JP6350563B2 - 光変調器、及び光変調器を用いた光送信装置 - Google Patents
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Description
・一のバイアス電極にディザ信号を印加すると、一つ又は複数の他のバイアス電極における光特性制御(位相調整や温度ドリフト補償)が不安定になる場合がある。この場合、他のバイアス電極に加えて、当該一のバイアス電極でも上記不安定現象が観測される場合がある。
・上記不安定現象は、隣り合った又は接近したバイアス電極間だけでなく、隣り合っていないバイアス電極間や、接近していないバイアス電極間においても発生し得る。
・上記不安定現象は、光変調器の周囲の環境温度に依存して発生したりしなかったりすることがある。
・上記不安定現象は、ディザ信号の周波数を別の周波数に変更すると解消される場合がある。
・上記不安定現象は、各バイアス電極にDC電圧のみを印加した場合には発生しない。
本発明の他の態様によると、少なくとも一つの前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、当該少なくとも一つのバイアス電極は、当該バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波に変換される際の効率を表す電気音響変換効率が抑制されるように構成される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電気音響変換効率が最大となる特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が階段状に変化するよう構成される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電気音響変換効率が最大となる特性周波数が所定の周波数範囲に分布するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が線形又は非線形に変化するよう構成される。
本発明の他の態様によると、一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、互いに異なる特性周波数を持つように構成される。
本発明の他の態様によると、一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、相対向する位置から、当該二つのバイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って所定距離だけずれて配置される。
本発明の他の態様によると、一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、一方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、他方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、が所定の角度を為すように配置される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が階段状に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を階段状に変化させて構成される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が線形又は非線形に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を線形又は非線形に変化させて構成される。
本発明の他の態様によると、前記バイアス電極を構成する電極は、当該バイアス電極により光波が制御される前記光導波路に沿って直線又は曲線を為すように構成される。
本発明の他の態様によると、前記バイアス電極は、櫛形電極である。
本発明の他の態様は、上記いずれかの光変調器を備える光送信装置である。
A:バイアス電極(櫛形電極)を構成する電極の電極間隔の一様性及び又は周期性を乱し、当該バイアス電極全体としての電気音響変換効率を抑制して、表面弾性波の発生強度を低減する。より具体的には、
A−1:少なくとも一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極内において電極間隔が複数存在するものとし、当該バイアス電極内での電極配置の周期性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するか、及び又は、
A−2:少なくとも一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を当該電極の長さ方向に沿って階段状に変化させて構成し、当該バイアス電極内での電極形状の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するか、及び又は、
A−3:少なくとも一つのバイアス電極が、所定の周波数範囲に分布した特性周波数を有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を、当該電極の長さ方向に沿って線形又は非線形に変化する(例えば、増加及び又は減少する)よう構成し、当該バイアス電極内での電極形状の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
B:少なくとも二つのバイアス電極を、互いに異なる特性周波数を持つように構成して、一方のバイアス電極で発生した表面弾性波が他方のバイアス電極において電気信号に変換されるのを抑制する。及び又は、
C:少なくとも二つのバイアス電極を、一方のバイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他方のバイアス電極に受信されるのを抑制するように配置する。より具体的には、
C−1:少なくとも二つのバイアス電極について、当該二つのバイアス電極のうち一方を、当該二つのバイアス電極が相対向する位置から、当該二つのバイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って所定距離だけずらして配置するか、及び又は、
C−2:少なくとも二つのバイアス電極を、一方のバイアス電極を構成する電極の長さ方向と、他方のバイアス電極を構成する電極の長さ方向と、が所定の角度を為すように配置する。
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。上述したように、本実施形態に係る光変調器100は、例えばDP−QPSK変調器であり、その基本構成は図21に示す従来のDP−QPSK変調器と同様である。すなわち、本光変調器100は、例えばZカットのLN基板102上に形成されたネスト型のマッハツェンダ型光導波路(図示太線の点線)と、電極(図示ハッチング部分)とで構成されている。この光変調器では、レーザダイオード等の光源(不図示)からの光が図示右方向から入射し、変調された光が図示左方向から出射する。出射した光は、例えば空間光学系により合波されて、光伝送路につながった光ファイバに入射される。
p10=t10+d10 (3)
であり、バイアス電極152aは、電極間隔p10で定まる特性周波数f0-10を持つ。
p12=t10+d12 (4)
であり、バイアス電極152bは、電極間隔p12で定まる特性周波数f0-12を持つ。
まず、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第1の変形例について説明する。
p30=d30+(t30+t32)/2 (5)
であり、バイアス電極352aは、電極間隔p30で定まる特性周波数f0-30を持つ。
p32=d30+(t30+t34)/2 (6)
であり、バイアス電極352bは、電極間隔p32で定まる特性周波数f0-32を持つ。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第2の変形例について説明する。本変形例では、一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極内において電極間隔が複数存在するものとし、当該バイアス電極内での電極配置の周期性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
p40=t40+d40 (7)
となり、櫛形電極部分490a−2における電極間隔p42は、
p42=t40+d42 (8)
となって、櫛形電極部分490a−1及び490a−2は、それぞれ異なる特性周波数f0-40及びf0-42を持つ。櫛形電極部分490a−1及び490a−2はバイアス電極452aに含まれているので、バイアス電極452aは、2つの特性周波数f0-40及びf0-42を持つものとなる。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第3の変形例について説明する。
p50=t40+d50 (9)
となり、櫛形電極部分590a−2における電極間隔p52は、バイアス電極552aは、
p52=t40+d52 (10)
となって、櫛形電極部分590b−1及び590b−2は、それぞれ異なる特性周波数f0-50及びf0-52を持つ。櫛形電極部分590b−1及び590b−2はバイアス電極552bに含まれているので、バイアス電極552bは、上述したように当該バイアス電極552bを構成する電極の周期性が乱されたことにより、2つの特性周波数f0-50及びf0-52を持つものとなる。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第4の変形例について説明する。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第5の変形例について説明する。本変形例では、一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を当該電極の長さ方向に沿って階段状に変化させて構成し、当該バイアス電極内での電極形状の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第6の変形例について説明する。本変形例では、一つのバイアス電極が所定の周波数範囲に分布した特性周波数を有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を当該電極の長さ方向に沿って線形に連続的に変化させ(例えば、増加及び又は減少させ)、当該バイアス電極内での電極間隔の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第7の変形例について説明する。
本変形例では、第6の変形例と同様に、一つのバイアス電極が、所定の周波数範囲に分布した特性周波数を有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔が当該電極の長さ方向に沿って線形に連続的に変化する(例えば、増加及び又は減少する)よう構成される。これにより、当該バイアス電極内での電極間隔の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。ただし、第6の変形例では、バイアス電極の電極幅を一定として電極間隙を線形且つ連続的に変化させて電極間隔を変化させるのに対し、本変形例では、電極間隙を一定として電極幅を線形且つ連続的に変化させて電極間隔を変化させる。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第8の変形例について説明する。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第9の変形例について説明する。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第10の変形例について説明する。
次に、図1に示す光変調器100に用いられるバイアス電極152a、152bの第11の変形例について説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図14は、本発明の第2の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。図14において、図1に示す第1の実施形態に係る光変調器100と同じ構成要素については、図1における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した第1の実施形態についての説明を援用するものとする。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図16は、本発明の第3の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。図16において、図1に示す第1の実施形態に係る光変調器100と同じ構成要素については、図1における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した第1の実施形態についての説明を援用するものとする。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図18は、本発明の第4の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。図18において、図1に示す第1の実施形態に係る光変調器100と同じ構成要素については、図1における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した第1の実施形態についての説明を援用するものとする。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態は、第1〜第4実施形態に示した光変調器100(図3〜図13に示す任意の変形例を含む)、1400、1600、1800のいずれかを搭載した光送信装置である。
光変調ユニット2020に含まれる光変調器2010は、図1、図14、図16、図18にそれぞれ示す光変調器100(図3〜図13に示す任意の変形例を含む)、1400、1600、1800のいずれかであり、偏波合成器2070は、光変調器2010から出力されて光分岐器2050及び2052をそれぞれ通過した2つの直交2偏光光を合波して、光ファイバ2040に入力する。
Claims (10)
- 圧電効果を有する基板と、
当該基板上に形成された、少なくとも一つのDP−QPSK変調器を構成するネスト型のマッハツェンダ型光導波路と、
当該光導波路を伝搬する光波を制御する複数のバイアス電極と、
を備え、
前記バイアス電極は、少なくとも、前記ネスト型のマッハツェンダ型光導波路を構成する4つの並行導波路に設けられた光変調信号のバイアス点を調整する4つのバイアス電極と、前記4つの並行導波路のそれぞれ2つの並行導波路が合流する2つの光導波路のそれぞれに設けられて当該2つの光導波路から出射される光の位相を調整する2つのバイアス電極と、を含み、
前記バイアス電極は、櫛形電極であって、
一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、全ての前記バイアス電極について当該バイアス電極を構成する電極の少なくとも一部が曲線で構成され、及び又は全ての前記バイアス電極について当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が変化するように構成されている、
光変調器。 - 少なくとも一つの前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、当該少なくとも一つのバイアス電極は、当該バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波に変換される際の効率を表す電気音響変換効率が抑制されるように構成される、
請求項1に記載の光変調器。 - 前記少なくとも一つのバイアス電極は、特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が階段状に変化するよう構成される、
請求項2に記載の光変調器。 - 前記少なくとも一つのバイアス電極は、特性周波数が所定の周波数範囲に分布するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が線形又は非線形に変化するよう構成される、
請求項2に記載の光変調器。 - 一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、互いに異なる特性周波数を持つように構成される、
請求項1に記載の光変調器。 - 一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、相対向する位置から、当該二つのバイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って所定距離だけずれて配置される、
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光変調器。 - 一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、一方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、他方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、が所定の角度を為すように配置される、
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光変調器。 - 前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が階段状に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を階段状に変化させて構成される、
請求項3に記載の光変調器。 - 前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が線形又は非線形に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を線形又は非線形に変化させて構成される、
請求項4に記載の光変調器。 - 請求項1ないし9のいずれか一項に記載の光変調器を備える光送信装置。
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