JP7192875B2

JP7192875B2 - 光送信器、光送信システム及び光送信方法

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Publication number: JP7192875B2
Application number: JP2020553812A
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Inventors: 弘和小松
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Description

本発明は光送信器及び光送信方法に関し、特に、光導波路変調器を用いて光を変調するために用いられる光送信器及び光送信方法に関する。

光源のチャープ（発振波長変動）による影響を回避するために、広帯域光送信器の電気光変換部にはマッハツェンダ光変調器が広く用いられる。マッハツェンダ光変調器の電極長は一般に数十ｍｍ以上であるため、高速な駆動信号によってマッハツェンダ光変調器を駆動する際には駆動信号が印加される電極の静電容量を低減するために進行波型電極が用いられる。また、電極のインピーダンス整合のために電極には終端抵抗器が配される。

マッハツェンダ光変調器は、数Ｖの駆動電圧を必要とする。典型的な駆動電圧は、ニオブ酸リチウム（LiNbO₃）を用いた光変調器では５Ｖ以上、インジウムリン(InP)を用いた光変調器では３Ｖ以上である。そして、電極にこのような電圧を印加するために、マッハツェンダ光変調器を駆動するドライバ回路は大電流を増幅できる大型のトランジスタを必要とする。このため、光変調器の電極と同様に、トランジスタの寄生容量の影響を低減するために進行波型のドライバ回路が用いられる。

本発明に関連して、特許文献１には、オフチップドライバを備える無線機器が記載されている。

特表２０１２－５１０２０８号公報

大容量通信システムで広く用いられる波長多重伝送では、波長依存性の少ない光変調器特性が望まれる。そして、半導体光変調器は、小型化が可能であり変調効率が高いという特徴を備える。しかし、半導体光変調器の駆動電圧や光導波路損失が最適となるバイアス電圧は、変調される光の波長により異なる。そして、基板に印加されるバイアス電圧が波長依存性を持つことにより、光変調器の電極部分の容量も波長依存性を持つ。その結果、光変調器の電極のインピーダンスが波長依存性を持つ。電極のインピーダンスの波長依存性は、設計値と異なる光が変調される場合の電極と終端抵抗とのインピーダンス整合を困難とする。

インピーダンス整合が充分でないと光変調器の電極に印加される駆動信号の波形が劣化するため変調された光信号の波形も劣化する。このため、光変調器が使用される可能性がある波長範囲が広い場合には、上述したインピーダンスの波長依存性により光信号の伝送品質が低下する恐れがある。このように、一般的な光変調器には、電極のインピーダンスが波長依存性を持つことにより、広い波長範囲で光出力信号の品質を保つことも困難であるという課題があった。

（発明の目的）
本発明は、広い波長範囲で光出力信号の品質を保つことを可能とする光送信器及び光送信方法を提供することを目的とする。

本発明の光送信器は、電極を備え、入力された光を前記電極に印加された駆動信号に応じて変調した光出力信号を出力する光変調手段と、前記駆動信号を生成し、前記電極の一端に前記駆動信号を印加するように前記光変調手段と接続されたドライバ回路と、前記電極の他端に接続され、前記駆動信号を終端する第１の素子と、前記第１の素子の第１の抵抗値及び前記駆動信号の駆動振幅を設定するコントローラと、を備える。

本発明の光送信方法は、ドライバ回路で生成された駆動信号を電極の一端に印加し、入力された光を前記電極に印加された駆動信号に応じて変調した光出力信号を出力し、前記電極の他端に接続された、前記駆動信号を終端する第１の素子の第１の抵抗値及び前記駆動信号の駆動振幅を設定する、手順を含む。

本発明の光送信器及び光送信方法は、広い波長範囲で光出力信号の品質を保つことを可能とする。

光送信器１００の構成例を示す図である。変調回路１２０の概念図である。４値振幅変調された光出力信号のアイダイアグラムの例を示す図である。図３に示す整合状態の場合の光出力信号の周波数特性の例を示す図である。インピーダンス整合の実施後の４値振幅変調された光出力信号のアイダイアグラムの例を示す図である。図５に示す整合状態の場合の光出力信号の周波数特性の例を示す図である。光送信システム３００の構成例を示す図である。終端抵抗器１０９の抵抗値とドライバ１０１が出力する駆動信号の調整手順の例を示すフローチャートである。光送信システム３１０の構成例を示すブロック図である。波長を変えて光出力信号の測定を行う手順の例を示すフローチャートである。光送信器４００の構成例を示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の光送信器１００の構成例を示す図である。光送信器１００は、伝送される情報を含む電気信号である伝送信号を光信号に変換し、光出力信号として出力する。光送信器１００は、ドライバ１０１、光変調器１０２、コントローラ１０３、記憶部１０４を備える。ドライバ１０１は電流制御回路１０５とトランジスタ１０６とを備え、光変調器１０２を駆動する電気信号（駆動信号）を生成する。電流制御回路１０５はトランジスタ１０６に接続され、トランジスタ１０６の出力電流などの動作条件を設定する。コントローラ１０３は、電流制御回路１０５に、トランジスタ１０６に設定される出力電流を指示できる。トランジスタ１０６は、ドライバ１０１に入力された伝送信号及び電流制御回路１０５からの設定値に基づく振幅の駆動信号を生成する。トランジスタ１０６は、光導波路１０７を好適に動作させるために必要な電圧振幅（駆動振幅）が変調部１０８において得られる振幅の電流を出力する。なお、各図面において信号に付された矢印は例示であり、信号の向きを限定しない。

光変調器１０２は光導波路１０７と終端抵抗器１０９とを備える。光導波路１０７は、変調部１０８を備えたマッハツェンダ型半導体光導波路である。光変調器１０２において、駆動信号は終端抵抗器１０９を負荷抵抗とする変調部１０８の電極に印加される。終端抵抗器１０９の一端は電極に接続され、終端抵抗器１０９の他端は接地される。

光変調器１０２は、光送信器１００の外部の光源２００から光導波路１０７へ入力された連続光を駆動信号によって変調し、変調された光信号（光出力信号）を光送信器１００の外部へ出力する。光源２００は、光送信器１００が使用される通信システムで規定された波長の光を出力する。光源２００は例えば半導体レーザであり、光送信器１００に含まれてもよい。

変調部１０８は、光導波路１０７の一方のアームと、一端がドライバ１０１と接続された電極とを含む。電極及びアームは、ドライバ１０１から入力された駆動信号が当該アームを伝搬する光と近接して並走するように配置される。変調部１０８の電極は、駆動信号の伝搬速度と入力された光の伝搬速度とが整合するように構成された進行波型電極である。

終端抵抗器１０９は可変抵抗器である。終端抵抗器１０９の抵抗値は、コントローラ１０３から制御端子１１０に印加された電気信号により調整される。電流制御回路１０５及び制御端子１１０はコントローラ１０３に接続される。コントローラ１０３には記憶部１０４が接続される。記憶部１０４は例えば半導体メモリであるが、これには限定されない。記憶部１０４はコントローラ１０３の内部に備えられてもよい。コントローラ１０３は制御回路であり、記憶部１０４に記憶された設定値に基づいて電流制御回路１０５及び終端抵抗器１０９を制御する。

（動作の説明）
光送信器１００の動作を説明する。以下の図面及び説明では既出の要素には同一の参照符号を用い、重複する説明は省略する。図２は光出力信号の変調波形にかかわる光変調器１０２の電気部品を備える変調回路１２０の概念図である。変調回路１２０は、変調部１０８の電極及び終端抵抗器１０９を含む電気回路である。変調部１０８の電極の一端にはドライバ１０１が接続され、駆動信号がドライバ１０１から変調回路１２０に供給される。変調部１０８の電極の他端には終端抵抗器１０９が接続される。ドライバ１０１は、駆動信号を出力する信号源である。すなわち、電極はドライバ１０１と終端抵抗器１０９とを接続する線路である。終端抵抗器１０９は電極を伝搬した駆動信号を終端する。以下では、ドライバ１０１から電極と終端抵抗器１０９との接続点までは無損失の線路であり終端抵抗器１０９は純抵抗であるとした場合の、光送信器１００の動作について説明する。

図３及び図５は、４値振幅変調された光出力信号の波形（光出力波形）の例を示す。図３と図５とでは、変調部１０８の電極のインピーダンスと終端抵抗器１０９のインピーダンス（抵抗値）との整合状態が異なる。図４は、図３に示す整合状態の場合の光出力信号の振幅の周波数特性の例を示す。光出力信号の周波数特性には、変調回路１２０（すなわち光変調器１０２の電気回路）の周波数特性が反映される。図６は、図５に示す整合状態の場合の光出力信号の周波数特性の例を示す。図３～図６はいずれも波形の例示であり、縦軸及び横軸の目盛は任意である。

図３は変調部１０８の電極のインピーダンスと終端抵抗器１０９の抵抗値との不整合が大きい場合の光出力波形の例（アイダイアグラムの例）を示す。電極を含む光導波路１０７の製造のばらつきや光出力信号の波長が設計値と異なることにより、半導体光変調器に印加されるバイアス電圧は多様な値を取り得る。その結果、電極のインピーダンスが終端抵抗器１０９の抵抗と整合しなくなる場合がある。図３は、このインピーダンス不整合により光出力波形の各変調値の基線が太くなることを示す。

ここで、電極のインピーダンスをＺ、終端抵抗器１０９の抵抗値をＲとすると反射係数ρは
ρ＝（Ｚ－Ｒ）／（Ｚ＋Ｒ）・・・（１）で表される。電極のインピーダンスＺと終端抵抗器１０９のインピーダンスＲとのずれ（ミスマッチング）を２０％と仮定すると、電極と終端抵抗器１０９との間の反射係数は式（１）から０．２／１．８≒１１％になる。終端抵抗器１０９で反射した信号はドライバ１０１と変調回路１２０との接続点で再び反射し、変調部１０８の電極を終端抵抗器１０９に向かって進む。その結果、光出力波形が乱れ、図３に示されるようにアイダイアグラムの波形が太くなる。一方、図４に示される周波数応答においては多重反射に起因する周期性を持ったリップルが生じる。ここで例に挙げた４値振幅変調ではシンボル間レベル差はＨｉｇｈレベル／Ｌｏｗレベルのみの２値振幅変調と比較すると１／３に減少するため、反射の影響は相対的に３倍に増大する。その結果、位相変調におけるＥＶＭ（Error Vector Magnitude、変調信号誤差）特性の劣化、ノイズ耐力や受信感度の低下が生じやすい。

終端抵抗器１０９は、制御端子１１０に印加される電気信号によって抵抗値を調整できる。抵抗値の調整により、電極と終端抵抗器１０９とを整合状態に近づけることができる。図５は、終端抵抗器１０９の抵抗値の調整による電極と終端抵抗器１０９との間のインピーダンス整合の実施後の光出力波形の例を示す。図６はその場合の光出力信号の周波数特性の例を示す。インピーダンス整合により、アイダイアグラムにおける信号波形のばらつきが減少することが図５に例示される。また、周波数応答においても周期性のリップルが解消されることが図６に例示される。このように、終端抵抗器１０９の抵抗値を調整することで、シンボル間のレベル差が拡大し光出力信号の伝送品質が改善される。

図７は変調部１０８の電極と終端抵抗器１０９とのインピーダンス整合を行う機能を備える光送信システム３００の構成例を示す図である。図１に示した光送信器１００のドライバ１０１の入力には基準信号発生装置３０１が接続される。光変調器１０２の光出力には光信号測定装置３０２が接続される。基準信号発生装置３０１は、発生した基準信号をドライバ１０１に入力する。基準信号は、伝送信号に代えて光送信器１００で光出力信号に変換される電気信号である。光信号測定装置３０２は、基準信号に基づいて変調された光出力信号の特性を測定する。終端抵抗器１０９の制御端子１１０は、コントローラ１０３に接続される。光送信システム３００は、光信号測定装置３０２による光出力信号の測定結果に基づいて、コントローラ１０３を介して電流制御回路１０５と終端抵抗器１０９とを制御する。光信号測定装置３０２の測定結果は記憶部１０４に記録される。

図８は終端抵抗器１０９の抵抗値とドライバ１０１が出力する駆動信号の調整手順の例を示すフローチャートである。図８に示したフローでは基準信号に対する光出力信号の周波数特性のリップル及び直流利得が測定される。直流利得は、基準信号が直流又は直流に非常に近い周波数の場合の光送信器１００の入出力特性である。

まず、終端抵抗器１０９の抵抗値とドライバ１０１の出力電流が初期値（例えば、設計上の想定値である設計値）に設定される（図８のステップＳ０１）。基準信号発生装置３０１が基準信号を発生すると（ステップＳ０２）、基準信号に基づく光出力信号が光変調器１０２から出力される。光信号測定装置３０２は、光出力信号を光電変換した信号（受信信号）から、直流利得の初期値である初期直流利得を測定する（ステップＳ０３）。

ステップＳ０４～Ｓ０６では、リップルの測定及びリップルを低減するための終端抵抗器１０９の抵抗値の調整が行われる。まず、基準信号発生装置３０１が基準信号の周波数を掃引し、光信号測定装置３０２は受信信号の振幅変動の周波数特性（リップル）を測定する（ステップＳ０４）。測定されたリップルは、あらかじめ規定された目標値（閾値）と比較される（ステップＳ０５）。リップルが目標値以下である場合には、リップルは充分に小さいと判断される。この場合はステップＳ０７へ進む。リップルが目標値を超える場合には、リップルが大きいと判断される。この場合はステップＳ０６へ進む（ステップＳ０５）。リップルが目標値を超えた場合は、光信号測定装置３０２はコントローラ１０３を介して終端抵抗器１０９の抵抗値を変更する（ステップＳ０６）。そして、終端抵抗器１０９の抵抗値が変更された状態で、再度、リップルが測定される（ステップＳ０４）。

ステップＳ０４～Ｓ０６の測定及び抵抗値の調整は、ステップＳ０５においてリップルが目標値以下となるまで繰り返される。あるいは、ステップＳ０４～Ｓ０６のいずれかの実行回数が所定の回数に達した場合には、光信号測定装置３０２は、リップルの低減が不調に終わったことを示すアラームを外部に出力してもよい。なお、光信号測定装置３０２又はコントローラ１０３が基準信号の周波数の掃引を基準信号発生装置３０１に指示してもよい。

ステップＳ０５においてまた、リップルが目標値以下となった場合でもさらに抵抗値を変更してステップＳ０４～ステップＳ０６の手順の実行を継続し、よりリップルが小さくなった時点でステップＳ０７へ進んでもよい。この手順により、リップルがさらに低減される。

ステップＳ０７～Ｓ０９では、終端抵抗器１０９の抵抗値の変更により変動した直流利得を補正するために、ドライバ１０１が出力する駆動信号の電流（駆動電流）が調整される。

直前に実行されたステップＳ０６において決定された終端抵抗器１０９の抵抗値において、直流利得が再測定される（ステップＳ０７）。そして、ステップＳ０７で測定された直流利得とステップＳ０３で測定された直流利得の初期値との差が評価される（ステップＳ０８）。差が所定の範囲を超えている場合にはステップＳ０９に進む。光信号測定装置３０２は、コントローラ１０３を介してドライバ１０１が出力する駆動電流を変更する（ステップＳ０９）。光信号測定装置３０２は、電流制御回路１０５によってトランジスタ１０６が出力する駆動電流が変更されるように、コントローラ１０３に指示する。そして、変更された駆動電流における直流利得が測定される（ステップＳ０７）。

ステップＳ０８において、ステップＳ０７で測定された直流利得とステップＳ０３で測定された直流利得の初期値との差が所定の範囲以内となった場合には、ステップＳ１０に進む。光信号測定装置３０２は、ステップＳ０６で設定された終端抵抗器１０９の抵抗値とステップＳ０９で設定されたドライバ１０１が出力する駆動電流とを、設定値としてコントローラ１０３に通知する。コントローラ１０３は、通知された設定値を記憶部１０４に記録する（ステップＳ１０）。

ステップＳ０７～Ｓ０９の直流利得の測定及び駆動電流の変更は、ステップＳ０８においてステップＳ０７で測定された直流利得と直流利得の初期値との差が所定の範囲内となるまで繰り返される。あるいは、ステップＳ０７～Ｓ０９のいずれかの実行回数が所定の回数に達した場合には、光信号測定装置３０２は、駆動電流の調整が不調に終わったことを示すアラームを外部に出力してもよい。

また、直流利得と直流利得の初期値との差が所定の範囲以内となった場合でも、さらに駆動電流を変更してステップＳ０７～ステップＳ０９の手順の実行を継続し、直流利得が初期値により近づいた時点でステップＳ１０へ進んでもよい。この手順により、直流利得をより初期値に近づけることができる。また、ステップＳ０８において、ステップＳ０７で測定された直流利得は、初期値とは異なる直流利得と比較されてもよい。初期値とは異なる直流利得との比較により、初期値とは異なる直流利得を設定値とすることができる。

さらに、図８のステップＳ０４において、基準信号発生装置３０１は、リップルの周波数特性の測定の際に単一信号の周波数を掃引してもよく、広帯域の周波数成分を有するマルチトーン信号を基準信号として用いてもよい。いずれの場合においても、光信号測定装置３０２は、フォトダイオード等により光出力信号を光電変換した信号から基準信号の周波数成分の振幅を測定することにより、光出力信号の周波数特性が得られる。あるいは、基準信号発生装置３０１は、光送信器１００において実際に使用される伝送信号を種々の速度で発生させてもよい。光変調器１０２が位相変調を行う場合には、光信号測定装置３０２には、コヒーレントレシーバが用いられる。コヒーレントレシーバは、リップルに代えてコンスタレーションのＥＶＭあるいはＱ値を測定し、直流利得に代えて光出力パワーを測定してもよい。

以上説明したように、光送信器１００では、変調部１０８の電極に接続された終端抵抗器１０９として可変抵抗器が用いられる。終端抵抗器１０９の抵抗値は、コントローラ１０３によって、変調部１０８の電極と終端抵抗器１０９とのインピーダンス不整合による光出力信号の品質劣化が抑制される値に調整される。この際、終端抵抗器１０９の抵抗値及びドライバ１０１の駆動電流は光変調器１０２のリップルや直流利得といった特性を測定することで、光出力信号の波長における好ましい値に調整される。また、調整結果は記憶部１０４に設定値として保存される。その結果、光送信器１００は、光変調器１０２の特性が波長依存性を持つ場合でも光出力信号の波長に応じて電極と終端抵抗とのインピーダンス整合を可能とする。すなわち、光送信器１００は、広い波長範囲で光出力信号の品質を保つことを可能とする。

広い帯域幅を有する光送信器においては、ディジタルシグナルプロセッサ内に設けられたディジタルフィルタを用いて光出力信号のイコライジングを行う場合がある。しかし、非線形な位相特性を持つ反射に起因する信号波形の乱れを精度よく行うには大規模な回路が必要であり、コスト及び消費電力の上昇を招く。しかし、光送信器１００は終端抵抗器の抵抗値を調整することによって、少ない消費電力で光出力信号の伝送品質を向上できる。その結果、例えば、シンボルの多値化によるビットレートの向上が容易となる。

（第１の実施形態の最小構成）
第１の実施形態で説明した光送信器１００の効果は、以下の構成でも得られる。すなわち、光送信器１００は、光変調器１０２と、ドライバ１０１と、終端抵抗器１０９と、コントローラ１０３とを備える。光変調器１０２は、電極を備え、入力された光を当該電極に印加された駆動信号に応じて変調した光出力信号を出力する。ドライバ１０１は、光変調器１０２と接続されたドライバ回路であって、駆動信号を生成し、電極の一端に駆動信号を印加する。終端抵抗器１０９は電極の他端に接続され、駆動信号を終端する。コントローラ１０３は、終端抵抗器１０９の抵抗値を設定する。

このような構成を備える光送信器１００も、光変調器１０２が出力する光出力信号の特性に基づいて終端抵抗器１０９の抵抗値を設定することで、電極と終端抵抗とのインピーダンス整合を可能とし、その結果光出力信号の品質を保つことを可能とする。

（第２の実施形態）
図９は、光送信システム３１０の構成例を示すブロック図である。光送信システム３１０は、図７に示した光送信システム３００と比較して、光源２００に代えて波長可変光源２１０を備える点で相違する。波長可変光源２１０は光変調器１０２へ出力する光の波長を変化させることができる。光信号測定装置３０２は、波長可変光源２１０の波長を制御する。

光送信器１００が波長多重伝送システムで用いられる場合、システムの設定により異なる波長が光出力信号の波長に設定される。また、システムの仕様の変更により運用中の光出力信号の波長が変更される場合もある。前述のように、光変調器１０２を好ましい条件で使用するための変調部１０８の電極のインピーダンスは波長依存性を持つ。このため、光出力信号の波長が変更された場合には変更後の波長において電極と終端抵抗器１０９とのインピーダンスの整合及び駆動信号の振幅の調整を再度実施することが好ましい。

そこで、本実施形態では図８で説明したインピーダンス整合の手順をあらかじめ光出力信号の波長を変えて行い、終端抵抗器１０９の抵抗値と駆動電流とを光出力信号の波長と対応させて設定値として記憶部１０４に記憶させる。そして、光送信器１００は、光出力信号の波長がシステムの監視制御装置あるいは光源から通知されると、コントローラ１０３はその波長に対応する終端抵抗器１０９の抵抗値と駆動電流の設定値とを記憶部１０４から読み出す。そして、その設定値に基づいて終端抵抗器１０９と電流制御回路１０５とが制御される。その結果、光送信器１００は、異なる光出力信号の波長のそれぞれに対して、より好ましい条件で光変調器１０２を使用できる。

図１０は波長を変えて光出力信号の測定を行う手順の例を示すフローチャートである。波長可変光源２１０の波長を初期値に設定する（図１０のステップＳ２１）。初期値は任意であるが、光送信器１００で使用されうる波長の最も短い波長を初期値としてもよい。次に、設定された波長において図８のステップＳ０１－Ｓ１０の手順を、波長を変えながら実行する（ステップＳ２２～Ｓ２４）。例えば、光送信器１００が使用される周波数グリッドで規定されるそれぞれの波長について、ステップＳ２２の手順（すなわち、図８の手順）が実行される。ステップＳ２２においては、終端抵抗器１０９の抵抗値及び駆動電流の設定値は、その測定の際の波長可変光源２１０の出力波長と対応づけられて記憶部１０４に記憶される。そして、予定された波長を全て測定すると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）終了する。予定された波長は、例えば、光送信器１００が設置されたシステムで使用されうる波長である。

その結果、光送信器１００は、光出力信号の波長が変更された場合でも、変更後の波長に対応する終端抵抗器１０９の抵抗値及び駆動電流の設定値をコントローラ１０３が記憶部１０４から読み出して終端抵抗器１０９及び電流制御回路１０５に設定できる。従って、光送信器１００は、広い波長範囲において、電極と終端抵抗とのインピーダンス整合を可能とし、例えば波長多重伝送システムにおいても光出力信号の品質を保つことを可能とする。

（第３の実施形態）
図１１は、第３の実施形態の光送信器４００の構成例を示す図である。図１の光送信器１００と比較して、光送信器４００は、終端抵抗器４０２を備えるドライバ４０１を備え、ドライバ４０１と光変調器１０２との間が伝送線路４０４で接続されている点で相違する。伝送線路４０４は例えばマイクロストリップラインであり、ドライバ４０１と光変調器１０２との距離が比較的大きい場合に使用される。終端抵抗器４０２は制御端子４０３を備える。終端抵抗器４０２の抵抗値は、コントローラ１０３から制御端子４０３に印加された電気信号により調整可能である。終端抵抗器４０２の一端は電極に接続され、他端は接地される。

第１及び第２の実施形態で説明した手順によって終端抵抗器１０９の抵抗値を調整しても、伝送線路４０４の材料が電極の材料とは異なるため、光変調器１０２及び伝送線路４０４の製造ばらつきによるインピーダンスの差を完全に整合させることは困難である。このため、光変調器１０２と伝送線路４０４との境界においてインピーダンスの不整合による駆動信号の反射が生じうる。しかし、光送信器４００は、終端抵抗器４０２の抵抗値を調整することにより、伝送線路４０４のインピーダンスと終端抵抗器４０２の抵抗値とを整合状態に近づけることができる。その結果、伝送線路４０４と電極との境界でドライバ１０１の方向へ反射した駆動信号が、さらに伝送線路４０４とドライバ４０１との境界で反射して、再度光変調器１０２へ伝搬することを抑制できる。その結果、光変調器１０２と伝送線路４０４との接続点における反射による光出力信号の波形の劣化が低減される。

終端抵抗器４０２の調整は、終端抵抗器１０９の調整と併せて行われてもよい。例えば、図８のフローチャートのステップＳ０６において、リップルが目標値以下となるように終端抵抗器１０９の抵抗値と終端抵抗器４０２の抵抗値とを調整してもよい。この場合には、終端抵抗器１０９の抵抗値と終端抵抗器４０２の抵抗値とが調整された後、図８のステップＳ０７～Ｓ０９の手順による駆動電流の調整が行われる。調整された終端抵抗器１０９の抵抗値、終端抵抗器４０２の抵抗値及び駆動電流は設定値として記憶部１０４に保存される。

あるいは、終端抵抗器１０９及び４０２の一方の抵抗値のみを図８のステップＳ０１～Ｓ１０の手順によって設定し、その後、他方の抵抗値を設定するために再び図８のステップＳ０１～Ｓ１０の手順を実行してもよい。ステップＳ０１～Ｓ１０の手順を複数回実行する場合には、最終的にリップル及び直流利得が要求を満足すればよい。このため、終端抵抗器１０９の調整の際と終端抵抗器４０２の調整の際とで、リップル及び直流利得の目標値は異なっていてもよい。

さらに、第２の実施形態の図９の構成及び図１０の手順を光送信器４００に適用し、光出力信号の波長を変えながら終端抵抗器１０９の抵抗値、終端抵抗器４０２の抵抗値及びトランジスタ１０６の駆動電流を調整してもよい。これらの調整結果は光出力信号の波長と関連づけられて記憶部１０４に設定値として保存される。その結果、光送信器４００は、光出力信号の波長が変更された場合でも、変更後の波長に対応する終端抵抗器１０９の抵抗値及び駆動電流の設定値を記憶部１０４から読み出して終端抵抗器１０９及び電流制御回路１０５に設定できる。すなわち、光送信器４００も、広い波長範囲において、電極と終端抵抗とのインピーダンス整合を可能とし、例えば波長多重伝送システムにおいても光出力信号の品質を保つことを可能とする。

なお、以上の実施形態において、終端抵抗器１０９又は４０２に、コントローラ１０３からインピーダンスを設定できる可変インピーダンス素子を用いてもよい。可変インピーダンス素子を用いることで、終端抵抗器１０９と電極との整合、及び、終端抵抗器４０２と伝送線路４０４との整合をより好適に行うことができる。

各実施形態に記載された機能は、コントローラ１０３が備える中央処理装置がプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。記憶部１０４が記録媒体として用いられてもよい。

また、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。

（付記１）
電極を備え、入力された光を前記電極に印加された駆動信号に応じて変調した光出力信号を出力する光変調手段と、
前記駆動信号を生成し、前記電極の一端に前記駆動信号を印加するように前記光変調手段と接続されたドライバ回路と、
前記電極の他端に接続され、前記駆動信号を終端する第１の素子と、
前記第１の素子の第１の抵抗値及び前記駆動信号の駆動振幅を設定するコントローラと、を備える光送信器。

（付記２）
前記コントローラは、前記光出力信号の特性に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を設定する、付記１に記載された光送信器。

（付記３）
前記第１の抵抗値は、前記光出力信号が示すリップルが第１の閾値以下となる抵抗値である、付記１又は２に記載された光送信器。

（付記４）
前記駆動振幅は、前記光出力信号が示す直流利得が所定の範囲以内となる振幅である、付記１乃至３のいずれかに記載された光送信器。

（付記５）
前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記コントローラは、前記記憶手段から読み出した前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記１乃至４のいずれかに記載された光送信器。

（付記６）
前記記憶手段は、前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を波長と対応づけて記憶し、
前記コントローラは、前記光送信器が出力する波長に対応する前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記５に記載された光送信器。

（付記７）
前記電極の一端と前記ドライバ回路とを接続する伝送線路と、
前記ドライバ回路と前記伝送線路とに接続された第２の素子と、をさらに備え、
前記コントローラは、前記第２の素子の第２の抵抗値を設定する、付記１乃至４のいずれかに記載された光送信器。

（付記８）
前記第２の抵抗値は、前記光出力信号のリップルが第２の閾値以下となる抵抗値である、付記７に記載された光送信器。

（付記９）
前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記コントローラは、前記記憶手段から読み出した前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子、前記第２の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記７又は８に記載された光送信器。

（付記１０）
前記記憶手段は、前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を波長と対応づけて記憶し、
前記コントローラは、前記光送信器が出力する波長に対応する前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子、前記第２の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記９に記載された光送信器。

（付記１１）
付記５に記載された光送信器と、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力する基準信号発生装置と、
前記光出力信号の特性に基づいて前記コントローラを制御し、前記コントローラの制御の結果に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記コントローラに出力する光信号測定装置と、を備え、
前記コントローラは、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記記憶手段に記憶させる、光送信システム。

（付記１２）
付記６に記載された光送信器と、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力する基準信号発生装置と、
前記光出力信号の特性に基づいて前記コントローラを制御し、前記コントローラの制御の結果に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて前記コントローラに出力する光信号測定装置と、を備え、
前記コントローラは、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて前記記憶手段に記憶させる、光送信システム。

（付記１３）
付記９に記載された光送信器と、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力する基準信号発生装置と、
前記光出力信号の特性に基づいて前記コントローラを制御し、前記コントローラの制御の結果に基づいて前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、決定した前記第１の抵抗値、決定した前記第２の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記コントローラに出力する光信号測定装置と、を備え、
前記コントローラは、決定した前記第１の抵抗値、決定した前記第２の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記記憶手段に記憶させる、光送信システム。

（付記１４）
付記１０に記載された光送信器と、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力する基準信号発生装置と、
前記光出力信号の特性に基づいて前記コントローラを制御し、前記コントローラの制御の結果に基づいて前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、決定した前記第１の抵抗値、決定した前記第２の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて前記コントローラに出力する光信号測定装置と、を備え、
前記コントローラは、決定した前記第１の抵抗値、決定した前記第２の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて前記記憶手段に記憶させる、光送信システム。

（付記１５）
ドライバ回路で生成された駆動信号を電極の一端に印加し、
入力された光を前記電極に印加された駆動信号に応じて変調した光出力信号を出力し、
前記電極の他端に接続された、前記駆動信号を終端する第１の素子の第１の抵抗値及び前記駆動信号の駆動振幅を設定する、光送信方法。

（付記１６）
前記光出力信号の特性に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を設定する、付記１５に記載された光送信方法。

（付記１７）
前記第１の抵抗値は、前記光出力信号が示すリップルが第１の閾値以下となる抵抗値である、付記１５又は１６に記載された光送信方法。

（付記１８）
前記駆動振幅は、前記光出力信号が示す直流利得が所定の範囲以内となる振幅である、付記１５乃至１７のいずれかに記載された光送信方法。

（付記１９）
前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を記憶し、
記憶された前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記１５乃至１８のいずれかに記載された光送信方法。

（付記２０）
前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を波長と対応づけて記憶し、
光送信器が出力する光の波長に対応する前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記１９に記載された光送信方法。

（付記２１）
前記電極の一端と前記ドライバ回路とを伝送線路によって接続し、
前記ドライバ回路と前記伝送線路とに接続された第２の素子の第２の抵抗値を設定する、付記１５乃至１８のいずれかに記載された光送信方法。

（付記２２）
前記第２の抵抗値は、前記光出力信号のリップルが第２の閾値以下となる抵抗値である、付記２１に記載された光送信方法。

（付記２３）
前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を記憶し、
記憶された前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子、前記第２の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記２１又は２２に記載された光送信方法。

（付記２４）
前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を波長と対応づけて記憶し、
光送信器が出力する光の波長に対応する前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子、前記第２の素子及び前記ドライバ回路に設定する、付記２３に記載された光送信方法。

（付記２５）
付記１９に記載された光送信方法に加えて、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力し、
前記光出力信号の特性に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、
決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を記憶する、光送信システムの調整方法。

（付記２６）
付記２０に記載された光送信方法に加えて、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力し、
前記光出力信号の特性に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、
決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて記憶する、光送信システムの調整方法。

（付記２７）
付記２３に記載された光送信方法に加えて、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力し、
前記光出力信号の特性に基づいて前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、
決定した前記第１の抵抗値、決定した前記第２の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を記憶する、光送信システムの調整方法。

（付記２８）
付記２４に記載された光送信方法に加えて、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力する基準信号発生装置と、
前記光出力信号の特性に基づいて前記第１の抵抗値、前記第２の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、
決定した前記第１の抵抗値、決定した前記第２の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて記憶する、光送信システムの調整方法。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。

この出願は、２０１８年１０月３０日に出願された日本出願特願２０１８－２０４０５５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１００光送信器
１００光送信器
１０１ドライバ
１０２光変調器
１０３コントローラ
１０４記憶部
１０５電流制御回路
１０６トランジスタ
１０７光導波路
１０８変調部
１０９終端抵抗器
１１０制御端子
１２０変調回路
２００光源
２１０波長可変光源
３００光送信システム
３０１基準信号発生装置
３０２光信号測定装置
３１０光送信システム
４００光送信器
４０１ドライバ
４０２終端抵抗器
４０３制御端子
４０４伝送線路

Claims

電極を備え、入力された光を前記電極に印加された駆動信号に応じて変調した光出力信号を出力する光変調手段と、
前記駆動信号を生成し、前記電極の一端に前記駆動信号を印加するように前記光変調手段と接続されたドライバ回路と、
前記電極の他端に接続され、前記駆動信号を終端する第１の素子と、
前記第１の素子の第１の抵抗値及び前記駆動信号の駆動振幅を設定するコントローラと、を備える光送信器。
前記コントローラは、前記光出力信号の特性に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を設定する、請求項１に記載された光送信器。
前記第１の抵抗値は、前記光出力信号が示すリップルが第１の閾値以下となる抵抗値である、請求項１又は２に記載された光送信器。
前記駆動振幅は、前記光出力信号が示す直流利得が所定の範囲以内となる振幅である、
請求項１乃至３のいずれかに記載された光送信器。
前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記コントローラは、前記記憶手段から読み出した前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子及び前記ドライバ回路に設定する、請求項１乃至４のいずれかに記載された光送信器。
前記記憶手段は、前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を波長と対応づけて記憶し、
前記コントローラは、前記光送信器が出力する波長に対応する前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅をそれぞれ前記第１の素子及び前記ドライバ回路に設定する、請求項５に記載された光送信器。
前記電極の一端と前記ドライバ回路とを接続する伝送線路と、
前記ドライバ回路と前記伝送線路とに接続された第２の素子と、をさらに備え、
前記コントローラは、前記第２の素子の第２の抵抗値を設定する、請求項１乃至４のいずれかに記載された光送信器。
請求項５に記載された光送信器と、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力する基準信号発生装置と、
前記光出力信号の特性に基づいて前記コントローラを制御し、前記コントローラの制御の結果に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記コントローラに出力する光信号測定装置と、を備え、
前記コントローラは、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記記憶手段に記憶させる、光送信システム。
請求項６に記載された光送信器と、
基準信号を前記ドライバ回路へ出力する基準信号発生装置と、
前記光出力信号の特性に基づいて前記コントローラを制御し、前記コントローラの制御の結果に基づいて前記第１の抵抗値及び前記駆動振幅を決定し、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて前記コントローラに出力する光信号測定装置と、を備え、
前記コントローラは、決定した前記第１の抵抗値及び決定した前記駆動振幅を前記光出力信号の波長と対応づけて前記記憶手段に記憶させる、光送信システム。
ドライバ回路で生成された駆動信号を電極の一端に印加し、
入力された光を前記電極に印加された駆動信号に応じて変調した光出力信号を出力し、
前記電極の他端に接続された、前記駆動信号を終端する第１の素子の第１の抵抗値及び前記駆動信号の駆動振幅を、コントローラを用いて、前記光出力信号の特性に基づいて設定する、光送信方法。