JPH02291518A - 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 - Google Patents
光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/21—Devices 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 by interference
- G02F1/225—Devices 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 by interference in an optical waveguide structure
-
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- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/20—Intrinsic phase difference, i.e. optical bias, of an optical modulator; Methods for the pre-set thereof
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。
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、光通信システムに於ける光送信部での光変調
器の構造および、駆動方法に関するものである。
器の構造および、駆動方法に関するものである。
（従来の技術）
近年、大容量の情報を伝送するための光通信システムと
して、伝送速度がギガビットレンジの光通信装置が開発
されている。このような大容量の光通信システムに用い
る光通信部としては、変調時にも、スペクトル拡がりが
小さく、光ファイバの分散の影響を受けずに長距離伝送
が可能となる。リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）
を用いたマツハツエンダ型の光変調器が有望である。（
例えば、清野らによる“モード結合型Ｙ分岐を用いたＬ
ｉＮｂ０３強度変調器モジュール′”昭和６２年電子情
報通信学会半導体材料部門全国大会３６０） このような変調器では、帯域７ＧＨｚ、挿入損失１．９
ｄＢと良好な変調特性を実現し、実際に伝送速度４Ｇｂ
／ｓの高速変調を行い、１００ｋｍ以上の光ファイバ伝
送実験にも適用されている。
して、伝送速度がギガビットレンジの光通信装置が開発
されている。このような大容量の光通信システムに用い
る光通信部としては、変調時にも、スペクトル拡がりが
小さく、光ファイバの分散の影響を受けずに長距離伝送
が可能となる。リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）
を用いたマツハツエンダ型の光変調器が有望である。（
例えば、清野らによる“モード結合型Ｙ分岐を用いたＬ
ｉＮｂ０３強度変調器モジュール′”昭和６２年電子情
報通信学会半導体材料部門全国大会３６０） このような変調器では、帯域７ＧＨｚ、挿入損失１．９
ｄＢと良好な変調特性を実現し、実際に伝送速度４Ｇｂ
／ｓの高速変調を行い、１００ｋｍ以上の光ファイバ伝
送実験にも適用されている。
（発明が解決しようとする課題）
上述のようにＬｉＮｂＯ３を用いたマツハツエンダ形光
変調器は、高速動作、狭スペクトル特性、定損失等の利
点を有するが、実際のシステム適用に際しては、スイッ
チング電圧が高いと云う欠点がある。例えば、マツハツ
エンダ形変調器ではスイッチング電圧５．３ｖが必要と
なるが４Ｇｂ／ｓの伝送速度で５Ｖ以上の電圧振幅を得
る駆動回路を実現するのは困難である。
変調器は、高速動作、狭スペクトル特性、定損失等の利
点を有するが、実際のシステム適用に際しては、スイッ
チング電圧が高いと云う欠点がある。例えば、マツハツ
エンダ形変調器ではスイッチング電圧５．３ｖが必要と
なるが４Ｇｂ／ｓの伝送速度で５Ｖ以上の電圧振幅を得
る駆動回路を実現するのは困難である。
また、変調器で使用する消費パワーも大きくなり、光送
信部の温度上昇が生じる等の問題も生じる。
信部の温度上昇が生じる等の問題も生じる。
本発明の目的は、高速で動作し、しかもスイソチング電
圧の低い光変調器の駆動方法および駆動装置を提供する
ことにある。
圧の低い光変調器の駆動方法および駆動装置を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の光変調器は、光導波路伝搬光を２分岐し、得ら
れた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２
の電極に電圧を印加して、位相変調を施した後合波する
マツハツエンダ形光変調器において、該マツハツエンダ
形光変調器の、光合波部間に各分岐光間の光の位相差を
、Ｎｎ ＋ｍ／２（Ｎは正の整数）とする手段を設けた
ことを特徴とする。
れた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２
の電極に電圧を印加して、位相変調を施した後合波する
マツハツエンダ形光変調器において、該マツハツエンダ
形光変調器の、光合波部間に各分岐光間の光の位相差を
、Ｎｎ ＋ｍ／２（Ｎは正の整数）とする手段を設けた
ことを特徴とする。
ここで、Ｎｎ ＋ ｎ／２の位相差を設ける手段とじて
は、 （１）光合分波部間２本の光導波路の長さを変える または（２）光合分波部間２本の光導波路の一部の屈折
率を変化させるあるいは光導波路の回りのクラッド層の
一部の屈折率を変化させるまたは（３）光合分波部間２
本の光導波路の一部の幅もしくは深さを変える または（４）光合分波部間２本の光導波路の一部分に第
３の電極を設け、電圧を印加する 等の手段がある。
は、 （１）光合分波部間２本の光導波路の長さを変える または（２）光合分波部間２本の光導波路の一部の屈折
率を変化させるあるいは光導波路の回りのクラッド層の
一部の屈折率を変化させるまたは（３）光合分波部間２
本の光導波路の一部の幅もしくは深さを変える または（４）光合分波部間２本の光導波路の一部分に第
３の電極を設け、電圧を印加する 等の手段がある。
また本発明の光変調器の駆動方法は、前記光変調器の第
１の電極には信号光のマーク・スペースに対応した第１
のデータ電圧を、第２の電極には、前記データ電圧の否
定出力を印加することを特徴とする。
１の電極には信号光のマーク・スペースに対応した第１
のデータ電圧を、第２の電極には、前記データ電圧の否
定出力を印加することを特徴とする。
また、本発明の光変調器駆動装置は、光導波路伝搬光を
２分岐し、得られた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々設
けた第１、第２の電極に電圧を印加して、位相変調を施
した後合波するマツハツエンダ形変調器と、該マツハツ
エンダ形変調器の２つの電極に変調電圧を印加するため
の駆動回路とを含み、前記駆動回路は、エミッタを共通
端子とした２個のバイポーラトランジスタと、前記エミ
ッタに、接続したバイポーラトランジスタを用いた定電
流源とで構成される差動型電圧駆動回路もしくは、ソー
スを共通端子とした２個の電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）と前記ソースに接続したＦＥＴを用いた定電流源と
で構成される差動型電圧駆動回路であり、マツハツエン
ダ変調器の２つの電極に印加する電圧振幅値が等しく極
性の異なる変調電圧は、前記２個のバイポーラトランジ
スタのそれぞれのコレクタ、もしくは、前記２個のＦＥ
Ｔのそれぞれのドレインから取り出し、これらの変調電
圧の振幅値は前記バイポーラトランジスタを用いた定電
流源のべ−スもしくは、ＦＥＴを用いた定電流源のゲー
トの電圧を調整する事を特徴とする。
２分岐し、得られた各分岐光の伝搬導波路近傍に各々設
けた第１、第２の電極に電圧を印加して、位相変調を施
した後合波するマツハツエンダ形変調器と、該マツハツ
エンダ形変調器の２つの電極に変調電圧を印加するため
の駆動回路とを含み、前記駆動回路は、エミッタを共通
端子とした２個のバイポーラトランジスタと、前記エミ
ッタに、接続したバイポーラトランジスタを用いた定電
流源とで構成される差動型電圧駆動回路もしくは、ソー
スを共通端子とした２個の電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）と前記ソースに接続したＦＥＴを用いた定電流源と
で構成される差動型電圧駆動回路であり、マツハツエン
ダ変調器の２つの電極に印加する電圧振幅値が等しく極
性の異なる変調電圧は、前記２個のバイポーラトランジ
スタのそれぞれのコレクタ、もしくは、前記２個のＦＥ
Ｔのそれぞれのドレインから取り出し、これらの変調電
圧の振幅値は前記バイポーラトランジスタを用いた定電
流源のべ−スもしくは、ＦＥＴを用いた定電流源のゲー
トの電圧を調整する事を特徴とする。
（作用）
以下に第６図と第７図を用いて、本発明の作用を説明す
る。第６図は、マツハツエンダ形光変調器の構造図、第
７図は変調器に印加する電圧および光の位相の関係を示
す図である。
る。第６図は、マツハツエンダ形光変調器の構造図、第
７図は変調器に印加する電圧および光の位相の関係を示
す図である。
第６図の変調器は第１、第２の光導波路１、２及び第１
、第２の光合分岐部１１、１２、及び第１、第２の電極
３、４で構成されている。一般にこのようなマツハツエ
ンダ形光変調器では２本の光導波路１、２を伝播する光
の位相差を０および■として、光の位相のたし合わせ、
及び打ち消し合いを行い光のＯＮ， ＯＦＦの変調を行
なっている。この動作を実現するには、例えば、第２の
電極４を接地させて第１の電極３に光の位相がＯから■
まで変化するための電圧Ｖｎを印加すればよい。この場
合、第１の電極３に印加する信号波形を第７図（ａ）に
、第１の光導波路の第１の出射部５と、第２の光導波路
の第２の出射部６の光の位相の様子を第７図（ｂ）、（
Ｃ）に示す。ここで電圧を印加しない場合の光の位相状
態は点線で示してある出射端１０からの光の出力がＯＦ
Ｆとなる場合には、第７図（ｂ）と（ｅ）の光の位相は
逆相となり、出射端１０からの光の出力がＯＮとなる場
合には第７図（ｂ）と（Ｃ）の光の位相は同相となって
いる。
、第２の光合分岐部１１、１２、及び第１、第２の電極
３、４で構成されている。一般にこのようなマツハツエ
ンダ形光変調器では２本の光導波路１、２を伝播する光
の位相差を０および■として、光の位相のたし合わせ、
及び打ち消し合いを行い光のＯＮ， ＯＦＦの変調を行
なっている。この動作を実現するには、例えば、第２の
電極４を接地させて第１の電極３に光の位相がＯから■
まで変化するための電圧Ｖｎを印加すればよい。この場
合、第１の電極３に印加する信号波形を第７図（ａ）に
、第１の光導波路の第１の出射部５と、第２の光導波路
の第２の出射部６の光の位相の様子を第７図（ｂ）、（
Ｃ）に示す。ここで電圧を印加しない場合の光の位相状
態は点線で示してある出射端１０からの光の出力がＯＦ
Ｆとなる場合には、第７図（ｂ）と（ｅ）の光の位相は
逆相となり、出射端１０からの光の出力がＯＮとなる場
合には第７図（ｂ）と（Ｃ）の光の位相は同相となって
いる。
一方、電圧の印加の方法としては、上述の方法以外のも
のも考えられる。例えば、電極７、８を接地電極として
、第１の電極３と電極７の間に、光の位相がＯからｎ／
２まで変化する電圧Ｖｎ／２を加え（第７図（ｄ））、
第２の電極４と電極８との間に光の位相が０がらーｎ／
２まで変化する電圧一Ｖｎ／２（第７図（ｅ））を加え
る方法も考えられる。この時の光の位相変化を第７図（
Ｄ、（ｇ）に示す。この場合には、第１、第２の電極３
、４に加える電圧の振幅値は、第７図（ａ）に比べ半分
となる。
のも考えられる。例えば、電極７、８を接地電極として
、第１の電極３と電極７の間に、光の位相がＯからｎ／
２まで変化する電圧Ｖｎ／２を加え（第７図（ｄ））、
第２の電極４と電極８との間に光の位相が０がらーｎ／
２まで変化する電圧一Ｖｎ／２（第７図（ｅ））を加え
る方法も考えられる。この時の光の位相変化を第７図（
Ｄ、（ｇ）に示す。この場合には、第１、第２の電極３
、４に加える電圧の振幅値は、第７図（ａ）に比べ半分
となる。
しかし、第７図（ｄ）、（ｅ）は電圧が＋、一の正負の
値を取るため、駆動回路に、特殊な回路と＋、一の両電
源系を用いなければならないと云う問題が生じる。本発
明はこのような問題を解決するために、例えば、第２の
光導波路２の光の位相をあらかじめ、ｎ／２ずらしてや
るものである。第７図（ｊＸｋ）に光導波路の出射部５
、６の光の位相の様子を示す。ここでは光導波路の出射
部６の光の位相をｎ／２遅らせている。
値を取るため、駆動回路に、特殊な回路と＋、一の両電
源系を用いなければならないと云う問題が生じる。本発
明はこのような問題を解決するために、例えば、第２の
光導波路２の光の位相をあらかじめ、ｎ／２ずらしてや
るものである。第７図（ｊＸｋ）に光導波路の出射部５
、６の光の位相の様子を示す。ここでは光導波路の出射
部６の光の位相をｎ／２遅らせている。
この場合、出射端１０からの光の出力がＯＮ， ＯＦＦ
するためには、電極３と電極間に加える第１の電圧（第
７図（ｈ））と電極４と電極８間に加える第２の電圧（
第７図（ｉ））は、電圧振幅値が０からＶｎ／２ととも
に等しく第２の電圧は第１の電圧（ＤＡＴＡ）の否定信
号であるＤＡＴＡとなる変調電圧を加えればよいことと
なる。
するためには、電極３と電極間に加える第１の電圧（第
７図（ｈ））と電極４と電極８間に加える第２の電圧（
第７図（ｉ））は、電圧振幅値が０からＶｎ／２ととも
に等しく第２の電圧は第１の電圧（ＤＡＴＡ）の否定信
号であるＤＡＴＡとなる変調電圧を加えればよいことと
なる。
尚、このような電圧波形を出力する駆動回路は単一電源
系で構成することができる。
系で構成することができる。
（実施例）
以下、実施例を示して本発明を詳しく説明する。第１図
に本発明の実施例である光変調器の構成図を示す。
に本発明の実施例である光変調器の構成図を示す。
本実施例では２本の光導波路間にｎ／２の光の位相差を
持たせるために、光合分岐部２４、２５間の光導波路１
、２の長さを幾何学的に変えて、光合分岐部２５の位置
で光の位相がｎ／２異なる様にしてある（第１図（ａ）
）。
持たせるために、光合分岐部２４、２５間の光導波路１
、２の長さを幾何学的に変えて、光合分岐部２５の位置
で光の位相がｎ／２異なる様にしてある（第１図（ａ）
）。
また、第１図（ｂ）には本変調器の断面図を示すが、本
実施例では基板１３にリチウムナイトベート（ＬＩＮｂ
Ｏ３）の基板を用い、光導波路１、２はチタン（Ｔｉ）
拡散により形成した。また電極３、４、７、８と基板１
３の間にはバッファ層として、ＳＬＯ２膜１５を用いた
。
実施例では基板１３にリチウムナイトベート（ＬＩＮｂ
Ｏ３）の基板を用い、光導波路１、２はチタン（Ｔｉ）
拡散により形成した。また電極３、４、７、８と基板１
３の間にはバッファ層として、ＳＬＯ２膜１５を用いた
。
以上の構成のマッハツェンダ形光変調器では、変調器の
第２の光合分岐部２５での光の位相状態は、第７図り）
、（ｋ）に示すようになるため、電極３、４に第７図（
ｈ）、（ｉ）で示すような振幅か０からＶｎ／２の電圧
を加えれば、光の強度変調が実現できる。
第２の光合分岐部２５での光の位相状態は、第７図り）
、（ｋ）に示すようになるため、電極３、４に第７図（
ｈ）、（ｉ）で示すような振幅か０からＶｎ／２の電圧
を加えれば、光の強度変調が実現できる。
実際にこの光変調器を動作させ、スイッチング特性を測
定した。まず、スイッチング電圧の低減の効果を確認す
るため、電極３，７間のみに変調電圧を加える単相駆動
でスイッチング電圧を測定した。その結果、ＯＮ，ＯＦ
Ｆのスイッチングを行う電圧値は５．５ｖであった。一
方電極３，７間に第１の電圧（ＤＡＴＡ）、電極４，８
間に第２の電圧（ＤＡＴＡ）を加えた両相駆動時には、
スイッチングに必要な電圧はＯＶから２．３ｖと単相駆
動時の約ｌ２と小さくできた。
定した。まず、スイッチング電圧の低減の効果を確認す
るため、電極３，７間のみに変調電圧を加える単相駆動
でスイッチング電圧を測定した。その結果、ＯＮ，ＯＦ
Ｆのスイッチングを行う電圧値は５．５ｖであった。一
方電極３，７間に第１の電圧（ＤＡＴＡ）、電極４，８
間に第２の電圧（ＤＡＴＡ）を加えた両相駆動時には、
スイッチングに必要な電圧はＯＶから２．３ｖと単相駆
動時の約ｌ２と小さくできた。
またこの変調器を進行波形動作させ、小信号周波数特性
を測定したところ、３ｄＢ ｄｏｗｎのカットオフ周波
数は１１ＧＨｚと広帯域であり、伝送速度９’．６Ｇｂ
／ｓの光変調に際しても、駆動電圧は０■〜２．３■の
両相駆動方式で、消光比１５ｄＢ以下、パルス立ち上り
、１０ｐｓの良好な光変調波形を得ることができた。
を測定したところ、３ｄＢ ｄｏｗｎのカットオフ周波
数は１１ＧＨｚと広帯域であり、伝送速度９’．６Ｇｂ
／ｓの光変調に際しても、駆動電圧は０■〜２．３■の
両相駆動方式で、消光比１５ｄＢ以下、パルス立ち上り
、１０ｐｓの良好な光変調波形を得ることができた。
以上の実施例では、光の位相差がｎ／２となる様に光導
波路１、２の長さを決定したが、光導波路１、２の長さ
はこの例に限らず、光の位相差が３ｎ／２、５ｎ／２、
・・・となる様に光導波路１、２の長さを調整してもよ
い。
波路１、２の長さを決定したが、光導波路１、２の長さ
はこの例に限らず、光の位相差が３ｎ／２、５ｎ／２、
・・・となる様に光導波路１、２の長さを調整してもよ
い。
本発明の他の実施例である光変調器の構成を第２図に示
す。
す。
本実施例では２本の光導波路間にｎ／２の光の位相差を
もたせるために、光導波路１、２のバッファ層１４の屈
折率を一部分変化させる構成をとっている。
もたせるために、光導波路１、２のバッファ層１４の屈
折率を一部分変化させる構成をとっている。
第２図では、光の位相調整のために、光導波路１、２の
一部に、バッファ層の比誘電率がＳｉｏ２膜と異なる位
相シフト領域１４を設け、それぞれの位相シフト領域１
４の長さを調整してｎ／２の光の位相差を実現している
。ここでは、位相シフト領域１４のバッファ層には比誘
電率がＳｉＯ２のｅｒ＝１．４７よりも大きなεｒ＝２
．００酸化二オブの膜を用い、光の位相をシフトさせて
、２本光導波路間にｎ／２の位相差をつけた。
一部に、バッファ層の比誘電率がＳｉｏ２膜と異なる位
相シフト領域１４を設け、それぞれの位相シフト領域１
４の長さを調整してｎ／２の光の位相差を実現している
。ここでは、位相シフト領域１４のバッファ層には比誘
電率がＳｉＯ２のｅｒ＝１．４７よりも大きなεｒ＝２
．００酸化二オブの膜を用い、光の位相をシフトさせて
、２本光導波路間にｎ／２の位相差をつけた。
本変調器のスイッチング特性の測定を行なった結果、単
相駆動の場合のスイッチング電圧は、６ｖ、一方、両相
駆動の場合スイッチング電圧は３．１■であり、スイッ
チング電圧を約半分にできた。
相駆動の場合のスイッチング電圧は、６ｖ、一方、両相
駆動の場合スイッチング電圧は３．１■であり、スイッ
チング電圧を約半分にできた。
また、本変調器に加える電圧を０から３．２ｖの差動で
の両相駆動方式として、伝送速度９．６Ｇｂ／ｓの変調
を行なった場合、消光比、１２ｄＢで、良好な応答速度
の光変調波形を得ることができた。
の両相駆動方式として、伝送速度９．６Ｇｂ／ｓの変調
を行なった場合、消光比、１２ｄＢで、良好な応答速度
の光変調波形を得ることができた。
さらに、本発明に於ける位相シフト領域１４の構成は、
上述の方法に限らずバッファ層に、比誘電率ｅｒ＝２．
０の酸化アエン膜を用いる方法や、光導波路部分のチタ
ン（Ｔｉ）の拡散濃度を一部変化させて、光導波路１、
２の屈折率を変える事により、位相シフト領域を構成す
る方法を用いてもよい。
上述の方法に限らずバッファ層に、比誘電率ｅｒ＝２．
０の酸化アエン膜を用いる方法や、光導波路部分のチタ
ン（Ｔｉ）の拡散濃度を一部変化させて、光導波路１、
２の屈折率を変える事により、位相シフト領域を構成す
る方法を用いてもよい。
本発明の他の実施例である光変調器の構成を第３図に示
す。
す。
本実施例では、２本の光導波路間にｎ／２の光の位相差
をもたせるために、第１と第２の光導波路１、２の断面
形状を変化させている。
をもたせるために、第１と第２の光導波路１、２の断面
形状を変化させている。
この場合には、断面形状が異なるので、ひかり導波路１
、２の光の位相定数が変化する。ここでは、第２の光導
波路２のチタン拡散の幅を広くし、第２の光導波路２の
位相定数を大きくして、ｎ／２の光の位相差を実現して
いる。
、２の光の位相定数が変化する。ここでは、第２の光導
波路２のチタン拡散の幅を広くし、第２の光導波路２の
位相定数を大きくして、ｎ／２の光の位相差を実現して
いる。
本変調器に於いても、両相駆動を行うことによりスイッ
チング電圧は単相駆動の場合の約１／２に低減できた。
チング電圧は単相駆動の場合の約１／２に低減できた。
本発明の他の実施例である光変調器の構成を第４図に示
す。
す。
本実施例では、２本の光導波路間にｎ／２の光の位相差
をもたせるために、外部からの電圧の印加により、位相
の調整が可能な、位相シフト領域１４を用いている。第
４図の位相シフト領域１４は、光導波路１、２上に電極
１６、１７が形成された構成であり、ＤＣ電圧の印加に
より動作させる。
をもたせるために、外部からの電圧の印加により、位相
の調整が可能な、位相シフト領域１４を用いている。第
４図の位相シフト領域１４は、光導波路１、２上に電極
１６、１７が形成された構成であり、ＤＣ電圧の印加に
より動作させる。
本変調器の動作を行なうには、例えば電極１６に一ｎ／
４の光の位相変化を与えるーＶｎ／４を、電極１７には
十ｎ／４の光の位相変化を与える＋Ｖｎ／４を印加して
２つの光導波路間の光の位相差をｎ／２とすれば良い。
４の光の位相変化を与えるーＶｎ／４を、電極１７には
十ｎ／４の光の位相変化を与える＋Ｖｎ／４を印加して
２つの光導波路間の光の位相差をｎ／２とすれば良い。
この変調器の■の位相変化を与えるＶｎは３．６ｖであ
ったため、電極１６には−０．９ｖ、電極１７には＋〇
．９ｖ、電極３、及び電極４にはＶｎ／２の電圧振幅の
Ｏｖ〜１．８Ｖの逆相の電圧を両相駆動で入力する事に
より、消光比２０ｄＢの良好な特性が定電圧駆動で実現
できた。
ったため、電極１６には−０．９ｖ、電極１７には＋〇
．９ｖ、電極３、及び電極４にはＶｎ／２の電圧振幅の
Ｏｖ〜１．８Ｖの逆相の電圧を両相駆動で入力する事に
より、消光比２０ｄＢの良好な特性が定電圧駆動で実現
できた。
尚、本発明では、光変調器の位相シフト領域１４の電極
１６、１７には任意の電圧が印加できるため、位相の微
妙な調整が可能となり、殆んど消光比劣化の無い光変調
を行うことができた。
１６、１７には任意の電圧が印加できるため、位相の微
妙な調整が可能となり、殆んど消光比劣化の無い光変調
を行うことができた。
また、本実施例に於いては、位相シフト領域１４を２個
設けたが、位相シフト領域１４は１個。もしくは２個以
上設けても良い。
設けたが、位相シフト領域１４は１個。もしくは２個以
上設けても良い。
また、以上の光変調器の実施例では、リチウムナイオベ
ート基板を用いたマツハツエンダ形変調器を示したが、
用いる材料はリチウムナイオベートに限らず、半導体材
料を用いてマツハツエンダ形変調器を構成してもよい。
ート基板を用いたマツハツエンダ形変調器を示したが、
用いる材料はリチウムナイオベートに限らず、半導体材
料を用いてマツハツエンダ形変調器を構成してもよい。
本発明の光変調器駆動装置の実施例である駆動回路の構
成を第５図に示す。
成を第５図に示す。
本駆動回路は、バイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２のエ
ミノタを共通端子とし、Ｑ１、Ｑ２のエミッタには、バ
イポーラトランジスタＱ３を用いた定電流源を接続した
差動型電圧駆動回路である。
ミノタを共通端子とし、Ｑ１、Ｑ２のエミッタには、バ
イポーラトランジスタＱ３を用いた定電流源を接続した
差動型電圧駆動回路である。
バイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタは、伝送
線路２２、２３を介して、マツハツエンダ形変調器の電
極３、４の一端に接続され、電極３、４の他端には、終
端抵抗ＺＬを接続して光変調器を進行波形動作させてい
る。また本変調器の出力は本変調器の出力は分岐比１０
：１の方向性結合器１８によりモニタでき、そのモニタ
出力は光検出器１９で観測される。
線路２２、２３を介して、マツハツエンダ形変調器の電
極３、４の一端に接続され、電極３、４の他端には、終
端抵抗ＺＬを接続して光変調器を進行波形動作させてい
る。また本変調器の出力は本変調器の出力は分岐比１０
：１の方向性結合器１８によりモニタでき、そのモニタ
出力は光検出器１９で観測される。
この光検出器１９の出力はアンプ２０、及び比較回路２
１を回路２１を介して、駆動回路のバイポーラトランジ
スタＱ３のベースに入力される。このループの回路によ
り、光変調器に入力される。電圧振幅値が調整され、光
変調器からの光出力パワーを一定に制御することができ
る。
１を回路２１を介して、駆動回路のバイポーラトランジ
スタＱ３のベースに入力される。このループの回路によ
り、光変調器に入力される。電圧振幅値が調整され、光
変調器からの光出力パワーを一定に制御することができ
る。
実際に光変調機器には、光導波路１、２の長さを調整し
て、光の位相差をｎ／２としたマッハツェンダ変調器を
用い、さらに本実施例の駆動回路を用いて、伝送速度よ
る９．６Ｇｂ／ｓでの光変調を行なった。
て、光の位相差をｎ／２としたマッハツェンダ変調器を
用い、さらに本実施例の駆動回路を用いて、伝送速度よ
る９．６Ｇｂ／ｓでの光変調を行なった。
本駆動回路からは振幅がＯ■〜２．３ｖの両相出力が安
定に供給され、光変調器の出力は良好な消光比でパルス
立ち上りＬｏｐｓの高速な光変調波形となった。
定に供給され、光変調器の出力は良好な消光比でパルス
立ち上りＬｏｐｓの高速な光変調波形となった。
また、本駆動回路は、光出力を安定するためのバイポー
ラトランジスタＱ３を用いた定電流源を供えているため
、温度変動等の外乱に対しても安定な光出力を得ること
ができた。
ラトランジスタＱ３を用いた定電流源を供えているため
、温度変動等の外乱に対しても安定な光出力を得ること
ができた。
以上の実施例は、バイポーラトランジスタを用いたので
あるが、トランジスタの種類はこれに限らず、電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）等を用いてもよい。
あるが、トランジスタの種類はこれに限らず、電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）等を用いてもよい。
（発明の効果）
以上、説明した様に、本発明によれば、マツハツエンダ
形光変調器の駆動電圧を半分に低減できる。
形光変調器の駆動電圧を半分に低減できる。
また、マツハツエンダ形光変調器に入力する変調電圧は
振幅値が等しく、極性が逆の変調電圧となるため、簡単
な構成の駆動回路を用いることができる。
振幅値が等しく、極性が逆の変調電圧となるため、簡単
な構成の駆動回路を用いることができる。
第１図は本発明の実施例である光変調器の構成図、第２
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第３
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第４
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第５
図は本発明の他の実施例である光変調器の駆動回路の構
成図、第６図は本発明を説明するためのマツハツエンダ
形光変調器の構造図、第７図は本発明の作用を説明する
ための図である。 ？５・・・ＳｉＯ■膜、１８・・・方向性結合器、１９
・・・光検出器、２０・・・アンプ、２１・・・比較回
路、２２． ２３・・・伝送線路、２４，２５・・・光
合分岐部である。
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第３
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第４
図は本発明の他の実施例である光変調器の構成図、第５
図は本発明の他の実施例である光変調器の駆動回路の構
成図、第６図は本発明を説明するためのマツハツエンダ
形光変調器の構造図、第７図は本発明の作用を説明する
ための図である。 ？５・・・ＳｉＯ■膜、１８・・・方向性結合器、１９
・・・光検出器、２０・・・アンプ、２１・・・比較回
路、２２． ２３・・・伝送線路、２４，２５・・・光
合分岐部である。
Claims (7)
- （１）光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分岐光の
伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に電圧を
印加して、位相変調を施した後号合波するマッハツェン
ダ形光変調器において、該マッハツェンダ形光変調器の
、光合分波部間に各分岐光間の光の位相差をＮΠ＋Π／
２（Ｎは０または正の整数）とする手段を設けたことを
特徴とする光変調器。 - （２）光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分岐光の
伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に電圧を
印加して、位相変調を施した後合波するマッハツェンダ
形光変調器において、前記分岐部と前記合波部の間の２
本の光導波路の長さを、各々の伝搬光の位相差がＮΠ＋
Π／２（Ｎは０または正の整数）となるように設定した
ことを特徴とする光変調器。 - （３）光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分岐光の
伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に電圧を
印加して、位相変調を施した後合波するマッハツェンダ
形光変調器において、前記分岐部と前記合波部の間の２
本の光導波路の一部に屈折率を変化させた領域を、ある
いは前記光導波路の回りのクラッド層の一部の屈折率を
変化させた領域を形成して、この光導波路の伝搬光の光
の位相差をＮΠ＋Π／２（Ｎは０または正の整数）とし
たことを特徴とする光変調器。 - （４）光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分岐光の
伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に電圧を
印加して、位相変調を施した後合波するマッハツェンダ
形光変調器において、前記光分岐部と前記光合波部の間
の２本の光導波路の一部の幅もしくは深さを変えて、こ
の光導波路の伝搬光の光の位相差をＮΠ＋Π／２（Ｎは
０または正の整数）としたことを特徴とする光変調器。 - （５）光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分岐光の
伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に電圧を
印加して、位相変調を施した後合波するマッハツェンダ
形光変調器において、前記光分岐部と前記光合波部の間
の２本の光導波路の少なくとも一部分に第３の電極を設
け、この第３の電極に電圧を印加して、光導波路の伝搬
光の光の位相差をＮΠ＋Π／２（Ｎは０または正の整数
）としたことを特徴とする光変調器。 - （６）請求項１、２、３、４、または５記載の光変調器
の駆動方法において、前記第１の電極には信号光のマー
ク・スペースに対応した第１のデータ電圧を、第２の電
極には、前記データ電圧の否定出力を印加することを特
徴とする光変調器の駆動方法。 - （７）光導波路伝搬光を２分岐し、得られた各分岐光の
伝搬導波路近傍に各々設けた第１、第２の電極に電圧を
印加して、位相変調を施した後合波するマッハツェンダ
形光変調器と、該マッハツェンダ形光変調器の２つの電
極に変調電圧を印加するための駆動回路とを含み、前記
駆動回路は、エミッタを共通端子とした２個のバイポー
ラトランジスタと、前記エミッタに、接続したバイポー
ラトランジスタを用いた定電流源とで構成される差動型
電圧駆動回路もしくは、ソースを共通端子とした２個の
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と前記ソースに接続し
たＦＥＴを用いた定電流源とで構成される差動型電圧駆
動回路であり、マッハツェンダ形光変調器の第１、第２
の電極に印加する変調電圧は、前記２個のバイポーラト
ランジスタのそれぞれのコレクタ、もしくは、前記２個
のＦＥＴのそれぞれのドレインから取り出し、これらの
変調電圧の振幅値は前記バイポーラトランジスタを用い
た定電流源のベースもしくは、ＦＥＴを用いた定電流源
のゲートの電圧を調整する事を特徴とする光変調器駆動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11150189A JP2658387B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11150189A JP2658387B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291518A true JPH02291518A (ja) | 1990-12-03 |
| JP2658387B2 JP2658387B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14562899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11150189A Expired - Lifetime JP2658387B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658387B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05241116A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-09-21 | Koninkl Ptt Nederland Nv | 集積光学コンポーネント |
| JPH05302976A (ja) * | 1992-04-24 | 1993-11-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 距離測定装置 |
| US5359449A (en) * | 1991-11-19 | 1994-10-25 | Fujitsu Limited | Optical modulator for an optical transmitter |
| WO1995002205A1 (fr) * | 1993-07-07 | 1995-01-19 | Tokin Corporation | Modulateur optique |
| US5515196A (en) * | 1992-04-07 | 1996-05-07 | Hitachi, Ltd. | Optical intensity and phase modulators in an optical transmitter apparatus |
| JPH0990301A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-04 | Nec Corp | マッハツェンダ変調器およびその駆動方法 |
| US5995685A (en) * | 1997-09-26 | 1999-11-30 | Fujitsu Limited | Optical modulator and an optical modulating method |
| JP2005077987A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| US7200289B2 (en) | 2000-03-15 | 2007-04-03 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide modulator with output light monitor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104122680A (zh) * | 2013-04-29 | 2014-10-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电光调制器 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP11150189A patent/JP2658387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05241116A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-09-21 | Koninkl Ptt Nederland Nv | 集積光学コンポーネント |
| US5359449A (en) * | 1991-11-19 | 1994-10-25 | Fujitsu Limited | Optical modulator for an optical transmitter |
| US5515196A (en) * | 1992-04-07 | 1996-05-07 | Hitachi, Ltd. | Optical intensity and phase modulators in an optical transmitter apparatus |
| JPH05302976A (ja) * | 1992-04-24 | 1993-11-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 距離測定装置 |
| US5638468A (en) * | 1993-07-07 | 1997-06-10 | Tokin Corporation | Optical modulation system |
| WO1995002205A1 (fr) * | 1993-07-07 | 1995-01-19 | Tokin Corporation | Modulateur optique |
| US5815610A (en) * | 1993-07-07 | 1998-09-29 | Tokin Corporation | Optical modulation system |
| CN1042368C (zh) * | 1993-07-07 | 1999-03-03 | 株式会社东金 | 光调制装置 |
| JPH0990301A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-04 | Nec Corp | マッハツェンダ変調器およびその駆動方法 |
| US5995685A (en) * | 1997-09-26 | 1999-11-30 | Fujitsu Limited | Optical modulator and an optical modulating method |
| US7200289B2 (en) | 2000-03-15 | 2007-04-03 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide modulator with output light monitor |
| US7359581B2 (en) | 2000-03-15 | 2008-04-15 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide modulator with output light monitor |
| US7532778B2 (en) | 2000-03-15 | 2009-05-12 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide modulator equipped with an output light monitor |
| JP2005077987A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2658387B2 (ja) | 1997-09-30 |
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