JP6385848B2 - Light modulator - Google Patents

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Description

本発明は、光通信システムに応用可能な光変調器に関する。   The present invention relates to an optical modulator applicable to an optical communication system.

光ファイバ通信システムにおいて高速な通信を実現する手段の一つとして、光時分割多重(Optical Time−Division Multiplexing:OTDM)が挙げられる。   One of the means for realizing high-speed communication in an optical fiber communication system is optical time division multiplexing (OTDM).

従来のOTDM光送信器の典型的な構成は、光パルス列をNチャネルに分岐し、分岐した光パルス列を各光変調器により夫々独立なデータで変調した後、光遅延線によってチャネル間に時間遅延差を与え、最後に合波することでOTDM信号を得るというものであった(非特許文献1、非特許文献2参照)。
各光変調器の駆動シンボルレートをB(sps:symbol/second)とすると、入力光パルス列の繰り返し周波数はB、光遅延線によって与えられる遅延時間は隣接チャネルに対して1/(NB)であり、最終的な出力光信号のシンボルレートはNBとなる。
A typical configuration of a conventional OTDM optical transmitter is that an optical pulse train is branched into N channels, the branched optical pulse trains are modulated with independent data by respective optical modulators, and then time delayed between channels by an optical delay line. An OTDM signal is obtained by giving a difference and finally combining (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
If the drive symbol rate of each optical modulator is B (sps: symbol / second), the repetition frequency of the input optical pulse train is B, and the delay time provided by the optical delay line is 1 / (NB) with respect to the adjacent channel. The symbol rate of the final output optical signal is NB.

上記とは異なるOTDM光送信器として、クロック信号で駆動される1×2光スイッチ回路を用いて入力CW(Continuous Wave:連続波)光を周期的に2経路に振り分け、振り分けられた光を各経路において互いに独立なデータで変調した後に合波することでOTDM信号を得るという構成も提案されている(特許文献1、特許文献2、非特許文献3参照)。   As an OTDM optical transmitter different from the above, an input CW (Continuous Wave) light is periodically divided into two paths using a 1 × 2 optical switch circuit driven by a clock signal, and each of the distributed lights is distributed. A configuration has also been proposed in which an OTDM signal is obtained by multiplexing after modulation with independent data in a path (see Patent Document 1, Patent Document 2, and Non-Patent Document 3).

ここで、図11を参照して、チャンネル数N=2とした従来のOTDM光変調器の一例について説明する。
同図に示すように、光源1は単一縦モードの連続光を出力する。第1の光変調手段(1×2光スイッチ回路)2は、クロック周波数Bのクロック信号により光源1から出力された連続光を変調する。これにより、第1の光変調手段2の各出力ポートからは、交互にReturn−to−zero(RZ)の光パルスが送出される。このとき各ポートに出力されるRZ光パルス列の繰り返し周波数はBであり、光パルスのピークタイミングは出力ポート間で互いに1/(2B)だけずれている。つまり、第1の光変調手段2の各出力ポートからは、極性が相反する一対の光パルスが出力される。
Here, an example of a conventional OTDM optical modulator in which the number of channels N = 2 is described with reference to FIG.
As shown in the figure, the light source 1 outputs continuous light in a single longitudinal mode. The first light modulation means (1 × 2 optical switch circuit) 2 modulates the continuous light output from the light source 1 with the clock signal having the clock frequency B. Thereby, a return-to-zero (RZ) optical pulse is alternately transmitted from each output port of the first optical modulation means 2. At this time, the repetition frequency of the RZ optical pulse train output to each port is B, and the peak timing of the optical pulses is shifted by 1 / (2B) between the output ports. That is, a pair of optical pulses having opposite polarities are output from each output port of the first light modulator 2.

第1の光変調手段2から出力された一対の光パルスのうち、一方は第2の光変調手段3に入力され、他方は第3の光変調手段4に入力される。光変調手段3,4には、互いの位相が180度ずれ且つ第1の光変調手段2に入力されるクロック信号と同期した一対のデータ信号が入力される。
これにより、第2の光変調手段3では、第1の光変調手段2から入力された一方の光パルスを、この一方の光パルスのピークタイミングに合わせたシンボルレートBのデータ信号により光変調して、変調光パルスを出力する。また、第3の光変調手段4では、第1の光変調手段2から入力された他方の光パルスを、この他方の光パルスのピークタイミングに合わせたシンボルレートBのデータ信号により光変調して、変調光パルスを出力する。
Of the pair of light pulses output from the first light modulation means 2, one is input to the second light modulation means 3 and the other is input to the third light modulation means 4. A pair of data signals that are 180 degrees out of phase and synchronized with the clock signal input to the first optical modulation unit 2 are input to the optical modulation units 3 and 4.
As a result, the second optical modulation means 3 optically modulates one optical pulse input from the first optical modulation means 2 with a data signal of a symbol rate B that matches the peak timing of the one optical pulse. Then, a modulated light pulse is output. The third optical modulation unit 4 optically modulates the other optical pulse input from the first optical modulation unit 2 with a data signal of a symbol rate B that matches the peak timing of the other optical pulse. The modulated light pulse is output.

第2の光変調手段3から出力された変調光パルスと、第3の光変調手段4から出力された変調光パルスは、光結合手段5により合成されて最終的な光出力(出力光信号)となる。光結合手段5から出力される最終的な光出力(出力光信号)のシンボルレートは2Bとなり、スペクトル幅は4Bとなる。   The modulated optical pulse output from the second optical modulation means 3 and the modulated optical pulse output from the third optical modulation means 4 are combined by the optical coupling means 5 to obtain the final optical output (output optical signal). It becomes. The symbol rate of the final optical output (output optical signal) output from the optical coupling unit 5 is 2B, and the spectral width is 4B.

特許第2823872号公報Japanese Patent No. 2823872 特開平10−79705号公報JP-A-10-79705

S. Kawanishi, “Ultrahigh-Speed Optical Time-Division-Multiplexed Transmission Technology Based on Optical Signal Processing,” IEEE J. Quantum Electron., vol. 34, no. 11, pp. 2064-2079 (1998).S. Kawanishi, “Ultrahigh-Speed Optical Time-Division-Multiplexed Transmission Technology Based on Optical Signal Processing,” IEEE J. Quantum Electron., Vol. 34, no. 11, pp. 2064-2079 (1998). H-G. Weber, R. Ludwig., S. Ferber, C. Schmidt-Langhorst, M. Kroh, V. Marembert, C. Boerner, and C. Schubert, “Ultrahigh-Speed OTDM-Transmission Technology,” J. Lightw. Technol., vol. 24, no. 12, pp. 4616-4627 (2006).HG. Weber, R. Ludwig., S. Ferber, C. Schmidt-Langhorst, M. Kroh, V. Marembert, C. Boerner, and C. Schubert, “Ultrahigh-Speed OTDM-Transmission Technology,” J. Lightw. Technol., Vol. 24, no. 12, pp. 4616-4627 (2006). G. Ishikawa, H. Ooi, Y. Akiyama, S. Taniguchi, and H. Nishimoto, “80-Gb/s (2×40-Gb/s) Transmission Experiments Over 667-km Dispersion-Shifted Fiber Using Ti:LiNb03 OTDM Modulator And Demultiplexer,” Proc. ECOC 1996, paper ThC.3.3 (1996).G. Ishikawa, H. Ooi, Y. Akiyama, S. Taniguchi, and H. Nishimoto, “80-Gb / s (2 × 40-Gb / s) Transmission Experiments Over 667-km Dispersion-Shifted Fiber Using Ti: LiNb03 OTDM Modulator And Demultiplexer, ”Proc. ECOC 1996, paper ThC.3.3 (1996). M. Nakazawa, T. Hirooka, P. Ruan, and P. Guan, “Ultrahigh-speed “orthogonal” TDM transmission with an optical Nyquist pulse train,” Opt. Express, vol. 20, no. 2, pp. 1129-1140 (2012).M. Nakazawa, T. Hirooka, P. Ruan, and P. Guan, “Ultrahigh-speed“ orthogonal ”TDM transmission with an optical Nyquist pulse train,” Opt. Express, vol. 20, no. 2, pp. 1129- 1140 (2012).

上記の非特許文献1および非特許文献2に示されるような典型的な従来構成においては、チャネル間で光パルスの時間重なりが生じないよう、光パルス列の発生方法としてはモードロックレーザ等のパルス光源を用いる。
このようなパルス光源としては最終的な出力光信号のシンボル時間間隔1/(NB)より十分狭いパルス幅を有する光源が用いられるため、出力光信号のスペクトルが広がってしまい、スペクトル利用効率が低くなってしまうという問題があった。具体的なスペクトル幅は光源の種類や使用条件によって異なるが、少なくともシンボルレートNBのNon−Return−to−Zero(NRZ)信号のスペクトル幅2NB(キャリア周波数に最も近いヌル点間の幅として定義)よりは広い。
さらに通常、パルス光源の発振波長や繰り返し周波数は光源装置毎に固定であるため、送信波長やシンボルレートを柔軟に選ぶことができないという問題もあった。
In a typical conventional configuration as shown in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 above, a pulse of a mode-locked laser or the like is used as a method for generating an optical pulse train so that optical pulses do not overlap in time between channels. Use a light source.
As such a pulse light source, a light source having a pulse width sufficiently narrower than the symbol time interval 1 / (NB) of the final output optical signal is used, so that the spectrum of the output optical signal spreads and the spectrum utilization efficiency is low. There was a problem of becoming. The specific spectral width varies depending on the type of light source and the use conditions, but at least the non-return-to-zero (NRZ) signal width of the symbol rate NB 2 NB (defined as the width between null points closest to the carrier frequency) Wider than.
Furthermore, since the oscillation wavelength and repetition frequency of the pulse light source are usually fixed for each light source device, there has been a problem that the transmission wavelength and symbol rate cannot be selected flexibly.

スペクトル利用効率を向上させる方法として、直交ナイキスト光パルスを用いることで符号間干渉を生じることなくスペクトル幅を最終的な出力光信号のシンボルレートNBと同程度まで狭くする方法も提案されている(非特許文献4参照)。
しかしこの方法では光パルスをナイキストパルス形状に整形する装置(非特許文献4のFig.5におけるPulse Shaper)がパルス光源とは別に必要となり、送信器全体の装置構成が複雑になるという問題があった。
また、やはりパルス光源を用いるため波長やシンボルレートを柔軟に選ぶことができないという問題もあった。
As a method for improving the spectrum utilization efficiency, a method has been proposed in which orthogonal Nyquist optical pulses are used to reduce the spectral width to the same level as the symbol rate NB of the final output optical signal without causing intersymbol interference ( Non-patent document 4).
However, this method requires a device for shaping an optical pulse into a Nyquist pulse shape (Pulse Shaper in FIG. 5 of Non-Patent Document 4) separately from the pulse light source, and the device configuration of the entire transmitter is complicated. It was.
Also, since the pulse light source is used, there is a problem that the wavelength and symbol rate cannot be selected flexibly.

上記の特許文献1、特許文献2および非特許文献3に示される従来構成においては、繰り返し周波数BのRZ光パルスを用いるため、最終的な出力光信号のスペクトル幅(キャリア周波数に最も近いヌル点間の幅として定義)は約4Bであり、これは最終的な出力シンボルレート2Bの2倍である。
このため非特許文献1の従来構成に比べれば良好なスペクトル利用効率を達成でき、かつCW光源を用いるため波長やシンボルレートを柔軟に選ぶことができ、さらに外部にパルス整形装置等を必要としないため装置構成は簡易といえる。
しかしながら、最終的な出力光信号のスペクトル幅が約4Bであり、このように出力光信号のスペクトル幅が広いという点では、更なる改善の余地があった。
In the conventional configurations shown in Patent Document 1, Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 described above, since the RZ optical pulse having the repetition frequency B is used, the spectrum width of the final output optical signal (null point closest to the carrier frequency) Defined as the width in between) is about 4B, which is twice the final output symbol rate 2B.
For this reason, it is possible to achieve better spectrum utilization efficiency than the conventional configuration of Non-Patent Document 1, and because the CW light source is used, the wavelength and symbol rate can be selected flexibly, and an external pulse shaping device or the like is not required. Therefore, it can be said that the apparatus configuration is simple.
However, the spectrum width of the final output optical signal is about 4B. Thus, there is room for further improvement in that the spectrum width of the output optical signal is wide.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力光信号のスペクトル幅が狭く、波長やシンボルレートを柔軟に選ぶことができ、かつ構成の簡易なOTDM方式の光変調器を提供することである。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is an OTDM system in which the spectrum width of an output optical signal is narrow, the wavelength and symbol rate can be selected flexibly, and the configuration is simple. An optical modulator is provided.

このような目的を達成する本発明は、
1本の入力用光ポートと、
前記1本の入力用光ポートに光学的に接続された1入力2出力の光カプラと、
前記1入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に夫々接続された2つのパルス発生部と、
前記2つのパルス発生部の夫々の出力に光学的に接続された2入力2出力の光カプラと、
前記2入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に夫々接続された2つのデータ変調部と、
前記2つのデータ変調部の夫々の出力に光学的に接続された光合波部とを備え、
前記2つのデータ変調部がそれぞれシンボルレートBのデータ信号によって駆動され、 前記2つのパルス発生部が互いに位相がπ/2だけ異なる周波数B/2の周期波形の信号によって夫々駆動され、
前記入力用光ポートから前記2入力2出力の光カプラの出力の一方に至る光路長が、前記パルス発生部の一方を経由する場合と前記パルス発生部の他方を経由する場合とにおいて互いに入力光波長の整数倍だけ異なり、
前記入力用光ポートから前記2入力2出力の光カプラの出力の他方に至る光路長が、前記パルス発生部の一方を経由する場合と前記パルス発生部の他方を経由する場合とにおいて互いに入力光波長の半整数倍だけ異なり、
前記2入力2出力の光カプラの出力の一方から前記データ変調部の一方を経て前記光合波部に至る光路の群遅延が、前記2入力2出力の光カプラの出力の他方から前記データ変調部の他方を経て前記光合波部に至る光路の群遅延と等しいことを特徴とする。
The present invention that achieves such an object ,
One optical port for input,
A 1-input 2-output optical coupler optically connected to the one input optical port;
Two pulse generators optically connected to two outputs of the one-input two-output optical coupler;
A two-input two-output optical coupler optically connected to respective outputs of the two pulse generators;
Two data modulators optically connected to the two outputs of the two-input two-output optical coupler;
An optical multiplexing unit optically connected to the respective outputs of the two data modulation units,
The two data modulators are each driven by a data signal with a symbol rate B, and the two pulse generators are respectively driven by signals having a periodic waveform with a frequency B / 2 having a phase different from each other by π / 2,
When the optical path length from the input optical port to one of the outputs of the two-input two-output optical coupler passes through one of the pulse generators and the other passes through the other of the pulse generators, the input light Differs by an integer multiple of the wavelength,
When the optical path length from the input optical port to the other of the outputs of the two-input two-output optical coupler passes through one of the pulse generators, the input light passes through the other of the pulse generators. It differs by a half integer multiple of the wavelength,
The group delay of the optical path from one of the outputs of the 2-input 2-output optical coupler through one of the data modulators to the optical combiner is reduced from the other of the outputs of the 2-input 2-output optical coupler to the data modulator. It is equal to the group delay of the optical path that passes through the other of the above and reaches the optical multiplexing unit.

また本発明は、
前記パルス発生部の各々が、無駆動時に出力光強度最小となるようにバイアス調整されたプッシュプル駆動型マッハツェンダ変調回路であることを特徴とする。
The present invention also provides
Each of the pulse generators is a push-pull drive type Mach-Zehnder modulation circuit that is bias-adjusted so that the output light intensity is minimized when not driven.

また本発明は、
前記データ変調部の各々が、光直交変調部または偏波多重光直交変調部であり、前記光合波部が2入力1出力光カプラであることを特徴とする。
The present invention also provides
Each of the data modulation units is an optical orthogonal modulation unit or a polarization multiplexed optical orthogonal modulation unit, and the optical multiplexing unit is a 2-input 1-output optical coupler.

また本発明は、
前記2つのデータ変調部の各々が、1入力2出力の光カプラと該1入力2出力の光カプラの2つの出力に夫々光学的に接続された2つの光直交変調部とからなる2連光直交変調部であり、
前記光合波部が、前記2つの2連光直交変調部の夫々一方の出力を合波する第1の2入力1出力光カプラと、前記2つの2連光直交変調部の夫々他方の出力を合波する第2の2入力1出力光カプラと、前記第1の2入力1出力光カプラの出力と前記第2の2入力1出力光カプラの出力とを偏波合成する偏波合成部から構成されており、
前記第1の2入力1出力光カプラの出力あるいは前記第2の2入力1出力光カプラの出力のいずれか一方と前記偏波合波器との間に偏波変換部が設けられていることを特徴とする。
The present invention also provides
Each of the two data modulators is a dual light composed of an optical coupler with one input and two outputs and two optical orthogonal modulators optically connected to two outputs of the optical coupler with one input and two outputs, respectively. An orthogonal modulation unit,
The optical multiplexing unit outputs a first two-input one-output optical coupler that multiplexes outputs of one of the two duplex optical quadrature modulation units, and an output of each of the two duplex optical quadrature modulation units. A second two-input one-output optical coupler to be combined, and a polarization beam combining unit that combines the output of the first two-input one-output optical coupler and the output of the second two-input one-output optical coupler. Configured,
A polarization converter is provided between either the output of the first 2-input 1-output optical coupler or the output of the second 2-input 1-output optical coupler and the polarization multiplexer. It is characterized by.

本発明によれば、出力光信号のスペクトル幅が狭く、波長やシンボルレートを柔軟に選ぶことができ、かつ構成の簡易なOTDM方式の光変調器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an OTDM optical modulator that has a narrow spectrum width of an output optical signal, can flexibly select a wavelength and a symbol rate, and has a simple configuration.

第1の参考例に係るOTDM変調器を示す構成図。 The block diagram which shows the OTDM modulator which concerns on a 1st reference example . OTDM変調器の動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows operation | movement of an OTDM modulator. 第2の参考例に係るOTDM変調器を示す構成図。 The block diagram which shows the OTDM modulator which concerns on a 2nd reference example . 第1の実施例に係るOTDM変調器を示す構成図。 The block diagram which shows the OTDM modulator which concerns on a 1st Example . 光信号スペクトルの比較を示す特性図。The characteristic view which shows the comparison of an optical signal spectrum. 光信号スペクトル幅とクロック振幅の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between an optical signal spectral width and a clock amplitude. 光直交変調部を示す構成図。The block diagram which shows an optical orthogonal modulation part. 偏波多重光直交変調部を示す構成図。The block diagram which shows a polarization multiplexing optical orthogonal modulation part. 第2の実施例に係るOTDM変調器を示す構成図。 The block diagram which shows the OTDM modulator which concerns on a 2nd Example . 第3の実施例に係るOTDM変調器を示す構成図。 The block diagram which shows the OTDM modulator which concerns on a 3rd Example . 従来のOTDM変調器の一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the conventional OTDM modulator.

本発明は、光変調器の回路構成に関するものであって、その効果は、変調回路を形成する材料には依存しないため、以下に示す参考例、実施例においては材料を特に指定しない。
変調回路を形成する材料としては、電気光学(Electro−Optic:EO)効果の一種であるポッケルス効果を有するLiNbO3(LN)やKTa1-xNbx3やK1-yLiyTa1-xNbx3などの多元系酸化物結晶、ポッケルス効果及び量子閉じ込めシュタルク効果(Quantum Confined Stark Effect:QCSE)による屈折率変調が可能なGaAs系やInP系の化合物半導体、クロモフォアなどのEO効果を有するポリマなどを用いることができる。
さらには、複雑な構成の変調回路を低損失に作製するため、上記材料基板と石英系平面光波回路(Planar Lightwave Circuit:PLC)との異種基板接合型構成を用いてもよい。
The present invention relates to a circuit configuration of an optical modulator, and the effect thereof does not depend on the material forming the modulation circuit. Therefore, the material is not particularly specified in the following reference examples and examples.
As a material for forming the modulation circuit, LiNbO 3 (LN), KTa 1-x Nb x O 3 , K 1-y Li y Ta 1 having a Pockels effect which is a kind of electro-optic (EO) effect. -x Nb x O 3 and other multi-component oxide crystals, Pockels effect and Quantum Confined Stark Effect (QCSE) GaAs and InP compound semiconductors capable of modulating the refractive index, EO effects such as chromophore For example, a polymer having
Furthermore, in order to fabricate a modulation circuit having a complicated configuration with low loss, a heterogeneous substrate junction type configuration of the material substrate and a quartz lightwave circuit (PLC) may be used.

また、本発明の効果はマッハツェンダ変調部の変調電極がシングルエンド型、差動型のいずれの場合においても同様に得ることができる。
一般によく知られている通り、プッシュプル駆動型マッハツェンダ変調回路における変調電極の配置は基板の種類や結晶軸方向等に依存する。たとえば一般にXカット型のLN基板を用いる場合はシングルエンド型、Zカット型のLN基板を用いる場合は差動型が夫々用いられる(但しZカット型においても分極反転を用いることでシングルエンド型とすることができる)。通常、シングルエンド型の信号電極は両光導波路アームの中心に配置され、差動型の信号電極は各アームの直上に配置される(但し分極反転Zカット型LN基板を用いたシングルエンド型電極の場合、電極はアーム直上に配置される)。
The effect of the present invention can be obtained in the same manner regardless of whether the modulation electrode of the Mach-Zehnder modulation unit is a single-ended type or a differential type.
As is generally well known, the arrangement of the modulation electrode in the push-pull drive type Mach-Zehnder modulation circuit depends on the type of substrate, crystal axis direction, and the like. For example, in general, when using an X-cut LN substrate, a single-ended type is used, and when using a Z-cut LN substrate, a differential type is used. can do). Usually, a single-ended signal electrode is disposed at the center of both optical waveguide arms, and a differential signal electrode is disposed immediately above each arm (however, a single-ended electrode using a domain-inverted Z-cut LN substrate) In this case, the electrode is disposed immediately above the arm).

以下に示す参考例、実施例においては、図面の簡略化のため基本的にシングルエンド型電極を想定して説明するが、差動型電極の場合でもマッハツェンダ変調部の応答特性は同一の数式に帰着するため、電極配置の選択は本発明の効果に影響を及ぼすものではない。
また、以下に示す参考例、実施例の図面においては、簡略化のため信号電極のみを示し、グランド電極は省略する。
In the reference examples and examples shown below, a single-ended electrode is basically assumed to simplify the drawing, but the response characteristics of the Mach-Zehnder modulator are the same in the case of a differential electrode. As a result, the selection of the electrode arrangement does not affect the effect of the present invention.
In the drawings of the reference examples and examples shown below, only signal electrodes are shown for the sake of simplicity, and ground electrodes are omitted.

また、以下に示す参考例、実施例において、マッハツェンダ変調部の両アームの光路長は全て等長設計である。実際には、プロセスエラーやDCドリフト等により光路長のズレが生じるが、一般にそのようなズレは、DCバイアスの調整により補償される。補償量は材料や製造条件、変調器の使用環境等によって様々に異なるため、一意に定まるものではない。
このため、以下の参考例、実施例において、DCバイアスにより付与されるアーム間位相差の値には、光路長補償分は含まないものとする。
In the reference examples and examples shown below, the optical path lengths of both arms of the Mach-Zehnder modulation unit are all designed to be equal. Actually, a deviation in the optical path length occurs due to a process error, a DC drift, or the like. Generally, such a deviation is compensated by adjusting the DC bias. The amount of compensation varies depending on the material, manufacturing conditions, usage environment of the modulator, etc., and is not uniquely determined.
For this reason, in the following reference examples and examples, the value of the inter-arm phase difference provided by the DC bias does not include the optical path length compensation.

第1の参考例
図1に、本発明の第1の参考例に係る光変調器100を示す。光変調器100は、入力用光ポート101、パルス発生部111、1入力2出力光カプラ131、データ変調部121,122、光遅延部141、光合波部132、及び出力用光ポート102を備える。光カプラ131および光合波部132としてはY字型カプラを用いている。
( First reference example )
FIG. 1 shows an optical modulator 100 according to a first reference example of the present invention. The optical modulator 100 includes an input optical port 101, a pulse generator 111, a 1-input 2-output optical coupler 131, data modulators 121 and 122, an optical delay unit 141, an optical multiplexer 132, and an output optical port 102. . As the optical coupler 131 and the optical multiplexer 132, a Y-shaped coupler is used.

パルス発生部111としてはプッシュプル駆動型マッハツェンダ変調回路を用いており、無駆動時に光透過率が最小となるようにバイアスされている。入力CW光の光電界振幅をE0とし、簡単のため入力CW光の光周波数成分(キャリア成分)を省略すると、上記バイアス条件におけるプッシュプル駆動型マッハツェンダ変調回路の出力光電界EMZM(t)は

Figure 0006385848
となる。但しV(t)は駆動電圧信号、Vπはマッハツェンダ変調回路の半波長電圧である。パルス発生部111はクロック源151から出力される周波数B/2(Hz)のSin波信号(直流成分を含まない)によって駆動されるので、駆動電圧信号は、
Figure 0006385848
と表すことができる。ただしVppは駆動電圧振幅であり、Vpp>0である。 As the pulse generator 111, a push-pull drive type Mach-Zehnder modulation circuit is used, and is biased so that the light transmittance is minimized when not driven. If the optical electric field amplitude of the input CW light is E 0 and the optical frequency component (carrier component) of the input CW light is omitted for simplicity, the output optical electric field E MZM (t) of the push-pull drive type Mach-Zehnder modulation circuit under the above bias conditions Is
Figure 0006385848
It becomes. However, V (t) is a drive voltage signal, and Vπ is a half-wave voltage of the Mach-Zehnder modulation circuit. Since the pulse generator 111 is driven by a sine wave signal (not including a DC component) having a frequency B / 2 (Hz) output from the clock source 151, the drive voltage signal is
Figure 0006385848
It can be expressed as. However, V pp is the drive voltage amplitude, and V pp > 0.

式(1)、(2)より、次式(3)が得られる。

Figure 0006385848
但しJmは第一種ベッセル関数である。 From the equations (1) and (2), the following equation (3) is obtained.
Figure 0006385848
However, Jm is a first-type Bessel function.

式(3)に表される通り、出力信号EMZM(t)はB/2の奇数倍の周波数成分のみを含み、キャリア成分(直流成分)を含まないパルス波形となっているので、一般にCarrier−suppressed RZ(CSRZ)パルスと呼ばれる。シンボルタイミングはt=(k+1/2)/B(kは整数)であり、隣接シンボル間でパルスの光位相がπ異なることが特徴である。 Since the output signal E MZM (t) has only a frequency component that is an odd multiple of B / 2 and does not include a carrier component (DC component), as shown in Expression (3), the carrier signal is generally used. -Called asuppressed RZ (CSRZ) pulse. The symbol timing is t = (k + 1/2) / B (k is an integer), and the optical phase of the pulse is different by π between adjacent symbols.

パルス発生部111によって生成されたCSRZパルスは1入力2出力光カプラ131によって2分岐され、夫々データ変調部121,122において変調された後、光合波部132において合波され、出力用光ポート102から出力される。
1入力2出力光カプラ131の一方の出力とデータ変調部122との間には、群遅延1/(2B)を与える光遅延部141が配置されている。従って、データ変調部121,122の直前における光電界波形E1(t)および光電界波形E2(t)は以下の式(4−1),(4−2)で表される。

Figure 0006385848
The CSRZ pulse generated by the pulse generator 111 is branched into two by the 1-input 2-output optical coupler 131, modulated by the data modulators 121 and 122, and then multiplexed by the optical multiplexer 132, and output optical port 102. Is output from.
Between one output of the 1-input 2-output optical coupler 131 and the data modulator 122, an optical delay unit 141 that provides a group delay 1 / (2B) is disposed. Therefore, the optical electric field waveform E 1 (t) and the optical electric field waveform E 2 (t) immediately before the data modulation units 121 and 122 are expressed by the following equations (4-1) and (4-2).
Figure 0006385848

振幅の係数が式(3)に対し1/21/2になっているが、これは1入力2出力カプラ131に対応している。E1(t)のシンボルタイミングはt=(k+1/2)/B、E2(t)のシンボルタイミングはt=k/B(kは整数)である。 The coefficient of amplitude is 1/2 1/2 of the equation (3), which corresponds to the 1-input 2-output coupler 131. The symbol timing of E 1 (t) is t = (k + 1/2) / B, and the symbol timing of E 2 (t) is t = k / B (k is an integer).

データ変調部121,122としては、図7に示す光直交変調部700を用いる。光直交変調部700は、マッハツェンダ変調回路761,762を光カプラ731,732により並列に接続し、両アーム間に光位相差π/2を与える光位相調整部751を設けた一般的な構成である。
なお一般に用いられるように、出力側の光カプラ732を2入力2出力とし、出力の一方をメイン出力、他方をモニタ出力とする構成としてもよい。このような光直交変調部700の構成は、市販のQPSK変調器の構成と同等であり、広く知られているため詳細な説明は省く。
なお図7において、701は入力用光ポート、702は出力用光ポートである。
As the data modulation units 121 and 122, an optical orthogonal modulation unit 700 shown in FIG. 7 is used. The optical quadrature modulation unit 700 has a general configuration in which Mach-Zehnder modulation circuits 761 and 762 are connected in parallel by optical couplers 731 and 732 and an optical phase adjustment unit 751 that provides an optical phase difference π / 2 between both arms is provided. is there.
As generally used, the output-side optical coupler 732 may have two inputs and two outputs, and one of the outputs may be a main output and the other may be a monitor output. The configuration of the optical quadrature modulation unit 700 is the same as that of a commercially available QPSK modulator, and is well known, so detailed description thereof is omitted.
In FIG. 7, reference numeral 701 denotes an input optical port, and reference numeral 702 denotes an output optical port.

なおデータ変調部121,122としては、図8に示す偏波多重光直交変調部800を用いることもできる。偏波多重光直交変調部800は、入力用光ポート801と、1入力2出力光カプラ831と、その各出力ポートに接続された光直交変調部881,882と、一方の光直交変調部882の後段に接続された偏波変換部853と、他方の光直交変調部881の出力および偏波変換部853の出力に接続された偏波合成部835と、偏波合成部835の出力に接続された出力用光ポート802からなる構成である。
光直交変調部881,882は、図7の光直交変調部700と同等の構成を用いることができる。
このような偏波多重光直交変調部800の構成は、市販の偏波多重QPSK変調器の構成と同等であり、広く知られているため詳細な説明は省く。
As the data modulation units 121 and 122, a polarization multiplexed optical orthogonal modulation unit 800 shown in FIG. 8 can be used. The polarization multiplexed optical quadrature modulation unit 800 includes an input optical port 801, a 1-input 2-output optical coupler 831, optical orthogonal modulation units 881 and 882 connected to the respective output ports, and one optical orthogonal modulation unit 882. Connected to the output of the polarization beam combiner 835 connected to the output of the polarization converter 853 connected to the subsequent stage, the output of the other optical orthogonal modulator 881 and the output of the polarization converter 853, and the output of the polarization combiner 835 The output optical port 802 is configured.
The optical quadrature modulation units 881 and 882 can have the same configuration as the optical quadrature modulation unit 700 in FIG.
Such a configuration of the polarization multiplexed optical quadrature modulation unit 800 is the same as that of a commercially available polarization multiplexed QPSK modulator, and is well known, and thus detailed description thereof is omitted.

データ変調部121,122の駆動シンボルレートはB(sps:symbol/second)である。変調方式としては任意の方式を用いることができるが、例えば図7に示すマッハツェンダ変調回路761,762を夫々独立な2値データ信号によって駆動すればシンボルレートBの4値位相変調(Quadrature Phase−Shift Keying, QPSK)を行うことができ、また4値データ信号によって駆動すればシンボルレートBの16値直交位相変調(16−level Quadrature Amplitude Modulation, 16QAM)を行うことができる。   The drive symbol rate of the data modulation units 121 and 122 is B (sps: symbol / second). Any modulation method can be used. For example, if the Mach-Zehnder modulation circuits 761 and 762 shown in FIG. (Keying, QPSK) can be performed, and 16-level quadrature amplitude modulation (16QAM) of symbol rate B can be performed by driving with a four-value data signal.

図2は、CSRZパルスを用いる本光変調器100の動作(上段)を、従来のRZパルスを用いる構成の動作(下段)と比較しながら模式的に説明する図である。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the operation (upper stage) of the present optical modulator 100 using the CSRZ pulse while comparing it with the operation (lower stage) of the configuration using the conventional RZ pulse.

まず本光変調器100の動作(上段)を説明する。ここでは簡単のため式(4−1),(4−2)の高次の項を無視し、n=0の項のみを考えると、パルス発生部111の出力光電界は直流成分を含まない周波数B/2のSin波形となる。データ変調部121が配置されたアーム1側の波形に対し、データ変調部122が配置されたアーム2側の波形は光遅延部141によって1/(2B)すなわち1/4周期の群遅延が与えられている。このため、各アームのデータ変調部121,122の直前におけるパルス時間波形を比べると、図2上段左列において▽で示したタイミングにおいては光電界強度|E|2がアーム1側で最大、アーム2側でゼロとなり、また△で示したタイミングにおいては光電界強度がアーム2側で最大、アーム1側でゼロとなる。
このためデータ変調部121,122におけるシンボルタイミングをそれぞれ▽および△に合せれば、各データ変調部121,122の出力を合波した後もシンボルタイミングにおいて互いに干渉が生じることはなく、OTDM信号を得ることが可能となる。▽および△はそれぞれ1/B周期で現れ、これは各データ変調部121,122の駆動シンボルレートBと合致している。
First, the operation (upper stage) of the present optical modulator 100 will be described. Here, for simplicity, ignoring the higher-order terms in equations (4-1) and (4-2) and considering only the term of n = 0, the output optical field of the pulse generator 111 does not include a DC component. It becomes a Sin waveform of frequency B / 2. The waveform on the arm 2 side where the data modulation unit 122 is arranged is given a group delay of 1 / (2B), that is, a quarter cycle, by the optical delay unit 141 with respect to the waveform on the arm 1 side where the data modulation unit 121 is arranged. It has been. Therefore, comparing the pulse time waveforms immediately before the data modulators 121 and 122 of each arm, the optical electric field intensity | E | 2 is the maximum on the arm 1 side at the timing indicated by ▽ in the upper left column of FIG. At the timing indicated by Δ, the optical electric field intensity is maximum on the arm 2 side and zero on the arm 1 side.
For this reason, if the symbol timings in the data modulation units 121 and 122 are matched with ▽ and Δ, respectively, the outputs of the data modulation units 121 and 122 will not interfere with each other even after the outputs of the data modulation units 121 and 122 are combined. Can be obtained. Each of ▽ and Δ appears in a 1 / B cycle, which matches the driving symbol rate B of each data modulation unit 121, 122.

光信号スペクトルについて考えると、両アームともデータ変調前のCSRZパルス波形は高次成分を無視すれば式(4−1),(4−2)の時間シフトで表されるため、そのスペクトルは図2上段中列に示す通りキャリア周波数±B/2の成分からなる形となる。駆動データ信号をNRZ信号とすると、本光変調器100におけるデータ変調部121,122の直後のCSRZ光信号スペクトルは図2上段右列に示す通りCSRZパルスのスペクトルにNRZ信号のスペクトルを重畳した形となる。NRZ信号のスペクトルはキャリア周波数±Bに1st null点を有するため、CSRZ信号のスペクトルの1st null点間隔で定義したスペクトル幅は3B程度となる。アーム1,2の信号を合波した後もスペクトルの形状は変わらないため、最終的な出力光信号のスペクトル幅は3B程度であり、これは最終的な出力光信号のシンボルレート2Bの1.5倍程度である。
このように、最終的な出力光信号のスペクトル幅を3B程度と狭くすることができることが、本参考例の大きな特徴の一つである。
Considering the optical signal spectrum, the CSRZ pulse waveform before data modulation is expressed by time shifts of equations (4-1) and (4-2) if the higher-order components are ignored in both arms. 2 As shown in the upper middle row, the carrier frequency is ± B / 2. Assuming that the drive data signal is an NRZ signal, the CSRZ optical signal spectrum immediately after the data modulators 121 and 122 in the optical modulator 100 is obtained by superimposing the spectrum of the NRZ signal on the spectrum of the CSRZ pulse as shown in the upper right column of FIG. It becomes. Since the spectrum of the NRZ signal has the 1st null point at the carrier frequency ± B, the spectrum width defined by the 1st null point interval of the spectrum of the CSRZ signal is about 3B. Since the spectrum shape does not change even after the signals of arms 1 and 2 are combined, the spectrum width of the final output optical signal is about 3B, which is 1. About 5 times.
Thus, one of the major features of this reference example is that the spectrum width of the final output optical signal can be reduced to about 3B.

一方、特許文献1、特許文献2、および非特許文献3に示される従来法(図11)においては、パルス発生部(第1の光変調手段2)を周波数Bのクロック信号で駆動して生成したRZパルスを用いている。この場合、各データ変調部(第2及び第3の光変調手段3,4)直前における光電界波形は図2下段左列に示す通り直流成分を含む周波数BのSin波形となる。このためパルスのスペクトル(高次成分を無視)は図2下段中列に示す通りキャリア成分及びキャリア周波数±Bの成分からなる形となり、データ変調後の最終的な出力光信号のスペクトル幅は図2下段右列に示す通り4B程度となる。これは最終的な光出力信号のシンボルレートの2倍程度である。   On the other hand, in the conventional method shown in Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Non-Patent Literature 3 (FIG. 11), the pulse generator (first optical modulation means 2) is driven by a clock signal having a frequency B. RZ pulse is used. In this case, the optical electric field waveform immediately before each data modulation unit (second and third light modulation means 3 and 4) is a Sin waveform of frequency B including a DC component as shown in the lower left column of FIG. For this reason, the spectrum of the pulse (ignoring higher order components) is composed of a carrier component and a carrier frequency ± B component as shown in the lower middle column of FIG. 2, and the spectrum width of the final output optical signal after data modulation is shown in FIG. 2 As shown in the lower right column, it is about 4B. This is about twice the symbol rate of the final optical output signal.

なお上記従来法の変調器構成にはいくつかのバリエーションが示されているが、いずれもRZパルスを用いているため上記の議論は共通して成り立つ。また従来法においてパルス発生部としてマッハツェンダ変調回路を用いる場合は、CSRZモードとは異なるバイアス条件で用いるため、式(1)、(2)、(3)、(4−1)、(4−2)は成立しない。   Although some variations are shown in the modulator configuration of the conventional method, since the RZ pulse is used for all, the above discussion is valid in common. Further, when a Mach-Zehnder modulation circuit is used as a pulse generator in the conventional method, since it is used under a bias condition different from the CSRZ mode, the equations (1), (2), (3), (4-1), (4-2) ) Does not hold.

なお光遅延部141について、その配置はデータ変調部122と光合波部132の間としても良い。その場合図2においてデータ変調部直前のパルス波形は両アーム間で一致し、▽と△のタイミングは時間的に重なるが、データ変調後に1/(2B)の群遅延差が与えられるため、図2と同等の動作が得られる。
同様に、光遅延部を変調部122の前後に分割して配置しても、トータルでの群遅延が1/(2B)であれば同等の動作が得られる。
The arrangement of the optical delay unit 141 may be between the data modulation unit 122 and the optical multiplexing unit 132. In that case, the pulse waveform immediately before the data modulation unit in FIG. 2 matches between both arms, and the timings of ▽ and Δ overlap in time, but a group delay difference of 1 / (2B) is given after data modulation. 2 is obtained.
Similarly, even if the optical delay unit is divided and arranged before and after the modulation unit 122, an equivalent operation can be obtained if the total group delay is 1 / (2B).

また、群遅延量を駆動シンボル間隔1/Bの整数倍だけ増減させても、合波後のOTDM信号において両アームからの信号がシンボルタイミングにおいて干渉しないという条件は保たれるので、群遅延量はpを整数として(p+1/2)/Bすなわち1/Bの半整数倍であればよい。さらに、シンボルレートBに対して群遅延量が(p+1/2)/Bとなるように設計された光遅延部は、qを整数として、次式5−1,式5−2が成り立つようなシンボルレートB′においても用いることができる。

Figure 0006385848
Even if the group delay amount is increased or decreased by an integral multiple of the driving symbol interval 1 / B, the condition that the signals from both arms do not interfere with each other in the symbol timing in the combined OTDM signal is maintained. May be (p + 1/2) / B, that is, a half-integer multiple of 1 / B, where p is an integer. Furthermore, the optical delay unit designed so that the group delay amount is (p + 1/2) / B with respect to the symbol rate B is such that q is an integer, and the following equations 5-1 and 5-2 hold: It can also be used at the symbol rate B '.
Figure 0006385848

以上説明の通り、本光変調器100を用いることで、駆動シンボルレートBに対し2倍のシンボルレート2Bを有し、かつスペクトル幅は従来法の3/4である3BとなるようなOTDM信号(出力光信号)を得ることができる。
本光変調器100はCW光の入力によって動作し、その動作特性は原理的に入力光波長には依存しない。本光変調器100は、一般的なプッシュプル型マッハツェンダ変調回路と光直交変調回路から構成されており、外部にパルス整形装置等も必要としないため、構成は簡易といえる。
シンボルレートの変更に対する柔軟性については、パルス発生部111は駆動クロック周波数の変更によりシンボルレート変更に対応でき、光遅延部141は式(5−1),(5−2)に示した条件の範囲内でシンボルレート変更に対応できる。
As described above, by using the present optical modulator 100, an OTDM signal having a symbol rate 2B that is twice the driving symbol rate B and having a spectral width of 3B, which is 3/4 of the conventional method. (Output optical signal) can be obtained.
The present optical modulator 100 operates by inputting CW light, and its operating characteristics are not dependent on the input light wavelength in principle. The optical modulator 100 includes a general push-pull type Mach-Zehnder modulation circuit and an optical quadrature modulation circuit, and does not require an external pulse shaping device.
Regarding the flexibility for changing the symbol rate, the pulse generator 111 can cope with the change of the symbol rate by changing the drive clock frequency, and the optical delay unit 141 has the conditions shown in the equations (5-1) and (5-2). It is possible to respond to symbol rate changes within the range.

なお本参考例では光カプラ131および光合部132として、一般に動作波長が広く分岐比ズレが小さいことからY字型カプラを用いたが、他の構造のカプラ、例えば方向性結合器や多モード干渉(Multimode Interference, MMI)カプラなどを用いても良い。 In this reference example , a Y-shaped coupler is generally used as the optical coupler 131 and the optical coupling unit 132 because the operating wavelength is wide and the branching ratio deviation is small. However, couplers of other structures such as directional couplers and multimode interference are used. A (Multimode Interference, MMI) coupler or the like may be used.

第2の参考例
図3に、本発明の第2の参考例に係る光変調器300を示す。光変調器300は、入力用光ポート301、1入力2出力光カプラ331、パルス発生部311,312、データ変調部321,322、光合波部332、及び出力用光ポート302を備える。光カプラ331および光合波部332としてはY字型カプラを用いている。
( Second reference example )
FIG. 3 shows an optical modulator 300 according to a second reference example of the present invention. The optical modulator 300 includes an input optical port 301, a 1-input 2-output optical coupler 331, pulse generation units 311 and 312, data modulation units 321 and 322, an optical multiplexing unit 332, and an output optical port 302. As the optical coupler 331 and the optical multiplexing unit 332, Y-shaped couplers are used.

図1に示した光変調器100と異なり、本光変調器300では1入力2出力光カプラ331の各出力にそれぞれパルス発生部311,312が接続され、更にその後段にデータ変調部321,322が接続されている。また本光変調器300は光遅延部を含まず、代わりにクロック源351とパルス発生部312の間に電気遅延部361を設けている。クロック周波数、パルス発生部の構造およびバイアス条件、データ変調部の構造および駆動シンボルレートについては第1の参考例と同様である。 Unlike the optical modulator 100 shown in FIG. 1, in this optical modulator 300, pulse generators 311, 312 are connected to the outputs of the 1-input 2-output optical coupler 331, respectively, and data modulators 321, 322 are further downstream. Is connected. In addition, the optical modulator 300 does not include an optical delay unit, and instead, an electrical delay unit 361 is provided between the clock source 351 and the pulse generation unit 312. The clock frequency, the structure and bias condition of the pulse generator, the structure of the data modulator and the drive symbol rate are the same as those in the first reference example .

クロック源351は、クロック周波数がB/2のクロック信号を発生し、このクロック信号は、パルス発生部311に直接入力されると共に、電気遅延部361を介してパルス発生部312に入力される。
電気遅延部361ではクロック位相遅延π/2が与えられる。クロック周波数はB/2なので、このクロック位相遅延は時間遅延に換算すると1/(2B)となる。このためパルス発生部312からの出力CSRZパルスの光電界波形は、パルス発生部311からの出力に対し時間軸上で1/(2B)すなわち1/4周期遅れるので、結局図2に示した第1の参考例の動作と同等の動作を得ることができる。
The clock source 351 generates a clock signal having a clock frequency of B / 2, and this clock signal is directly input to the pulse generator 311 and input to the pulse generator 312 via the electrical delay unit 361.
The electrical delay unit 361 is given a clock phase delay π / 2. Since the clock frequency is B / 2, this clock phase delay is 1 / (2B) in terms of time delay. Optical electric field waveform of the output CSRZ pulses from the for pulse generator 312, since on the time axis to the output from the pulse generating unit 311 1 / (2B) i.e. 1/4 cycle late, first shown in the end view 2 The operation equivalent to that of the first reference example can be obtained.

本光変調器300は光遅延部を含まないため、図1に示した光変調器100に比べシンボルレート変更に対する柔軟性が向上している。すなわち、シンボルレートの変更に対しては、クロック源351の動作周波数と電気遅延部361の遅延量を変更すればよく、光回路側は原理的にあらゆるシンボルレートに対応できる(電気−光周波数応答特性の限界によって決まる周波数範囲内において)。
通常、異なるシンボルレートに対しては異なる設計の電子回路基板を用いるため、シンボルレートの変更に対して光変調器側の設計変更が不要となる点は柔軟性の観点からメリットと言える。その他の従来法に対するメリット(スペクトル=最終シンボルレート×1.5、簡易な構成、波長無依存動作)は前記第1の参考例の場合と同様に得られる。
Since the present optical modulator 300 does not include an optical delay unit, the flexibility in changing the symbol rate is improved as compared with the optical modulator 100 shown in FIG. That is, to change the symbol rate, the operating frequency of the clock source 351 and the delay amount of the electrical delay unit 361 may be changed, and the optical circuit side can in principle cope with any symbol rate (electrical-optical frequency response). (Within a frequency range determined by characteristic limits).
Usually, since electronic circuit boards having different designs are used for different symbol rates, it is an advantage from the viewpoint of flexibility that the design change on the optical modulator side is not required for changing the symbol rate. Other advantages over the conventional method (spectrum = final symbol rate × 1.5, simple configuration, wavelength-independent operation) can be obtained in the same manner as in the first reference example .

なお本光変調器300では、1入力2出力の光カプラ331の出力の一方からデータ変調部321,322の一方を経て光合波部332に至る光路の群遅延と、1入力2出力の光カプラ331の出力の他方からデータ変調部321,323の他方を経て光合波部332に至る光路の群遅延とを等しくしている。   In this optical modulator 300, a group delay of an optical path from one of the outputs of the optical coupler 331 having one input and two outputs to one of the data modulators 321 and 322 to the optical multiplexer 332, and an optical coupler having one input and two outputs. The group delay of the optical path from the other output of 331 to the optical multiplexing unit 332 through the other of the data modulation units 321 and 323 is made equal.

第1の実施例
図4に、本発明の第1の実施例に係る光変調器400を示す。光変調器400は、入力用光ポート401、1入力2出力光カプラ431、パルス発生部411,412、光位相調整部441、2入力2出力光カプラ433、データ変調部421,422、光合波部432、及び出力用光ポート402を備える。光カプラ431および光合波部432としてはY字型カプラを用いている。2入力2出力光カプラ433としては方向性結合器を用いている。なお451はクロック源、461は電気遅延部である。
( First embodiment )
FIG. 4 shows an optical modulator 400 according to the first embodiment of the present invention. The optical modulator 400 includes an input optical port 401, a 1-input 2-output optical coupler 431, pulse generation units 411, 412, an optical phase adjustment unit 441, an input-two-output optical coupler 433, data modulation units 421, 422, optical multiplexing. 432 and an output optical port 402. A Y-shaped coupler is used as the optical coupler 431 and the optical multiplexer 432. A directional coupler is used as the 2-input 2-output optical coupler 433. Reference numeral 451 denotes a clock source, and reference numeral 461 denotes an electrical delay unit.

図3に示した光変調器300と異なり、本光変調器400ではパルス発生部411,412の出力が夫々2入力2出力光カプラ433の2本の入力に接続され、2入力2出力光カプラ433の2本の出力がデータ変調部421,422に接続され、またパルス発生部412と2入力2出力光カプラ433との間に光位相調整部441が設けられている点が異なる。その他の条件、即ちクロック周波数、パルス発生部の構造およびバイアス条件、データ変調部の構造および駆動シンボルレートについては第1の参考例および第2の参考例と同様である。 Unlike the optical modulator 300 shown in FIG. 3, in the present optical modulator 400, the outputs of the pulse generators 411 and 412 are connected to two inputs of a two-input two-output optical coupler 433, respectively, and a two-input two-output optical coupler. The two outputs of 433 are connected to the data modulators 421 and 422, and an optical phase adjustment unit 441 is provided between the pulse generation unit 412 and the 2-input 2-output optical coupler 433. Other conditions, that is, the clock frequency, the structure and bias condition of the pulse generator, the structure of the data modulator and the drive symbol rate are the same as those in the first reference example and the second reference example .

本例の光変調器400においては、2入力2出力光カプラ433の各出力から互いに1/4周期シフトしたCSRZパルスが出力され、図2に示した第1の参考例の動作とほぼ同等の動作を得ることができる。まずこのことを数式で示す。 In the optical modulator 400 of the present example, CSRZ pulses shifted from each other by ¼ period are output from the outputs of the 2-input 2-output optical coupler 433, and are substantially equivalent to the operation of the first reference example shown in FIG. You can get action. First, this is shown by a mathematical formula.

電気遅延部461によって与えられるクロック位相遅延はπ/2であり、この遅延は時間遅延1/(2B)に相当する。
また、入力光ポート401から2入力2出力光カプラ433のアーム2側の出力に至る光路長が、パルス発生部411を経由する場合とパルス発生部412を経由する場合において入力波長の整数倍(ゼロを含む)だけ異なるよう、すなわち光位相差が2πの整数倍(ゼロを含む)となるよう調整する。このとき入力光ポート401から2入力2出力光カプラ433のアーム1側の出力に至る光路長は、パルス発生部411を経由する場合とパルス発生部412を経由する場合において入力波長の半整数倍だけ異なる(すなわち光位相差はπの奇数倍となる)。従って、データ変調部411,412の直前における光電界波形E1(t)およびE2(t)は夫々以下の式で表すことができる。

Figure 0006385848
高次(n≧1)の項を無視すれば、式(4−1),(4−2)の場合と同様、E1(t)およびE2(t)は互いに1/4周期異なる周波数B/2のSin波形となっていることがわかる。E1(t)のシンボルタイミングはt=(k+3/4)/B、E2(t)のシンボルタイミングはt=(k+1/4)/B(kは整数)である。 The clock phase delay provided by the electrical delay unit 461 is π / 2, and this delay corresponds to the time delay 1 / (2B).
The optical path length from the input optical port 401 to the output on the arm 2 side of the 2-input 2-output optical coupler 433 is an integral multiple of the input wavelength when passing through the pulse generator 411 and when passing through the pulse generator 412 ( The optical phase difference is adjusted to be an integral multiple of 2π (including zero). At this time, the optical path length from the input optical port 401 to the output on the arm 1 side of the 2-input 2-output optical coupler 433 is a half integer multiple of the input wavelength when passing through the pulse generator 411 and when passing through the pulse generator 412. (Ie, the optical phase difference is an odd multiple of π). Therefore, the optical electric field waveforms E 1 (t) and E 2 (t) immediately before the data modulation units 411 and 412 can be expressed by the following equations, respectively.
Figure 0006385848
If the higher-order (n ≧ 1) terms are ignored, E 1 (t) and E 2 (t) are different from each other by a quarter period, as in the case of equations (4-1) and (4-2). It can be seen that the S / 2 waveform is B / 2. The symbol timing of E 1 (t) is t = (k + 3/4) / B, and the symbol timing of E 2 (t) is t = (k + 1/4) / B (k is an integer).

図3に示した第2の参考例と同様、本実施例では光遅延部を含まないため、シンボルレートの変更にも柔軟に対応できる。その他の従来法に対するメリット(スペクトル=最終シンボルレート×1.5、簡易な構成、波長無依存動作)は前記第1の参考例の場合と同様に得られる。 Similar to the second reference example shown in FIG. 3, the present embodiment does not include an optical delay unit, and therefore can flexibly cope with a change in symbol rate. Other advantages over the conventional method (spectrum = final symbol rate × 1.5, simple configuration, wavelength-independent operation) can be obtained in the same manner as in the first reference example .

さらに本例においては、第1の参考例および第2の参考例と比べ、出力光信号スペクトルのサイドローブ強度を抑制できるというメリットがある。このことは、基本波(n=0の項)に対する高調波(n≧1の項)の相対位相が式(6−1),(6−2)と式(3)で異なることに起因している。サイドローブ強度を抑制することで、波長多重伝送時における隣接波長チャネル間のクロストークを抑制することができる。 Furthermore, this example has an advantage that the side lobe intensity of the output optical signal spectrum can be suppressed as compared with the first reference example and the second reference example . This is because the relative phase of the harmonic (n ≧ 1) relative to the fundamental wave (n = 0 term) is different between the equations (6-1), (6-2) and (3). ing. By suppressing the side lobe intensity, it is possible to suppress crosstalk between adjacent wavelength channels during wavelength multiplexing transmission.

図5に、図3に示した第2の参考例における出力光信号スペクトル(点線)と図4に示した第1の実施例における出力光信号スペクトル(実線)を示す。これらのスペクトルは理論曲線であり、横軸を規格化周波数(変調器からの入力光周波数に対する相対光周波数を駆動シンボルレートBで割ったもの)、縦軸を規格化強度(ピーク値を0dBとしたdBスケールで表示)で示している。また、スペクトル形状はVppに依存して変化するため、VppをVπの0.5、1.0、1.5、2.0倍とした場合についてそれぞれ示している。スペクトル形状はデータ変調部の応答波形にも依存するが、ここでは簡単のためデータ変調部の応答波形は自乗余弦パルス波形であると仮定した。すなわち、最終的に出力ポート402から出力される光電界波形Eout(t)は

Figure 0006385848
で表されるものと仮定した。但しc1,kおよびc2,kは夫々データ変調部411,412によって与えられる複素シンボル値であり、例えばQPSKであれば±1±jの4値のいずれかをとる。シンボル列{c1,k}と{c2,k}は互いに相関しない。また、t0はシンボルタイミングを表すパラメータであり、E1(t)とE2(t)が式(3)で表される第1の参考例および第2の参考例においてはt0=1/(2B)、式(6−1),(6−2)で表される第1の実施例においてはt0=3/(4B)である。 FIG. 5 shows the output optical signal spectrum (dotted line) in the second reference example shown in FIG. 3 and the output optical signal spectrum (solid line) in the first embodiment shown in FIG. These spectra are theoretical curves, the horizontal axis is the normalized frequency (relative optical frequency relative to the input optical frequency from the modulator divided by the drive symbol rate B), and the vertical axis is the normalized intensity (peak value is 0 dB). Displayed in dB scale). Since the spectrum shape changes depending on Vpp, the cases where Vpp is 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 times Vπ are shown. Although the spectrum shape depends on the response waveform of the data modulation unit, it is assumed here that the response waveform of the data modulation unit is a square cosine pulse waveform for simplicity. That is, the optical electric field waveform E out (t) finally output from the output port 402 is
Figure 0006385848
It is assumed that However, c 1, k and c 2, k are complex symbol values given by the data modulation units 411 and 412, and take one of four values of ± 1 ± j in the case of QPSK, for example. The symbol sequences {c 1, k } and {c 2, k } are not correlated with each other. T 0 is a parameter representing symbol timing, and t 1 = 1 in the first reference example and the second reference example in which E 1 (t) and E 2 (t) are expressed by Expression (3). In the first embodiment represented by / (2B) and formulas (6-1) and (6-2), t 0 = 3 / (4B).

図5において、実線のスペクトルは点線のスペクトルに対し僅かに幅が広がっているものの、規格化周波数>1.5に現れるサイドローブの強度が点線のスペクトルに比べ抑制されていることがわかる。但しVppが1.5Vπ以上の場合においては、規格化周波数1.5付近の1st null点が明瞭に観察されない。
このため、スペクトル幅の定義をピーク強度に対し−20dBとなる全幅で定義し、Vpp/Vπに対してプロットすると図6を得る。図6に示すように、図3に示した第2の参考例の場合(点線)はVppの増加と共にスペクトル幅が緩やかに減少するのに対し、図4に示した第1の実施例の場合(実線)はVppの増加と共にスペクトル幅が増加する。目安となる駆動シンボルレートの3倍(3B)以下のスペクトル幅とするためには、本例の場合はVpp<1.8Vπとすればよいことがわかる。
In FIG. 5, it can be seen that although the solid line spectrum is slightly wider than the dotted line spectrum, the side lobe intensity appearing at the normalized frequency> 1.5 is suppressed compared to the dotted line spectrum. However, when Vpp is 1.5 Vπ or more, the 1st null point near the normalized frequency 1.5 is not clearly observed.
For this reason, the definition of the spectrum width is defined by the full width of −20 dB with respect to the peak intensity, and plotted against Vpp / Vπ, FIG. 6 is obtained. As shown in FIG. 6, in the case of the second reference example (dotted line) shown in FIG. 3, the spectrum width gradually decreases as Vpp increases, whereas in the case of the first embodiment shown in FIG. In (solid line), the spectrum width increases as Vpp increases. It can be seen that in order to obtain a spectrum width equal to or less than three times (3B) the drive symbol rate as a guide, in this example, Vpp <1.8 Vπ may be set.

なお本実施例では2入力2出力光カプラ433として、一般に低損失な方向性結合器を用いたが、他の構造の2入力2出力光カプラ、例えば2入力2出力のMMIカプラを用いても良い。MMIカプラは方向性結合器に比べ一般に損失はやや大きくなるが、波長依存性は小さくなる。   In this embodiment, a low-loss directional coupler is generally used as the 2-input 2-output optical coupler 433. However, a 2-input 2-output optical coupler having another structure, such as a 2-input 2-output MMI coupler, may be used. good. An MMI coupler generally has a slightly larger loss than a directional coupler, but has a smaller wavelength dependency.

また本光変調器400では、2入力2出力の光カプラ433の出力の一方からデータ変調部421,422の一方を経て光合波部432に至る光路の群遅延と、2入力2出力の光カプラ433の出力の他方からデータ変調部421,422の他方を経て光合波部432に至る光路の群遅延とを等しくしている。   Further, in the present optical modulator 400, a group delay of an optical path from one of the outputs of the optical coupler 433 having two inputs and two outputs to one of the data modulators 421 and 422 to the optical multiplexer 432, and an optical coupler having two inputs and two outputs. The group delay of the optical path from the other output of 433 to the optical multiplexing unit 432 through the other of the data modulation units 421 and 422 is made equal.

第2の実施例
図9に、本発明の第2の実施例に係る光変調器900を示す。光変調器900は、入力用光ポート901、1入力2出力光カプラ931、パルス発生部911,912、データ変調部921,922、光合波部932、及び出力用光ポート902を備える。パルス発生部911,912はクロック源951から出力される周波数B/2のクロックにより駆動され、パルス発生部912の駆動クロックには電気遅延部961によってクロック位相遅延π/2が与えられる。光カプラ931、パルス発生部911,912の構成及び駆動条件は図3に示した第2の参考例と同等である。
( Second embodiment )
FIG. 9 shows an optical modulator 900 according to the second embodiment of the present invention. The optical modulator 900 includes an input optical port 901, a 1-input 2-output optical coupler 931, pulse generators 911, 912, data modulators 921, 922, an optical multiplexer 932, and an output optical port 902. The pulse generators 911 and 912 are driven by a clock having a frequency B / 2 output from the clock source 951, and a clock phase delay π / 2 is given to the drive clock of the pulse generator 912 by the electric delay unit 961. The configurations and driving conditions of the optical coupler 931 and the pulse generators 911 and 912 are the same as those of the second reference example shown in FIG.

データ変調部921,922としては、それぞれ2連光直交変調部を用いている。データ変調部921は、1入力2出力光カプラ935と、その各出力に接続された光直交変調部981,982からなる。データ変調部922は、1入力2出力光カプラ936と、その各出力に接続された光直交変調部983,984からなる。光直交変調部981〜984としてはそれぞれ図7に示した構成と同等の構成を用いることができる。各光直交変調部981〜984はそれぞれシンボルレートBで駆動される。   As the data modulators 921 and 922, a duplex optical quadrature modulator is used. The data modulation unit 921 includes a 1-input 2-output optical coupler 935 and optical orthogonal modulation units 981 and 982 connected to the respective outputs. The data modulation unit 922 includes a 1-input 2-output optical coupler 936 and optical orthogonal modulation units 983, 984 connected to the respective outputs. As the optical orthogonal modulation units 981 to 984, a configuration equivalent to the configuration shown in FIG. 7 can be used. Each of the optical orthogonal modulation units 981 to 984 is driven at a symbol rate B.

光合波部932は、光直交変調部981,983の出力に接続された2入力1出力光カプラ937、光直交変調部982,984の出力に接続された2入力1出力光カプラ938、2入力1出力光カプラ938の出力に接続された偏波変換部952、2入力1出力光カプラ937および偏波変換部952の出力に接続された偏波合成部934からなる。   The optical multiplexing unit 932 includes a two-input one-output optical coupler 937 connected to the outputs of the optical quadrature modulation units 981 and 983, and a two-input one-output optical coupler 938 connected to the outputs of the optical quadrature modulation units 982 and 984 and two inputs. A polarization converter 952 connected to the output of the one-output optical coupler 938, a two-input one-output optical coupler 937, and a polarization beam combiner 934 connected to the output of the polarization converter 952.

本構成の機能は、図3に示した第2の参考例において、データ変調部321,322として図8に示した偏波多重光直交変調部800をそれぞれ用いた構成と基本的に同等だが、第2の参考例で偏波多重光直交変調部を用いる構成では偏波変換部及び偏波合成部が全体で2個ずつ必要であったのに対し、本例では1個ずつで済むため、構成としてはやや簡易である。 The function of this configuration is basically the same as the configuration in which the polarization multiplexed optical orthogonal modulation unit 800 shown in FIG. 8 is used as the data modulation units 321 and 322 in the second reference example shown in FIG. In the second reference example , the configuration using the polarization multiplexing optical orthogonal modulation unit requires two polarization conversion units and two polarization combining units as a whole, whereas in this example, only one unit is required. The configuration is somewhat simple.

第3の実施例
図10に、本発明の第3の実施例に係る光変調器1000を示す。本例は、図9に示した第2の実施例の構成に対し、データ変調部1021,1022として用いる2連光直交変調部を構成する光直交変調部1081〜1084の空間配置を入れ子になるように配置したものであり、機能としては図9に示した第2の実施例と同等である。
( Third embodiment )
FIG. 10 shows an optical modulator 1000 according to a third embodiment of the present invention. In this example, the spatial arrangement of the optical orthogonal modulation units 1081 to 1084 constituting the duplex optical orthogonal modulation unit used as the data modulation units 1021 and 1022 is nested in the configuration of the second embodiment shown in FIG. The functions are the same as those of the second embodiment shown in FIG.

即ち光変調器1000は、入力用光ポート1001、1入力2出力光カプラ1031、パルス発生部1011,1012、データ変調部1021,1022、光合波部1032、及び出力用光ポート1002を備える。パルス発生部1011,1012はクロック源1051から出力される周波数B/2のクロックにより駆動され、パルス発生部1012の駆動クロックには電気遅延部1061によってクロック位相遅延π/2が与えられる。   That is, the optical modulator 1000 includes an input optical port 1001, a 1-input 2-output optical coupler 1031, pulse generation units 1011 and 1012, data modulation units 1021 and 1022, an optical multiplexing unit 1032, and an output optical port 1002. The pulse generators 1011 and 1012 are driven by a clock having a frequency B / 2 output from the clock source 1051, and the clock phase delay π / 2 is given to the drive clock of the pulse generator 1012 by the electric delay unit 1061.

データ変調部1021,1022としては、それぞれ2連光直交変調部を用いている。データ変調部1021は、1入力2出力光カプラ1035と、その各出力に接続された光直交変調部1081,1083からなる。データ変調部1022は、1入力2出力光カプラ1036と、その各出力に接続された光直交変調部1082,1084からなる。   As the data modulators 1021 and 1022, dual optical quadrature modulators are used. The data modulation unit 1021 includes a 1-input 2-output optical coupler 1035 and optical orthogonal modulation units 1081 and 1083 connected to the respective outputs. The data modulation unit 1022 includes a 1-input 2-output optical coupler 1036 and optical orthogonal modulation units 1082 and 1084 connected to the respective outputs.

光合波部1032は、光直交変調部1081,1082の出力に接続された2入力1出力光カプラ1037、光直交変調部1083,1084の出力に接続された2入力1出力光カプラ1038、2入力1出力光カプラ1038の出力に接続された偏波変換部1052、2入力1出力光カプラ1037および偏波変換部1052の出力に接続された偏波合成部1034からなる。   The optical multiplexing unit 1032 includes a two-input one-output optical coupler 1037 connected to the outputs of the optical quadrature modulation units 1081 and 1082, and a two-input one-output optical coupler 1038 connected to the outputs of the optical quadrature modulation units 1083 and 1084. A polarization converter 1052 connected to the output of the one-output optical coupler 1038, a two-input one-output optical coupler 1037, and a polarization beam combiner 1034 connected to the output of the polarization converter 1052.

なお、本例および第2の実施例においては、データ変調部と光合波部を除く部分の構成を図3に示した第2の参考例と同等の構成としたため、得られる効果も第2の参考例と同等である。
当然ながら、本例および第2の実施例において、データ変調部と光合波部を除く部分の構成を図1に示した第1の参考例と同等の構成とすれば第1の参考例と同等の効果を、同部分を図4に示した第1の実施例と同等の構成とすれば第1の実施例と同等の効果を夫々得ることができる。
また、「周期波形の信号」としてはsin波形の信号の他に、周期的な方形波形の信号や、周期的は三角波形の信号などがある。
In the present embodiment and the second embodiment, since the second reference example and equivalent arrangements showing the portion of the structure except for the data modulation unit and the optical multiplexing section 3, obtained effect of the second It is equivalent to the reference example .
Naturally, in this example and the second embodiment , if the configuration of the part excluding the data modulation unit and the optical multiplexing unit is the same as the configuration of the first reference example shown in FIG. 1, it is the same as the first reference example. If the same part is made to have the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 4, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
In addition to the sin waveform signal, the “periodic waveform signal” includes a periodic square waveform signal and a periodic triangular waveform signal.

本発明は、OTDM方式の光変調器に利用可能である。   The present invention is applicable to an OTDM optical modulator.

100、300、400、900、1000 光変調器
101、301、401、901、1001 入力用光ポート
102、302、402、902、1002 出力用光ポート
111、311、312、411、412、911、912、1011、1012 パルス発生部
121、122、321、322、421、422、921、922、1021、1022 データ変調部
131、331、431、433、931、1031 光カプラ
132、332、432、932、1032 光合波部
141 光遅延部
151、351、451、951、1051 クロック源
361、461、961、1061 電気遅延部
441 光位相調整部
700 光直交変調部
800 偏波多重光直交変調部
100, 300, 400, 900, 1000 Optical modulator 101, 301, 401, 901, 1001 Input optical port 102, 302, 402, 902, 1002 Output optical port 111, 311, 312, 411, 412, 911, 912, 1011, 1012 Pulse generator 121, 122, 321, 322, 421, 422, 921, 922, 1021, 1022 Data modulator 131, 331, 431, 433, 931, 1031 Optical coupler 132, 332, 432, 932 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1032 Optical multiplexing part 141 Optical delay part 151,351,451,951,1051 Clock source 361,461,961,1061 Electrical delay part 441 Optical phase adjustment part 700 Optical orthogonal modulation part 800 Polarization multiplexing optical orthogonal modulation part

Claims (4)

1本の入力用光ポートと、
前記1本の入力用光ポートに光学的に接続された1入力2出力の光カプラと、
前記1入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に夫々接続された2つのパルス発生部と、
前記2つのパルス発生部の夫々の出力に光学的に接続された2入力2出力の光カプラと、
前記2入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に夫々接続された2つのデータ変調部と、
前記2つのデータ変調部の夫々の出力に光学的に接続された光合波部とを備え、
前記2つのデータ変調部がそれぞれシンボルレートBのデータ信号によって駆動され、 前記2つのパルス発生部が互いに位相がπ/2だけ異なる周波数B/2の周期波形の信号によって夫々駆動され、
前記入力用光ポートから前記2入力2出力の光カプラの出力の一方に至る光路長が、前記パルス発生部の一方を経由する場合と前記パルス発生部の他方を経由する場合とにおいて互いに入力光波長の整数倍だけ異なり、
前記入力用光ポートから前記2入力2出力の光カプラの出力の他方に至る光路長が、前記パルス発生部の一方を経由する場合と前記パルス発生部の他方を経由する場合とにおいて互いに入力光波長の半整数倍だけ異なり、
前記2入力2出力の光カプラの出力の一方から前記データ変調部の一方を経て前記光合波部に至る光路の群遅延が、前記2入力2出力の光カプラの出力の他方から前記データ変調部の他方を経て前記光合波部に至る光路の群遅延と等しいことを特徴とする光変調器。
One optical port for input,
A 1-input 2-output optical coupler optically connected to the one input optical port;
Two pulse generators optically connected to two outputs of the one-input two-output optical coupler;
A two-input two-output optical coupler optically connected to respective outputs of the two pulse generators;
Two data modulators optically connected to the two outputs of the two-input two-output optical coupler;
An optical multiplexing unit optically connected to the respective outputs of the two data modulation units,
The two data modulators are each driven by a data signal with a symbol rate B, and the two pulse generators are respectively driven by signals having a periodic waveform with a frequency B / 2 having a phase different from each other by π / 2,
When the optical path length from the input optical port to one of the outputs of the two-input two-output optical coupler passes through one of the pulse generators and the other passes through the other of the pulse generators, the input light Differs by an integer multiple of the wavelength,
When the optical path length from the input optical port to the other of the outputs of the two-input two-output optical coupler passes through one of the pulse generators, the input light passes through the other of the pulse generators. It differs by a half integer multiple of the wavelength,
The group delay of the optical path from one of the outputs of the 2-input 2-output optical coupler through one of the data modulators to the optical combiner is reduced from the other of the outputs of the 2-input 2-output optical coupler to the data modulator. An optical modulator characterized by being equal to a group delay of an optical path that passes through the other of the optical paths to the optical multiplexing unit.
前記パルス発生部の各々が、無駆動時に出力光強度最小となるようにバイアス調整されたプッシュプル駆動型マッハツェンダ変調回路であることを特徴とする請求項1に記載の光変調器。 2. The optical modulator according to claim 1, wherein each of the pulse generators is a push-pull drive type Mach-Zehnder modulation circuit that is bias-adjusted so that the output light intensity is minimized when not driven. 前記データ変調部の各々が、光直交変調部または偏波多重光直交変調部であり、前記光合波部が2入力1出力光カプラであることを特徴とする請求項1に記載の光変調器。 Each of the data modulation unit, an optical quadrature modulator or polarization multiplexed light quadrature modulation unit, the optical modulator according to claim 1, wherein the optical multiplexing unit is two inputs and one output optical coupler . 前記2つのデータ変調部の各々が、1入力2出力の光カプラと該1入力2出力の光カプラの2つの出力に夫々光学的に接続された2つの光直交変調部とからなる2連光直交変調部であり、
前記光合波部が、前記2つの2連光直交変調部の夫々一方の出力を合波する第1の2入力1出力光カプラと、前記2つの2連光直交変調部の夫々他方の出力を合波する第2の2入力1出力光カプラと、前記第1の2入力1出力光カプラの出力と前記第2の2入力1出力光カプラの出力とを偏波合成する偏波合成部から構成されており、
前記第1の2入力1出力光カプラの出力あるいは前記第2の2入力1出力光カプラの出力のいずれか一方と前記偏波合波器との間に偏波変換部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光変調器。
Each of the two data modulators is a dual light composed of an optical coupler with one input and two outputs and two optical orthogonal modulators optically connected to two outputs of the optical coupler with one input and two outputs, respectively. An orthogonal modulation unit,
The optical multiplexing unit outputs a first two-input one-output optical coupler that multiplexes outputs of one of the two duplex optical quadrature modulation units, and an output of each of the two duplex optical quadrature modulation units. A second two-input one-output optical coupler to be combined, and a polarization beam combining unit that combines the output of the first two-input one-output optical coupler and the output of the second two-input one-output optical coupler. Configured,
A polarization converter is provided between either the output of the first 2-input 1-output optical coupler or the output of the second 2-input 1-output optical coupler and the polarization multiplexer. The optical modulator according to claim 1 .
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1079705A (en) * 1996-09-03 1998-03-24 Fujitsu Ltd Optical modulation device and method
EP1851884A1 (en) * 2005-02-08 2007-11-07 Agency for Science, Technology and Research Optical msk data format
JP5069144B2 (en) * 2008-02-26 2012-11-07 日本電信電話株式会社 Light modulator
US8705900B2 (en) * 2010-03-19 2014-04-22 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical modulator
CN103370892B (en) * 2011-02-16 2016-01-20 日本电信电话株式会社 Optical frequency shifter and use the optical modulator of this optical frequency shifter

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