JP3167383B2

JP3167383B2 - 光送信機

Info

Publication number: JP3167383B2
Application number: JP30289391A
Authority: JP
Inventors: 央西本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 2001-05-21
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH05142504A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信システムに使用さ
れる光送信機に関し、さらに詳しくは、外部光変調器を
備えた光送信機の改良に関する。

【０００２】従来、光通信システムに使用される光送信
機においては、レーザダイオードに流れる電流をデータ
信号により変調する直接変調方式が採用されていた。し
かし、直接変調方式では、光ファイバ内の波長分散によ
り、伝送速度が高くなるのに従って出力される光信号の
動的波長変動（チャーピング）の影響が大きくなるの
で、長距離伝送が困難となってきた。

【０００３】そこで、原理的にチャーピングが生じにく
いマッハツェンダ型光変調器その他の外部光変調器を備
えた光送信機が検討されている（外部変調方式）。この
種の光送信機にあっては、経時変化や温度変化に伴って
光変調器の動作点がドリフトするので、動作点を安定化
するための制御ループが必要になる。また、動作点安定
化のための制御ループの回路構成上、信号の急峻なマー
ク率変化に対応できないことがあり、その改善が求めら
れている。

【０００４】

【従来の技術】光送信機に用いられる光変調器として、
マッハツェンダ型の光変調器が知られている。マッハツ
ェンダ型の光変調器は、光源からの光が入力される入力
ポートと、入力ポートに入力した光を２分岐して伝搬さ
せる一対の分岐導波路と、分岐導波路をそれぞれ伝搬し
た光を合流して出力する出力ポートと、分岐導波路の伝
搬光に位相変化を与えるための電極とを備えている。

【０００５】分岐導波路の伝搬光が同相（位相差が２ｎ
π（ｎは整数））で合流すると光出力はオンとなり、分
岐導波路の伝搬光が逆相（位相差が（２ｎ＋１）π（ｎ
は整数））で合流すると光出力はオフとなるから、電極
に与える電圧を入力信号に従って変化させることによっ
て、チャーピングが少ない強度変調が可能になる。

【０００６】電極に与える電圧を入力信号に従って変化
させるに際しては、温度変動等に伴う光変調器の動作点
ドリフトを補償する必要がある。例えば、動作点が最適
位置になるように電極にバイアス電圧を与えておき、こ
の状態で出力光がオン・オフするように、バイアス電圧
に駆動電圧を重畳する。

【０００７】このような動作点安定化のための技術とし
ては、特開昭４９−４２３６５号、特願平２−５０１８
９号に開示されたものが知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】マッハツェンダ型光変
調器の電極に駆動電圧及びバイアス電圧を与える場合、
バイアス電圧はＤＣであるからバイアス回路は電極に直
流的に接続する必要がある。しかし、駆動回路と電極の
接続については、駆動回路と電極を直流的に接続する
と、バイアス電圧が駆動回路に直接加わり駆動回路の動
作点が変化して駆動波形が劣化したり、駆動回路の耐圧
を加えて駆動回路が破壊される恐れがあるので、駆動回
路と電極は直流的に接続せずに、ＤＣに対するデカップ
リング用のコンデンサ（キャパシタ）を介して接続して
いた。

【０００９】駆動回路と電極の接続をコンデンサを介し
て行った場合、コンデンサの周波数特性が必ずしも十分
ではなく、高速の信号を通したときに信号波形が歪むこ
とがあるという問題があった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みて創作され
たもので、マッハツェンダ型光変調器と駆動回路の接続
にコンデンサを必要としない高速化に適した光送信機の
提供を目的としている。

【００１１】本発明の他の目的は、以下の説明により明
らかになる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光送信機は、光
源と、該光源からの光が入力される入力ポートと該入力
ポートに入力した光を２分岐して伝搬させる一対の分岐
導波路と該分岐導波路をそれぞれ伝搬した光を合流して
出力する出力ポートと上記分岐導波路の伝搬光に位相変
化を与える互いに絶縁された信号電極及びバイアス電極
とを備えたマッハツェンダ型の光変調器と、上記出力ポ
ートから出力された光を分岐する光分岐回路と、入力信
号の論理レベルに対応して上記出力ポートから出力され
る光がオン・オフするような位相変化が上記分岐導波路
の伝搬光に与えられるように上記信号電極に駆動電圧を
与える駆動回路と、上記光分岐回路で分岐された光の強
度レベルに基づき上記光変調器の動作特性曲線のドリフ
トを検出して、動作点が上記動作特性曲線に対して一定
の位置になるような位相変化が上記分岐導波路の伝搬光
に与えられるように上記バイアス電極にバイアス電圧を
与える動作点制御回路とを備えて構成される。本発明の
他の側面によると、光が入力される入力ポートと該入力
ポートに入力した光を２分岐して伝搬させる一対の分岐
導波路と該分岐導波路をそれぞれ伝搬した光を合流して
出力する出力ポートと該分岐導波路の伝搬光に位相変化
を与える互いに絶縁された信号電極及びバイアス電極と
を備えた光変調器と、該信号電極に接続され入力信号に
基づいて駆動信号に発振器からの低周波信号を重畳した
信号を該信号電極に印加する駆動回路と、該出力ポート
から出力された光より該低周波信号の周波数成分を検出
して、該周波数成分に基づき該バイアス電極に与えるバ
イアス電圧を制御する動作点制御回路とを備えたことを
特徴とする光送信機が提供される。本発明の更に他の側
面によると、一対の分岐導波路及び該分岐導波路の伝搬
光に位相変化を与える互いに絶縁された信号電極及びバ
イアス電極とを含む光変調器と、上記信号電極に直流接
続され、低周波信号が重畳された駆動信号を上記信号電
極に供給する駆動回路と、上記バイアス電極に接続さ
れ、上記低周波信号と同位相又は逆位相で且つ所定の振
幅を有するＡＣ信号が重畳されたバイアス電圧を上記バ
イアス電極に供給する回路と、上記光変調器から出力さ
れた光より上記低周波信号の周波数成分を検出して、該
周波数成分に基づき上記バイアス電圧を制御する動作点
制御回路とを備えたことを特徴とする光送信機が提供さ
れる。

【００１３】

【作用】本発明によると、光変調器の電極を互いに絶縁
された信号電極とバイアス電極に分けているので、コン
デンサを介することなくこの光変調器を駆動することが
できるようになる。本発明によるこの作用以外の作用に
ついては、以下の説明から明らかになる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施に使用することができるマッハ
ツェンダ型の光変調器の一例を示す平面図、図２はＡ−
Ａ断面図である。この光変調器は、ＺカットＬｉＮｂＯ
₃からなる基板にＴｉを熱拡散させて光導波路を形成
し、この光導波路に各電極を装荷して構成されている。

【００１５】基板２上に形成された光導波路は、図示し
ない光源からの光が入力される入力ポート４と、入力ポ
ート４からの光を２分岐して伝搬させる一対の分岐導波
路６，８と、分岐導波路６，８の伝搬光を合流して出力
する出力ポート１０とからなる。

【００１６】一方の分岐導波路６には信号電極１２が装
荷されており、他方の分岐導波路８にはバイアス電極１
６が装荷されている。１４は信号電極１２の近傍に設け
られた接地電極、１８はバイアス電極１６の近傍に設け
られた接地電極である。尚、各電極と基板２の間にはＳ
ｉＯ₂等からなるバッファ層２０が形成されているが、
図面が不明瞭にならないようにこのバッファ層は図１に
は図示されていない。

【００１７】駆動電圧は信号電極１２と接地電極１４の
間に印加され、バイアス電圧はバイアス電極１６と接地
電極１８の間に印加される。信号電極１２は、駆動電圧
による電界が分岐導波路６の伝搬光の伝搬方向と同一の
方向に伝搬するように進行波型に構成されている。信号
電極１２への信号の入力は、信号電極１２の上記伝搬方
向上流側の端部１２Ａからなされる。また、信号電極１
２の上記伝搬方向の下流側の端部１２Ｂには終端抵抗器
が接続される。

【００１８】信号電極１２を進行波型に構成することに
よって、そうでない場合と比較してより高速な変調が可
能になる。本実施例では、基板がＺカットタイプなの
で、図２に示されるように、分岐導波路６，８の真上に
信号電極１２及びバイアス電極１６を装荷するととも
に、その近傍に接地電極１４，１８を形成しておくこと
によって、分岐導波路６，８に対する効果的な電界の印
加が可能になる。

【００１９】基板がＺカットＬｉＮｂＯ₃から形成され
ている場合には、次のようにしても分岐導波路に効果的
に電界を印加することができる。図３は本発明の実施に
使用することができる光変調器の他の構成例を示す断面
図である。この例では、分岐導波路６，８の真上にそれ
ぞれ信号電極１２及びバイアス電極１６を装荷し、基板
２の裏面側に共通の接地電極２２を形成している。この
ように信号電極及びバイアス電極と接地電極とを異なる
平面上に形成することによっても、分岐導波路の伝搬光
に所要の位相変化を与えることができる。

【００２０】図４は本発明の実施に使用することができ
る光変調器のさらに他の構成例を示す平面図である。こ
れまでに説明した光変調器の構成例では、一対の分岐導
波路のうちの一方に信号電極を装荷し、他方にバイアス
電極を装荷していたが、この実施例では、一対の分岐導
波路６，８のうちの一方の分岐導波路８に信号電極１２
及びバイアス電極１６を装荷し、他方の分岐導波路６
に、信号電極及びバイアス電極にそれぞれ対応した接地
電極１４，１８を装荷している。

【００２１】このように、信号電極とバイアス電極が絶
縁されているという条件を満たせば、信号電極及びバイ
アス電極の種々の構成態様を採用可能である。ＬｉＮｂ
Ｏ₃のＺカット面以外の結晶面上に光導波路を形成する
場合には、効果的な電界の印加を可能とするための種々
の電極の配置形態を採用可能である。例えば、分岐導波
路の側部に電極を形成してもよい。

【００２２】このように信号電極及びバイアス電極を独
立に有するマッハツェンダ型光変調器を備えた光送信機
の優位性を説明するために、信号電極とバイアス電極が
別個に設けられていない一般的な光変調器（例えば図４
の構成でバイアス電極１６及び接地電極１８がない場合
に相当）の動作特性を説明する。

【００２３】図５は一般的なマッハツェンダ型光変調器
の入出力特性を示す図である。図において、は動作点
ドリフトを生ずる前の特性を示し、は動作点ドリフト
を生じた場合の特性を示す。

【００２４】ここで、「動作点ドリフト」は、出力光電
力と印加電圧の関係を表す動作特性曲線の印加電圧増減
方向へのドリフトのことである。マッハツェンダ型光変
調器の動作特性曲線は、図示したように印加電圧に対し
て周期性を有する。従って、入力信号の各論理値に対応
して、出力光電力の極小値及び極大値が得られる駆動電
圧Ｖ₀及びＶ₁を用いることにより、効率的な２値変調
を行うことができる。

【００２５】このようなマッハツェンダ型光変調器から
出力される光信号においては、動作点ドリフトの発生時
に駆動電圧Ｖ₀，Ｖ₁が一定であると、上述の周期性に
より波形歪及び消光比劣化を生ずる。このため、動作点
ドリフトが発生したときにそのドリフトをｄＶとする
と、駆動電圧Ｖ₀，Ｖ₁をそれぞれＶ₀＋ｄＶ，Ｖ₁＋
ｄＶとして動作点ドリフトを補償するのが望ましい。

【００２６】動作点ドリフトを補償するための動作点制
御の方法としては、例えば、入力信号の一方の論理レベ
ルに低周波信号を重畳して光変調器を駆動し、出力され
る光信号から検出される低周波信号の位相により動作点
を制御する方法が知られている（特開昭４９−４２３６
５号）。

【００２７】しかし、入力信号の一方の論理レベルに低
周波信号を重畳して変調器を駆動する非対称変調（ここ
での「変調」は信号伝送のための変調ではなく動作点制
御のための低周波信号による変調である。）による場
合、入力信号の立ち上がり時間或いは立ち下がり時間が
大きい場合に、必ずしも最適動作点を保持することがで
きない（定量的考察は後述）。

【００２８】入力信号に依存せずに、動作点ドリフトに
伴う出力光信号の波形歪及び消光比の劣化を防止するこ
とができる動作点制御の方法として、対称変調によるも
のがある（特願平２−５０１８９号）。

【００２９】本発明の優位性を説明するために、対称変
調を実施するための構成の理解とその動作の定量的考察
とが必要不可欠と思われるので、これを詳述することに
する。

【００３０】図６は対称変調の実施に使用する光送信機
の構成例を示すブロック図である。信号用電極１２を備
えたマッハツェンダ型光変調器２６には光源２４からの
光が入力され、光変調器２６の出力光は、光分岐回路２
８で分岐される。光分岐回路２８で分岐された一方の光
は光信号出力として取り出され、他方の光は光／電気変
換器３０により電気信号に変換される。

【００３１】駆動回路３２は、入力信号の論理レベルに
対応して光出力がオン・オフするように駆動電圧を出力
し、この駆動信号は、低周波重畳回路３６で発振器３４
からの低周波信号を重畳される。

【００３２】低周波信号が重畳された駆動信号は、デカ
ップリングコンデンサ３８を介して信号電極１２に入力
される。信号電極１２の出力端は、デカップリングコン
デンサ４０を介して終端抵抗器４２に接続される。

【００３３】位相検出回路４４は、光／電気変換器３０
からの電気信号に含まれる低周波信号の周波数成分の位
相を、発振器３４からの低周波信号の位相と比較して、
動作点ドリフトの方向に応じた極性で且つ動作点ドリフ
トの大きさに応じたレベルのＤＣ信号を出力する。

【００３４】バイアス制御回路４６は、位相検出回路４
４からのＤＣ信号が零になるように信号電極１２に与え
るバイアス電圧をフィードバック制御する。マッハツェ
ンダ型の光変調器２６で光信号に変換される入力信号の
波形は、図７に（ａ）で示されるように、入力信号のス
ペース側とマーク側に低周波信号が互いに逆相で重畳さ
れたものである（対称変調）。このような入力信号で、
図７に（ｂ）で示される入出力特性（動作特性曲線）を
有する光変調器２６を駆動すると、図７に（ｃ）で示さ
れるように、周波数２ｆ₀（ｆ₀は低周波信号の周波
数）の信号で振幅変調された出力光信号が得られる。

【００３５】動作点ドリフトがない状態では、入力信号
の各論理レベルに対応した駆動電圧Ｖ₀，Ｖ₁が動作特
性曲線上で隣り合う極小値及び極大値にそれぞれ対応し
ているので、出力光信号においては、スペース側の包絡
線とマーク側の包絡線が互いに逆相となり、重畳成分の
周波数は２ｆ₀となる。従って、光／電気変換器３０の
出力には、ｆ₀の周波数成分が検出されない。

【００３６】しかし、動作点ドリフトが生じると、図８
及び図９に示すように、出力光信号のスペース側の包絡
線とマーク側の包絡線は同相となる。出力される光信号
の平均電力はこのような同相変調に伴って周波数ｆ₀で
変動し、その周波数成分ｆ₀の位相は動作点ドリフトの
方向に応じて１８０°異なった値となる。従って、位相
検出回路４４の出力には、その周波数成分ｆ₀の位相と
発振器３４が出力する低周波信号の位相との位相差に応
じた極性で且つ動作点ドリフトの大きさに応じたレベル
のＤＣ信号が出現することとなる。

【００３７】バイアス制御回路４６は、このような動作
点ドリフトに応じた信号により、出力光信号に周波数成
分ｆ₀が含まれないようにバイアス電圧を制御し、動作
点ドリフトを補正した最適の動作点を保持する。

【００３８】次に、このような対称変調による動作点制
御の動作原理を定量的に説明する。入力信号の振幅をＶ
π（＝｜Ｖ₀−Ｖ₁｜）とし、出力光信号の電力をその
ピーク値で正規化した値をＰ（Ｖ）とし、駆動電圧をＶ
πで正規化した値をＶとすると、光変調器２６の入出力
特性は、

【００３９】

【数１】

【００４０】で与えられる。尚、Ｖｄは、Ｖπで正規化
された動作点ドリフト電圧である。入力信号に対して周
波数ｆ₀（＝ω₀／２π）の低周波信号により変調度ｍ
で振幅変調を行うと、これが対称変調である場合には、
入力信号の論理レベル「０」及び「１」に対応する駆動
電圧Ｖ₀，Ｖ₁は、

【００４１】

【数２】

【００４２】で与えられる。また、ｍが十分小さい場合
において、これらの各論理レベルに対応した出力光信号
の電力Ｐ₀，Ｐ₁は、

【００４３】

【数３】

【００４４】の各近似式で与えられる。さらに、入力信
号の立ち上がり時間及び立ち下がり時間における出力光
信号の平均電力Ｐ₂は、

【００４５】

【数４】

【００４６】の近似式で与えられる。図１０は、アイパ
ターンにおけるスペース部（Ｐ₀)、マーク部（Ｐ₁)、立
ち上がり・立ち下がり部（Ｐ₂)の出現確率を示す図であ
る。

【００４７】図において、Ｍは入力信号のマーク率を示
し、ｒは入力信号のビットレートｆ _bと入力信号の立ち
上がり時間及び立ち下がり時間（＝ｒ（１／ｆ_b））と
の関係を示す定数である。

【００４８】従って、このような出現確率を用いて、入
力信号に重畳される低周波信号の周期（＝１／ｆ₀）よ
り十分短い時間で平均した出力光信号の電力Ｐ_avは、

【００４９】

【数５】

【００５０】の式で与えられる。尚、Ｋ₀，Ｋ₁及びＫ
₂は、それぞれ上式中に示される比例定数である。従っ
て、出力光信号の電力Ｐ_avに含まれる低周波信号の周波
数ｆ₀の成分Ｐは、

【００５１】

【数６】

【００５２】の式で与えられる。従って、周波数ｆ₀の
成分Ｐは、動作点ドリフトの方向（Ｖｄの極性）によっ
てその位相が１８０°異なる。また、この周波数成分Ｐ
を基準周波数sin(ω₀ｔ）と乗算すると、動作点ドリフ
トの方向に応じた正負のＤＣ成分を検出することができ
る。即ち、このＤＣ成分を「０」とする制御を行うこと
によって、動作点を最適に保持することができる。

【００５３】尚、周波数成分Ｐが常に「０」となるのは
動作点ドリフトＶｄが「０」の場合だけであるので、入
力信号の波形に応じて変動するパラメータＭ及びｒに依
存せずに動作点を最適に制御できる。

【００５４】一方、非対称変調による動作点制御の動作
原理についても対称変調の場合と同様に定量的に説明す
ることができるが、ここでは説明の重複を避けるため
に、各式の異なる点を記述することに留める。即ち、非
対称変調の場合には、（２），（４），（６）及び
（８）の各式に代えて以下の式が適用される。

【００５５】

【数７】

【００５６】尚、（８′）式においてＫ，θは次の式を
満足する。

【００５７】

【数８】

【００５８】従って、非対称変調の場合には、（８′）
式から明らかなように、Ｐ＝０となるのは、sin(πＶｄ
＋θ）＝０のときであり、安定点は最適動作点から−θ
／πだけずれた点となり、入力信号の立ち上がり時間、
立ち下がり時間及びマーク率に応じて波形歪及び消光比
劣化が生じることがある。

【００５９】図６の構成において、低周波信号が重畳さ
れた駆動信号を光変調器の信号電極にコンデンサを介し
て供給している理由は２つある。まず第１に、直流のバ
イアス電圧が駆動回路に加わって安定な動作が阻害され
ることを防止するためである。これは対称変調の場合の
みならず非対称変調の場合にも共通する。

【００６０】第２に、これは対称変調の場合に特有のも
のであるが、図７に（ａ）で示されるような対称な駆動
波形を得るためである。即ち、低周波信号が単に重畳さ
れた駆動電圧信号をコンデンサに通すことによって、低
周波成分が除去されて対称な駆動波形が得られる。

【００６１】本発明によりコンデンサが不要になるとい
う作用は、コンデンサにおける周波数特性が不十分であ
ることに起因する信号波形の劣化を防止し得るという点
で効果的である。

【００６２】また、この点に加えて、コンデンサを不要
にすることにより、マーク率が急峻に変化したときの信
号波形の劣化を防止し得るようになるという効果もあ
る。具体的には次の通りである。

【００６３】対称変調による動作点制御が行われている
場合には、マーク率が１／２以外の場合にも適正な動作
点となるように制御されるので、動作点制御ループの時
定数に比べて十分遅いマーク率変化では信号波形は劣化
しない。しかし、動作点制御ループの時定数程度からコ
ンデンサで遮断される周波数に対応する時定数程度の間
で生じるマーク率変化によって、信号波形は劣化する。
従って、このような場合にコンデンサを不要にする要求
があるのである。

【００６４】図１１は本発明の望ましい実施例を示す光
送信機のブロック図である。４８は信号電極１２及びバ
イアス電極１６を備えたマッハツェンダ型の光変調器で
あり、この例では図１に示された構成のものが用いられ
ている。

【００６５】光源としてのＤＦＢレーザダイオード５０
からの光は、光アイソレータ５２を介して光変調器４８
に入力される。光変調器４８から出力された光は、光カ
プラ等からなる光分岐回路２８で分岐され、分岐された
一方の光は、光信号出力として図示しない光伝送路に送
出される。光分岐回路２８で分岐された他方の光は、フ
ォトダイオード等を用いて構成される光／電気変換器３
０により電気信号に変換され、この信号は増幅器６４で
増幅されて位相検出回路４４に入力する。

【００６６】５４は駆動回路としての増幅回路であり、
この増幅回路５４は、入力信号を増幅して所定の振幅の
駆動電圧信号として出力する。５６は増幅回路５４から
の駆動電圧信号に低周波信号を重畳する低周波重畳回路
としての振幅変調回路である。

【００６７】発振器３４からの低周波信号は、可変抵抗
器５８を介して振幅変調回路５６に入力される。可変抵
抗器５８は低周波信号による振幅変調の変調度を調整す
るためのものである。

【００６８】位相検出回路４４は、光／電気変換器３０
からの電気信号に含まれる低周波信号の周波数成分の位
相を発振器３４からの低周波信号の位相と比較して、動
作点ドリフトの方向に応じた極性で且つ動作点ドリフト
の大きさに応じたレベルのＤＣ信号を得るためのもので
ある。具体的には、位相検出回路４４は、同期検波回路
６０と低域通過フィルタ６２とからなる。

【００６９】６６はバイアス制御回路としての演算増幅
器であり、この演算増幅器６６は、入力するＤＣ信号が
零になるように光変調器のバイアス電極１６にバイアス
電圧を与える。

【００７０】この例では、信号電極１２にはコンデンサ
を介さずに直接駆動電圧信号が与えられているので、対
称形状の駆動波形は得られない。そこで、対称変調を可
能にするために、バイアス電極１６に与えるバイアス電
圧に低周波信号を重畳する。具体的には、発振器３４か
らの低周波信号を、可変抵抗器６８及びカップリングコ
ンデンサ７０を介してバイアス電極１６に与えている。

【００７１】次に、図１１の光送信機の動作を説明す
る。対称変調の優位性については既に定量的に論じられ
ているから、図１１の構成でいかに対称変調が実現され
るかを定性的に説明することにする。

【００７２】図１２は図１１の光送信機の動作を説明す
るための波形図である。（Ａ）は信号電極１２に与えら
れる駆動電圧の波形、（Ｂ）はバイアス電極１６に与え
られるバイアス電圧の波形、（Ｃ）は信号電極１２が装
荷された側の分岐導波路における光の位相変化
（φ₂）、（Ｄ）はバイアス電極１６が装荷された側の
分岐導波路における光の位相変化（φ₁）、（Ｅ）は分
岐導波路の合流点における光の位相差（φ₁−φ₂）を
表している。

【００７３】図５、図７、図８及び図９における横軸は
電圧で表されているが、より正確には、電圧印加によっ
て生じた分岐導波路合流点における光の位相差に対応し
ている。従って、以下の説明は光の位相差に基づいて行
う。

【００７４】バイアス電圧には、（Ｂ）に示すように、
信号電極の駆動波形に重畳された低周波信号と同位相で
且つ所定の振幅を有するＡＣ信号が重畳されている。そ
して、このＡＣ信号の振幅は、分岐導波路の伝搬光が合
流するときの伝搬光間の位相差の波形（図１２（Ｅ））
において、スペース側の包絡線とマーク側の包絡線が逆
相で且つ同振幅になるように設定される。信号電極の駆
動波形に重畳する低周波信号及びバイアス電圧に重畳す
るＡＣ信号の振幅は、それぞれ図１１の可変抵抗器５
８，６８により調整することができる。

【００７５】尚、図４に示されたように、分岐導波路の
一方に信号電極及びバイアス電極が装荷されているタイ
プの光変調器を用いる場合には、信号電極により与えら
れる光の位相変化とバイアス電極により与えられる光の
位相変化の和が光出力強度に対応するので、バイアス電
圧に重畳するＡＣ信号は、信号電極の駆動波形に重畳す
る低周波信号と逆位相になるようにする。

【００７６】このように、所定位相で且つ所定振幅のＡ
Ｃ信号をバイアス電圧に重畳しておくことによって、図
６の構成による場合と同様に対称変調を実現することが
でき、入力信号のマーク率等のパラメータに依存せずに
動作点を最適に制御することができる。

【００７７】また、コンデンサを介することなく駆動電
圧信号を信号電極に与えるようにしているので、入力信
号のマーク率が急峻に変化した場合にも、信号波形が歪
む恐れがない。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
マッハツェンダ型の光変調器と駆動回路の接続にコンデ
ンサを必要とせずに光変調器の動作点を安定化すること
ができる高速化に適した光送信機の提供が可能になると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に使用することができるマッハツ
ェンダ型光変調器の一例を示す平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の実施に使用することができるマッハツ
ェンダ型光変調器の他の例を示す断面図である。

【図４】本発明の実施に使用することができるマッハツ
ェンダ型光変調器のさらに他の例を示す平面図である。

【図５】マッハツェンダ型光変調器の入出力特性を示す
図である。

【図６】動作点制御における対称変調を説明するための
光送信機のブロック図である。

【図７】図６の光送信機の出力光信号の波形を説明する
ための図である。

【図８】図６の光送信機において正方向の動作点ドリフ
トが発生しているときの出力光信号の波形を説明するた
めの図である。

【図９】図６の光送信機において負方向の動作点ドリフ
トが発生しているときの出力光信号の波形を説明するた
めの図である。

【図１０】アイパターンにおけるスペース部、マーク
部、立ち上がり・立ち下がり部の出現確率を示す図であ
る。

【図１１】本発明の実施例を示す光送信機のブロック図
である。

【図１２】本発明の実施例における駆動波形等の波形図
である。

【符号の説明】

４入力ポート６，８分岐導波路１０出力ポート１２信号電極１６バイアス電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/03 502 G02F 1/035 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光が入力される入力ポートと該入力ポー
トに入力した光を２分岐して伝搬させる一対の分岐導波
路と該分岐導波路をそれぞれ伝搬した光を合流して出力
する出力ポートと該分岐導波路の伝搬光に位相変化を与
える互いに絶縁された信号電極及びバイアス電極とを備
えた光変調器と、該信号電極に接続され入力信号に基づいて駆動信号に発
振器からの低周波信号を重畳した信号を該信号電極に印
加する駆動回路と、該出力ポートから出力された光より該低周波信号の周波
数成分を検出して、該周波数成分に基づき該バイアス電
極に与えるバイアス電圧を制御する動作点制御回路とを
備え、該動作点制御回路は、該出力ポートから出力された光を
電気信号に変換する光−電気変換器と、該電気信号に含
まれる該低周波信号の周波数成分の位相を該低周波信号
の位相と比較して該ドリフトの方向に応じた極性で且つ
該ドリフトの大きさに応じたレベルのＤＣ信号を出力す
る位相検出回路と、該ＤＣ信号が零になるように該バイ
アス電圧をフィードバック制御するバイアス制御回路と
を含み、該バイアス電圧には該低周波信号と同位相又は逆位相で
且つ所定の振幅を有するＡＣ信号が重畳され、該ＡＣ信
号の位相及び振幅は、該一対の分岐導波路の伝搬光が合
流するときの伝搬光間の位相差の波形においてスペース
側の包絡線とマーク側の包絡線が逆相で且つ同振幅にな
るように設定されることを特徴とする光送信機。