JP4640082B2 - 光変調装置及び光変調器制御方法 - Google Patents

光変調装置及び光変調器制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4640082B2
JP4640082B2 JP2005284864A JP2005284864A JP4640082B2 JP 4640082 B2 JP4640082 B2 JP 4640082B2 JP 2005284864 A JP2005284864 A JP 2005284864A JP 2005284864 A JP2005284864 A JP 2005284864A JP 4640082 B2 JP4640082 B2 JP 4640082B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bias voltage
modulator
signal
optical
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005284864A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007094127A (ja
Inventor
明 三浦
賢治 内田
克哉 池澤
裕之 松浦
晃 遠山
利秋 小林
剛 八木原
孝介 土居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP2005284864A priority Critical patent/JP4640082B2/ja
Priority to US11/527,561 priority patent/US7245413B2/en
Priority to GB0619158A priority patent/GB2430759A/en
Publication of JP2007094127A publication Critical patent/JP2007094127A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4640082B2 publication Critical patent/JP4640082B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • 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 
    • G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • 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 
    • G02F1/21—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  by interference
    • G02F1/225—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  by interference in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • 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 
    • G02F1/21—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  by interference
    • G02F1/225—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  by interference in an optical waveguide structure
    • G02F1/2255—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  by interference in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic component in an electric waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • 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 
    • G02F1/21—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  by interference
    • G02F1/212—Mach-Zehnder type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/20—LiNbO3, LiTaO3
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、光通信システムに用いられる外部変調方式の光変調装置及び光変調器制御方法に関し、特にマッハツェンダ型の光変調器を用いた光変調装置及び光変調制御方法に関する。
近年、光通信システムの進歩に伴い、高周波の出力光信号（光パルス）を安定して出力することが可能な光変調装置が求められており、例えば、ＥＡ（Electro-Absorption）変調器やニオブ酸リチウム（LiNbO3）等の電気光学効果（ボッケルス効果）を有する材料を基板に用いたＬＮ変調器等の外部変調器を備えた光変調装置が実用化されている。
図３は、上述したＥＡ変調器を用いた光変調装置１００の構成を示した図である。
図３に示すとおり、光変調装置１００は、レーザーダイオード等の光源１１から入射される光を変調し出力するＥＡ変調器２１と、外部から入力される電気信号の論理レベルに応じてＥＡ変調器２１の光変調に係る動作を制御するＥＡ変調器用ドライバ２２と、から構成される。
ＥＡ変調器２１は、ＥＡ変調器用ドライバ２２から入力される制御信号に応じて光の吸収又は通過を行う電界吸収型の光変調器である。ＥＡ変調器用ドライバ２２は、外部から入力される入力電気信号がＬｏｗレベルの場合、光源１１から入射された光を吸収させる制御信号をＥＡ変調器２１に出力することで、当該ＥＡ変調器２１から出力される出力光を消光（ＯＦＦ）状態とする。また、外部から入力される電気信号がＨｉｇｈレベルの場合、光源１１から入射された光を通過させる制御信号をＥＡ変調器２１に出力することで、当該ＥＡ変調器２１から出力される出力光信号を点灯（ＯＮ）状態とする。
このＥＡ変調器２１は、温度ドリフトや経時ドリフトが発生しないという利点があるが、出力光信号のＯＮ状態とＯＦＦ状態との光強度の比である消光比が悪く、出力光信号の波形品質が悪いという問題があるため、光通信時においてエラーが生じる可能性がある。
図４は、上述したＬＮ変調器を用いた光変調装置１００の構成を示した図である。
図４に示すとおり、光変調装置１００は、レーザーダイオード等の光源１１から入射される光を変調し出力光信号として出力するＬＮ変調器１２と、外部から入力される入力電気信号の論理レベルに応じてＬＮ変調器１２の光変調に係る動作を制御するＬＮ変調器用ドライバ１３と、ＬＮ変調器１２から出力される出力光信号を分岐する光分岐回路１５と、光分岐回路１５で分岐された出力光信号に基づいてＬＮ変調器１２のバイアス点を調整するバイアス制御回路１９と、から構成される。
ＬＮ変調器１２は、光源１１から入射された光を二つに分岐し、ＬＮ変調器用ドライバ１３から入力される制御信号に応じて光の位相を変化させた後、再び一つの光に合波して出力するマッハツェンダ型の光変調器である。ＬＮ変調器用ドライバ１３は、外部から入力される入力電気信号がＬｏｗレベルの場合、ＬＮ変調器１２内で分岐した二つの光の位相がπだけ異なるよう変化させる制御信号をＲＦ電圧としてＬＮ変調器１２に印加することで、二つの光を逆位相で合波させ出力光信号を消光（ＯＦＦ）状態とする。また、外部から入力される電気信号がＨｉｇｈレベルの場合、ＬＮ変調器１２内で分岐した二つの光の位相が一致するよう変化させる制御信号をＲＦ電圧としてＬＮ変調器１２に印加することで、二つの光を同位相で合波させ出力光信号を点灯（ＯＮ）状態とする。
ここで、ＬＮ変調器用ドライバ１３から入力される制御信号としては、連続的に発生し、マーク率（ＬｏｗレベルとＨｉｇｈレベルとの比率）がほぼ一定のＮＲＺ（No Return to Zero）信号やＲＺ（Return to Zero）信号が用いられている。また、ＬＮ変調器用ドライバ１３内部のバイアス値を任意に設定することができる等の利点があるため、ＬＮ変調器１２とＬＮ変調器用ドライバ１３との間にコンデンサ等の容量を接続した態様で使用することができる。
ＬＮ変調器を用いた光変調装置はＥＡ変調器を用いた光変調装置と比較し、消光比が優れており、また、広帯域且つチャーピングのない理想的な光変調を実現できるという利点があるが、温度ドリフトや経時ドリフトが発生するため、出力光信号の精度が劣化するという問題がある。そのため、バイアス制御回路１９は、光分岐回路１５により分岐された出力光信号に基づいてＬＮ変調器１２による光変調の特性曲線の中点（最大出力と最小出力の中間点）がバイアス点となるようバイアス電圧（ＤＣ電圧）を印可することで、ドリフトの発生を抑制している。また、従来、光変調器におけるバイアス点の調整に係る技術としては、例えば、特許文献１や特許文献２が提案されている。
特許第２６４２４９９号公報 特許第３３９８９２９号公報
ところで、システム上の理由や更なる高速化に対応するため、上述した光変調装置をバーストモードで動作させる要請がある。このバーストモードでは、一連するＯＮ状態の出力光信号（以下、バースト信号という）が間欠的に出力される状態（以下、バースト状態という）と、ＯＦＦ状態の出力光信号が継続する状態（以下、バースト休止状態という）と、に大別することができる（図２参照）。この場合、上述した光変調の特性曲線の中点をバイアス点にしていたのでは，ＬＮ変調器を効率的に動作させることができないため、出力光信号の光強度が最も消光状態（微発光）となる点をバイアス点とする必要がある。
しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載の技術では、マーク率が一定とならないバーストモード時における稼働は考慮されていないため、出力光信号の光強度が最も消光状態となる点をバイアス点に制御し続けることができず、効率的な出力光信号の変調を行うことができないという問題がある。
本発明の課題は、バーストモード時において、光変調器のバイアス点を適切な位置に調整することが可能な光変調装置及び光変調器制御方法を提供することである。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
光源から入射された光を変調し出力光信号として出力するマッハツェンダ型の光変調器と、外部から入力される入力電気信号に応じて前記変調に係る動作を制御するための制御信号を前記光変調器に出力する変調器用ドライバと、前記光変調器から出力された出力光信号を分岐する光分岐回路と、前記分岐された出力光信号に基づいて前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス制御回路と、を備えた光変調装置において、
前記入力電気信号に含まれたバースト信号の休止状態を検出するバースト休止状態検出回路と、
前記光分岐回路により分岐された一の出力光信号を電気信号に変換する光電変換器と、
前記バースト休止状態検出回路により休止状態と検出されている間、前記光電変換器により変換された電気信号を採取するサンプリング回路と、
前記採取された電気信号の電圧レベルに基づいて前記バイアス電圧のバイアス電圧値を調整するバイアス電圧調整回路と、
を備えたことを特徴としている。
更に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記バイアス電圧調整回路は、互いに異なる複数のバイアス電圧値を設定し、この複数のバイアス電圧値に応じて採取された前記電気信号の電圧レベルを夫々比較することで、前記電圧レベルが最小又は最大となるバイアス電圧値を特定することを特徴としている。
更に、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記光変調器と前記変調器用ドライバとが直流結合されていることを特徴としている。
また、上記課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、
光源から入射された光を変調し出力光信号として出力するマッハツェンダ型の光変調器と、外部から入力される入力電気信号に応じて前記変調に係る動作を制御するための制御信号を前記光変調器に出力する変調器用ドライバと、前記光変調器から出力された出力光信号を分岐する光分岐回路と、前記分岐された出力光信号に基づいて前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス制御回路と、を備えた光変調装置の光変調器制御方法であって、
前記入力電気信号に含まれたバースト信号の休止状態を検出するバースト休止状態検出工程と、
前記光分岐回路により分岐された一の出力光信号を電気信号に変換する光電変換工程と、
前記バースト休止状態検出工程において休止状態と検出されている間、前光電変換工程で変換された電気信号を採取するサンプリング工程と、
前記採取された電気信号の電圧レベルに基づいて前記バイアス電圧のバイアス電圧値を調整するバイアス電圧調整工程と、
を含むことを特徴としている。
更に、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記バイアス電圧調整工程は、互いに異なる複数のバイアス電圧値を設定し、この複数のバイアス電圧値に応じて採取された前記電気信号の電圧レベルを夫々比較することで、前記電圧レベルが最小又は最大となるバイアス電圧値を特定することを特徴としている。
請求項１又は４に記載の発明によれば、バースト信号の休止状態の間、電気信号の電圧レベルに基づいてバイアス制御回路が印加するバイアス電圧のバイアス電圧値を調整することが可能であるため、バーストモード時において、光変調器のバイアス点を適切な位置に調整することができる。
請求項２又は５に記載の発明によれば、互いに異なる複数のバイアス電圧値を設定し、この複数のバイアス電圧値に応じて採取された電気信号の電圧レベルを夫々比較することで、電圧レベルが最小又は最大となるバイアス電圧値を特定する。これにより、出力光信号の光強度が最小又は最大となるバイアス電圧値を特定することが可能であるため、バーストモード時において、光変調器のバイアス点を適切な位置に調整することができる。
請求項３に記載の発明によれば、光変調器と変調器用ドライバとが直流結合されているため、バーストモード時において、変調器用ドライバから送信される制御信号の波形品質の劣化を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されないものとする。
まず、図１を参照して光変調装置１００の構成を説明する。なお、前述した図４と同一の構成部分については詳細な説明を適宜省略する。以下では、本実施形態に特徴的な構成及び動作について説明する。
図１に示すとおり、光変調装置１００は、光源１１、ＬＮ変調器１２、ＬＮ変調器用ドライバ１３、バースト休止状態検出回路１４、光分岐回路１５、Ｏ／Ｅ（Optical／Electric）変換器１６、サンプリング回路１７、バイアス電圧調整回路１８、バイアス制御回路１９から構成される。
光源１１は、一定波長（例えば、１５００ｎｍ）の光を発するレーザーダイオード等の発光手段であって、ＬＮ変調器１２へと光を入射する。
ＬＮ変調器１２は、電気光学効果を有するニオブ酸リチウム（LiNbO3）からなる基板と、基板上に形成されたマッハツェンダ型の光導波路と、光導波路内を通過する光を変調させるための制御信号（ＲＦ電圧）が入力（印加）されるＲＦ電極対と、光変調の動作の基準となるバイアス点を調整するためのバイアス電圧（ＤＣ電圧）が印加されるＤＣ電極対（何れも不図示）と、から構成される。
ＬＮ変調器用ドライバ１３は、外部から入力される入力電気信号の論理レベルに応じてＬＮ変調器１２のＲＦ電極対に制御信号を直流結合で入力することにより、ＬＮ変調器１２の光変調に係る動作を制御する。なお、バーストモード時においては、コンデンサ等を介してＬＮ変調器用ドライバ１３とＲＦ電極対とを容量結合をした場合、コンデンサ内に生じる電荷の過渡状態によりＲＦ電極対にかかるＲＦ電圧に時間とともに変わるオフセットが生じ、出力光信号のパルス形状が変形する可能性があるため、ＬＮ変調器用ドライバ１３とＲＦ電極対とを直流結合することが好ましい。
具体的に、ＬＮ変調器用ドライバ１３は、外部から入力される入力電気信号がＬｏｗレベルの場合には、ＬＮ変調器１２の光導波路内で分岐した二つの光の位相をπだけ異ならしめるＲＦ電圧をＲＦ電極対に印加することで、二つの光を逆位相で合波させＬＮ変調器１２から出力される出力光信号を消光（ＯＦＦ）状態とする。また、外部から入力される電気信号がＨｉｇｈレベルの場合には、光導波路内で分岐した二つの光の位相を一致させるＲＦ電圧をＲＦ電極対に印加することで、二つの光を同位相で合波させＬＮ変調器１２から出力される出力光信号を点灯（ＯＮ）状態とする。
バースト休止状態検出回路１４は、入力電気信号に含まれるバースト信号の休止状態を検出し、この休止状態を指示する指示信号をサンプリング回路１７へと出力する。ここで、バースト信号の休止状態の検出は、公知の技術を用いることが可能であり、例えば、休止状態における入力電気信号の値は所定時間の間略ゼロとなるため、これを休止状態として検出することとしてもよい。
光分岐回路１５は、ＬＮ変調器１２から出力された出力光信号を二つに分岐する空間型（バルク型；例えば、ビームスプリッタ）、光ファイバ型又は平面導波型の光デバイダであって、一方の出力光信号を他の装置に出力するとともに、他方の出力光信号をＯ／Ｅ変換器１６へと出力する。なお、光分岐回路１５が分岐する出力光信号の数量は本実施の形態に限らないものとする。
Ｏ／Ｅ変換器１６は、フォトダイオード等の光電変換器であって、光分岐回路１５から入力された出力光信号を電気信号へと変換し、サンプリング回路１７へと出力する。ここで、変換された電気信号の電圧レベルは、出力光信号の光強度と対応しており、電圧レベルが大きいほど光強度が強いことを示している。以下、Ｏ／Ｅ変換器１６で変換された電気信号を光強度信号という。
サンプリング回路１７は、バースト休止状態検出回路１４から休止状態を指示する指示信号が入力されている間、Ｏ／Ｅ変換器１６から入力される光強度信号を採取（サンプリング）し、バイアス電圧調整回路１８へと出力する。
バイアス電圧調整回路１８は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御回路と、キャッシュメモリやＲＡＭ等の記憶素子等から構成され、サンプリング回路１７から入力される光強度信号の電圧レベルに基づいて前記バイアス制御回路が印加するバイアス電圧の電圧値（以下、バイアス電圧値という）を調整する。
具体的に、バイアス電圧調整回路１８は、互いに異なる複数のバイアス電圧値を設定し、この複数のバイアス電圧値に応じて採取された光強度信号の電圧レベルを夫々比較することで、電圧レベルが最小となるバイアス電圧値を特定し、設定する。なお、バイアス電圧値の調整法については後述する。
バイアス制御回路１９は、バイアス電圧調整回路１８で設定されたバイアス電圧値に対応するバイアス電圧をＬＮ変調器１２のＤＣ電極対に印加することで、ＬＮ変調器１２のバイアス点を制御する。
次に、図２を参照して、バーストモード時においてバイアス電圧調整回路１８で実行されるバイアス電圧値の調整法について説明する。
図２は、バイアス電圧値の設定法を説明するための図である。同図において、左上に示した正弦波状の波形はＬＮ変調器１２の入出力特性を示している。
入出力特性の下方に示した波形は、ＬＮ変調器１２に印加された制御信号（ＲＦ電圧）及びバイアス電圧（ＤＣ電圧）の和を示しており、パルス波が生じていない基底部分の電圧は、バイアス電圧調整回路１８において設定されたバイアス電圧値と対応している。なお、図中上方から下方にかけて時間の経過を示している。
また、入出力特性の右方に示した波形は、ＬＮ変調器１２から出力され、Ｏ／Ｅ変換器１６で変換された出力光信号（光強度信号）を示しており、その電圧レベルは出力光信号の光強度を意味している。即ち、本波形の基底部分は消光状態を意味している。なお、図中左方から右方にかけて時間の経過を示している。
前述したように、バーストモード時においては、ＬＮ変調器１２を効率的に動作させるため、ＬＮ変調器１２のバイアス点を出力光信号の光強度が最も消光状態（微発光）となる点に設定する必要がある。しかしながら、ＬＮ変調器１２では、温度ドリフトや経時ドリフトの発生により消光状態となる基準位置（バイアス点）が変位してしまうため、バイアス電圧調整回路１８によりバイアス点の調整、つまりバイアス電圧として印加するバイアス電圧値の調整を行う。
まず、バースト休止状態検出回路１４によりバースト信号の休止状態が検出され、ＬＮ変調器１２から出力された出力光信号の光強度信号がサンプリング回路１７からバイアス電圧調整回路１８へと出力されると、バイアス電圧調整回路１８は、この入力された光強度信号の電圧レベル（ＶD11）と現在設定しているバイアス電圧値（ＶB11）とを対応付けて不図示の記憶素子に一時記憶させる。
ここで、バイアス電圧調整回路１８は、現在のバイアス電圧値（ＶB11）とは異なる新たなバイアス電圧値（ＶB12）を設定すると、このバイアス電圧値（ＶB12）に応じた出力光信号の光強度信号がサンプリング回路１７により採取され、バイアス電圧調整回路１８へと出力される。ここで新たなバイアス電圧値の導出法は、特に限らないものとするが、例えば、現在のバイアス電圧値に所定の電圧量を加算又は減算して求めることとしてもよい。
次に、バイアス電圧調整回路１８は、入力された光強度信号の電圧レベル（ＶD12）と現在設定しているバイアス電圧値（ＶB12）とを対応付けて不図示の記憶素子に一時記憶させる。そして、一時記憶された光強度信号の電圧レベル（ＶD11）と（ＶD12）とを比較し、両光強度信号のうち、電圧レベルが小なる方の光強度信号に対応付けて記憶されたバイアス電圧値を特定する。
例えば、図２（ａ）の場合では、ＶD11＜ＶD12の関係を満たすため、ＶD11と対応付けて一時記憶されたバイアス電圧値（ＶB11）が特定される。また、図２（ｂ）の場合では、ＶD11＞ＶD12の関係を満たすため、ＶD12と対応付けて一時記憶されたバイアス電圧値（ＶB12）が特定される。
続いて、バイアス電圧調整回路１８は、先に比較対象となった光強度信号の電圧レベル（ＶD11、ＶD12）に対応するバイアス電圧値（ＶB11、ＶB12）とは異なる新たなバイアス電圧値（ＶB13）を下記式（１）に基づいて算出し、設定する。ここで、ＶBSは、比較対象となった光強度信号のうち、電圧レベルが小なる方の光強度信号に対応するバイアス電圧値を意味している。また、ＶBBは、比較対象となった光強度信号のうち、電圧レベルが大なる方の光強度信号に対応するバイアス電圧値を意味している。
ＶB13＝ＶBS−（ＶBB−ＶBS）=２＊ＶBS−ＶBB （１）
例えば、図２（ａ）の場合では、下記式（２）に基づいてバイアス電圧値（ＶB13）が算出され、また、図２（ｂ）の場合では、下記式（３）に基づいてバイアス電圧値（ＶB13）が算出される。
ＶB13＝ＶB11−（ＶB12−ＶB11）=２＊ＶB11−ＶB12 （２）
ＶB13＝ＶB12−（ＶB11−ＶB12）=２＊ＶB12−ＶB11 （３）
次に、バイアス電圧値（ＶB13）に応じた光強度信号がサンプリング回路１７により採取され、バイアス電圧調整回路１８へと出力されると、バイアス電圧調整回路１８は、この入力された光強度信号の電圧レベル（ＶD13）と現在設定しているバイアス電圧値（ＶB13）とを対応付けて不図示の記憶素子に一時記憶させる。
そして、バイアス電圧調整回路１８は、一時記憶された光強度信号の電圧レベル（ＶDS）と（ＶD13）とを比較し、両光強度信号のうち、電圧レベルが小なる方の光強度信号に対応付けて記憶されたバイアス電圧値を特定する。ここで、ＶDSは前回の比較において小なる方と判定された光強度信号の電圧レベルを意味する。例えば、図２（ａ）の場合では、ＶD11とＶD13との大小関係が比較される。また、図２（ｂ）の場合では、ＶD12とＶD13との大小関係が比較されることになる。
さらに、バイアス電圧調整回路１８は、上記式（１）に基づいて新たなバイアス電圧値（ＶB14、ＶB15…）を上記同様に逐次算出し、当該算出された各バイアス電圧値に応じて取得される光強度信号の電圧レベルと、前回の比較において小なる方と判定された光強度信号の電圧レベルとの比較を逐次実行することで、光強度信号の電圧レベルが最小となるバイアス電圧値を特定し、設定する。
なお、上記した調整法に限らず、他の設定法により光強度信号の電圧値（光強度）が最小となるバイアス電圧値を求めることとしてもよい。
以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号の休止状態の間、光強度信号の電圧レベルに基づいてバイアス制御回路が印加するバイアス電圧のバイアス電圧値を調整することが可能であるため、バーストモード時において、光変調器のバイアス点を適切な位置に調整することができる。また、互いに異なる複数のバイアス電圧値を設定し、この複数のバイアス電圧値に応じて採取された光強度信号の電圧レベルを夫々比較することで、電圧レベルが最小となるバイアス電圧値を特定する。これにより、出力光信号の光強度が最小となるバイアス電圧値を特定することが可能であるため、バーストモード時において、光変調器のバイアス点を適切な位置に調整することができる。
なお、本発明の適用は、上述した例に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、制御信号（ＲＦ電圧）及びバイアス電圧（ＤＣ電圧）を、ＬＮ変調器１２のＲＦ電極対及びＤＣ電極対を介して個別に印加することとしたが、これに限らず、バイアスティ等の機能素子を使用して両電圧（ＲＦ電圧、ＤＣ電圧）を重畳して印加することとしてもよい。
また、上記実施の形態では、外付けのＯ／Ｅ変換器１６を独立して設けた態様を示したが、ＬＮ変調器１２がＯ／Ｅ変換器を内蔵する場合、この内蔵Ｏ／Ｅ変換器を用いた態様としてもよい。この場合、出力光信号の消光時に光導波路内の合波地点で全反射条件を満たすことになり、ＬＮ変調器１２内に拡散した光を内蔵Ｏ／Ｅ変換器が検出することになるため、出力光信号の消光状態においてＯ／Ｅ変換器から出力される光強度信号が光強度の最高値を示しことになる。また、出力光信号の点灯状態においてＯ／Ｅ変換器から出力される光強度信号が光強度の最低値を示すことになる。そのため、上記実施の形態とは逆に、光出力の光強度が最大となる点がバイアス点となるようバイアス電圧値の制御を行うものとする。
光変調装置の構成を示した図である。 バイアス電圧値の設定法を説明するための図である。 従来のＥＡ変調器を用いた光変調装置の構成を示した図である。 従来のＬＮ変調器を用いた光変調装置の構成を示した図である。
符号の説明
１００ 光変調装置
１１ 光源
１２ ＬＮ変調器
１３ ＬＮ変調器用ドライバ
１４ バースト休止状態検出回路
１５ 光分岐回路
１６ Ｏ／Ｅ変換器
１７ サンプリング回路
１８ バイアス電圧調整回路
１９ バイアス制御回路
２１ ＥＡ変調器
２２ ＥＡ変調用ドライバ

Claims (5)

  1. 光源から入射された光を変調し出力光信号として出力するマッハツェンダ型の光変調器と、外部から入力される入力電気信号に応じて前記変調に係る動作を制御するための制御信号を前記光変調器に出力する変調器用ドライバと、前記光変調器から出力された出力光信号を分岐する光分岐回路と、前記分岐された出力光信号に基づいて前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス制御回路と、を備えた光変調装置において、
    前記入力電気信号に含まれたバースト信号の休止状態を検出するバースト休止状態検出回路と、
    前記光分岐回路により分岐された一の出力光信号を電気信号に変換する光電変換器と、
    前記バースト休止状態検出回路により休止状態と検出されている間、前記光電変換器により変換された電気信号を採取するサンプリング回路と、
    前記採取された電気信号の電圧レベルに基づいて前記バイアス電圧のバイアス電圧値を調整するバイアス電圧調整回路と、
    を備えたことを特徴とする光変調装置。
  2. 前記バイアス電圧調整回路は、互いに異なる複数のバイアス電圧値を設定し、この複数のバイアス電圧値に応じて採取された前記電気信号の電圧レベルを夫々比較することで、前記電圧レベルが最小又は最大となるバイアス電圧値を特定することを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
  3. 前記光変調器と前記変調器用ドライバとが直流結合されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
  4. 光源から入射された光を変調し出力光信号として出力するマッハツェンダ型の光変調器と、外部から入力される入力電気信号に応じて前記変調に係る動作を制御するための制御信号を前記光変調器に出力する変調器用ドライバと、前記光変調器から出力された出力光信号を分岐する光分岐回路と、前記分岐された出力光信号に基づいて前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス制御回路と、を備えた光変調装置の光変調器制御方法であって、
    前記入力電気信号に含まれたバースト信号の休止状態を検出するバースト休止状態検出工程と、
    前記光分岐回路により分岐された一の出力光信号を電気信号に変換する光電変換工程と、
    前記バースト休止状態検出工程において休止状態と検出されている間、前光電変換工程で変換された電気信号を採取するサンプリング工程と、
    前記採取された電気信号の電圧レベルに基づいて前記バイアス電圧のバイアス電圧値を調整するバイアス電圧調整工程と、
    を含むことを特徴とする光変調器制御方法。
  5. 前記バイアス電圧調整工程は、互いに異なる複数のバイアス電圧値を設定し、この複数のバイアス電圧値に応じて採取された前記電気信号の電圧レベルを夫々比較することで、前記電圧レベルが最小又は最大となるバイアス電圧値を特定することを特徴とする請求項４に記載の光変調器制御方法。
JP2005284864A 2005-09-29 2005-09-29 光変調装置及び光変調器制御方法 Expired - Fee Related JP4640082B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005284864A JP4640082B2 (ja) 2005-09-29 2005-09-29 光変調装置及び光変調器制御方法
US11/527,561 US7245413B2 (en) 2005-09-29 2006-09-27 Light modulation apparatus and light modulator control method
GB0619158A GB2430759A (en) 2005-09-29 2006-09-28 Light modulation apparatus and light modulation control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005284864A JP4640082B2 (ja) 2005-09-29 2005-09-29 光変調装置及び光変調器制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007094127A JP2007094127A (ja) 2007-04-12
JP4640082B2 true JP4640082B2 (ja) 2011-03-02

Family

ID=37434852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005284864A Expired - Fee Related JP4640082B2 (ja) 2005-09-29 2005-09-29 光変調装置及び光変調器制御方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7245413B2 (ja)
JP (1) JP4640082B2 (ja)
GB (1) GB2430759A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810705B1 (ko) * 2001-08-22 2008-03-10 가부시키가이샤 루스ㆍ콤 전주장치 및 전주방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7796842B2 (en) * 2006-10-07 2010-09-14 Lightwire, Inc. AC-coupled differential drive circuit for opto-electronic modulators
EP1972986A1 (en) * 2007-03-22 2008-09-24 Yokogawa Electric Corporation Light modulation apparatus and light modulator control method
US7532787B2 (en) * 2007-06-27 2009-05-12 Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. Continuous optical null tracking method for optical switch
EP2323287A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-18 Intune Networks Limited Modulator control system and method in an optical network
JP5785589B2 (ja) * 2013-06-27 2015-09-30 日本電信電話株式会社 バースト光信号送信装置及びバースト光信号送信装置の制御方法
US10135542B2 (en) * 2016-12-15 2018-11-20 Rockley Photonics Limited Optical modulators
KR102639756B1 (ko) 2021-11-09 2024-02-23 한국전자통신연구원 버스트모드 광송신기

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03148607A (ja) * 1989-11-06 1991-06-25 Nec Corp 導波路型光デバイスの駆動方法
JPH03249618A (ja) * 1990-02-28 1991-11-07 Nec Corp 光変調装置
JPH0713113A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Nec Corp 光変調装置
JPH0983433A (ja) * 1995-09-20 1997-03-28 Toshiba Corp 信号伝達回路のドリフト補正方式
JP2001159749A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調装置および方法
JP2004020839A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Fujitsu Ltd 光送信装置及び光送信装置の制御方法
JP2005091663A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Toshiba Corp マッハツェンダ型光変調器の駆動電圧制御方法、駆動電圧制御プログラム、駆動電圧制御装置および光送信装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2642499B2 (ja) 1990-03-01 1997-08-20 富士通株式会社 光送信器、光変調器の制御回路および光変調方法
CA2083219C (en) 1991-11-19 1999-01-05 Hiroshi Nishimoto Optical transmitter having optical modulator
JP3398929B2 (ja) 2000-03-17 2003-04-21 株式会社東芝 光変調器のバイアス制御回路
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
JP3772738B2 (ja) 2001-12-13 2006-05-10 日本電気株式会社 光変調装置
US7184671B2 (en) * 2003-09-16 2007-02-27 Opnext, Inc. Optical transmission controller
KR100608899B1 (ko) 2003-12-15 2006-08-04 한국전자통신연구원 펄스 발생용 변조기의 바이어스 전압 안정화 장치 및 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03148607A (ja) * 1989-11-06 1991-06-25 Nec Corp 導波路型光デバイスの駆動方法
JPH03249618A (ja) * 1990-02-28 1991-11-07 Nec Corp 光変調装置
JPH0713113A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Nec Corp 光変調装置
JPH0983433A (ja) * 1995-09-20 1997-03-28 Toshiba Corp 信号伝達回路のドリフト補正方式
JP2001159749A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調装置および方法
JP2004020839A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Fujitsu Ltd 光送信装置及び光送信装置の制御方法
JP2005091663A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Toshiba Corp マッハツェンダ型光変調器の駆動電圧制御方法、駆動電圧制御プログラム、駆動電圧制御装置および光送信装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810705B1 (ko) * 2001-08-22 2008-03-10 가부시키가이샤 루스ㆍ콤 전주장치 및 전주방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007094127A (ja) 2007-04-12
US7245413B2 (en) 2007-07-17
GB2430759A (en) 2007-04-04
GB0619158D0 (en) 2006-11-08
US20070070488A1 (en) 2007-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4640082B2 (ja) 光変調装置及び光変調器制御方法
JP5853386B2 (ja) 光変調装置および光変調制御方法
JP4083657B2 (ja) 光変調器のバイアス制御方法及びその装置
US9450677B2 (en) Optical transmitter and control apparatus of optical modulator
US8000612B2 (en) Optical transmission device
JP4665134B2 (ja) 光搬送波抑圧両側波帯変調器を用いた４倍波発生システム
JP5669674B2 (ja) 半導体光変調器の駆動制御装置
JP3867148B2 (ja) 光ｓｓｂ変調器又は光ｆｓｋ変調器のバイアス調整方法
US7826122B2 (en) Optical modulation apparatus
CN109196408B (zh) 光调制装置以及光调制装置的控制方法
JP2005202400A (ja) バイアス制御装置を備えた光変調装置及びこれを用いたバイアス制御方法
CN101674138B (zh) 差分四相相移键控发送机的驱动幅度控制装置及方法
JP4935093B2 (ja) 光変調装置
US7630651B2 (en) Method and apparatus for controlling bias point of optical transmitter
JP2014219571A (ja) 光変調制御装置、送信器および光出力波形制御方法
JP2008129476A (ja) 光変調装置
JP2020046497A (ja) マッハツェンダ干渉型光変調器
JP2004080305A (ja) 光送信装置
US7266309B2 (en) Apparatus and method for stabilizing bias voltage for pulse generating modulator
JP4026601B2 (ja) 光信号処理装置及び半導体相互変調素子の制御方法
EP1972986A1 (en) Light modulation apparatus and light modulator control method
JP2004301965A (ja) 光変調器のバイアス制御装置および該バイアス制御装置を用いた光変調装置
JP2005091517A (ja) 光変調素子のバイアス電圧制御方法及び安定化光変調器
JPH1152310A (ja) マーク率変動対応バイアス電圧制御回路
JP5738079B2 (ja) 光波長変換器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080318

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101102

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees