り出
される光の電界が（８）式で表されたものと同一となる
ので、図７と同様の制御を行うことができる。なお、本
実施例では正弦波電気信号によって生じる位相変調成分
はキャンセルされないまま送出されるが、光位相変調器
６６に起因する送出光への悪影響（過剰損失など）は防
ぐことができる。
図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。本実施例は、光位相変調器
６６を光分岐素子５５の後において位相変調を行う構成
としたもので、この場合も光位相変調器６６より取り出
される光の電界が（８）式で表されたものと同一となる
ので、図７と同様の制御を行うことができる。なお、本
実施例では正弦波電気信号によって生じる位相変調成分
はキャンセルされないまま送出されるが、光位相変調器
６６に起因する送出光への悪影響（過剰損失など）は防
ぐことができる。
【００５９】図９は本発明制御方法の第３実施例の構成
図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。本実施例は、図７及び図８
では省略した第１の光源５１を発光駆動するための直流
電源６８の出力直流電圧に、加算器６９において信号源
５３よりの正弦波電気信号と加算重畳した電圧で第１の
光源５１を駆動する。これにより、本実施例によれば、
光位相変調器を用いることなく、第１の光源５１から正
弦波電気信号で位相変調されたと等価な第１の光を得る
ことができる。
図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。本実施例は、図７及び図８
では省略した第１の光源５１を発光駆動するための直流
電源６８の出力直流電圧に、加算器６９において信号源
５３よりの正弦波電気信号と加算重畳した電圧で第１の
光源５１を駆動する。これにより、本実施例によれば、
光位相変調器を用いることなく、第１の光源５１から正
弦波電気信号で位相変調されたと等価な第１の光を得る
ことができる。
【００６０】図１０は本発明制御方法の第４実施例の構
成図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号
を付してその説明を省略する。本実施例は、第１及び第
２の光源５１及び５７より出射される光の波長とそれぞ
れ異なる波長の光を出射する第３の光源７０を使用する
点に特徴があり、更に、これに伴い波長多重素子７１及
び波長分離素子７２を設けたものである。
成図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号
を付してその説明を省略する。本実施例は、第１及び第
２の光源５１及び５７より出射される光の波長とそれぞ
れ異なる波長の光を出射する第３の光源７０を使用する
点に特徴があり、更に、これに伴い波長多重素子７１及
び波長分離素子７２を設けたものである。
【００６１】本実施例の動作につき説明するに、第３の
光源３０から出射された第３の光は、信号源５３よりの
正弦波電気信号により光位相変調器５２で位相変調を受
けた後、波長多重素子７１に入射されて第１の光源５１
よりの第１の光と波長多重される。この波長多重された
光は、光強度変調器５４で制御器６４よりの制御信号に
応じて光強度が変調された後、波長分離素子７２で第１
の光と第３の光とがそれぞれ波長分離され、光強度変調
のみを受けている第１の光は伝送され、光位相変調と光
強度変調の両方を受けている第３の光は光カプラ５６に
入射されて偏光制御器５８により偏光面が制御された第
２の光源５７よりの第２の光（局発光）と混合される。
光源３０から出射された第３の光は、信号源５３よりの
正弦波電気信号により光位相変調器５２で位相変調を受
けた後、波長多重素子７１に入射されて第１の光源５１
よりの第１の光と波長多重される。この波長多重された
光は、光強度変調器５４で制御器６４よりの制御信号に
応じて光強度が変調された後、波長分離素子７２で第１
の光と第３の光とがそれぞれ波長分離され、光強度変調
のみを受けている第１の光は伝送され、光位相変調と光
強度変調の両方を受けている第３の光は光カプラ５６に
入射されて偏光制御器５８により偏光面が制御された第
２の光源５７よりの第２の光（局発光）と混合される。
【００６２】光カプラ５６からの混合光は光検出器５９
で受光されて電気信号に変換され、その電気信号中の第
２の光と第３の光の波長差に相当する周波数成分（中間
周波数）が、帯域フィルタ７３によって濾波されてその
大きさが最大となるように偏光制御器５８の動作を制御
する一方、上記電気信号中の中間周波数の両側に周波数
ｆm間隔で現われる側帯波のうち第１次側帯波の一方
が、帯域フィルタによって濾波されて制御器６４に入力
され、その大きさを零とするように、制御器６４より光
強度変調器５４へ出力される２つの制御電圧の振幅比ｒ
を可変制御する。
で受光されて電気信号に変換され、その電気信号中の第
２の光と第３の光の波長差に相当する周波数成分（中間
周波数）が、帯域フィルタ７３によって濾波されてその
大きさが最大となるように偏光制御器５８の動作を制御
する一方、上記電気信号中の中間周波数の両側に周波数
ｆm間隔で現われる側帯波のうち第１次側帯波の一方
が、帯域フィルタによって濾波されて制御器６４に入力
され、その大きさを零とするように、制御器６４より光
強度変調器５４へ出力される２つの制御電圧の振幅比ｒ
を可変制御する。
【００６３】本実施例は図７に示した第１実施例と同様
の特長を有すると共に、それに加えて制御のために第１
の光の一部を取り出す必要がないため、送出パワーの損
失を小さく抑えることができる。
の特長を有すると共に、それに加えて制御のために第１
の光の一部を取り出す必要がないため、送出パワーの損
失を小さく抑えることができる。
【００６４】図１１は本発明制御方法の第５実施例の構
成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符
号を付してその説明を省略する。本実施例は、図１０の
第４実施例における光位相変調器を、７５で示すように
波長分離素子７２の後において位相変調を行う構成とし
たもので、この場合も光位相変調器７５より取り出され
る光の電界が（８）式で表されたものと同一となるの
で、図１０と同様の制御を行うことができる。
成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符
号を付してその説明を省略する。本実施例は、図１０の
第４実施例における光位相変調器を、７５で示すように
波長分離素子７２の後において位相変調を行う構成とし
たもので、この場合も光位相変調器７５より取り出され
る光の電界が（８）式で表されたものと同一となるの
で、図１０と同様の制御を行うことができる。
【００６５】図１２は本発明制御方法の第６実施例の構
成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符
号を付してその説明を省略する。本実施例は、図１０及
び図１１では省略した第３の光源７０を発光駆動するた
めの直流電源７７の出力直流電圧に、加算器７８におい
て信号源５３よりの正弦波電気信号と加算重畳した電圧
で第３の光源７０を駆動する。これにより、本実施例に
よれば、光位相変調器を用いることなく、第３の光源７
０から正弦波電気信号で位相変調されたと等価な第３の
光を得ることができる。従って、本実施例も第４及び第
５実施例と同様の特長を有する。
成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符
号を付してその説明を省略する。本実施例は、図１０及
び図１１では省略した第３の光源７０を発光駆動するた
めの直流電源７７の出力直流電圧に、加算器７８におい
て信号源５３よりの正弦波電気信号と加算重畳した電圧
で第３の光源７０を駆動する。これにより、本実施例に
よれば、光位相変調器を用いることなく、第３の光源７
０から正弦波電気信号で位相変調されたと等価な第３の
光を得ることができる。従って、本実施例も第４及び第
５実施例と同様の特長を有する。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の特性測定
方法によれば、光検出器の出力電気信号中の２つの光源
からの光の波長差に相当する中間周波数の近傍に、位相
変調成分がキャンセルされていないときに現われる奇数
次側帯波のうち所定の側帯波の強度を零とするように光
位相変調器に供給される制御信号（正弦波電気信号）の
振幅を制御することで、そのときの正弦波電気信号の振
幅などから光強度変調器の特性を測定するようにしたた
め、測定に用いる正弦波電気信号の周波数は低くてよ
く、また、ヘテロダイン検波の中間周波数も光検出器の
帯域に合わせて設定できるため、簡単な構成で安価なシ
ステム構成で光強度変調器の特性を測定できる。また、
本発明方法によれば、モニターする側帯波の強度を零に
する制御により測定が行えるので、精度の高い測定がで
き、更に中心周波数を最大にする制御により、より一層
測定精度を向上できる。
方法によれば、光検出器の出力電気信号中の２つの光源
からの光の波長差に相当する中間周波数の近傍に、位相
変調成分がキャンセルされていないときに現われる奇数
次側帯波のうち所定の側帯波の強度を零とするように光
位相変調器に供給される制御信号（正弦波電気信号）の
振幅を制御することで、そのときの正弦波電気信号の振
幅などから光強度変調器の特性を測定するようにしたた
め、測定に用いる正弦波電気信号の周波数は低くてよ
く、また、ヘテロダイン検波の中間周波数も光検出器の
帯域に合わせて設定できるため、簡単な構成で安価なシ
ステム構成で光強度変調器の特性を測定できる。また、
本発明方法によれば、モニターする側帯波の強度を零に
する制御により測定が行えるので、精度の高い測定がで
き、更に中心周波数を最大にする制御により、より一層
測定精度を向上できる。
【００６７】また、本発明の光強度変調器の制御方法に
よれば、制御信号となる正弦波電気信号の振幅を制御可
能な範囲で小さく抑えることにより、変調後の信号波形
や伝送特性に殆ど影響を与えることなく、光強度変調器
の特性の制御が高精度にでき、また、材質等の経時変化
が生じても常時フィードバック制御を行っているので、
長期間運用を行うような光ファイバ通信に用いられるマ
ッハツェンダ型光強度変調器に適用しても常に最適なチ
ャーピングの制御ができる。
よれば、制御信号となる正弦波電気信号の振幅を制御可
能な範囲で小さく抑えることにより、変調後の信号波形
や伝送特性に殆ど影響を与えることなく、光強度変調器
の特性の制御が高精度にでき、また、材質等の経時変化
が生じても常時フィードバック制御を行っているので、
長期間運用を行うような光ファイバ通信に用いられるマ
ッハツェンダ型光強度変調器に適用しても常に最適なチ
ャーピングの制御ができる。
【図１】本発明になる光強度変調器の特性測定方法の概
念を説明する図である。
念を説明する図である。
【図２】本発明になる光強度変調器の制御方法の概念を
説明する図である。
説明する図である。
【図３】本発明特性測定方法の第１実施例の構成図であ
る。
る。
【図４】光強度変調器の動作点と入力電気信号に対する
出力光波形の関係を表す図である。
出力光波形の関係を表す図である。
【図５】本発明特性測定方法の第２実施例の構成図であ
る。
る。
【図６】本発明特性測定方法の第３実施例の構成図であ
る。
る。
【図７】本発明制御方法の第１実施例の構成図である。
【図８】本発明制御方法の第２実施例の構成図である。
【図９】本発明制御方法の第３実施例の構成図である。
【図１０】本発明制御方法の第４実施例の構成図であ
る。
る。
【図１１】本発明制御方法の第５実施例の構成図であ
る。
る。
【図１２】本発明制御方法の第６実施例の構成図であ
る。
る。
【図１３】従来の光強度変調器のαパラメータの測定方
法の基本構成図である。
法の基本構成図である。
１、１１ 第１の発光手段 ２、１２ 第２の発光手段 ３、１３ 混合手段 ４、１４、３９、５９ 光検出器 ５、１５ 制御信号発生手段 ６、２１ 光源 ７、２２、３２、４５、５２、６６、７５ 光位相変調
器 ８、３５、４４ 被測定マッハツェンダ型光強度変調器 ９、１８、３３、５３ 正弦波電気信号用信号源 １６、５４ マッハツェンダ型光強度変調器 １７、５５ 光分岐素子 １９、６２ データ信号源 ２４、３４、６４ 制御器 ３１、４９、５１ 第１の光源 ３６、５７ 第２の光源 ３７、５８ 偏光制御器 ３８、５６ 光カプラ ４０、６０、７３ 中心周波数濾波用帯域フィルタ ４１、６１、７４ 側帯波濾波用帯域フィルタ ４７、６８、７７ 光源駆動用直流電源 ７０ 第３の光源 ７１ 波長多重素子 ７２ 波長分離素子
器 ８、３５、４４ 被測定マッハツェンダ型光強度変調器 ９、１８、３３、５３ 正弦波電気信号用信号源 １６、５４ マッハツェンダ型光強度変調器 １７、５５ 光分岐素子 １９、６２ データ信号源 ２４、３４、６４ 制御器 ３１、４９、５１ 第１の光源 ３６、５７ 第２の光源 ３７、５８ 偏光制御器 ３８、５６ 光カプラ ４０、６０、７３ 中心周波数濾波用帯域フィルタ ４１、６１、７４ 側帯波濾波用帯域フィルタ ４７、６８、７７ 光源駆動用直流電源 ７０ 第３の光源 ７１ 波長多重素子 ７２ 波長分離素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/06 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｌ 10/08 10/142 10/152
Claims (10)
- 【請求項１】 少なくとも被測定光強度変調器を有し、
制御信号で位相が変調され、かつ、一定周波数の正弦波
電気信号が印加される被測定光強度変調器により光強度
が変調された第１の光を発光する第１の発光手段と、 該第１の光とは波長の異なる第２の光を出射する第２の
発光手段と、 前記第１の光と第２の光とをそれぞれ混合する混合手段
と、 該混合手段により混合された光を光電変換する光検出器
と、 前記正弦波電気信号と該光検出器の出力電気信号とに基
づいて、該光検出器の出力電気信号中の前記第１及び第
２の光の波長差に相当する周波数の近傍の所定の奇数次
側帯波周波数信号のレベルが最小となるようにレベルを
可変した信号を発生して前記制御信号として出力する制
御信号発生手段とを含み、前記正弦波電気信号及び制御
信号に基づいて前記被測定光強度変調器の特性を測定す
ることを特徴とする光強度変調器の特性測定方法。 - 【請求項２】 前記第１の発光手段は、光源と、該光源
からの光を前記制御信号で位相変調する光位相変調器
と、該光位相変調器より入射された光の強度を前記正弦
波電気信号で変調して前記第１の光として出射するマッ
ハツェンダ型の前記被測定光強度変調器とよりなること
を特徴とする請求項１記載の光強度変調器の特性測定方
法。 - 【請求項３】 前記第１の発光手段は、光源と、該光源
からの光の強度を前記正弦波電気信号で変調するマッハ
ツェンダ型の前記被測定光強度変調器と、該被測定光強
度変調器より入射された光を前記制御信号で位相変調し
て前記第１の光として出射する光位相変調器とよりなる
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器の特性測
定方法。 - 【請求項４】 前記第１の発光手段は、光源と、該光源
を駆動する駆動信号に前記制御信号を重畳して該光源を
駆動する加算回路と、該光源より入射された光の強度を
前記正弦波電気信号で変調して前記第１の光として出射
するマッハツェンダ型の前記被測定光強度変調器とより
なることを特徴とする請求項１記載の光強度変調器の特
性測定方法。 - 【請求項５】 前記光検出器の出力電気信号中の前記第
１及び第２の光の波長差に相当する周波数成分が最大と
なるように、前記第２の光の偏光面を制御して前記混合
手段へ出射させる偏光制御器を有することを特徴とする
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の光強度変調器
の特性測定方法。 - 【請求項６】 マッハツェンダ型光強度変調器による光
強度変調の際に生じる位相変調分を制御する光強度変調
器の制御方法において、 一定周波数の正弦波電気信号で位相が変調された第１の
光を発生して前記光強度変調器へ出射する第１の発光手
段と、 該第１の光とは波長の異なる第２の光を出射する第２の
発光手段と、 前記光強度変調器の第１及び第２のアームに入力される
第１及び第２の制御信号に応じて該光強度変調器から光
の強度が変調されて出射された前記第１の光を前記第２
の光と混合する混合手段と、 該混合手段により混合された光を光電変換する光検出器
と、 前記正弦波電気信号と該光検出器の出力電気信号とデー
タ信号とに基づいて、該光検出器の出力電気信号中の前
記第１及び第２の光の波長差に相当する周波数の近傍の
所定の奇数次側帯波周波数信号のレベルが最小となるよ
うに前記第１及び第２の制御信号の振幅比を可変して前
記第１及び第２のアームへ出力する制御信号発生手段と
を含むことを特徴とする光強度変調器の制御方法。 - 【請求項７】 前記第１の発光手段に代えて、前記光強
度変調器へ所定波長の光を入射する光源と、該光強度変
調器から出射された光の位相を前記正弦波電気信号で変
調して前記第１の光として前記混合手段へ出射する光位
相変調器とを設けたことを特徴とする請求項６記載の光
強度変調器の制御方法。 - 【請求項８】 マッハツェンダ型光強度変調器による光
強度変調の際に生じる位相変調分を制御する光強度変調
器の制御方法において、 第１の光を出射する第１の発光手段と、 該第１の光とは波長の異なる第２の光を出射する第２の
発光手段と、 一定周波数の正弦波電気信号で位相が変調された、前記
第１及び第２の光とそれぞれ波長の異なる第３の光を出
射する第３の発光手段と、 該第１及び第３の光をそれぞれ波長多重して前記光強度
変調器へ出射する波長多重素子と、 前記光強度変調器の第１及び第２のアームに入力される
第１及び第２の制御信号に応じて該光強度変調器から光
の強度が変調されて出射された波長多重光から前記第３
の光を分離する波長分離素子と、 該波長分離素子により分離された該第３の光を前記第２
の光と混合する混合手段と、 該混合手段により混合された光を光電変換する光検出器
と、 前記正弦波電気信号と該光検出器の出力電気信号とデー
タ信号とに基づいて、該光検出器の出力電気信号中の前
記第２及び第３の光の波長差に相当する周波数の近傍の
所定の奇数次側帯波周波数信号のレベルが最小となるよ
うに前記第１及び第２の制御信号の振幅比を可変して前
記第１及び第２のアームへ出力する制御信号発生手段と
を含むことを特徴とする光強度変調器の制御方法。 - 【請求項９】 前記第３の発光手段に代えて、前記波長
多重素子へ前記第１及び第２の光とそれぞれ波長の異な
る光を入射して前記第１の光と多重させる光源と、前記
波長分離素子により分離された該光源からの光の位相を
前記正弦波電気信号で変調して前記第３の光として前記
混合手段へ出射する光位相変調器とを設けたことを特徴
とする請求項８記載の光強度変調器の制御方法。 - 【請求項１０】 前記光検出器の出力電気信号中の前記
第２の光と前記光強度変調器から取り出されて前記混合
手段に入射される光との波長差に相当する周波数成分が
最大となるように、前記第２の光の偏光面を制御して前
記混合手段へ出射させる偏光制御器を有することを特徴
とする請求項６乃至９のうちいずれか一項記載の光強度
変調器の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083912A JP2757816B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 光強度変調器の特性測定方法及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083912A JP2757816B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 光強度変調器の特性測定方法及び制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278224A JPH08278224A (ja) | 1996-10-22 |
| JP2757816B2 true JP2757816B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=13815825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7083912A Expired - Lifetime JP2757816B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 光強度変調器の特性測定方法及び制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757816B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002023122A (ja) | 2000-06-30 | 2002-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | 光送信装置およびこれに用いる光変調器のバイアス電圧制御方法 |
| JP3765967B2 (ja) | 2000-06-30 | 2006-04-12 | 三菱電機株式会社 | 光送信装置およびこれに用いる光変調器のバイアス電圧制御方法 |
| JP3990228B2 (ja) | 2002-08-15 | 2007-10-10 | 富士通株式会社 | 光送信装置 |
| JP4494347B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2010-06-30 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調装置 |
| CN107632211A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-26 | 中国电力科学研究院 | 一种静态工作点可控制光电集成电场测量系统及方法 |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP7083912A patent/JP2757816B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08278224A (ja) | 1996-10-22 |
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