JP4798338B2 - 超高消光比変調方法 - Google Patents
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Description
T. Kawanishi and M. Izutsu, "Optical FSK modulator using an integrated light wave circuit consisting of four optical phase modulator", CPT 2004 G-2, Tokyo, Japan, 14-16 Jan.2004
図2に示されるように光FSK変調器21は,例えば,第1のサブマッハツェンダー導波路(MZA)22と,第2のサブマッハツェンダー導波路(MZB)23と,前記MZA及び前記MZBとを含み,光の入力部と,変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路(MZC)24を具備する。そして,前記MZAを構成する2つのアーム間のバイアス電圧などを制御するための第一のサブMZ電極(電極A)25と,前記MZBを構成する2つのアーム間のバイアス電圧などを制御するための第2のサブMD電極(電極B)26と,入力されるRF信号の電圧値,または位相を制御することにより前記出力部から出力される光の周波数を制御する電極(RFC電極)29とを具備する。
次に,本発明の消光比変調方法を説明する。本発明の調整方法は,基本的には以下の工程を含むものである。(i) メインMZ導波路からの出力が大きくなるように,メインMZ電極(電極C)のバイアス電圧及び2つのサブMZ電極のバイアス電圧を調整する工程と,(ii)メインMZ導波路からの出力が小さくなるように,電極Cのバイアス電圧を調整する工程と,(iii) メインMZ導波路からの出力が小さくなるように,いずれかのサブMZ電極のバイアス電圧を減少させる工程と,(iv)メインMZ導波路の出力が小さくなるように,電極Cのバイアス電圧を調整する工程とを含む。なお,上記(iii)と(iv)の工程を繰り返し行うことは,本発明の好ましい実施態様である。以下では,各工程について説明する。
この工程は,メインMZ導波路からの出力が大きくなるように(好ましくはできるだけ大きくなるように,より好ましくは最大となるように),電極Cのバイアス電圧及び2つのサブMZ電極のバイアス電圧を調整する工程である。メインMZ導波路は,図示しない測定系と連結されているので,測定系による出力値を観測しつつ,各MZ電極に印加するバイアス電圧を調整してもよい。
この工程は,メインMZ導波路からの出力光の強度が小さくなるように,メインMZ電極に印加されるバイアス電圧を調整するための工程である。メインMZ導波路は,図示しない測定系と連結されているので,測定系による出力値を観測しつつ,メインMZ電極に印加するバイアス電圧を調整してもよい。
この工程では,メインMZ導波路からの出力が小さくなるように,いずれかのサブMZ電極のバイアス電圧を減少させる。この工程では,いずれか一方のサブMZ電極のバイアス電圧を減少させた場合に,メインMZ導波路からの出力が小さくなるので,そのメインMZ導波路からの出力が小さくなる方のサブMZ電極のバイアス電圧を小さくするように制御する。この工程で,減少又は増加する電圧値は,予め決めておいてもよい。このような変化電圧値として,0.01V〜0.5Vがあげられ,好ましくは0.05V〜0.1Vである。本工程によりメインMZ導波路からの出力強度が減少する。メインMZ導波路は,たとえば,図示しない測定系と連結されているので,測定系による出力値を観測しつつ,バイアス電圧を調整してもよい。
この工程は,メインMZ導波路の出力が小さくなるように,電極Cのバイアス電圧を調整するための工程である。メインMZ導波路は,たとえば,図示しない測定系と連結されているので,測定系による出力値を観測しつつ,バイアス電圧を調整してもよい。なお,本工程,又は前記(iii)の工程と本工程とを,繰り返し行っても良い。
図4は,本実験に用いた実験系の概略図である。この例では,図2に示されるような光変調器を用いており,サブMZ導波路電極である電極A及び電極BにRF信号とDC信号とを印加した。電極A,電極BにDCバイアスを印加し、バランスを調整した。電極Cでオン/オフをおこなった。
FSK 変調器のサブマッハツェンダーでメインマッハツェンダーのアーム間の強度バラン
スを調整し、消光比の高い強度変調器を実現し、DSB-SC 変調時のキャリア抑圧比の改善
を図る。
実施例2における実験系として以下のものを用いた。光源として,アジレント社製HP8166Aと81689Aを組合せて用いた。設定値は,1550nmであり,実測値は1549.925nmであった。また,強度の設定値は5.94dBmであり,実測値は 2.68dBmであった。偏波コントローラを経て、出力光をFSK変調器に入力した。バイアス電源として,アドバンテスト社製R6144を3台を用いた。光変調器として,住友大阪セメント社製T.SBX1.5-10-AOC-P-FN SN 728x711 153-0001-001を用いた。測定系として,光スペクトルアナライザーであるアドバンテスト(Advantest)Q8384を用いた。なお,時間波形はゼロスパンとした。ラジオ周波数信号の信号源として,(i)SMR20と,アジレント社製83050Aとを組合せたもの(又は,アジレント社製87300C,パワーメータアジレント(Power meter Agilent) E4419を用い,4412Aを出力モニタとして用いた。),又は(ii) ローデアンドシュワルツ社製SMR20 とSHF社製SHF 200CPとバンドパスフィルター 8c7-10.5G-50-S11を用い,10.5G でBPF(バンドパスフィルター)を通して高調波のないRF信号を発生した。
バランス調整ありとなしの場合で、それぞれ、OFF状態にして、電極Cに10.5GHz のRF信号を供給した。変調の深さは、3次成分がバランス調整後のキャリア成分より大きくならない程度に抑えた。(3次が支配的な場合には高消光比のメリットがない) それぞれ、光スペクトルを測定した。RF信号はアンプの後にBPFを通して高調波を抑えた。キャリア抑圧の最適バイアスはRF供給時には少しずれるので、RF 投入後、再調整した。
出力が最大となるバイアス電圧は,それぞれ電極Aが-1.6V,電極Bが-1.5V,RFC電極が-1.1Vであった。出力最小となるバイアス電圧は,それぞれ電極Aが,-2.2V,電極Bが-1.4V,電極Cが-7.16Vであった。本発明によるバランス補正を行う場合と行わない場合とで消光比を比較するために以下の実験を行った。
次数 補正有り 補正無し
-3 -53.1 -53.0
-2 -51.1 -52.7
-1 -13.1 -13.0
0 -50.6 -35.9
1 -13.1 -13.0
2 -51.2 -52.7
3 -53.0 -52.9
出力強度は,1次が-13.1dBmであり, 3次が-53.1dBmであった。1次のサイドバンドと3次のサイドバンドとの比から計算した誘導位相量は,0.49であった。一方,キャリア抑圧比は,50.2dBであった。片アームあたりの誘導位相量を0.48、入力電圧を2.8V(19dBm)とすると,両アームでの半波長電圧は2.8/(0.48*2/3.14)=9.2V であり,この値は検査データよりも数10%高いものであった。図11からも,キャリアが抑圧されたことがわかる。
22 第1のサブマッハツェンダー導波路(MZA)
23 第2のサブマッハツェンダー導波路(MZB)
24 メインマッハツェンダー導波路(MZC)
25 第1のサブマッハツェンダー電極(電極A)
26 第2のサブマッハツェンダー電極(電極B)
29 メインマッハツェンダー電極(電極C)
Claims (8)
- 光強度補正機構を有する光変調器の,メインマッハツェンダー導波路のメインマッハツェンダー電極と,前記メインマッハツェンダー導波路の各アームに設けられたサブマッハツェンダー電極に印加するバイアス電圧を調整することにより,消光比を向上させるための変調方法であって,
(i)前記メインマッハツェンダー導波路からの出力が大きくなるように,前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧及び2つの前記サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と,
(ii)前記メインマッハツェンダー導波路からの出力が小さくなるように,前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と,
(iii)前記メインマッハツェンダー導波路からの出力が小さくなるように,いずれかの前記サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させる工程と,
(iv)前記メインマッハツェンダー導波路の出力が小さくなるように,前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程とを含む,
変調方法。
- (i)前記メインマッハツェンダー導波路からの出力が最大となるように,前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧及び2つの前記サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と,
(ii)前記メインマッハツェンダー導波路からの出力が最小となるように,前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と,
(iii)前記メインマッハツェンダー導波路からの出力が最小となるように,いずれかの前記サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させる工程と,
(iv)前記メインマッハツェンダー導波路の出力が最小となるように,前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程とを含む,
請求項1に記載の変調方法。
- 前記光変調器は,
第1のサブマッハツェンダー導波路と,第2のサブマッハツェンダー導波路と,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路及び前記第2のサブマッハツェンダー導波路とを含み,光の入力部と,変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路と,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路を構成する2つのアームに印加される電圧を調整するための第1のサブマッハツェンダー電極と,前記第2のサブマッハツェンダー導波路を構成する2つのアームに印加される電圧を調整するための第2のサブマッハツェンダー電極と,前記メインマッハツェンダー導波路に印加される電圧を調整するためのメインマッハツェンダー電極とを具備する光変調器である請求項1又は請求項2に記載の変調方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の変調方法を用いた,キャリア抑圧光の取得方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の変調方法を用いた,光搬送波抑圧両側波帯変調方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の変調方法を用いた,無線信号の取得方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の変調方法を用いて,前記メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる各電極のバイアス電圧の値と,前記メインマッハツェンダー導波路の出力が最小となる各電極のバイアス電圧の値とを記憶し,
その記憶したバイアス電圧値を用いてスイッチングを行うことで,前記メインマッハツェンダー導波路からの出力を変化させる強度変調信号の取得方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の変調方法を用いて,前記メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる各電極のバイアス電圧の値を記憶し,前記メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる場合の前記各サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を変えずに,前記メインマッハツェンダー導波路の出力が最小となる前記メインマッハツェンダー導波路のバイアス電圧の値とを記憶し,
前記メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる前記各サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧に前記各サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を固定し,
記憶した前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧値を用いてスイッチングを行うことで,前記メインマッハツェンダー導波路からの出力を変化させる強度変調信号の取得方法。
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