JP5821250B2 - 光変調装置および光変調制御方法 - Google Patents
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Description
さらに他の関連する技術として、下記の光送信装置が提案されている。すなわち、光送信装置は、光源と、入力信号に応じた駆動電圧を発生する駆動回路と、上記駆動電圧に応じて上記光源の出射光を変調し、上記入力信号を光信号に変換する光変調器と、該光変調器の動作特性曲線のドリフトを検出して、動作点が上記動作特性曲線に対して一定の位置になるように上記光変調器を制御する動作点安定化回路を備える。光送信装置は、動作点切換信号に基づいて、上記動作点を上記動作特性曲線上で半周期シフトさせる動作点シフト回路をさらに備える。(例えば、特許文献3)
第1の実施の形態について、図1を参照する。図1は、第1の実施の形態に係る光変調装置の一例を示す。
制御部13は、低周波信号生成部15、位相比較器17、バイアス電圧生成部19を備える。低周波信号生成部15は、低周波信号を生成する。この低周波信号は、例えば、バイアス電圧生成部19により生成されるバイアス電圧に重畳される。あるいは、この低周波信号は、変調信号生成部9により生成される変調信号の振幅を制御する振幅制御電圧に重畳される。いずれのケースにおいても、SMZM4の光出力は、低周波信号の成分(以下、「低周波成分」と呼ぶことがある)をまたはその高調波成分を含むことになる。
ステップS11において、光導波路6、8に、バイアス電圧および変調信号が与えられる。これにより、SMZM4は、光導波路6、8の通過光を変調する。
第2の実施の形態について、図3を参照する。図3は、第2の実施の形態に係る光変調装置の一例を示している。図3に示す構成は一例であって、本発明は図3に示す構成に限定されるものではない。なお、図3において、図1と同じ要素には同じ符号が付されている。
この制御動作は、本出願の光変調制御方法または光送信制御方法の一例である。図4に示すように、まず、光モニタ部32は、SMZM4の光出力をモニタする(ステップS21)。位相検出器36は、低周波信号を利用する同期検波により、光出力に含まれる低周波成分波形のピーク側およびボトム側の位相を検出する(ステップS22)。バイアス電圧生成部38は、検出位相に応じてバイアス電圧V1bias、V2biasを生成し、振幅制御信号生成部40は、検出位相に応じて振幅制御信号Vcを生成する(ステップS23)。制御部30は、バイアス電圧V1biasに正相低周波小信号(u1)を加算し、バイアス電圧V2biasに逆相低周波小信号(u2)を加算する(ステップS24)。駆動回路28は、振幅制御信号Vcに応じて、入力データ信号に対応する正相変調信号V1ppおよび逆相変調信号V2ppの振幅を制御する(ステップS25)。振幅制御された正相変調信号V1ppにバイアス電圧V1biasが重畳され、また、振幅制御された逆相変調信号V2ppにバイアス電圧V2biasが重畳される。これにより、入力電圧V1、V2が生成される(ステップS26)。
図5は、SMZM4の特性を表す3次元グラフである。横軸は、光導波路6の信号電極16に印加される入力電圧V1を表す。縦軸は、光導波路8の信号電極18に印加される入力電圧V2を表す。SMZM4の出力光パワーは、紙面に垂直な方向に、等高線を利用して表わされている。等高線に付されている値は、正規化された光出力パワーを表す。すなわち、SMZM4の最大光パワーが「1.0」で表わされ、SMZM4の最小光パワー(あるいは、消光状態)が「0.0」で表わされている。
(1)出力光信号から抽出される低周波信号の変化をモニタすることにより、バイアス電圧V1bias、V2biasおよび変調振幅の最適点からのずれを検出できる。よって、このずれを小さくするように(または、最小化するように)フィードバック制御を行うことにより、バイアス電圧V1bias、V2biasおよび変調振幅を常に最適化できる。
(3)温度変動等に起因するSMZM4の特性の変化、あるいは、駆動回路28(変調器280)、制御部30などのSMZM4の周辺回路に回路誤差が発生しても、光出力の最適化が図られる。
第3の実施の形態について、図13を参照する。図13は、第3の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。図13において、図3と同じ要素には同じ符号が付されている。
Y軸方向においてバイアス電圧を制御するときは、バイアス電圧V1bias、V2biasを、互いに逆方向に同じ量だけシフトさせる。すなわち、バイアス電圧をY軸方向に変化させるときには、ΔV1bias=−ΔV2biasでバイアス電圧V1bias、V2biasが制御される。これに対して、X軸方向においてバイアス電圧を制御するときには、バイアス電圧V1bias、V2biasを、互いに同じ方向に同じ量だけシフトさせる。すなわち、バイアス電圧をX軸方向に変化させるときには、ΔV1bias=ΔV2biasでバイアス電圧V1bias、V2biasが制御される。
第4の実施の形態について、図15を参照する。図15は、第4の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。図15において、図13と同じ要素には同じ符号が付されている。
図18〜図20は、変調振幅およびY軸方向バイアス電圧が最適化されている状態を示している。図18(A)はSMZM4の動作特性、図18(B)は変調信号波形、図18(C)は出力光信号を示している。図19および図20は、光送信モジュール200Bの各要素により得られる信号を示す。図19(A)はY軸方向の電圧を表す。なお、低周波変調部66により生成される低周波信号の波形も、図19(A)に示す波形と同じである。図19(B)はデータ信号変調信号、図19(C)は光出力信号、図19(D)はピーク側波形信号、図19(E)はボトム側波形信号を表す。図19(F)は、位相検出器68により得られるピーク側波形信号の位相信号、図19(G)は、位相検出器70により得られるボトム側波形信号の位相信号を表す。図20(H)は、積分部70により得られるピーク側位相情報、図20(I)は、積分部72により得られるボトム側位相情報を表す。図20(J)は、Y軸方向バイアス演算器78の出力信号、図20(K)は、振幅演算器76の出力信号を表す。図20(L)(M)は、バイアス電圧V1bias、V2biasを表す。
図21〜図23は、変調振幅が最適値よりも大きい状態を示している。なお、Y軸方向バイアスは、適切に調整されているものとする。図21(A)〜図21(C)は、それぞれ、図18(A)〜図18(C)に対応している。また、図22(A)〜図22(G)、図23(H)〜図23(M)は、それぞれ、図19(A)〜図19(G)、図20(H)〜図20(M)に対応している。
図24〜図26は、変調振幅が最適値よりも小さい状態を示している。なお、Y軸方向バイアスは、適切に調整されているものとする。図24(A)〜図24(C)は、それぞれ、図18(A)〜図18(C)に対応している。また、図25(A)〜図25(G)、図26(H)〜図26(M)は、それぞれ、図19(A)〜図19(G)、図20(H)〜図20(M)に対応している。
図27〜図29は、Y軸方向バイアス電圧が最適値よりも低い場合を示している。なお、変調振幅は、適切に調整されているものとする。図27(A)〜図27(C)は、それぞれ、図18(A)〜図18(C)に対応している。また、図28(A)〜図28(G)、図29(H)〜図29(M)は、それぞれ、図19(A)〜図19(G)、図20(H)〜図20(M)に対応している。
図30〜図32は、Y軸方向バイアス電圧が最適値よりも高い場合を示している。なお、変調振幅は、適切に調整されているものとする。図30(A)〜図30(C)は、それぞれ、図18(A)〜図18(C)に対応している。また、図31(A)〜図31(G)、図32(H)〜図32(M)は、それぞれ、図19(A)〜図19(G)、図20(H)〜図20(M)に対応している。
第5の実施の形態について、図33を参照する。図33は、第5の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。図33において、図13と同じ要素には同じ符号が付されている。
一方、X軸方向においては、入力電圧V1、V2の低周波成分が相殺されるので、X軸方向の電圧は変化しない。
図36〜図38は、変調振幅およびY軸方向バイアス電圧が最適化されている状態を示している。図36において、図36(A)はSMZM4の動作特性、図36(B)は変調信号波形、図36(C)は出力光信号を示している。図37および図38は、光送信モジュール200Cの各要素により得られる信号を示す。図37(A)は、低周波信号が重畳された振幅制御信号Vcを表す。なお、低周波変調部66により生成される低周波信号の波形も、図37(A)に示す波形と同じである。図37(B)はデータ信号変調信号、図37(C)は光出力信号、図37(D)はピーク側波形信号、図37(E)はボトム側波形信号を表す。図37(F)は、位相検出器68により得られるピーク側波形信号の位相信号、図37(G)は、位相検出器70により得られるボトム側波形信号の位相信号を表す。図38(H)は、積分部70により得られるピーク側位相情報、図38(I)は、積分部72により得られるボトム側位相情報を表す。図38(J)は、Y軸方向バイアス演算器78の出力信号を表す。図38(K)において、破線は、振幅演算器76の出力信号を表し、実線は低周波信号が重畳された振幅制御信号を表す。図20(L)(M)は、バイアス電圧V1bias、V2biasを表す。
図39〜図41は変調振幅が最適値よりも大きい状態を示している。なお、Y軸方向バイアスは、適切に調整されているものとする。図39(A)〜図39(C)は、それぞれ、図36(A)〜図36(C)に対応している。また、図40(A)〜図40(G)、図41(H)〜図41(M)は、それぞれ、図37(A)〜図37(G)、図38(H)〜図38(M)に対応している。
図42〜図44は、変調振幅が最適値よりも小さい状態を示している。なお、Y軸方向バイアスは、適切に調整されているものとする。図42(A)〜図42(C)は、それぞれ、図36(A)〜図36(C)に対応している。また、図43(A)〜図43(G)、図44(H)〜図44(M)は、それぞれ、図37(A)〜図37(G)、図38(H)〜図38(M)に対応している。
図45〜図47は、Y軸方向のバイアス電圧が最適値よりも低い状態を示している。なお、変調振幅は、適切に調整されているものとする。図45(A)〜図45(C)は、それぞれ、図36(A)〜図36(C)に対応している。また、図46(A)〜図46(G)、図47(H)〜図47(M)は、それぞれ、図37(A)〜図37(G)、図38(H)〜図38(M)に対応している。
図48〜図50は、Y軸方向のバイアス電圧が最適値よりも高い状態を示している。なお、変調振幅は、適切に調整されているものとする。図48(A)〜図48(C)は、それぞれ、図36(A)〜図36(C)に対応している。また、図49(A)〜図49(G)、図50(H)〜図50(M)は、それぞれ、図37(A)〜図37(G)、図38(H)〜図38(M)に対応している。
第6の実施の形態について、図51を参照する。図51は、第6の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。図51において、図15と同じ要素には同じ符号が付されている。
図54〜図55は、X軸方向バイアス電圧が最適化されている状態を示している。図54(A)はSMZM4のX軸方向における入出力特性、図54(B)はX軸方向の電圧、図54(C)は出力光信号を示している。図55(A)はX軸方向の電圧を表す。なお、低周波変調部66により生成される低周波信号の波形も、図55(A)に示す波形と同じである。図55(B)は光出力電力、図55(C)はピーク側波形信号を表す。図55(D)は、位相検出器68により得られるピーク側波形信号の位相信号を表す。図55(E)は、積分部72により得られるピーク側位相情報を表す。図55(F)は、X軸方向バイアス演算器80の出力信号を表す。図55(G)(H)は、バイアス電圧V1bias、V2biasを表す。
図56〜図57は、X軸方向バイアス電圧が最適値よりも低い状態を示している。図56(A)〜図56(C)は、それぞれ、図54(A)〜図54(C)に対応する。また、図57(A)〜図57(H)は、それぞれ、図55(A)〜図55(H)に対応する。
図58〜図59は、X軸方向バイアス電圧が最適値よりも高い状態を示している。図58(A)〜図58(C)は、それぞれ、図54(A)〜図54(C)に対応する。また、図59(A)〜図59(H)は、それぞれ、図55(A)〜図55(H)に対応する。
第7の実施の形態について、図60を参照する。図60は、第7の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。
第8の実施の形態について、図67を参照する。図67は、第8の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。
第9の実施の形態について、図68を参照する。図68は、第9の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。
第10の実施の形態について、図74を参照する。図74は、第10の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。図74において、図68と同じ要素には同じ符号が付されている。
第11の実施の形態について、図75を参照する。図75は、第11の実施の形態に係る光送信モジュールの一例を示している。図75において、図68と同じ要素には同じ符号が付されている。
(1)光出力に応じてバイアス電圧および/または変調振幅が制御される。よって、光出力に現れる光変調器の特性変動および回路誤差の影響が回避され、変調振幅および/またはバイアス電圧を最適値に近づけることができる。
(2)バイアス電圧および/または変調振幅を予め調整しなくてもよい。
(3)光変調器および/または光変調器の周辺回路の温度変化または経年変化などの影響が回避され、出力光信号の波形の劣化を防止できる。
(1)上記実施の形態においては光変調器はSMZMであるが、本出願に係る光変調装置、光送信装置、制御方法は、SMZMを使用する構成に限定されない。バイアス電圧およびデータ信号変調信号を用いる光変調器であれば、他の構成であってもよい。
比較例について、図76を参照する。図76は、SMZMおよびその周辺回路を示している。この比較例では、既述のSMZM4が使用される。したがって、SMZM4の構成および動作については説明を省略する。
(例5)図81は、SMZMの静特性が変動した場合の波形劣化を示す。例5においては、図81(A)に示すように、SMZMの静特性がX軸方向に変動している。この場合、クロスポイントが変動する。また、消光比の劣化および波形の折り返しが発生する。さらに、光波形の開口度が縮小する。
第1〜第11の実施形態の制御動作は、アナログ回路を含むハードウェア回路で実現してもよいし、デジタル信号処理で実現してもよい。以下、デジタル信号処理でSMZMのバイアス電圧および変調振幅を制御する構成について説明する。
ステップS31において、光源制御部301は、光源46をON状態に制御する。これにより、光源46は、直流光(すなわち、CW光)を生成する。ステップS32において、初期設定部302は、バイアス電圧V1bias、バイアス電圧V2bias、振幅制御信号Vcの初期値をメモリ313から取得する。ステップS33において、低周波変調部66は、低周波信号を生成する。
ステップS41において、制御切替部96は、Y軸方向制御を開始する指示、およびX軸方向制御を停止する指示を生成する。この指示に応じて、振幅演算器76およびY軸方向バイアス演算器78は制御動作を開始する。一方、X軸方向バイアス演算器80は、制御動作を行わない。なお、X軸方向バイアス演算器80は、制御動作を行わないときは、出力信号を維持する。
ステップS61において、制御切替部96は、X軸方向制御を開始する指示、およびY軸方向制御を停止する指示を生成する。この指示に応じて、X軸方向バイアス演算器80は、制御動作を開始する。一方、振幅演算器76およびY軸方向バイアス演算器78は、制御動作を行わない。なお、振幅演算器76およびY軸方向バイアス演算器78は、制御動作を行わないときは、出力信号を維持する。
(付記1)
電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極を備える変調器と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記バイアス電圧に、前記変調信号の第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧および前記変調方向に直交する直交方向のバイアス電圧を制御するバイアス制御器と、
を備える光変調装置。
(付記2)
前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分のピーク側波形を検出する第1の検出器をさらに備え、
前記バイアス制御器は、前記ピーク側波形の位相に基づいて、前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする付記1に記載の光変調装置。
(付記3)
前記バイアス制御器は、前記ピーク側波形の位相が前記第2周波数の信号の位相と同相か逆相かに基づいて、前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする付記2に記載の光変調装置。
(付記4)
前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分のボトム側波形を検出する第2の検出器をさらに備え、
前記バイアス制御器は、前記ピーク側波形の位相および前記ボトム側波形の位相に基づいて、前記変調方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする付記2に記載の光変調装置。
(付記5)
前記バイアス制御器は、前記ピーク側波形の位相および前記ボトム側波形の位相が互いに逆位相であるときに、前記変調方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする付記4に記載の光変調装置。
(付記6)
前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分のピーク側波形およびボトム側波形を検出する検出器をさらに備え、
前記バイアス制御器は、前記ピーク側波形の位相および前記ボトム側波形の位相に基づいて、前記変調方向のバイアス電圧および前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする付記1に記載の光変調装置。
(付記7)
前記光導波路は、マッハツェンダ干渉計を形成する第1および第2の光導波路を含み、
前記信号電極は、前記第1および第2の光導波路にそれぞれ電界を与える第1および第2の電極を含み、
前記第1の電極には、前記変調信号および第1のバイアス電圧が与えられ、
前記第2の電極には、前記変調信号の反転信号および第2のバイアス電圧が与えられ、
前記バイアス制御器は、前記直交方向のバイアス電圧を制御する第1のバイアス制御器を備え、
前記重畳器が、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧に対して互いに同相で前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記第1のバイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする付記1に記載の光変調装置。
(付記8)
前記第1のバイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を同じ方向に同じ量だけシフトさせる
ことを特徴とする付記7に記載の光変調装置。
(付記9)
前記バイアス制御器は、前記変調方向のバイアス電圧を制御する第2のバイアス制御器を備え、
前記重畳器が、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧に対して互いに逆相で前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記第2のバイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする付記1に記載の光変調装置。
(付記10)
前記第2のバイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに逆方向に同じ量だけシフトさせる
ことを特徴とする付記9に記載の光変調装置。
(付記11)
前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調信号の振幅を制御する振幅制御信号を生成する振幅制御器をさらに備え、
前記変調信号生成器は、前記振幅制御信号に応じて前記変調信号の振幅を制御する
ことを特徴とする付記1に記載の光変調装置。
(付記12)
前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分のピーク側波形およびボトム側波形を検出する検出器をさらに備え、
前記振幅制御器は、前記ピーク側波形の位相および前記ボトム側波形の位相に基づいて前記振幅制御信号を生成する
ことを特徴とする付記11に記載の光変調装置。
(付記13)
電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極を備える変調器と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記変調信号の振幅を制御する振幅制御信号を生成する振幅制御器と、
前記バイアス電圧を生成するバイアス制御器と、
前記バイアス電圧および前記振幅制御信号に、前記変調信号の第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、を備え、
前記重畳器が前記振幅制御信号に前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記バイアス制御器は、前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧を制御し、
前記重畳器が前記振幅制御信号に前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記振幅制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記振幅制御信号を制御し、
前記重畳器が前記バイアス電圧に前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記バイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調方向に直交する方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光変調装置。
(付記14)
電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極を備える変調器と、
前記変調器に入力されるキャリア光を生成する光源と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記バイアス電圧に、前記変調信号の第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧および前記変調方向に直交する直交方向のバイアス電圧を制御するバイアス制御器と、
を備える光送信装置。
(付記15)
電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極を備える変調器の動作状態を制御する光変調制御方法であって、
前記バイアス電圧に、前記変調信号の第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳し、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧および前記変調方向に直交する直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光変調制御方法。
6、8 光導波路
9 変調信号生成部
11、32 光モニタ部
13 制御部
15 低周波信号生成部
16、18 信号電極
17 位相比較器
19 バイアス電圧生成部
200A、200B、200C、200D、200E、200F、200G、200H 光送信モジュール
28 駆動回路
280 変調器
34 低周波信号生成部
36 位相検出器
38 バイアス電圧生成部
40 振幅制御信号生成部
76 振幅演算器
78 X軸方向バイアス演算器
80 Y軸方向バイアス演算器
300 マイクロコンピュータ
Claims (10)
- 電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および第1周波数の変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極とを備える変調器と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記バイアス電圧に、前記第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧および前記変調方向に直交する直交方向のバイアス電圧を制御するバイアス制御器と、を備え、
前記光導波路は、マッハツェンダ干渉計を形成する第1および第2の光導波路を含み、
前記信号電極は、前記第1および第2の光導波路にそれぞれ電界を与える第1および第2の電極を含み、
前記第1の電極には、前記変調信号および第1のバイアス電圧が与えられ、
前記第2の電極には、前記変調信号の反転信号および第2のバイアス電圧が与えられ、
前記半導体基板に設けられた変調器は、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに同じ方向にシフトさせたときに前記変調器の出力光の強度が変化する構成であって、
前記バイアス制御器は、前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに逆方向にシフトさせることにより前記変調方向のバイアス電圧を制御し、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を同じ方向にシフトさせることにより前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光変調装置。 - 前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分のピーク側波形を検出する第1の検出器をさらに備え、
前記バイアス制御器は、前記ピーク側波形の位相に基づいて、前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光変調装置。 - 前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分のボトム側波形を検出する第2の検出器をさらに備え、
前記バイアス制御器は、前記ピーク側波形の位相および前記ボトム側波形の位相に基づいて、前記変調方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の光変調装置。 - 電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および第1周波数の変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極とを備える変調器と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記バイアス電圧に、前記第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧および前記変調方向に直交する直交方向のバイアス電圧を制御するバイアス制御器と、を備え、
前記光導波路は、マッハツェンダ干渉計を形成する第1および第2の光導波路を含み、
前記信号電極は、前記第1および第2の光導波路にそれぞれ電界を与える第1および第2の電極を含み、
前記第1の電極には、前記変調信号および第1のバイアス電圧が与えられ、
前記第2の電極には、前記変調信号の反転信号および第2のバイアス電圧が与えられ、
前記バイアス制御器は、前記直交方向のバイアス電圧を制御する第1のバイアス制御器を備え、
前記重畳器が、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧に対して互いに同相で前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記第1のバイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2の周波成分の位相に基づいて、前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光変調装置。 - 前記バイアス制御器は、前記変調方向のバイアス電圧を制御する第2のバイアス制御器を備え、
前記重畳器が、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧に対して互いに逆相で前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記第2のバイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項4に記載の光変調装置。 - 前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調信号の振幅を制御する振幅制御信号を生成する振幅制御器をさらに備え、
前記変調信号生成器は、前記振幅制御信号に応じて前記変調信号の振幅を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光変調装置。 - 電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および第1周波数の変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極を備える変調器と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記変調信号の振幅を制御する振幅制御信号を生成する振幅制御器と、
前記バイアス電圧を生成するバイアス制御器と、
前記バイアス電圧および前記振幅制御信号に、前記第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、を備え、
前記光導波路は、マッハツェンダ干渉計を形成する第1および第2の光導波路を含み、
前記信号電極は、前記第1および第2の光導波路にそれぞれ電界を与える第1および第2の電極を含み、
前記第1の電極には、前記変調信号および第1のバイアス電圧が与えられ、
前記第2の電極には、前記変調信号の反転信号および第2のバイアス電圧が与えられ、
前記半導体基板に設けられた変調器は、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに同じ方向にシフトさせたときに前記変調器の出力光の強度が変化する構成であって、
前記重畳器が前記振幅制御信号に前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記バイアス制御器は、前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに逆方向にシフトさせることにより前記変調器の変調方向のバイアス電圧を制御し、
前記重畳器が前記振幅制御信号に前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記振幅制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記振幅制御信号を制御し、
前記重畳器が前記バイアス電圧に前記第2周波数の信号を重畳するときに、前記バイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を同じ方向にシフトさせることにより前記変調方向に直交する方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光変調装置。 - 電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および第1周波数の変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極とを備える変調器と、
前記変調器に入力されるキャリア光を生成する光源と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記バイアス電圧に、前記第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧および前記変調方向に直交する直交方向のバイアス電圧を制御するバイアス制御器と、を備え、
前記光導波路は、マッハツェンダ干渉計を形成する第1および第2の光導波路を含み、
前記信号電極は、前記第1および第2の光導波路にそれぞれ電界を与える第1および第2の電極を含み、
前記第1の電極には、前記変調信号および第1のバイアス電圧が与えられ、
前記第2の電極には、前記変調信号の反転信号および第2のバイアス電圧が与えられ、
前記半導体基板に設けられた変調器は、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに同じ方向にシフトさせたときに前記変調器の出力光の強度が変化する構成であって、
前記バイアス制御器は、前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに逆方向にシフトさせることにより前記変調方向のバイアス電圧を制御し、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を同じ方向にシフトさせることにより前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光送信装置。 - 電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および第1周波数の変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極とを備える変調器の動作状態を制御する光変調制御方法であって、
前記バイアス電圧に、前記第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳し、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器の変調方向のバイアス電圧および前記変調方向に直交する直交方向のバイアス電圧を制御し、
前記光導波路は、マッハツェンダ干渉計を形成する第1および第2の光導波路を含み、
前記信号電極は、前記第1および第2の光導波路にそれぞれ電界を与える第1および第2の電極を含み、
前記第1の電極には、前記変調信号および第1のバイアス電圧が与えられ、
前記第2の電極には、前記変調信号の反転信号および第2のバイアス電圧が与えられ、
前記半導体基板に設けられた変調器は、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに同じ方向にシフトさせたときに前記変調器の出力光の強度が変化する構成であって、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに逆方向にシフトさせることにより前記変調方向のバイアス電圧を制御し、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を同じ方向にシフトさせることにより前記直交方向のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光変調制御方法。 - 電気光学効果を有する半導体基板に設けられた光導波路と、バイアス電圧および第1周波数の変調信号に応じた電界を前記光導波路に与える信号電極とを備える変調器と、
前記変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記バイアス電圧に、前記第1周波数と異なる第2周波数の信号を重畳する重畳器と、
前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波数成分の位相に基づいて、前記変調器のバイアス電圧を制御するバイアス制御器と、を備え、
前記光導波路は、マッハツェンダ干渉計を形成する第1および第2の光導波路を含み、
前記信号電極は、前記第1および第2の光導波路にそれぞれ電界を与える第1および第2の電極を含み、
前記第1の電極には、前記変調信号および第1のバイアス電圧が与えられ、
前記第2の電極には、前記変調信号の反転信号および第2のバイアス電圧が与えられ、
前記半導体基板に設けられた変調器は、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を互いに同じ方向にシフトさせたときに前記変調器の出力光の強度が変化する構成であって、
前記バイアス制御器は、前記変調器により生成される変調光信号から抽出される前記第2周波成分の位相に基づいて、前記第1のバイアス電圧および前記第2のバイアス電圧を同じ方向にシフトさせることにより、前記変調器の出力光の強度を制御し、
前記バイアス制御器は、前記変調光信号から抽出される前記第2周波成分の位相に基づいて、前記第1および第2の光導波路に対して互いに逆方向にシフトするバイアス電圧を印加することにより、前記変調器の出力光の強度を制御する
ことを特徴とする光変調装置。
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