JP5757557B2 - Optical modulator having multiple Mach-Zehnder structures capable of bias point adjustment - Google Patents

Optical modulator having multiple Mach-Zehnder structures capable of bias point adjustment Download PDF

Info

Publication number
JP5757557B2
JP5757557B2 JP2010245735A JP2010245735A JP5757557B2 JP 5757557 B2 JP5757557 B2 JP 5757557B2 JP 2010245735 A JP2010245735 A JP 2010245735A JP 2010245735 A JP2010245735 A JP 2010245735A JP 5757557 B2 JP5757557 B2 JP 5757557B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mach
sub
waveguide
zehnder
zehnder waveguide
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
JP2010245735A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011197638A (en
Inventor
明人 千葉
明人 千葉
高秀 坂本
高秀 坂本
佑太 土屋
佑太 土屋
川西 哲也
哲也 川西
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.)
National Institute of Information and Communications Technology
Original Assignee
National Institute of Information and Communications Technology
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 National Institute of Information and Communications Technology filed Critical National Institute of Information and Communications Technology
Priority to JP2010245735A priority Critical patent/JP5757557B2/en
Publication of JP2011197638A publication Critical patent/JP2011197638A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5757557B2 publication Critical patent/JP5757557B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明はバイアス点調整が可能な複数のマッハツェンダー構造を有する光変調器に関する。   The present invention relates to an optical modulator having a plurality of Mach-Zehnder structures capable of adjusting a bias point.

マッハツェンダー(MZ)構造の光変調器は,光通信の分野で広く使用されている。たとえば,特許第3867148号公報には,MZ導波路を有する光変調器が開示されている。   Mach-Zehnder (MZ) optical modulators are widely used in the field of optical communications. For example, Japanese Patent No. 3867148 discloses an optical modulator having an MZ waveguide.

特許第3867148号公報Japanese Patent No. 3867148

近年,複数のMZ構造を集積化させることにより,複雑な光信号を生成できるようになりつつある。一方,集積化されたMZ構造の各々のバイアス点を所望の状態にする方法は確立されていない。   In recent years, it has become possible to generate a complex optical signal by integrating a plurality of MZ structures. On the other hand, a method for setting each bias point of the integrated MZ structure to a desired state has not been established.

そこで,本発明は,複数のMZ構造を有する光変調器に対しても,MZ構造の各々のバイアス点を所望の状態にする方法を提供するものである。本発明は,またQPSK信号,FSK信号,QAM信号,SSB信号などの変調信号を安定に出力できる光変調器を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a method for setting each bias point of an MZ structure in a desired state even for an optical modulator having a plurality of MZ structures. Another object of the present invention is to provide an optical modulator that can stably output a modulation signal such as a QPSK signal, an FSK signal, a QAM signal, or an SSB signal.

本発明の第1の側面は,あるサブMZの合波部以降に位相変調器を設置し,その位相変調器にディザリング信号を入力した状態で,そのサブMZに印加するバイアス電圧を調整することで,最適なバイアス状況を把握できるという知見に基づく。   In the first aspect of the present invention, a phase modulator is installed after a multiplexing unit of a certain sub-MZ, and a dithering signal is input to the phase modulator, and a bias voltage applied to the sub-MZ is adjusted. Therefore, it is based on the knowledge that the optimal bias situation can be grasped.

第1の側面に係る光変調システムは,第1の分岐部1と,第1の分岐部1から分岐した第1の導波路2と,第1の導波路2に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第1の変調器3と,第1の分岐部1から分岐した,第1の導波路2とは別の導波路であって,第1の導波路2と合波点4で合わさる第2の導波路5と,第2の導波路5に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第2の変調器6とを有する光変調システムである。   An optical modulation system according to a first aspect includes a first branching unit 1, a first waveguide 2 branched from the first branching unit 1, and a Mach-Zehnder interferometer provided in the first waveguide 2. And a first waveguide 3 that is branched from the first branching unit 1 and is different from the first waveguide 2, and is joined to the first waveguide 2 at the multiplexing point 4. This is an optical modulation system having two waveguides 5 and a second modulator 6 having a Mach-Zehnder interferometer provided in the second waveguide 5.

そして,第1の変調器3は,第1のメインマッハツェンダー導波路7aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの一方のアームに設けられた第1のサブマッハツェンダー導波路8aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの残りのアームに設けられた第2のサブマッハツェンダー導波路9aと,第1のサブマッハツェンダー導波路8aの合波部を経た光に位相変調を施すための第1の位相変調器10aと,第2のサブマッハツェンダー導波路9aの合波部を経た光に位相変調を施すための第2の位相変調器11aとを具備する。   The first modulator 3 includes a first main Mach-Zehnder waveguide 7a, a first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a provided on one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide 7a, For phase-modulating the light that has passed through the combined portion of the second sub Mach-Zehnder waveguide 9a provided in the remaining arm of one main Mach-Zehnder waveguide 7a and the first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a. A first phase modulator 10a and a second phase modulator 11a for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the second sub Mach-Zehnder waveguide 9a are provided.

一方,第2の変調器6は,第2のメインマッハツェンダー導波路7bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの一方のアームに設けられた第3のサブマッハツェンダー導波路8bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの残りのアームに設けられた第4のサブマッハツェンダー導波路9bと,第3のサブマッハツェンダー導波路8bの合波部を経た光に位相変調を施すための第3の位相変調器10bと,第4のサブマッハツェンダー導波路9bの合波部を経た光に位相変調を施すための第4の位相変調器11bと,を具備する。   On the other hand, the second modulator 6 includes a second main Mach-Zehnder waveguide 7b, a third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b provided on one arm of the second main Mach-Zehnder waveguide 7b, For phase-modulating the light that has passed through the combined portion of the fourth sub Mach-Zehnder waveguide 9b and the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b provided in the remaining arm of the second main Mach-Zehnder waveguide 7b. A third phase modulator 10b and a fourth phase modulator 11b for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the fourth sub Mach-Zehnder waveguide 9b are provided.

光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,第4のサブマッハツェンダー導波路9b,第1の位相変調器10a,第2の位相変調器11a,第3の位相変調器10b,及び第4の位相変調器11bに印加する電圧を供給する電源系と,電源系に制御信号を与えることで,電源系が出力する電圧を変化させる,コンピュータを有する制御部と,合波点4からの出力を検出する検出部とを有する。   The optical modulation system includes a first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a, a second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, a third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, a fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 9b, and a first phase modulation. A power supply system for supplying a voltage to be applied to the power supply system 10a, the second phase modulator 11a, the third phase modulator 10b, and the fourth phase modulator 11b, and a control signal to the power supply system. Includes a control unit having a computer for changing the voltage output from the signal and a detection unit for detecting an output from the multiplexing point 4.

そして,制御部は,第1の位相変調器10a,第2の位相変調器11a,第3の位相変調器10b及び第4の位相変調器11bの少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す,ディザリング信号指示手段と,ディザリング信号を印加される位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す,バイアス掃引指令手段と,検出部が検出した検出情報から,ディザリング信号に由来する成分を抽出する,ディザリング信号抽出部と,ディザリング信号抽出部が抽出した,ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める,最適バイアス電圧値取得手段とを有する。   The control unit applies a dithering signal to at least one of the first phase modulator 10a, the second phase modulator 11a, the third phase modulator 10b, and the fourth phase modulator 11b. Instructs the power supply system to sweep the bias voltage applied to the sub-Mach-Zehnder waveguide existing before the phase modulator to which the dithering signal is applied and to the phase modulator to which the dithering signal is applied. The components derived from the dithering signal are extracted from the detection information detected by the bias sweep command means and the detection unit. The components derived from the dithering signal extracted by the dithering signal extraction unit and the dithering signal extraction unit. And an optimum bias voltage value obtaining means for obtaining a bias voltage value in which the fluctuation of the value falls within a predetermined range.

これにより,本発明の第1の側面に係る光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bのいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる。   Thereby, the optical modulation system according to the first aspect of the present invention includes the first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 8b. The optimum value of the bias voltage applied to any one of the sub Mach-Zehnder waveguides 9b can be obtained.

第1の側面の好ましい態様は,第1の変調器3が,4相位相シフトキーイングQPSK信号を出力する第1のQPSK変調器であり,第2の変調器6は,第1のQPSK変調器からの出力信号よりも振幅が小さなQPSK信号を出力する第2のQPSK変調器6である。   In a preferred embodiment of the first aspect, the first modulator 3 is a first QPSK modulator that outputs a four-phase phase shift keying QPSK signal, and the second modulator 6 is a first QPSK modulator. This is a second QPSK modulator 6 that outputs a QPSK signal having an amplitude smaller than that of the output signal from.

第1の側面の好ましい態様は,光変調システムが,第1の分岐部1から分岐した複数の導波路であって,第1の導波路2及び第2の導波路5以外のものであり,第1の導波路2及び第2の導波路5と合波点4で合わさる導波路と,複数の導波路に設けられたメインマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の一方のアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の残りのアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,一方のサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための位相変調器と,残りのサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための位相変調器と,を有するものである。そして,この態様の光変調システムの電源系は,サブマッハツェンダー導波路のすべてに印加する電圧を供給するとともに,位相変調器のすべてに電圧を供給するものである。そして,制御部のディザリング信号指示手段は,位相変調器の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す手段である。   In a preferred embodiment of the first aspect, the light modulation system is a plurality of waveguides branched from the first branching section 1, and is other than the first waveguide 2 and the second waveguide 5. Provided on one arm of the main Mach-Zehnder waveguide, the main Mach-Zehnder waveguide provided on the plurality of waveguides, the waveguide that is combined with the first waveguide 2 and the second waveguide 5 at the multiplexing point 4 The sub-Mach-Zehnder waveguide, the sub-Mach-Zehnder waveguide provided in the remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide, and the light passing through the combined portion of one of the sub-Mach-Zehnder waveguides. A phase modulator and a phase modulator for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the remaining sub-Mach-Zehnder waveguide. The power supply system of the optical modulation system of this aspect supplies a voltage to be applied to all of the sub Mach-Zehnder waveguides and supplies a voltage to all of the phase modulators. The dithering signal instructing means of the control unit is a means for issuing a command to the power supply system so as to apply the dithering signal to at least one of the phase modulators.

第1の側面の好ましい態様は,上記の光変調システムを用いたバイアス調整方法に関する。そして,この方法は,第1の位相変調器10a,第2の位相変調器11a,第3の位相変調器10b及び第4の位相変調器11bの少なくとも1つにディザリング信号を印加する。   A preferred embodiment of the first aspect relates to a bias adjustment method using the above light modulation system. In this method, a dithering signal is applied to at least one of the first phase modulator 10a, the second phase modulator 11a, the third phase modulator 10b, and the fourth phase modulator 11b.

その後,ディザリング信号を印加される位相変調器へ光信号を出力するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引しつつ,合波部4からの出力を検出部が検出する。すると,検出部が検出した検出情報が制御部へ入力される。   Thereafter, the detection unit detects the output from the multiplexing unit 4 while sweeping the bias voltage applied to the sub Mach-Zehnder waveguide that outputs the optical signal to the phase modulator to which the dithering signal is applied. Then, the detection information detected by the detection unit is input to the control unit.

そして,制御部のディザリング信号抽出部が,入力された検出情報に基づいて,ディザリング信号に由来する成分を抽出する。そして,制御部の最適バイアス電圧値取得手段が,ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める。このようにして,このバイアス調整方法は,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bのいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる。   Then, the dithering signal extraction unit of the control unit extracts a component derived from the dithering signal based on the input detection information. Then, the optimum bias voltage value acquisition means of the control unit obtains a bias voltage value at which the fluctuation of the component derived from the dithering signal falls within a predetermined range. In this way, this bias adjustment method is the first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide. The optimum value of the bias voltage applied to any of 9b can be obtained.

本発明の第2の側面は,あるサブMZ導波路にディザリング信号を印加し,ディザリング信号の2倍の周波数成分をロックイン検波することで,最適なバイアス状況を把握できるという知見に基づく。第2の側面に係る光変調システムは,第1の側面と異なり各サブMZ導波路の後段に位相変調器は必要ない。   The second aspect of the present invention is based on the knowledge that an optimum bias situation can be grasped by applying a dithering signal to a certain sub-MZ waveguide and performing lock-in detection on a frequency component twice the dithering signal. . Unlike the first aspect, the optical modulation system according to the second aspect does not require a phase modulator after each sub-MZ waveguide.

本発明の第3の側面は,あるMZ干渉計にディザリング信号を入力した状態で,そのMZ干渉計を除くすべてのMZ干渉計に正弦波電気信号を入力する。この正弦波電気信号は,ディザリング信号と周波数が異なるものとする。これは,出力光からディザリング信号由来の成分を抽出するためである。本発明の第3の側面の光変調システムは,本発明の第1の側面及び本発明の第2の側面にかかる光変調システムを適宜調整したものであるから,同様の構成を採用し,同様に動作させることができる。   In the third aspect of the present invention, a sine wave electric signal is input to all MZ interferometers except the MZ interferometer in a state where a dithering signal is input to a certain MZ interferometer. This sine wave electric signal is different in frequency from the dithering signal. This is because the component derived from the dithering signal is extracted from the output light. The light modulation system according to the third aspect of the present invention is obtained by appropriately adjusting the light modulation system according to the first aspect of the present invention and the second aspect of the present invention. Can be operated.

前記したすべての側面について,M×N個のサブマッハツェンダー導波路を有する光変調システムに応用することができる。すなわち,この場合,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの一方のアームは,さらにM−1個のサブマッハツェンダー導波路を有する。そして,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの残りのアームは,さらにM-1個のサブマッハツェンダー導波路を有する。第2のメインマッハツェンダー導波路7bの一方のアームは,さらにM−1個のサブマッハツェンダー導波路を有する。第2のメインマッハツェンダー導波路7bは,さらにM−1個のサブマッハツェンダー導波路を有する。そして,光変調システムは,第1の分岐部1と合波点4とに接続された,それぞれM個のサブマッハツェンダー導波路を有する(N−4)個の導波路を有する。この具体的な例は,図5又は図6に示される光変調システムである。なお,図6に示されるシステムでは,列の数Nを2Nである。図6に示す例では,M個のサブマッハツェンダー導波路を有するN個列の導波路を有する。図5及び図6に示される例では,いずれかの列を第1のメインマッハツェンダー導波路7aの一方のアームなどとして読み替えることで,すべてのサブマッハツェンダー導波路に印加されるバイアス電圧を調整することができる。なお,Mは1以上の整数であり,Nは4以上の整数である。   All the above aspects can be applied to an optical modulation system having M × N sub Mach-Zehnder waveguides. That is, in this case, one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide 7a further has M−1 sub-Mach-Zehnder waveguides. The remaining arms of the first main Mach-Zehnder waveguide 7a further have M-1 sub Mach-Zehnder waveguides. One arm of the second main Mach-Zehnder waveguide 7b further has M−1 sub-Mach-Zehnder waveguides. The second main Mach-Zehnder waveguide 7b further has M−1 sub Mach-Zehnder waveguides. The optical modulation system has (N−4) waveguides each having M sub Mach-Zehnder waveguides connected to the first branching unit 1 and the multiplexing point 4. A specific example of this is the light modulation system shown in FIG. 5 or FIG. In the system shown in FIG. 6, the number N of columns is 2N. In the example shown in FIG. 6, there are N rows of waveguides having M sub Mach-Zehnder waveguides. In the example shown in FIG. 5 and FIG. 6, the bias voltage applied to all the sub Mach-Zehnder waveguides is adjusted by replacing one of the columns as one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide 7a. can do. M is an integer of 1 or more, and N is an integer of 4 or more.

本発明によれば,複数のMZ構造を有する光変調器に対しても,MZ構造の各々のバイアス点を所望の状態にする方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for setting each bias point of an MZ structure in a desired state even for an optical modulator having a plurality of MZ structures.

図1は,第1の側面にかかる光変調システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical modulation system according to a first aspect. 図2は,複数のMZ構造を有する光変調システムの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an optical modulation system having a plurality of MZ structures. 図3は,ディザリング信号を位相変調器に印加した際の光出力の変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in optical output when a dithering signal is applied to the phase modulator. 図4は,マッハツェンダー導波路に印加する電圧を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a voltage applied to the Mach-Zehnder waveguide. 図5は,光変調システムの構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an optical modulation system. 図6は,光変調システムの構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an optical modulation system. 図7は,マッハツェンダー導波路の前段に位相変調器が設けられているシステムの例を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of a system in which a phase modulator is provided in the previous stage of the Mach-Zehnder waveguide. 図8は,サブマッハツェンダー導波路の両アームに電極が設けられているシステムの例を示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a system in which electrodes are provided on both arms of a sub Mach-Zehnder waveguide. 図9は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているシステムの例を示す概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of a system in which a phase modulator is provided in the subsequent stage of the sub Mach-Zehnder waveguide. 図10は,2電極型マッハツェンダー変調器に正弦波電圧を入力したときの光出力を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the optical output when a sinusoidal voltage is input to the two-electrode Mach-Zehnder modulator. 図11は,本発明のあるシステムにおける2つの調整対象サブマッハツェンダー変調器の出力の時間変化を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining temporal changes in outputs of two adjustment target sub Mach-Zehnder modulators in a system according to the present invention.

バイアス調整法の原理説明
本発明の第1の側面は,あるサブMZの合波部以降(後段)に位相変調器を設置し,その位相変調器にディザリング信号を入力した状態で,そのサブMZに印加するバイアス電圧を調整することで,最適なバイアス状況を把握できるという知見に基づく。
Description of Principle of Bias Adjustment Method The first aspect of the present invention is that a phase modulator is installed after the multiplexing section of a sub-MZ (the latter stage), and a dithering signal is input to the phase modulator. This is based on the knowledge that the optimum bias situation can be grasped by adjusting the bias voltage applied to the MZ.

本明細書において,「ディザリング信号」の例は,周波数がビットレートに比べて十分低い正弦波信号である。ディザリング信号の振幅の例は,変調器の半波長電圧Vπの1/50以上1/3以下,又はVπの1/20以上1/5以下があげられる。 In this specification, an example of a “dithering signal” is a sine wave signal whose frequency is sufficiently lower than the bit rate. Examples of dithering signal amplitude is 1/50 or 1/3 of the half-wave voltage V [pi modulator, or V [pi 1/20 or 1/5 and the like.

図1は,第1の側面にかかる光変調システムの構成例を示す図である。図1に示されるように,本発明の第1の側面に係る光変調システムは,第1の分岐部1と,第1の分岐部1から分岐した第1の導波路2と,第1の導波路2に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第1の変調器3と,第1の分岐部1から分岐した,第1の導波路2とは別の導波路であって,第1の導波路2と合波点4で合わさる第2の導波路5と,第2の導波路5に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第2の変調器6とを有する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical modulation system according to a first aspect. As shown in FIG. 1, the light modulation system according to the first aspect of the present invention includes a first branch portion 1, a first waveguide 2 branched from the first branch portion 1, A first modulator 3 having a Mach-Zehnder interferometer provided in the waveguide 2 and a waveguide different from the first waveguide 2 branched from the first branching unit 1, A second waveguide 5 that is joined to the waveguide 2 at the multiplexing point 4 and a second modulator 6 that has a Mach-Zehnder interferometer provided in the second waveguide 5 are included.

図1に示す例では,2つのメインマッハツェンダー干渉計を有するシステムを描画している。しかしながら,本発明の光変調システムは,さらに複数のメインマッハツェンダー干渉計を含んでも良い。なお,マッハツェンダー干渉計の製造方法やその機能は既に知られている。このため,本発明においては,既に知られた構成や製造方法を適宜採用することができる。   In the example shown in FIG. 1, a system having two main Mach-Zehnder interferometers is drawn. However, the light modulation system of the present invention may further include a plurality of main Mach-Zehnder interferometers. The manufacturing method and functions of the Mach-Zehnder interferometer are already known. For this reason, in the present invention, known configurations and manufacturing methods can be employed as appropriate.

そして,第1の変調器3は,いわゆる入れ子型のマッハツェンダー干渉計を形成する。このような干渉計を有する光変調器は,特許文献1などにおいて既に知られている。すなわち,第1の変調器3は,第1のメインマッハツェンダー導波路7aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの一方のアームに設けられた第1のサブマッハツェンダー導波路8aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの残りのアームに設けられた第2のサブマッハツェンダー導波路9aとを有する。   The first modulator 3 forms a so-called nested Mach-Zehnder interferometer. An optical modulator having such an interferometer is already known in Patent Document 1 and the like. That is, the first modulator 3 includes a first main Mach-Zehnder waveguide 7a, a first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a provided on one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide 7a, And a second sub Mach-Zehnder waveguide 9a provided on the remaining arm of one main Mach-Zehnder waveguide 7a.

一方,この側面に係る光変調器は,第1のサブマッハツェンダー導波路8aの合波部を経た光に位相変調を施すための第1の位相変調器10aと,第2のサブマッハツェンダー導波路9aの合波部を経た光に位相変調を施すための第2の位相変調器11aとを具備する。これらの位相変調器は,各サブマッハツェンダー導波路の合波部と,第1のメインマッハツェンダー導波部の合波部12aとの間(サブマッハツェンダー導波路の後段)に設けられる。   On the other hand, the optical modulator according to this aspect includes a first phase modulator 10a for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the first sub Mach-Zehnder waveguide 8a, and a second sub-Mach-Zehnder waveguide. And a second phase modulator 11a for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the waveguide 9a. These phase modulators are provided between the multiplexing unit of each sub Mach-Zehnder waveguide and the multiplexing unit 12a of the first main Mach-Zehnder waveguide (after the sub-Mach-Zehnder waveguide).

一方,第2の変調器6は,第2のメインマッハツェンダー導波路7bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの一方のアームに設けられた第3のサブマッハツェンダー導波路8bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの残りのアームに設けられた第4のサブマッハツェンダー導波路9bとを有する。そして,第2の変調器6は,第3のサブマッハツェンダー導波路8bの合波部を経た光に位相変調を施すための第3の位相変調器10bと,第4のサブマッハツェンダー導波路9bの合波部を経た光に位相変調を施すための第4の位相変調器11bと,を具備する。   On the other hand, the second modulator 6 includes a second main Mach-Zehnder waveguide 7b, a third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b provided on one arm of the second main Mach-Zehnder waveguide 7b, And a fourth sub Mach-Zehnder waveguide 9b provided on the remaining arm of the second main Mach-Zehnder waveguide 7b. The second modulator 6 includes a third phase modulator 10b for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the third sub Mach-Zehnder waveguide 8b, and a fourth sub-Mach-Zehnder waveguide. And a fourth phase modulator 11b for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion 9b.

この光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,第4のサブマッハツェンダー導波路9b,第1の位相変調器10a,第2の位相変調器11a,第3の位相変調器10b,及び第4の位相変調器11bに印加する電圧を供給する電源系と,電源系に制御信号を与えることで,電源系が出力する電圧を変化させる,コンピュータを有する制御部と,合波点4からの出力を検出する検出部とを有する。   This optical modulation system includes a first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a, a second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, a third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, a fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 9b, and a first phase. A power supply system that supplies voltages to be applied to the modulator 10a, the second phase modulator 11a, the third phase modulator 10b, and the fourth phase modulator 11b, and a power supply system by supplying a control signal to the power supply system. It has a control part which has a computer which changes the voltage which a system outputs, and a detection part which detects the output from multiplexing point 4.

そして,制御部は,ディザリング信号指示手段と,ディザリング信号抽出部と,最適バイアス電圧値取得手段とを有する。制御部は,コンピュータを含む。そして,コンピュータは,入出力部,制御装置,演算装置,及び記憶装置を有する。そして,それらの要素はバスなどで情報の授受を行うことができるように接続されている。記憶装置には,各種情報が記憶されているほか,制御プログラムが記憶されていても良い。たとえば,入出力部から所定の情報(たとえば,ポインティングデバイスからの操作情報)が入力される。すると,制御装置は,記憶装置に記憶される制御プログラムを読み出す。そして,制御プログラムからの制御指令にしたがって,適宜記憶装置に記憶された情報を読み出し,演算装置にて所定の演算を行う。このようにして,所定の処理を達成できる。   The control unit includes a dithering signal instruction unit, a dithering signal extraction unit, and an optimum bias voltage value acquisition unit. The control unit includes a computer. The computer has an input / output unit, a control device, an arithmetic device, and a storage device. These elements are connected so that information can be exchanged by a bus or the like. The storage device may store various types of information and a control program. For example, predetermined information (for example, operation information from a pointing device) is input from the input / output unit. Then, the control device reads a control program stored in the storage device. Then, according to a control command from the control program, information stored in the storage device is read as appropriate, and a predetermined calculation is performed by the calculation device. In this way, predetermined processing can be achieved.

ディザリング信号指示手段は,第1の位相変調器10a,第2の位相変調器11a,第3の位相変調器10b及び第4の位相変調器11bの少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出すための装置である。たとえば,制御部の入出力部から所定の情報が,制御部へ入力される。すると,制御部は,記憶装置に記憶された演算プログラムを読み出す。そして,適宜演算処理を行って,電源系に所定の電圧を発生するように指示を出力する。   The dithering signal indicating means applies a dithering signal to at least one of the first phase modulator 10a, the second phase modulator 11a, the third phase modulator 10b, and the fourth phase modulator 11b. This is a device for issuing commands to the power supply system. For example, predetermined information is input to the control unit from the input / output unit of the control unit. Then, a control part reads the arithmetic program memorize | stored in the memory | storage device. Then, an appropriate calculation process is performed to output an instruction to generate a predetermined voltage in the power supply system.

バイアス掃引指令手段は,位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す。位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路は,たとえば,第1の位相変調器10aに対する第1のサブマッハツェンダー導波路8aがあげられる。制御部は,ディザリング信号を印加した位相変調器に関する情報を記憶している。そして,制御部は,記憶したディザリング信号を印加した位相変調器に関する情報を読み出して,それに対応するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す。   The bias sweep command means issues a command to the power supply system so as to sweep the bias voltage applied to the sub Mach-Zehnder waveguide existing in the preceding stage of the phase modulator. An example of the sub Mach-Zehnder waveguide existing in the preceding stage of the phase modulator is the first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a for the first phase modulator 10a. The control unit stores information related to the phase modulator to which the dithering signal is applied. Then, the control unit reads information related to the phase modulator to which the stored dithering signal is applied, and issues a command to the power supply system to sweep the bias voltage applied to the corresponding sub Mach-Zehnder waveguide.

一方,光変調システムからの出力光を検出部が検出する。検出部が検出した情報は,制御部へと印加される。そして,ディザリング信号抽出部は,検出部が検出した検出情報から,ディザリング信号に由来する成分を抽出する。   On the other hand, the detector detects the output light from the light modulation system. Information detected by the detection unit is applied to the control unit. And a dithering signal extraction part extracts the component originating in a dithering signal from the detection information which the detection part detected.

ディザリング信号に由来する成分は,ディザリング信号の周波数に由来する変異を有する。このため,検出信号から,ディザリング信号の周波数に由来する変異を抽出することで,ディザリング信号に由来する成分を抽出することができる。   The component derived from the dithering signal has a variation derived from the frequency of the dithering signal. For this reason, the component derived from the dithering signal can be extracted by extracting the variation derived from the frequency of the dithering signal from the detection signal.

最適バイアス電圧値取得手段は,ディザリング信号抽出部が抽出した,ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求めるための装置である。記憶部は,所定の閾値を記憶している。一方,制御部は,抽出したディザリング信号に由来する成分に関する情報を用い,演算部でその変動を算出する。そして,制御部は,記憶部から所定の閾値を読み出して,塩残部で求めたディザリング信号に由来する成分の変動と閾値とを比較する。このようにして,本発明の第1の側面に係る光変調システムを用いることで,最適バイアス電圧値を取得することができる。「所定の範囲内」は,系によって,具体的な数値が異なる。そのため,たとえば,いったん実測をしてその値の範囲のおよその値を決定し,その値を記憶部に記憶しておけばよい。この処理は以下同様である。   The optimum bias voltage value acquisition means is a device for obtaining a bias voltage value extracted by the dithering signal extraction unit so that the fluctuation of the component derived from the dithering signal falls within a predetermined range. The storage unit stores a predetermined threshold value. On the other hand, the control unit uses the information regarding the component derived from the extracted dithering signal, and the calculation unit calculates the fluctuation. And a control part reads a predetermined | prescribed threshold value from a memory | storage part, and compares the fluctuation | variation of the component originating in the dithering signal calculated | required in the salt remainder part, and a threshold value. Thus, the optimum bias voltage value can be obtained by using the light modulation system according to the first aspect of the present invention. The specific numerical value for “within a predetermined range” varies depending on the system. Therefore, for example, an actual measurement may be performed once to determine an approximate value in the range of the value, and the value may be stored in the storage unit. This process is the same below.

なお,抽出したディザリング信号に由来する成分の変化が最小となるバイアス電圧値を求めることで,最適バイアス電圧値を求めても良い。   Note that the optimum bias voltage value may be obtained by obtaining a bias voltage value that minimizes a change in the component derived from the extracted dithering signal.

これにより,本発明の第1の側面に係る光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bのいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる。   Thereby, the optical modulation system according to the first aspect of the present invention includes the first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 8b. The optimum value of the bias voltage applied to any one of the sub Mach-Zehnder waveguides 9b can be obtained.

第1の側面の好ましい態様は,第1の変調器3が,4相位相シフトキーイングQPSK信号を出力する第1のQPSK変調器であり,第2の変調器6は,第1のQPSK変調器からの出力信号よりも振幅が小さなQPSK信号を出力する第2のQPSK変調器6である。このような構成を採用するため,国際公開WO2009−37794号パンフレットに開示されるように直交振幅変調信号を発生させることができる。   In a preferred embodiment of the first aspect, the first modulator 3 is a first QPSK modulator that outputs a four-phase phase shift keying QPSK signal, and the second modulator 6 is a first QPSK modulator. This is a second QPSK modulator 6 that outputs a QPSK signal having an amplitude smaller than that of the output signal from. Since such a configuration is employed, a quadrature amplitude modulation signal can be generated as disclosed in International Publication WO2009-37794.

第1の側面の好ましい態様は,光変調システムが,第1の分岐部1から分岐した複数の導波路であって,第1の導波路2及び第2の導波路5以外のものであり,第1の導波路2及び第2の導波路5と合波点4で合わさる導波路と,複数の導波路に設けられたメインマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の一方のアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の残りのアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,一方のサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための位相変調器と,残りのサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための位相変調器と,を有するものである。そして,この態様の光変調システムの電源系は,サブマッハツェンダー導波路のすべてに印加する電圧を供給するとともに,位相変調器のすべてに電圧を供給するものである。そして,制御部のディザリング信号指示手段は,位相変調器の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す手段である。   In a preferred embodiment of the first aspect, the light modulation system is a plurality of waveguides branched from the first branching section 1, and is other than the first waveguide 2 and the second waveguide 5. Provided on one arm of the main Mach-Zehnder waveguide, the main Mach-Zehnder waveguide provided on the plurality of waveguides, the waveguide that is combined with the first waveguide 2 and the second waveguide 5 at the multiplexing point 4 The sub-Mach-Zehnder waveguide, the sub-Mach-Zehnder waveguide provided in the remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide, and the light passing through the combined portion of one of the sub-Mach-Zehnder waveguides. A phase modulator and a phase modulator for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the remaining sub-Mach-Zehnder waveguide. The power supply system of the optical modulation system of this aspect supplies a voltage to be applied to all of the sub Mach-Zehnder waveguides and supplies a voltage to all of the phase modulators. The dithering signal instructing means of the control unit is a means for issuing a command to the power supply system so as to apply the dithering signal to at least one of the phase modulators.

第1の側面の好ましい態様は,上記の光変調システムを用いたバイアス調整方法に関する。そして,この方法は,第1の位相変調器10a,第2の位相変調器11a,第3の位相変調器10b及び第4の位相変調器11bの少なくとも1つにディザリング信号を印加する。   A preferred embodiment of the first aspect relates to a bias adjustment method using the above light modulation system. In this method, a dithering signal is applied to at least one of the first phase modulator 10a, the second phase modulator 11a, the third phase modulator 10b, and the fourth phase modulator 11b.

その後,ディザリング信号を印加される位相変調器へ光信号を出力するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引しつつ,合波部4からの出力を検出部が検出する。すると,検出部が検出した検出情報が制御部へ入力される。   Thereafter, the detection unit detects the output from the multiplexing unit 4 while sweeping the bias voltage applied to the sub Mach-Zehnder waveguide that outputs the optical signal to the phase modulator to which the dithering signal is applied. Then, the detection information detected by the detection unit is input to the control unit.

そして,制御部のディザリング信号抽出部が,入力された検出情報に基づいて,ディザリング信号に由来する成分を抽出する。そして,制御部の最適バイアス電圧値取得手段が,ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める。このようにして,このバイアス調整方法は,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bのいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる。   Then, the dithering signal extraction unit of the control unit extracts a component derived from the dithering signal based on the input detection information. Then, the optimum bias voltage value acquisition means of the control unit obtains a bias voltage value at which the fluctuation of the component derived from the dithering signal falls within a predetermined range. In this way, this bias adjustment method is the first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide. The optimum value of the bias voltage applied to any of 9b can be obtained.

図2は,複数のMZ構造を有する光変調システムの概略図である。図2に示される光変調システムは,N個の入れ子型マッハツェンダー導波路が並列に並んでいる。そして,それぞれの入れ子型マッハツェンダー導波路は,2つのサブマッハツェンダー導波路を有している。そして,各サブMZ導波路の後段に位相変調器を有する。そして,その位相変調器にディザリング信号を入力した状態で,そのサブMZに印加するバイアス電圧を調整する。   FIG. 2 is a schematic diagram of an optical modulation system having a plurality of MZ structures. In the light modulation system shown in FIG. 2, N nested Mach-Zehnder waveguides are arranged in parallel. Each nested Mach-Zehnder waveguide has two sub Mach-Zehnder waveguides. And it has a phase modulator in the latter part of each sub MZ waveguide. Then, the bias voltage applied to the sub-MZ is adjusted with the dithering signal input to the phase modulator.

図3は,ディザリング信号を位相変調器に印加した際の光出力の変化を示す図である。図3に示されるように,第1のサブMZ導波路のバイアス状態がボトム(安定状態)以外の場合は,第1のサブMZ導波路からの出力が強くなる。そして,光変調器の出力信号に含まれる変動のうち,ディザリング信号によるものの変動が大きくなる。一方,第1のサブMZ導波路のバイアス状態がボトム(安定状態)の場合は,第1のサブMZ導波路からの出力が小さくなる。そして,光変調器の出力信号に含まれる変動のうち,ディザリング信号によるものの変動が小さくなる。よって,ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲となるように制御することで,安定したバイアス状態を得ることができる。
図3に示す例では,バイアス点をボトムにセットする。もっとも,バイアス点をボトム以外にセットする場合でも安定状態を得ることができる。ディザリング信号による光出力の変動成分を観測し,変動成分が大きくなるようにバイアス電圧を調整することで,バイアス点をトップに設定できる。そじれ,それらの中間となるようにバイアス電圧を調整することで,バイアス点をクアドラチャに設定できる。
FIG. 3 is a diagram showing a change in optical output when a dithering signal is applied to the phase modulator. As shown in FIG. 3, when the bias state of the first sub-MZ waveguide is other than the bottom (stable state), the output from the first sub-MZ waveguide becomes strong. Of the fluctuations included in the output signal of the optical modulator, the fluctuation due to the dithering signal becomes large. On the other hand, when the bias state of the first sub-MZ waveguide is the bottom (stable state), the output from the first sub-MZ waveguide is small. Of the fluctuations included in the output signal of the optical modulator, the fluctuation due to the dithering signal is reduced. Therefore, a stable bias state can be obtained by controlling the fluctuation of the component derived from the dithering signal to be within a predetermined range.
In the example shown in FIG. 3, the bias point is set at the bottom. However, a stable state can be obtained even when the bias point is set to other than the bottom. The bias point can be set to the top by observing the fluctuation component of the optical output due to the dithering signal and adjusting the bias voltage so that the fluctuation component becomes large. Therefore, the bias point can be set to the quadrature by adjusting the bias voltage so that it is in between.

本発明の第2の側面は,あるサブMZ導波路にディザリング信号を印加し,ディザリング信号のn倍(nは,2以上の整数)の周波数成分(たとえば,2倍の周波数成分)をロックイン検波することで,最適なバイアス状況を把握できるという知見に基づく。第2の側面に係る光変調システムは,第1の側面と異なり各サブMZ導波路の後段に位相変調器は必要ない。   According to the second aspect of the present invention, a dithering signal is applied to a certain sub-MZ waveguide, and a frequency component (for example, a doubled frequency component) n times (n is an integer of 2 or more) of the dithering signal. Based on the knowledge that the optimal bias situation can be grasped by lock-in detection. Unlike the first aspect, the optical modulation system according to the second aspect does not require a phase modulator after each sub-MZ waveguide.

図4は,マッハツェンダー導波路に印加する電圧を説明するための図である。電圧を印加したことによる位相変化をθとする。入力光の振幅をEとし,出力光の振幅をEとする。ディザリング信号の角周波数をωとする。MZ干渉計に印加される交流電圧の振幅をVmとし,直流電圧の電圧をVとする。変調器の半波長電圧をVπとする。すると,出力光E及び電圧印加による位相変化θは,以下のように表すことができる。 FIG. 4 is a diagram for explaining a voltage applied to the Mach-Zehnder waveguide. Let θ be the phase change due to the application of voltage. The amplitude of the input light is E 0 and the amplitude of the output light is E. Let ω d be the angular frequency of the dithering signal. The amplitude of the AC voltage applied to the MZ interferometer and Vm, the voltage of the DC voltage V 0. Let be the half-wave voltage of the modulator. Then, the phase change θ due to the output light E and voltage application can be expressed as follows.

Figure 0005757557
Figure 0005757557

よって,E/Eは,以下のようにあらわすことができる。 Therefore, E / E 0 can be expressed as follows.

Figure 0005757557
Figure 0005757557

出力光の振幅Eは,直接検波することで観測できる。上記の式より,オフセット成分,ω成分及び2ω成分は,それぞれ以下のようにあらわすことができる。 The amplitude E of the output light can be observed by direct detection. From the above equation, the offset component, ω d component, and 2ω d component can be expressed as follows.

Figure 0005757557
Figure 0005757557

上記式から,Vm/Vπが概ね1より下回る場合、出力信号Eは,キャリア信号及び1次成分及び−1次成分が支配的であることがわかる。また,直接検波により得られる信号の2ω成分に主に寄与するのは,1次及び−1次間のビート信号であることがわかる。すなわち,出力信号の2ω成分が所定の範囲内となるようにθDC(直流電圧V)を調整することで,安定なバイアス状態を得ることができる。 From the above equation, it can be seen that when Vm / Vπ is substantially less than 1, the output signal E is dominated by the carrier signal, the primary component, and the −1st order component. Moreover, to mainly contribute to 2 [omega d component of the signal obtained by direct detection is found to be beat signal between 1 and -1 order. That, 2 [omega d component of the output signal by adjusting the theta DC (direct current voltage V 0) to be within a predetermined range, it is possible to obtain a stable bias condition.

本発明の第2の側面は,第1の分岐部1と,第1の分岐部1から分岐した第1の導波路2と,第1の導波路2に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第1の変調器3と,第1の分岐部1から分岐した,第1の導波路2とは別の導波路であって,第1の導波路2と合波点4で合わさる第2の導波路5と,第2の導波路5に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第2の変調器6とを有する光変調システムに関する。   The second aspect of the present invention includes a first branching unit 1, a first waveguide 2 branched from the first branching unit 1, and a Mach-Zehnder interferometer provided in the first waveguide 2. The first modulator 3 is a waveguide different from the first waveguide 2 branched from the first branching unit 1, and is a second waveguide that is combined with the first waveguide 2 at the multiplexing point 4. The present invention relates to an optical modulation system having a waveguide 5 and a second modulator 6 having a Mach-Zehnder interferometer provided in the second waveguide 5.

そして,第1の変調器3は,第1のメインマッハツェンダー導波路7aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの一方のアームに設けられた第1のサブマッハツェンダー導波路8aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの残りのアームに設けられた第2のサブマッハツェンダー導波路9aとを有する。   The first modulator 3 includes a first main Mach-Zehnder waveguide 7a, a first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a provided on one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide 7a, And a second sub Mach-Zehnder waveguide 9a provided on the remaining arm of one main Mach-Zehnder waveguide 7a.

第2の変調器6は,第2のメインマッハツェンダー導波路7bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの一方のアームに設けられた第3のサブマッハツェンダー導波路8bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの残りのアームに設けられた第4のサブマッハツェンダー導波路9bとを有する。   The second modulator 6 includes a second main Mach-Zehnder waveguide 7b, a third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b provided on one arm of the second main Mach-Zehnder waveguide 7b, A fourth sub Mach-Zehnder waveguide 9b provided on the remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide 7b.

この第2の側面に関する光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bに印加する電圧を供給する電源系と,電源系に制御信号を与えることで,電源系が出力する電圧を変化させる,コンピュータを有する制御部と,合波点4からの出力を検出する検出部と,をさらに有する。   The light modulation system according to the second aspect includes a first sub Mach-Zehnder waveguide 8a, a second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, a third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and a fourth sub-Mach-Zehnder waveguide. A power supply system for supplying a voltage to be applied to 9b, a control unit having a computer for changing a voltage output from the power supply system by supplying a control signal to the power supply system, and a detection for detecting an output from the multiplexing point 4 And a part.

先に説明したとおり,第2の側面に関する光変調システムの基本構成は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が存在しない以外は,第1の側面に関する光変調システムの基本構成と同様である。   As described above, the basic configuration of the optical modulation system related to the second aspect is the same as the basic configuration of the optical modulation system related to the first aspect, except that there is no phase modulator after the sub Mach-Zehnder waveguide. is there.

そして,制御部は,ディザリング信号指示手段と,バイアス掃引指令手段と,ディザリング関連信号抽出部と,最適バイアス電圧値取得手段とを有する。   The control unit includes a dithering signal instruction unit, a bias sweep command unit, a dithering related signal extraction unit, and an optimum bias voltage value acquisition unit.

第1の側面に係る光変調システムは,ディザリング信号を位相変調器に印加した。一方,第2の側面に係る光変調システムは,ディザリング信号をサブマッハツェンダー導波路にディザリング信号を印加する。具体的に説明すると,サブマッハツェンダー導波路のバイアス電極にディザリング信号を印加する。   In the light modulation system according to the first aspect, the dithering signal is applied to the phase modulator. On the other hand, the light modulation system according to the second aspect applies the dithering signal to the sub Mach-Zehnder waveguide. More specifically, a dithering signal is applied to the bias electrode of the sub Mach-Zehnder waveguide.

すなわち,ディザリング信号指示手段は,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bの少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す。   That is, the dithering signal indicating means includes the first sub Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 9b. Commands the power supply system to apply a dithering signal to at least one.

バイアス掃引指令手段は,ディザリング信号が印加されるサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す。制御部は,ディザリング信号を印加したサブマッハツェンダー導波路又はディザリング信号を印加するサブマッハツェンダー導波路に関する情報を記憶部に記憶する。そして,記憶部からそのサブマッハツェンダー導波路に関する情報を読み出して,そのサブマッハツェンダー導波路に関する情報に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す。   The bias sweep command means instructs the power supply system to sweep the bias voltage applied to the sub Mach-Zehnder waveguide to which the dithering signal is applied. The control unit stores information related to the sub Mach-Zehnder waveguide to which the dithering signal is applied or the sub-Mach-Zehnder waveguide to which the dithering signal is applied in the storage unit. Then, information relating to the sub Mach-Zehnder waveguide is read from the storage unit, and a command is issued to the power supply system to sweep the bias voltage applied to the information relating to the sub-Mach-Zehnder waveguide.

ディザリング関連信号抽出部は,検出部が検出した検出情報から,ディザリング信号の2倍の周波数成分を抽出する。すなわち,制御部は,検出部と接続されている。検出部は,光変調システムの出力を検出できる。たとえば,制御部は,検出部を操作して,あらかじめディザリング信号の2倍の周波数成分を抽出するようにロックイン検波できるように設定されている。このため,制御部は,ディザリング信号の2倍の周波数成分を抽出できる。   The dithering-related signal extraction unit extracts a frequency component twice the dithering signal from the detection information detected by the detection unit. That is, the control unit is connected to the detection unit. The detection unit can detect the output of the light modulation system. For example, the control unit is set so that lock-in detection can be performed so as to extract a frequency component twice the dithering signal in advance by operating the detection unit. For this reason, the control unit can extract a frequency component twice the dithering signal.

最適バイアス電圧値取得手段は,ディザリング関連信号抽出部が抽出した,ディザリング信号の2倍の周波数成分が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める。すなわち,制御部の記憶装置は,閾値(上限及び下限)を記憶している。そして,制御部は,記憶装置に記憶した閾値を読み出す。その上で,制御部は,演算部に閾値と測定したディザリング信号の2倍の周波数成分とを比較させる。このようにして,制御部は,ディザリング信号の2倍の周波数成分が閾値との大小関係を判断する。   The optimum bias voltage value acquisition means obtains a bias voltage value extracted by the dithering related signal extraction unit so that a frequency component twice the dithering signal is within a predetermined range. That is, the storage device of the control unit stores threshold values (upper limit and lower limit). And a control part reads the threshold value memorize | stored in the memory | storage device. Then, the control unit causes the calculation unit to compare the threshold value with a frequency component twice the measured dithering signal. In this way, the control unit determines the magnitude relationship between the frequency component twice the dithering signal and the threshold value.

これにより,第2の側面に関する光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bのいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる。   Accordingly, the light modulation system according to the second aspect includes the first sub Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder. The optimum value of the bias voltage applied to any one of the waveguides 9b can be obtained.

このバイアス電圧の最適化動作は,光変調システムの動作中に連続して行われ,バイアス電圧の最適化が自動的に行われても良い。   The operation for optimizing the bias voltage may be continuously performed during the operation of the optical modulation system, and the optimization of the bias voltage may be automatically performed.

第2の側面に関する光変調システムの好ましい態様は,第1の変調器3が,4相位相シフトキーイングQPSK信号を出力する第1のQPSK変調器であり,第2の変調器6は,第1のQPSK変調器からの出力信号よりも振幅が小さなQPSK信号を出力する第2のQPSK変調器6である。   In a preferred embodiment of the optical modulation system according to the second aspect, the first modulator 3 is a first QPSK modulator that outputs a four-phase phase shift keying QPSK signal, and the second modulator 6 is a first modulator This is a second QPSK modulator 6 that outputs a QPSK signal having a smaller amplitude than the output signal from the QPSK modulator.

第2の側面に関する光変調システムの好ましい態様は,第1の分岐部1から分岐した複数の導波路であって,第1の導波路2及び第2の導波路5以外のものであり,第1の導波路2及び第2の導波路5と合波点4で合わさる導波路と,複数の導波路に設けられたメインマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の一方のアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の残りのアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,を有する。そして,この光変調システムの電源系は,サブマッハツェンダー導波路のすべてに印加する電圧を供給する。そして,制御部のディザリング信号指示手段は,サブマッハツェンダー導波路の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す手段である。   A preferred embodiment of the light modulation system relating to the second aspect is a plurality of waveguides branched from the first branching section 1, other than the first waveguide 2 and the second waveguide 5, 1 waveguide 2 and the second waveguide 5 are combined at the multiplexing point 4, a main Mach-Zehnder waveguide provided in a plurality of waveguides, and provided on one arm of the main Mach-Zehnder waveguide. And a sub Mach-Zehnder waveguide provided on the remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide. The power supply system of this optical modulation system supplies a voltage to be applied to all of the sub Mach-Zehnder waveguides. The dithering signal instructing means of the control unit is a means for issuing a command to the power supply system so as to apply the dithering signal to at least one of the sub Mach-Zehnder waveguides.

本発明の第3の側面は,あるMZ干渉計にディザリング信号を入力した状態で,そのMZ干渉計を除くすべてのMZ干渉計に正弦波電気信号を入力する。なお,たとえば,振幅条件を2.405((πVm)/(2Vπ)=2.405)とする。この値は,次数0の第一次ベッセル関数の零点である。この正弦波電気信号は,ディザリング信号と周波数が異なるものとする。これは,出力光からディザリング信号由来の成分を抽出するためである。本発明の第3の側面の光変調システムは,本発明の第1の側面及び本発明の第2の側面にかかる光変調システムを適宜調整したものであるから,同様の構成を採用し,同様に動作させることができる。   In the third aspect of the present invention, a sine wave electric signal is input to all MZ interferometers except the MZ interferometer in a state where a dithering signal is input to a certain MZ interferometer. For example, the amplitude condition is 2.405 ((πVm) / (2Vπ) = 2.405). This value is the zero of the first order Bessel function of order 0. This sine wave electric signal is different in frequency from the dithering signal. This is because the component derived from the dithering signal is extracted from the output light. The light modulation system according to the third aspect of the present invention is obtained by appropriately adjusting the light modulation system according to the first aspect of the present invention and the second aspect of the present invention. Can be operated.

この条件の下では,キャリア成分の2乗値が,1次成分の2乗値又は−1次成分の2乗値よりずっと大きい。すると,オフセット成分は第1項(n=0)が支配的な成分といえる。   Under this condition, the square value of the carrier component is much larger than the square value of the primary component or the square value of the −1st component. Then, it can be said that the offset component is a component in which the first term (n = 0) is dominant.

よって,バイアス電圧を調整し,オフセット成分が所定の範囲内となるようにθDC(直流電圧V)を調整することで,安定なバイアス状態を得ることができる。 Therefore, a stable bias state can be obtained by adjusting the bias voltage and adjusting θ DC (DC voltage V 0 ) so that the offset component is within a predetermined range.

本発明の第3の側面は,第1の分岐部1と,第1の分岐部1から分岐した第1の導波路2と,第1の導波路2に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第1の変調器3と,第1の分岐部1から分岐した,第1の導波路2とは別の導波路であって,第1の導波路2と合波点4で合わさる第2の導波路5と,第2の導波路5に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第2の変調器6とを有する光変調システムに関する。   The third aspect of the present invention includes a first branching unit 1, a first waveguide 2 branched from the first branching unit 1, and a Mach-Zehnder interferometer provided in the first waveguide 2. The first modulator 3 is a waveguide different from the first waveguide 2 branched from the first branching unit 1, and is a second waveguide that is combined with the first waveguide 2 at the multiplexing point 4. The present invention relates to an optical modulation system having a waveguide 5 and a second modulator 6 having a Mach-Zehnder interferometer provided in the second waveguide 5.

第1の変調器3は,第1のメインマッハツェンダー導波路7aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの一方のアームに設けられた第1のサブマッハツェンダー導波路8aと,第1のメインマッハツェンダー導波路7aの残りのアームに設けられた第2のサブマッハツェンダー導波路9aとを有する。   The first modulator 3 includes a first main Mach-Zehnder waveguide 7a, a first sub-Mach-Zehnder waveguide 8a provided on one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide 7a, And a second sub Mach-Zehnder waveguide 9a provided on the remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide 7a.

第2の変調器6は,第2のメインマッハツェンダー導波路7bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの一方のアームに設けられた第3のサブマッハツェンダー導波路8bと,第2のメインマッハツェンダー導波路7bの残りのアームに設けられた第4のサブマッハツェンダー導波路9bとを有する。   The second modulator 6 includes a second main Mach-Zehnder waveguide 7b, a third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b provided on one arm of the second main Mach-Zehnder waveguide 7b, A fourth sub Mach-Zehnder waveguide 9b provided on the remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide 7b.

この光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bに印加する電圧を供給する電源系と,電源系に制御信号を与えることで,電源系が出力する電圧を変化させる,コンピュータを有する制御部と,合波点4からの出力を検出する検出部と,をさらに有する。   This optical modulation system includes voltages applied to the first sub Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 9b. A power supply system that supplies power, a control unit having a computer that changes a voltage output from the power supply system by giving a control signal to the power supply system, and a detection unit that detects an output from the multiplexing point 4 Have.

そして,制御部は,ディザリング信号指示手段と,正弦波電気信号指示手段と,バイアス掃引指令手段と,オフセット成分抽出部と,最適バイアス電圧値取得手段とを有する。   The control unit includes a dithering signal instruction unit, a sine wave electric signal instruction unit, a bias sweep command unit, an offset component extraction unit, and an optimum bias voltage value acquisition unit.

ディザリング信号指示手段は,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bの少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す。   The dithering signal indicating means includes at least one of the first sub Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 9b. Instruct the power supply system to apply the dithering signal.

正弦波電気信号指示手段は,ディザリング信号指示手段と,ディザリング信号指示手段がディザリング信号を印加するように指示したサブマッハツェンダー導波路以外のすべてのサブマッハツェンダー導波路に正弦波電気信号を入力するように電源系に指令を出す。   The sine wave electric signal indicating means includes dithering signal indicating means and sine wave electric signals to all sub Mach-Zehnder waveguides other than the sub Mach-Zehnder waveguide that the dithering signal indicating means instructs to apply the dithering signal. A command is issued to the power supply system to input.

この際,検出器が検出する光出力のキャリア成分(J0成分)が,ディザリング信号を印加したサブマッハツェンダー導波路に由来するもののみとなるように調整する。この調整は,検出器から測定結果を受け取った制御部が,各サブマッハツェンダー導波路に印加する正弦波電気信号を制御することで達成できる。   At this time, adjustment is performed so that the carrier component (J0 component) of the optical output detected by the detector is only derived from the sub Mach-Zehnder waveguide to which the dithering signal is applied. This adjustment can be achieved by controlling the sinusoidal electric signal applied to each sub Mach-Zehnder waveguide by the control unit that receives the measurement result from the detector.

バイアス掃引指令手段は,ディザリング信号が印加されるサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す。   The bias sweep command means instructs the power supply system to sweep the bias voltage applied to the sub Mach-Zehnder waveguide to which the dithering signal is applied.

オフセット成分抽出部は,検出部が検出した検出情報からオフセット成分を抽出する。この条件において,オフセット成分は,ディザリング信号の強度が変化しても強度が変化しない成分である。ディザリング信号に由来する成分は,一定の周期をもって強度が変化する。このため,ディザリング信号の強度変化と異なる周波数で強度が変化する成分や強度が変化しない成分を抽出することで,オフセット成分を抽出することができる。   The offset component extraction unit extracts the offset component from the detection information detected by the detection unit. Under this condition, the offset component is a component whose intensity does not change even if the intensity of the dithering signal changes. The intensity of the component derived from the dithering signal changes with a certain period. Therefore, an offset component can be extracted by extracting a component whose intensity changes at a frequency different from the intensity change of the dithering signal or a component whose intensity does not change.

最適バイアス電圧値取得手段は,オフセット成分が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める。制御部は記憶装置を有しており,この記憶装置には閾値(上限および下限値)が記憶されている。制御部は,閾値を読み出して,演算部にオフセット成分と比較させる。   The optimum bias voltage value acquisition means obtains a bias voltage value at which the offset component falls within a predetermined range. The control unit has a storage device, and threshold values (upper and lower limit values) are stored in the storage device. The control unit reads the threshold value and causes the calculation unit to compare with the offset component.

これにより,この光変調システムは,第1のサブマッハツェンダー導波路8a,第2のサブマッハツェンダー導波路9a,第3のサブマッハツェンダー導波路8b,及び第4のサブマッハツェンダー導波路9bのいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる。   Thereby, this optical modulation system includes the first sub Mach-Zehnder waveguide 8a, the second sub-Mach-Zehnder waveguide 9a, the third sub-Mach-Zehnder waveguide 8b, and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 9b. The optimum value of the bias voltage applied to either can be obtained.

第3の側面に関する光変調システムの好ましい態様は,第1の変調器3が,4相位相シフトキーイングQPSK信号を出力する第1のQPSK変調器であり,第2の変調器6は,第1のQPSK変調器からの出力信号よりも振幅が小さなQPSK信号を出力する第2のQPSK変調器6である。   In a preferred embodiment of the optical modulation system according to the third aspect, the first modulator 3 is a first QPSK modulator that outputs a four-phase phase shift keying QPSK signal, and the second modulator 6 is a first modulator. This is a second QPSK modulator 6 that outputs a QPSK signal having a smaller amplitude than the output signal from the QPSK modulator.

第3の側面に関する光変調システムの好ましい態様は,第1の分岐部1から分岐した複数の導波路であって,第1の導波路2及び第2の導波路5以外のものであり,第1の導波路2及び第2の導波路5と合波点4で合わさる導波路と,複数の導波路に設けられたメインマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の一方のアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,メインマッハツェンダー導波路の残りのアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,一方のサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための位相変調器と,残りのサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための位相変調器と,を有する。   A preferred embodiment of the light modulation system relating to the third aspect is a plurality of waveguides branched from the first branching section 1, other than the first waveguide 2 and the second waveguide 5, 1 waveguide 2 and the second waveguide 5 are combined at the multiplexing point 4, a main Mach-Zehnder waveguide provided in a plurality of waveguides, and provided on one arm of the main Mach-Zehnder waveguide. Phase modulation for phase modulation of the light that has passed through the sub-Mach-Zehnder waveguide, the sub-Mach-Zehnder waveguide provided on the remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide, and the combined portion of one of the sub-Mach-Zehnder waveguides A modulator and a phase modulator for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the remaining sub Mach-Zehnder waveguide.

そして電源系は,サブマッハツェンダー導波路のすべてに印加する電圧を供給するとともに,位相変調器のすべての印加する電圧を供給するものである。   The power supply system supplies the voltage to be applied to all of the sub Mach-Zehnder waveguides and supplies all the voltages to be applied to the phase modulator.

制御部のディザリング信号指示手段は,位相変調器の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す手段である。   The dithering signal indicating means of the control unit is a means for issuing a command to the power supply system so as to apply the dithering signal to at least one of the phase modulators.

本発明の応用例
これまで,メインマッハツェンダー導波路の2つのアームにひとつのサブマッハツェンダー導波路が存在する光変調システムについて説明した。本発明は,メインマッハツェンダー導波路が複数のアームを有する光変調システムや,各アームに複数のサブマッハツェンダー導波路が設けられている光変調システムについても用いることができる。
Application Examples of the Invention So far, an optical modulation system has been described in which one sub Mach-Zehnder waveguide exists in two arms of the main Mach-Zehnder waveguide. The present invention can also be used for an optical modulation system in which the main Mach-Zehnder waveguide has a plurality of arms and an optical modulation system in which a plurality of sub-Mach-Zehnder waveguides are provided in each arm.

図5は,第1の分岐部1から複数(N個)のアームに分岐しており,かつそれぞれのアームに複数(M個)のサブマッハツェンダー導波路が設けられている例である。この例では,MxN個のサブマッハツェンダー導波路が存在する。   FIG. 5 shows an example in which the first branch portion 1 branches into a plurality of (N) arms, and a plurality of (M) sub Mach-Zehnder waveguides are provided in each arm. In this example, there are M × N sub Mach-Zehnder waveguides.

図6は,第1の分岐部1から複数(N個)のアームに分岐している。そして,各分岐したアームには,さらにN個のメインマッハツェンダー導波路と接続されている。そして,それぞれのメインマッハツェンダー導波路は,2つのアームを有している。そして,メインマッハツェンダー導波路の各アームは,M個のサブマッハツェンダー導波路が設けられている。   In FIG. 6, the first branch portion 1 branches to a plurality of (N) arms. Each branched arm is further connected to N main Mach-Zehnder waveguides. Each main Mach-Zehnder waveguide has two arms. Each arm of the main Mach-Zehnder waveguide is provided with M sub-Mach-Zehnder waveguides.

第1の側面に係る光変調システムは,図5においてN個のアームのそれぞれに位相変調器が設けられている。また,図6においては,2N個のアームのぞれぞれに位相変調器が設けられている。   The optical modulation system according to the first aspect is provided with a phase modulator in each of the N arms in FIG. In FIG. 6, a phase modulator is provided in each of the 2N arms.

並列変調器構造の1列(MZ1,1〜MZ1,M)を抽出して,第1の側面に基づくバイアス調整方法について説明する。さらに,以下の説明では,i番目(iは,1〜M)のマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を調整する場合を例にして説明する。 A bias adjustment method based on the first aspect will be described by extracting one row (MZ 1,1 to MZ 1 , M ) of the parallel modulator structure. Furthermore, in the following description, the case where the bias voltage of the i-th (i is 1 to M) Mach-Zehnder waveguide is adjusted will be described as an example.

この場合,1列目に存在する位相変調器PMにディザリング信号を印加する。そして,ディザリング信号による光出力の変動成分を観測する。光出力のディザリング信号由来の成分の変動が最大になるように,MZ1,i(i:1〜M)全てのバイアス電圧を調整する。これは,i番目のMZ導波路を除いた、1〜n番目のマッハツェンダー導波路のバイアス点が全て,ヌル点以外にあるようにするためである。一方,i番目のMZ導波路1〜k(k≦M)番目のMZMのいずれかがヌル点にある場合,MZ1,iのバイアス点がどの場合でも光出力の変動は小さくなる。 In this case, applying a dithering signal to the phase modulator PM 1 present in the first column. Then, the fluctuation component of the optical output due to the dithering signal is observed. The bias voltages of all MZ 1, i (i: 1 to M) are adjusted so that the fluctuation of the component derived from the dithering signal of the optical output is maximized. This is because all the bias points of the 1st to nth Mach-Zehnder waveguides excluding the i-th MZ waveguide are located other than the null point. On the other hand, when any of the i-th MZ waveguide 1 to k (k ≦ M) -th MZM is at the null point, the fluctuation of the optical output becomes small regardless of the bias point of MZ1 , i .

そして,ディザリング信号による光出力の変動成分を観測し,変動成分が最大,最小,又はそれらの中間値になるように,MZ1,iのバイアス電圧を調整する。すると,MZ1,iのバイアス点を,それぞれトップ,ボトム,クアドラチャに設定できる。 Then, the fluctuation component of the optical output due to the dithering signal is observed, and the bias voltage of MZ 1, i is adjusted so that the fluctuation component becomes maximum, minimum, or an intermediate value thereof. Then, the bias points of MZ 1 and i can be set to top, bottom, and quadrature, respectively.

なお,図5及び図6に示す例では,最も合波部4よりのマッハツェンダー導波路(列の最後のMZM)の後段に位相変調器が設置される。この場合,この列に含まれるすべてのMZMのバイアス電圧を調整できる。一方,ディザリング信号を印加する位相変調器は,列の中間位置(たとえば,k番目とk+1番目のMZMの間)に存在しても良い。   In the example shown in FIGS. 5 and 6, the phase modulator is installed in the subsequent stage of the Mach-Zehnder waveguide (the last MZM in the column) from the multiplexing unit 4. In this case, the bias voltages of all MZMs included in this column can be adjusted. On the other hand, the phase modulator that applies the dithering signal may exist at an intermediate position of the column (for example, between the kth and k + 1th MZM).

次に,図5又は図6に示したシステムを第2の側面に用いる例を説明する。先に説明したとおり,本発明の第2の側面では,図5及び図6に描画されている位相変調器は不要である。   Next, an example in which the system shown in FIG. 5 or 6 is used for the second aspect will be described. As described above, in the second aspect of the present invention, the phase modulator depicted in FIGS. 5 and 6 is unnecessary.

光出力のディザリング信号由来の成分の変動が最大になるように,MZ1,i(i:1〜M)全てのバイアス電圧を調整する。これは,i番目のMZ導波路を除いた、1〜n番目のマッハツェンダー導波路のバイアス点が全て,ヌル点以外にあるようにするためである。 The bias voltages of all MZ 1, i (i: 1 to M) are adjusted so that the fluctuation of the component derived from the dithering signal of the optical output is maximized. This is because all the bias points of the 1st to nth Mach-Zehnder waveguides excluding the i-th MZ waveguide are located other than the null point.

その後,バイアス電圧を調整したいMZM(MZ1,i)にディザリング信号を印加する。そして,ディザリング信号の2倍の周波数成分を検波する。これにより,バイアス電圧を調整したいMZMのバイアス電圧を調整することができる。 Thereafter, a dithering signal is applied to MZM (MZ 1, i ) whose bias voltage is to be adjusted. Then, a frequency component twice the dithering signal is detected. Thereby, the bias voltage of the MZM for which the bias voltage is desired to be adjusted can be adjusted.

次に,図5又は図6に示したシステムを第3の側面に用いる例を説明する。先に説明したとおり,本発明の第3の側面では,図5及び図6に描画されている位相変調器は不要である。   Next, an example in which the system shown in FIG. 5 or 6 is used for the third aspect will be described. As described above, in the third aspect of the present invention, the phase modulator depicted in FIGS. 5 and 6 is unnecessary.

光出力のディザリング信号由来の成分の変動が最大になるように,MZ1,i(i:1〜M)全てのバイアス電圧を調整する。これは,i番目のMZ導波路を除いた、1〜n番目のマッハツェンダー導波路のバイアス点が全て,ヌル点以外にあるようにするためである。 The bias voltages of all MZ 1, i (i: 1 to M) are adjusted so that the fluctuation of the component derived from the dithering signal of the optical output is maximized. This is because all the bias points of the 1st to nth Mach-Zehnder waveguides excluding the i-th MZ waveguide are located other than the null point.

そして,バイアス電圧を調整したいMZMにディザリング信号を印加する。一方,ディザリング信号を印加していない同じ列に含まれるMZMのそれぞれについて,各従属接続群から1つずつMZMを選びそれらを大振幅電気信号で駆動する。たとえば,MZ2n,MZ3n,MZ4n,...を順に大振幅電気信号で駆動する。そして,ディザリング信号によらず一定となる光出力成分(オフセット)をモニタしながらバイアス電圧を調整する。このようにして,対象となるMZMのバイアス電圧を調整することができる。 Then, a dithering signal is applied to the MZM whose bias voltage is to be adjusted. On the other hand, for each MZM included in the same column to which no dithering signal is applied, one MZM is selected from each dependent connection group and driven by a large amplitude electric signal. For example, MZ 2n , MZ 3n , MZ 4n,. . . Are sequentially driven by a large amplitude electric signal. Then, the bias voltage is adjusted while monitoring a light output component (offset) that is constant regardless of the dithering signal. In this way, the bias voltage of the target MZM can be adjusted.

(スライド4及び5頁)
次に,本発明の第4の側面に係るシステムの例を説明する。この例は,MZMの前段に位相変調器が設けられているものである。図7は,マッハツェンダー導波路の前段に位相変調器が設けられているシステムの例を示す概念図である。このシステムの基本構成は先に説明したシステムと同様であるので記載を引用することとして,繰り返しを省略する。
(Slides 4 and 5)
Next, an example of a system according to the fourth aspect of the present invention will be described. In this example, a phase modulator is provided before the MZM. FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of a system in which a phase modulator is provided in the previous stage of the Mach-Zehnder waveguide. Since the basic configuration of this system is the same as the system described above, the description is omitted and repeated.

このシステムは,各サブマッハツェンダー導波路の前段に位相変調器が設けられている。そして,各サブマッハツェンダー導波路にバイアス電圧を印加するための電極が設けられており,電源系が,任意のサブマッハツェンダー導波路のみにバイアス電圧を印加できるようにされている。   In this system, a phase modulator is provided in front of each sub Mach-Zehnder waveguide. An electrode for applying a bias voltage to each sub-Mach-Zehnder waveguide is provided so that the power supply system can apply a bias voltage only to an arbitrary sub-Mach-Zehnder waveguide.

このシステムは,たとえば,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を調整する場合,第1のサブマッハツェンダー導波路の前段に位置する第1の位相変調器にディザリング信号を印加した状態で,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を掃引することで,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を調整できる。   In this system, for example, when adjusting the bias voltage of the first sub-Mach-Zehnder waveguide, the dithering signal is applied to the first phase modulator located in the preceding stage of the first sub-Mach-Zehnder waveguide. The bias voltage of the first sub Mach-Zehnder waveguide can be adjusted by sweeping the bias voltage of the first sub-Mach-Zehnder waveguide.

たとえば,このシステムは,まずバイアス電圧を調整する対象以外のいずれかのサブマッハツェンダー導波路をボトム以外の状態となるように調整することが好ましい。なお,通常は,少なくともいずれかのサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧はボトム以外であるから,特に特別な動作を要することなく上記の状態を得ることができる。   For example, in this system, it is preferable to first adjust any sub-Mach-Zehnder waveguide other than the target whose bias voltage is to be adjusted to be in a state other than the bottom. Normally, the bias voltage of at least one of the sub Mach-Zehnder waveguides is other than the bottom, so that the above state can be obtained without requiring any special operation.

その状態で,第1のサブマッハツェンダー導波路の前段に位置する第1の位相変調器にディザリング信号を印加しつつ,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を印加すると,図3に示されるような出力が得られる。   In this state, when the bias voltage of the first sub Mach-Zehnder waveguide is applied while applying the dithering signal to the first phase modulator located in the preceding stage of the first Sub-Mach-Zehnder waveguide, FIG. The output as shown is obtained.

すなわち,出力信号から,ディザリング信号に由来する成分を抽出する。ディザリング信号に由来する成分は,ディザリング信号に起因する変動を伴っている。このため,出力信号から,そのような変動を伴う成分を分離,抽出することで,ディザリング信号に由来する成分をコンピュータ上で自動的に抽出できる。   That is, the component derived from the dithering signal is extracted from the output signal. The component derived from the dithering signal is accompanied by a variation caused by the dithering signal. For this reason, by separating and extracting components with such fluctuations from the output signal, components derived from the dithering signal can be automatically extracted on the computer.

1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を掃引しつつ,出力のうちディザリング信号に由来する成分の振幅強度を,バイアス電圧の値とともに記憶部に記憶する。そして,掃引作業が終わった後,記憶部に記憶した振幅強度を読みだして,振幅強度が最も低い場合のバイアス電圧の値を読みだす。このようにすれば,ある状態におけるバイアス電圧の最適値を得ることができる。すなわち,出力のうちディザリング信号に由来する成分の変動が最小となるようにバイアス電圧を設定することで,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧をボトム状態にすることができる。   While sweeping the bias voltage of one sub Mach-Zehnder waveguide, the amplitude intensity of the component derived from the dithering signal in the output is stored in the storage unit together with the value of the bias voltage. After the sweep operation is completed, the amplitude intensity stored in the storage unit is read, and the value of the bias voltage when the amplitude intensity is the lowest is read. In this way, an optimum value of the bias voltage in a certain state can be obtained. That is, the bias voltage of the first sub Mach-Zehnder waveguide can be set to the bottom state by setting the bias voltage so that the fluctuation of the component derived from the dithering signal in the output is minimized.

この考え方は,N個の並列したメインマッハツェンダー導波路を有するシステムであって,各メインマッハツェンダー導波路がM個のサブマッハツェンダー導波路を有する系に応用できる。すなわち,本発明は,少なくとも3つ以上のサブマッハツェンダー導波路を有するシステムにおいて好ましくバイアス調整を行うことができる。   This concept can be applied to a system having N parallel main Mach-Zehnder waveguides, each main Mach-Zehnder waveguide having M sub-Mach-Zehnder waveguides. That is, the present invention can preferably perform bias adjustment in a system having at least three or more sub Mach-Zehnder waveguides.

(スライド6頁)
次に,本発明の第5の側面に係るシステムの例を説明する。この例は,サブマッハツェンダー導波路の両アームに電極が設けられているものである。これらの電極には変調信号を印加できる。図8は,サブマッハツェンダー導波路の両アームに電極が設けられているシステムの例を示す概念図である。このシステムの基本構成は先に説明したシステムと同様であるので記載を引用することとして,繰り返しを省略する。
(Slide 6 pages)
Next, an example of a system according to the fifth aspect of the present invention will be described. In this example, electrodes are provided on both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide. A modulation signal can be applied to these electrodes. FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a system in which electrodes are provided on both arms of a sub Mach-Zehnder waveguide. Since the basic configuration of this system is the same as the system described above, the description is omitted and repeated.

このシステムにおいては,たとえば,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を調整する場合,第1のサブマッハツェンダー導波路の両アームに位置する第1の電極及び第2の電極に同相のディザリング信号を印加する。このシステムは先に説明したと同様の調整方法を用いることで,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧をボトム状態にすることができる。   In this system, for example, when the bias voltage of the first sub-Mach-Zehnder waveguide is adjusted, the first electrode and the second electrode located on both arms of the first sub-Mach-Zehnder waveguide are dithered in phase. Apply ring signal. This system can bring the bias voltage of the first sub Mach-Zehnder waveguide to the bottom state by using the same adjustment method as described above.

(スライド7頁)
次に,本発明の第6の側面に係るシステムの例を説明する。この例は,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極を有するものである。この例は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているものが好ましい。なお,このシステムでは,位相変調器が各サブマッハツェンダー導波路の前段に設けられているものでも同様に処理することができる。図9は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているシステムの例を示す概念図である。このシステムの基本構成は先に説明したシステムと同様であるので記載を引用することとして,繰り返しを省略する。
(Slide 7 pages)
Next, an example of a system according to the sixth aspect of the present invention will be described. In this example, electrodes for applying a modulation signal to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide are provided. In this example, it is preferable that a phase modulator is provided after the sub Mach-Zehnder waveguide. In this system, even if the phase modulator is provided in front of each sub Mach-Zehnder waveguide, the same processing can be performed. FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of a system in which a phase modulator is provided in the subsequent stage of the sub Mach-Zehnder waveguide. Since the basic configuration of this system is the same as the system described above, the description is omitted and repeated.

このシステムは,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極が設けられており,任意の電極に電圧を印加できるようにされている。また,このシステムは,任意の位相変調器に電圧を印加できるようにされている。図10に示される通り,この例では各サブマッハツェンダー導波路の両アームに設けられた電極に直流電圧(V)と,変調電圧(Vm)とを合わせた信号を印加できる。 In this system, an electrode for applying a modulation signal is provided to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide, and a voltage can be applied to an arbitrary electrode. This system is adapted to apply a voltage to an arbitrary phase modulator. As shown in FIG. 10, in this example, it is possible to apply a signal in which the DC voltage (V 0 ) and the modulation voltage (Vm) are combined to the electrodes provided on both arms of each sub Mach-Zehnder waveguide.

このシステムでは,バイアス調整に先立ち,それぞれのマッハツェンダー導波路におけるVπの値を求めておくことが好ましい。マッハツェンダー導波路におけるVπの値を求める方法はすでに知られている。このため,公知の方法に従って,マッハツェンダー導波路におけるVπの値を求め記憶部に記憶し,適宜記憶部に記憶された値を読みだして演算処理に用いればよい。   In this system, it is preferable to obtain the value of Vπ in each Mach-Zehnder waveguide prior to bias adjustment. A method for obtaining the value of Vπ in the Mach-Zehnder waveguide is already known. For this reason, according to a known method, the value of Vπ in the Mach-Zehnder waveguide is obtained and stored in the storage unit, and the value stored in the storage unit is read out appropriately and used for the arithmetic processing.

このシステムのバイアス電圧調整原理は,図10に示すとおりである。このシステムは,たとえば,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を調整する場合,第1のサブマッハツェンダー導波路の両アームの電極にそれぞれディザリング信号を印加する。この際,両アームに印加するディザリング信号をVπの1/20以上1/5以下(たとえば1/10)となるように調整する。そして,両アームに印加されるディザリング信号の位相差を180°とする。出力を直接検波又は2乗検波する。この際,オフセット成分,ディザリング信号の角周波数に依存する成分,及びディザリング信号の2倍の角周波数に依存する成分は図10に示される通りである。   The principle of adjusting the bias voltage of this system is as shown in FIG. In this system, for example, when adjusting the bias voltage of the first sub Mach-Zehnder waveguide, a dithering signal is applied to the electrodes of both arms of the first sub-Mach-Zehnder waveguide, respectively. At this time, the dithering signal applied to both arms is adjusted to be 1/20 to 1/5 (for example, 1/10) of Vπ. The phase difference between the dithering signals applied to both arms is set to 180 °. Direct detection or square detection of output. At this time, the offset component, the component that depends on the angular frequency of the dithering signal, and the component that depends on the angular frequency twice that of the dithering signal are as shown in FIG.

出力信号は,搬送波(キャリア信号),±1次成分が支配的となる。一方,直接検波により得られるディザリング信号の2倍の角周波数に依存する成分は,1次信号及び−1次信号間のビートが主な寄与成分である。すなわち,ディザリング信号の2倍の角周波数に依存する成分が最も大きくなるように,電極に印加する直流電圧を制御すればよい。   The output signal is dominated by a carrier wave (carrier signal) and ± 1st order components. On the other hand, a component that depends on twice the angular frequency of the dithering signal obtained by direct detection is mainly a beat between the primary signal and the −1st order signal. That is, the DC voltage applied to the electrodes may be controlled so that the component depending on the angular frequency twice as large as the dithering signal becomes the largest.

(スライド10頁)
次に,本発明の第7の側面に係るシステムの例を説明する。この例は,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極を有するものである。この例は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているものが好ましい。なお,このシステムでは,位相変調器が各サブマッハツェンダー導波路の前段に設けられているものでも同様に処理することができる。図9は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているシステムの例を示す概念図である。このシステムの基本構成は先に説明したシステムと同様であるので記載を引用することとして,繰り返しを省略する。
(Slide page 10)
Next, an example of a system according to the seventh aspect of the present invention will be described. In this example, electrodes for applying a modulation signal to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide are provided. In this example, it is preferable that a phase modulator is provided after the sub Mach-Zehnder waveguide. In this system, even if the phase modulator is provided in front of each sub Mach-Zehnder waveguide, the same processing can be performed. FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of a system in which a phase modulator is provided in the subsequent stage of the sub Mach-Zehnder waveguide. Since the basic configuration of this system is the same as the system described above, the description is omitted and repeated.

このシステムは,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極が設けられており,任意の電極に電圧を印加できるようにされている。また,このシステムは,任意の位相変調器に電圧を印加できるようにされている。それぞれのサブマッハツェンダー導波路の合波部の後段に設けられる位相変調器は,独立して駆動できるものでもよいし,プッシュプル動作するものであってもよい。   In this system, an electrode for applying a modulation signal is provided to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide, and a voltage can be applied to an arbitrary electrode. This system is adapted to apply a voltage to an arbitrary phase modulator. The phase modulator provided in the subsequent stage of the multiplexing portion of each sub Mach-Zehnder waveguide may be driven independently or may be push-pull operated.

このシステムでは,バイアス調整に先立ち,それぞれのマッハツェンダー導波路におけるVπの値を求めておくことが好ましい。マッハツェンダー導波路におけるVπの値を求める方法はすでに知られている。このため,公知の方法に従って,マッハツェンダー導波路におけるVπの値を求め記憶部に記憶し,適宜記憶部に記憶された値を読みだして演算処理に用いればよい。   In this system, it is preferable to obtain the value of Vπ in each Mach-Zehnder waveguide prior to bias adjustment. A method for obtaining the value of Vπ in the Mach-Zehnder waveguide is already known. For this reason, according to a known method, the value of Vπ in the Mach-Zehnder waveguide is obtained and stored in the storage unit, and the value stored in the storage unit is read out appropriately and used for the arithmetic processing.

このシステムにおいては,たとえば,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を調整する場合,第1のサブマッハツェンダー導波路の両アームに位置する第1の電極及び第2の電極に同相のディザリング信号を印加する。この際,両アームに印加するディザリング信号をVπの1/20以上1/5以下(たとえば1/10)となるように調整する。そして,第1のサブマッハツェンダー導波路以外の全てのマッハツェンダー導波路に正弦波電気信号を入力する。正弦波電気信号の周波数は,ディザリング信号の周波数と異なるものとする。この場合正弦波電気信号の周波数は,ディザリング信号の周波数の整数倍又は整数分の一とならないものが好ましい。また,正弦波電気信号の周波数と,ディザリング信号の周波数とはわずかだけ異なるものではないものが好ましい。そして,正弦波電気信号の振幅が,2.405(=πV/2Vπ)程度となるように調整する。すると,システム全体からの出力のうちキャリア成分(J成分)が,第1のサブマッハツェンダー導波路由来のもののみとなる。 In this system, for example, when the bias voltage of the first sub-Mach-Zehnder waveguide is adjusted, the first electrode and the second electrode located on both arms of the first sub-Mach-Zehnder waveguide are dithered in phase. Apply ring signal. At this time, the dithering signal applied to both arms is adjusted to be 1/20 to 1/5 (for example, 1/10) of Vπ. A sine wave electric signal is input to all the Mach-Zehnder waveguides other than the first sub-Mach-Zehnder waveguide. The frequency of the sine wave electrical signal shall be different from the frequency of the dithering signal. In this case, it is preferable that the frequency of the sine wave electric signal does not become an integer multiple or a fraction of the frequency of the dithering signal. Further, it is preferable that the frequency of the sine wave electric signal and the frequency of the dithering signal are not slightly different. Then, the amplitude of the sine wave electric signal is adjusted to be about 2.405 (= πV H / 2Vπ). Then, the carrier component of the output from the entire system (J 0 component) is only the those from the first sub Mach-Zehnder waveguide.

このため,光出力を直接検波し,ディザリング信号に対して不変な成分(オフセット成分)を評価する。オフセット成分が最も小さくなるように,直流電圧値(V0)を調整する。これにより,バイアス電圧を調整できる。   For this reason, the optical output is directly detected, and an invariant component (offset component) with respect to the dithering signal is evaluated. The DC voltage value (V0) is adjusted so that the offset component is minimized. Thereby, the bias voltage can be adjusted.

光出力を直接検波するためには,たとえば大振幅正弦波の周波数を帯域として含まない光検出器(PD)を用いるか,光検出器の出力にフィルタを通して,大振幅正弦波成分を除いて検波をすればよい。
このシステムは先に説明したと同様の調整方法を用いることで,第1のサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧をボトム状態にすることができる。
In order to directly detect the optical output, for example, a photodetector (PD) that does not include the frequency of the large amplitude sine wave as a band is used, or a filter is passed through the output of the photodetector to detect the large amplitude sine wave component. Just do it.
This system can bring the bias voltage of the first sub Mach-Zehnder waveguide to the bottom state by using the same adjustment method as described above.

(スライド12頁)
次に,本発明の第8の側面に係るシステムの例を説明する。この例は,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極を有するものである。この例は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているものが好ましい。なお,このシステムでは,位相変調器が各サブマッハツェンダー導波路の前段に設けられているものでも同様に処理することができる。図9は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているシステムの例を示す概念図である。このシステムの基本構成は先に説明したシステムと同様であるので記載を引用することとして,繰り返しを省略する。
(Slide 12 pages)
Next, an example of a system according to the eighth aspect of the present invention will be described. In this example, electrodes for applying a modulation signal to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide are provided. In this example, it is preferable that a phase modulator is provided after the sub Mach-Zehnder waveguide. In this system, even if the phase modulator is provided in front of each sub Mach-Zehnder waveguide, the same processing can be performed. FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of a system in which a phase modulator is provided in the subsequent stage of the sub Mach-Zehnder waveguide. Since the basic configuration of this system is the same as the system described above, the description is omitted and repeated.

このシステムは,PMn−1とPMをとおる光の位相差(これらの位相変調器のバイアス電圧)を調整する。この調整方法は,このシステムは,たとえば,先に説明した方法に従って,各サブマッハツェンダー導波路のバイアスをヌルに設定した後に行うことが好ましい。なお,PMn−1とPMとは1つのメインマッハツェンダー導波路に含まれる位相変調器であることが好ましい。 This system adjusts the phase difference of light through PM n−1 and PM n (the bias voltage of these phase modulators). This adjustment method is preferably performed after the system has set the bias of each sub Mach-Zehnder waveguide to null, for example, according to the method described above. Note that PM n−1 and PM n are preferably phase modulators included in one main Mach-Zehnder waveguide.

このシステムは,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極が設けられており,任意の電極に電圧を印加できるようにされている。また,このシステムは,任意の位相変調器に電圧を印加できるようにされている。それぞれのサブマッハツェンダー導波路の合波部の後段に設けられる位相変調器は,独立して駆動できるものでもよいし,プッシュプル動作するものであってもよい。   In this system, an electrode for applying a modulation signal is provided to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide, and a voltage can be applied to an arbitrary electrode. This system is adapted to apply a voltage to an arbitrary phase modulator. The phase modulator provided in the subsequent stage of the multiplexing portion of each sub Mach-Zehnder waveguide may be driven independently or may be push-pull operated.

このシステムは,たとえば,各サブマッハツェンダー導波路のバイアスをヌルに設定する。その後,調整対象となる位相変調器をPMn−1とPMとし,それぞれの位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路をMZn−1とMZとする。この場合,MZn−1とMZとに同じ周波数のディザリング信号を印加し,光強度を変調する。この際印加電圧の電気振幅を各MZのVπ以下となるように設定する。なお,MZn−1とMZとが両アームに電極を有する2電極型のマッハツェンダー導波路の場合には,各マッハツェンダー導波路の2つの電極に印加される2つディザリング信号を逆相とする。そのうえで,PMn−1とPMに印加する電圧を変化(又は掃引)して,光出力の変化を観測する。 In this system, for example, the bias of each sub Mach-Zehnder waveguide is set to null. Thereafter, the phase modulators to be adjusted are PM n−1 and PM n, and the sub Mach-Zehnder waveguides existing in the previous stage of the respective phase modulators are MZ n−1 and MZ n . In this case, by applying a dithering signal having the same frequency and MZ n-1 and MZ n, it modulates the light intensity. At this time, the electric amplitude of the applied voltage is set to be equal to or less than Vπ of each MZ. When MZ n-1 and MZ n are two-electrode Mach-Zehnder waveguides having electrodes on both arms, two dithering signals applied to the two electrodes of each Mach-Zehnder waveguide are reversed. Let it be a phase. Then, the voltage applied to PM n−1 and PM n is changed (or swept), and the change in the light output is observed.

MZn−1とMZからの出力を合波したもののピークトゥーピーク値はPMn−1とPMをとおる光の位相差に依存する。 The peak-to-peak value of the combined output from MZ n-1 and MZ n depends on the phase difference of light passing through PM n-1 and PM n .

このシステムは,図5に示されるシステムにも応用できる。さらに,各行に含まれるMZの数が同じ数(M個)でなくても,用いることができる。いずれの場合も,バイアス調整対象の列以外の列のバイアス電圧をボトムとし,バイアス調整対象の列のバイアス電圧をボトム以外とする。そのうえで,先に説明した調整方法を行うことで,たとえば,調整対象となる列間のバイアスをボトムになるように調整できる。   This system can also be applied to the system shown in FIG. Furthermore, even if the number of MZs included in each row is not the same number (M), it can be used. In either case, the bias voltage of the column other than the column subject to bias adjustment is set to the bottom, and the bias voltage of the column subject to bias adjustment is set to other than the bottom. In addition, by performing the adjustment method described above, for example, the bias between the columns to be adjusted can be adjusted to the bottom.

このシステムは,図6に示されるシステムや複数段の入れ子型マッハツェンダー導波路の場合も同様に用いることができる。   This system can be similarly used in the case of the system shown in FIG. 6 or a multistage nested Mach-Zehnder waveguide.

(スライド17頁)
次に,本発明の第9の側面に係るシステムの例を説明する。この例は,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極を有するものである。この例は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているものが好ましい。なお,このシステムでは,位相変調器が各サブマッハツェンダー導波路の前段に設けられているものでも同様に処理することができる。図9は,サブマッハツェンダー導波路の後段に位相変調器が設けられているシステムの例を示す概念図である。このシステムの基本構成は先に説明したシステムと同様であるので記載を引用することとして,繰り返しを省略する。
(Slide 17 pages)
Next, an example of a system according to the ninth aspect of the present invention will be described. In this example, electrodes for applying a modulation signal to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide are provided. In this example, it is preferable that a phase modulator is provided after the sub Mach-Zehnder waveguide. In this system, even if the phase modulator is provided in front of each sub Mach-Zehnder waveguide, the same processing can be performed. FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of a system in which a phase modulator is provided in the subsequent stage of the sub Mach-Zehnder waveguide. Since the basic configuration of this system is the same as the system described above, the description is omitted and repeated.

このシステムは,PMn−1とPMをとおる光の位相差(これらの位相変調器のバイアス電圧)を調整する。調整対象となる位相変調器をPMn−1とPMとし,それぞれの位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路をMZn−1とMZとする。PMn−1とPMとは1つのメインマッハツェンダー導波路に含まれる位相変調器であることが好ましい。 This system adjusts the phase difference of light through PM n−1 and PM n (the bias voltage of these phase modulators). The phase modulators to be adjusted are PM n−1 and PM n, and the sub Mach-Zehnder waveguides existing in the previous stage of the respective phase modulators are MZ n−1 and MZ n . PM n−1 and PM n are preferably phase modulators included in one main Mach-Zehnder waveguide.

このシステムは,サブマッハツェンダー導波路の両アームに変調信号を印加するための電極が設けられており,任意の電極に電圧を印加できるようにされている。また,このシステムは,任意の位相変調器に電圧を印加できるようにされている。それぞれのサブマッハツェンダー導波路の合波部の後段に設けられる位相変調器は,独立して駆動できるものでもよいし,プッシュプル動作するものであってもよい。   In this system, an electrode for applying a modulation signal is provided to both arms of the sub Mach-Zehnder waveguide, and a voltage can be applied to an arbitrary electrode. This system is adapted to apply a voltage to an arbitrary phase modulator. The phase modulator provided in the subsequent stage of the multiplexing portion of each sub Mach-Zehnder waveguide may be driven independently or may be push-pull operated.

このシステムでは,バイアス調整に先立ち,それぞれのマッハツェンダー導波路におけるVπの値を求めておくことが好ましい。マッハツェンダー導波路におけるVπの値を求める方法はすでに知られている。このため,公知の方法に従って,マッハツェンダー導波路におけるVπの値を求め記憶部に記憶し,適宜記憶部に記憶された値を読みだして演算処理に用いればよい。   In this system, it is preferable to obtain the value of Vπ in each Mach-Zehnder waveguide prior to bias adjustment. A method for obtaining the value of Vπ in the Mach-Zehnder waveguide is already known. For this reason, according to a known method, the value of Vπ in the Mach-Zehnder waveguide is obtained and stored in the storage unit, and the value stored in the storage unit is read out appropriately and used for the arithmetic processing.

このシステムでは,MZn−1とMZのバイアスがヌル点(ボトム)ではないように調整する。また,MZn−1とMZ以外のサブマッハツェンダー導波路のバイアス状態は任意である。 In this system, adjustment is performed so that the biases of MZ n−1 and MZ n are not the null point (bottom). The bias state of the sub Mach-Zehnder waveguide other than MZ n-1 and MZ n is arbitrary.

このシステムでは,MZn−1とMZ以外のサブマッハツェンダー導波路に正弦波電気信号を印加する。この正弦波電気信号は,大振幅正弦波振動であることが好ましい。すなわち,正弦波電気信号の振幅が,2.405(=πV/2Vπ)程度となるように調整する。PMn−1とPMとのバイアス電圧を正弦波,三角波,のこぎり波,又はディザリング信号で掃引するか,又は直流電圧を用いて印加電圧を変化させる。システムからの出力を測定し,バイアス電圧に由来する成分のみを抽出する。このバイアス電圧に由来する成分は,印加した信号の周波数と連動して変化している成分なので,出力信号を周波数解析することで抽出することができる。 In this system, it applies a sine-wave electric signal to the sub Mach-Zehnder waveguide other than MZ n-1 and MZ n. This sine wave electric signal is preferably a large amplitude sine wave vibration. That is, the amplitude of the sine wave electric signal is adjusted to be about 2.405 (= πV H / 2Vπ). The bias voltage of PM n−1 and PM n is swept with a sine wave, a triangular wave, a sawtooth wave, or a dithering signal, or the applied voltage is changed using a DC voltage. Measure the output from the system, and extract only the components derived from the bias voltage. Since the component derived from the bias voltage is a component that changes in conjunction with the frequency of the applied signal, it can be extracted by frequency analysis of the output signal.

このシステムのフェーザ表示及び光強度の関係は図11に示される通りである。Aは,MZの光出力の振幅の絶対値である。このバイアス電圧に由来する成分が最大値となる地点が,バイアス電圧が同相であり,最小値となる地点が,バイアス電圧が逆相である。 The relationship between the phasor display and the light intensity of this system is as shown in FIG. A n is the absolute value of the amplitude of the light output of MZ n. The point where the component derived from the bias voltage has the maximum value is the in-phase bias voltage, and the point where the component has the minimum value is the reverse phase.

本発明は光情報通信の分野で利用されうる。   The present invention can be used in the field of optical information communication.

1 第1の分岐部
2 第1の導波路
3 第1の変調器
4 合波点
5 第2の導波路
6 第2の変調器
7a 第1のメインマッハツェンダー導波路
7b 第2のメインマッハツェンダー導波路
8a 第1のサブマッハツェンダー導波路
8b 第3のサブマッハツェンダー導波路
9a 第2のサブマッハツェンダー導波路
9b 第4のサブマッハツェンダー導波路
10a 第1の位相変調器
10b 第3の位相変調器
11a 第2の位相変調器
11b 第4の位相変調器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st branch part 2 1st waveguide 3 1st modulator 4 Combined point 5 2nd waveguide 6 2nd modulator 7a 1st main Mach-Zehnder waveguide 7b 2nd main Mach-Zehnder Waveguide 8a First sub-Mach-Zehnder waveguide 8b Third sub-Mach-Zehnder waveguide 9a Second sub-Mach-Zehnder waveguide 9b Fourth sub-Mach-Zehnder waveguide 10a First phase modulator 10b Third phase Modulator 11a Second phase modulator 11b Fourth phase modulator

Claims (7)

第1の分岐部(1)と,
前記第1の分岐部(1)から分岐した第1の導波路(2)と,
前記第1の導波路(2)に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第1の変調器(3)と,
前記第1の分岐部(1)から分岐した,前記第1の導波路(2)とは別の導波路であって,前記第1の導波路(2)と合波点(4)で合わさる第2の導波路(5)と,
前記第2の導波路(5)に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第2の変調器(6)とを有する光変調システムであって,

前記第1の変調器(3)は,
第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)と,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の一方のアームに設けられた第1のサブマッハツェンダー導波路(8a)と,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の残りのアームに設けられた第2のサブマッハツェンダー導波路(9a)と,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a)の合波部を経た光に位相変調を施すための第1の位相変調器(10a)と,
前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a)の合波部を経た光に位相変調を施すための第2の位相変調器(11a)と,
を具備し,

前記第2の変調器(6)は,
第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)と,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の一方のアームに設けられた第3のサブマッハツェンダー導波路(8b)と,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の残りのアームに設けられた第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)と,
前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b)の合波部を経た光に位相変調を施すための第3の位相変調器(10b)と,
前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)の合波部を経た光に位相変調を施すための第4の位相変調器(11b)と,
を具備し,

前記光変調システムは,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a),前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a),前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b),前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b),前記第1の位相変調器(10a),前記第2の位相変調器(11a),前記第3の位相変調器(10b),及び前記第4の位相変調器(11b)に印加する電圧を供給する電源系と,
前記電源系に制御信号を与えることで,前記電源系が出力する電圧を変化させる,コンピュータを有する制御部と,
前記合波点(4)からの出力を検出する検出部と,
を有し,

前記制御部は,
前記第1の位相変調器(10a),前記第2の位相変調器(11a),前記第3の位相変調器(10b)及び前記第4の位相変調器(11b)の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す,ディザリング信号指示手段と,
前記ディザリング信号を印加される位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す,バイアス掃引指令手段と,
前記検出部が検出した検出情報から,前記ディザリング信号に由来する成分を抽出する,ディザリング信号抽出部と,
前記ディザリング信号抽出部が抽出した,前記ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める,最適バイアス電圧値取得手段と,
を有し,
前記ディザリング信号を印加される位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を掃引しつつ,前記ディザリング信号に由来する成分の振幅強度をバイアス電圧の値とともに記憶部に記憶し,前記掃引が終わった後に,前記記憶部に記憶した振幅強度を読み出して,前記振幅強度が最も低い場合のバイアス電圧の値を読み出し,

これにより,前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a),前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a),前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b),及び前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)のいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる,

光変調システム。
A first branch (1);
A first waveguide (2) branched from the first branch (1);
A first modulator (3) having a Mach-Zehnder interferometer provided in the first waveguide (2);
The waveguide is branched from the first branch (1) and is different from the first waveguide (2), and is combined with the first waveguide (2) at the multiplexing point (4). A second waveguide (5);
A light modulation system comprising a second modulator (6) having a Mach-Zehnder interferometer provided in the second waveguide (5),

The first modulator (3) is:
A first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A first sub Mach-Zehnder waveguide (8a) provided on one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A second sub Mach-Zehnder waveguide (9a) provided on the remaining arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A first phase modulator (10a) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the first sub Mach-Zehnder waveguide (8a);
A second phase modulator (11a) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the second sub Mach-Zehnder waveguide (9a);
Comprising

The second modulator (6)
A second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A third sub Mach-Zehnder waveguide (8b) provided on one arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A fourth sub Mach-Zehnder waveguide (9b) provided on the remaining arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A third phase modulator (10b) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the third sub Mach-Zehnder waveguide (8b);
A fourth phase modulator (11b) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the fourth sub Mach-Zehnder waveguide (9b);
Comprising

The light modulation system comprises:
The first sub-Mach-Zehnder waveguide (8a), the second sub-Mach-Zehnder waveguide (9a), the third sub-Mach-Zehnder waveguide (8b), the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide (9b) ), Voltage applied to the first phase modulator (10a), the second phase modulator (11a), the third phase modulator (10b), and the fourth phase modulator (11b). A power supply system for supplying
A control unit having a computer for changing a voltage output from the power supply system by giving a control signal to the power supply system;
A detector for detecting an output from the multiplexing point (4);
Have

The controller is
Dithering to at least one of the first phase modulator (10a), the second phase modulator (11a), the third phase modulator (10b), and the fourth phase modulator (11b) A dithering signal indicating means for instructing the power supply system to apply a signal;
A bias sweep command means for commanding a power supply system to sweep a bias voltage applied to a sub-Mach-Zehnder waveguide existing in a stage preceding the phase modulator to which the dithering signal is applied;
A dithering signal extraction unit for extracting a component derived from the dithering signal from detection information detected by the detection unit;
An optimum bias voltage value obtaining means for obtaining a bias voltage value extracted by the dithering signal extraction unit and in which a variation in a component derived from the dithering signal falls within a predetermined range;
Have
While storing the bias voltage of the sub-Mach-Zehnder waveguide existing in the preceding stage of the phase modulator to which the dithering signal is applied, the amplitude intensity of the component derived from the dithering signal is stored in the storage unit together with the value of the bias voltage Then, after the sweep is completed, the amplitude intensity stored in the storage unit is read, and the value of the bias voltage when the amplitude intensity is the lowest is read,

Thus, the first sub Mach-Zehnder waveguide (8a), the second sub-Mach-Zehnder waveguide (9a), the third sub-Mach-Zehnder waveguide (8b), and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide An optimum value of the bias voltage applied to any one of the waveguides (9b) can be obtained.

Light modulation system.
前記第1の変調器(3)は,4相位相シフトキーイング(QPSK)信号を出力する第1のQPSK変調器であり,
前記第2の変調器(6)は,前記第1のQPSK変調器からの出力信号よりも振幅が小さなQPSK信号を出力する第2のQPSK変調器(6)である,
請求項1に記載の光変調システム。
The first modulator (3) is a first QPSK modulator that outputs a four-phase phase shift keying (QPSK) signal;
The second modulator (6) is a second QPSK modulator (6) that outputs a QPSK signal having a smaller amplitude than an output signal from the first QPSK modulator.
The light modulation system according to claim 1.
前記光変調システムは,
前記第1の分岐部(1)から分岐した複数の導波路であって,前記第1の導波路(2)及び前記第2の導波路(5)以外のものであり,前記第1の導波路(2)及び前記第2の導波路(5)と前記合波点(4)で合わさる導波路と,

前記複数の導波路に設けられたメインマッハツェンダー導波路と,前記メインマッハツェンダー導波路の一方のアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,前記メインマッハツェンダー導波路の残りのアームに設けられたサブマッハツェンダー導波路と,前記一方のサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための第5の位相変調器と,前記残りのサブマッハツェンダー導波路の合波部を経た光に位相変調を施すための第6の位相変調器と,
を有し,
前記電源系は,前記サブマッハツェンダー導波路のすべてに印加する電圧を供給するとともに,前記位相変調器のすべてに電圧を供給するものであり,

前記制御部のディザリング信号指示手段は,
前記第5の位相変調器及び第6の位相変調器の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す手段である
請求項1に記載の光変調システム。
The light modulation system comprises:
A plurality of waveguides branched from the first branching section (1) other than the first waveguide (2) and the second waveguide (5); A waveguide that joins the waveguide (2) and the second waveguide (5) and the multiplexing point (4);

A main Mach-Zehnder waveguide provided in the plurality of waveguides; a sub-Mach-Zehnder waveguide provided in one arm of the main Mach-Zehnder waveguide; and a remaining arm of the main Mach-Zehnder waveguide. A sub-Mach-Zehnder waveguide, a fifth phase modulator for performing phase modulation on the light that has passed through the combining portion of the one sub-Mach-Zehnder waveguide, and a combining portion of the remaining sub-Mach-Zehnder waveguide A sixth phase modulator for performing phase modulation on the light having passed through
Have
The power supply system supplies a voltage to be applied to all of the sub Mach-Zehnder waveguides, and supplies a voltage to all of the phase modulators.

The dithering signal instruction means of the control unit is:
The light modulation system according to claim 1, wherein the light modulation system is a means for instructing a power supply system to apply a dithering signal to at least one of the fifth phase modulator and the sixth phase modulator.
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の一方のアームは,さらに(M−1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の残りのアームは,さらに(M-1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の一方のアームは,さらに(M−1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)は,さらに(M−1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記光変調システムは,前記第1の分岐部(1)と前記合波点(4)とに接続された,それぞれM個のサブマッハツェンダー導波路を有するN個の導波路を有する,
請求項1に記載の光変調システム。
One arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a) further has (M-1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
The remaining arms of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a) further have (M-1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
One arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b) further has (M−1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
The second main Mach-Zehnder waveguide (7b) further has (M−1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
The light modulation system has N waveguides each having M sub Mach-Zehnder waveguides connected to the first branch (1) and the multiplexing point (4).
The light modulation system according to claim 1.
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の一方のアームは,さらに(M−1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の残りのアームは,さらに(M-1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の一方のアームは,さらに(M−1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)は,さらに(M−1)個のサブマッハツェンダー導波路を有し,
前記光変調システムは,前記第1の分岐部(1)と前記合波点(4)とに接続された,それぞれM個のサブマッハツェンダー導波路を有するN個の導波路を有し,

前記ディザリング信号指示手段は,
前記光変調システムに含まれる位相変調器の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように前記電源系に指令を出すとともに,
2つ以上の位相変調器にディザリング信号を印加する場合は,異なる周波数のディザリング信号を印加するように前記電源系へ指令を出すものである,
請求項1に記載の光変調システム。
One arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a) further has (M-1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
The remaining arms of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a) further have (M-1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
One arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b) further has (M−1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
The second main Mach-Zehnder waveguide (7b) further has (M−1) sub-Mach-Zehnder waveguides,
The light modulation system includes N waveguides each having M sub Mach-Zehnder waveguides connected to the first branch (1) and the multiplexing point (4),

The dithering signal instruction means includes:
Instructing the power supply system to apply a dithering signal to at least one of the phase modulators included in the light modulation system;
When applying a dithering signal to two or more phase modulators, the power supply system is instructed to apply a dithering signal having a different frequency.
The light modulation system according to claim 1.
第1の分岐部(1)と,
前記第1の分岐部(1)から分岐した第1の導波路(2)と,
前記第1の導波路(2)に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第1の変調器(3)と,
前記第1の分岐部(1)から分岐した,前記第1の導波路(2)とは別の導波路であって,前記第1の導波路(2)と合波点(4)で合わさる第2の導波路(5)と,
前記第2の導波路(5)に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第2の変調器(6)とを有する光変調システムのバイアス調整方法であって,

前記第1の変調器(3)は,
第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)と,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の一方のアームに設けられた第1のサブマッハツェンダー導波路(8a)と,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の残りのアームに設けられた第2のサブマッハツェンダー導波路(9a)と,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a)の合波部を経た光に位相変調を施すための第1の位相変調器(10a)と,
前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a)の合波部を経た光に位相変調を施すための第2の位相変調器(11a)と,
を具備し,

前記第2の変調器(6)は,
第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)と,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の一方のアームに設けられた第3のサブマッハツェンダー導波路(8b)と,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の残りのアームに設けられた第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)と,
前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b)の合波部を経た光に位相変調を施すための第3の位相変調器(10b)と,
前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)の合波部を経た光に位相変調を施すための第4の位相変調器(11b)と,
を具備し,

前記光変調システムは,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a),前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a),前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b),前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b),前記第1の位相変調器(10a),前記第2の位相変調器(11a),前記第3の位相変調器(10b),及び前記第4の位相変調器(11b)に印加する電圧を供給する電源系と,
前記電源系に制御信号を与えることで,前記電源系が出力する電圧を変化させる,コンピュータを有する制御部と,
前記合波点(4)からの出力を検出する検出部と,
をさらに有し,

前記制御部は,
前記第1の位相変調器(10a),前記第2の位相変調器(11a),前記第3の位相変調器(10b)及び前記第4の位相変調器(11b)の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す,ディザリング信号指示手段と,
前記ディザリング信号を印加される位相変調器へ光信号を出力するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す,バイアス掃引指令手段と,
前記検出部が検出した検出情報から,前記ディザリング信号に由来する成分を抽出する,ディザリング信号抽出部と,
前記ディザリング信号抽出部が抽出した,前記ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める,最適バイアス電圧値取得手段と,
を有し,

前記第1の位相変調器(10a),前記第2の位相変調器(11a),前記第3の位相変調器(10b)及び前記第4の位相変調器(11b)の少なくとも1つにディザリング信号を印加する工程と,

前記ディザリング信号を印加される位相変調器へ光信号を出力するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引しつつ,前記合波部(4)からの出力を前記検出部が検出する工程と,

前記検出部が検出した検出情報が前記制御部へ入力される工程と,

前記制御部のディザリング信号抽出部が,入力された前記検出情報に基づいて,前記ディザリング信号に由来する成分を抽出して,振幅強度をバイアス電圧の値とともに記憶部に記憶する工程と,

前記制御部の最適バイアス電圧値取得手段が,前記掃引が終わった後に,前記記憶部に記憶した振幅強度を読み出して,前記振幅強度が最も低い場合のバイアス電圧の値を読み出す工程と,

を含み,

これにより,前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a),前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a),前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b),及び前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)のいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる,

光変調システムのバイアス調整方法。
A first branch (1);
A first waveguide (2) branched from the first branch (1);
A first modulator (3) having a Mach-Zehnder interferometer provided in the first waveguide (2);
The waveguide is branched from the first branch (1) and is different from the first waveguide (2), and is combined with the first waveguide (2) at the multiplexing point (4). A second waveguide (5);
A method for adjusting a bias of an optical modulation system, comprising: a second modulator (6) having a Mach-Zehnder interferometer provided in the second waveguide (5),

The first modulator (3) is:
A first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A first sub Mach-Zehnder waveguide (8a) provided on one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A second sub Mach-Zehnder waveguide (9a) provided on the remaining arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A first phase modulator (10a) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the first sub Mach-Zehnder waveguide (8a);
A second phase modulator (11a) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the second sub Mach-Zehnder waveguide (9a);
Comprising

The second modulator (6)
A second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A third sub Mach-Zehnder waveguide (8b) provided on one arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A fourth sub Mach-Zehnder waveguide (9b) provided on the remaining arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A third phase modulator (10b) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the third sub Mach-Zehnder waveguide (8b);
A fourth phase modulator (11b) for performing phase modulation on the light that has passed through the multiplexing portion of the fourth sub Mach-Zehnder waveguide (9b);
Comprising

The light modulation system comprises:
The first sub-Mach-Zehnder waveguide (8a), the second sub-Mach-Zehnder waveguide (9a), the third sub-Mach-Zehnder waveguide (8b), the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide (9b) ), Voltage applied to the first phase modulator (10a), the second phase modulator (11a), the third phase modulator (10b), and the fourth phase modulator (11b). A power supply system for supplying
A control unit having a computer for changing a voltage output from the power supply system by giving a control signal to the power supply system;
A detector for detecting an output from the multiplexing point (4);
And

The controller is
Dithering to at least one of the first phase modulator (10a), the second phase modulator (11a), the third phase modulator (10b), and the fourth phase modulator (11b) A dithering signal indicating means for instructing the power supply system to apply a signal;
A bias sweep command means for commanding a power supply system to sweep a bias voltage applied to a sub Mach-Zehnder waveguide that outputs an optical signal to a phase modulator to which the dithering signal is applied;
A dithering signal extraction unit for extracting a component derived from the dithering signal from detection information detected by the detection unit;
An optimum bias voltage value obtaining means for obtaining a bias voltage value extracted by the dithering signal extraction unit and in which a variation in a component derived from the dithering signal falls within a predetermined range;
Have

Dithering to at least one of the first phase modulator (10a), the second phase modulator (11a), the third phase modulator (10b), and the fourth phase modulator (11b) Applying a signal;

The detection unit detects the output from the multiplexing unit (4) while sweeping the bias voltage applied to the sub Mach-Zehnder waveguide that outputs the optical signal to the phase modulator to which the dithering signal is applied. When,

Detection information detected by the detection unit is input to the control unit;

A step in which a dithering signal extraction unit of the control unit extracts a component derived from the dithering signal based on the input detection information and stores the amplitude intensity in a storage unit together with a value of a bias voltage;

An optimum bias voltage value acquisition means of the control unit reads out the amplitude intensity stored in the storage unit after the sweep is completed, and reads out the value of the bias voltage when the amplitude intensity is the lowest;

Including

Thus, the first sub Mach-Zehnder waveguide (8a), the second sub-Mach-Zehnder waveguide (9a), the third sub-Mach-Zehnder waveguide (8b), and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide An optimum value of the bias voltage applied to any one of the waveguides (9b) can be obtained.

Bias adjustment method for light modulation system.
第1の分岐部(1)と,
前記第1の分岐部(1)から分岐した第1の導波路(2)と,
前記第1の導波路(2)に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第1の変調器(3)と,
前記第1の分岐部(1)から分岐した,前記第1の導波路(2)とは別の導波路であって,前記第1の導波路(2)と合波点(4)で合わさる第2の導波路(5)と,
前記第2の導波路(5)に設けられたマッハツェンダー干渉計を有する第2の変調器(6)とを有する光変調システムであって,

前記第1の変調器(3)は,
第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)と,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の一方のアームに設けられた第1のサブマッハツェンダー導波路(8a)と,
前記第1のメインマッハツェンダー導波路(7a)の残りのアームに設けられた第2のサブマッハツェンダー導波路(9a)と,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a)へ入力される光に位相変調を施すための第7の位相変調器と,
前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a)へ入力される光に位相変調を施すための第8の位相変調器と,
を具備し,

前記第2の変調器(6)は,
第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)と,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の一方のアームに設けられた第3のサブマッハツェンダー導波路(8b)と,
前記第2のメインマッハツェンダー導波路(7b)の残りのアームに設けられた第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)と,
前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b)へ入力される光に位相変調を施すための第9の位相変調器と,
前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)へ入力される光に位相変調を施すための第10の位相変調器と,
を具備し,

前記光変調システムは,
前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a),前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a),前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b),前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b),前記第7の位相変調器,前記第8の位相変調器,前記第9の位相変調器,及び前記第10の位相変調器に印加する電圧を供給する電源系と,
前記電源系に制御信号を与えることで,前記電源系が出力する電圧を変化させる,コンピュータを有する制御部と,
前記合波点(4)からの出力を検出する検出部と,
を有し,

前記制御部は,
前記第7の位相変調器,前記第8の位相変調器,前記第9の位相変調器,及び前記第10の位相変調器の少なくとも1つにディザリング信号を印加するように電源系に指令を出す,ディザリング信号指示手段と,
前記ディザリング信号を印加される位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を掃引するように電源系に指令を出す,バイアス掃引指令手段と,
前記検出部が検出した検出情報から,前記ディザリング信号に由来する成分を抽出する,ディザリング信号抽出部と,
前記ディザリング信号抽出部が抽出した,前記ディザリング信号に由来する成分の変動が所定の範囲内となるバイアス電圧値を求める,最適バイアス電圧値取得手段と,
を有し,
前記ディザリング信号を印加される位相変調器の前段に存在するサブマッハツェンダー導波路のバイアス電圧を掃引しつつ,前記ディザリング信号に由来する成分の振幅強度をバイアス電圧の値とともに記憶部に記憶し,前記掃引が終わった後に,前記記憶部に記憶した振幅強度を読み出して,前記振幅強度が最も低い場合のバイアス電圧の値を読み出し,

これにより,前記第1のサブマッハツェンダー導波路(8a),前記第2のサブマッハツェンダー導波路(9a),前記第3のサブマッハツェンダー導波路(8b),及び前記第4のサブマッハツェンダー導波路(9b)のいずれかに印加されるバイアス電圧の最適値を求めることができる,

光変調システム。
A first branch (1);
A first waveguide (2) branched from the first branch (1);
A first modulator (3) having a Mach-Zehnder interferometer provided in the first waveguide (2);
The waveguide is branched from the first branch (1) and is different from the first waveguide (2), and is combined with the first waveguide (2) at the multiplexing point (4). A second waveguide (5);
A light modulation system comprising a second modulator (6) having a Mach-Zehnder interferometer provided in the second waveguide (5),

The first modulator (3) is:
A first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A first sub Mach-Zehnder waveguide (8a) provided on one arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A second sub Mach-Zehnder waveguide (9a) provided on the remaining arm of the first main Mach-Zehnder waveguide (7a);
A seventh phase modulator for performing phase modulation on the light input to the first sub Mach-Zehnder waveguide (8a);
An eighth phase modulator for performing phase modulation on the light input to the second sub Mach-Zehnder waveguide (9a);
Comprising

The second modulator (6)
A second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A third sub Mach-Zehnder waveguide (8b) provided on one arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A fourth sub Mach-Zehnder waveguide (9b) provided on the remaining arm of the second main Mach-Zehnder waveguide (7b);
A ninth phase modulator for performing phase modulation on the light input to the third sub Mach-Zehnder waveguide (8b);
A tenth phase modulator for performing phase modulation on the light input to the fourth sub Mach-Zehnder waveguide (9b);
Comprising

The light modulation system comprises:
The first sub-Mach-Zehnder waveguide (8a), the second sub-Mach-Zehnder waveguide (9a), the third sub-Mach-Zehnder waveguide (8b), the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide (9b) ), A power supply system for supplying a voltage to be applied to the seventh phase modulator, the eighth phase modulator, the ninth phase modulator, and the tenth phase modulator;
A control unit having a computer for changing a voltage output from the power supply system by giving a control signal to the power supply system;
A detector for detecting an output from the multiplexing point (4);
Have

The controller is
Command the power supply system to apply a dithering signal to at least one of the seventh phase modulator, the eighth phase modulator, the ninth phase modulator, and the tenth phase modulator. A dithering signal indicating means for outputting;
A bias sweep command means for commanding a power supply system to sweep a bias voltage applied to a sub-Mach-Zehnder waveguide existing in a stage preceding the phase modulator to which the dithering signal is applied;
A dithering signal extraction unit for extracting a component derived from the dithering signal from detection information detected by the detection unit;
An optimum bias voltage value obtaining means for obtaining a bias voltage value extracted by the dithering signal extraction unit and in which a variation in a component derived from the dithering signal falls within a predetermined range;
Have
While storing the bias voltage of the sub-Mach-Zehnder waveguide existing in the preceding stage of the phase modulator to which the dithering signal is applied, the amplitude intensity of the component derived from the dithering signal is stored in the storage unit together with the value of the bias voltage Then, after the sweep is completed, the amplitude intensity stored in the storage unit is read, and the value of the bias voltage when the amplitude intensity is the lowest is read,

Thus, the first sub Mach-Zehnder waveguide (8a), the second sub-Mach-Zehnder waveguide (9a), the third sub-Mach-Zehnder waveguide (8b), and the fourth sub-Mach-Zehnder waveguide An optimum value of the bias voltage applied to any one of the waveguides (9b) can be obtained.

Light modulation system.
JP2010245735A 2010-02-26 2010-11-01 Optical modulator having multiple Mach-Zehnder structures capable of bias point adjustment Expired - Fee Related JP5757557B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010245735A JP5757557B2 (en) 2010-02-26 2010-11-01 Optical modulator having multiple Mach-Zehnder structures capable of bias point adjustment

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010042975 2010-02-26
JP2010042975 2010-02-26
JP2010245735A JP5757557B2 (en) 2010-02-26 2010-11-01 Optical modulator having multiple Mach-Zehnder structures capable of bias point adjustment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011197638A JP2011197638A (en) 2011-10-06
JP5757557B2 true JP5757557B2 (en) 2015-07-29

Family

ID=44875857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010245735A Expired - Fee Related JP5757557B2 (en) 2010-02-26 2010-11-01 Optical modulator having multiple Mach-Zehnder structures capable of bias point adjustment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5757557B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104604162B (en) 2012-08-28 2017-08-11 日本电气株式会社 Optical sender and bias voltage control method
JP6120761B2 (en) 2013-12-12 2017-04-26 三菱電機株式会社 Optical transmitter and method for controlling optical transmitter

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2738097B2 (en) * 1989-12-28 1998-04-08 富士通株式会社 Multiplexed light modulator
JPH10115813A (en) * 1996-10-14 1998-05-06 Anritsu Corp Optical modulation device
JP3723358B2 (en) * 1998-11-25 2005-12-07 富士通株式会社 Optical modulation device and optical modulator control method
JP2004020839A (en) * 2002-06-14 2004-01-22 Fujitsu Ltd Optical transmitter and method for controlling optical transmitter
JP4922594B2 (en) * 2005-05-23 2012-04-25 富士通株式会社 Optical transmitter, optical receiver, and optical communication system including them
JP4397358B2 (en) * 2005-07-15 2010-01-13 富士通株式会社 Optical modulation device and optical modulator control method
JP2008242282A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Digital control automatic bias control circuit
JP5168685B2 (en) * 2007-09-18 2013-03-21 独立行政法人情報通信研究機構 Quadrature amplitude modulation signal generator
JP5099506B2 (en) * 2008-02-18 2012-12-19 独立行政法人情報通信研究機構 Optical QAM signal demodulation method and demodulator
JP2010028741A (en) * 2008-07-24 2010-02-04 Yokogawa Electric Corp Optical transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011197638A (en) 2011-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5853386B2 (en) Light modulation device and light modulation control method
JP6003687B2 (en) Optical transmitter and modulated optical signal generation method
CN105656563B (en) Optical transmitter and bias control method for optical modulator
CN105075153A (en) Optical iq modulator control
JP6031963B2 (en) Optical transmission apparatus, optical transmission method, and optical transmission program
CN111045229B (en) Method for controlling bias voltage linear working point of electro-optical modulator
JP5757557B2 (en) Optical modulator having multiple Mach-Zehnder structures capable of bias point adjustment
EP0581459B1 (en) Automatic on-line monitoring and optimization of optical network switching nodes
JP2012257164A (en) Drive controller of semiconductor optical modulator
KR20170028095A (en) Optical modulator and data processing system using the same
JP4640082B2 (en) Optical modulator and optical modulator control method
CN110677196A (en) Bias control method based on double parallel Mach-Zehnder modulator
US10057665B2 (en) Optical switch fabric with bias control
CN108833020B (en) Bias control method for IQ modulator of optical transmitter
WO2022022157A1 (en) Automatic bias control apparatus and method for direct-modulation and direct-detection optical modulator
JP2011075913A (en) Method of controlling bias of optical modulator
CN106782004A (en) A kind of instruments used for education based on optical fibre gyro
JP3990228B2 (en) Optical transmitter
JP2010217633A (en) Optical modulator
CN114034374B (en) Control method of distributed optical fiber acoustic wave sensing system and related equipment
JP5353428B2 (en) Light modulator
JP5354528B2 (en) Optical modulator and switch having bias point adjustment function
CN100373217C (en) Method and device for controlling bias of optical modulator
KR20050074698A (en) Power system associated private power station
JP4981482B2 (en) Method and apparatus for adjusting optical fiber characteristic measuring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101112

AA64 Notification of invalidation of claim of internal priority (with term)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764

Effective date: 20101112

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130927

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140430

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141202

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141210

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: 20150512

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150528

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5757557

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees