JP6368295B2 - 光送信器 - Google Patents

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本発明は、光送信器に関する。
光送信器に用いる光信号を生成する手段として、ＣＷ光（連続光）の強度や光位相を変調する機能を有する光変調器が広く用いられている。光変調器は幾つかのタイプが存在するが、基本的な構成の光変調器では、ＣＷ光源を入力する光入力端子、変調された信号を出力する光出力端子および電気のデータ信号を入力するための駆動信号入力電極を有する。理想的な状態にある光変調器では、駆動信号入力電極に印加されたＲＦの駆動信号に対応する光強度変調信号や光位相変調信号が、光出力端子から出力される。
現実の光変調器は、温度変動その他の理由により、光出力端子から出力される光信号の品質が時間と共に劣化することがある。通常、光変調器を駆動する際には、光変調器が有する干渉計の光位相差を適正値に調整するためにＤＣのバイアス電圧を印加するが、このバイアス電圧の最適値が時間と共に変動する。この現象をバイアスドリフトという。ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）を用いた光変調器ではバイアスドリフトを放置すれば数時間のうちに光信号が復調不可能なほどに劣化するため、インサービスでのＡＢＣ（Auto Bias Control：バイアス電圧自動調整）が必須となる。
近年、半導体レーザーとの一体化が可能で小型化が容易な、半導体光変調器が注目を集めている。半導体変調器はＩｎＰ（リン化インジウム）などの半導体における量子閉じ込めシュタルク効果などを活用して光変調を行う。ＬｉＮｂＯ３を用いた光変調器に比べバイアスドリフトが非常に小さいという利点を有するが、長期的に見ればバイアスドリフトは無視できない。また、半導体光変調器には下記に示す幾つかの問題がある。
問題１．駆動信号の電位（およびバイアス電圧）と光電界との非線形性がＬｉＮｂＯ３をより大きく、かつ不規則である。このため高次の直角位相振幅変調（ＱＡＭ）信号のような複雑な変調を行う場合には、この非線形性を抑圧する必要がある。
問題２．半導体を用いているため、駆動信号やバイアス電圧は正電圧または負電圧のどちらかに限定する必要がある。一方、光変調器を駆動するドライバアンプは通常、高速な変調信号を増幅するよう設計されているためＤＣ成分を出力することができない。このため、ドライバアンプの出力にもバイアス電圧を印加して、駆動信号が常に正電圧、または負電圧となるよう設定する必要がある。結果として、バイアス電圧の種類がＬｉＮｂＯ３を用いた光変調器よりも多くなり、ＡＢＣ回路の規模が大きくなる。
問題３．バイアス電圧群の最適値の波長依存性が、ＬｉＮｂＯ３を用いた光変調器よりも大きい。このため、装置の立ち上げ時或いは信号波長の変更時には、ＬｉＮｂＯ３を用いた光変調器に比べ、ＡＢＣ回路の負担が大きくなる。
ここで、半導体光変調器の駆動およびバイアス電圧印加の例として、Carrier-Suppressed Return-to-Zero（ＣＳ−ＲＺ）変調光を半導体変調器で生成する従来の光送信器の構成例を説明する。図８は、従来の光送信器の構成例を示す図である。半導体光変調器Ｍに入力されるＣＷ光は、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ（ＭＺ）型干渉計２に入力される。差動出力型の駆動アンプ３は、２値のデータ信号を入力し、データ信号を増幅した駆動信号Ｖｄａｔａおよび−Ｖｄａｔａを生成する。駆動信号Ｖｄａｔａおよび−Ｖｄａｔａは、ＤＣ成分をもたずＧＮＤレベルに対して対称に正負の電圧にまたがる信号である。駆動信号±Ｖｄａｔａには、駆動信号用バイアス電圧発生器４によって生成された駆動信号用バイアス電圧Ｖ４が、第１のバイアスＴ（Bias Tee）５ａおよび第２のバイアスＴ５ｂにより印加される。（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）が常に正または常に負であれば、変調器駆動信号は常に正電圧または常に負電圧をとるようになり、先述の問題２が解消され、半導体光変調器Ｍを正常に駆動可能となる。正負どちらの電圧を選択するかは、半導体光変調器Ｍの内部構造により一意に定まる。
変調器駆動信号は、半導体光変調器Ｍが有する第１の駆動信号入力電極６ａおよび第２の駆動信号入力電極６ｂを介して、ＭＺ型干渉計２の２つのブランチに各々印加される。結果として、２つのブランチを伝播する２つの光の位相はｉφ（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）およびｉφ（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）の変化を受ける。ここで、ｉφ（ｖ）は変調器駆動信号の電圧ｖを引数とする関数である。先述のとおり、半導体光変調器Ｍにおいては、関数ｉφ（ｖ）は電圧に対して非線形な関数である。しかし第１の駆動信号入力電極６ａおよび第２の駆動信号入力電極６ｂの特性が完全に同じであるならば、この非線形性は互いに相殺して、駆動信号の電圧と光波形との間の非線形性を抑圧することができる（非特許文献１参照）。これにより、先述の問題１が緩和される。
次に、駆動信号Ｖｄａｔａおよび−Ｖｄａｔａが共にＧＮＤレベルになった瞬間について考える。ＣＳ−ＲＺ変調光を生成するためには、この瞬間においてＭＺ型干渉計２の出力光は消光しなければならない。言い換えれば、干渉計をヌル点にバイアスしなければならない。この条件を達成するために、位相差調整用バイアス電圧発生器７は、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０±Ｖ７）の２種類の電圧を生成し、半導体光変調器Ｍが有する第１の位相差調整用バイアス電極７ａおよび第２の位相差調整用バイアス電極７ｂを介して、ＭＺ型干渉計２の２つのブランチに各々印加する。ここで先述の問題点２を解消するため（Ｖ７０±Ｖ７）は常に正または負となるよう設定する。位相差調整用バイアス電圧によって生じる、２つのブランチを伝播する２つの光の位相変化を、位相差調整電位バイアス電圧の関数ｉθ（ｖ）で表せば、ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）およびｉθ（Ｖ７０−Ｖ７）となる。関数ｉθ（ｖ）もまた電圧に対して非線形な関数である。
駆動信号Ｖｄａｔａおよび−Ｖｄａｔａが共にＧＮＤレベルになった瞬間においては、Ｖｄａｔａ＝０であるから、２つのブランチを伝播する２つの光の位相差は、
｛ｉφ（Ｖ４）＋ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）｝−｛ｉφ（Ｖ４）＋ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７）｝
＝ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）−ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７） ・・・式１
で表される。ただし、本質的でない項は省き、また第１の駆動信号入力電極６ａおよび第２の駆動信号入力電極６ｂの特性が同一であるものとした。ｎを整数として、
ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）−ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７） ＝ π×（２ｎ＋１） ・・・式２となるようＶ７を微調することにより、ＭＺ型干渉計２をヌル点にバイアスすることができ、正常なＣＳ−ＲＺ変調光を生成することができる。
他の変調フォーマットを選択する場合は、
ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）−ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７） ＝ π×（２ｎ） ・・・式３
として最大発光点にバイアスする、または
ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）−ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７） ＝ π×（２ｎ＋０．５） ・・・式４
として中間値にバイアスすることもある。
以上の説明では、説明を容易にするために最も理解しやすいバイアス電圧の組み合わせであるＶ７０±Ｖ７を選んだ。しかし、この組み合わせに限定されるものではなく、例えば第２の位相差調整用バイアス電極７ｂ（または第１の位相差調整用バイアス電極７ａ）の電位をＧＮＤにして、式２〜式４の第２項（または第１項）を０に変形したうえで、式２〜式４を満たすよう位相差調整用バイアス電圧発生器７の出力電圧を定めてもよい。
Eiichi Yamada, Akira Ohki, Nobuhiro Kikuchi, Yasuo Shibata, Takako Yasui, Kei Watanabe, Hiroyuki Ishii, Ryuzo Iga, and Hiromi Oohashi, " Full C-band 40-Gbit/s DPSK Tunable Transmitter Module Developed by Hybrid Integration of Tunable Laser and InP n-p-i-n Mach-Zehnder Modulator", Optical Fiber Communication(OFC), collocated National Fiber Optic Engineers Conference, 2010 Conference on (OFC/NFOEC), IEEE, March 2010, p.1-3 Hiroto Kawakami, Takayuki Kobayashi, Eiji Yoshida, and Yutaka Miyamoto, "Auto bias control technique for optical 16-QAM transmitter with asymmetric bias dithering", Optics Express, 2011, Vol. 19, No. 26, p.B308-B312
問題１や問題３として前述したように、半導体光変調器Ｍにおいては関数ｉφ（ｘ）やｉθ（ｘ）は、電圧を引数とする非線形な関数である。しかし、これらの関数は、半導体光変調器に入力されるＣＷ光の波長にもまた強く依存する。このため、信号波長を変更する際には、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４や位相差調整用バイアス電圧におけるＶ７を大幅に変更しなければならないが、これら複数のバイアスの変更手順および最適値の検出方法については既知ではなかった。
また前述の問題１に示したように、駆動信号およびバイアス電圧と光電界との関係に非線形性があるため、半波長電圧がバイアス電圧Ｖ４に依存する。ここで半波長電圧とは、図８に示した駆動信号に由来する光位相差
｛ｉφ（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）＋ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）｝
−｛ｉφ（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）＋ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７）｝ ・・・式５
を、０からπに至るまで変化させるに要する、駆動信号電圧の変化量である。図８に示した構成例において駆動信号は差動駆動であるから、「駆動信号電圧」は
Ｖｄａｔａ−（−Ｖｄａｔａ）＝２Ｖｄａｔａ ・・・式６
となる。
本願明細書では、半波長電圧の２倍に対する駆動信号の電圧振幅（２Ｖｄａｔａの振幅）をスイング率と定義する。スイング率は、通常、ＮＲＺ信号では５０％、ＣＳ−ＲＺ変調では１００％、多値ＱＡＭでは線形性を維持するため４０％程度に設定される。ところが、２Ｖｄａｔａの振幅を調整してスイング率を適正値にしても、ＣＷ光の波長の変更に伴って駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を調整すると、関数ｉφ（ｘ）の非線形性および波長依存性により、スイング率も変化してしまうという問題が生じる。この補正手段についても既知ではなかった。
また、ＣＳ−ＲＺ変調や多値ＱＡＭのようにＭＺ型干渉計をヌル点にバイアスする場合は、バイアスドリフト時における変調光の光パワの変化が、スイング率に応じて変化する。ＣＳ−ＲＺ変調や４値のＱＡＭの場合、スイング率が５０％より大きいならば、バイアスが正しくヌル点にあるときに変調光の光パワが最大となる。しかしスイング率が５０％より小さいならば、バイアスが正しくヌル点にあるときに変調光の光パワが最小となる（非特許文献２参照）。半導体光変調器の場合は一般に、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の絶対値が増加するとスイング率も増加するが、どこまで増加させればスイング率が５０％を超えるのかは、前述の波長依存性のために自明ではない。波長の変更に伴って駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を調整してスイング率も変化した場合に、変調光の光パワをどう選べばヌル点にバイアスできるかについても既知ではなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、光送信器の立ち上げ時ないしバイアスドリフト発生時に、半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値に制御できる光送信器を提供することにある。
本発明の一態様は、２つのブランチを有する少なくとも１つのＭＺ型干渉計と、前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相を変化させる電圧が印加される駆動信号入力電極と、前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相差を調整する電圧が印加される位相差調整用バイアス電極と、を有する半導体光変調器と、駆動信号（±Ｖｄａｔａ）を生成する駆動アンプと、前記駆動信号に印加する駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を生成する駆動信号用バイアス電圧発生器と、前記位相差調整用バイアス電極に直流の位相差調整用バイアス電圧を印加する位相差調整用バイアス電圧発生器と、前記駆動アンプと前記駆動信号用バイアス電圧発生器と前記位相差調整用バイアス電圧発生器とを制御しバイアス電圧自動調整を行うコントローラと、を有し、前記駆動信号入力電極には前記駆動信号に前記駆動信号用バイアス電圧が印加された電圧（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）と電圧（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）とが印加され、印加電圧ｖに対する光位相の変化をｉφ（ｖ）と表すときに、前記ブランチを伝播する光信号の光位相にｉφ（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）およびｉφ（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）の変化をもたらし、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記駆動信号用バイアス電圧の初期値として予め定められた電圧Ｖ４０を生成するように前記駆動信号用バイアス電圧発生器にコマンドを送り、前記駆動信号入力電極に印加される電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を常に正または負の値にさせ、前記コントローラは、前記駆動信号入力電極に前記電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を印加させた後に、前記位相差調整用バイアス電極に前記位相差調整用バイアス電圧を印加させるとともに前記位相差調整用バイアス電圧の電圧値を掃引させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送り、前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている際に、前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定すると、掃引を停止させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送り、前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧の掃引を停止させた後に、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させるコマンドを前記駆動信号用バイアス電圧発生器に送り、前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させている際に、前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定すると、掃引を停止させるコマンドを前記駆動信号用バイアス電圧発生器に送り、光送信器の立ち上げ時の処理を終了させる、光送信器である。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させる前に、前記駆動アンプをオフにし、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させた後に、前記駆動アンプをオンにする。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワが最大値、最小値または最大値の半分となったときに、前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定し、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワが最大値、最小値または最大値の半分となったときに、前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定し、前記コントローラによる判定において最大値、最小値または最大値の半分のいずれを用いるかは、予め定められている。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記コントローラは、前記ＭＺ型干渉計をヌル点にバイアスする場合、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワが最大値となったときに、前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定する。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記半導体光変調器の半波長電圧の２倍に対する駆動信号の電圧振幅（２Ｖｄａｔａの振幅）をスイング率と定義するとき、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている期間に前記半導体光変調器に入力される連続光の波長にかかわらずスイング率が５０％未満となるように、前記駆動アンプの利得を低減させるかまたは前記駆動信号用バイアス電圧の前記電圧Ｖ４０を設定し、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時の処理を終了させた後に、前記駆動アンプの利得を光送信器の通常運用時における利得に変更する。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧に周波数ｆｄｉｔｈｅｒのディザリングを加えるディザリング手段と、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワをモニタするモニタ手段と、前記モニタ手段によりモニタされた変調光の光パワから周波数ｆｄｉｔｈｅｒの整数倍の成分を同期検波する同期検波手段と、を更に有し、前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記位相差調整用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定して前記位相差調整用バイアス電圧の掃引を停止させ、前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記駆動信号用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定して前記駆動信号用バイアス電圧の掃引を停止させ、前記コントローラによる判定において、同期検波結果が０または同期検波結果の絶対値が最大のいずれを用いるかは、予め定められている。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、同期検波結果が０のときに前記コントローラが掃引を停止させる場合、前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が正であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのか、或いは前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が負であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのかのいずれを用いるかは、予め定められている。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、同期検波結果が０のときに前記コントローラが掃引を停止させ、前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が正であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのか、或いは前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が負であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのかのいずれを用いるかを選択可能とするスイッチを有する。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記ＭＺ型干渉計が有する各ブランチに対応する前記駆動信号入力電極には符号の反転した駆動信号を入力する差動入力型であり、前記駆動信号入力電極へ印加する正相と逆相の駆動信号に対する前記ＭＺ型干渉計の各ブランチでの光位相の変化の大きさが異なる場合、前記駆動信号用バイアス電圧発生器は、正相用の駆動信号用バイアス電圧と逆相用の駆動信号用バイアス電圧とを発生し、前記正相用の駆動信号用バイアス電圧により生じる光位相の変化の大きさと、前記逆相用の駆動信号用バイアス電圧により生じる光位相の変化の大きさとが等しくなるように、前記正相用の駆動信号用バイアス電圧と前記逆相用の駆動信号用バイアス電圧とが定められる。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を調整するにあたり、変調光の光パワが予め定められた光パワの目標値に略一致したときに駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定する。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記コントローラには、前記光パワの目標値と光波長と信号フォーマットとの３種の関係が予めデータテーブルまたは近似式として記憶されており、前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を調整する前に、前記データテーブルまたは前記近似式を用いて、前記光パワの目標値を予め定めておく。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記駆動信号用バイアス電圧または前記位相差調整用バイアス電圧の少なくとも片方に周波数ｆｄｉｔｈｅｒのディザリングを加えるディザリング手段と、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワをモニタするモニタ手段と、前記モニタ手段によりモニタされた変調光の光パワから周波数ｆｄｉｔｈｅｒの整数倍の成分を同期検波する同期検波手段と、を更に有し、前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記位相差調整用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果に予め定められた誤差補正用オフセット値を加えた値が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定して前記位相差調整用バイアス電圧の掃引を停止させ、前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記駆動信号用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果に予め定められた誤差補正用オフセット値を加えた値が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定して前記駆動信号用バイアス電圧の掃引を停止させ、前記コントローラによる掃引を停止させる判定において、前記同期検波手段による同期検波結果に前記誤差補正用オフセット値を加えた値が０または同期検波結果の絶対値が最大のいずれを用いるかはスイッチにより変更可能であり、前記誤差補正用オフセット値は、前記コントローラによる設定変更により０を含む正負の範囲の値に変更可能である。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記位相差調整用バイアス電圧発生器は、前記ＭＺ型干渉計が有する前記２つのブランチの各々に、電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）および電圧（Ｖ７０−Ｖ７）の２種類の電圧を前記位相差調整用バイアス電圧として印加し、前記位相差調整用バイアス電圧発生器は、前記位相差調整用バイアス電圧を変更するにあたっては、電圧Ｖ７のみを変更し、前記電圧Ｖ７０の値は、前記電圧Ｖ７の制御範囲内において前記電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）および前記電圧（Ｖ７０−Ｖ７）の値が常に正また負となる固定値である。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記半導体光変調器は、ＩＱ変調器であって、前記ＭＺ型干渉計のもつ２つのブランチの各々に２つの子ＭＺ型干渉計が配置されており、前記２つの子ＭＺ型干渉計の各々に前記駆動信号および前記位相差調整用バイアス電圧が印加され、前記コントローラは、前記２つのブランチごとに配置された前記２つの子ＭＺ型干渉計それぞれに対して印加される、前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧を制御する。
本発明の一態様は、２つのブランチを有する少なくとも１つのＭＺ型干渉計と、前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相を変化させる電圧が印加される駆動信号入力電極と、前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相差を調整する電圧が印加される位相差調整用バイアス電極と、を有する半導体光変調器と、駆動信号（±Ｖｄａｔａ）を生成する駆動アンプと、前記駆動信号に印加する駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を生成する駆動信号用バイアス電圧発生器と、前記位相差調整用バイアス電極に直流の位相差調整用バイアス電圧を印加する位相差調整用バイアス電圧発生器と、前記駆動アンプと前記駆動信号用バイアス電圧発生器と前記位相差調整用バイアス電圧発生器とを制御しバイアス電圧自動調整を行うコントローラと、を有し、前記駆動信号入力電極には前記駆動信号に前記駆動信号用バイアス電圧が印加された電圧（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）と電圧（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）とが印加され、印加電圧ｖに対する光位相の変化をｉφ（ｖ）と表すときに、前記ブランチを伝播する光信号の光位相にｉφ（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）およびｉφ（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）の変化をもたらし、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、光信号の波長および信号フォーマットによって一意に定められる電圧Ｖ４０を生成するように前記駆動信号用バイアス電圧発生器にコマンドを送り、前記駆動信号入力電極に印加される電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を常に正または負の値にさせ、前記コントローラは、前記駆動信号入力電極に前記電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を印加させた後に、前記位相差調整用バイアス電極に前記位相差調整用バイアス電圧を印加させるとともに前記位相差調整用バイアス電圧の電圧値を掃引させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送り、前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている際に、前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定すると、掃引を停止させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送って光送信器の立ち上げ時の処理を終了させる、光送信器である。
本発明の一態様は、上記の光送信器において、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させる前に、前記駆動アンプをオフにし、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させた後に、前記駆動アンプをオンにする。
本発明によれば、光送信器の立ち上げ時ないしバイアスドリフト発生時に、半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値に制御することが可能となる。
第１の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。 第１の実施形態の光送信器に備えられるＡＢＣ回路の光送信器立ち上げ時における動作手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。 第３の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。 第３の実施形態の光送信器に備えられるＡＢＣ回路の光送信器立ち上げ時における動作手順を示すフローチャートである。 第４の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。 第４の実施形態の光送信器に備えられるＡＢＣ回路の光送信器立ち上げ時における動作手順を示すフローチャートである。 従来の光送信器の構成例を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態における光送信器を説明する。各実施形態における光送信器は、ＱＡＭ光信号を生成するＩＱ変調器を半導体光変調器で構成する場合に適する。また、各実施形態における光送信器は、ディザリングを用いて半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適に制御することを特徴とする。以下に説明する各実施形態において、図８に示した光送信器の構成要素または他の実施形態における構成要素と同じ構成要素に対しては同一の符号を付して重複する説明を省略する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。第１の実施形態の光送信器は、ＣＳ−ＲＺ変調光生成用の半導体光変調器および半導体光変調器を制御するＡＢＣ回路を有する。光送信器は、図１に示すように、半導体光変調器Ｍ、駆動アンプ３、駆動信号用バイアス電圧発生器４、第１のバイアスＴ５ａ、第２のバイアスＴ５ｂ、位相差調整用バイアス電圧発生器７、光タップ１０４、フォトデテクタ１０５およびコントローラ１０７を有する。ＡＢＣ回路は、コントローラ１０７を含み構成される。光タップ１０４、フォトデテクタ１０５は、図１では半導体変調器Ｍの外部に設置されているが、半導体変調器に内蔵されているパワモニタを活用してもよい。なお、ＡＢＣ回路は、駆動信号用バイアス電圧発生器４、第１のバイアスＴ５ａ、第２のバイアスＴ５ｂ、位相差調整用バイアス電圧発生器７を含んでもよい。コントローラ１０７は、駆動アンプ３と駆動信号用バイアス電圧発生器４と位相差調整用バイアス電圧発生器７とを制御することで、各バイアス電圧の調整を行う。
図２は、第１の実施形態の光送信器に備えられるＡＢＣ回路の光送信器立ち上げ時における動作手順を示すフローチャートである。光送信器の立ち上げ時において、コントローラ１０７は、駆動アンプ３をオフにし、駆動アンプ３の出力振幅を０に抑える（ステップＳ１０１）。これは、駆動アンプ３への供給電力を停止させることで達成できる。次に、コントローラ１０７は、駆動信号用バイアス電圧発生器４に対してコマンドを送り、駆動信号用バイアス電圧を初期値Ｖ４０に設定する（ステップＳ１０２）。ここで、初期値Ｖ４０は、ステップＳ１０３以降の各処理において、第１の駆動信号入力電極６ａに入力される変調器駆動信号の電圧（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）および第２の駆動信号入力電極６ｂに入力される変調器駆動信号の電圧（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）が、常に正の電圧または常に負の電圧となるように設定される。正の電圧と負の電圧とのいずれが選択されるかは、半導体光変調器Ｍの内部構造により一意に定まる。
次に、コントローラ１０７は、駆動アンプ３をオンにし、駆動アンプ３に±Ｖｄａｔａの駆動信号を生成させる（ステップＳ１０３）。本実施形態では、ＣＳ−ＲＺ変調光を生成するため、駆動アンプ３の出力は２値ＮＲＺ（Non Return to Zero）信号であり、半導体光変調器Ｍはヌル点にバイアスされなければならない。ヌル点に正しくバイアスされると、半導体光変調器Ｍから出力される変調光の光パワは、最大値または最小値のいずれかとなる。変調光の光パワが最大値と最小値とのいずれになるかは、前述のとおり、駆動信号のスイング率に依存する。誤動作を避けるために、ステップＳ１０３においてはＣＷ光の波長がどのような波長であってもスイング率が５０％未満となるように、駆動信号用バイアス電圧の初期値Ｖ４０の絶対値を小さく設定するか、または駆動アンプ３の利得を低減させるかのいずれかまたは両方がコントローラ１０７によって行われる。このように設定しておき、更に光送信器の立ち上げ時において半導体光変調器Ｍのから出力される変調光の光パワが最小値となるように位相差調整用バイアス電圧を選ぶことにより、半導体光変調器Ｍの変調光はヌル点に正しくバイアスされる。
次に、コントローラ１０７は、位相差調整用バイアス電圧発生器７に対してコマンドを送り、位相差調整用バイアス電圧発生器７から出力される２種類の直流の位相差調整用バイアス電圧を（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）に設定する。第１の位相差調整用バイアス電極７ａおよび第２の位相差調整用バイアス電極７ｂには各々（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）の電圧が印加される。Ｖ７０の値は固定値であるが、Ｖ７の電圧値はコントローラ１０７により掃引される（ステップＳ１０４）。このとき、半導体光変調器Ｍから出力される変調光は、光タップ１０４によりタップされ、モニタ手段としてのフォトデテクタ１０５へ入力される。フォトデテクタ１０５は、入力された変調光を電気信号に変換し、変換により得られた電気信号をコントローラ１０７へ入力する。
コントローラ１０７は、Ｖ７の掃引を行いながら、フォトデテクタ１０５から入力される電気信号が最低値を示す否かを判定する（ステップＳ１０５）。コントローラ１０７は、電気信号が最低値を示すまで処理をステップＳ１０４へ戻し、Ｖ７の掃引を継続する（ステップＳ１０５：ＮＯ）。コントローラ１０７は、電気信号が最低値を示すと（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、Ｖ７の掃引を停止させる。Ｖ７の掃引範囲は、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）が常に正の電圧または常に負の電圧となる範囲でなければならないが、正負いずれの電圧にするかは、半導体光変調器Ｍの内部構造により一意に定まる。ステップＳ１０５が終了し、Ｖ７の掃引が完了した時点で、半導体光変調器Ｍから出力される変調光はヌル点にバイアスされている。
ステップＳ１０３においてスイング率を５０％未満とする条件で駆動アンプ３をオンにしていた。しかし、光送信器の運用時においては、ＣＳ−ＲＺ変調光を生成する半導体光変調器Ｍのスイング率は、通常１００％とする。このため、コントローラ１０７は、駆動アンプ３に対してコマンドを送り、駆動アンプ３の利得を通常運用における利得に変更する（ステップＳ１０６）。
次に、コントローラ１０７は、駆動信号用バイアス電圧を初期値Ｖ４０からＶ４に変更させ、Ｖ４の電圧値を掃引する（ステップＳ１０７）。ここで、第１の駆動信号入力電極６ａおよび第２の駆動信号入力電極６ｂの特性が同一であるならば、駆動信号Ｖｄａｔａおよび−Ｖｄａｔａが共にＧＮＤレベルになった瞬間において、半導体光変調器Ｍの２つのブランチを伝播する２つのＣＷ光の位相差は、
｛ｉφ（Ｖ４）＋ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）｝−｛ｉφ（Ｖ４）＋ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７）｝
＝ｉθ（Ｖ７０＋Ｖ７）−ｉθ（Ｖ７０−Ｖ７） ・・・式７
であり、位相差はＶ４に依存しないので、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を掃引してもステップＳ１０５の終了時に達成されたヌル点へのバイアスは維持され続ける。一方、駆動信号Ｖｄａｔａの振幅が一定であっても、前述のとおり、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の絶対値を増加させればスイング率は増加してゆく。
コントローラ１０７は、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の掃引を行いながら、フォトデテクタ１０５から出力される電気信号が最大値を示すか否か、すなわち変調光の光パワが最大になったか否かを判定する（ステップＳ１０８）。コントローラ１０７は、光パワが最大になるまで処理をステップＳ１０７へ戻し、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の掃引を継続する（ステップＳ１０８：ＮＯ）。コントローラ１０７は、光パワが最大になると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の掃引を停止させる。ここで注意すべきことは、駆動信号が２値のＮＲＺ信号であり、かつ変調光がヌル点にバイアスされている場合、スイング率の増加に伴い変調光の光パワは増大してゆくが、ＭＺ干渉計の周期性により、スイング率が１００％を超えると変調光の光パワは増加から減少に転じるということである。したがって、ステップＳ１０８が終了した時点で、半導体光変調器Ｍはスイング率１００％、または駆動アンプ３で達成可能な最大のスイング率に設定されることになる。ここで、コントローラ１０７は、立ち上げ処理を終了させ、通常の運用に移行する。
通常の運用期間中においても、経時変化によりバイアスドリフトが発生しうる。このため、コントローラ１０７は、Ｖ７を調整する処理（ステップＳ１１０）と、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を調整する処理（ステップＳ１１１）とをサイクリックに繰り返し行う。このとき、コントローラ１０７は、Ｖ７を最適に保つようにＶ７の調整を指示するコマンドを位相差調整用バイアス電圧発生器７に対して送る動作と、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を最適に保つように駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の調整を指示するコマンドを駆動信号用バイアス電圧発生器４に対して送る動作とを交互にかつ周期的に行う。ここで注意すべきことは、スイング率はステップＳ１０８が終了した時点で５０％を上回っているため、ステップＳ１１０における通常の運用期間中におけるＶ７の調整は、変調光の光パワを最小ではなく最大となるようにＶ７を微調整する処理となる。一方、ステップＳ１１１における通常の運用期間中における駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の調整は、ステップＳ１０７における処理と同様に、変調光の光パワを最大とする処理でよい。
ここでＶ７０を設定するうえでの注意について述べる。前述のとおり、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）が、常に正の電圧または常に負の電圧となるようにＶ７０およびＶ７を設定する必要がある。位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）として、正の電圧と負の電圧とのいずれが選択されるかは、半導体光変調器Ｍの内部構造により一意に定まる。Ｖ７の最適値は半導体光変調器Ｍの経時変化またはＣＷ光源の波長変更により変動する。ここでＶ７０の初期値の絶対値を大きく設定しておけば、Ｖ７の掃引範囲を広くとることが可能となる。ところが、Ｖ７０の絶対値が大きくなると、半導体光変調器Ｍの光損失が増大する。このため、Ｖ７の最適値を用いた半導体光変調器Ｍのエンドオブライフ（耐用期間の末期）に至るまでの経時変化や、ＣＷ光源の波長変更に伴うＶ７の最適値の変化を考慮してもなお（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）が常に正の電圧または負の電圧になるという条件のもとで、Ｖ７０の絶対値を可能な限り小さくしておくことが望ましい。
第１の実施形態のバリエーションとして、第１の位相差調整用バイアス電極７ａまたは第２の位相差調整用バイアス電極７ｂのどちらかの電位をＧＮＤに落として装置構成を簡略化することもできる。ただし、この構成をとる場合、光位相をプッシュプルで制御することができないため、必要とされるＶ７の掃引範囲が略二倍となり、Ｖ７０の絶対値を大きくとっておかねばならない。
以上説明したように、第１の実施形態における光送信器によれば、光送信器の立ち上げ時ないしバイアスドリフト発生時に、半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値に制御することが可能となる。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態における光送信器では、第１の実施形態の光送信器と同様に変調光の光パワが最大または最小となる状態に各種バイアス電圧を制御するが、精度を高めるためにディザリングを用いる。図３は、第２の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。第２の実施形態の光送信器は、図３に示すように、半導体光変調器Ｍ、駆動アンプ３、駆動信号用バイアス電圧発生器４、第１のバイアスＴ５ａ、第２のバイアスＴ５ｂ、位相差調整用バイアス電圧発生器７、ディザリング手段１００、第１のディザリング印加手段１０１、第２のディザリング印加手段１０２、第３のディザリング印加手段１０３、光タップ１０４、フォトデテクタ１０５、同期検波回路１０６およびコントローラ１０７を有する。ＡＢＣ回路は、駆動信号用バイアス電圧発生器４、ディザリング手段１００、第１のディザリング印加手段１０１、第２のディザリング印加手段１０２、第３のディザリング印加手段１０３、同期検波回路１０６およびコントローラ１０７を含み構成される。光タップ１０４、フォトデテクタ１０５は、図３では半導体変調器Ｍの外部に設置されているが、半導体変調器に内蔵されているパワモニタを活用してもよい。なお、ＡＢＣ回路は、第１のバイアスＴ５ａ、第２のバイアスＴ５ｂ、位相差調整用バイアス電圧発生器７を含んでもよい。また、第１のディザリング印加手段１０１、第２のディザリング印加手段１０２、第３のディザリング印加手段１０３は、例えばバイアスティ（Bias tee）を用いて実現される。また、ディザリング手段１００は、例えば所定の角振動数を有するディザ信号を出力できる発振器を用いて実現される。
第２の実施形態における光送信器でも、第１の実施形態と同様に、位相差調整用バイアス電圧発生器７から出力される２種類の位相差調整用バイアス電圧を（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）に設定し、Ｖ７の最適値を求めるが、この処理においてコントローラ１０７は、ディザリング手段１００にコマンドを送り、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）に対してディザリングを行う。このディザリングは、第２のディザリング印加手段１０２を介して位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）に対して周波数ｆｄｉｔｈｅｒ、振れ幅±Ｖｄｉｔｈｅｒのディザ信号を重畳し、第３のディザリング印加手段１０３を介して位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０−Ｖ７）に対して同様のディザ信号を重畳することにより行われる。
ただし、第２のディザリング印加手段１０２が重畳させるディザ信号と、第３のディザリング印加手段１０３が重畳させるディザ信号とは、周波数が同一であるが、値が正負逆（位相差が１８０度）であるように設定される。また、ＣＳ−ＲＺ変調光の品質に影響を与えぬように、ディザ信号の振幅２ＶｄｉｔｈｅｒはＶｄａｔａの振幅より十分小さくし、かつディザ信号の周波数ｆｄｉｔｈｅｒはデータ信号のシンボルレートより十分小さくする。また、第１の位相差調整用バイアス電極７ａに印加される電圧（Ｖ７０＋Ｖ７±Ｖｄｉｔｈｅｒ）と、第２の位相差調整用バイアス電極７ｂに印加される電圧（Ｖ７０−Ｖ７±Ｖｄｉｔｈｅｒ）とが、符号の正負によらず、常に正の電圧または常に負の電圧となるようにＶｄｉｔｈｅｒを設定する。なお、正の電圧と負の電圧とのいずれを選択するかは、半導体光変調器Ｍの内部構造により一意に定まる。
半導体光変調器Ｍから出力される変調光は、光タップ１０４でタップされ、フォトデテクタ１０５に入力される。フォトデテクタ１０５は、入力された変調光を電気信号に変換し、得られた電気信号を同期検波回路１０６へ出力する。同期検波回路１０６は、フォトデテクタ１０５で得られた電気信号から、前述のｆｄｉｔｈｅｒの成分を同期検波する。同期検波にあたっては、同期検波回路１０６は、ディザリング手段１００から出力されるディザ信号をリファレンスクロックとして用いる。同期検波回路１０６は、同期検波結果をコントローラ１０７へ出力する。コントローラ１０７は、同期検波結果が０（ゼロ）となるよう、かつ光送信器の立ち上げ処理期間中には変調光の光パワが最小となり、通常運用期間中には変調光の光パワが最大となるようなＶ７を出力するように、位相差調整用バイアス電圧発生器７にフィードバックをかける。
同期検波結果は、変調光の光パワが最大のときにも最小のときにも０となる。どちらであるかを判別するには、同期検波結果が０の近傍であるときに、Ｖ７の微小な増加に対して同期検波結果が増加するか、または減少するか（以下、“Ｖ７に対する同期検波結果の傾斜の正負”と表現する）によって判断することができる。光パワの最大・最小と、Ｖ７に対する同期検波結果の傾斜の正負との対応関係は、第１の位相差調整用バイアス電極７ａおよび第２の位相差調整用バイアス電極７ｂの電極構造や、フォトデテクタ１０５の極性など、回路構成によって反転しうるので、立ち上げ動作期間中と通常運用期間中とのそれぞれにおいて、どちらの傾斜を用いるかを初期設定で定義しておく。
なお、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４および位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）、（Ｖ７０−Ｖ７）の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が正であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのか、或いは駆動信号用バイアス電圧Ｖ４および位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）、（Ｖ７０−Ｖ７）の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が負であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのかのいずれの動作を実行するかを切り替えるスイッチを設けてもよい。スイッチを設けた場合、コントローラ１０７は、スイッチで選択されている動作を実行する。
本実施形態でも第１の実施形態と同様に駆動信号用バイアス電圧発生器４が出力する駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の最適値を求める。この処理においてコントローラ１０７は、ディザリング手段１００にコマンドを送り、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４に重畳させるディザ信号を出力させる。ディザリング手段１００から出力されるディザ信号は、第１のディザリング印加手段１０１により、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４に重畳される。このディザ信号の周波数はｆｄｉｔｈｅｒであり、ディザ信号の振れ幅は±Ｖｄｉｔｈｅｒである。なお、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４に重畳させるディザ信号の周波数は、位相差調整用バイアス電圧に重畳させるディザ信号の周波数と同じ周波数としてもよいし、異なる周波数としてもよい。また、第１の駆動信号入力電極６ａにかかる電圧（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４±Ｖｄｉｔｈｅｒ）および第２の駆動信号入力電極６ｂにかかる電圧（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４±Ｖｄｉｔｈｅｒ）は、Ｖｄｉｔｈｅｒの符号の正負によらず、常に正の電圧または常に負の電圧となるようにＶｄｉｔｈｅｒを設定する。正の電圧と負の電圧とのいずれを選択するかは、半導体光変調器Ｍの内部構造により一意に定まる。コントローラ１０７は、同期検波結果が０（ゼロ）で、かつ変調光の光パワが最大となるような駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を出力するように、駆動信号用バイアス電圧発生器４にフィードバックをかける。ここでも、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４に対する同期検波結果の傾斜の正負のいずれを選ぶかは、立ち上げ動作に先立ち、初期設定として定めておく。
以上説明したように、第２の実施形態における光送信器によれば、光送信器の立ち上げ時ないしバイアスドリフト発生時に、ディザリングを用いることにより、半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値にする制御の精度を向上させることが可能となる。
＜第１、２の実施形態のバリエーション＞
第１および第２の実施形態では、ＣＳ−ＲＺ変調光生成用の半導体光変調器を念頭におき、１台のＭＺ型干渉計を含む半導体光変調器を、スイング率１００％で駆動する構成例を示した。ここでスイング率を５０％（駆動振幅が版波長電圧Ｖπに等しい）とすれば、ＮＲＺ変調信号を生成することができる。ただしこの場合、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７）および（Ｖ７０−Ｖ７）はヌル点ではなく、ヌル点と最大発光の中間に変更する必要がある。この結果、変調光の光パワは最大値の半分となり、また同期検波結果は０ではなく、最大または最小となる。最大となるか最小となるかは同期検波回路の基準クロックの位相で決まるため、回路実装により異なる。コントローラ１０７は、同期検波結果の絶対値が最大となるようなＶ７を出力するように、位相差調整用バイアス電圧発生器７にフィードバックをかければよい。また、Ｖ７を掃引して位相差調整用バイアス電圧を調整する際における掃引を停止させる条件として、同期検波結果が０である場合と、同期検波結果が最大または最小である場合とのいずれを用いるかを切り替えるスイッチをコントローラ１０７に備えてもよい。
＜第３の実施形態＞
第１および第２の実施形態では、ＣＳ−ＲＺ変調光生成用の半導体光変調器を念頭におき、１台のＭＺ型干渉計を含む半導体光変調器を、スイング率１００％で駆動する構成例を示した。これに対し、第３の実施形態ではＱＡＭ光信号生成用のＩＱ変調器を半導体光変調器で構成した光送信器においてＡＢＣを可能とする構成を示す。
ＱＡＭ光信号生成用のＩＱ変調器は、幾つかの点でＣＳ−ＲＺ変調光生成用の光変調器と異なる。まず、ＱＡＭ光信号生成用のＩＱ変調器では、１台のＭＺ型干渉計（以下、ペアレントＭＺＩという。）の２つのブランチの各々に、Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ用とＱｕａｄｒａｔｕｒｅ−Ｐｈａｓｅ用とのＭＺ型干渉計（以下、チャイルドＭＺＩという。）が含まれる。これら２つのチャイルドＭＺＩの各々に駆動アンプが必要となる。また、これら２つのチャイルドＭＺＩから出力される変調光をヌル点にバイアスせねばならない。また、ペアレントＭＺＩにおいて、各チャイルドＭＺＩから出力される変調光の位相差を±π／２に設定せねばならず、ここにも位相差調整用バイアス電圧が必要となる。その結果として、ペアレントＭＺＩには、２種類の駆動信号用バイアス電圧と３種類の位相差調整用バイアス電圧が必要となる。また、高次の多値数のＱＡＭ光信号生成用のＩＱ変調器では、光変調器の非線形性を抑えるため、スイング率を１００％ではなく４０％程度に抑えることが多い。以下、Ｉｎ−ＰｈａｓｅをＩ−Ｐｈａｓｅという。またＱｕａｄｒａｔｕｒｅ−ＰｈａｓｅをＱ−Ｐｈａｓｅという。
図４は、第３の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。第３の実施形態の光送信器は、ペアレントＭＺＩとしての半導体光変調器Ｍａ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂ、駆動信号用バイアス電圧発生器４、第１のバイアスＴ５ａ、第２のバイアスＴ５ｂ、第３のバイアスＴ５ｃ、第４のバイアスＴ５ｄ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａｂ、光タップ１０４、フォトデテクタ１０５、同期検波回路１０６、コントローラ１０７、ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧発生器１０８、ディザリング手段１００、第１のディザリング印加手段２０３、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ａ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ａ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ｂおよびＱ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ｂを有する。
半導体光変調器Ｍａは、光分岐手段２００と、光合波手段２０１と、チャイルドＭＺＩとしてのＩ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ａおよびＱ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ｂとを有する。また、半導体光変調器Ｍａは、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第１の駆動信号入力電極６ａ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第２の駆動信号入力電極６ｂ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第１の位相差調整用バイアス電極７ａ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第２の位相差調整用バイアス電極７ｂ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第１の駆動信号入力電極６ｃ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第２の駆動信号入力電極６ｄ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第１の位相差調整用バイアス電極７ｃ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第２の位相差調整用バイアス電極７ｄおよびペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電極８を有する。光分岐手段２００と光合波手段２０１とには、例えば偏波保持光カプラなどを用いてもよい。
第３の実施形態における光送信器に備えられるＡＢＣ回路は、ディザリング手段１００、同期検波回路１０６、第１のディザリング印加手段２０３、第２のディザリング印加手段１０２ａ、１０２ｂ、第３のディザリング印加手段１０３ａ、１０３ｂおよびコントローラ１０７を含み構成される。光タップ１０４、フォトデテクタ１０５は、図４では半導体変調器Ｍａの外部に設置されているが、半導体変調器に内蔵されているパワモニタがある場合はそれに代えてもよい。なお、ＡＢＣ回路は、駆動信号用バイアス電圧発生器４、第１〜第４のバイアスＴ５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄ、位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａ、７ａｂを含んでもよい。
光送信器に入力されるＣＷ光は、半導体光変調器Ｍａへ入力される。半導体光変調器Ｍａの内部において、光分岐手段２００により第１および第２のＣＷ光の２つに分岐される。第１のＣＷ光はＩ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ａに入力される。第２のＣＷ光はＱ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ｂに入力される。ＭＺ型干渉計２ａから出力される変調光は、ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電極８を介して印加されるペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧Ｖ１０８によって±π／２の光位相差を加えられる。±π／２の光位相差を加えられた変調光は、光合波手段２０１により、ＭＺ型干渉計２ｂから出力される変調光と合波される。ＭＺ型干渉計２ａから出力され±π／２の光位相差を加えられた変調光と、ＭＺ型干渉計２ｂから出力される変調光とを合波して得られたＱＡＭ光信号は、半導体光変調器Ｍａから出力される。
光送信器において、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａは、入力されるデータ信号ａを増幅して、差動出力することにより駆動信号Ｖｄａｔａ＿ａおよび−Ｖｄａｔａ＿ａを生成する。駆動信号Ｖｄａｔａ＿ａおよび−Ｖｄａｔａ＿ａは、第１のバイアスＴ５ａおよび第２のバイアスＴ５ｂにおいて駆動信号用バイアス電圧Ｖ４が重畳され、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第１の駆動信号入力電極６ａおよびＩ−Ｐｈａｓｅ用の第２の駆動信号入力電極６ｂを介して、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ａに印加される。
Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂは、入力されるデータ信号ｂを増幅して、差動出力することにより駆動信号Ｖｄａｔａ＿ｂおよび−Ｖｄａｔａ＿ｂを生成する。駆動信号Ｖｄａｔａ＿ｂおよび−Ｖｄａｔａ＿ｂは、第３のバイアスＴ５ｃおよび第４のバイアスＴ５ｄにおいて駆動信号用バイアス電圧Ｖ４が重畳され、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第１の駆動信号入力電極６ｃおよびＱ−Ｐｈａｓｅ用の第２の駆動信号入力電極６ｄを介して、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ｂに印加される。
駆動信号±Ｖｄａｔａ＿ａおよび±Ｖｄａｔａ＿ｂがｎ値を有するＲＦの強度変調信号であるとき、半導体光変調器Ｍａから出力される変調光はｎ２値のＱＡＭ光信号となる。なお、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４には、ディザリング手段１００および第１のディザリング印加手段２０３によってディザ信号を印加することができる。
図５は、第３の実施形態の光送信器に備えられるＡＢＣ回路の光送信器立ち上げ時における動作手順を示すフローチャートである。光送信器の立ち上げ時において、コントローラ１０７は、最初にＩ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａとＱ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂとをオフにし、出力される駆動信号の振幅を０に抑える（ステップＳ２０１）。これは、駆動アンプ３ａ、３ｂへの供給電力を停止させることにより達成できる。次に、コントローラ１０７は、駆動信号用バイアス電圧発生器４にコマンドを送り、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動信号用バイアス電圧とＱ−Ｐｈａｓｅ用の駆動信号用バイアス電圧とを全て初期値Ｖ４０に設定する（ステップＳ２０２）。初期値Ｖ４０の条件は、第１および第２の実施形態と同様である。
次に、コントローラ１０７は、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａとＱ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂとをオンにし、駆動信号±Ｖｄａｔａ＿ａおよび±Ｖｄａｔａ＿ｂを生成させる（ステップＳ２０３）。ここで、コントローラ１０７は、ＣＷ光の波長がどのような波長であってもスイング率が４０％以下となるように、駆動信号用バイアス電圧の初期値Ｖ４０の絶対値と、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａおよびＱ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂの利得とを設定する。第３の実施形態の光送信器では、多値ＱＡＭを念頭におき、通常運用時においてもスイング率を４０％以下にするため、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａとＱ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂとの利得は、立ち上げ時と通常運用時とにおいて同一の利得としてよい。
次に、コントローラ１０７は、非特許文献２に記載の技術である非対称バイアスディザリングを用いて、３種類の位相差調整用バイアス電圧を最適値に調整する（ステップＳ２０４）。具体的には、コントローラ１０７は、まずディザリング手段１００にコマンドを送り、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａから出力される２種類の電圧（Ｖ７０＋Ｖ７ａａ）および（Ｖ７０−Ｖ７ａａ）に対し、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ａおよびＩ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ａを介して、周波数ｆｄｉｔｈｅｒおよび振れ幅±Ｖｄｉｔｈｅｒのディザ信号を重畳するディザリングを加える。ここで、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ａによって重畳されるディザ信号と、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ａによって重畳されるディザ信号とは、周波数が同一であるが、正負は逆であるように設定される。同期検波回路１０６は、フォトデテクタ１０５で得られる電気信号から、前述の周波数ｆｄｉｔｈｅｒの整数倍の成分を同期検波する。同期検波回路１０６は、同期検波を行う際、ディザリング手段１００から周波数ｆｄｉｔｈｅｒのリファレンスクロックを取得する。同期検波回路１０６は、同期検波結果をコントローラ１０７へ出力する。コントローラ１０７は、同期検波結果が０となるよう、かつ変調光の光パワが最小となるようなＶ７ａａを出力するようにＩ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａにフィードバックをかける。例えば、コントローラ１０７は、位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａにＶ７ａａを掃引させ、同期検波結果と、Ｖ７ａａの微小変化に対する同期検波結果の傾斜とに基づいた判定により掃引を停止させることによって、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７ａａ）および（Ｖ７０−Ｖ７ａａ）を最適値に調整する。
次に、コントローラ１０７は、ディザリング手段１００にコマンドを送り、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａｂから出力される２種類の電圧（Ｖ７０＋Ｖ７ａｂ）および（Ｖ７０−Ｖ７ａｂ）に対し、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ｂおよびＱ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ｂを介して、周波数ｆｄｉｔｈｅｒおよび振れ幅±Ｖｄｉｔｈｅｒのディザ信号を重畳するディザリングを加える。ここで、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ｂによって重畳されるディザ信号と、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ｂによって重畳されるディザ信号とは、周波数が同一であるが、正負は逆であるように設定される。同期検波回路１０６は、フォトデテクタ１０５で得られる電気信号から、前述の周波数ｆｄｉｔｈｅｒの整数倍の成分を同期検波する。同期検波回路１０６は、同期検波を行う際、ディザリング手段１００から周波数ｆｄｉｔｈｅｒのリファレンスクロックを取得する。同期検波回路１０６は、同期検波結果をコントローラ１０７へ出力する。コントローラ１０７は、同期検波結果が０となるよう、かつ／また変調光の光パワが最小となるようなＶ７ａｂを出力するようにＱ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａｂにフィードバックをかける。例えば、コントローラ１０７は、位相差調整用バイアス電圧発生器７ａｂにＶ７ａｂを掃引させ、同期検波結果と、Ｖ７ａａの微小変化に対する同期検波結果の傾斜とによって、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０＋Ｖ７ａｂ）および（Ｖ７０−Ｖ７ａｂ）を最適値に調整する。
次に、コントローラ１０７は、ディザリング手段１００にコマンドを送り、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａおよびＱ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａｂから出力される４種類の電圧（Ｖ７０±Ｖ７ａａ）および（Ｖ７０±Ｖ７ａｂ）に対し、ディザリングを加える。このディザリングは、前述と同様に、第２のディザリング印加手段１０２ａ、１０２ｂと、第３のディザリング印加手段１０３ａ、１０３ｂとを介して行われる。また、重畳されるディザ信号は、周波数ｆｄｉｔｈｅｒおよび振れ幅±Ｖｄｉｔｈｅｒを有する信号である。また、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ａによって重畳されるディザ信号とＩ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ａによって重畳されるディザ信号とは、周波数が同一であるが、正負が逆であるように設定される。また、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ｂによって重畳されるディザ信号とＱ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ｂによって重畳されるディザ信号とは、周波数が同一であるが、正負が逆であるように設定される。更に、Ｉ−Ｐｈａｓｅ側のディザ信号とＱ−Ｐｈａｓｅ側のディザ信号とは、位相が直交するように、例えばｃｏｓ（±２πｆｄ×ｔ）とｓｉｎ（±２πｆｄ×ｔ）とのように設定される。
同期検波回路１０６は、フォトデテクタ１０５で得られる電気信号から、前述の周波数ｆｄｉｔｈｅｒの偶数倍の成分を同期検波する。同期検波回路１０６は、同期検波を行う際、ディザリング手段１００から周波数ｆｄｉｔｈｅｒのリファレンスクロックを取得する。同期検波回路１０６は、同期検波結果をコントローラ１０７へ出力する。コントローラ１０７は、ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧発生器１０８にコマンドを送り、同期検波結果が０に近づくように、ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧Ｖ１０８を変更する。ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧Ｖ１０８は、ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電極８に印加されることにより、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ａから出力される変調光の光位相を変化させる。すなわち、ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧Ｖ１０８は、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ａから出力される変調光と、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用のＭＺ型干渉計２ｂから出力される変調光との間の光位相差を変化させる。同期検波回路１０６による同期検波結果が０（ゼロ）となったときに、光位相差は最適値±π／２となる（非特許文献２参照）。例えば、コントローラ１０７は、位相差調整用バイアス電圧発生器１０８に位相差調整用バイアス電圧Ｖ１０８を掃引させ、同期検波結果と、Ｖ１０８の微小変化に対する同期検波結果の傾斜とに基づいて掃引を停止させることによって、位相差調整用バイアス電圧Ｖ１０８を最適値に調整する。
以上のようにして、コントローラ１０７は、３種類の位相差調整用バイアス電圧を最適値に調整する。次に、コントローラ１０７は、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａとＱ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂとから出力される駆動信号に印加する駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を調整する（ステップＳ２０５、ステップＳ２０６）。ステップＳ２０５における動作は図２におけるステップＳ１０７と同様の動作であり、ステップＳ２０６における動作は図２におけるステップＳ１０８と同様の動作であるが、ステップＳ２０６において変調光の光パワの変動をモニタするために、コントローラ１０７はディザリング手段１００にコマンドを送り、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４に第１のディザリング印加手段２０３によって周波数ｆｄｉｔｈｅｒのディザ信号を印加する。同期検波回路１０６は、フォトデテクタ１０５で得られる電気信号から、前述の周波数ｆｄｉｔｈｅｒの整数倍の成分を同期検波する。同期検波回路１０６は、同期検波を行う際、ディザリング手段１００から周波数ｆｄｉｔｈｅｒのリファレンスクロックを取得する。同期検波回路１０６は、同期検波結果をコントローラ１０７へ出力する。コントローラ１０７は、同期検波結果から、変調光の光パワが増加しているか否かを判定する。駆動アンプ３ａ、３ｂの利得は、ステップＳ２０３において制限されているので、スイング率が４０％を超えることはないが、ステップＳ２０６の終了時において駆動アンプ３ａ、３ｂの利得で可能な最大のスイング率に設定される。ここで、立ち上げ時の処理は終了し、通常運用時における処理に移行する（ステップＳ２０７）。コントローラ１０７は、３種類の位相差調整用バイアス電圧を前述の非対称バイアスディザリングで最適値に保つ処理（ステップＳ２０８）と、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を調整する処理（ステップＳ２０９）とをサイクリックに繰り返し行う。このとき、コントローラ１０７は、Ｖ７ａａ、Ｖ７ａｂ、Ｖ１０８それぞれを最適に保つように調整を指示するコマンドを位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａ、７ａｂとペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧発生器１０８とに送る動作と、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を最適に保つように調整を指示するコマンドを駆動信号用バイアス電圧発生器４に対して送る動作とを交互にかつ周期的に行う。
以上説明したように、第３の実施形態における光送信器によれば、光送信器の立ち上げ時ないしバイアスドリフト発生時に、ＱＡＭ光信号生成用の半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値に制御することが可能となる。
＜第４の実施形態＞
多値ＱＡＭ光信号の生成時において注意せねばならないのは、駆動アンプ３ａおよび駆動アンプ３ｂから出力される駆動信号が単純な２値ＮＲＺ信号とは限らないため、光パワとスイング量との相対関係が自明ではないということである。第１および第２の実施形態の光送信器では、駆動信号が２値ＮＲＺ信号であるため、図２の動作手順におけるステップＳ１０７からステップＳ１０８までの動作を繰り返して駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を調整することによりフルスイングを実現できる。しかし、４値より多値数の大きなＱＡＭ信号、或いはナイキストフィルタと組み合わせたＱＡＭ信号を駆動信号に用いる場合においては、駆動アンプ３ａおよび駆動アンプ３ｂの出力が２値より大きな多値数を有したり、周期的なオーバーシュートが生じたりするなど、駆動信号の波形が複雑な波形となる。
第３の実施形態の光送信器では、図５に示した動作手順のステップＳ２０３の動作により、駆動電圧と半導体光変調器Ｍａの出力光との非線形性が見えない程度にスイング量を制限していた。しかし、スイング量を所望の値に固定し、かつエンドオブライフでの運用における半導体光変調器Ｍａの経時変化や、キャリア波長変更時における半導体光変調器Ｍａの光学特性の変化が生じた際にもスイング量を一定に保ち続けたい場合には、新たな手順が必要となる。第４の実施形態では、多値ＱＡＭ光信号生成用のＩＱ変調器を半導体光変調器で構成した光送信器において、スイング量を常に一定に保つ条件下でのＡＢＣを可能とする構成を示す。
図６は、第４の実施形態における光送信器の構成例を示す図である。第４の実施形態における光送信器は、図６に示すように、半導体光変調器Ｍａ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ａ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の駆動アンプ３ｂ、駆動信号用バイアス電圧発生器４、第１のバイアスＴ５ａ、第２のバイアスＴ５ｂ、第３のバイアスＴ５ｃ、第４のバイアスＴ５ｄ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａａ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の位相差調整用バイアス電圧発生器７ａｂ、光タップ１０４、フォトデテクタ１０５、同期検波回路１０６、コントローラ１０７、ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧発生器１０８、ディザリング手段１００、第１のディザリング印加手段２０３、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ａ、Ｉ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ａ、Ｑ−Ｐｈａｓｅ用の第２のディザリング印加手段１０２ｂおよびＱ−Ｐｈａｓｅ用の第３のディザリング印加手段１０３ｂを有する。なお、第４の実施形態の光送信器における構成要素のうち、第３の実施形態の光送信器における構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。第４の実施形態における光送信器は、コントローラ１０７が、フォトデテクタ１０５の出力を同期検波回路１０６を経由せずに直接モニタできる構成となっている点が、第３の実施形態における光送信器と相違している。また、第４の実施形態におけるコントローラ１０７は、後述するように、第３の実施形態におけるコントローラ１０７とやや異なる機能を有する。
図７は、第４の実施形態の光送信器に備えられるＡＢＣ回路の光送信器立ち上げ時における動作手順を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３０１からステップＳ３０４までの動作は、第３の実施形態の図５において示したステップＳ２０１からステップＳ２０４までの動作と同じである。
ここで、ステップＳ２０４の動作が終了した後に、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を変化させたときに変調光の光パワがどのように変化するかを考える。ステップＳ２０４終了時に、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４以外のバイアスは最適値に保たれており、半導体光変調器Ｍａの出力光は理想的なコンスタレーションを作る。半導体光変調器Ｍａの光導波路構造が完全に対称的であれば第１〜第４の駆動信号入力電極６ａ〜６ｄが光導波路に与える光位相の遅延は同量であるから、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を変化させても、半導体光変調器Ｍａの出力光は理想的なコンスタレーションを維持する。しかし、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の変化により半波長電圧Ｖπが小さくなるためスイング量は増加し始める。これに伴い変調光のパワは増加し始める。
スイング量が１００％より大きくなり、かつ量子閉じ込めシュタルク効果などの非線形光学効果が生じ始めると逆に光パワは減少し始める。ただし、多値ＱＡＭやナイキストフィルタ使用時においては、スイング量１００％で光パワが最大になるとは限らず、１００％より大きなスイング量で光パワが最大となることがありえる。スイング量が０から１００％未満の領域であれば、半導体光変調器Ｍａの出力光の光パワは、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４の絶対値の増加に伴い単調増加するものと見なせる。したがって、ＣＷ光のパワが一定であり、かつステップＳ２０４終了後であるならば、スイング量と変調光の光パワには１対１対応の関係がつく。対応関係は生成しようとする信号フォーマットのパラメータ（多値数やナイキストフィルタのロールオフ係数など）に依存する。スイング量はＶπに依存し、Ｖπは波長に依存するため、スイング量は波長に依存するが、スイング量と変調光の光パワとの対応関係は波長には依存しない。
第４の実施形態ではＣＷ光の光パワは一定であるものとし、コントローラ１０７は、信号フォーマットおよび目標とするスイング量において得られるであろう光パワを予め目標値として記憶している。図７に示すステップＳ３０５〜ステップＳ３０６において、モニタされた光パワが前述の目標値に達するまで、コントローラ１０７は、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を増加させる掃引を駆動信号用バイアス電圧発生器４に行わせる。なお、コントローラ１０７は、ＣＷ光の波長および信号フォーマットの組み合わせと、光パワの目標値との対応関係を記憶したデータテーブルを備えてもよい。コントローラ１０７がデータテーブルを備える場合、コントローラ１０７は、ＣＷ光の波長と信号フォーマットとの組み合わせに対応する光パワの目標値をデータテーブルから読み出し、読み出した目標値を用いてステップＳ３０６の動作を行う。また、コントローラ１０７は、対応関係を記憶しデータテーブルを備えることに代えて、対応関係を表す近似式を記憶しておき、近似式を用いて目標値を算出してもよい。
ステップＳ３０７〜ステップＳ３０８の動作は、第３の実施形態における図５のステップＳ２０７〜ステップＳ２０８の動作と同様である。ステップＳ３０９において、モニタされた光パワが前述の目標値と有意に異なる値となった場合、コントローラ１０７は、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を修正する。すなわち、コントローラ１０７は、光パワが目標値を下回る場合はＶ４の絶対値を増加させ、下回る場合はＶ４の絶対値を減少させる微調整を駆動信号用バイアス電圧発生器４に行わせる。
以上の説明した動作手順では、ステップＳ３０５〜ステップＳ３０６、ステップＳ３０９にて駆動信号用バイアス電圧Ｖ４にはディザリングをかけてはおらず、同期検波回路１０６も使用されてはいない。しかし、補助的に駆動信号用バイアス電圧Ｖ４にディザリングをかけ、コントローラ１０７は同期検波結果を参照することもできる。目標のスイング量においては、一般に光パワは極値とならないため、目標とするスイング量において同期検波結果は０にはならない。このため、ステップＳ３０５〜ステップＳ３０６、ステップＳ３０９においてのみ、同期検波結果に予めコントローラ１０７に記録されたオフセット値を加え、同期検波結果とオフセット値との和が０となるように駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を制御してもよい。
なお、ステップＳ３０６およびステップＳ３０９において用いる目標値は、目標値を含む数値範囲として定められていてもよい。この場合、コントローラ１０７は、定められた数値範囲に光パワが含まれるときに、光パワが目標値に略一致したとみなし、駆動信号用バイアス電圧Ｖ４が最適になったと判定してもよい。目標値を含む数値範囲は、例えば、フォトデテクタ１０５の精度や、同期検波回路１０６の精度などに基づいて定められる。
第３の実施形態および第４の実施形態では、フォトデテクタ１０５が理想的に機能するものとして説明を行った。しかし図４や図６に示すような複雑な構成の半導体光変調器では、フォトデテクタ１０５が誤差を生じることがある。以下、この誤差について説明する。ＭＺ型干渉計はバイアス電圧に対して周期性をもつため、第１の位相差調整用バイアス電極ないし第２の位相差調整用バイアス電極７ａ〜７ｄに印加するバイアス電圧のどれかを単調に増加させてゆくと、半導体光変調器からの出力光の光パワが周期的な増減を行う。これに合わせてフォトデテクタ１０５の出力も増減をするが、出力光の光パワの極値をとるバイアス電圧とフォトデテクタ１０５の出力が極値をとるバイアス電圧とが僅かに異なる場合がある。この誤差が無視できないほどに大きい場合は、ステップＳ３０４やステプＳ３０８にて同期検波結果が０となるように制御を行うと、最適ではないバイアス電圧に収束してしまう。これを防ぐためには、ステップＳ３０４やステップ３０８において、予めコントローラ１０７に記録された誤差補正用オフセット値を同期検波結果に加えたうえで、誤差補正用オフセット値と同期検波結果との和が０となるように各バイアス電圧を制御してもよい。誤差補正用オフセット値は、コントローラ１０７または外部からの設定によって、０を含む正負の範囲の値に変更可能としてもよい。
また、第３の実施形態におけるステップＳ２０４と、第４の実施形態におけるステップＳ３０４とにおける位相差調整用バイアス電圧の調整における掃引の停止を決定する条件に、同期検波結果または同期検波結果に誤差補正用オフセット値を加えた値と、変調光の光パワとの両方を用いる場合について説明した。しかし、掃引の停止を決定する条件に、同期検波結果と変調光の光パワとのいずれか一方のみを用いるようにしてもよい。また、掃引の停止を決定する条件にいずれを用いるかを選択するスイッチをコントローラ１０７に設けてもよい。
なお、第１から第４の実施形態では、ＣＳ−ＲＺ変調光信号またはＱＡＭ光信号の生成を念頭におき、ＭＺ型干渉計をヌル点にバイアスする構成を示した。しかし、ＮＲＺ（Non Return to Zero）のような変調フォーマットではヌル点ではなく、ヌル点と最大発光点との中間にバイアスする必要がある。このような場合は、変調光の光パワが最大値の半分となるようにＶ７を調整すればよい。このとき、コントローラ１０７は、同期検波結果が０（ゼロ）ではなく、最大値となるようなＶ７を出力するように位相差調整用バイアス電圧発生器７、７ａａ、７ａｂにフィードバックをかける。これにより、ＮＲＺ変調が用いられる場合においても、半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値に制御することが可能となる。
また、第１から第４の実施形態では、第１の駆動信号入力電極６ａと第２の駆動信号入力電極６ｂとの特性が同一であると仮定し、電圧に対する２つのブランチでの光位相の変化がともにｉφ（ｖ）という関数で表せるとして説明した。しかし、現実の半導体光変調器では回路の不完全性により、ＭＺ型干渉計の各ブランチに生じる光位相の変化にばらつきが生じることがありえる。このばらつきをｉφ（ｖ）およびｉφ’（ｖ）で表す。このとき、ｉφ（Ｖ４）≠ｉφ’（Ｖ４）であるため式１のような単純な式が得られず、位相差調整用バイアス電圧（Ｖ７０±Ｖ７）を最適に調整しても、その後で行う駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を調整する過程で光位相差に誤差が生じ、位相差調整用バイアスが最適値でなくなってしまうことがある。これを避けるためには、駆動信号用バイアス電圧発生器４をＭＺ型干渉計のブランチごとに用意して、それぞれ駆動信号用バイアス電圧Ｖ４およびＶ’４を発生させ、Ｖｄａｔａ＝０においては各ブランチに等しい位相変化ｉφ（Ｖ４）＝ｉφ’（Ｖ’４）が生じるように、正相用の駆動信号用バイアス電圧Ｖ４および逆相用の駆動信号用バイアス電圧Ｖ’４を設定すればよい。これにより、第１の駆動信号入力電極６ａと第２の駆動信号入力電極６ｂとの特性が同一でない場合においても、半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値に制御することが可能となる。
また、第１から第４の実施形態では、ステップＳ１０２またはステップＳ２０２における処理で、駆動アンプ３、３ａ、３ｂをオンにする前に予め駆動信号用バイアス電圧を印加している。これは、通常運用時における印加電圧と逆符号の電圧が第１の駆動信号入力電極６ａおよび第２の駆動信号入力電極６ｂに加わることを避けるための処置であるが、通常運用時における印加電圧と逆符号の電圧がこれらの電極に加わっても半導体光変調器に故障等が生じないのであれば、ステップＳ１０２およびステップＳ２０２の処理を省いて、駆動アンプ３、３ａ、３ｂが常時オンの状態でＡＢＣを行うことも可能である。
また、第１から第４の実施形態では、位相差調整用バイアス電圧の最適化を行う前に駆動信号用バイアス電圧に初期値Ｖ４０を与えておき（ステップＳ１０２、ステップＳ２０２、ステップＳ３０２）、位相差調整用バイアス電圧の最適化を行った後に、駆動信号用バイアス電圧の最適化を行っている（ステップＳ１０７、ステップＳ２０５、ステップＳ３０５）。しかし、駆動信号用バイアス電圧のドリフトが比較的小さく、かつ半導体光変調器の製造誤差が充分小さいと見込める場合には、例え位相差調整用バイアス電圧が最適でなくとも、波長と信号フォーマットとが既知であるならば、駆動信号用バイアス電圧の最適値をある程度推定できることがある。このような場合には、初期値Ｖ４０を駆動信号用バイアス電圧の最適値として想定される値に最初から設定しておき、駆動信号用バイアス電圧の最適化処理（ステップＳ１０７、ステップＳ２０５、ステップＳ３０５）を省いてもよい。
また、第１から第４の実施形態において、コントローラ１０７に、ＣＷ光の波長および信号フォーマットの組み合わせと、駆動信号用バイアス電圧を初期値Ｖ４０との対応関係を記憶した初期値テーブルを備えてもよい。コントローラ１０７が初期値テーブルを備える場合、コントローラ１０７は、光送信器の立ち上げ時の動作（ステップＳ１０２、ステップＳ２０２、ステップＳ３０２）において、光送信器で用いられるＣＷ光の波長と信号フォーマットとの組み合わせによって一意に定められた初期値Ｖ４０を初期値テーブルから取得し、駆動信号用バイアス電圧発生器４に対して初期値Ｖ４０の電圧を生成させるコマンドを送るようにしてもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
光送信器の立ち上げ時ないしバイアスドリフト発生時に、半導体光変調器の各種バイアス電圧を最適値に制御することが不可欠な用途にも適用できる。
Ｍ，Ｍａ…半導体光変調器、２，２ａ，２ｂ…ＭＺ型干渉計、３，３ａ，３ｂ…駆動アンプ、４…駆動信号用バイアス電圧発生器、５ａ…第１のバイアスＴ、５ｂ…第２のバイアスＴ、５ｃ…第３のバイアスＴ、５ｄ…第４のバイアスＴ、６ａ，６ｃ…第１の駆動信号入力電極、６ｂ，６ｄ…第２の駆動信号入力電極、７，７ａａ，７ａｂ…位相差調整用バイアス電圧発生器、７ａ，７ｃ…第１の位相差調整用バイアス電極、７ｂ，７ｄ…第２の位相差調整用バイアス電極、８…ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電極、１００…ディザリング手段、１０１…第１のディザリング印加手段、１０２，１０２ａ，１０２ｂ…第２のディザリング印加手段、１０３，１０３ａ，１０３ｂ…第３のディザリング印加手段、１０４…光タップ、１０５…フォトデテクタ、１０６…同期検波回路、１０７…コントローラ、１０８…ペアレントＭＺＩ用の位相差調整用バイアス電圧発生器、２００…光分岐手段、２０１…光合波手段、２０３…第１のディザリング印加手段

Claims (15)

  1. ２つのブランチを有する少なくとも１つのＭＺ型干渉計と、
    前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相を変化させる電圧が印加される駆動信号入力電極と、
    前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相差を調整する電圧が印加される位相差調整用バイアス電極と、
    を有する半導体光変調器と、
    駆動信号（±Ｖｄａｔａ）を生成する駆動アンプと、
    前記駆動信号に印加する駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を生成する駆動信号用バイアス電圧発生器と、
    前記位相差調整用バイアス電極に直流の位相差調整用バイアス電圧を印加する位相差調整用バイアス電圧発生器と、
    前記駆動アンプと前記駆動信号用バイアス電圧発生器と前記位相差調整用バイアス電圧発生器とを制御しバイアス電圧自動調整を行うコントローラと、
    を有し、
    前記駆動信号入力電極には前記駆動信号に前記駆動信号用バイアス電圧が印加された電圧（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）と電圧（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）とが印加され、印加電圧ｖに対する光位相の変化をｉφ（ｖ）と表すときに、前記ブランチを伝播する光信号の光位相にｉφ（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）およびｉφ（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）の変化をもたらし、
    前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記駆動信号用バイアス電圧の初期値として予め定められた電圧Ｖ４０を生成するように前記駆動信号用バイアス電圧発生器にコマンドを送り、前記駆動信号入力電極に印加される電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を常に正または負の値にさせ、
    前記コントローラは、前記駆動信号入力電極に前記電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を印加させた後に、前記位相差調整用バイアス電極に前記位相差調整用バイアス電圧を印加させるとともに前記位相差調整用バイアス電圧の電圧値を掃引させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送り、
    前記位相差調整用バイアス電圧発生器は、前記ＭＺ型干渉計が有する前記２つのブランチの各々に、電圧（Ｖ ７０ ＋Ｖ ７ ）および電圧（Ｖ ７０ −Ｖ ７ ）の２種類の電圧を前記位相差調整用バイアス電圧として印加し、
    前記位相差調整用バイアス電圧発生器は、前記位相差調整用バイアス電圧を変更するにあたっては、電圧Ｖ ７ のみを変更し、
    前記電圧Ｖ ７０ の値は、前記電圧Ｖ ７ の制御範囲内において前記電圧（Ｖ ７０ ＋Ｖ ７ ）および前記電圧（Ｖ ７０ −Ｖ ７ ）の値が常に正または負となる固定値であり、
    前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている際に、前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定すると、掃引を停止させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送り、
    前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧の掃引を停止させた後に、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させるコマンドを前記駆動信号用バイアス電圧発生器に送り、
    前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させている際に、前記駆動信
    号用バイアス電圧が最適になったと判定すると、掃引を停止させるコマンドを前記駆動信
    号用バイアス電圧発生器に送り、光送信器の立ち上げ時の処理を終了させる、
    光送信器。
  2. 前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させる前に、前記駆動アンプをオフにし、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させた後に、前記駆動アンプをオンにする、
    請求項１に記載の光送信器。
  3. 前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワが最大値、最小値または最大値の半分となったときに、前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定し、
    前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワが最大値、最小値または最大値の半分となったときに、前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定し、
    前記コントローラによる判定において最大値、最小値または最大値の半分のいずれを用いるかは、予め定められている、
    請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の光送信器。
  4. 前記コントローラは、前記ＭＺ型干渉計をヌル点にバイアスする場合、前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワが最大値となったときに、前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定する、
    請求項３に記載の光送信器。
  5. 前記半導体光変調器の半波長電圧の２倍に対する駆動信号の電圧振幅（２Ｖｄａｔａの振幅）をスイング率と定義するとき、前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている期間に前記半導体光変調器に入力される連続光の波長にかかわらずスイング率が５０％未満となるように、前記駆動アンプの利得を低減させるかまたは前記駆動信号用バイアス電圧の前記電圧Ｖ４０を設定し、
    前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時の処理を終了させた後に、前記駆動アンプの利得を光送信器の通常運用時における利得に変更する、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光送信器。
  6. 前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧に周波数ｆｄｉｔｈｅｒのディザリングを加えるディザリング手段と、
    前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワをモニタするモニタ手段と、
    前記モニタ手段によりモニタされた変調光の光パワから周波数ｆｄｉｔｈｅｒの整数倍の成分を同期検波する同期検波手段と、
    を更に有し、
    前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記位相差調整用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定して前記位相差調整用バイアス電圧の掃引を停止させ、
    前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記駆動信号用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定して前記駆動信号用バイアス電圧の掃引を停止させ、
    前記コントローラによる判定において、同期検波結果が０または同期検波結果の絶対値が最大のいずれを用いるかは、予め定められている、
    請求項１に記載の光送信器。
  7. 同期検波結果が０のときに前記コントローラが掃引を停止させる場合、
    前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が正であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのか、或いは前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が負であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのかのいずれを用いるかは、予め定められている、
    請求項６に記載の光送信器。
  8. 同期検波結果が０のときに前記コントローラが掃引を停止させ、
    前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が正であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのか、或いは前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧の微小変化に対する同期検波結果の傾斜が負であり、かつ同期検波結果が０のときに掃引を停止させるのかのいずれを用いるかを選択可能とするスイッチを有する、
    請求項６に記載の光送信器。
  9. 前記ＭＺ型干渉計が有する各ブランチに対応する前記駆動信号入力電極には符号の反転した駆動信号を入力する差動入力型であり、前記駆動信号入力電極へ印加する正相と逆相の駆動信号に対する前記ＭＺ型干渉計の各ブランチでの光位相の変化の大きさが異なる場合、
    前記駆動信号用バイアス電圧発生器は、正相用の駆動信号用バイアス電圧と逆相用の駆動信号用バイアス電圧とを発生し、
    前記正相用の駆動信号用バイアス電圧により生じる光位相の変化の大きさと、前記逆相用の駆動信号用バイアス電圧により生じる光位相の変化の大きさとが等しくなるように、前記正相用の駆動信号用バイアス電圧と前記逆相用の駆動信号用バイアス電圧とが定められる、
    請求項１に記載の光送信器。
  10. 前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を調整するにあたり、変調光の光パワが予め定められた光パワの目標値に略一致したときに駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定する、
    請求項１に記載の光送信器。
  11. 前記コントローラには、前記光パワの目標値と光波長と信号フォーマットとの３種の関係が予めデータテーブルまたは近似式として記憶されており、
    前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を調整する前に、前記データテーブルまたは前記近似式を用いて、前記光パワの目標値を予め定めておく、
    請求項１０に記載の光送信器。
  12. 前記駆動信号用バイアス電圧または前記位相差調整用バイアス電圧の少なくとも片方に周波数ｆｄｉｔｈｅｒのディザリングを加えるディザリング手段と、
    前記半導体光変調器から出力される変調光の光パワをモニタするモニタ手段と、
    前記モニタ手段によりモニタされた変調光の光パワから周波数ｆｄｉｔｈｅｒの整数倍の成分を同期検波する同期検波手段と、
    を更に有し、
    前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記位相差調整用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果に予め定められた誤差補正用オフセット値を加えた値が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定して前記位相差調整用バイアス電圧の掃引を停止させ、
    前記コントローラは、前記駆動信号用バイアス電圧を掃引させている期間に、前記駆動信号用バイアス電圧に対しディザリングを加えるコマンドを前記ディザリング手段に送り、前記同期検波手段による同期検波結果に予め定められた誤差補正用オフセット値を加えた値が０または同期検波結果の絶対値が最大のときに前記駆動信号用バイアス電圧が最適になったと判定して前記駆動信号用バイアス電圧の掃引を停止させ、
    前記コントローラによる掃引を停止させる判定において、前記同期検波手段による同期検波結果に前記誤差補正用オフセット値を加えた値が０または同期検波結果の絶対値が最大のいずれを用いるかはスイッチにより変更可能であり、
    前記誤差補正用オフセット値は、前記コントローラによる設定変更により０を含む正負の範囲の値に変更可能である、
    請求項１に記載の光送信器。
  13. 前記半導体光変調器は、ＩＱ変調器であって、前記ＭＺ型干渉計のもつ２つのブランチの各々に２つの子ＭＺ型干渉計が配置されており、
    前記２つの子ＭＺ型干渉計の各々に前記駆動信号および前記位相差調整用バイアス電圧が印加され、
    前記コントローラは、前記２つのブランチごとに配置された前記２つの子ＭＺ型干渉計それぞれに対して印加される、前記駆動信号用バイアス電圧および前記位相差調整用バイアス電圧を制御する、
    請求項１に記載の光送信器。
  14. ２つのブランチを有する少なくとも１つのＭＺ型干渉計と、
    前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相を変化させる電圧が印加される駆動信号入力電極と、
    前記ブランチごとに設けられ前記ブランチを伝播する光信号の光位相差を調整する電圧が印加される位相差調整用バイアス電極と、
    を有する半導体光変調器と、
    駆動信号（±Ｖｄａｔａ）を生成する駆動アンプと、
    前記駆動信号に印加する駆動信号用バイアス電圧Ｖ４を生成する駆動信号用バイアス電圧発生器と、
    前記位相差調整用バイアス電極に直流の位相差調整用バイアス電圧を印加する位相差調整用バイアス電圧発生器と、
    前記駆動アンプと前記駆動信号用バイアス電圧発生器と前記位相差調整用バイアス電圧発生器とを制御しバイアス電圧自動調整を行うコントローラと、
    を有し、
    前記駆動信号入力電極には前記駆動信号に前記駆動信号用バイアス電圧が印加された電圧（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）と電圧（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）とが印加され、印加電圧ｖに対する光位相の変化をｉφ（ｖ）と表すときに、前記ブランチを伝播する光信号の光位相にｉφ（Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）およびｉφ（−Ｖｄａｔａ＋Ｖ４）の変化をもたらし、
    前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、光信号の波長および信号フォーマットによって一意に定められる電圧Ｖ４０を生成するように前記駆動信号用バイアス電圧発生器にコマンドを送り、前記駆動信号入力電極に印加される電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を常に正または負の値にさせ、
    前記コントローラは、前記駆動信号入力電極に前記電圧（±Ｖｄａｔａ＋Ｖ４０）を印加させた後に、前記位相差調整用バイアス電極に前記位相差調整用バイアス電圧を印加させるとともに前記位相差調整用バイアス電圧の電圧値を掃引させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送り、
    前記位相差調整用バイアス電圧発生器は、前記ＭＺ型干渉計が有する前記２つのブランチの各々に、電圧（Ｖ ７０ ＋Ｖ ７ ）および電圧（Ｖ ７０ −Ｖ ７ ）の２種類の電圧を前記位相差調整用バイアス電圧として印加し、
    前記位相差調整用バイアス電圧発生器は、前記位相差調整用バイアス電圧を変更するにあたっては、電圧Ｖ ７ のみを変更し、
    前記電圧Ｖ ７０ の値は、前記電圧Ｖ ７ の制御範囲内において前記電圧（Ｖ ７０ ＋Ｖ ７ ）および前記電圧（Ｖ ７０ −Ｖ ７ ）の値が常に正または負となる固定値であり、
    前記コントローラは、前記位相差調整用バイアス電圧を掃引させている際に、前記位相差調整用バイアス電圧が最適になったと判定すると、掃引を停止させるコマンドを前記位相差調整用バイアス電圧発生器に送って光送信器の立ち上げ時の処理を終了させる、
    光送信器。
  15. 前記コントローラは、光送信器の立ち上げ時において、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させる前に、前記駆動アンプをオフにし、前記電圧Ｖ４０の前記駆動信号用バイアス電圧を生成させた後に、前記駆動アンプをオンにする、
    請求項１４に記載の光送信器。
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