JP7202100B2 - 光変調装置 - Google Patents

Description

本発明は、光変調装置に関するものである。

特許文献１には、電気信号Ｓ２の振幅値とパイロット信号Ｖａの振幅値との合算値が駆動電圧Ｖπ以内となる電気信号Ｓ２によって光信号Ｓ１を強度変調し光変調信号Ｓ３を外部出力するとともに光変調信号Ｓ３をモニタするモニタＰＤを有したＬＮ変調器と、バイアス電圧Ｖｂを出力するＤ／Ａコンバータと、基本波ｆｐのパイロット信号Ｖａを生成するシンセサイザと、バイアス電圧Ｖｂとパイロット信号Ｖａとを重畳する加算器と、基本波ｆｐ成分に対する２倍高調波２ｆｐ成分の比を演算して変調曲線のドリフトを求め、該ドリフトを相殺するバイアス電圧Ｖｂを生成させるコントローラＣと、を備える光変強度調装置に関する技術が開示されている。

特開２００４－９３９６９号公報

特許文献１に開示された技術では、光強度変調器において発生するパイロット信号の２倍高調波に基づいて、光強度変調器の変調曲線のドリフトを求め、ドリフトを相殺するバイアス電圧を生成して光強度変調器に供給するように制御を行う。ところで、２次高調波は、光強度変調器以外でも発生する。このような２次高調波は、バイアス電圧を調整しても相殺できない。このため、バイアス電圧を調整してもドリフトの正常な制御ができなくなるという問題点がある。また、２次高調波がバイアス制御により低減しても、３次高調波が発生することで、信号品質が劣化してしまう問題点がある。

そこで、本発明は、出力される光信号の高調波歪を低減することが可能な光変調装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、光信号を電気信号に応じて強度変調して出力する光強度変調部と、バイアス信号を生成して前記光強度変調部に供給するバイアス部と、所定の周波数を有するパイロット信号を生成して前記光強度変調部に供給するパイロット部と、前記光強度変調部によって強度変調された前記光信号を電気信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の高調波成分に基づいて前記バイアス部を制御して前記バイアス信号を調整する第１制御部と、前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の高調波成分に対応する高調波信号を生成して供給する高調波部と、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる高調波成分に基づいて前記高調波部を制御して前記高調波信号の振幅および位相を調整する第２制御部と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明は、前記第１制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の２次高調波に基づいて前記バイアス部を制御して前記バイアス信号を調整し、前記高調波部は、前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の２次高調波信号を生成して供給し、前記第２制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の２次高調波に基づいて前記高調波部を制御して２次高調波信号の振幅および位相を調整する、ことを特徴とする。
さらに、本発明は、前記第２制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の２次高調波のうち、前記光強度変調部以外で発生する２次高調波を抑圧するように前記高調波部が生成する２次高調波の振幅および位相を調整することを特徴とする。
このような構成によれば、出力される光信号の高調波歪を低減することが可能となる。さらに、このような構成によれば、２次高調波を低減することができる。さらに、このような構成によれば、理論値を基準にして、光強度変調部以外において発生する２次高調波を低減することができる。

また、本発明は、前記光強度変調部において生じる歪をプリディストーションによって補償するプリディストーション部と、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる３次高調波に基づいて、前記プリディストーション部の特性を調整する制御を実行する第３制御部と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、３次高調波を低減することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明は、光信号を電気信号に応じて強度変調して出力する光強度変調部と、バイアス信号を生成して前記光強度変調部に供給するバイアス部と、所定の周波数を有するパイロット信号を生成して前記光強度変調部に供給するパイロット部と、前記光強度変調部によって強度変調された前記光信号を電気信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の高調波成分に基づいて前記バイアス部を制御して前記バイアス信号を調整する第１制御部と、前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の高調波成分に対応する高調波信号を生成して供給する高調波部と、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる高調波成分に基づいて前記高調波部を制御して前記高調波信号の振幅および位相を調整する第２制御部と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明は、前記光強度変調部において生じる歪をプリディストーションによって補償するプリディストーション部と、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる３次高調波に基づいて、前記プリディストーション部の特性を調整する制御を実行する第３制御部と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明は、前記高調波部は、前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の３次高調波信号を生成して供給し、前記第３制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の３次高調波に基づいて前記高調波部を制御して３次高調波信号の振幅および位相を調整する、ことを特徴とする。
さらに、本発明は、前記第３制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の３次高調波のうち、前記光強度変調部以外で発生する３次高調波を抑制するように前記高調波部が生成する３次高調波信号の振幅および位相を調整することを特徴とする。
このような構成によれば、出力される光信号の高調波歪を低減することが可能となる。さらに、このような構成によれば、３次高調波を低減することができる。さらに、このような構成によれば、光強度変調部以外において発生する３次高調波を低減することができる。さらに、このような構成によれば、理論値を基準にして、光強度変調部以外において発生する３次高調波と２次高調波を分離してそれぞれを低減することができる。

また、本発明は、前記第３制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の高調波成分と、前記プリディストーション部から出力される信号に含まれる高調波成分との比較に基づいて前記プリディストーション部の特性を調整することを特徴とする。
このような構成によれば、プリディストーション部の動的な制御を確実に行うことができる。

また、本発明は、前記第３制御部は、第１周波数を有する第１パイロット信号を前記プリディストーション部の前段に供給し、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２パイロット信号を前記プリディストーション部の後段に供給し、前記光強度変調部から出力される電気信号に含まれる前記第１パイロット信号および前記第２パイロット信号の振幅および位相に基づいて前記プリディストーション部の特性を調整することを特徴とする。
このような構成によれば、プリディストーション部の動的な制御を確実に行うことができる。

本発明によれば、出力される光信号の高調波歪を低減することが可能な光変調装置を提供することが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る光変調装置の構成例を示す図である。 図１に示すＬＮ変調部の動作を説明するための図である。 図１に示すＬＮ変調部の動作を説明するための図である。 図１に示すＬＮ変調部において発生する高調波と、それ以外で発生する高調波の関係を示す図である。 本発明の第１実施形態において実行される処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る光変調装置の構成例を示す図である。 図６に示すＲＦ信号歪制御部３４の構成例を示す図である。 図７に示すＲＦ信号歪制御部３４の動作を説明するための図である。 ＲＦ信号歪制御部の特性を示す図である。 ＬＮ変調部の入出力特性を示す図である。 ＲＦ信号歪制御部の特性を示す図である。 ＲＦ信号歪制御部の特性を示す図である。 ＲＦ信号の周波数特性を示す図である。 図１１（Ａ）の特性におけるプリディストーション処理の効果を説明するための図である。 図１１（Ｂ）の特性におけるプリディストーション処理の効果を説明するための図である。 図１２の特性におけるプリディストーション処理の効果を説明するための図である。 本発明の第２実施形態において実行される処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態において実行される処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る光変調装置の構成例を示す図である。 図６に示すＲＦ信号歪制御部３４の変形実形態を示す図である。 図６に示すＲＦ信号歪制御部３４の変形実形態を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る光変調装置の構成例を示す図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る光変調装置１は、レーザ光発生部１１、ＬＮ（ニオブ酸リチウム：ＬｉＮｂＯ_３）変調部１２、ＲＦ（Radio Frequency）信号出力部１３、ＲＦ信号制御部１４、信号結合部１５、パイロット信号生成部１６、パイロット信号制御部１７、中央制御部１８、ＤＣ（Direct Current）電圧生成部１９、ＤＣ電圧制御部２０、光分配部２１、光電気変換部２２、光強度検出部２３、光電気信号制御部２４、光受信部２５、光電気変換部２６、ＲＦ信号制御部２７、および、ＲＦ信号観測装置２８を有している。

ここで、レーザ光発生部１１は、所定の波長のレーザ光を発生し、ＬＮ変調部１２のレーザ光入力部１２１に供給する。

ＬＮ変調部１２は、レーザ光発生部１１から供給されるレーザ光を信号結合部１５およびＤＣ電圧制御部２０から供給される電気信号に基づいて強度変調し、光ファイバを介して出力する。

なお、ＬＮ変調部１２は、レーザ光発生部１１からレーザ光が入力されるレーザ光入力部１２１、ＲＦ信号およびパイロット信号が結合された信号結合部１５から供給される電気信号が入力される信号入力部１２２、および、ＤＣ電圧制御部２０からＤＣバイアス電圧が入力されるＤＣバイアス入力部１２３を有している。

ＲＦ信号出力部１３は、例えば、７０～３２００ＭＨｚの放送信号であるＲＦ信号を生成して出力する。もちろん、これ以外の信号を出力するようにしてもよい。

ＲＦ信号制御部１４は、例えば、ＲＦ信号出力部１３から出力されるＲＦ信号の振幅が一定になるように制御して調整する。

信号結合部１５は、ＲＦ信号制御部１４から供給されるＲＦ信号と、パイロット信号制御部１７から供給されるパイロット信号とを結合（混合）し、信号入力部１２２に供給する。

パイロット信号生成部１６は、例えば、周波数が１ＭＨｚの正弦波信号をパイロット信号として生成し、パイロット信号制御部１７に供給する。なお、１ＭＨｚは、一例であって、１ＭＨｚ以外の周波数であってもよい。

パイロット信号制御部１７は、パイロット信号生成部１６から供給されるパイロット信号の２倍の周波数を有する２次高調波を生成し、その振幅と位相を調整して出力する。なお、２次高調波を生成する方法としては、パイロット信号を歪ませることによって生成するようにしてもよいし、パイロット信号を逓倍することによって生成してもよいし、あるいは、パイロット信号とは別個に生成するようにしてもよい。

中央制御部１８は、光強度検出部２３、光電気信号制御部２４、および、ＲＦ信号観測装置２８によって検出された信号に基づいて、パイロット信号生成部１６、パイロット信号制御部１７、ＤＣ電圧生成部１９、および、ＤＣ電圧制御部２０を制御する制御部である。

ＤＣ電圧生成部１９は、中央制御部１８の制御に応じて、ＤＣ電圧を生成して出力する。ＤＣ電圧制御部２０は、中央制御部１８の制御に応じて、ＤＣ電圧生成部１９から供給されるＤＣ電圧を調整して出力する。

光分配部２１は、ＬＮ変調部１２から出力される強度変調されたレーザ光を、光ファイバを介して光受信部２５に供給するとともに、一部を分配して光電気変換部２２に供給する。

光電気変換部２２は、光分配部２１から供給されるレーザ光を電気信号に変換して光強度検出部２３と光電気信号制御部２４に供給する。

光強度検出部２３は、光電気変換部２２から供給される光強度を検出して中央制御部１８に供給する。光電気信号制御部２４は、光電気変換部２２から供給される電気信号を中央制御部１８に供給する。中央制御部１８は、含まれているパイロット信号と、その高調波成分とを検出する。中央制御部１８に供給する信号はアナログ信号でも変換されたデジタル信号でもよい。なお、２次高調波を検出する方法としては、２次高調波に同期した局部発振信号を用いて２次高調波をダウンコンバートし、振幅成分を検出する同期復調方式もできるし、バンドパスフィルタ等を用いて所望の帯域の信号を検波する方法でもできる。またこれら以外の方法を用いても良い。

光受信部２５は、光分配部２１から光ファイバを介して供給されるレーザ光を受信し、光電気変換部２６に供給する。

光電気変換部２６は、光受信部２５から供給されるレーザ光を電気信号に変換してＲＦ信号制御部２７に供給する。

ＲＦ信号制御部２７は、光電気変換部２６から供給される電気信号に含まれているＲＦ信号を抽出して、ＲＦ信号観測装置２８に供給する。ＲＦ信号観測装置２８は、ＲＦ信号制御部２７から供給されるＲＦ信号を観測し、観測結果を中央制御部１８に供給する。

（Ｂ）本発明の第１実施形態の動作の説明
以下では、まず、ＬＮ変調部１２において２次高調波が発生する原理を説明する。レーザ光発生部１１から出力されるレーザ光に含まれる周波数成分は、理想的には単一と考えられる。

ＬＮ変調部１２では、入力されたレーザ光を入力された電気信号に応じた位相差で、電気信号に応じた光強度変調を行うことができる。

光電気変換部２２は、光強度変調された光信号の包絡線を２乗検波により検出し、入力された電気信号を取り出す。

光電気信号制御部２４では、光電気変換部２２から出力される電気信号から高調波成分と直流成分を除去する。

ＬＮ変調部１２の出力は、経年変化等によって変動するので、ＤＣバイアス入力部１２３にＤＣバイアスを印加することでＬＮ変調部１２のバイアス動作点を調整する。

これにより、バイアス動作点が光強度の中点に位置される場合、２次高調波は出力されない。しかし、バイアス動作点は時間的に変動するため、光強度の中点を満たさない場合には、２次高調波が発生する。

図２および図３は、２次高調波の発生の原理を示す図である。図２（Ａ）は、ＬＮ変調部１２の変調特性とバイアス電圧（ＤＣバイアスの電圧）の関係を示している。縦軸は光の強度、横軸はバイアス動作点電圧である。また、図２（Ｂ）は、ＲＦ信号の一例を示す図であり、横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸は振幅（Ｖ）を示している。また、図３（Ａ）は、バイアス電圧が図２（Ａ）の縦軸０の位置（中点）である場合のＬＮ変調部１２の出力信号を示し、図３（Ｂ）は、バイアス電圧が中点でない場合のＬＮ変調部１２の出力信号を示している。バイアス動作点が中点であることを満たしていない場合には、図３（Ｂ）に示すように、横軸に対し対称とならないことから、２次高調波が発生する。一方、バイアス動作点が中点であることを満たす場合には、図３（Ａ）に示すように、横軸に対して線対称となるので、２次高調波は発生しない。しかし、その場合でも、図３（Ａ）に示すように、元の波形（図２（Ｂ）参照）に比較すると波形の振幅が圧縮された形状となるので、３次高調波が発生する。

従来技術では、２次高調波については、例えば、正弦波としてのパイロット信号をパイロット信号生成部１６によって生成し、パイロット信号制御部１７および信号結合部１５を介してＬＮ変調部１２に供給する。ＬＮ変調部１２では、中点からのずれに応じてパイロット信号の２次高調波が発生する。

光電気信号制御部２４は、光電気変換部２２から供給される電気信号に含まれているパイロット信号の２次高調波を検出し、２次高調波が少なくなるように、ＤＣ電圧制御部２０を制御し、中点となるように調整する。このような制御により、環境温度や経時変化による中点のずれを抑制することができる。

ところで、２次高調波は、ＬＮ変調部１２だけでなく、例えば、光電気変換部２２や光電気信号制御部２４でも発生する。このような２次高調波は、ＬＮ変調部１２における２次高調波とは無関係に発生する。このため、このような２次高調波が存在する場合には、ＬＮ変調部１２からの２次高調波を分離できないことから、中央制御部１８が２次高調波を誤検出し、ＤＣバイアスの設定が困難になるという問題点がある。

そこで、本発明の第１実施形態では、パイロット信号制御部１７によって、パイロット信号の２次高調波を生成するとともに、２次高調波の振幅および位相を調整することで、ＬＮ変調部１２以外から発生する２次高調波を相殺するようにしている。以下に、詳細な動作を説明する。

ＬＮ変調部１２以外の部分が２次高調波を発生した場合、各部が出力した２次高調波が加算される。

第１実施形態では、パイロット信号制御部１７が２次高調波を生成して出力するとともに２次高調波の振幅および位相を調整可能とされている。

図４において、信号ＳＩＧ３はパイロット信号制御部１７の２次高調波、光電気変換部２２の２次高調波、および、光電気信号制御部２４の２次高調波を示している。また、破線で示す信号ＳＩＧ２は、前述した３つの信号成分を合成した成分を示している。また、一点鎖線で示す信号ＳＩＧ４はＬＮ変調部１２の２次高調波を示す。さらに、二点鎖線で示す信号ＳＩＧ１はパイロット信号制御部１７から出力される２次高調波成分を示している。

第１実施形態では、パイロット信号制御部１７が、パイロット信号とともに、パイロット信号の２次高調波を出力し、この２次高調波の振幅および位相を調整することで、図４に破線で示す信号ＳＩＧ２を相殺する。

なお、信号ＳＩＧ２を相殺する信号ＳＩＧ１を出力する方法としては、例えば、ＬＮ変調部１２から出力される２次高調波の振幅および位相は、ＬＮ変調部１２の変調特性と光電気変換部２２の変換特性から計算によって求めることができる。一方、ＬＮ変調部１２以外の部分で発生する２次高調波については、光電気変換部２２から出力されるパイロット信号の基本波成分から生成されるため、パイロット信号の位相と同調した異なる振幅成分の合成となるため計算によって求めることは困難である。そこで、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４の出力を参照し、計算によって求めたＬＮ変調部１２から出力される信号ＳＩＧ４のみが残るように、パイロット信号制御部１７が出力する２次高調波の振幅および位相を調整することができる。あるいは、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４の出力を参照し、計算によって求めたＬＮ変調部１２から出力される信号を相殺するようにパイロット信号制御部１７が出力する２次高調波の振幅および位相を調整し、そのときに残っている残余の信号成分の振幅および位相を検出し、この成分を相殺するように振幅および位相を調整することができる。もちろん、これら以外の方法を用いるようにしてもよい。

つぎに、中央制御部１８は、ＬＮ変調部１２以外からの２次高調波が抑圧された状態で、信号ＳＩＧ４が相殺されるように、ＤＣ電圧を調整することで、ＤＣバイアスを最適化することができる。なお、ＤＣ電圧を調整する方法としては、例えば、ＤＣバイアスを変化させた場合に、２次高調波が減少する場合には２次高調波が最小になるまで同じ方向に変化を継続する。また、ＤＣバイアスを変化させた場合に、２次高調波が増加する場合には２次高調波が最小になるまで逆方向に変化を継続する。

以上に説明したように、本発明の第１実施形態では、パイロット信号制御部１７においてパイロット信号の２次高調波を生成して出力するとともに、その振幅および位相を調整するようにしたので、ＬＮ変調部１２以外の部分において生じる２次高調波を相殺することができる。これにより、ＬＮ変調部１２によって生じる２次高調波を抽出することができるので、ＤＣバイアスを最適化することができる。これにより、ＲＦ信号観測装置２８で観測されるＲＦ信号の２次高調波が最適となるようにＤＣバイアスを調整することができる。なお、以上の動作によって、ＲＦ信号の２次高調波が最適となるようにＤＣバイアスが調整されるが、より最適な調整を行うために、ＲＦ信号観測装置２８で観測されるＲＦ信号の２次高調波に基づいて、手動または自動でＤＣバイアスを調整するようにしてもよい。

つぎに、図５を参照して、第１実施形態において実行される処理の詳細について説明する。図５に示す処理が開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０では、中央制御部１８は、ＬＮ変調部１２において発生するパイロット信号の２次高調波の理論値を算出する。例えば、図３（Ｂ）の信号をフーリエ変換することで、パイロット信号の２次高調波の理論値を算出することができる。もちろん、これ以外の方法によって理論値を算出するようにしてもよい。

ステップＳ１１では、中央制御部１８は、光強度が最大となるＤＣバイアスを探索する。より詳細には、中央制御部１８は、光強度検出部２３の出力を参照しつつＤＣ電圧制御部２０を制御してＤＣバイアスを変化させ、ＬＮ変調部１２から出力される光強度が最大となるＤＣバイアスを探索する。なお、光強度が最大となるＤＣバイアスを探索するのではなく、最小、または、所定の値となるＤＣバイアスを探索するようにしてもよい。

ステップＳ１２では、中央制御部１８は、パイロット信号生成部１６およびパイロット信号制御部１７を制御して、パイロット信号を出力させるとともに、光電気信号制御部２４によって、パイロット信号の２次高調波を検出させる。

ステップＳ１３では、中央制御部１８は、ステップＳ１２で検出したパイロット信号の２次高調波が最小化するようにＤＣ電圧制御部２０を制御する。これによって、ＬＮ変調部１２の変調特性の中点に近い値に設定される。

ステップＳ１４では、中央制御部１８は、パイロット信号制御部１７を制御して、パイロット信号の２次高調波の出力を開始させるとともに、２次高調波の振幅を調整する。

ステップＳ１５では、中央制御部１８は、パイロット信号制御部１７を制御して、パイロット信号の２次高調波の位相を調整する。

ステップＳ１６では、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４によって検出されるパイロット信号の２次高調波の振幅および位相が理論値に近いか否かを判定し、理論値に近いと判定した場合（ステップＳ１６：Ｙ）にはステップＳ１７に進み、それ以外の場合（ステップＳ１６：Ｎ）にはステップＳ１４に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。なお、理論値と近いか否かについては、例えば、理論値と検出値の差分値の絶対値が所定の閾値未満か否かで判定することができる。以上のステップＳ１４～ステップＳ１６の処理の繰り返しにより、ＬＮ変調部１２以外において発生する２次高調波を合成した信号である図４に示す信号ＳＩＧ２を相殺（または抑圧）する２次変調波であるＳＩＧ１をパイロット信号制御部１７から出力することができる。

ステップＳ１７では、中央制御部１８は、パイロット信号生成部１６およびパイロット信号制御部１７を制御して、パイロット信号を出力させるとともに、光電気信号制御部２４によって、パイロット信号の２次高調波を検出させる。

ステップＳ１８では、中央制御部１８は、ステップＳ１２で検出したパイロット信号の２次高調波が最小化するようにＤＣ電圧制御部２０を制御する。

ステップＳ１９では、中央制御部１８は、電源がオフにされたか否かを判定し、電源がオフにされていないと判定された場合（ステップＳ１９：Ｎ）にはステップＳ１７に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１９：Ｙ）には処理を終了する。以上のステップＳ１７～ステップＳ１９の処理の繰り返しによって、例えば、環境温度の変化によってＬＮ変調部１２の特性が変化したり、経時変化によってＬＮ変調部１２の特性が変化したりした場合でも、ＬＮ変調部１２の変調特性の中点付近の値に常に設定することができる。

以上に説明したように、図５に示すフローチャートによれば、前述した動作を実現することができる。

（Ｃ）本発明の第２実施形態の構成の説明
図６は、本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。図６において、図１と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図６では、図１と比較すると、ＲＦ信号制御部１４が除外され、ＲＦ信号歪制御部３４が新たに追加されている。また、図６では、ＲＦ信号歪制御部３４が信号結合部１５の後段に配置されている。これら以外の構成は、図１と同様である。

図７は、図６に示すＲＦ信号歪制御部３４の３次高調波を補正する詳細な構成例を示す図である。図７に示すように、ＲＦ信号歪制御部３４は、増幅部３４１、歪発生部３４２、および、主信号制御部３４５を有している。

ここで、増幅部３４１は、信号結合部１５から供給されるＲＦ信号とパイロット信号とが結合された信号を、中央制御部１８の制御に応じた所定の利得で増幅して出力する。

歪発生部３４２は、同じ特性を有する歪発生用半導体３４３，３４４が逆接続されて構成され、増幅部３４１から出力される信号に対してプリディストーション処理（前置歪補償処理）を施して出力する。より詳細には、歪発生部３４２は、ＬＮ変調部１２が有する入出力特性である変調特性と逆の特性を有し、増幅部３４１から出力される信号に対して当該特性によってプリディストーション処理（予め歪を持たせる処理）を施す。これにより、ＬＮ変調部１２によって生じる３次高調波を低減することができる。歪発生用半導体は、ダイオードやトランジスタのような非線形素子を選択することができる。なお、歪発生部３４２には、中央制御部１８から供給される制御信号によって特性を調整することができる。

主信号制御部３４５は、位相部３４６と減衰部３４７を有し、増幅部３４１から供給されるメイン信号の位相と振幅を中央制御部１８の制御に応じて調整して出力する。ここで、位相部３４６は、増幅部３４１から供給される信号の位相を中央制御部１８の制御に応じて調整して出力する。減衰部３４７は、位相部３４６から供給される信号の振幅を中央制御部１８の制御に応じて調整して出力する。

なお、主信号制御部３４５は線形特性を有しており、また、歪発生部３４２は前述したように逆特性を有している。中央制御部１８は、これらの特性を制御信号によって調整しながら合成することで、ＬＮ変調部１２の逆特性（合成することで線形特性となる特性）を得ることができる。

（Ｄ）本発明の第２実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第２実施形態の動作について説明する。なお、第２実施形態では、ＬＮ変調部１２が出力する２次高調波に関する動作は、第１実施形態と同様であるので、以下では、ＲＦ信号制御部２７が出力する２次高調波と３次高調波に注目してその動作を説明する。

前述した第１実施形態と同様の動作によって、２次高調波に対する調整が終了すると、第２実施形態では、３次高調波を調整する動作を実行する。すなわち、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４の出力を参照し、ＬＮ変調部１２によって生じたパイロット信号の３次高調波を検出する。なお、３次高調波を検出する方法としては、例えば、３次高調波と同期した局部発振信号を用いて３次高調波をダウンコンバートしその振幅を検出する同期復調方式や、３次高調波の周波数を通過し、それ以外を減衰するバンドパスフィルタ等を用いることができる。またそれ以外の方法を用いてもよい。

中央制御部１８は、光電気信号制御部２４によって検出された３次高調波に応じて、歪発生部３４２を調整する。より詳細には、中央制御部１８は、歪発生部３４２を構成する歪発生用半導体３４３，３４４の制御信号のそれぞれの電圧を、３次高調波が減少するように制御する。

ここで、歪発生部３４２を構成する歪発生用半導体３４３，３４４は、図２の逆特性を有している。より詳細には、歪発生用半導体３４３，３４４は、図８に示す逆特性を有している。

ここで、歪発生部３４２の動作を、図８を参照して説明する。図８の横軸Ｖは、歪発生部３４２の入力信号を示し、縦軸ｙは出力信号を示す。また、太線の曲線で示す変調逆特性ＣＨＲ６は、歪発生部３４２が有する、図２の逆特性である変調逆特性を示す。入力信号ＳＩＧ１は、歪発生部３４２に入力される信号を示す。制御信号ＳＩＧ２は、中央制御部１８より入力される制御信号であり、後で詳細に説明するように、この制御信号ＳＩＧ２を制御することで、歪発生用半導体３４３，３４４のバイアス動作点を調整することができる。出力信号ＳＩＧ３は、歪発生部３４２の出力信号の振幅の正側を示し、出力信号ＳＩＧ４は、歪発生部３４２の出力信号の振幅の負側を示す。また、出力信号ＳＩＧ５は、出力信号ＳＩＧ３と出力信号ＳＩＧ４の合成信号を示している。このように、ＬＮ変調部１２が入力信号の振幅を圧縮する変調特性であるのに対し、歪発生部３４２は入力信号の振幅を伸長する変調特性（変調逆特性ＣＨＲ６）を有している。

なお、歪発生用半導体３４３，３４４には、中央制御部１８から制御信号ＳＩＧ２が印加されており、この制御信号ＳＩＧ２を調整することで図８に示す変調逆特性ＣＨＲ６を調整することができる。具体的には、制御信号ＳＩＧ２を大きくするとＶ軸が大きくなる方向に、制御信号ＳＩＧ２を小さくするとＶ軸に対して小さくなる方向に変調逆特性ＣＨＲ６が変化するため、制御信号ＳＩＧ２が大きくなるとカーブが緩くなり、小さくするとカーブが急峻となる。Ｖ軸のマイナス側は逆の動作となる。中央制御部１８は、歪発生用半導体３４３に印加する制御信号ＳＩＧ２の電圧を調整し、３次高調波が最も小さくなる電圧を探索する。また、中央制御部１８は、歪発生用半導体３４４に印加する制御信号ＳＩＧ２の電圧を調整し、３次高調波が最も小さくなる電圧を探索する。また、３次高調波が最も小さくなるように、主信号制御部３４５の位相部３４６の移相量および減衰部３４７の減衰量を調整する。これにより、３次高調波を最小にすることができる。

図９は、歪発生用半導体３４３，３４４の変調逆特性を示している。縦軸ｙは歪発生用半導体の逆特性を示している。横軸Ｖは、制御信号を示している。より詳細には、図９（Ａ）は、歪発生用半導体３４３，３４４の調整が適正である場合を示し、図９（Ｂ）は、歪発生用半導体３４３，３４４の調整が適正でない場合を示している。図９（Ａ）ではｙ＝０，Ｖ＝０を原点として変調逆特性が点対称となっているが、図９（Ｂ）では原点を中心として変調逆特性が点対称となっていない。

図１０は、歪発生用半導体３４３，３４４の入出力特性を示す図である。より詳細には、図１０（Ａ）は、歪発生用半導体３４３，３４４に入力されるパイロット信号を示している。なお、図１０（Ａ）の横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸は振幅（Ｖ）を示している。図１０（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す歪発生用半導体３４３，３４４の調整が適正な場合の出力信号を示している。また、図１０（Ｃ）は、図９（Ｂ）に示す歪発生用半導体３４３，３４４の調整が適正でない場合の出力信号を示している。

ここで、適正ではない場合は、歪発生部３４２より図１０（ｃ）の信号が出力されるため３次高調波と２次高調波が同時に出力される。ＲＦ信号歪制御部３４では、３次高調波を抑圧することを目的にしているため２次高調波が発生すると、この高調波は残留してしまう。また、前述した２次高調波を抑圧するための第１実施形態では、この２次高調波を検出することは可能であるが、ＬＮ変調部１２が出力した２次高調波とは分離できず、抑圧することは困難である。なお、歪発生用半導体３４３，３４４は、特性が等しいことが理想的であるが、初期状態においても特性のばらつきにより特性が異なる。また、経年変化によって特性に差異が生じたり、周囲温度の変化によって特性に差異が生じたりする場合がある。

図１３は、歪発生用半導体３４３，３４４に入力されるＲＦ信号の周波数特性を示している。図１３に示すように、ＲＦ信号は１０ＭＨｚにピークを有する信号である。なお、図１３において横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は振幅（ｄＢ）を示している。

図１４は、図１１（Ａ）に示す、歪発生部３４２が適正に調整された場合における、ＲＦ信号歪制御部３４の出力信号の周波数特性（図１４（Ａ））と、ＬＮ変調部１２の出力信号の周波数特性（図１４（Ｂ））を示している。図１４（Ａ）ではプリディストーション処理によって、３次高調波が発生しているが、図１４（Ｂ）では３次高調波が相殺されている。

図１５は、図１１（Ｂ）に示す、歪発生部３４２のバイアス制御電圧は適正に調整されているが変調特性と完全に逆特性となっていない場合における、ＲＦ信号歪制御部３４の出力信号の周波数特性（図１５（Ａ））と、ＬＮ変調部１２の出力信号の周波数特性（図１５（Ｂ））を示している。図１５（Ａ）ではプリディストーション処理によって、３次高調波が発生している。変調特性の逆特性となっていないために図１５（Ｂ）では３次高調波が完全に相殺されずに残っている。

図１６は、図１２に示す、歪発生部３４２が適正に調整されていない場合における、ＲＦ信号歪制御部３４の出力信号の周波数特性（図１６（Ａ））と、ＬＮ変調部１２の出力信号の周波数特性（図１６（Ｂ））を示している。図１６（Ａ）ではプリディストーション処理によって３次高調波が発生しているだけでなく、適正に調整されていないことによる２次高調波も発生している。図１６（Ｂ）では、３次高調波は抑圧されているが、２次高調波が残っている。ＲＦ信号歪制御部３４の出力に対して２次高調波が改善しているように見えるのは、ＬＮ変調部１２が出力する２次高調波成分について、バイアス制御により調整していないためにＲＦ信号歪制御部３４が出力した２次高調波成分と打ち消し合っているように見えるためで、分離することができない。この場合、２次高調波成分の位相が逆となる場合は、２次高調波成分はさらに大きな振幅となる。

以上に説明したように、歪発生用半導体３４３，３４４を調整することで、３次高調波を相殺することができる。

つぎに、図１７を参照して、第２実施形態において実行される処理の詳細について説明する。図１７に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。なお、図１７において図５と同じ処理については同じ符号を付しているので、その説明を適宜省略する。図１７では、図５と比較すると、ステップＳ３１～ステップＳ３２の処理が追加されている。これら以外は、図５と同様である。

ステップＳ１０では、中央制御部１８は、前述の場合と同様に、ＬＮ変調部１２において発生する２次高調波の理論値を計算する。

ステップＳ３０では、中央制御部１８は、ＲＦ信号歪制御部３４を初期設定する。より詳細には、中央制御部１８は、ＲＦ信号歪制御部３４の増幅部３４１に制御信号を供給して予め定められている利得に設定する。また、中央制御部１８は、歪発生部３４２を構成する歪発生用半導体３４３，３４４のそれぞれに対して、図９に基づいてＬＮ変調部１２の変調特性と逆となる特性に近い所定の制御信号を供給する。また、中央制御部１８は、位相部３４６に対して制御信号を供給して所定の移相量になるように調整するとともに、減衰部３４７に対して制御信号を供給して所定の減衰量になるように調整する。

ステップＳ１１～ステップＳ１８では、前述の場合と同様の処理が実行される。より詳細には、まず、ＬＮ変調部１２の出力の光強度が最大になるように制御され（ステップＳ１１）、パイロット信号の２次高調波が検出され（ステップＳ１２）、パイロット信号の２次高調波を最小化する制御が実行される（ステップＳ１３）。つぎに、パイロット信号制御部１７からパイロット信号の２次高調波が出力されるとともにその振幅が調整され（ステップＳ１４）、また、位相が調整される（ステップＳ１５）。そして、ＬＮ変調部１２から出力されるパイロット信号の２次高調波が理論値と同じになるまでステップＳ１４～ステップＳ１５の処理が繰り返される（ステップＳ１６）。つぎに、パイロット信号の２次高調波が検出され（ステップＳ１７）、検出された２次高調波が最小化する制御が実行される（ステップＳ１８）。理想的ではない、すなわち、特性に差異がある歪発生用半導体３４３，３４４の場合、２次高調波は完全に抑圧できないが、理論値との比較によりＬＮ変調部１２が出力する２次高調波が最少となるように調整される。そして、以下の処理が実行される。

ステップＳ３１では、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４の出力を参照し、パイロット信号の３次高調波を検出する。より詳細には、パイロット信号生成部１６から出力されたパイロット信号は、パイロット信号制御部１７および信号結合部１５を介してＲＦ信号歪制御部３４に供給される。ＲＦ信号歪制御部３４は、信号結合部１５から供給される信号に対してプリディストーション処理（歪補償処理）を施して出力する。ＲＦ信号歪制御部３４から出力される信号は、信号入力部１２２を介してＬＮ変調部１２に供給される。ＬＮ変調部１２は、レーザ光発生部１１から供給されるレーザ光を信号入力部１２２に供給される信号およびＤＣバイアス入力部１２３に供給されるバイアス電圧に応じて強度変調して出力する。光電気信号制御部２４は、光分配部２１によって分配され、光電気変換部２２によって電気信号に変換された信号から３次高調波を検出する。なお、３次高調波を検出する方法としては、例えば、３次高調波と同期した局部発振信号を用いて３次高調波をダウンコンバートし、その振幅を検出する同期復調方式や、３次高調波の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰するバンドパスフィルタを用いることができる。

ステップＳ３２では、中央制御部１８は、ステップＳ３１で検出したパイロット信号の３次高調波を最小化する制御を実行する。より詳細には、中央制御部１８は、ＬＮ変調部１２が出力する２次高調波は最小となっているため、そちらの制御を一度止め、一定の状態を保ち、２次高調波成分の変化が起きないようにする。歪発生部３４２の歪発生用半導体３４３，３４４に印加する制御信号を、３次高調波が最小になるように制御電圧を調整する。制御信号は歪発生用半導体３４３側と歪発生用半導体３４４側とあるが両方同時に調整するか、２次高調波成分に注意してそれぞれ個別に調整してもよい。またＬＮ変調部１２のバイアス制御は止まっているので、この時変化している２次高調波はプリディストータが出力していると考えられるため、２次高調波成分が最少となる制御信号の差分を調整する。なお、このような動作を複数回繰り返すようにしてもよい。３次高調波の調整が完了すると３次高調波の制御信号を一度安定させ、２次高調波成分の制御を行う。これを繰り返すようにしてもよい。これにより、２次高調波と３次高調波を最小化することができる。

ステップＳ１９では、中央制御部１８は、電源がオフにされたか否かを判定し、電源がオフにされていないと判定された場合（ステップＳ１９：Ｎ）にはステップＳ１７に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１９：Ｙ）には処理を終了する。以上のステップＳ１７～ステップＳ１９の処理の繰り返しによって、例えば、環境温度の変化によってＬＮ変調部１２の特性が変化したり、経時変化によってＬＮ変調部１２の特性が変化したりした場合でも、変調特性の中点に近い値に常に設定することができるとともに、３次高調波の発生も抑制することができる。

以上に説明したように、本発明の第２実施形態では、２次高調波を検出して最小化する制御を行うだけでなく、プリディストータの２次高調波成分に注意して３次高調波を検出し、歪発生部３４２を最小化する制御を行うようにしたので、トータルでの歪を低減することができる。

（Ｅ）本発明の第３実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第３実施形態の構成について説明する。なお、第３実施形態に係る光変調装置の構成は、図６と同様であるが、３次高調波に関する動作が異なっている。以下では、３次高調波に関する動作に注目して説明する。

本発明の第３実施形態では、パイロット信号制御部１７は、第１および第２実施形態と同様に、パイロット信号の周波数の２倍の成分である２次高調波を出力するとともに、パイロット信号の周波数の３倍の成分である３次高調波を生成して出力する構成とされている。また、第３実施形態では、３次高調波の振幅と位相を調整可能とされている。これ以外の構成は、第２実施形態と同様である。

（Ｅ）本発明の第３実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第３実施形態の動作について説明する。第３実施形態では、第２実施形態において、図４を参照して前述したように、ＬＮ変調部１２以外で発生するパイロット信号の３次高調波を抑制する動作を実行する。

より詳細には、図４に示す２次高調波と同様に、ＬＮ変調部１２において発生する３次高調波は理論計算によって求めることができる。一方、ＬＮ変調部１２以外で発生する３次高調波は理論計算で求めることは困難である。そこで、第３実施形態では、例えば、理論計算で３次高調波の振幅および位相を求め、求めた振幅および位相の３次高調波をパイロット信号制御部１７から発生して３次高調波を相殺し、相殺できなかった３次高調波をＬＮ変調部１２以外で発生する３次高調波を合成した成分として検出することができる。そして、中央制御部１８は、検出したＬＮ変調部１２以外で発生する３次高調波を相殺するための３次高調波を、パイロット信号制御部１７を制御して生成させる。これにより、ＬＮ変調部１２以外で発生する３次高調波が相殺されることから、第２実施形態と同様に、ＲＦ信号歪制御部３４を制御して歪発生用半導体３４３，３４４の特性を調整することにより、３次高調波を確実に低減することができる。

つぎに、図１８を参照して、第３実施形態の詳細な動作について説明する。図１８において、図１７と対応する部分には同一の符号を付しているので、その説明を適宜省略する。なお図３では、図１７と比較すると、ステップＳ１７～Ｓ１９，Ｓ３１～Ｓ３２が除外され、ステップＳ５０～Ｓ５８が新たに追加されている。これら以外は、図１７と同様である。以下では、ステップＳ５０～Ｓ５８を中心に説明する。

ステップＳ５０では、中央制御部１８は、例えば、図２の変調特性に基づいて、ＬＮ変調部１２で発生する２次高調波および３次高調波の理論値を計算する。なお、図２の変調特性以外に基づいて２次高調波および３次高調波を計算するようにしてもよい。

なお、ステップＳ１１～ステップＳ１６では、前述した第２実施形態と同様に、ＲＦ信号歪制御部３４の初期設定（ステップＳ３０）、ＤＣバイアスの探索（ステップＳ１１）、パイロット信号の２次高調波の検出（ステップＳ１２）、２次高調波の最小化制御（ステップＳ１３）、パイロット信号の２次高調波の振幅の調整（ステップＳ１４）、パイロット信号の２次高調波の位相の調整（ステップＳ１５）、および、２次高調波が理論値に近いか否かの判定（ステップＳ１６）が行われる。

ステップＳ５１では、中央制御部１８は、パイロット信号の２次高調波を最小化する制御を実行する。より詳細には、ステップＳ１４～ステップＳ１６の処理によって、ＬＮ変調部１２以外での２次高調波の発生が抑制される。そこで、ステップＳ５１では、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４によって検出される２次高調波が最小となるように、ＤＣ電圧制御部２０を制御する。

ステップＳ５２では、中央制御部１８は、ＲＦ信号の２次高調波を最小化する制御を実行する。より詳細には、中央制御部１８は、ＲＦ信号観測装置２８によって検出される２次高調波が最小になるように、ＤＣ電圧制御部２０を制御する。これにより、もともとの目的であるＲＦ信号の２次高調波の最小化が達成される。

ステップＳ５３では、中央制御部１８は、パイロット信号の３次高調波を最小化する制御を実行する。より詳細には、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４によって検出される３次高調波が最小になるように、ＲＦ信号歪制御部３４を制御する。

ステップＳ５４では、中央制御部１８は、パイロット信号制御部１７を制御して、パイロット信号の３次高調波の出力を開始させるとともに、３次高調波の振幅を調整する。なお、３次高調波は、パイロット信号を歪ませることによって生成したり、パイロット信号を逓倍することによって生成したり、あるいは、パイロット信号とは個別（独立）に生成するようにしてもよい。

ステップＳ５５では、中央制御部１８は、パイロット信号制御部１７を制御して、パイロット信号の３次高調波の位相を調整する。

ステップＳ５６では、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４によって検出されるパイロット信号の３次高調波の振幅および位相が理論値に近いか否かを判定し、理論値に近いと判定した場合（ステップＳ５６：Ｙ）にはステップＳ５７に進み、それ以外の場合（ステップＳ５６：Ｎ）にはステップＳ５４に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。なお、理論値と近いか否かについては、例えば、理論値と検出値の差分値の絶対値が所定の閾値未満か否かで判定することができる。以上のステップＳ５４～ステップＳ５６の処理の繰り返しにより、ＬＮ変調部１２以外において発生する３次高調波を合成した信号（図４に示す信号ＳＩＧ１～ＳＩＧ４と同様の信号）を相殺する３次高調波信号（図４に示す信号ＳＩＧ１と同様の信号）をパイロット信号制御部１７から出力することができる。

ステップＳ５７では、中央制御部１８は、光電気信号制御部２４によって検出される３次高調波が最小になるようにＲＦ信号歪制御部３４を制御する。以上のステップＳ５４～ステップＳ５６の処理によってＬＮ変調部１２以外の部分における３次高調波が低減されているので、ＬＮ変調部１２において発生する３次高調波が最小化される。

ステップＳ１９では、中央制御部１８は、装置の電源がオフにされたか否かを判定し、オフにされていないと判定した場合（ステップＳ１９：Ｎ）にはステップＳ１４に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１９：Ｙ）には処理を終了する。

以上の処理によれば、ＬＮ変調部１２以外で発生する２次高調波だけでなく、３次高調波についてもキャンセルするための３次高調波をパイロット信号制御部１７から出力するようにしたので、ＬＮ変調部１２以外において発生する２次高調波および３次高調波の影響を低減することができる。

（Ｆ）本発明の第４実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第４実施形態について説明する。図１９は、第４実施形態の構成例を示す図である。なお、図１９において、図１と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図１９では、図１と比較すると、信号結合部５１、および、歪検出部５２が追加されている。

ここで、信号結合部５１は、ＲＦ信号出力部１３から出力されるＲＦ信号と、パイロット信号制御部１７から出力されるパイロット信号を結合し、ＲＦ信号制御部１４に供給する。

歪検出部５２は、ＲＦ信号制御部１４から出力される歪を検出して中央制御部１８に供給する。

（Ｇ）本発明の第４実施形態の動作の説明
第４の実施形態では、パイロット信号生成部１６からは２つ以上の異なる周波数振幅成分をもつパイロット信号が生成されてパイロット信号制御部１７から出力され、振幅や位相が調整されたパイロット信号の一方のパイロット信号は信号結合部５１に供給され、ＲＦ信号歪制御部３４によってプリディストーション処理を施された後、信号結合部１５に供給される。また、他方のパイロット信号は、信号結合部１５に直接供給される。

信号結合部１５は、ＲＦ信号歪制御部３４から出力されるプリディストーション処理が施されたパイロット信号を含むＲＦ信号と、パイロット信号制御部１７から供給されるプリディストーション処理が施されていないパイロット信号を合成し、信号入力部１２２に供給する。

ＲＦ信号歪制御部３４からの出力信号は、歪検出部５２に供給される。歪検出部５２は、ＲＦ信号歪制御部３４によるプリディストーション処理によって生じた歪成分（高調波成分）を検出し、中央制御部１８に供給する。または、ＲＦ信号歪制御部３４に入力された歪発生部３４２の歪を検出するためのパイロット信号を歪検出部５２に供給せず、ＬＮ変調部１２の信号入力部１２２に入力し、光電気信号制御部２４の出力を検出するようにしてもよい。この場合は、３次高調波成分が最少になるように制御される。

中央制御部１８は、歪検出部５２によって検出されたプリディストーション処理によって生じた高調波成分と、光強度検出部２３、光電気信号制御部２４、および、ＲＦ信号観測装置２８から供給される信号に含まれる高調波成分について信号処理を行い、ＤＣ電圧生成部１９、ＤＣ電圧制御部２０、パイロット信号生成部１６、および、パイロット信号生成部１６を制御する。

中央制御部１８は、ＲＦ信号歪制御部３４によるプリディストーション処理によって生じた２次高調波および３次高調波と、ＬＮ変調部１２によって生じた２次高調波および３次高調波を分離して検出することができる。このため、これらの信号と、ＬＮ変調部１２において生じる高調波成分の理論値とに基づいて、ＬＮ変調部１２によって生じる２次高調波および３次高調波ならびにそれ以外の部分において生じる２次高調波および３次高調波を動的に調整することが可能になる。

（Ｈ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、第２実施形態では、図７に示すように、２つの歪発生用半導体３４３，３４４を用いて歪発生部３４２を構成するようにしたが、例えば、図２０に示すように、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）３６０を用いて歪発生部３４２を構成するようにしてもよい。図２０の例では、ＦＥＴ３６０のドレイン端子は、信号入力部１２２に接続されるとともに中央制御部１８から制御信号が供給されている。また、ＦＥＴ３６０のゲート端子は、増幅部３４１に接続されるとともに中央制御部１８から制御信号が供給されている。また、ＦＥＴ３６０のソース端子は接地されている。ＦＥＴ３６０は、図２に示すＬＮ変調部１２に対する逆特性を有しているので、ＦＥＴ３６０を用いるとともに、ドレイン端子およびゲート端子に印加する電圧を制御することで、３次高調波を精度良く抑制することができる。

また、図２１に示すように、増幅部３５１、位相部３５３、および、減衰部３５４を、歪発生部３４２および主信号制御部３４５に対して並列に追加し、増幅部３５１によって振幅を任意に調整したメイン信号の位相および振幅を位相部３５３および減衰部３５４によって調整可能としてもよい。

また、図５、図１７、および図３に示す処理は一例であって、これら以外の処理を用いるようにしてもよい。例えば、図５に示すステップＳ１９においてＮと判定された場合には、ステップＳ１７に戻るようにしたが、ステップＳ１４またはステップＳ１０に戻るようにしてもよい。同様に、図１７に示すステップＳ１９においてＮと判定された場合には、ステップＳ１７に戻るようにしたが、ステップＳ１４またはステップＳ１０に戻るようにしてもよい。同様に、図１８に示すステップＳ１９においてＮと判定された場合には、ステップＳ１４に戻るようにしたが、ステップＳ５０に戻るようにしてもよい。

また、第４実施形態では、２つ以上の異なる周波数振幅成分をもつパイロット信号の一方をＲＦ信号歪制御部３４の前段に供給し、他方をＲＦ信号歪制御部３４の後段に供給するようにした。しかし、第１周波数を有する第１パイロット信号をＲＦ信号歪制御部３４の前段に供給し、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２パイロット信号をＲＦ信号歪制御部３４の後段に供給し、ＬＮ変調部１２から出力される電気信号に含まれる第１パイロット信号および前記第２パイロット信号の振幅および位相に基づいて、中央制御部１８がプリディストーション部の特性を調整することで、歪成分を最小化するようにしてもよい。

１ 光変調装置
１１ レーザ光発生部
１２ ＬＮ変調部
１３ ＲＦ信号出力部
１４ ＲＦ信号制御部
１５ 信号結合部
１６ パイロット信号生成部
１７ パイロット信号制御部
１８ 中央制御部
１９ ＤＣ電圧生成部
２０ ＤＣ電圧制御部
２１ 光分配部
２２ 光電気変換部
２３ 光強度検出部
２４ 光電気信号制御部
２５ 光受信部
２６ 光電気変換部
２７ ＲＦ信号制御部
２８ ＲＦ信号観測装置
３０ 監視制御装置
３４ ＲＦ信号歪制御部
１２１ レーザ光入力部
１２２ 信号入力部
１２３ ＤＣバイアス入力部
３４１ 増幅部
３４２ 歪発生部
３４３，３４４ 歪発生用半導体
３４５ 主信号制御部
３４６ 位相部
３４７ 減衰部
３５１ 増幅部
３５３ 位相部
３５４ 減衰部
３６０ ＦＥＴ

Claims (5)

1. 光信号を電気信号に応じて強度変調して出力する光強度変調部と、
   バイアス信号を生成して前記光強度変調部に供給するバイアス部と、
   所定の周波数を有するパイロット信号を生成して前記光強度変調部に供給するパイロット部と、
   前記光強度変調部によって強度変調された前記光信号を電気信号に変換する光電変換部と、
   前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の高調波成分に基づいて前記バイアス部を制御して前記バイアス信号を調整する第１制御部と、
   前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の高調波成分に対応する高調波信号を生成して供給する高調波部と、
   前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる高調波成分に基づいて前記高調波部を制御して前記高調波信号の振幅および位相を調整する第２制御部と、
   を有し、
   前記第１制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の２次高調波に基づいて前記バイアス部を制御して前記バイアス信号を調整し、
   前記高調波部は、前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の２次高調波信号を生成して供給し、
   前記第２制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の２次高調波に基づいて前記高調波部を制御して２次高調波信号の振幅および位相を調整し、
   前記第２制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の２次高調波のうち、前記光強度変調部以外で発生する２次高調波を抑圧するように前記高調波部が生成する２次高調波の振幅および位相を調整する、
   ことを特徴とする光変調装置。
2. 前記光強度変調部において生じる歪をプリディストーションによって補償するプリディストーション部と、
   前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる３次高調波に基づいて、前記プリディストーション部の特性を調整する制御を実行する第３制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
3. 光信号を電気信号に応じて強度変調して出力する光強度変調部と、
   バイアス信号を生成して前記光強度変調部に供給するバイアス部と、
   所定の周波数を有するパイロット信号を生成して前記光強度変調部に供給するパイロット部と、
   前記光強度変調部によって強度変調された前記光信号を電気信号に変換する光電変換部と、
   前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の高調波成分に基づいて前記バイアス部を制御して前記バイアス信号を調整する第１制御部と、
   前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の高調波成分に対応する高調波信号を生成して供給する高調波部と、
   前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる高調波成分に基づいて前記高調波部を制御して前記高調波信号の振幅および位相を調整する第２制御部と、
   前記光強度変調部において生じる歪をプリディストーションによって補償するプリディストーション部と、
   前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる３次高調波に基づいて、前記プリディストーション部の特性を調整する制御を実行する第３制御部と、
   を有し、
   前記高調波部は、前記光強度変調部に対して前記パイロット信号の３次高調波信号を生成して供給し、
   前記第３制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の３次高調波に基づいて前記高調波部を制御して３次高調波信号の振幅および位相を調整し、
   前記第３制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の３次高調波のうち、前記光強度変調部以外で発生する３次高調波を抑制するように前記高調波部が生成する３次高調波信号の振幅および位相を調整することを特徴とする光変調装置。
4. 前記第３制御部は、前記光電変換部から出力される電気信号に含まれる前記パイロット信号の高調波成分と、前記プリディストーション部から出力される信号に含まれる高調波成分との比較に基づいて前記プリディストーション部の特性を調整することを特徴とする請求項２又は３に記載の光変調装置。
5. 前記第３制御部は、第１周波数を有する第１パイロット信号を前記プリディストーション部の前段に供給し、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２パイロット信号を前記プリディストーション部の後段に供給し、前記光強度変調部から出力される電気信号に含まれる前記第１パイロット信号および前記第２パイロット信号の振幅および位相に基づいて前記プリディストーション部の特性を調整することを特徴とする請求項２又は３に記載の光変調装置。

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