JP4574452B2 - Optical modulator / driver circuit integrated module - Google Patents

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Description

本発明は光変調器・ドライバ回路一体型モジュール関し、特に、光伝送システムの送信器等に用いられる光変調器・ドライバ回路一体型モジュールに関するものである。   The present invention relates to an optical modulator / driver circuit integrated module, and more particularly to an optical modulator / driver circuit integrated module used in a transmitter or the like of an optical transmission system.

光変調器・ドライバ回路一体型モジュールの従来例として、図６に示すような構成が知られている（下記非特許文献１参照）。この従来例では、z-cut ＬｉＮｂＯ３基板によるマッハ-ツェンダ(Mach-Zender)型光強度変調器、ＧａＡｓからなるｐ-ＨＥＭＴを用いたプリドライバ回路及びドライバ回路が１つの筐体に収められている。 A configuration shown in FIG. 6 is known as a conventional example of an optical modulator / driver circuit integrated module (see Non-Patent Document 1 below). In this conventional example, a Mach-Zender type light intensity modulator using a z-cut LiNbO 3 substrate, a pre-driver circuit using a p-HEMT made of GaAs, and a driver circuit are housed in one casing. Yes.

図６の構成での動作を簡単に説明する。モジュールに入力された単相電気信号はプリドライバ回路１及びドライバ回路２に導かれ、マッハ-ツェンダ型光強度変調器３を駆動するのに十分な電圧まで増幅される。ここでドライバ部分がプリドライバ回路１とドライバ回路２の２つのチップに分かれているのは、両回路共に広帯域化は可能なものの、高利得化が難しい分布定数型の回路構成を採用しており、２つのチップを使用して利得を高めるためである。ドライバ部分で増幅された単相電気信号は光強度変調器３に入力され、同じく光強度変調器３に入力されたＣＷ光を強度変調する。ここで、マッハ-ツェンダ型光強度変調器３に与えられているＤＣ動作点バイアスは、ドライバ出力がハイレベル（またはローレベル）のときに光強度変調器３の光出力がｏｎ状態に、ドライバ出力がローレベル（またはハイレベル）のときに光強度変調器３の光出力がｏｆｆ状態になるように設定されている。その結果、モジュールの出力として単相電気信号と同じデータパターンを有する強度変調光が得られる。   The operation in the configuration of FIG. 6 will be briefly described. The single-phase electric signal input to the module is guided to the pre-driver circuit 1 and the driver circuit 2 and is amplified to a voltage sufficient to drive the Mach-Zehnder light intensity modulator 3. Here, the driver part is divided into two chips, the pre-driver circuit 1 and the driver circuit 2, because both circuits can adopt a wide band, but adopt a distributed constant circuit configuration in which it is difficult to increase the gain. This is because the gain is increased by using two chips. The single-phase electric signal amplified by the driver part is input to the light intensity modulator 3, and the intensity of the CW light input to the light intensity modulator 3 is also modulated. Here, the DC operating point bias applied to the Mach-Zehnder type light intensity modulator 3 is such that the light output of the light intensity modulator 3 is turned on when the driver output is at a high level (or low level). The optical output of the light intensity modulator 3 is set to the off state when the output is at a low level (or high level). As a result, intensity-modulated light having the same data pattern as the single-phase electrical signal is obtained as the module output.

H．Porte，J．Hauden，P．Mollier，N．Grossard，F．Jorge，R．Lefevre，S．Vuye，D．Baillargeat，and R．Valois，"A 40Gb/s In-line Co-Packaged Driver-Modulator"，Optical Fiber Conference 2005，OWE2(2005)．H. Porte, J.A. Hauden, P.M. Mollier, N.M. Grossard, F.A. Jorge, R.A. Lefevre, S. Vuye, D.D. Baillargeat, and R. Valois, "A 40Gb / s In-line Co-Packaged Driver-Modulator", Optical Fiber Conference 2005, OWE2 (2005).

従来例では、マッハ-ツェンダ型光強度変調器を単相信号で駆動している。単相信号による駆動では、出力の強度変調光に周波数チャープが発生し、光伝送に適用した場合、光ファイバの波長分散による伝送距離制限を受けやすくなる。   In the conventional example, a Mach-Zehnder type optical intensity modulator is driven by a single phase signal. When driven by a single-phase signal, frequency chirp is generated in the output intensity-modulated light, and when applied to optical transmission, the transmission distance is easily limited by the wavelength dispersion of the optical fiber.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、モジュールへの入力電気信号は単相信号でありながら、マッハ-ツェンダ型光強度変調器を差動信号で駆動可能であり、更に小型に実現可能な光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and the problem to be solved by the present invention is that a Mach-Zehnder optical intensity modulator is connected to the module while the input electric signal to the module is a single-phase signal. It is an object to provide an optical modulator / driver circuit integrated module that can be driven by a moving signal and can be further reduced in size.

上記課題を解決するために、本発明においては、請求項１に記載のように、
入力された光信号を変調し出力するマッハ-ツェンダ型光強度変調器と、単相電気信号とスライスレベルとを入力として差動電気信号を出力し該差動電気信号によって前記光変調器を駆動するドライバ回路と、前記光変調器が出力する変調光を分岐する光スプリッタと、該光スプリッタによって分岐された変調光の一方を受光し電気信号に変換して出力する受光素子と、該受光素子が出力する電気信号または該電気信号の平均値を入力として、前記光変調器が出力する変調光の強度平均値が所定の値になるように帰還を掛けるべく前記ドライバ回路の入力である前記スライスレベルを発生するスライスレベル発生回路とを有することを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In order to solve the above problems, in the present invention, as described in claim 1,
A Mach-Zehnder optical intensity modulator that modulates and outputs an input optical signal, and outputs a differential electrical signal with a single-phase electrical signal and a slice level as inputs, and drives the optical modulator with the differential electrical signal A driver circuit for branching, an optical splitter for branching the modulated light output from the optical modulator, a light receiving element for receiving one of the modulated lights branched by the optical splitter, converting the light into an electrical signal, and the light receiving element The slice which is an input of the driver circuit to apply feedback so that the intensity average value of the modulated light output from the optical modulator becomes a predetermined value using the electrical signal output from the optical signal or the average value of the electrical signal as an input An optical modulator / driver circuit integrated module having a slice level generating circuit for generating a level is configured.

また、本発明においては、請求項２に記載のように、
入力された光信号を変調し出力するマッハ-ツェンダ型光強度変調器と、単相電気信号とスライスレベルとを入力として差動電気信号を出力し該差動電気信号によって前記光変調器を駆動するドライバ回路と、前記光変調器が出力する変調光を分岐する光スプリッタと、該光スプリッタによって分岐された変調光の一方を受光し電気信号に変換して出力する受光素子と、該受光素子が出力する電気信号のハイレベルのピーク値を検出するハイレベル・ピーク検出回路と、該電気信号のローレベルのピーク値を検出するローレベル・ピーク検出回路と、該ハイレベルのピーク値及びローレベルのピーク値の２つを入力として、前記光変調器が出力する変調光の強度消光比が最大となるように帰還を掛けるべく前記ドライバ回路の入力である前記スライスレベルを発生するスライスレベル発生回路とを有することを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In the present invention, as described in claim 2,
A Mach-Zehnder optical intensity modulator that modulates and outputs an input optical signal, and outputs a differential electrical signal with a single-phase electrical signal and a slice level as inputs, and drives the optical modulator with the differential electrical signal A driver circuit for branching, an optical splitter for branching the modulated light output from the optical modulator, a light receiving element for receiving one of the modulated lights branched by the optical splitter, converting the light into an electrical signal, and the light receiving element A high level peak detection circuit that detects a high level peak value of the electrical signal output from the signal, a low level peak detection circuit that detects a low level peak value of the electrical signal, and the high level peak value and low level The two input peak values of the level are used as inputs to the driver circuit input to apply feedback so that the intensity extinction ratio of the modulated light output from the optical modulator is maximized. An optical modulator / driver circuit integrated module having a slice level generating circuit for generating a rice level is configured.

また、本発明においては、請求項３に記載のように、
請求項１に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記受光素子が出力する電気信号の平均値を検出し出力する平均値検出回路が具備され、該平均値検出回路の出力が、前記受光素子が出力する電気信号の平均値として前記スライスレベル発生回路に入力されることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In the present invention, as described in claim 3,
The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 1, further comprising an average value detection circuit that detects and outputs an average value of the electric signal output from the light receiving element, and the output of the average value detection circuit is: The optical modulator / driver circuit integrated module is configured to be input to the slice level generation circuit as an average value of the electric signal output from the light receiving element.

また、本発明においては、請求項４に記載のように、
請求項１に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記スライスレベル発生回路及びドライバ回路がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In the present invention, as described in claim 4,
2. The integrated optical modulator / driver circuit module according to claim 1, wherein the slice level generating circuit and the driver circuit are monolithically integrated.

また、本発明においては、請求項５に記載のように、
請求項３に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記平均値検出回路、スライスレベル発生回路及びドライバ回路がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In the present invention, as described in claim 5,
4. The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 3, wherein the average value detection circuit, slice level generation circuit, and driver circuit are monolithically integrated. Configure.

また、本発明においては、請求項６に記載のように、
請求項２に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記ハイレベル・ピーク検出回路、ローレベル・ピーク検出回路、スライスレベル発生回路及びドライバ回路がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In the present invention, as described in claim 6,
3. The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 2, wherein the high level / peak detection circuit, the low level / peak detection circuit, the slice level generation circuit and the driver circuit are monolithically integrated. An optical modulator / driver circuit integrated module is configured.

また、本発明においては、請求項７に記載のように、
請求項１、２、３、４、５または６に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記光変調器、光スプリッタ及び受光素子がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In the present invention, as described in claim 7,
7. The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 1, wherein the optical modulator, the optical splitter, and the light receiving element are monolithically integrated. Constitutes a module / driver circuit integrated module.

また、本発明においては、請求項８に記載のように、
請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、全ての構成要素が１つの筐体に収められていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを構成する。 In the present invention, as described in claim 8,
The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein all components are housed in a single casing. Constitutes a module / driver circuit integrated module.

本発明の実施により、光変調器を駆動するドライバ回路として、単電気信号を入力とし差動電気信号を出力するドライバ回路を用い、モジュールへの入力電気信号は単相信号でありながらマッハ-ツェンダ型光強度変調器を差動信号で駆動可能であり、更に小型に実現可能な光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを提供することが可能となる。   By implementing the present invention, a driver circuit that inputs a single electrical signal and outputs a differential electrical signal is used as a driver circuit that drives the optical modulator, and the input electrical signal to the module is a single-phase signal while the Mach-Zehnder is used. It is possible to provide an optical modulator / driver circuit integrated module that can drive a type optical intensity modulator with a differential signal and that can be further miniaturized.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施の形態例によって、詳細に説明する。なお、以下の説明においては、受光素子としてフォトダイオードを用いる場合について説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、受光素子として、例えば、金属−半導体−金属（ＭＳＭ）光検出素子、フォトトランジスタ等を用いてもよい。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail by way of embodiments. In the following description, a case where a photodiode is used as the light receiving element will be described. However, the present invention is not limited to this, and the light receiving element may be, for example, a metal-semiconductor-metal (MSM) photodetection. An element, a phototransistor, or the like may be used.

［第一の実施の形態例］
図１に、本発明による光変調器・ドライバ回路一体型モジュールの第一の実施の形態例を示す。 [First embodiment]
FIG. 1 shows a first embodiment of an optical modulator / driver circuit integrated module according to the present invention.

本実施の形態例において、図１に示したように、ＩｎＰ基板を用いたマッハ-ツェンダ(Mach-Zender)型光強度変調器３（光変調器に該当）、ＩｎＰ ＨＢＴを用いた単相入力差動出力型のドライバ回路４、光スプリッタ５、受光素子であるフォトダイオード６、平均値検出回路７及びスライスレベル発生回路８が１つのモジュール筐体に収められている。すなわち、この光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、全ての構成要素が１つの筐体に収められている。   In this embodiment, as shown in FIG. 1, a Mach-Zender type optical intensity modulator 3 (corresponding to an optical modulator) using an InP substrate and a single-phase input using InP HBT. A differential output type driver circuit 4, an optical splitter 5, a photodiode 6 as a light receiving element, an average value detection circuit 7 and a slice level generation circuit 8 are housed in one module housing. That is, in this optical modulator / driver circuit integrated module, all the components are housed in a single housing.

本実施の形態例での動作を簡単に説明する。モジュールに入力された単相電気信号は、単相入力差動出力型のドライバ回路４に導かれ、スライスレベル発生回路８から供給されたスライスレベルを参照しつつ、光強度変調器３を駆動するのに十分な振幅を有した差動信号に変換される。本実施の形態例では、このドライバ回路４は１チップで構成されているが、これはドライバ回路４の構成が高利得化が可能な集中定数型であるためである。集中定数型では高利得化が可能な反面、帯域が劣化しやすいが、高速性能に優れたＩｎＰ ＨＢＴのトランジスタを用いることで必要な帯域は確保されている。   The operation in this embodiment will be briefly described. The single-phase electrical signal input to the module is guided to the single-phase input differential output type driver circuit 4 and drives the light intensity modulator 3 while referring to the slice level supplied from the slice level generation circuit 8. Is converted into a differential signal having a sufficient amplitude. In the present embodiment, the driver circuit 4 is composed of one chip because the configuration of the driver circuit 4 is a lumped constant type capable of increasing the gain. In the lumped constant type, a high gain can be achieved, but the band tends to deteriorate, but a necessary band is secured by using an InP HBT transistor excellent in high-speed performance.

単相入力差動出力型のドライバ回路４で生成された差動信号によりマッハ-ツェンダ型光強度変調器３が駆動される一方、マッハ-ツェンダ型光強度変調器３に与えられているＤＣ動作点バイアスが、ドライバ差動出力がハイレベル（ローレベル）のときに光強度変調器３の光出力がｏｎ状態に、ドライバ差動出力がローレベル（ハイレベル）のときに光強度変調器３の光出力がｏｆｆ状態になるように設定されていることから、入力のＣＷ光が差動電気信号と同じデータパターンで強度変調される。尚、光強度変調器３は差動信号で変調されていることから、出力の強度変調光の周波数チャープは単相信号で駆動されているときよりも抑えられている。   The Mach-Zehnder light intensity modulator 3 is driven by the differential signal generated by the single-phase input differential output type driver circuit 4, while the DC operation applied to the Mach-Zehnder light intensity modulator 3 is performed. When the point bias is the driver differential output is at a high level (low level), the light output of the light intensity modulator 3 is turned on, and when the driver differential output is at a low level (high level), the light intensity modulator 3 Therefore, the input CW light is intensity-modulated with the same data pattern as that of the differential electric signal. Since the light intensity modulator 3 is modulated with a differential signal, the frequency chirp of the output intensity-modulated light is suppressed compared to when it is driven with a single-phase signal.

周波数チャープが抑えられた強度変調光は、大部分がモジュールの外へ出力される一方、光スプリッタ５によりその一部がフォトダイオード６に入力される。ここで、光スプリッタ５とフォトダイオード６は、光強度変調器３と同一のＩｎＰ基板上に作り込まれている。フォトダイオード６ヘ入力された強度変調光は電気信号に変換され、平均値検出回路７へ入力される。   Most of the intensity-modulated light whose frequency chirp is suppressed is output to the outside of the module, while a part thereof is input to the photodiode 6 by the optical splitter 5. Here, the optical splitter 5 and the photodiode 6 are formed on the same InP substrate as the light intensity modulator 3. The intensity modulated light input to the photodiode 6 is converted into an electric signal and input to the average value detection circuit 7.

平均値検出回路７は、強度変調光の変調ビットレートよりも十分に応答速度の遅いローパスフィルタで実現される。よって平均値検出回路７前段のフォトダイオード６の応答速度が強度変調光の変調ビットレートよりも十分に遅ければ、この平均値検出回路７を省略し、フォトダイオード６の出力を、電気信号の平均値として、スライスレベル発生回路８へ直接入力することが可能である。   The average value detection circuit 7 is realized by a low-pass filter whose response speed is sufficiently slower than the modulation bit rate of intensity-modulated light. Therefore, if the response speed of the photodiode 6 in the preceding stage of the average value detection circuit 7 is sufficiently slower than the modulation bit rate of the intensity-modulated light, the average value detection circuit 7 is omitted, and the output of the photodiode 6 is replaced with the average of the electric signal. A value can be directly input to the slice level generation circuit 8.

スライスレベル発生回路８は、平均値検出回路７の出力平均値に応じ、変調光の強度平均値が所定の値になるように最適なスライスレベルを発生、ドライバ回路４へ帰還を掛ける。このスライスレベル発生回路８の帰還動作について、図２と図３を用いつつ説明する。尚、ここでは、光強度変調器３は図２に示した状態で駆動されているとする。また、スライスレベル発生回路８は、出力強度変調光のマークとスペースの平均値が、図２の駆動電圧-出力強度光特性曲線での出力強度光の最大値と最小値の中間値に一致するように帰還を掛けるとする。   The slice level generation circuit 8 generates an optimal slice level according to the average output value of the average value detection circuit 7 so that the average intensity value of the modulated light becomes a predetermined value, and feeds back to the driver circuit 4. The feedback operation of the slice level generation circuit 8 will be described with reference to FIGS. Here, it is assumed that the light intensity modulator 3 is driven in the state shown in FIG. Further, the slice level generation circuit 8 has the average value of the mark and the space of the output intensity modulated light coincident with the intermediate value between the maximum value and the minimum value of the output intensity light in the drive voltage-output intensity light characteristic curve of FIG. Suppose you want to give feedback.

図２と図３の“１”のように光強度変調光がマーク側に寄っている時、ドライバ回路４の差動出力の平均値はローレベルに寄っている。これは、図３で示されているように、ドライバ回路４の入力において、スライスレベルがハイレベル側に寄っていることに起因する。そこでスライスレベル発生回路８はスライスレベルを下げて、ドライバ回路４の差動出力の平均値を上げ、光強度変調光の状態を図２と図３の“２”のような最適なものにしようとする。図２と図３の“２”のように光強度変調光が最適な時、この状態が制御目標であることから、スライスレベル発生回路８はスライスレベルを維持する。   When the light intensity modulated light is close to the mark side as indicated by “1” in FIGS. 2 and 3, the average value of the differential output of the driver circuit 4 is close to the low level. This is due to the fact that the slice level is shifted to the high level side at the input of the driver circuit 4 as shown in FIG. Therefore, the slice level generation circuit 8 lowers the slice level and increases the average value of the differential outputs of the driver circuit 4 so as to optimize the light intensity modulated light state as “2” in FIG. 2 and FIG. And When the light intensity modulated light is optimal as shown by “2” in FIGS. 2 and 3, since this state is a control target, the slice level generation circuit 8 maintains the slice level.

図２と図３の“３”ように光強度変調光の平均値がスペース側に寄っている時、スライスレベル発生回路８は図３の“１”の時と逆の振る舞いをする。つまり、スライスレベルを上げて、ドライバ回路４の差動出力の平均値を下げ、光強度変調光の状態を図２と図３の“２”のような最適なものにしようとする。以上の動作を行うスライスレベル発生回路８は、常に強度変調光の平均値を図２と図３の“２”のような最適なもの（所定の値）にしようとする。   When the average value of the light intensity modulated light is closer to the space as shown by “3” in FIG. 2 and FIG. 3, the slice level generation circuit 8 behaves in the opposite manner as in “1” in FIG. That is, the slice level is raised, the average value of the differential output of the driver circuit 4 is lowered, and the state of the light intensity modulated light is set to the optimum one as “2” in FIGS. The slice level generation circuit 8 that performs the above operation always tries to set the average value of intensity modulated light to an optimum value (predetermined value) such as “2” in FIGS.

尚、平均値検出回路７、スライスレベル発生回路８及びドライバ回路４はモノリシック集積することも可能である。この場合、光スプリッタ５とフォトダイオード６が集積された光強度変調器３のチップと、平均値検出回路７と、スライスレベル発生回路８が集積されたドライバ回路４のチップのわずか２チツプで構成可能であることから、本発明による光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを、省サイズで実現することが可能となる。   The average value detection circuit 7, the slice level generation circuit 8, and the driver circuit 4 can be monolithically integrated. In this case, the optical intensity modulator 3 chip integrated with the optical splitter 5 and the photodiode 6, the average value detection circuit 7, and the driver circuit 4 chip integrated with the slice level generation circuit 8 are constituted by only two chips. Therefore, the optical modulator / driver circuit integrated module according to the present invention can be realized with a reduced size.

［第二の実施の形態例］
図４に、本発明による光変調器・ドライバ回路一体型モジュールの第二の実施の形態例を示す。 [Second Embodiment]
FIG. 4 shows a second embodiment of an optical modulator / driver circuit integrated module according to the present invention.

本実施の形態例では、図４に示したように、ＩｎＰ基板を用いたマッハ-ツェンダ型光強度変調器３、ＩｎＰ ＨＢＴを用いた単相入力差動出力型のドライバ回路４、光スプリッタ５、フォトダイオード６、ハイレベル・ピーク検出回路９、ローレベル・ピーク検出回路１０及びスライスレベル発生回路８が１つのモジュール筐体に収められている。すなわち、この光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、全ての構成要素が１つの筐体に収められている。   In this embodiment, as shown in FIG. 4, a Mach-Zehnder type optical intensity modulator 3 using an InP substrate, a single-phase input differential output type driver circuit 4 using an InP HBT, and an optical splitter 5 are used. The photodiode 6, the high level / peak detection circuit 9, the low level / peak detection circuit 10 and the slice level generation circuit 8 are housed in one module housing. That is, in this optical modulator / driver circuit integrated module, all the components are housed in a single housing.

本実施の形態例での動作を簡単に説明する。モジュールに入力されたＣＷ光と単相電気信号から強度変調光が出力として得られる一連の動作は第一の実施の形態例と同様である。本実施の形態例でもマッハ-ツェンダ型光強度変調器３は差動信号で駆動されていることから、周波数チャープの少ない強度変調光が出力として得られる。   The operation in this embodiment will be briefly described. A series of operations for obtaining intensity-modulated light as an output from the CW light and single-phase electric signal input to the module are the same as those in the first embodiment. Also in the present embodiment, since the Mach-Zehnder type optical intensity modulator 3 is driven by a differential signal, intensity modulated light with less frequency chirp can be obtained as an output.

強度変調光の一部が光スプリッタ５で分岐されてフォトダイオード６ヘ入力され、フォトダイオード６が強度変調光を電気信号に変換する動作も第一の実施の形態例と同様である。しかしながら、フォトダイオード６の出力電気信号が分配されるハイレベル・ピーク検出回路９及びローレベル・ピーク検出回路１０及びスライスレベル発生回路８については、第一の実施の形態例とその動作は異なっている。この部分の動作について、図５を用いつつ説明する。ここでも、第一の実施の形態例での説明と同様、光強度変調器３は図２に示した状態で駆動されているとする。またスライスレベル発生回路８は、出力強度変調光が図５の“２”の状態（光強度変調器３が出力する変調光の強度消光比が最大となる状態）になるようにドライバ回路４へ帰還をかけるものとする。   A part of the intensity-modulated light is branched by the optical splitter 5 and input to the photodiode 6, and the operation of the photodiode 6 for converting the intensity-modulated light into an electric signal is the same as in the first embodiment. However, the operation of the high level / peak detection circuit 9, the low level / peak detection circuit 10 and the slice level generation circuit 8 to which the output electric signal of the photodiode 6 is distributed is different from that of the first embodiment. Yes. The operation of this part will be described with reference to FIG. Here again, it is assumed that the light intensity modulator 3 is driven in the state shown in FIG. 2, as in the description of the first embodiment. Further, the slice level generation circuit 8 sends the output intensity modulated light to the driver circuit 4 so that the output intensity modulated light is in the state “2” in FIG. 5 (the intensity extinction ratio of the modulated light output from the light intensity modulator 3 is maximized). A return shall be made.

図５の“１”のように、強度変調光がマーク側に寄っているとき、ハイレベル・ローレベルそれぞれのピーク検出回路を通して（ハイレベルのピーク値）＞（ローレベルのピーク値）であることが判別される。これを受けて、スライスレベル発生回路８は、スライスレベルを下げて、ドライバ回路４の差動出力の平均値を上げ、強度変調光の状態を図５の“２”のような最適なものにしようとする。図５の“２”のように光強度変調光が最適な時、この状態が制御目標そのものであることから、スライスレベル発生回路８はスライスレベルを維持する。   When the intensity-modulated light is close to the mark side as indicated by “1” in FIG. 5, (high-level peak value)> (low-level peak value) through the high-level and low-level peak detection circuits. Is determined. In response to this, the slice level generation circuit 8 lowers the slice level, increases the average value of the differential outputs of the driver circuit 4, and changes the intensity modulated light state to the optimum one as shown by “2” in FIG. try to. When the light intensity modulated light is optimal as shown by “2” in FIG. 5, this state is the control target itself, so that the slice level generation circuit 8 maintains the slice level.

図５の“３”のように、強度変調光がスペース側に寄っているとき、２つのピーク検出回路９、１０を介して（ハイレベルのピーク値）＜（ローレベルのピーク値）であることが判別される。この場合、スライスレベル発生回路８は“１”の場合と逆にスライスレベルを上げて、ドライバ差動出力の平均値を減少させ、強度変調光を最適な“２”の状態にしようとする。以上のようにして、光強度変調器３が出力する変調光の強度消光比が最大となるように帰還が掛けられる。   When the intensity-modulated light is close to the space side as indicated by “3” in FIG. 5, (high-level peak value) <(low-level peak value) via the two peak detection circuits 9 and 10. Is determined. In this case, the slice level generation circuit 8 increases the slice level contrary to the case of “1” to decrease the average value of the driver differential outputs and tries to make the intensity modulated light in the optimum “2” state. As described above, feedback is applied so that the intensity extinction ratio of the modulated light output from the light intensity modulator 3 is maximized.

また、第一の実施の形態例に類似して、ハイレベル・ピーク検出回路９、ローレベル・ピーク検出回路１０、スライスレベル発生回路８及びドライバ回路はモノリシック集積することも可能である。この場合、光スプリッタ５とフォトダイオード６が集積された光強度変調器３のチップと、ピーク検出回路９、１０とスライスレベル発生回路８が集積されたドライバ回路４のチップのわずか２チップで構成可能であることから、本発明による光変調器・ドライバ回路一体型モジュールを、省サイズで実現することが可能となる。   Similarly to the first embodiment, the high level / peak detection circuit 9, the low level / peak detection circuit 10, the slice level generation circuit 8 and the driver circuit can be monolithically integrated. In this case, it is composed of only two chips, a chip of the light intensity modulator 3 in which the optical splitter 5 and the photodiode 6 are integrated, and a chip of the driver circuit 4 in which the peak detection circuits 9 and 10 and the slice level generation circuit 8 are integrated. Therefore, the optical modulator / driver circuit integrated module according to the present invention can be realized with a reduced size.

［その他の実施の形態］
上記実施の形態例では、光強度変調器の基板としてＩｎＰ基板からなるものを用いているが、ＬｉＮｂＯ３等からなるマッハ-ツェンダ型光強度変調器を用いてもよい。 [Other embodiments]
In the above embodiment, a substrate made of an InP substrate is used as the substrate of the light intensity modulator, but a Mach-Zehnder light intensity modulator made of LiNbO 3 or the like may be used.

また、上記実施の形態例では、ドライバ回路の構成トランジスタとしてＩｎＰ ＨＢＴを用いているが、スライスレベル入力端子が付いた単相入力型・差動出力型のドライバが構成可能であれば、その種類は問わない。   In the above-described embodiment, InP HBT is used as a constituent transistor of the driver circuit. However, if a single-phase input type / differential output type driver with a slice level input terminal can be configured, the type thereof is used. Does not matter.

以上の説明から明らかなように、
本発明によれば、モジュールヘの入力電気信号は単相信号でありながら、マッハ-ツェンダ型光強度変調器を差動信号で駆動可能であり、更に小型に実現可能な光変調器・ドライバ回路一体型モジュールが提供可能となる。 As is clear from the above explanation,
According to the present invention, an optical modulator / driver circuit that can drive a Mach-Zehnder type optical intensity modulator with a differential signal while the input electric signal to the module is a single-phase signal, and can be further miniaturized. An integrated module can be provided.

本発明の第一の実施の形態例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1st embodiment of this invention. 強度変調光の波形がドライバ出力波形の平均値によって変化する様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the waveform of intensity modulation light changed with the average value of a driver output waveform. 本発明の第一の実施の形態例におけるスライスレベル発生回路８の帰還動作を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a feedback operation of a slice level generation circuit 8 in the first embodiment of the present invention. 本発明の第二の実施の形態例を示す図である。It is a figure which shows the example of 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施の形態例におけるスライスレベル発生回路８の帰還動作を示した図である。It is the figure which showed the feedback operation | movement of the slice level generation circuit 8 in the 2nd Example of this invention. 従来の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical modulator and driver circuit integrated module.

符号の説明Explanation of symbols

１：プリドライバ回路、２：ドライバ回路、３：マッハ-ツェンダ型光強度変調器、４：単相入力差動出力型ドライバ回路、５：光スプリッタ、６：フォトダイオード、７：平均値検出回路、８：スライスレベル発生回路、９：ハイレベル・ピーク検出回路、１０：ローレベル・ピーク検出回路。   1: pre-driver circuit, 2: driver circuit, 3: Mach-Zehnder type optical intensity modulator, 4: single-phase input differential output type driver circuit, 5: optical splitter, 6: photodiode, 7: average value detection circuit 8: Slice level generation circuit, 9: High level / peak detection circuit, 10: Low level / peak detection circuit.

Claims (8)

入力された光信号を変調し出力するマッハ-ツェンダ型光強度変調器と、単相電気信号とスライスレベルとを入力として差動電気信号を出力し該差動電気信号によって前記光変調器を駆動するドライバ回路と、前記光変調器が出力する変調光を分岐する光スプリッタと、該光スプリッタによって分岐された変調光の一方を受光し電気信号に変換して出力する受光素子と、該受光素子が出力する電気信号または該電気信号の平均値を入力として、前記光変調器が出力する変調光の強度平均値が所定の値になるように帰還を掛けるべく前記ドライバ回路の入力である前記スライスレベルを発生するスライスレベル発生回路とを有することを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。 A Mach-Zehnder optical intensity modulator that modulates and outputs an input optical signal, and outputs a differential electrical signal with a single-phase electrical signal and a slice level as inputs, and drives the optical modulator with the differential electrical signal A driver circuit for branching, an optical splitter for branching the modulated light output from the optical modulator, a light receiving element for receiving one of the modulated lights branched by the optical splitter, converting the light into an electrical signal, and the light receiving element The slice which is an input of the driver circuit to apply feedback so that the intensity average value of the modulated light output from the optical modulator becomes a predetermined value using the electrical signal output from the optical signal or the average value of the electrical signal as an input An optical modulator / driver circuit integrated module having a slice level generating circuit for generating a level. 入力された光信号を変調し出力するマッハ-ツェンダ型光強度変調器と、単相電気信号とスライスレベルとを入力として差動電気信号を出力し該差動電気信号によって前記光変調器を駆動するドライバ回路と、前記光変調器が出力する変調光を分岐する光スプリッタと、該光スプリッタによって分岐された変調光の一方を受光し電気信号に変換して出力する受光素子と、該受光素子が出力する電気信号のハイレベルのピーク値を検出するハイレベル・ピーク検出回路と、該電気信号のローレベルのピーク値を検出するローレベル・ピーク検出回路と、該ハイレベルのピーク値及びローレベルのピーク値の２つを入力として、前記光変調器が出力する変調光の強度消光比が最大となるように帰還を掛けるべく前記ドライバ回路の入力である前記スライスレベルを発生するスライスレベル発生回路とを有することを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。 A Mach-Zehnder optical intensity modulator that modulates and outputs an input optical signal, and outputs a differential electrical signal with a single-phase electrical signal and a slice level as inputs, and drives the optical modulator with the differential electrical signal A driver circuit for branching, an optical splitter for branching the modulated light output from the optical modulator, a light receiving element for receiving one of the modulated lights branched by the optical splitter, converting the light into an electrical signal, and the light receiving element A high level peak detection circuit that detects a high level peak value of the electrical signal output from the signal, a low level peak detection circuit that detects a low level peak value of the electrical signal, and the high level peak value and low level The two input peak values of the level are used as inputs to the driver circuit input to apply feedback so that the intensity extinction ratio of the modulated light output from the optical modulator is maximized. An optical modulator / driver circuit integrated module having a slice level generating circuit for generating a rice level. 請求項１に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記受光素子が出力する電気信号の平均値を検出し出力する平均値検出回路が具備され、該平均値検出回路の出力が、前記受光素子が出力する電気信号の平均値として前記スライスレベル発生回路に入力されることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。   The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 1, further comprising an average value detection circuit that detects and outputs an average value of the electric signal output from the light receiving element, and the output of the average value detection circuit is: An optical modulator / driver circuit integrated module, wherein an average value of electrical signals output from the light receiving element is input to the slice level generating circuit. 請求項１に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記スライスレベル発生回路及びドライバ回路がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。   2. The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 1, wherein the slice level generating circuit and the driver circuit are monolithically integrated. 請求項３に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記平均値検出回路、スライスレベル発生回路及びドライバ回路がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。   4. The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 3, wherein the average value detection circuit, slice level generation circuit, and driver circuit are monolithically integrated. . 請求項２に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記ハイレベル・ピーク検出回路、ローレベル・ピーク検出回路、スライスレベル発生回路及びドライバ回路がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。   3. The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 2, wherein the high level / peak detection circuit, the low level / peak detection circuit, the slice level generation circuit and the driver circuit are monolithically integrated. Optical modulator / driver circuit integrated module. 請求項１、２、３、４、５または６に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、前記光変調器、光スプリッタ及び受光素子がモノリシック集積されていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。   7. The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 1, wherein the optical modulator, the optical splitter, and the light receiving element are monolithically integrated. Module integrated with driver circuit. 請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の光変調器・ドライバ回路一体型モジュールにおいて、全ての構成要素が１つの筐体に収められていることを特徴とする光変調器・ドライバ回路一体型モジュール。   The optical modulator / driver circuit integrated module according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein all components are housed in a single casing. Module integrated with driver circuit.
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