JP6059589B2 - Optical modulator and optical modulator using the same - Google Patents

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本発明は、光信号を生成するための光変調器およびそれを用いた光変調装置に関し、より詳細には、複数サブキャリアを生成し変調する光変調器およびそれを用いた光変調装置に関する。   The present invention relates to an optical modulator for generating an optical signal and an optical modulation device using the optical modulator, and more particularly to an optical modulator for generating and modulating a plurality of subcarriers and an optical modulation device using the optical modulator.

旺盛な通信需要を背景として、基幹網の大容量化に向けた検討が精力的に行われている。伝送容量の大容量化においては、1波長あたりのシンボルレート(変調符号創出速度)を高めるとともに、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)を用いて波長軸上に多重化する技術が用いられる。使用できる波長域はエルビウムドープ光増幅器の帯域などにより制限されるため、限られた波長資源を有効活用する技術が必要となる。   With vigorous demand for communication in the background, studies for increasing the capacity of the backbone network are being conducted energetically. In increasing the transmission capacity, a technique of increasing the symbol rate (modulation code creation speed) per wavelength and multiplexing on the wavelength axis by using wavelength division multiplexing (WDM) is used. Since the usable wavelength range is limited by the band of the erbium-doped optical amplifier, a technique for effectively utilizing the limited wavelength resources is required.

直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)は、限られた波長資源を有効活用するために用いられる技術であり、無線の分野では汎用の技術である。   Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a technique used to effectively utilize limited wavelength resources, and is a general-purpose technique in the field of radio.

光信号をOFDM変調する技術としては、無線と同様に電気的にOFDM信号を生成して光変調器を駆動する方法がある(特許文献1および非特許文献1を参照)。この手法を用いると光学系はシンプルであるが、変調器および変調器駆動部にはシンボルレートのN倍程度の帯域が要求されるため、これらの帯域が制限要因になる問題がある。   As a technique for OFDM-modulating an optical signal, there is a method of electrically generating an OFDM signal and driving an optical modulator as in the case of radio (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). When this method is used, the optical system is simple. However, since the modulator and the modulator driving unit are required to have a band about N times the symbol rate, there is a problem that these bands become a limiting factor.

一方、サブキャリア光を光変調器で変調して合波する全光OFDMが提案されている(特許文献2および3を参照)。図13に、従来のOFDM変調器の構成を示す。まずマルチキャリア発生回路101で複数のサブキャリア光を生成し、次にそれらサブキャリア光を光分波部102で各サブキャリア光に弁別し、それぞれ光直交変調器103aおよび103bでデータ変調したのちに合波部104により合波して変調出力を得る。特許文献3に開示しているように、光分波部102は遅延干渉計105、106aおよび106bにより構成すると良い。このようにするとWDM信号の光周波数グリッド(WDM光信号間の光周波数間隔)とサブキャリア間隔がある程度異なる場合にも高い消光比を得ることができる。図1に示したのはサブキャリア数が2の場合であるが、この場合には送信側の光学回路も比較的シンプルであるために次世代の高速伝送技術として有望である。   On the other hand, all-optical OFDM has been proposed in which subcarrier light is modulated by an optical modulator and multiplexed (see Patent Documents 2 and 3). FIG. 13 shows a configuration of a conventional OFDM modulator. First, a plurality of subcarrier lights are generated by the multicarrier generation circuit 101, then the subcarrier lights are discriminated into subcarrier lights by the optical demultiplexing unit 102, and data modulation is performed by the optical orthogonal modulators 103a and 103b, respectively. Are combined by the combining unit 104 to obtain a modulated output. As disclosed in Patent Document 3, the optical demultiplexing unit 102 may be configured by delay interferometers 105, 106a, and 106b. In this way, a high extinction ratio can be obtained even when the optical frequency grid of WDM signals (the optical frequency interval between WDM optical signals) and the subcarrier interval differ to some extent. FIG. 1 shows a case where the number of subcarriers is two. In this case, the optical circuit on the transmission side is relatively simple, which is promising as a next-generation high-speed transmission technique.

特開2005−311722号公報JP 2005-311722 A 特開2009−017320号公報JP 2009-017320 A 特開2009−198914号公報JP 2009-198914 A

Sander L. Jansen, et al, ”Coherent Optical 25.8-Gb/s OFDM Transmission Over 4160-km SSMF,” JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, 2008, VOL. 26, NO. 1, pp. 6-15Sander L. Jansen, et al, “Coherent Optical 25.8-Gb / s OFDM Transmission Over 4160-km SSMF,” JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, 2008, VOL. 26, NO. 1, pp. 6-15

しかしながら、この従来の全光OFDM変調器の構成では、サブキャリア弁別のための光分波部102に遅延干渉計105、106aおよび106bを用いる必要があり、このため回路サイズが大きくなるという課題があった。WDMの光周波数グリッドを100GHzとするためには、遅延干渉計の自由スペクトルレンジ(FSR:Free Spectrum Range)を50GHz程度にする必要がある(特許文献3を参照)。この遅延干渉計を石英系光導波路(N=1.49程度)で作製すれば遅延干渉計の光路長差は約4mmとなる。波長チャネルの周波数間隔を、最近適用が進んでいる50GHz間隔にするためには、光路長差は倍の約8mmとなり、回路サイズの大きな光分岐部が必要となる。   However, in the configuration of this conventional all-optical OFDM modulator, it is necessary to use the delay interferometers 105, 106a, and 106b in the optical demultiplexing unit 102 for subcarrier discrimination, which increases the circuit size. there were. In order to set the WDM optical frequency grid to 100 GHz, it is necessary to set the free spectrum range (FSR: Free Spectrum Range) of the delay interferometer to about 50 GHz (see Patent Document 3). If this delay interferometer is made of a silica-based optical waveguide (N = 1.49 or so), the optical path length difference of the delay interferometer is about 4 mm. In order to set the frequency interval of the wavelength channel to the 50 GHz interval, which has recently been applied, the optical path length difference is about double 8 mm, and an optical branching unit with a large circuit size is required.

また一般に、遅延干渉計を構成するニオブ酸リチウム導波路あるいは石英系光導波路は屈折率の温度依存性を有するために、環境温度で遅延干渉計の中心波長が変化するという課題があった。これを解決するためには、遅延干渉計を温度調整する、あるいは温度無依存化する必要があるが、温度調整は変調器モジュールの実装を複雑にし、また消費電力が大きくなる(一般に数W)課題があり、温度無依存化は損失増加(一般に〜1dB)を引き起こす問題がある。   In general, the lithium niobate waveguide or the quartz-based optical waveguide constituting the delay interferometer has a temperature dependency of the refractive index, so that there is a problem that the center wavelength of the delay interferometer changes depending on the environmental temperature. In order to solve this, it is necessary to adjust the temperature of the delay interferometer or make it temperature-independent. However, the temperature adjustment complicates the mounting of the modulator module and increases the power consumption (generally several W). There is a problem, and temperature independence has a problem of causing an increase in loss (generally ˜1 dB).

さらに、遅延干渉計のFSRは光周波数グリッドおよびサブキャリア間隔にあわせて設定する必要があるために、異なる光周波数グリッドに対しては遅延干渉計の設計を変える必要があり、異なる光分岐部が必要になるという課題があった。   Further, since the FSR of the delay interferometer needs to be set in accordance with the optical frequency grid and the subcarrier spacing, it is necessary to change the design of the delay interferometer for different optical frequency grids, There was a problem that it was necessary.

本発明は、上述のような従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、サブキャリア生成と変調を同時に行うことが可能な小型な光変調器およびそれを用いた光変調装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a small optical modulator capable of simultaneously generating and modulating subcarriers and an optical modulation device using the same. There is.

上記の課題を解決するために、本発明は、光変調器であって、入力用光ポートと、出力用光ポートと、前記入力用光ポートと前記出力用光ポートの間に配設された、光学的に縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部と、を備え、前記光振幅変調部は第1の電気信号で位相変調された電気周期変調信号により駆動されて2つのサブキャリアを生成して前記2つのサブキャリアの位相の逆相分を変調し、前記光位相変調部は前記第1の電気信号と対をなす第2の電気信号によって駆動されて前記2つのサブキャリアの位相の同相分を変調することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an optical modulator, which is disposed between an input optical port, an output optical port, and the input optical port and the output optical port. An optical amplitude modulation unit and an optical phase modulation unit optically connected in cascade, and the optical amplitude modulation unit is driven by an electrical periodic modulation signal phase-modulated by a first electrical signal, and has two subcarriers And the optical phase modulation unit is driven by a second electrical signal that is paired with the first electrical signal, and the two subcarriers are phase-shifted . It characterized then modulating the phase of the phase.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光変調器において、前記縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部をN組(N:2以上の整数)と、前記入力用光ポートと、前記N組の縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部との間に、光学的に接続された1入力N出力のマルチキャリア発生部と、前記N組の縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部と、前記出力用光ポートとの間に、光学的に接続されたN入力1出力の光MUXと、をさらに備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the optical modulator according to the first aspect, N sets (N: an integer of 2 or more) of the optical amplitude modulation unit and the optical phase modulation unit connected in cascade are used for the input. Between the optical port and the N sets of cascade-connected optical amplitude modulation units and optical phase modulation units, an optically connected 1-input N-output multicarrier generation unit and the N sets of cascade connection And an optical MUX with N inputs and one output optically connected between the optical amplitude modulator and optical phase modulator and the output optical port.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光変調器において、前記光振幅変調部が前記光位相変調部より前段に配置されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical modulator according to the first or second aspect, the optical amplitude modulation unit is arranged in a stage preceding the optical phase modulation unit.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の光変調器において、前記光振幅変調部がマッハツェンダ干渉計であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical modulator according to any one of the first to third aspects, the optical amplitude modulation unit is a Mach-Zehnder interferometer.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の光変調器において、前記光振幅変調部の変調度が1.5radから2.5radの間であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optical modulator according to the fourth aspect, the modulation degree of the optical amplitude modulation section is between 1.5 rad and 2.5 rad.

請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の光変調器において、前記光振幅変調部のマッハツェンダ干渉計の合波部は2x2光カプラであり、前記2x2光カプラの一方の出力ポートがモニタPDに光学的に接続されていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the optical modulator according to the fourth or fifth aspect, the multiplexing unit of the Mach-Zehnder interferometer of the optical amplitude modulation unit is a 2 × 2 optical coupler, and one output of the 2 × 2 optical coupler The port is optically connected to the monitor PD.

請求項7に記載の発明は、請求項4乃至6のいずれかに記載の光変調器において、前記マッハツェンダ干渉計が、低速制御電極と高速制御電極をそれぞれ備えたことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the optical modulator according to any one of the fourth to sixth aspects, the Mach-Zehnder interferometer includes a low speed control electrode and a high speed control electrode.

請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の光変調器において、前記光位相変調部が、ネスト型マッハツェンダ干渉計であることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the optical modulator according to any one of the first to seventh aspects, the optical phase modulation section is a nested Mach-Zehnder interferometer.

請求項9に記載の発明は、光変調装置であって、前記請求項1乃至8のいずれかに記載の光変調器と、電気周期信号を発生する電気信号発生部と、前記電気信号発生部から出力された前記電気周期信号を前記第1の電気信号で変調し、前記電気周期変調信号を前記光振幅変調部に出力する電気位相変調部と、を備えたことを特徴とする。   A ninth aspect of the present invention is an optical modulation device, wherein the optical modulator according to any one of the first to eighth aspects, an electric signal generating unit that generates an electric periodic signal, and the electric signal generating unit An electrical phase modulation unit that modulates the electrical periodic signal output from the first electrical signal and outputs the electrical periodic modulation signal to the optical amplitude modulation unit.

本発明は、サブキャリア生成と変調を同時に行うことで小型化させる効果を奏する。   The present invention has the effect of reducing the size by performing subcarrier generation and modulation simultaneously.

本発明の第1実施形態に係る光変調装置の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the light modulation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 変調度と規格化振幅を表す図である。It is a figure showing a modulation degree and a normalized amplitude. 光位相と電気位相の関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between an optical phase and an electrical phase. 送信信号と復調信号の一致を示す図である。It is a figure which shows the coincidence of a transmission signal and a demodulated signal. 電気位相変調部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an electrical phase modulation | alteration part. 本発明の第1実施形態に係る光変調装置の実現例を示す図である。It is a figure which shows the implementation example of the optical modulation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る光変調装置による出力光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the output light spectrum by the light modulation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第1の変形に係る光変調装置を示す図である。It is a figure which shows the light modulation apparatus which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2の変形に係る光変調装置を示す図である。It is a figure which shows the light modulation apparatus which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第3の変形に係る光変調装置を示す図である。It is a figure which shows the light modulation apparatus which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る光変調装置を示す図である。It is a figure which shows the light modulation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る光変調装置による出力光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the output light spectrum by the light modulation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来のOFDM変調器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional OFDM modulator.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

(第1の実施形態)
図1に、本発明の第1の実施形態に係る光変調装置の構成を示す。第1の実施形態の光変調装置は、入力用光ポート11が光振幅変調部12に光学的に接続され、光振幅変調部12が光位相変調部13に光学的に接続され、光位相変調部13が出力用光ポート14に光学的に接続されている。また、電気信号発生部15は電気位相変調部16電気的に接続されており、電気位相変調部16の出力は光振幅変調部12に電気的に接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of an optical modulation device according to the first embodiment of the present invention. In the optical modulation device of the first embodiment, the input optical port 11 is optically connected to the optical amplitude modulation unit 12, the optical amplitude modulation unit 12 is optically connected to the optical phase modulation unit 13, and optical phase modulation is performed. The unit 13 is optically connected to the output optical port 14. The electrical signal generator 15 is electrically connected to the electrical phase modulator 16, and the output of the electrical phase modulator 16 is electrically connected to the optical amplitude modulator 12.

光変調器に相当する部分は、入力用光ポート11、光振幅変調部12、光位相変調部13、出力用光ポート14となる。   Portions corresponding to the optical modulator are an input optical port 11, an optical amplitude modulator 12, an optical phase modulator 13, and an output optical port 14.

入力用光ポート11に入力された光は、光振幅変調部12で2つのサブキャリアが生成され、同時に位相の逆相分が変調される。この2つのサブキャリアは続いて光位相変調部13で、位相の同相分が変調されて、出力用光ポート14より出力される。   In the light input to the input optical port 11, two subcarriers are generated by the optical amplitude modulation unit 12, and the opposite phase of the phase is simultaneously modulated. These two subcarriers are then modulated in phase by the optical phase modulator 13 and output from the output optical port 14.

以下、数式を用いて上記動作原理の詳細を説明する。   Hereinafter, the details of the operation principle will be described using mathematical expressions.

位相推移変調(PSK)された2つの光信号により構成された光OFDM信号の光電界Eは、第1の光信号の位相推移量をφ(t)、第2の光信号の位相推移量をφ(t)、第1の光信号の光角周波数をω+Ω、第2の光信号の光角周波数をω−Ωとして次式で表すことができる。 An optical electric field E of an optical OFDM signal composed of two optical signals subjected to phase shift modulation (PSK) has a phase shift amount of the first optical signal as φ 1 (t) and a phase shift amount of the second optical signal. Is φ 2 (t), the optical angular frequency of the first optical signal is ω 0 + Ω, and the optical angular frequency of the second optical signal is ω 0 −Ω.

Figure 0006059589
Figure 0006059589

数式1は次式のように変形される。 Formula 1 is transformed into the following formula.

Figure 0006059589
Figure 0006059589

ここでθおよびθは次式で定義される量である。 Here, θ 1 and θ 2 are quantities defined by the following equations.

Figure 0006059589
Figure 0006059589

数式2は、光OFDM信号が、expの項で表される光位相変調(θ)と、cosの項で表される電気位相変調(θ)された角周波数Ωの電気信号による光振幅変調で実現されることを示している。 Equation 2 shows that the optical amplitude of an optical OFDM signal is an optical signal having an angular frequency Ω obtained by optical phase modulation (θ 1 ) expressed in terms of exp and electrical phase modulation (θ 2 ) expressed in terms of cos. It shows that it is realized by modulation.

一方、図1に示す本発明の第1の実施形態に係る光変調装置では、電気信号発生部15の出力をMcos(Ωt)として、光振幅変調部12の電気入力に対する出力関数を正弦波とすると   On the other hand, in the optical modulation device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the output of the electric signal generator 15 is Mcos (Ωt), and the output function for the electric input of the optical amplitude modulator 12 is a sine wave. Then

Figure 0006059589
Figure 0006059589

となる。数式4はさらにベッセル関数により展開できて次式を得る。 It becomes. Equation 4 can be further expanded by a Bessel function to obtain the following equation.

Figure 0006059589
Figure 0006059589

数式5について基本波(n=0)の項をみると、数式2と係数を除いて一致することが分かる。したがって、図1に示す構成の光変調装置によって、2サブキャリアOFDMのPSK信号が生成できることが分かる。図1に示す構成の光変調装置では、図13に示す従来の光変調器と比較して光回路が大幅に簡略化されているため、小型で低コストな光変調装置を提供することができる。   Looking at the term of the fundamental wave (n = 0) in Formula 5, it can be seen that Formula 2 matches with the exception of the coefficient. Therefore, it can be seen that a 2-subcarrier OFDM PSK signal can be generated by the optical modulation apparatus configured as shown in FIG. In the optical modulation device having the configuration shown in FIG. 1, the optical circuit is greatly simplified as compared with the conventional optical modulator shown in FIG. 13, and thus a small and low-cost optical modulation device can be provided. .

数式5より明らかなように、得られる変調信号は変調度Mに依存する。図2は変調度Mと、理想的なOFDM変調器の出力振幅を1としたときの規格化出力振幅の関係を示している。図2より、数式5の基本波(n=0)を大きくとるためには、Mを1.5から2.5の間に設定することが望ましいことが分かる。   As apparent from Equation 5, the obtained modulation signal depends on the modulation degree M. FIG. 2 shows the relationship between the modulation degree M and the normalized output amplitude when the ideal OFDM modulator output amplitude is 1. From FIG. 2, it can be seen that in order to increase the fundamental wave (n = 0) in Equation 5, it is desirable to set M between 1.5 and 2.5.

図3に、図1に示した構成の光変調装置によって2サブキャリアOFDM−QPKSを生成するときの、数式3に基づく各サブキャリアのQPSKの位相推移量φ、φと、本発明における光および電気での位相変調量θ、θの関係を示す。位相推移量φ、φの組み合わせ、すなわち位相変調量θ、θは、それぞれ7レベルの変調になっている。 FIG. 3 shows the phase shift amounts φ 1 and φ 2 of QPSK of each subcarrier based on Equation 3 when the 2-subcarrier OFDM-QPKS is generated by the optical modulation apparatus having the configuration shown in FIG. The relationship between the phase modulation amounts θ 1 and θ 2 for light and electricity is shown. The combinations of the phase shift amounts φ 1 and φ 2 , that is, the phase modulation amounts θ 1 and θ 2 are each 7-level modulation.

図4に、図1に示した構成の光変調装置によって2キャリアOFDM−QPSKの光信号を生成し、これを復調したときの、送信データと復調データを示す。変調度Mは図2よりM=1.88とした。QPSK変調としたので、サブキャリア#1について2ビットのデータ(DATA#1−1、DATA#1−2)、サブキャリア#2について2ビットのデータ(DATA#2−1、DATA#2−2)が示されている。図4より、全てのデータについて、送信信号と復調信号は一致していることが分かる。   FIG. 4 shows transmission data and demodulated data when a 2-carrier OFDM-QPSK optical signal is generated and demodulated by the optical modulation apparatus having the configuration shown in FIG. The modulation degree M is set to M = 1.88 from FIG. Since QPSK modulation is used, 2-bit data (DATA # 1-1, DATA # 1-2) for subcarrier # 1, and 2-bit data (DATA # 2-1, DATA # 2-2) for subcarrier # 2. )It is shown. FIG. 4 shows that the transmission signal and the demodulated signal are the same for all data.

なお、図4では簡単のために各サブキャリアはQPSKで変調されているとしたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、3ビットの8PSKでも、4ビットの16PSKでも、それ以上のn−PSKにも適用可能である。   In FIG. 4, each subcarrier is modulated by QPSK for the sake of simplicity. However, the present invention is not limited to this example, and more than 3 bits 8PSK, 4 bits 16PSK, or more. It is also applicable to n-PSK.

図5に、本発明の第1の実施形態に係る光変調装置の電気位相変調部16の構成を示す。図5の電気位相変調部は、入力用電気ポート21と、入力用電気ポート21に電気的に接続された90°移相器22と、90°移相器22の2出力にそれぞれ電気的に接続された乗算器23a、23bと、乗算器23a、23bの出力に電気的に接続された加算器25と、加算器25に電気的に接続された出力用電気ポート26から構成されている。また、乗算器23a、23bは制御信号入力端子24a、24bを備えており、90°移相器22からの信号と制御信号を乗算して出力する。   FIG. 5 shows a configuration of the electrical phase modulation unit 16 of the light modulation device according to the first embodiment of the present invention. The electrical phase modulation unit of FIG. 5 is electrically connected to two outputs of the input electrical port 21, the 90 ° phase shifter 22 electrically connected to the input electrical port 21, and the 90 ° phase shifter 22. It comprises a connected multiplier 23a, 23b, an adder 25 electrically connected to the output of the multiplier 23a, 23b, and an output electrical port 26 electrically connected to the adder 25. The multipliers 23a and 23b are provided with control signal input terminals 24a and 24b, respectively, and multiply the signal from the 90 ° phase shifter 22 and the control signal and output the result.

いま、入力用電気ポート21に入力された電気信号をcosΩtと表すと、本質的でない係数を除いて出力用電気ポート26では下記の信号が得られる。   If the electrical signal input to the input electrical port 21 is expressed as cosΩt, the following signal is obtained at the output electrical port 26 except for a non-essential coefficient.

Figure 0006059589
数式6より分かるように、出力はφだけ位相シフトした電気信号となる。
Figure 0006059589
As can be seen from Equation 6, the output is an electrical signal phase-shifted by φ.

図6は、本発明の第1の実施形態の光変調器の実現例を示す図である。基板31上には、光振幅変調部12と、光位相変調部13とが設置されている。光振幅変調部12は、1x2光カプラ34と、1x2光カプラ34の出力に設けられた低速制御電極35a、35bおよび高速制御電極36a、36bと、1x2光カプラ34の2出力にそれぞれ光学的に接続された2x2光カプラ39からなる。光位相変調部13は、2x2光カプラ24の一方の出力に光学的に接続された高速制御電極36cからなる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an implementation example of the optical modulator according to the first embodiment of the present invention. On the substrate 31, an optical amplitude modulation unit 12 and an optical phase modulation unit 13 are installed. The optical amplitude modulation section 12 is optically connected to two outputs of the 1 × 2 optical coupler 34, the low speed control electrodes 35a and 35b and the high speed control electrodes 36a and 36b provided at the output of the 1 × 2 optical coupler 34, and the 1 × 2 optical coupler 34, respectively. It consists of a 2 × 2 optical coupler 39 connected. The optical phase modulator 13 includes a high-speed control electrode 36 c optically connected to one output of the 2 × 2 optical coupler 24.

1x2光カプラ34の入力側は、接続強度を確保するための光ファイバブロック33aにより光ファイバ32aに光学的に接続されて入力用光ポート11を形成している。また2x2光カプラ39の高速制御電極36cが設けられている出力側は、同じく接続強度を確保するための光ファイバブロック33bにより光ファイバ32bに光学的に接続されて出力用光ポート14を形成している。   The input side of the 1 × 2 optical coupler 34 is optically connected to the optical fiber 32a by the optical fiber block 33a for securing the connection strength to form the input optical port 11. Further, the output side of the 2x2 optical coupler 39 provided with the high-speed control electrode 36c is optically connected to the optical fiber 32b by the optical fiber block 33b for securing the connection strength to form the output optical port 14. ing.

低速制御電極35a、35bは、電気配線37により筐体44に設けられたDC端子41a、41bにそれぞれ電気的に接続されており、低速制御電極35a、35bのDC端子41a、41bが接続されるのと逆側はグランドに落とされている。高速制御電極36a、36b、36cは、同じく電気配線37により筐体44に設けられたRF端子42a、42b、42cに電気的に接続されている。高速制御電極36a、36b、36cのRF端子42a、42b、42cが接続されるのと逆側には終端抵抗38a、38b、38cが設けられている。   The low speed control electrodes 35a and 35b are electrically connected to the DC terminals 41a and 41b provided on the housing 44 by the electric wiring 37, respectively, and the DC terminals 41a and 41b of the low speed control electrodes 35a and 35b are connected. The other side is dropped to the ground. The high-speed control electrodes 36a, 36b, and 36c are electrically connected to RF terminals 42a, 42b, and 42c that are also provided on the housing 44 by the electric wiring 37. Terminating resistors 38a, 38b, and 38c are provided on the opposite side of the high-speed control electrodes 36a, 36b, and 36c to which the RF terminals 42a, 42b, and 42c are connected.

さらに、2x2光カプラ39の光ファイバ32bに接続されない側のポートはモニタPD40と光学的に接続されており、モニタPD40からの電気信号は筐体44に設けられたDC端子41c、41dから取り出すことができる。   Further, the port of the 2 × 2 optical coupler 39 that is not connected to the optical fiber 32 b is optically connected to the monitor PD 40, and electrical signals from the monitor PD 40 are taken out from DC terminals 41 c and 41 d provided on the housing 44. Can do.

一方、電気信号発生部15で発生された電気信号は、電気位相変調部16によって位相変調されて、RFドライバ43aを介してRF端子42a、42bを互いに逆相で駆動する。また、光位相信号はRFドライバ43bを介してRF端子42cを駆動する。   On the other hand, the electrical signal generated by the electrical signal generator 15 is phase-modulated by the electrical phase modulator 16, and drives the RF terminals 42a and 42b in opposite phases via the RF driver 43a. The optical phase signal drives the RF terminal 42c through the RF driver 43b.

ここで、本発明の第1の実施形態では、低損失、低チャープで高効率な光変調素子を製造する基板31の材料としてニオブ酸リチウムを用いることができる。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、基板31の材料としてはInPやGaAs、GaN、Siなどの半導体を用いても良いし、電気光学ポリマーなどの有機材料を用いることもできる。   Here, in the first embodiment of the present invention, lithium niobate can be used as the material of the substrate 31 for manufacturing the light modulator having low loss, low chirp and high efficiency. However, the present invention is not limited to this, and the material of the substrate 31 may be a semiconductor such as InP, GaAs, GaN, or Si, or an organic material such as an electro-optic polymer.

また、本発明の第1の実施形態では、1x2光カプラ34、低速制御電極35、高速制御電極36、2x2光カプラ39がすべて1枚の基板31上にあるとしたが、これは、この構成が工程の少ない光変調装置を提供できるからである。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、1x2光カプラ34および2x2光カプラ39を石英系PLC上に、低速制御電極35a、35bおよび高速制御電極36a、36b、36cをニオブ酸リチウム上に実現して、これをマルチチップ接続する構成をとることもできる。   In the first embodiment of the present invention, the 1 × 2 optical coupler 34, the low speed control electrode 35, the high speed control electrode 36, and the 2 × 2 optical coupler 39 are all on one substrate 31. This is because an optical modulation device with fewer steps can be provided. However, the present invention is not limited to this, and the 1 × 2 optical coupler 34 and the 2 × 2 optical coupler 39 are on the silica-based PLC, and the low speed control electrodes 35a and 35b and the high speed control electrodes 36a, 36b, and 36c are on the lithium niobate. It is also possible to adopt a configuration in which this is realized by multichip connection.

また、本発明の第1の実施形態では、光振幅変調部12はマッハツェンダ干渉計で構成するとしたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、EA変調器など直接振幅を調整する構成とすることもできる。   In the first embodiment of the present invention, the optical amplitude modulation unit 12 is configured by a Mach-Zehnder interferometer. However, the present invention is not limited to this example, and a configuration for directly adjusting the amplitude, such as an EA modulator. It can also be.

さらに、本発明の第1の実施形態では、マッハツェンダ干渉計の両アームの高速制御電極36a、36bを逆相で駆動する所謂プッシュプル構成としたが、ニオブ酸リチウムの一部を分極反転してシングル電極化してももちろん構わない。   Furthermore, in the first embodiment of the present invention, the high-speed control electrodes 36a and 36b of both arms of the Mach-Zehnder interferometer have a so-called push-pull configuration, but a part of lithium niobate is inverted in polarization. Of course, a single electrode may be used.

また、本発明の第1の実施形態では、マッハツェンダ干渉計はバイアス調整用の低速制御電極35a、35bを備え、さらに、この制御を行うためのモニタPD40を備えた。しかしながら、本発明はこの例に限定されるものではなく、熱光学ヒータなど別の手段でバイアス調整を行っても良いし、モニタPDはなくても、あるいは光半導体変調器などでは低速制御電圧の電流値モニタでこれを代用することもできる。   In the first embodiment of the present invention, the Mach-Zehnder interferometer includes the low-speed control electrodes 35a and 35b for bias adjustment, and further includes the monitor PD 40 for performing this control. However, the present invention is not limited to this example, and bias adjustment may be performed by other means such as a thermo-optic heater, and there is no monitor PD, or an optical semiconductor modulator or the like has a low speed control voltage. This can be substituted by a current value monitor.

また、本発明の第1の実施形態では、高速制御電極36a、36b、36cの入力側と逆側に終端抵抗38a、38b、38cを設けるとした。これは、この構成で進行波型電極を構成することができ、電気信号と光信号の相互作用の大きな、高効率の変調が行えるからである。しかしながら、本発明はこの例に限定されるものではなく、集中定数型電極を用いる、あるいは多段の集中定数型電極をCMOSで順次駆動する進行駆動型の電極を用いるなどすることで、終端抵抗38a、38b、38cの無い構成とすることもできる。   In the first embodiment of the present invention, the terminating resistors 38a, 38b, and 38c are provided on the side opposite to the input side of the high-speed control electrodes 36a, 36b, and 36c. This is because a traveling wave electrode can be configured with this configuration, and high-efficiency modulation with a large interaction between an electric signal and an optical signal can be performed. However, the present invention is not limited to this example, and the termination resistor 38a is used by using a lumped constant type electrode, or by using a progressive drive type electrode in which multistage lumped constant type electrodes are sequentially driven by CMOS. , 38b, 38c may be omitted.

また、本発明の第1の実施形態では、RFドライバ43a、43bで駆動する電気信号を増幅するとしたが、半波長電圧の小さな変調素子を用いるときには、こらRFドライバ43a、43bは不要である。   In the first embodiment of the present invention, the electric signals driven by the RF drivers 43a and 43b are amplified. However, when a modulation element having a small half-wave voltage is used, these RF drivers 43a and 43b are unnecessary.

図7(a)に従来のOFDM変調器によって生成した光信号スペクトルを示し、図7(b)に本発明の第1の実施形態に係る光変調装置によって生成した2サブキャリアOFDM−QPSK信号の光信号スペクトルを示す。図7(a)、(b)に示すように、本発明の第1の実施形態に係る光変調装置によっても、従来のOFDM変調器によって生成した光信号スペクトルと同等のスペクトルが得られていることが分かる。   FIG. 7A shows an optical signal spectrum generated by a conventional OFDM modulator, and FIG. 7B shows a 2-subcarrier OFDM-QPSK signal generated by the optical modulation apparatus according to the first embodiment of the present invention. The optical signal spectrum is shown. As shown in FIGS. 7A and 7B, the optical modulation apparatus according to the first embodiment of the present invention also provides a spectrum equivalent to the optical signal spectrum generated by the conventional OFDM modulator. I understand that.

(第2の実施形態)
図8に、本発明の第2の実施形態に係る光変調装置の構成を示す。第2の実施形態では、第1の実施形態に対し、光振幅変調部12と光位相調整部13の順序が入れ替えられており、光位相調整部13の後に光振幅変調部12が設けられている構成となっている。光振幅変調部12に、第1の実施形態の図6に示したようなPDモニタ40を設ける場合には、バイアス調整に光位相変調部13の影響がでないようにするため、光位相調整部13は光振幅変調部12の後にあったほうが好ましいが、このような構成でも第1の実施形態と同様にサブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows a configuration of an optical modulation device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the order of the optical amplitude modulation unit 12 and the optical phase adjustment unit 13 is changed with respect to the first embodiment, and the optical amplitude modulation unit 12 is provided after the optical phase adjustment unit 13. It is the composition which is. When the optical amplitude modulator 12 is provided with the PD monitor 40 as shown in FIG. 6 of the first embodiment, the optical phase adjuster is arranged so that the bias adjustment is not affected by the optical phase modulator 13. 13 is preferably after the optical amplitude modulation section 12, but even with such a configuration, subcarrier generation and modulation can be performed simultaneously as in the first embodiment.

光変調器に相当する部分は、入力用光ポート11、光振幅変調部12、光位相変調部13、出力用光ポート14となる。   Portions corresponding to the optical modulator are an input optical port 11, an optical amplitude modulator 12, an optical phase modulator 13, and an output optical port 14.

(第3の実施形態)
図9に、本発明の第3の実施形態に係る光変調装置の構成を示す。第3の実施形態では、光振幅変調部12としてマッハツェンダ干渉計ではなく、EA変調素子を用いている。このような構成であっても、第1の実施形態と同様にサブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。
(Third embodiment)
FIG. 9 shows a configuration of an optical modulation device according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, not the Mach-Zehnder interferometer but an EA modulation element is used as the optical amplitude modulation unit 12. Even with such a configuration, subcarrier generation and modulation can be performed simultaneously as in the first embodiment.

光変調器に相当する部分は、入力用光ポート11、光振幅変調部12、光位相変調部13、出力用光ポート14となる。   Portions corresponding to the optical modulator are an input optical port 11, an optical amplitude modulator 12, an optical phase modulator 13, and an output optical port 14.

(第4の実施形態)
図10に、本発明の第4の実施形態に係る光変調装置の構成を示す。第4の実施形態では、光位相調整部13として、所謂ネスト型マッハツェンダ干渉計を用いていること以外は第1の実施形態と同じである。光位相調整部13は、1x2光カプラ51と、1x2光カプラ51の2出力にそれぞれ光学的に接続された2つの1x2光カプラ52a、52bと、2つの1x2光カプラ52a、52bのそれぞれ2つの出力に光学的に接続された2つの2x1光カプラ53a、53bと、2つの2x1光カプラ53a、53bの出力に光学的に接続された2x1光カプラ54から構成されている。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 shows a configuration of an optical modulation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is the same as the first embodiment except that a so-called nested Mach-Zehnder interferometer is used as the optical phase adjustment unit 13. The optical phase adjusting unit 13 includes two 1 × 2 optical couplers 51, two 1 × 2 optical couplers 52 a and 52 b optically connected to two outputs of the 1 × 2 optical coupler 51, and two 1 × 2 optical couplers 52 a and 52 b, respectively. The 2x1 optical couplers 53a and 53b optically connected to the output and the 2x1 optical coupler 54 optically connected to the outputs of the two 2x1 optical couplers 53a and 53b.

ここで、2つの1x2光カプラ52a、52bのそれぞれ2つの出力、計4つの出力のうち、いずれか一つの出力にπ/2あるいは‐π/2の光位相差がつくようにバイアス調整されている。また2つの2x1光カプラ53a、53bの出力のいずれか一つの出力にπ/2あるいは‐π/2の光位相差がつくようにバイアス調整されている。   Here, the bias is adjusted so that an optical phase difference of π / 2 or −π / 2 is added to any one of the two outputs of the two 1 × 2 optical couplers 52a and 52b in total. Yes. The bias is adjusted so that an optical phase difference of π / 2 or −π / 2 is added to any one of the outputs of the two 2 × 1 optical couplers 53a and 53b.

このような構成であっても、第1の実施形態と同様にサブキャリア生成と変調を同時に行うことができる。   Even with such a configuration, subcarrier generation and modulation can be performed simultaneously as in the first embodiment.

光変調器に相当する部分は、入力用光ポート11、光振幅変調部12、光位相変調部13、出力用光ポート14となる。   Portions corresponding to the optical modulator are an input optical port 11, an optical amplitude modulator 12, an optical phase modulator 13, and an output optical port 14.

(第5の実施形態)
図11に、本発明の第5の実施形態に係る光変調装置の構成を示す。第5の実施形態では、入力用光ポート11がマルチキャリア発生部61に光学的に接続され、マルチキャリア発生部61の複数の出力に光振幅変調部12a、12b、12c、12dがそれぞれ光学的に接続されている。光振幅変調部12a、12b、12c、12dのそれぞれの出力には、光位相調整部13a、13b、13c、13dが光学的に接続され、光位相調整部13a、13b、13c、13dの出力は、光MUX65に光学的に接続されている。光MUX65の出力は出力用光ポート14に光学的に接続されている。また、電気信号発生部15は電気位相シフタ16a、16b、16c、16dに電気的に接続されており、電気位相シフタ16a、16b、16c、16dの出力は光振幅変調部12a、12b、12c、12dと電気的に接続されている。
(Fifth embodiment)
FIG. 11 shows the configuration of the light modulation device according to the fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the input optical port 11 is optically connected to the multicarrier generator 61, and the optical amplitude modulators 12a, 12b, 12c, and 12d are optically connected to the outputs of the multicarrier generator 61, respectively. It is connected to the. Optical phase adjusters 13a, 13b, 13c, and 13d are optically connected to the outputs of the optical amplitude modulators 12a, 12b, 12c, and 12d, and the outputs of the optical phase adjusters 13a, 13b, 13c, and 13d are The optical MUX 65 is optically connected. The output of the optical MUX 65 is optically connected to the output optical port 14. The electrical signal generator 15 is electrically connected to the electrical phase shifters 16a, 16b, 16c, and 16d, and the outputs of the electrical phase shifters 16a, 16b, 16c, and 16d are the optical amplitude modulators 12a, 12b, 12c, 12d is electrically connected.

マルチキャリア発生部61は、光振幅変調部62と、光振幅変調部62の出力に設けられた光DEMUX64と、電気信号発生部63とから構成されており、電気信号発生部63の出力は光振幅変調部62と電気的に接続されている。   The multicarrier generation unit 61 includes an optical amplitude modulation unit 62, an optical DEMUX 64 provided at the output of the optical amplitude modulation unit 62, and an electrical signal generation unit 63. The output of the electrical signal generation unit 63 is an optical signal. The amplitude modulation unit 62 is electrically connected.

光変調器に相当する部分は、入力用光ポート11、マルチキャリア発生部61、光振幅変調部12、光位相変調部13、光MUX65、出力用光ポート14となる。   Portions corresponding to the optical modulator are an input optical port 11, a multicarrier generator 61, an optical amplitude modulator 12, an optical phase modulator 13, an optical MUX 65, and an output optical port 14.

このような構成とすることで、マルチキャリア発生部で生成された4つのサブキャリアがそれぞれ2サブキャリア‐QPSK変調され、結果として16サブキャリアOFDM−QPSK光信号を得ることができる。   With such a configuration, each of the four subcarriers generated by the multicarrier generator is subjected to 2-subcarrier-QPSK modulation, and as a result, a 16-subcarrier OFDM-QPSK optical signal can be obtained.

OFDM条件で駆動するときには、電気信号発生部63の駆動周波数を2Ω、電気信号発生部15の駆動周波数をΩとすると良い。   When driving under the OFDM condition, the drive frequency of the electrical signal generator 63 is preferably 2Ω, and the drive frequency of the electrical signal generator 15 is preferably Ω.

また、光振幅変調部62の変調度は、振幅の揃ったマルチキャリアを得るという観点から、サブキャリア発生数を4とするときには、2.5〜3.5radの間に設定することが望ましい。   In addition, from the viewpoint of obtaining multicarriers with uniform amplitude, the modulation degree of the optical amplitude modulation unit 62 is desirably set to 2.5 to 3.5 rad when the number of subcarrier generation is four.

ここで、第5の実施形態では、マルチキャリア発生部61でのサブキャリア発生数を4としたが、これはこの数まではマッハツェンダ型の光振幅変調部62で等振幅のサブキャリアを生成できるからである。しかしながら、本発明はこの例に限定されるものではなく、サブキャリア数は2でも3でも、あるいは6など4より大きな数でももちろん構わない。4より大きい数のときには光DEMUX64部で振幅調整することもできる。   Here, in the fifth embodiment, the number of subcarriers generated in the multicarrier generator 61 is four, but up to this number, subcarriers of equal amplitude can be generated by the Mach-Zehnder optical amplitude modulator 62. Because. However, the present invention is not limited to this example, and the number of subcarriers may be two, three, or a number larger than four, such as six. When the number is larger than 4, the amplitude can be adjusted by the optical DEMUX 64 unit.

さらに、第5の実施形態では、マルチキャリア発生部61をマッハツェンダ型の光振幅変調部62で構成したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば光周波数シフタを含む光ループでマルチキャリア発生部61を構成することもできる。   Furthermore, in the fifth embodiment, the multicarrier generation unit 61 is configured by the Mach-Zehnder type optical amplitude modulation unit 62. However, the present invention is not limited to this example. For example, the multicarrier generation unit 61 is an optical loop including an optical frequency shifter. The multicarrier generation unit 61 can also be configured.

また、光DEMUX64および光MUX65はアレイ導波路格子フィルタで構成することが望ましい。これは、この構成が集積性に優れた光変調装置を提供できるからである。しかしながら、本発明はこの例に限定されるものではなく、光DEMUX64および光MUX65は、トランスバーサル型光フィルタにより構成しても、ラティス型光フィルタにより構成しても、薄膜光フィルタで構成しても、Nをサブキャリア生成部のサブキャリア生成数として、Nx1スプリッタおよび1xNスプリッタで構成することもできる。   Further, it is desirable that the optical DEMUX 64 and the optical MUX 65 are constituted by an arrayed waveguide grating filter. This is because this configuration can provide an optical modulator with excellent integration. However, the present invention is not limited to this example, and the optical DEMUX 64 and the optical MUX 65 are configured by a transversal optical filter, a lattice optical filter, or a thin film optical filter. Alternatively, N can be configured with an Nx1 splitter and a 1xN splitter, where N is the number of subcarriers generated by the subcarrier generator.

図12(a)に従来のOFDM変調器の出力光スペクトルを示し、図12(b)に本発明の第5の実施形態に係る光変調装置により生成された8サブキャリアOFDM−QPSK信号の出力光スペクトルを示す。図12(a)、(b)に示すように、本発明の第5の実施形態の小型で簡易な構成によっても、従来と同等のOFDM光信号が得られていることが分かる。   FIG. 12 (a) shows the output optical spectrum of the conventional OFDM modulator, and FIG. 12 (b) shows the output of the 8-subcarrier OFDM-QPSK signal generated by the optical modulation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. An optical spectrum is shown. As shown in FIGS. 12A and 12B, it can be seen that an OFDM optical signal equivalent to the conventional one can be obtained even with the small and simple configuration of the fifth embodiment of the present invention.

以上、詳細に説明したように、本発明の光変調装置を用いれば、小型で簡易な構成で複数サブキャリアの位相推移変調信号を生成できる。   As described above in detail, by using the optical modulation device of the present invention, it is possible to generate a phase shift modulation signal of a plurality of subcarriers with a small and simple configuration.

11 入力用光ポート
12 光振幅変調部
13 光位相変調部
14 出力用光ポート
15 電気信号発生部
16 電気位相変調部
21 入力用電気ポート
22 90°移相器
23 乗算器
24 制御信号入力端子
25 加算器
31 基板
32 光ファイバ
33 光ファイバブロック
34 1x2光カプラ
35 低速制御電極
36 高速制御電極
37 電気配線
38 終端抵抗
39 2x2光カプラ
40 モニタPD
41 DC端子
42 RF端子
43 RFドライバ
44 筐体
51 1x2光カプラ
52 1x2光カプラ
53 2x1光カプラ
54 2x1光カプラ
61 マルチキャリア発生部
62 光振幅変調部
63 電気信号発生部
64 光DEMUX
65 光MUX
101 光サブキャリア発生器
102 光分岐部
103 光直交変調器
104 光合波部
105,106 遅延干渉計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Input optical port 12 Optical amplitude modulation part 13 Optical phase modulation part 14 Output optical port 15 Electrical signal generation part 16 Electrical phase modulation part 21 Input electrical port 22 90 degree phase shifter 23 Multiplier 24 Control signal input terminal 25 Adder 31 Substrate 32 Optical fiber 33 Optical fiber block 34 1x2 optical coupler 35 Low speed control electrode 36 High speed control electrode 37 Electrical wiring 38 Termination resistor 39 2x2 optical coupler 40 Monitor PD
41 DC terminal 42 RF terminal 43 RF driver 44 Case 51 1x2 optical coupler 52 1x2 optical coupler 53 2x1 optical coupler 54 2x1 optical coupler 61 Multicarrier generation unit 62 Optical amplitude modulation unit 63 Electric signal generation unit 64 Optical DEMUX
65 Hikari MUX
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Optical subcarrier generator 102 Optical branching part 103 Optical quadrature modulator 104 Optical multiplexing part 105,106 Delay interferometer

Claims (9)

入力用光ポートと、
出力用光ポートと、
前記入力用光ポートと前記出力用光ポートの間に配設された、光学的に縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部と、
を備え、前記光振幅変調部は第1の電気信号で位相変調された電気周期変調信号により駆動されて2つのサブキャリアを生成して前記2つのサブキャリアの位相の逆相分を変調し、前記光位相変調部は前記第1の電気信号と対をなす第2の電気信号によって駆動されて前記2つのサブキャリアの位相の同相分を変調することを特徴とする光変調器。
An optical port for input;
An optical port for output;
An optical amplitude modulation unit and an optical phase modulation unit that are optically connected in cascade, disposed between the input optical port and the output optical port;
The optical amplitude modulation unit is driven by an electrical periodic modulation signal phase-modulated with a first electrical signal to generate two subcarriers , and modulates the opposite phase of the phase of the two subcarriers , optical modulator the optical phase modulating unit is characterized by then modulating a phase component of the first electrical signal and the second being driven by an electric signal the two subcarriers paired phase.
前記縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部をN組(N:2以上の整数)と、
前記入力用光ポートと、前記N組の縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部との間に、光学的に接続された1入力N出力のマルチキャリア発生部と、
前記N組の縦列接続された光振幅変調部および光位相変調部と、前記出力用光ポートとの間に、光学的に接続されたN入力1出力の光MUXと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の光変調器。
N sets (N: an integer of 2 or more) of the optical amplitude modulation unit and the optical phase modulation unit connected in cascade,
A 1-input N-output multicarrier generator optically connected between the optical port for input and the N sets of cascaded optical amplitude modulators and optical phase modulators;
An optical input MUX of N inputs and one output optically connected between the N sets of optically connected optical amplitude modulators and optical phase modulators connected in cascade, and the output optical port;
The optical modulator according to claim 1, further comprising:
前記光振幅変調部が前記光位相変調部より前段に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光変調器。   The optical modulator according to claim 1, wherein the optical amplitude modulation unit is arranged in a stage preceding the optical phase modulation unit. 前記光振幅変調部がマッハツェンダ干渉計であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光変調器。   4. The optical modulator according to claim 1, wherein the optical amplitude modulation unit is a Mach-Zehnder interferometer. 前記光振幅変調部の変調度が1.5radから2.5radの間であることを特徴とする請求項4に記載の光変調器。   The optical modulator according to claim 4, wherein a modulation degree of the optical amplitude modulation unit is between 1.5 rad and 2.5 rad. 前記光振幅変調部のマッハツェンダ干渉計の合波部は2x2光カプラであり、前記2x2光カプラの一方の出力ポートがモニタPDに光学的に接続されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の光変調器。   6. The combining unit of the Mach-Zehnder interferometer of the optical amplitude modulation unit is a 2 × 2 optical coupler, and one output port of the 2 × 2 optical coupler is optically connected to a monitor PD. An optical modulator according to 1. 前記マッハツェンダ干渉計が、低速制御電極と高速制御電極をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の光変調器。   The optical modulator according to any one of claims 4 to 6, wherein the Mach-Zehnder interferometer includes a low-speed control electrode and a high-speed control electrode. 前記光位相変調部が、ネスト型マッハツェンダ干渉計であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光変調器。   8. The optical modulator according to claim 1, wherein the optical phase modulator is a nested Mach-Zehnder interferometer. 前記請求項1乃至8のいずれかに記載の光変調器と、
電気周期信号を発生する電気信号発生部と、
前記電気信号発生部から出力された前記電気周期信号を前記第1の電気信号で変調し、前記電気周期変調信号を前記光振幅変調部に出力する電気位相変調部と、
を備えたことを特徴とする光変調装置。
An optical modulator according to any one of claims 1 to 8;
An electrical signal generator for generating electrical periodic signals;
An electrical phase modulator that modulates the electrical periodic signal output from the electrical signal generator with the first electrical signal and outputs the electrical periodic modulated signal to the optical amplitude modulator;
An optical modulation device comprising:
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JP4889661B2 (en) * 2008-01-29 2012-03-07 日本電信電話株式会社 Optical multicarrier generator and optical multicarrier transmitter using the same
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