JPH01134349A - 光導波路スイッチ駆動回路 - Google Patents

光導波路スイッチ駆動回路

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JPH01134349A
JPH01134349A JP29367787A JP29367787A JPH01134349A JP H01134349 A JPH01134349 A JP H01134349A JP 29367787 A JP29367787 A JP 29367787A JP 29367787 A JP29367787 A JP 29367787A JP H01134349 A JPH01134349 A JP H01134349A
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JP
Japan
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optical waveguide
circuit
waveguide switch
bias
optical
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Application number
JP29367787A
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Inventor
Hiroshi Ikeda
博 池田
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0121Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光導波路スイッチ駆動回路に関し、光導波路
スイッチの出射光を光−電気変換器によって電気信号に
変換すると共に、光−電気変換器の出力信号と基準値と
を比較回路で比較し、比較回路から出力される信号によ
り、光導波路スイッチに印加されるパルス電圧の直流バ
イアスを可変調整することにより、光導波路スイッチの
出射光強度特性の変化に対応して、動作点を自動追尾さ
せ、安定した消光比特性が得られるようにしたものであ
る。
〈従来の技術〉 光導波路スイッチは、電気光学効果を持つ材料によって
光導波路を形成し、光導波路に電圧を印加し、印加電圧
に応じた消光比の出射光強度を得るようになっている。
光導波路スイッチとしては種々のタイプのものが提案さ
れているが、゛その内の1つに、ニオブ酸リチウム(L
iNbO2)基板にチタンを拡散させて光導波路を形成
したものが知られている。第5図はその基本的な構成を
モデル化して示す図で、1はニオブ酸リチウム基板、2
は光導波路、3及び4は電極、5は駆動回路である。
光導波路2はニオブ酸リチウム基板1にチタンを拡散さ
せて形成しである。ニオブ酸リチウム結晶の場合、z軸
方向への電界印加が光変調に有利であるので、Z軸が光
の進行方向及び光導波路2の表面に垂直となるZ軸カッ
トの場合には、図示するように、電極3.4は光導波路
、2の表面に形成する。Z軸が光の進行方向に直角で、
かつ、光導波路2の表面に並行な方向にある場合には、
光導波路2を間に挟んでその両側に、電極3.4を形成
する。
駆動回路5から電Fi13.4に対しては、電8i4を
正電圧(+V)とする一方向のパルスを与える。これに
より、光導波路2の屈折率が変化し、図示しない半導体
レーザ等から供給された入射光が光導波路2において変
調され、変調された出射光が得られる。
第6図は印加電圧と出射光強度との関係を示す図で、横
軸に印加電圧をとり、縦軸に出射光強度をとっである。
図示するように、この種の光導波路スイッチは、印加電
圧を変えたとき、出射光強度特性が3つの極大値PI、
P2及びP3と、3つの極大値PI〜P、のうち、中間
の極大値P2と両側の極大値P、、P3との間でそれぞ
れ極小値Q+ 、Q2をとって変化する。中間の極大値
P2のピーク値は、両側の極大値P、%P3のピーク値
よりも小さい。
第7図は上述の特性を示す光導波路スイッチにおいて、
電極4に極大値P1に対応する付近の正電圧(+ V 
r + )が印加されるように、電極3−4間にパルス
電圧を供給して駆動した場合の出射光変調を示す図であ
る。図示では、極小値Q1に対応する電圧V21まで、
直流バイアスした場合を示している。第7図に示すよう
に、電極4に正電圧(+ V r + )が印加された
ときに強度PIの出射光が出力され、極小値Q+に対応
する電圧+v2Iが印加されたときに出射光強度が略零
になり、充分な消光比を持つ出射光が得られる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、電8i4を正電圧(+V)とする一方向のパ
ルスを与えて°駆動する従来方式では、駆動時間が長く
なると、出射光強度特性が実線Aから点線Bのように移
動してしまうことが分った。印加電圧に対する出射光強
度特性が上述のように変化してしまうと、充分な消光比
がとれなくなり、情報伝送を行なうことができなくなる
。例えば、第6図の実線Aから点線Bまで出射光強度特
性が移動してしまった場合には、第8図に示すように、
本来、極大値P、に対応すべき電圧Vllが極小値Q1
が対応し、出射光強度がほとんど零になってしまう。ま
た、極小値Q、に対応すべきバイアス電圧V21が極大
値P2に対応し、出射光強度を生じてしまう。つまり、
印加電圧に対する出射光強度の位相が、正常時の場合と
逆転してしまうのである。
しかも、このとき得られる出射光強度のピーク値は、極
大値P1よりも著しく低い極大値P2となっており、充
分な消光比を得ることができない。
出射光強度特性が、時間経過とともに、実線Aから実線
Bの如く移動してしまうのは、電極4を正電圧(+V)
とする一方向のパルスを与えた場合、結晶内部の可動イ
オンが外部電界を打ち消す方向に移動するからであると
推測される。
く問題点を解決するための手段〉 上述する従来の問題点を解決するため、本発明は、電気
光学効果を持つ材料によって光導波路を形成した光導波
路スイッチを駆動する回路において、前記光導波路スイ
ッチの出射光を電気信号に変換する光−電気変換器と、
前記光−電気変換器の出力信号と基準値とを比較する比
較回路と、前記比較回路から与えられる信号に基づき前
記光導波路スイッチに印加されるパルス電圧の直流バイ
アスを可変調整する回路とを有することを特徴とする。
〈作用〉 光導波路スイッチの出射光を光−電気変換器によって電
気信号に変換すると共に、光−電気変換器の出力信号と
基準値とを比較回路で比較し、比較回路から出力される
信号により、光導波路スイッチに印加されるパルス電圧
の直流バイアスを可変調整する。これにより、光導波路
スイッチの出射光強度特性の変化に対応して、動作点を
自動追尾させ、光導波路スイッチを、出射光強度が極大
となる点と、極小となる点との間で駆動し、安定した消
光比特性を得ることができる。
〈実施例〉 第1図は本発明に係る光導波路スイッチ駆動回路を示す
図である。図において、7はレーザダイオード等のコヒ
ーレント光源、8は光導波路スイッチ、9は光導波路ス
イッチ8の出射光を電気信号に変換する光−電気変換器
、10は比較回路、11は自動バイアス設定回路である
光導波路スイッチ8は、第5図で説明したように、ニオ
ブ酸リチウム基板1にチタンを拡散させて形成した光導
波路2及び電極3.4を有する。
電極4には抵抗12を接続してあり、電極3には自動バ
イアス設定回路11からデータ信号であるパルス電圧を
印加するようにしである。実施例では、間隔を隔てて2
本の光導波路2を形成した光導波路スイッチ8を使用し
、2木の光導波路2の一方だけを利用する構成となって
いる。
比較回路10は光−電気変換器9の出力信号と基準値と
を比較し、比較信号を自動バイアス設定回路11に供給
する。実施例では、比較回路10は、その入力側に、光
−電気変換器9の出力信号の平均値をとる平均値化回路
13と、光−電気変換器9の出力信号より基準値を作る
基準値設定回路14とを備え、平均値化回路13から人
力される平均値■□を、基準値設定回路14から入力さ
れる基準値Vrafと比較するようになっている。
平均値化回路13は、ローパスフィルタによって構成で
きる。
基準値設定回路14は光−電気変換器9から出力される
出力パルスの最大値V IDIIKと最小値V 1nと
の差及びデユーティに基づいて、基準値V rsfを定
める。例えば、第2図に示すように、光導波路スイッチ
8を出射光強度特性の極大値P、と極小値Q1との間の
理想位置で、デユーティ50%で駆動する場合、平均値
化回路13によって得られる平均値v、vは、 V av=(V maxV min ) / 2となる
。この平均値V ayは、光導波路スイッチ8の理想的
な駆動状態で得られる値であるから、これを基準値vr
、fとする。
自動バイアス設定回路11は図示しないデータ伝送装置
からパルス信号として入力されるデータ信号に対し、比
較回路10から与えられる信号に基づき、直流バイアス
分を加算して、光導波路スイッチ8に供給する。
次に動作を説明する。まず、第2図に示すように、自動
バイアス設定回路11から光導波路スイッチ8に供給さ
れる印加電圧が、出射光強度特性の極大値P1と極小値
Q、との間で変化する直流バイアス電圧V21の加わっ
たパルス電圧である場合、出射光は極大値P、と極小値
Q、の間で理想的な変調を受ける。この状態では、平均
値化回路13で得られる平均値V avは、基準値設定
回路14で得られる基準値V rafとほぼ等しくなっ
ているとする。
次に、第3図に示すように、出射光強度特性が(+)側
にシフトした場合、平均値化回路13より出力される平
均値V avが、基準値V rafよりも高くなる方向
に変化する。その差分を比較回路10で検出し、その検
出信号を自動バイアス設定回路11に供給する。自動バ
イアス設定回路11では、直流バイアスを(v2.+△
V)に変化させ、平均値化回路13の平均値■、vが基
準値V taf と等しくなる方向に制御する。これに
より、出射光は極大値P1と極小値Q1の間で理想的な
変調を受けるようになる。
出射光強度特性が、第4図に示す如く、(−)側にシフ
トした場合、平均値化回路13より出力される平均値v
、vは基準値V refよりも低くなる方向に変化する
。その差分を比較回路10で検出し、その検出信号を自
動バイアス設定回路11に供給する。自動バイアス設定
回路11では直流バイアスを(V21−△V)に変化さ
せる。これにより、平均値化回路13の平均値v1vが
基準値vrllfと等しくなる方向に制御され、出射光
は極大値P1と極小値Q1の間で理想的な変調を受ける
ようになる。
〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明によれば、光導波路スイッチ
の出射光強度特性の変化に対応して、動作点を自動追尾
させ、安定した消光比特性が得られるようにした光導波
路スイッチ駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光導波路スイッチ駆動回路、第2
図〜第4図は本発明に係る光導波路スイッチ駆動回路に
おける印加電圧−出射光変調図第5図は従来の光導波路
スイッチ駆動回路を示す図、第6図は光導波路スイッチ
の印加電圧−出射光強度特性の図、第7図は従来の光導
波路スイッチ駆動回路における印加電圧−出射光変調の
図、第8図は同じくその問題点を示す印加電圧−出射光
変調の図である。 8・・・光導波路スイッチ 9・・・光−電気変換器 10・・・比較回路 11・・・自動バイアス設定回路 u2     111’7/IJ ’f;i、、IL第
7図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電気光学効果を持つ材料によって光導波路を形成
    した光導波路スイッチを駆動する回路において、前記光
    導波路スイッチの出射光を電気信号に変換する光−電気
    変換器と、前記光−電気変換器の出力信号と基準値とを
    比較する比較回路と、前記比較回路から与えられる信号
    に基づき前記光導波路スイッチに印加されるパルス電圧
    の直流バイアスを可変調整する回路とを有することを特
    徴とする光導波路スイッチ駆動回路。
  2. (2)前記光導波路スイッチは、ニオブ酸リチウム基板
    にチタンを拡散させて形成した光導波路を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光導波路スイ
    ッチ駆動回路。
  3. (3)前記比較回路は、前記光−電気変換器の出力信号
    の平均値をとる回路と、前記光−電気変換器の出力信号
    より基準値を作る回路とを備え、前記光−電気変換器の
    出力信号の平均値を前記基準値と比較することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項または第2項に記載の光導波
    路スイッチ駆動回路。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0318814A (ja) * 1989-06-16 1991-01-28 Victor Co Of Japan Ltd 光―光変換素子の駆動方法
KR20190136939A (ko) 2018-05-31 2019-12-10 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 회로 차단기

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JPS6113230A (ja) * 1984-06-29 1986-01-21 Nec Corp 光スイッチドライブ方法

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