JPH02165117A - 導波路型光変調器の動作安定化方法 - Google Patents

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】 概要 導波路型光変調器の動作安定化方法に関し、温度変化、
経時変化等による消光比の劣化を防止することを目的と
し、 分岐された一定強度レベルの人力光が導波される先導波
路に電極を装架し、該電極間に印加する電圧を変化させ
て導波光に位相差を生じさせ、該位相差が生じた光を合
成して強度変調光として出力するようにした導波路型光
変調器において、出力された強度変調光の一部を受光器
により受光して消光比を検出し、該消光比が最大となる
ように上記電極間に印加する電圧を制御するようにして
構成する。

産業上の利用分野 本発明は導波路型光変調器の動作安定化方法に関する。

一般的な光通信システムにおいては、送信側で強度変調
された信号光を光ファイバ等からなる光伝送路を介して
受信側に伝送し、受信側で受信光を直接検波して伝送情
報を再生するようにしてぃる。送信側に訴ける強度変調
は、ＬＤ（半導体レーザ）等の光源の駆動電圧を変調信
号に基づいて変化させることにより行うことができるが
（直接変調）、直接変調を行うと発光スペクトルの拡が
りが生じることがあるので、光伝送路として分散特性が
良好でない光ファイバを用いている場合には、伝送距離
又は伝送速度の制限を受ける。具体的には、１．３μｍ
帯でゼロ分散となる通常の単一モード光ファイバと、伝
搬損失が最小となる１゜５５μｍ帯で発振するＬＤとを
組み合わせでシステムを構築した場合に、波長分散に起
因する伝送距離又は伝送速度の制限が生じる。このよう
な伝送距離又は伝送速度の制限を排除するものとし、て
、光変調器を用いた外部変調方式がある。ＩＡ外部変調
方式、一定強度レベルで発光している光源からの光を、
光源とは独立して設けられた例えば導波路型光変調器に
より変調するようにしたものであり、光源を一定強度レ
ベルで発光させていることから、スペクトルの拡がりを
最小限に抑・えることができる。このような外部変調方
式を実施するに際して、導波路型光変調器の動作を安定
化する方法が要望されている。

従来の技術 第５図は従来の一般的な導波路型光変調器の構成を示す
図である。Ｌ　ｉ　Ｎ　ｂｕ３（ニオブ酸リチウム）か
らなる導波路基板４１にＴｉ　　（チタン）を拡散させ
ることによってＹ分岐導波路を２つ組み合わせた形状の
先導波路４２を形成し、この光導波路４２の分岐部分４
２ａ、４２ｂにそれぞれ駆動電圧印加用の電極４３．４
４を装架して構成されている。４５は変調信号に応じて
電極４３゜４４に印加する電圧を変化させる駆動回路、
４６は電極４３゜４４の終端部に設けられた終端抵抗、
４７は入力側の光ファイバ、４８は出力側の光ファイバ
である。

この構成によれば、導波路の分岐部分４２ａ。

４２ｂの屈折率は印加電界の強さに応じて変化するから
、同位相で分岐された分岐光は異なる位相変化を受ける
ことになる。一方、導波路４２は、Ｙ分岐部を除いて、
基本モー・ド光のみを伝搬する単一モード光導波路とさ
れているから、分岐光の位相矛が０であるときは出力さ
れる干渉光の強度は最大になり、分岐光の位相差がπで
あるときは干渉光の強度は最小となる。また、位相差が
０とπとの間であるときは位相差に応じた干渉光強度と
なる。このように、導波路型光変調器は、変調信号に応
じ”！［極に印加する電圧を変化させることによって、
出力光強度に経時的な変化を与えるものである。

発明が解決しようとする課題 第６図は第５図に示した導波路型光変調器の動作原理を
説明するためのグラフであり、縦軸には出力光強度、横
軸には印加電圧が示されている。

図から明らかなように、印加電圧の変化に応じて出力光
強度が正弦波的に変化するものである。したがって、光
強度の最大値を与える印加電圧Ｖ。

と光強度の最小値を与える印加電圧Ｖ、との間で印加電
圧を変化させることにより、強度変調が可能になり、例
えば、デジタル変調を行う場合には「１」に対応するマ
ーク時に印加電圧をＶ、に設定し、「０」に対応するス
ペース時に印加電圧をＶ２　に設定すれば良い。しかし
ながら、温度変化により導波路基板に膨張・収縮が生じ
たり、或いは、経時変化により導波路界面の状態が変化
したりして、第６図中破線で示すように動作特性が変化
する場合がある。このような場合、最大光出力を与える
印加電圧はＶ、よりも例えば大きなり１にシフトし、最
小光出力を与える印加電圧はＶ２よりも例えば大きなＶ
、／　にシフトしているので、もとの動作条件（Ｖ＋　
、Ｖｚ　）で変調を行うと、最大及び最小光出力を得る
ことができず、消光比（マーク時とスペース時の出力光
強度比のデシベル換算値）が低下するという問題があっ
た。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、温
度変化、経時変化等による消光比の劣化く低下）を防止
することを目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図である。

本発明は、分岐された一定強度レベルの入力光１が導波
される先導波路２．３に電極４．５を装架し、電極４．
５間に印加する電圧を変化させて導波光に位相差を生じ
させ、該位相差が生じた光を合成して強度変調光６とし
て出力するようにした導波路型光度ｎ器に適用すること
ができる。

そして、その特徴とするところは、出力された強度変調
光６の一部を受光器７により受光して消光比を検出し、
該消光比が最大となるように電極４．５間に印加する電
圧を制御するようにしたことである。

なお、同図中８は電極４．５間に印加する電圧を制御す
る手段、９は出力された強度変調光６の一部を取り出す
ための手段である。

作　　　用 本発明によれば、受光器により検出された消光比が最大
となるように電極間に印加する電圧をフィードバック制
御するようにしているので、温度変化、経時変化等によ
りこの導波路型光変調器の動作特性が変化したとしても
、高い消光比を維持することができる。なお、受光器に
より受光するために、出力された強度変調光の一部を取
り出しているのは、全部を取り出すと信号伝送に必要な
光出力を得ることができなくなるからである。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例を示す導波路型光変調器及びそ
の動作安定化装置のブロック図である。

１１は例えばＬｉＮｂＯ５からなる導波路基板であり、
この導波路基板ｌｌ上には例えばＴｉを熱拡散させる等
によって、入力端先導波路１２、入力側先導波路１２か
ら分岐される分岐先導波路１３．１４、分岐光導波路１
３．１４が集合する出力側光導波路１５がこの順で長平
方向に形成されている。１６は出力光の一部を取り出す
ために出力側先導波路１５に並設して設けられた出刃先
取り出し用先導波路である。分岐光導波路１３．１４に
はそれぞれＡｕ等の金属からなる電極１７゜１８が装架
されており、これらの電極１７．１８に印加する電圧を
調整することによって、分岐光導波路１３．１４に導波
される光の位相を制御するようになっている。１９はそ
の一端が入力側先導波路１２に光学的に接続された光フ
ァイバであり、この光ファイバ１９の他端は一定光強度
で発光する図示しないＬＤ等の光源に接続されている。

２０はその一端が出力側光導波路１５に光学的に接続さ
れた光ファイバであり、その他端は直接あるいは光中継
器を介して光受信器に接続されている。

２１は出力光取り出し用先導波路１６に分岐された出力
光を受光するためにこの実施例では導波路基板１１に固
着されたホトダイオード等の受光器であり、その受光信
号は増幅器２２により増幅されてオシロスコープ等の波
形観察装置２３に入力される。２４は波形観察装置２３
において検出された出力光の消光比が最大となるように
駆動回路２５を制御する制御回路である。駆動回路２５
は、入力されたデジタル変調信号に応じて電極１７．１
８に印加する電圧を設定するとともに、制御回路２４か
らの制御信号に応じて動作特性曲線における動作点を調
整する。ここで、動作点を調整するというのは、例えば
第６図に示される動作特性曲線において、最大又は最小
出力光強度を与える電圧に基準電位を調整することであ
る。

第３図は波形観察装置２３により観察される信号波形を
示している。この実施例ではＮＲＺ信号に対応した波形
が示されているが、符号形式によらずマーク時の最大光
出力Ｐ３．Ｘとスペース時の最小光出力Ｐａ１ｈ、を検
出することができるので、Ｐｍａｗ／Ｐａｔｈから消光
比を求めて、上記フィードバック制御を行うものである
。

第４図は第２図に示される実施例の変形例を示す導波路
型光変調器の斜視図である。なお、第２図において図示
されたものと実質的に同一の部分には同一の符号を付す
とともにその説明を一部省略する。この実施例では、導
波路基板１１の入力側に段差部１１ａを形成し、この段
差部１１ａに直接ＬＤ３１を載置固定し、ＬＤ３１から
放射された光が入力側光導波路１２に直接結合されるよ
うにしている。そして、入力側光導波路１２に櫛型電極
３２．３３を装架することによってＴＥ−ＴＭコンバー
タを構成し、ＬＤ３１から放射されたＴＥモードの偏光
を７Ｍモードの偏光に変換するようにしている。このよ
うにモード変換を行っているのは、一般にｌ、１ＮｂＯ
ｓ光導波路においては、７Ｍモードの偏光に対する変調
に必要な電圧の方がＴＥモードの偏光に対する変調に必
要な電圧よりも小さく低消費電力化を図ることができる
からである。この実施例によれば、光源と外部変調器と
の間の光学的な接続に光ファイバを用いる必要がなく、
また、特に偏波面を一致させる目的で偏波面保存光ファ
イバを用いる必要がなくなるので、構成の簡略化及び装
置の小型化を図ることができる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、温度変化、経時変
化等による消光比の劣化を防止して、導波路型光変調器
の動作安定化を図ることが可能になるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例を示す導波路型光変調器及びそ
の動作安定化装置のブロック図、第３図は波形観察装置
における波形説明図、第４図は第２図に示される実施例
の変形例を示す導波路型光変調器の斜視図、 第５図は従来の導波路型光変調器の構成図、第６図は従
来技術の問題点を説明するためのグラフである。 １・・・入力光、　　　２゜３・・・光導波路、４．５
．１７．１８・・・電極、 ６・・・強度変調光、　７．２１・・・受光器、１１・
・・導波路基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 分岐された一定強度レベルの入力光（１）が導波される
   光導波路（２、３）に電極（４、５）を装架し、該電極
   （４、５）間に印加する電圧を変化させて導波光に位相
   差を生じさせ、該位相差が生じた光を合成して強度変調
   光（６）として出力するようにした導波路型光変調器に
   おいて、 出力された強度変調光（６）の一部を受光器（７）によ
   り受光して消光比を検出し、 該消光比が最大となるように上記電極（４、５）間に印
   加する電圧を制御（８）するようにしたことを特徴とす
   る導波路型光変調器の動作安定化方法。