JP4272585B2 - 光変調装置、光送信装置及び光変調方法 - Google Patents

Description

本発明は、入力された光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して出力する光干渉計を有する光変調装置、当該光変調装置を備えた光送信装置、及び光干渉計に入力された光を変調させる光変調方法に関するものである。

中・長距離伝送のＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）システムにおいて用いられる光送信装置の構成としては、ＤＦＢレーザ（Distributed Feedback Laser）と光変調器とを組み合わせたものが一般的である。従来のＷＤＭシステムにおいては、数十を超える波長チャネルがあり、光変調器に入力される入力光（連続光）の波長としても、例えばＣバンドを例にすると、３５ｎｍ程度の波長幅がある。よって、光変調器としては、広範囲な入力光の波長に対応できることが望まれている。これにより、ＷＤＭシステムの各波長チャネルに対応して、異なった構造の光変調器を製造する必要がなくなり、コスト的に大きなメリットが得られる。

また、近年、次世代のＷＤＭシステムに向けての開発においては、データの波長に従って、そのアド・ドロップやルーティングを行う光ＡＤＭ（Add/Drop Multiplex）や光クロスコネクト（optical cross connect；ＯＸＣ）、光バーストスイッチング等の検討が盛んに行われている。この次世代ＷＤＭシステムでは、例えば３５ｎｍの波長帯域を持つＣバンド内において、入力光の波長を幅広く変化させることが可能な光送信装置が必要となる。このような光送信装置においては、ＣＷ（Continuous Wave）光源として波長可変レーザが用いられる。この場合、光変調器としても、光送信装置の幅広い波長の割り当てに対応可能な広波長帯域で使用できる光変調器が必要となる。

近時において、上述した広波長帯域での動作を実現する光変調器の１つとして、半導体材料からなるマッハツェンダ（Mach-Zehnder；ＭＺ）型の光変調器が検討されている。図１３は、半導体マッハツェンダ型光変調器の模式図である。

半導体基板上にマッハツェンダ型光干渉計１０が構成されており、このマッハツェンダ型光干渉計１０内には、光導波路が形成されている。この光導波路は、マッハツェンダ型光干渉計１０の一端（入力端）へ入力された連続光をマッハツェンダ型光干渉計１０内で２つに分岐して伝搬し、この分岐して伝搬した分岐光を再び合成して生成した変調光を他端（出力端）から放射するように構成されている。この分岐した２つの光導波路のうち、上方の第１のアーム１１には、一対の電極１１ａ，１１ｂが形成されており、この一対の電極１１ａ，１１ｂを介して光変調器の駆動用の高周波駆動電源２１が接続されている。

また、高周波駆動電源２１には、バイアス用の直流電源２２が接続されている。ここで、高周波駆動電源２１の電圧振幅をＶｐｐとし、直流電源２２のバイアス電圧をＶｂとする。一方、下方の第２のアーム１２には、一対の電極１２ａ，１２ｂが形成されており、この一対の電極１２ａ，１２ｂを介して位相調整用の直流電源３１が接続されている。ここで、直流電源３１の位相調整電圧をＶａとする。

図１４は、図１３に示した半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧における光出力特性を示した特性図である。図１４に示したものは、いわゆる消光カーブと呼ばれるものであり、また、横軸は第１のアーム１１の電極間における入力電圧Ｖ、縦軸は光出力である。この図１４において、入力電圧Ｖが０の場合、すなわち入力電圧がローレベルの場合、第１のアーム１１を伝搬する光は、第２のアーム１２を伝搬する光と同じ位相の光である。したがって、この両者がマッハツェンダ型光干渉計１０の出力端で合成されると、入力光と同じ強度の変調光が再生される。このようにして、変調光のオンレベルが出力される。

ここで、入力電圧Ｖを０から大きくしていくと、第１のアーム１１を伝搬する光の屈折率が変化していく。これにより、第１のアーム１１を伝搬する光は、第２のアーム１２を伝搬する光に対して位相差を持つようになる。そして、入力電圧Ｖがある程度の大きさになると、すなわちハイレベルの入力電圧においては、第１のアーム１１を伝搬する光と第２のアーム１２を伝搬する光との位相差が丁度πとなり、この両者がマッハツェンダ型光干渉計１０の出力端で合成されると、お互いに打ち消しあって消光となる。このようにして、変調光のオフレベルが出力される。ここで、変調光のオンレベル及びオフレベルの位相差をそれぞれ０、πとしたが、これらはそれぞれ２πの整数倍を加減した値にしても、同様にして変調が可能である。

また、図１５は、図１３に示した半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧に対する各アーム間を伝搬する光の位相差（アーム間位相差）の特性図である。ここで、横軸は第１のアーム１１の電極間における入力電圧Ｖ、縦軸は第１のアーム１１を伝搬する光と第２のアーム１２を伝搬する光との位相差である。一般的なマッハツェンダ型光変調器においては、高周波駆動電源２１の振幅Ｖｐｐは、図１５に示すように、各アーム間からの光の位相差がオンレベルとオフレベルとの間で、０からπまで変化するように設定される。これにより、図１４に示した消光カーブ上の最大光出力強度及び最小光出力強度をそれぞれ光のオンレベル、オフレベルに対応させて変調させることが可能になる。

一般的なマッハツェンダ型光変調器においては、図１４に示すように、入力電圧Ｖのローレベル及びハイレベルと、光出力のオンレベル及びオフレベルとがそれぞれ対応する。すなわち、入力電圧Ｖがハイレベルの場合に光出力はオフレベルとなり、入力電圧Ｖがローレベルの場合に光出力はオンレベルとなる。このとき、入力電圧Ｖにおいて、変調光のオンレベル時に与える入力電圧とオフレベル時に与える入力電圧との中心の位置は、直流電源２２のバイアス電圧Ｖｂにより設定される。したがって、入力電圧Ｖを０からＶｐｐまで変化させた場合、バイアス電圧Ｖｂは（Ｖｐｐ／２）に設定される。

図１５に示すように、半導体マッハツェンダ型光変調器において、各アーム間を伝搬する光の位相差は入力電圧Ｖに対して非線形に増加していき、また、その傾きは入力電圧Ｖが大きくなるほど増加していく。この非線形の特性は、例えば、光導波路のコア層を多重量子井戸層（ＭＱＷ）で構成し、量子閉じ込めシュタルク効果による電気光学効果を利用することにより顕著に現れる。また、図１４の消光カーブにおいて、山と谷との間隔がだんだん詰まっているように示されている。これは、上述した入力電圧Ｖに対する非線形な特性に起因しており、半導体特有の性質である。このような半導体マッハツェンダ型光変調器の広波長帯域における動作については、従来からいくつかの公知例がある。以下に、この公知例を説明する。

第1の公知例としては、例えば、以下の非特許文献１に記載されている半導体マッハツェンダ型光変調器が挙げられる。図１６は、第１の公知例における半導体マッハツェンダ型光変調器の短波チャネル及び長波チャネルに対する駆動条件の設定方法を示した図である。図１６に示したように、短波チャネルの消光カーブでは消光するまでの入力電圧Ｖが小さいのに対して、長波チャネルの消光カーブでは消光するまでの入力電圧Ｖが大きくなっている。

このような特性を有する消光カーブに対して、第1の公知例における半導体マッハツェンダ型光変調器では、図１６に示すように、高周波駆動電源２１の振幅Ｖｐｐを入力光の波長に応じて変化させて設定している。すなわち、入力光の波長が短波の場合には、振幅Ｖｐｐを相対的に小さく設定し（Ｖｐｐ１）、入力光の波長が長波の場合には、振幅Ｖｐｐを相対的に大きく設定する（Ｖｐｐ２）。第1の公知例では、入力光の波長に応じて高周波駆動電源２１の振幅Ｖｐｐを制御することにより、様々な入力光の波長に対する消光カーブの最大光出力強度及び最小光出力強度をそれぞれ光のオンレベル、オフレベルに対応させて変調させている。

第２の公知例としては、例えば、以下の非特許文献２に記載されている半導体マッハツェンダ型光変調器が挙げられる。図１７は、第２の公知例における半導体マッハツェンダ型光変調器の短波チャネル及び長波チャネルに対する駆動条件の設定方法を示した図である。この第２の公知例では、異なる入力光の波長に対しても高周波駆動電源２１の振幅Ｖｐｐを同一に設定し、入力光の波長が短波の場合を基準として、消光カーブの最大光出力強度及び最小光出力強度をそれぞれ光のオンレベル、オフレベルに対応させて変調させている。

国際会議European Conference on Optical Communication 2003（ECOC'03）のセッションTh.1.2.1における『INTEGRATED TUNABLE TRANSMITTERS FOR WDM NETWORK』 学術投稿論文誌『Electronics Letters vol.33, 697 page, (1997)』の「InP/GaInAsP π-shifted Mach-Zehnder modulator for wavelength independent (1530-1560ｎｍ) propagation performance at 10 Gb/s over standard dispersive fiber」

しかしながら、第1の公知例では、入力光の波長に応じて高周波駆動電源２１の振幅Ｖｐｐを制御するようにしているため、様々な入力光の波長に対応して振幅を可変させる高周波駆動電源２１を用意する必要があるが、このような高周波駆動電源２１を用いることは光送信装置の高コスト化、構造の複雑化、装置構成の巨大化を招いてしまうという問題点がある。

また、第２の公知例では、入力光の波長に依存して光出力波形の品質劣化が生じるという問題点がある。
ここで、具体的に、図１７に示した例で説明する。図１７では、入力光の波長が長波の場合、光のオンレベルが消光カーブ上の最大光出力よりも小さくなっている。通常、マッハツェンダ型光変調器において良好な光変調波形を得るためには、消光カーブ上の最大光出力強度及び最小光出力強度をそれぞれ光のオンレベル、オフレベルに対応させて変調を行う必要がある。これは、この消光カーブの最大光出力強度及び最小光出力強度では、入力電圧Ｖに対する光出力強度の傾きが零であるため、この入力電圧付近で電圧が変化したとしても光出力に対しては殆ど影響を及ぼさないからである。図１７に示した入力光の波長が長波の場合の光のオンレベルは、消光カーブ上の最大光出力でないため、入力電圧Ｖにノイズや帯域制限等の影響による電圧変化が生じた際に、光のオンレベルを維持できなくなってしまう懸念がある。

本発明は上述の問題点にかんがみてなされたものであり、広範囲な波長領域の入力光を変調する際に、簡易な装置構成で、かつ、高品質な光出力波形の生成を実現する光変調装置、光送信装置及び光変調方法を提供することを目的とする。

本発明の光変調装置は、入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して合成光を出力する光干渉手段を備え、前記各光導波路間を伝搬する前記各分岐光の位相差が入力電圧に対して非線形に増加する半導体マッハツェンダ型の光変調装置であって、前記２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に高周波電圧を供給する高周波電圧供給手段と、前記高周波電圧供給手段から高周波電圧を供給する光導波路にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給手段と、前記入力光の波長に応じて、前記バイアス電圧供給手段で供給する前記バイアス電圧の値を制御するバイアス電圧制御手段と、前記入力光の波長に応じて、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整する位相調整手段とを含む。

本発明の光送信装置は、前記光変調装置と、前記光変調装置の前記光干渉手段に対して、波長を可変させて前記入力光の入力を行う波長可変レーザ装置とを備える。

本発明の光変調方法は、入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して合成光を出力する光干渉手段を備え、前記各光導波路間を伝搬する前記各分岐光の位相差が入力電圧に対して非線形に増加する半導体マッハツェンダ型の光変調装置の光変調方法であって、前記２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に高周波電圧を供給する高周波電圧供給工程と、前記高周波電圧を供給する光導波路にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給工程と、前記入力光の波長に応じて、前記バイアス電圧の値を制御するバイアス電圧制御工程と、前記入力光の波長に応じて、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整する位相調整工程とを含む。

本発明によれば、広範囲な波長領域の入力光を変調する際に、簡易な装置構成で、かつ、高品質な光出力波形を生成することができる。

−本発明の基本骨子−
本発明者は、広範囲な波長領域の入力光を変調する際に、高周波駆動電源の振幅を可変させて行うことにより生じる種々の問題点、及び入力光の波長に依存して光出力波形の品質劣化が生じるという問題点を解決すべく、以下に示す発明の基本骨子に想到した。

まず、本発明者は、高周波駆動電源の振幅（以下、高周波駆動電圧と称する）を可変させて入力光の変調を行うことにより生じる種々の問題点を回避するために、この高周波駆動電圧を入力光の波長によらず一定とすることとした。そして、この高周波駆動電源に接続された直流電源によるバイアス電圧を制御することによって、広範囲な波長領域の入力光のそれぞれに対して最適な変調を行えるようにすることを思料した。この変調方法を以下に示す。

図１は、本発明に係る半導体マッハツェンダ型光変調器の短波チャネル及び長波チャネルに対する駆動条件の設定方法を示した図である。図１（ａ）には、入力電圧Ｖに対する各アーム間を伝搬する光の位相差における消光カーブを示している。図１（ａ）に示すように、同じ入力電圧Ｖにおいて比較した場合、入力光の波長が短波の方が長波に比べて各アーム間を伝搬する光の位相差が大きくなり、また、入力電圧Ｖが大きくなる程、各アーム間を伝搬する光の位相差が非線形に増加していく。

本発明に係る半導体マッハツェンダ型光変調器では、入力光の波長の応じて変化する消光カーブ特性において、一定の高周波駆動電圧Ｖｐｐを供給した際に各アーム間を伝搬する光の位相差が、変調光のオンレベルとオフレベルの間で等しくπの量だけ変化するように直流電源によるバイアス電圧Ｖｂを調整する。このバイアス電圧Ｖｂは、変調光のオンレベル時に与える入力電圧と変調光のオフレベル時に与える入力電圧との中間の値に対応している。すなわち、本発明においては、入力光の波長が長波の場合のバイアス電圧値Ｖｂ２を短波の場合のバイアス電圧値Ｖｂ１よりも大きく設定することにより、入力光の波長が長波の場合でも、入力光の波長が短波の場合と同様に各アーム間を伝搬する光の位相差の変化量を、変調光のオンレベルとオフレベルの間で、πとすることができる。

また、図１（ａ）に示した入力光の波長が長波の場合の消光カーブ特性において、変調光のオンレベル時に与える入力電圧（図１（ａ）の長波チャネルにおけるローレベル入力電圧）に対する各アーム間を伝搬する光の位相差が零でない（図１（ａ）では零よりも大きい値である）ため、変調光のオンレベルにおいて消光カーブ上の最大光出力が得られない。このとき、第１のアーム１１における光導波路と、第２のアーム１２における光導波路とは、それぞれ異なる屈折率となっている。そこで、本発明では、直流電源によるバイアス電圧Ｖｂの制御に加えて、各アーム間を伝搬する光の位相差が変調光のオンレベルで零となるように、各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整する。この位相の調整は、図１（ｂ）に示すように、各アーム間を伝搬する光の位相差が変調光のオンレベルで零となるように消光カーブを点線で示した位置にシフトさせることに対応するものであり、光導波路に対して位相調整電圧Ｖａを供給することにより達成される。これにより、変調光のオンレベルにおいて変調光を最大光出力とすることができるため、高品質な光出力波形の生成を行うことができる。

本発明に係る半導体マッハツェンダ型光変調器では、所定の高周波駆動電圧Ｖｐｐを供給し、バイアス電圧Ｖｂ及び位相調整電圧Ｖａを制御して供給することにより、広波長帯域な入力光に対して、図２に示すような変調光のオンレベルが最大出力となる消光カーブを得ることができる。

−本発明を適用した具体的な実施形態−
次に、本発明の基本骨子を踏まえた諸実施形態について図面を参照して説明する。また、本発明の光変調装置に係る実施形態として、半導体マッハツェンダ型光変調器を適用して説明を行う。

（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器を含む光送信装置の概念図である。
この光送信装置２００は、光の波長を可変させて出力する波長可変レーザ装置１５０と、波長可変レーザ装置１５０から連続して入射された入力光に対して変調を行う半導体マッハツェンダ型光変調器１００とを備えて構成されている。また、波長可変レーザ装置１５０は、外部制御装置から設定された波長設定に基づいて、マッハツェンダ型光干渉計１０に入力する入力光の波長を可変させる。

半導体マッハツェンダ型光変調器１００は、波長可変レーザ装置１５０から連続して入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して生成した合成光（変調光）を出力するマッハツェンダ型光干渉計１０と、マッハツェンダ型光干渉計１０の２つの光導波路のうち、上方の第１のアーム１１を伝搬する分岐光を制御する第１アーム制御回路２０と、マッハツェンダ型光干渉計１０の２つの光導波路のうち、下方の第２のアーム１２を伝搬する分岐光を制御する第２アーム制御回路３０と、マッハツェンダ型光干渉計１０から出力された変調光の一部を受光して第２アーム制御回路３０にフィードバックするモニタ４０とを備えて構成されている。

第１アーム制御回路２０は、第１のアーム１１に形成されている一対の電極１１ａ，１１ｂを介して駆動用の高周波電圧Ｖｐｐを供給する高周波駆動電源２１と、一対の電極１１ａ，１１ｂを介してバイアス電圧Ｖｂを供給する直流電源２２と、波長可変レーザ装置１５０からマッハツェンダ型光干渉計１０に入力される入力光の波長（λ）に応じて直流電源２２から供給するバイアス電圧Ｖｂを制御するバイアス電圧制御部２３とを備えて構成されている。

第２アーム制御回路３０は、第２のアーム１２に形成されている一対の電極１２ａ，１２ｂを介して変調光の位相を調整するための位相調整電圧Ｖａを供給する直流電源３１と、波長可変レーザ装置１５０からマッハツェンダ型光干渉計１０に入力される入力光の波長（λ）に応じて直流電源３１から供給する位相調整電圧Ｖａを制御する位相調整電圧制御部３２とを備えて構成されている。

また、バイアス電圧制御部２３は、入力光の波長（λ）とバイアス電圧Ｖｂとの対応テーブル２３ａを含む参照テーブルを参照して、波長可変レーザ装置１５０から入力された入力光の波長に対応して予め定められた最適なバイアス電圧Ｖｂを読み出して、読み出したバイアス電圧になるように直流電源２２を制御する。また、位相調整電圧制御部３２は、入力光の波長（λ）と位相調整電圧Ｖａとの対応テーブル３２ａを含む参照テーブルを参照して、波長可変レーザ装置１５０から入力された入力光の波長に対応して予め定められた最適な位相調整電圧Ｖａを読み出して、読み出した位相調整電圧になるように直流電源３１を制御する。ここで、図３に示した対応テーブル２３ａ，３２ａを含む参照テーブルを表１に示す。この参照テーブルは、予め光送信装置２００内の記憶部に記録されている。

図３に示すように、本実施形態では、波長可変レーザ装置１５０からマッハツェンダ型光干渉計１０に入力する入力光の波長及び高周波駆動電源２１から供給される高周波電圧Ｖｐｐは外部制御装置により設定される。そして、半導体マッハツェンダ型光変調器１００では、表１に示すような参照テーブルを参照して、外部制御装置により設定された入力光の波長に応じて、最適なバイアス電圧Ｖｂ及び位相調整電圧Ｖａを設定する。

なお、位相調整電圧Ｖａについては、表１に示す参照テーブルの値を初期値として、マッハツェンダ型光変調器１００の経時変化に対応した微調整を随時行う。一般に、マッハツェンダ型光変調器１００においては、２つの光導波路を伝搬する各分岐光の位相差が経時変化するために、前述の微調整が必要となる。この微調整は、変調光の一部をモニタ４０で受光し、その情報をフィードバックすることにより行われる。例えば、ＬｉＮｂＯ₃を材料とするマッハツェンダ型光変調器で一般的に行われている自動バイアス電圧調整方法等を用いて行う。

図４は、本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の概略構成図である。また、図５は、図４示した半導体マッハツェンダ型光変調器のＩ−Ｉ断面における概略断面図である。ここで、図４及び図５において、図３と同様の構成については、同じ符号を付している。

図４に示すように、マッハツェンダ型光干渉計１０は、高抵抗ＩｎＰ基板上に形成されており、また、第１のアーム１１に設けられた一対の電極１１ａ，１１ｂ及び第２のアーム１２に設けられた一対の電極１２ａ，１２ｂは金電極で形成されている。図４においては、図３で示した電極１１ｂと電極１２ｂとを共通の電極（ＧＮＤ電極）で形成している。さらに、第１のアーム１１と第２のアーム１２との接続部にはＭＭＩ光カプラ１３が形成されている。

また、図５に示すように、マッハツェンダ型光干渉計１０は、高抵抗ＩｎＰ基板上にｎ型のＩｎＰ層を介して第１のアーム１１と、第２のアーム１２と、電極１１ｂ及び電極１２ｂからなるＧＮＤ電極とが形成されている。

第１のアーム１１及び第２のアーム１２は、ｎ型のＩｎＰ層上に、高抵抗のＳＩ−ＩｎＰ層で側面を覆われたアンドープの多重量子井戸層（ｉ−ＭＱＷ）が膜厚０.３μｍ程度、幅１．３μｍ程度で形成されている。この多重量子井戸層（ｉ−ＭＱＷ）は、光導波路のコア層となるものである。また、本実施形態においては、多重量子井戸層（ｉ−ＭＱＷ）は、そのバリア層が膜厚１０ｎｍ程度のＩｎＰ層、その井戸層が膜厚１０ｎｍ程度のＩｎＧａＡｓＰ層で形成されており、また、発光波長は１.４４μｍに設定されている。また、多重量子井戸層（ｉ−ＭＱＷ）上には、ｐ型のＩｎＰ層が形成されており、さらにその上には不図示のＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層が形成されている。そして、このコンタクト層上には、金からなる電極１１ａ、１２ａが幅３．０μｍ程度で形成されている。

図６は、本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧に対する各アーム間を伝搬する光の位相差（アーム間位相差）の特性図である。
図６では、入力光の波長を１.５３μｍ〜１.５７μｍまで変化させたときの特性を示している。また、このときの半導体マッハツェンダ型光変調器における高周波駆動電圧Ｖｐｐ、変調器に与えるローレベル及びハイレベルの入力電圧、制御対象であるバイアス電圧Ｖｂ及び位相調整電圧Ｖａは前述の表１に示すものとなる。表１から、高周波駆動電圧Ｖｐｐは各入力光の波長に共通して２．５Ｖ供給されており、また、変調器に与えるローレベルの入力電圧とハイレベルの入力電圧との差から入力電圧を２．５Ｖ変化させることにより、各アームを伝搬する光の間の位相差として約πの変化量が得られることがわかる。

入力光の波長が最も短波の１.５３μｍの場合には、バイアス電圧Ｖｂを１．２５Ｖにすると各アームを伝搬する光の間の位相差として約πの変化量が得られる。同様に、入力光の波長が１.５４μｍの場合にはバイアス電圧Ｖｂを３．９５Ｖ、入力光の波長が１.５５μｍの場合にはバイアス電圧Ｖｂを５．７５Ｖ、入力光の波長が１.５６μｍの場合にはバイアス電圧Ｖｂを７．６５Ｖ、入力光の波長が１.５７μｍの場合にはバイアス電圧Ｖｂを８．７５Ｖにすれば、各入力光の波長において、各アームを伝搬する光の間の位相差として約πの変化量が得られる。このように、入力光の波長に応じてバイアス電圧Ｖｂを制御することにより、広波長帯域の入力光に対しても常に各アームを伝搬する光の間の位相差の変化量をπにすることができる。

また、位相調整電圧Ｖａについては、入力光の各波長において、変調器に与える入力電圧がローレベル時に各アームを伝搬する光の間の位相差が零になるように制御する。通常、マッハツェンダ型光変調器においては、２つの光導波路の間で構造上の非対称性がない場合、位相調整電圧Ｖａの値としては、高周波駆動電源２１が接続された第１のアーム１１において、変調器に与えるローレベルの入力電圧と等しい値とする。このように位相調整電圧Ｖａを制御することにより、高品質な光出力波形の生成を行うことができる。なお、本実施形態においては、変調器に与える入力電圧がローレベル時に伝搬する光の位相差が零になり、オンレベルの光を出力するように位相調整電圧Ｖａを制御しているが、変調器に与える入力電圧がハイレベルの時に伝搬する光の位相差を零にし、オンレベルの光を出力するように位相調整電圧Ｖａを制御してもよい。

図７は、本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧における光出力特性を示した特性図である。図７は、図６に示した入力光の各波長によるものであり、各波長に対して最適な位相調整電圧Ｖａを設定した場合の消光カーブを示している。

図７に示すように、入力光の各波長における消光カーブは、表１に示した変調器に与える入力電圧がローレベルの場合に光出力はオンレベルとなり、消光カーブ上の最大値をとっている。また、この変調器に与える入力電圧がローレベルよりも２.５Ｖ大きいハイレベルの場合に光出力はオフレベルとなり、消光カーブ上の最小値となっている。

また、入力光の波長が長波になるのに従ってバイアス電圧Ｖｂを大きくしているため、入力光の波長に対する伝搬光の吸収損失の変化を小さく抑えることができる。これにより、本実施形態の半導体マッハツェンダ型光変調器では、検証の結果、入力光の波長１.５３μｍ〜１.５７μｍの間で光の挿入損失を８.５ｄＢ〜１０.５ｄＢに抑えることができた。

本実施形態における光送信装置２００の波長可変レーザ装置１５０としては、例えば、「国際会議European Conference on Optical Communication 2002（ECOC'02）のセッション3.3.1において、『Wavelength Tunable DFB Laser Array for WDM Application』」に示されているものを用いることが好適である。本実施形態においては、入力光の波長（λ）に応じた最適なバイアス電圧Ｖｂと位相調整電圧Ｖａの値を光送信装置２００内の制御部２３、３２内にそれぞれ予め記憶しているものとしたが、光送信装置２００内の制御部２３、３２内に予め定められた法則の演算を行う電子回路を設けて、この電子回路により入力光の波長に基づいて前述した値を算出してもよい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、光送信装置において、第１の実施形態における波長可変レーザ装置１５０の替わりに、入力光の波長を固定するＤＦＢレーザ装置を適用する。このＤＦＢレーザ装置からの光の波長はＷＤＭシステムにおける特定の波長チャネルに合わせられ、本実施形態における光送信装置は、この波長チャネルのみで動作するように構成される。本実施形態では、ＷＤＭシステムにおける複数の波長チャネルに応じて、入力光の波長を固定させた光送信装置をそれぞれ設けるシステムに適用される。

本実施形態では、ＷＤＭシステムにおける複数の波長チャネルに応じて設けられた各光送信装置において、同一の素子構造を有する半導体マッハツェンダ型光変調器を適用する。また、本実施形態における半導体マッハツェンダ光変調器１００も、第１の実施形態と同様に、いかなる入力光の波長に対しても、一定の高周波駆動電圧Ｖｐｐを供給した際に各アームを伝搬する光の間の位相差が等しくπの量だけ、出力光のオンレベルとオフレベルの間で変化するようにバイアス電圧Ｖｂを調整する。さらに、変調器に与える入力電圧がローレベルの時に、各アーム間を伝搬する光の位相差を零にし、オンレベルの光を出力ように位相調整電圧Ｖａを設定する。

本実施形態では、各光送信装置に対して、同じ素子構造の半導体マッハツェンダ型光変調器１００と、同じ高周波駆動電電源の駆動回路を設けて、異なる波長チャネルに対応した各光送信装置をそれぞれ別個に構成し、高品質な光出力波形の生成を行うようにしたものである。これにより、入力光の波長に応じて、異なる構造のマッハツェンダ型光変調器や異なる高周波駆動電電源の駆動回路を設けた光送信装置のシステムの場合と比較して、光送信装置の製造上のコストを大きく低減させることができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、プッシュ・プル駆動型の半導体マッハツェンダ型光変調器を適用する。
図８は、本発明の第３の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の概略構成図である。また、図８におけるＩＩ−ＩＩ断面は、図５に示したものと同様である。

図８に示すように、本実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器は、同一のアームにおいて、入力電圧Ｖを供給するための電極１１ｃ、１２ｃと位相調整電圧Ｖａを供給するための電極１１ｄ、１２ｄとを別領域に構成したものである。本実施形態においては、直流電源３１からの位相調整電圧Ｖａを両方のアームに対して供給できるように接続しているが、どちらか一方のアームに対してのみに位相調整電圧Ｖａを供給する形態でもよい。

また、本実施形態では、直流電源２２からのバイアス電圧Ｖｂは、電極１１ｂ、１２ｂに与えられる。また、本実施形態では、高周波駆動電源２１に対してＡＣカップリングを適用し、高周波駆動電源２１から出力される高周波駆動電圧を入力電圧Ｖとする。そのため、入力電圧Ｖのとりうる値は、（−Ｖｐｐ／２）〜（＋Ｖｐｐ／２）の値となる。ここで、入力電圧Ｖとバイアス電圧Ｖｂを与えた時に、マッハツェンダ型光変調器の第１及び第２のアーム１１、１２に印加される電圧は、（Ｖｂ±Ｖ／２）となる。したがって、高周波駆動電源２１から出力される電圧が（−Ｖｐｐ／２）の時に変調器に与える入力電圧をローレベルとし、入力電圧、（＋Ｖｐｐ／２）の時に変調器に与える入力電圧をハイレベルとした場合、第１及び第２のアーム１１、１２に印加される電圧は、それぞれ図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように変化する。ここで、図９（ａ）、図９（ｂ）の横軸は、各アームに印加される入力電圧Ｖであり、縦軸は、各アームを伝搬する光が受ける位相変化である。

本実施形態では、変調器に与える入力電圧がローレベルの時とハイレベル時との間で、各アームにおいて得られる位相変化の和がπとなるように、高周波駆動電圧Ｖｐｐの値を設定している。図９（ａ）、図９（ｂ）には、こうして設定した高周波駆動電圧Ｖｐｐと位相変化が示されている。また、本実施形態の半導体マッハツェンダ型光変調器においても、変調光に与える入力電圧がのローレベルの場合、あるいはハイレベルの場合に、各アーム間を伝搬する光の位相差を零にし、オンレベルの光を出力するように位相調整電圧Ｖａで調整する。

図１０は、本発明の第３の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧における光出力特性を示した特性図である。
本実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器では、消光カーブが入力電圧Ｖが零を起点として、ほぼ点対称になっている。これは、変調光のオンレベルにおいて、各アームに印加される電圧を相互のアームで入れ替えることで、変調光のオフレベルにおいて各アームに印加される電圧と等しくなるという、駆動電圧における対称性に起因している。この場合、消光カーブの非線形を利用した光出力波形の整形効果が変調光のオンレベルとオフレベルとで等しく得られる。そのため、変調光のオンレベルとオフレベルとが対称で良好な光出力波形が得られる。このような効果は、プッシュ・プル型の半導体マッハツェンダ型光変調器に特有のものである。

また、図９に示したように、本実施形態においても、バイアス電圧Ｖｂが大きくなる程、各アーム間を伝搬する光の位相差は大きくなる。これは、図１を用いて説明した場合と同様に、光導波路を伝搬する光の位相変化が光導波路に印加される電圧に対して非線形に変化することに起因している。また、図９には図示していないが、この位相変化が同じ入力電圧Ｖで比較した場合に、入力光の波長が短波の方が長波よりも大きくなることも、第１の実施形態の場合と同様である。したがって、本実施形態においても、入力光の波長の変化に応じてバイアス電圧Ｖｂを制御することにより、一定の高周波駆動電圧Ｖｐｐの供給下において、各アーム間を伝搬する光の位相差を常にπに保つことができる。したがって、本実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器においても、高品質な光出力波形の生成を行うことができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器も、第３の実施形態と同様に、プッシュ・プル駆動型の半導体マッハツェンダ型光変調器を用いる。
図１１は、本発明の第４の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の概略構成図である。また、図１１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面は、図５に示したものと同様である。

本実施形態の半導体マッハツェンダ型光変調器は、第１のアーム１１及び第２のアーム１２の両方に、高周波駆動電圧Ｖｐｐとバイアス電圧Ｖｂを供給するように構成されている。本実施形態においては、第１のアーム１１及び第２のアーム１２に供給される高周波駆動電圧はＶｐｐで等しく、また、その位相は互いに逆相で入力される。ここで、第１のアーム１１に供給されるバイアス電圧をＶｂ１、第２のアーム１２に供給されるバイアス電圧をＶｂ２とする。

図１２は、本発明の第４の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の駆動条件の設定方法を示した図である。
まず、第１の設定条件として、変調光のオンレベルにおいて、第１のアーム１１及び第２のアーム１２の光導波路に印加される電圧が等しくなるように、バイアス電圧Ｖｂ１とＶｂ２を設定し、２つの光導波路を伝搬する光の位相差を零にする。続いて、第２の設定条件として、変調光のオフレベルにおいて、各アーム間を伝搬する光の位相差がπになるようにバイアス電圧Ｖｂ１とＶｂ２を設定する。

本実施形態においては、２つのバイアス電圧を用いるため、前述した第１及び第２の設定条件の両方を満たすように、バイアス電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２を設定する必要がある。ここで、図１２に示した入力電圧に対する各アーム間を伝搬する光の位相差の特性は、入力光の波長に対して図６と同様の変化を示す。また、各入力光の波長に対する非線形特性も図６と同様である。したがって、本実施形態においても、入力光の波長の変化に応じて、前述した第１及び第２の設定条件の両方を満たすように、バイアス電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２を設定することが可能である。したがって、本実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器においても、高品質な光出力波形の生成を行うことができる。

なお、本発明の第１〜第４の実施形態においては、半導体マッハツェンダ型光変調器を構成する基板として高抵抗のＩｎＰ基板を用いているが、ｎ型又はｐ型のＩｎＰ基板を用いて構成してもよい。ｎ型のＩｎＰ基板を用いた半導体マッハツェンダ型光変調器としては、例えば、「技術論文誌ELETRONICS LETTERSの4th March 1993, Vol.29, No.5 の471〜472ページにおいて、『10Gbit/s, 1.56μｍ MULTIQUANTUM WELL InP/InGaAsP MACH-ZEHNDER OPTICAL MODULATOR』」に示されているものを用いることが好適である。

また、本発明の第１〜第４の実施形態の半導体マッハツェンダ型光変調器は、集中定数型の電極を用いて構成されているが、進行波型の電極を用て構成してもよい。このような進行波型電極の半導体マッハツェンダ型光変調器としては、例えば、「国際会議European Conference on Optical Communication 2003（ECOC'03）のセッションWe.2.5.2において、『A 40-Gbit/s InP-based n-i-n Mach-Zehnder modulator with a π-voltage of 2.2 V』」に示されているものを用いることが好適である。

また、本発明の第１〜第４の実施形態では、入力光の波長を短波と長波の２種類に限って説明したが、波長チャネル数が数十を越えるようなＷＤＭシステムにおいても、適用することができる。すなわち、各波長チャネルにおいて、一定の高周波駆動電圧Ｖｐｐを供給し、変調光のオンレベルとオフレベルとの間で各アーム間を伝搬する光の位相差がπとなるようにバイアス電圧Ｖｂを設定し、さらに、オフレベル時に与える入力電圧において各アーム間を伝搬する光の位相差が零になるように位相調整電圧Ｖａを調整することにより、数十を超える波長チャネルの全ておいて、消光カーブの非線形性を利用した良好な光出力波形を得ることができる。本発明を適用できる波長範囲としては、例えば３５ｎｍの波長帯域を持つＷＤＭシステムのＣバンド帯などが挙げられる。

本発明の第１〜第４の実施形態の半導体マッハツェンダ型光変調器においては、入力光の波長を変化させても高周波駆動電圧Ｖｐｐを一定に保ち、必要な電圧の調整はバイアス電圧Ｖｂと位相調整電圧Ｖａのみとしている。したがって、駆動回路を簡易な構成とすることができ、コスト、サイズ、構成の複雑さの点を考慮しても、商用において現実的な広波長帯域の光送信装置を実現することができる。また、入力光の波長が変化した場合ても、消光カーブにおける最大光出力及び最小光出力をそれぞれ変調光のオンレベル及びオフレベルに対応させることができる。これにより、いかなる入力光の波長においても、光出力波形の波長に依存する変動を小さくすることができ、消光カーブの非線形性を利用した高品質な光出力波形を生成することができる。

一般に、半導体マッハツェンダ型光変調器は、入力光の波長に応じて光導波路を伝搬する光の吸収量が変化するという特性がある。入力光の波長が長波になって、光導波路のコア層の吸収端から離れるに従って光の吸収量が減り、変調器の光の挿入損失が小さくなるという特性がある。また、この光の吸収量は、入力光の波長を固定させた場合、光導波路への印加電圧が大きくなる程、増大するという特性がある。したがって、本発明の第１〜第４の実施形態の半導体マッハツェンダ型光変調器のように、入力光の波長を長波にするに従ってバイアス電圧Ｖｂを大きくする場合には、入力光の波長に依存した吸収量の減少と、バイアス電圧Ｖｂに依存する吸収量の増大とで相殺することができる。その結果、本発明の第１〜第４の実施形態の半導体マッハツェンダ型光変調器では、入力光の波長を短波から長波まで変化させた場合でも、変調器の光の挿入損失をほぼ一定に保つことができる。

本発明の第１〜第４の実施形態によれば、入力光の波長の変化に応じてバイアス電圧Ｖｂを制御することにより、一定の高周波駆動電圧Ｖｐｐの供給下において、各アーム間を伝搬する光の位相差の変化量を常にπに保つことができる。さらに、入力光の波長の変化に応じて位相調整電圧Ｖａを制御することにより、変調光に与える入力電圧がローレベルの場合、あるいはハイレベルの場合に、各アーム間を伝搬する光の位相差を零にし、オンレベルの光を出力することができる。半導体マッハツェンダ型光変調器においても、高品質な光出力波形の生成を行うことができる。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して合成光を出力する光干渉手段と、
前記２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に伝搬光の位相を調整するための電圧を供給する位相調整電圧供給手段と、
前記２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に直流電圧を供給する直流電圧供給手段と、
前記入力光の波長に応じて、前記直流電圧供給手段で供給する前記直流電圧の値を制御する直流電圧制御手段と
を含むことを特徴とする光変調装置。

（付記２）
前記直流電圧制御手段は、前記各分岐光の間の位相差が前記合成光のオンレベルとオフレベルとの間でπの量だけ変化するように、前記直流電圧の値を制御することを特徴とする付記１に記載の光変調装置。

（付記３）
前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整する位相調整手段を更に含むことを特徴とする付記１又は２に記載の光変調装置。

（付記４）
前記位相調整手段は、前記各分岐光の間の位相差が前記位相調整電圧供給手段で供給する電圧のローレベル又はハイレベルで零となり、オンレベルの前記合成光を出力するように、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整することを特徴とする付記３に記載の光変調装置。

（付記５）
前記位相調整手段は、電圧、電流、及び熱のうち、少なくともいずれか１つの要素を制御することにより、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整することを特徴とする付記３又は４に記載の光変調装置。

（付記６）
前記位相調整手段は、前記入力光の波長に応じて、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整することを特徴とする付記３〜５のいずれか１項に記載の光変調装置。

（付記７）
前記直流電圧が供給される光導波路に対して、前記入力光の波長によらずに一定振幅の高周波電圧を供給する高周波電圧供給手段を更に含むことを特徴とする付記１〜６のいずれか１項に記載の光変調装置。

（付記８）
前記２つの光導波路のうち、一方の光導波路には、前記直流電圧供給手段による前記直流電圧と前記高周波電圧供給手段による前記高周波電圧とが重畳されて供給されており、他方の光導波路には、前記位相調整手段による調整がなされていることを特徴とする付記７に記載の光変調装置。

（付記９）
前記２つの光導波路には、前記直流電圧供給手段による前記直流電圧と前記高周波電圧供給手段による前記高周波電圧とが重畳され、相互に異なる電圧が供給されていることを特徴とする付記７に記載の光変調装置。

（付記１０）
前記各光導波路にはそれぞれ一対の電極が設けられており、当該一対の電極を介して、前記直流電圧供給手段による前記直流電圧の供給、前記高周波電圧供給手段による前記高周波電圧の供給及び前記位相調整手段による制御のうち、少なくともいずれか１つが行われることを特徴とすることを特徴とする付記７〜９のいずれか１項に記載の光変調装置。

（付記１１）
前記直流電圧供給手段から供給される前記直流電圧の絶対値の大きさは、前記光干渉手段に入力される前記入力光の波長が短波から長波へと変化するにしたがって増加することをことを特徴とする付記１〜１０のいずれか１項に記載の光変調装置。

（付記１２）
前記光導波路を構成するコア層が半導体多重量子井戸層により形成されていることを特徴とする付記１〜１１のいずれか１項に記載の光変調装置。

（付記１３）
付記１〜１２のいずれか１項に記載の光変調装置と、
前記光変調装置の前記光干渉手段に対して、波長を可変させて前記入力光の入力を行う波長可変レーザ装置と
を備えることを特徴とする光送信装置。

（付記１４）
付記１〜１２のいずれか１項に記載の光変調装置と、
前記光変調装置の前記光干渉手段に対して、波長を固定させて前記入力光の入力を行う波長固定レーザ装置と
を備えることを特徴とする光送信装置。

（付記１５）
入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して合成光を出力する際の光変調方法であって、
前記入力光の波長に応じて、前記２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に供給される直流電圧の値を制御することを特徴とする光変調方法。

（付記１６）
前記直流電圧の値は、前記各分岐光の間の位相差が前記合成光のオンレベルとオフレベルとの間でπの量だけ変化するように制御されることを特徴とする付記１５に記載の光変調方法。

（付記１７）
前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整することを特徴とする付記１５又は１６に記載の光変調方法。

（付記１８）
前記各分岐光における位相は、前記各分岐光の位相差が前記位相を調整するための電圧のローレベル又はハイレベルで零となるように調整されることを特徴とする付記１７に記載の光変調方法。

（付記１９）
前記各分岐光における位相は、電圧、電流、及び熱のうち、少なくともいずれか１つの要素を制御することによりなされることを特徴とする付記１７又は１８に記載の光変調方法。

（付記２０）
前記各分岐光における位相は、前記入力光の波長に応じてなされることを特徴とする付記１７〜１９のいずれか１項に記載の光変調方法。

（付記２１）
前記直流電圧が供給される光導波路に対して、前記入力光の波長によらずに一定振幅の高周波電圧を供給することを特徴とする付記１５〜２０のいずれか１項に記載の光変調方法。

（付記２２）
前記２つの光導波路のうち、一方の光導波路に前記直流電圧と前記高周波電圧とを重畳して供給し、他方の光導波路に前記合成光における波長の位相を調整する制御を行うことを特徴とする付記２１に記載の光変調方法。

（付記２３）
前記２つの光導波路に、前記直流電圧と前記高周波電圧とを重畳して相互に異なる電圧を供給することを特徴とする付記２１に記載の光変調方法。

（付記２４）
前記入力光の波長が短波から長波へと変化するにしたがって前記直流電圧の絶対値の大きさを増加させることを特徴とする付記１５〜２３のいずれか１項に記載の光変調方法。

本発明に係る半導体マッハツェンダ型光変調器の短波チャネル及び長波チャネルに対する駆動条件の設定方法を示した図である。 本発明に係る半導体マッハツェンダ型光変調器の短波チャネル及び長波チャネルに対する駆動条件の設定方法を示した図である。 本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器を含む光送信装置の概念図である。 本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の概略構成図である。 図４示した半導体マッハツェンダ型光変調器のＩ−Ｉ断面における概略断面図である。 本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧に対する各アーム間を伝搬する光の位相差（アーム間位相差）の特性図である。 本発明の第１の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧における光出力特性を示した特性図である。 本発明の第３の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧に対する各アームにおける位相変化を示した特性図である。 本発明の第３の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧における光出力特性を示した特性図である。 本発明の第４の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の概略構成図である。 本発明の第４の実施形態における半導体マッハツェンダ型光変調器の駆動条件の設定方法を示した図である。 半導体マッハツェンダ型光変調器の模式図である。 図１３に示した半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧における光出力特性を示した特性図である。 図１３に示した半導体マッハツェンダ型光変調器の入力電圧に対する各アーム間を伝搬する光の位相差（アーム間位相差）の特性図である。 第１の公知例における半導体マッハツェンダ型光変調器の短波チャネル及び長波チャネルに対する駆動条件の設定方法を示した図である。 第２の公知例における半導体マッハツェンダ型光変調器の短波チャネル及び長波チャネルに対する駆動条件の設定方法を示した図である。

符号の説明

１０ マッハツェンダ型光干渉計
１１ 第１のアーム
１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂ 電極
１２ 第２のアーム
２０ 第１アーム制御回路
２１ 高周波駆動電源
２２ 直流電源
２３ バイアス電圧制御部（直流電圧供給手段）
２３ａ、３２ａ 対応テーブル
３０ 第２アーム制御回路
３１ 直流電源
３２ 位相調整電圧制御部（位相調整手段）
４０ モニタ
１００ 半導体マッハツェンダ型光変調器
１５０ 波長可変レーザ装置
２００ 光送信装置

Claims (10)

1. 入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して合成光を出力する光干渉手段を備え、前記各光導波路間を伝搬する前記各分岐光の位相差が入力電圧に対して非線形に増加する半導体マッハツェンダ型の光変調装置であって、
   前記２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に高周波電圧を供給する高周波電圧供給手段と、
   前記高周波電圧供給手段から高周波電圧を供給する光導波路にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給手段と、
   前記入力光の波長に応じて、前記バイアス電圧供給手段で供給する前記バイアス電圧の値を制御するバイアス電圧制御手段と、
   前記入力光の波長に応じて、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整する位相調整手段と
   を含むことを特徴とする光変調装置。
2. 前記バイアス電圧供給手段から供給される前記バイアス電圧の絶対値の大きさは、前記光干渉手段に入力される前記入力光の波長が短波から長波へと変化するにしたがって増加することを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
3. 前記バイアス電圧制御手段は、前記各分岐光の間の位相差が前記合成光のオンレベルとオフレベルとの間でπの量だけ変化するように、前記バイアス電圧の値を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調装置。
4. 前記位相調整手段は、前記各分岐光の間の位相差が前記高周波電圧供給手段から供給する高周波電圧のローレベル又はハイレベルで零となり、オンレベルの前記合成光を出力するように、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光変調装置。
5. 前記高周波電圧供給手段は、前記バイアス電圧が供給される光導波路に対して、前記入力光の波長によらずに一定振幅の高周波電圧を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光変調装置。
6. 前記光導波路を構成するコア層が半導体多重量子井戸層により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光変調装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光変調装置と、
   前記光変調装置の前記光干渉手段に対して、波長を可変させて前記入力光の入力を行う波長可変レーザ装置と
   を備えることを特徴とする光送信装置。
8. 入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、当該各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して合成光を出力する光干渉手段を備え、前記各光導波路間を伝搬する前記各分岐光の位相差が入力電圧に対して非線形に増加する半導体マッハツェンダ型の光変調装置の光変調方法であって、
   前記２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に高周波電圧を供給する高周波電圧供給工程と、
   前記高周波電圧を供給する光導波路にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給工程と、
   前記入力光の波長に応じて、前記バイアス電圧の値を制御するバイアス電圧制御工程と、
   前記入力光の波長に応じて、前記各分岐光のうちの少なくとも１つの位相を調整する位相調整工程と
   を含むことを特徴とする光変調方法。
9. 前記バイアス電圧供給工程で供給する前記バイアス電圧の絶対値の大きさは、前記光干渉手段に入力される前記入力光の波長が短波から長波へと変化するにしたがって増加することを特徴とする請求項８に記載の光変調方法。
10. 前記バイアス電圧の値は、前記各分岐光の間の位相差が前記合成光のオンレベルとオフレベルとの間でπの量だけ変化するように制御されることを特徴とする請求項８又は９に記載の光変調方法。

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