JP2820138B2 - 光変調装置 - Google Patents
光変調装置Info
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- 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
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Description
光送信技術において用いられる光信号を変調するための
光変調装置に関する。
て、伝送容量および距離拡大のための研究が活発に行わ
れている。特に伝送速度の高速化、伝送距離の長距離化
の手段として導波路型光変調器が使用されている。その
中でも、基板にLiNbO3 を使用した変調器が代表的
であり、導波路の構造等によって、光強度変調器、光位
相変調器そして光偏波変調器の3つのタイプがある。次
にこの導波路型光変調器を使用した光変調回路の従来技
術について説明する。
器を使用した従来の光変調装置を図6に示す。11は光
の偏波状態を変調する光偏波変調器である。12は増幅
回路で、変調入力信号に応じた変調駆動信号を出力す
る。この変調駆動信号は光偏波変調器11の電気信号入
力ポート7へ入力され、内部のストリップ電極ラインを
伝搬して電気出力ポート8より出力され、ストリップ電
極ラインの特性インピーダンスに整合された終端回路1
3で終端される。一方、光信号は光偏波変調器11の光
信号入力ポート5から入力され、内部の光導波路を伝搬
して変調駆動信号の振幅値に応じた偏波変調が施され
る。この偏波変調された信号は光出力ポート6より出力
される。
幅回路の利得を特に制御しておらず、このため増幅回路
への変調入力信号振幅や環境温度が変化した場合、増幅
回路から出力される変調駆動信号の振幅が変動する。上
記で説明したように、導波路型光変調器に光偏波変調器
を使用した場合には、変調駆動信号振幅が変化すると偏
波変調量が変化し、偏光度が劣化するという問題があっ
た。また同様に、光強度変調器を使用した場合には消光
比が劣化するという問題があった。
れたもので、環境条件の変化に対しても安定した光変調
特性を得ることのできる光変調装置を提供することを目
的とする。
めに、本発明においては、光信号の入力手段及び出力手
段と電気信号の入力手段及び出力手段とを有する光変調
手段と、変調入力信号を増幅して変調駆動信号を上記光
変調手段の上記電気信号の入力手段に与える可変増幅手
段と、上記光変調手段の上記電気信号の出力手段から得
られる信号を検出する検出手段と、上記検出手段の検出
に応じて上記可変増幅手段の利得を制御する制御手段と
を設けている。
光強度変調器、光位相変調器の何れかに構成された導波
路型光変調器を用いてよい。
ピーク値を検出する検出回路、あるいは上記信号の平均
値を検出する検出回路を用いてよい。
出値が所定の値となるように上記可変増幅手段の利得を
制御するようにしてよい。
図面を参照して説明する。図1を参照すると、本発明の
光変調装置は、光信号を変調する導波路型光変調器2
と、これに変調駆動信号を供給する利得可変増幅回路1
とを有している。導波路型光変調器2は光信号と変調駆
動信号とが同一方向に伝搬する進行波電極構造となって
おり、光導波路9とストリップ電極ライン10を有して
いる。光信号は光信号入力ポート5から光導波路9を伝
搬して、光信号出力ポート6へと出力される。また、変
調駆動信号は利得可変増幅回路1から電気信号入力ポー
ト7に入力され、ストリップ電極ライン10を伝搬して
電気信号出力ポート8へと出力される。
し、変調駆動信号を電気信号入力ポート7に供給する。
電気信号出力ポート8にはピーク検出回路3が接続され
ている。このピーク検出回路3はストリップ電極ライン
10を伝搬してきた変調駆動信号の振幅値に対応した電
圧信号を検出し、利得制御回路4へ供給する。利得制御
回路4は、上記電圧信号があらかじめ設定された基準電
圧値Vsとなるように利得可変増幅回路1の利得を制御
する。
路の構造や光信号の入射構造により光強度変調器、光位
相変調器、光偏波変調器などがあり、本発明はいずれの
タイプの変調器にも適応可能である。
変調駆動信号を電気信号出力ポート8に接続したピーク
検出回路で検出する。このピーク検出回路で検出した電
圧値を利得制御回路4において所定の基準電圧値Vsと
比較し、その基準電圧値Vsと等しくなるように利得可
変増幅回路1へフィードバック制御をかけることによっ
て、利得可変増幅回路1から常に一定の変調駆動信号振
幅を得ることができる。この結果、温度等の環境条件の
変化により変調駆動信号の振幅が変動しても安定した光
変調特性を得ることができる。
の形態について説明する。図2は図1の導波路型光変調
器2に光偏波変調器を用いた場合の構成図である。本実
施の形態における変調入力信号の周波数は5GHzであ
る。11はディジタルデータ等の光信号の偏波状態を変
調する光偏波変調器である。ここではLiNb03 導波
路型光変調器を使用し、その2Vπ電圧振幅は周波数5
GHzで8.2Vpp、5GHzにおけるストリップ電
極ラインの通過損失は−2dBである。利得可変増幅回
路1にはGaAs電界効果トランジスタを使用してお
り、そのゲート電圧により利得を−30dBから+20
dBまで可変し、飽和出力電力は+23dBmである。
ピーク検出回路3はシリコントランジスタで構成してお
り、周波数5GHzにおける検出効率は60%、反射減
衰量は−16dBである。利得制御回路4にはオペアン
プICを使用し、利得可変増幅器1の出力振幅が常に
8.2Vppとなるように上記ゲート電圧を制御してい
る。
偏波変調特性の性能を表す偏光度測定を実施した。図3
は使用した光偏波変調器11の変調駆動信号振幅に対す
る偏光度を示している。変調駆動信号振幅によって偏光
度が変化し、8.2Vppで最小の偏光度5%を得てい
る。
振幅を変えた時の偏光度を測定した結果である。これよ
り、変調入力信号振幅が0.5Vpp〜2.0Vppま
で変化した場合においても偏光度が7%以下に保たれて
いることが確認できる。
で変化させた時の偏光度の測定結果であり、環境温度の
変化に対しても常に8%以下に保たれていることが確認
できる。
置を用いた場合の環境温度に対する偏光度測定結果を図
7に示す。この場合には偏光度が最大で30%まで変動
することが観測されており、図5の本発明による有効性
を確認することができる。
3により電気信号出力ポート8からの信号のピーク値を
検出しているが、ピーク値の他に平均値を検出するよう
にしてもよい。
境条件が変化した場合や変調入力信号が変化した場合に
おいても、常に安定した光変調特性が得られることであ
る。その理由は、光変調手段の電気信号出力を検出し、
この検出に応じて、変調駆動信号の振幅値が常に一定と
なるように、可変増幅手段の利得を制御しているからで
ある。
る。
である。
である。
す特性図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 光信号の入力手段及び出力手段と電気信
号の入力手段及び出力手段とを有する光変調手段と、 変調入力信号を増幅して変調駆動信号を上記光変調手段
の上記電気信号の入力手段に与える可変増幅手段と、 上記光変調手段の上記電気信号の出力手段から出力され
る信号を検出する検出手段と、 上記検出手段の検出に応じて上記可変増幅手段の利得を
制御する制御手段とを備えた光変調装置。 - 【請求項2】 上記光変調手段は、光偏波変調器、光強
度変調器、光位相変調器の何れかに構成された導波路型
光変調器であることを特徴とする請求項1記載の光変調
装置。 - 【請求項3】 上記検出手段は、上記信号のピーク値を
検出する検出回路に構成されていることを特徴とする請
求項1記載の光変調装置。 - 【請求項4】 上記検出手段は、上記信号の平均値を検
出する検出回路に構成されていることを特徴とする請求
項1記載の光変調装置。 - 【請求項5】 上記制御手段は、上記検出手段の検出値
が所定の値となるように上記可変増幅手段の利得を制御
することを特徴とする請求項1記載の光変調装置。
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