JPH0373916A - 光変調器の駆動方式 - Google Patents
光変調器の駆動方式Info
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Classifications
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- 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
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- 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
- G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
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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】
概 要
光変調器の駆動方式に関し、
オフセット電圧が変動しにくい光変調器の駆動方式の提
供を目的とし、 一定レベルの光入力があるときに印加電圧の変化に対し
て光出力が周期性をもって変化するような光変調器と、
該光変調器への印加電圧の平均値を検出する平均値検出
部と、上記光変調器の最大光出力を与える印加電圧群及
び最小光出力を与える印加電圧群のうちのいずれかの印
加電圧を上記光変調器に印加して強度変調を行う多値駆
動部とを備え、印加電圧の平均値が零に近づくように上
記光変調器への印加電圧を制御するようにして構成する
。
供を目的とし、 一定レベルの光入力があるときに印加電圧の変化に対し
て光出力が周期性をもって変化するような光変調器と、
該光変調器への印加電圧の平均値を検出する平均値検出
部と、上記光変調器の最大光出力を与える印加電圧群及
び最小光出力を与える印加電圧群のうちのいずれかの印
加電圧を上記光変調器に印加して強度変調を行う多値駆
動部とを備え、印加電圧の平均値が零に近づくように上
記光変調器への印加電圧を制御するようにして構成する
。
産業上の利用分野
本発明は一定レベルの光入力があるときに印加電圧の変
化に対して光出力が周期性をもって変化するような光変
調器の駆動方式に関する。
化に対して光出力が周期性をもって変化するような光変
調器の駆動方式に関する。
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いる。送信側における強度変調
は、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源の発光強度を変調信
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）、直接変調であると特にＬＤについて発光
スペクトルの拡がりが生じることがあるので、光伝送路
として光源の波長に対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。このような制限を排除するためには、光変
調器を用いた外部変調方式が有効である。外部変調方式
は、一定強度で発光している光源からの光を、光源とは
別に備えられた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、光変調器の駆
動方式の最適化が模索されている。
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いる。送信側における強度変調
は、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源の発光強度を変調信
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）、直接変調であると特にＬＤについて発光
スペクトルの拡がりが生じることがあるので、光伝送路
として光源の波長に対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。このような制限を排除するためには、光変
調器を用いた外部変調方式が有効である。外部変調方式
は、一定強度で発光している光源からの光を、光源とは
別に備えられた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、光変調器の駆
動方式の最適化が模索されている。
従来の技術
第４図に光変調器の例としてマツハツエンダ型光変調器
の構成を示す。導波路基板３１にＹ分岐導波路を２つ組
み合わせた形状の光導波路３２を形威し、この光導波路
３２の分岐部分３２ａ、３２ｂにそれぞれ駆動電圧印加
用の電極３３．３４を装架して構成されている。３５は
変調信号に応じて電極３３．３４に印加する電圧を変化
させる駆動回路、３６は電極３３．３４の終端部に設け
られた終端抵抗、３７は入力端の光ファイバ、３８は出
力側の光ファイバである。
の構成を示す。導波路基板３１にＹ分岐導波路を２つ組
み合わせた形状の光導波路３２を形威し、この光導波路
３２の分岐部分３２ａ、３２ｂにそれぞれ駆動電圧印加
用の電極３３．３４を装架して構成されている。３５は
変調信号に応じて電極３３．３４に印加する電圧を変化
させる駆動回路、３６は電極３３．３４の終端部に設け
られた終端抵抗、３７は入力端の光ファイバ、３８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３２ａ。
３２ｂ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１．導波路３２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、分岐光の位相差が零であるときには出力さ
れる干渉光の強度は最大になり、分岐光の位相差がπで
あるときには干渉光の強度は最小となる。また、位相差
が零とπとの間であるときには位相差に応じた干渉光と
なる。このように、マツハツエンダ型光変調器は、変調
信号に応じて電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。
、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１．導波路３２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、分岐光の位相差が零であるときには出力さ
れる干渉光の強度は最大になり、分岐光の位相差がπで
あるときには干渉光の強度は最小となる。また、位相差
が零とπとの間であるときには位相差に応じた干渉光と
なる。このように、マツハツエンダ型光変調器は、変調
信号に応じて電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５図（ａ）は第４図に示したマツハツエンダ型光変調
器の動作原理を説明するためのグラフであり、縦軸には
光出力の強度、横軸には印加電圧が示されている。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。
器の動作原理を説明するためのグラフであり、縦軸には
光出力の強度、横軸には印加電圧が示されている。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。
従って、光出力の最小値を与える印加電圧Ｖｏ と最大
値を与える印加電圧Ｖ。
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って強度変調が
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Ｖｏに設定する
。この場合、マーク率が１／２であると仮定すると、光
変調器の駆動電極には（Ｖｏ ＋ｖ、 ） ／２の直流
電圧成分が加わることになる。駆動電極に直流電圧成分
が加わると、第５図（ａ）において破線で示すように、
オフセット電圧、即ち、最小光出力を与える印加電圧の
うち最も零ボルトに近いものくここではＶ。であるとす
る）がＶｏ に変化するとともに、最大光出力を与え
る印加電圧ＶｌがＶｌ’に変化し、元の動作条件（Ｖｏ
、 Ｖ＋ ）で変調を行うと、最大及び最小光出力を
得ることができなくなり、消光比が劣化する。
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Ｖｏに設定する
。この場合、マーク率が１／２であると仮定すると、光
変調器の駆動電極には（Ｖｏ ＋ｖ、 ） ／２の直流
電圧成分が加わることになる。駆動電極に直流電圧成分
が加わると、第５図（ａ）において破線で示すように、
オフセット電圧、即ち、最小光出力を与える印加電圧の
うち最も零ボルトに近いものくここではＶ。であるとす
る）がＶｏ に変化するとともに、最大光出力を与え
る印加電圧ＶｌがＶｌ’に変化し、元の動作条件（Ｖｏ
、 Ｖ＋ ）で変調を行うと、最大及び最小光出力を
得ることができなくなり、消光比が劣化する。
そこで、従来は、光導波路の分岐部分の光路差を光源か
らの光の波長の１７４に設定して、第５図に示すように
、Ｖｏ ＝ Ｖ＋ となるようにして、直流電圧成分
（Ｖｏ ＋ｖｌ ） ／２が零ボルトに近づくようにす
る方法が考えられていた。
らの光の波長の１７４に設定して、第５図に示すように
、Ｖｏ ＝ Ｖ＋ となるようにして、直流電圧成分
（Ｖｏ ＋ｖｌ ） ／２が零ボルトに近づくようにす
る方法が考えられていた。
しかし、上記従来方法であると、導波路に光の波長より
も短い長さで正確な光路差を設けるのが極めて困難であ
り、しかも、マーク率が１／２でない場合には光路差が
正確であったとしても直流電圧成分が生じることから、
十分にオフセット電圧の変動を防止することができなか
った。
も短い長さで正確な光路差を設けるのが極めて困難であ
り、しかも、マーク率が１／２でない場合には光路差が
正確であったとしても直流電圧成分が生じることから、
十分にオフセット電圧の変動を防止することができなか
った。
本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、オフセット電圧が変動しにくい光変調器の駆動方式
の提供を目的としている。
で、オフセット電圧が変動しにくい光変調器の駆動方式
の提供を目的としている。
課題を解決するための手段
第１図に本発明の原理ブロック図を示す。
３は光変調器であり、一定レベルの光入力１があるとき
に印加電圧の変化に対して光出力２が周期性をもって変
化する。
に印加電圧の変化に対して光出力２が周期性をもって変
化する。
４は平均値検出部であり、光変調器３への印加電圧の平
均値を検出する。
均値を検出する。
５は多値駆動部であり、光変調器３の最大光出力を与え
る印加電圧群及び最小光出力を与える印加電圧群のうち
のいずれかの印加電圧を光変調器３に印加して強度変調
を行う。
る印加電圧群及び最小光出力を与える印加電圧群のうち
のいずれかの印加電圧を光変調器３に印加して強度変調
を行う。
そして、印加電圧の平均値が零に近づくように光変調器
３への印加電圧を制御するようにしている。
３への印加電圧を制御するようにしている。
作 用
平均値検出部４により検出された印加電圧の平均値が零
に近づくように光変調器３への印加電圧を制御するには
、多値駆動部５により、パルスごとに或いは所定の期間
ごとに、光変調器３の最大光出力を与える印加電圧群及
び最小光出力を与える印加電圧群のうちから所要の印加
電圧を選択するようにすれば良い。こうすることによっ
て、光変調器の駆動電極に直流電圧成分が加えられるこ
とが防止され、オフセット電圧が変動しにくくなる。
に近づくように光変調器３への印加電圧を制御するには
、多値駆動部５により、パルスごとに或いは所定の期間
ごとに、光変調器３の最大光出力を与える印加電圧群及
び最小光出力を与える印加電圧群のうちから所要の印加
電圧を選択するようにすれば良い。こうすることによっ
て、光変調器の駆動電極に直流電圧成分が加えられるこ
とが防止され、オフセット電圧が変動しにくくなる。
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図はマツハツエンダ型光変調器を用いた実施例を示
す光送信機のブロック図である。マツハツエンダ型光変
調器１１においで、１２は例えばＬｉＮｂ○、 （ニオ
ブ酸リチウム）からなる導波路基板であり、この導波路
基板１２上には例えばＴｉ （チタン〉を熱拡散させ
る等によって、入力側先導波路１３、入力側光導波路１
３から分岐する分岐光導波路１４．１５、分岐光導波路
１４゜１５が合流する出力側先導波路１６がこの順で長
平方向に形成されている。分岐光導波路１４，１５には
それぞれＡｕ（金〉等の金属からなる電極１７．１８が
装架されており、これら電極１７゜１８の一方の端部は
終端抵抗１９によって終端処理されている。２０はその
一端が入力測光導波路１３に光学的及び機械的に接続さ
れた光ファイバであり、この光フアイバ２０の他端は一
定光強度で発光するＬＤ２１に接続されている。２２は
その一端が出力側光導波路１６に同じく接続された光フ
ァイバであり、その他端は直接或いは光中継器を介して
図示しない光受信機に接続されている。
す光送信機のブロック図である。マツハツエンダ型光変
調器１１においで、１２は例えばＬｉＮｂ○、 （ニオ
ブ酸リチウム）からなる導波路基板であり、この導波路
基板１２上には例えばＴｉ （チタン〉を熱拡散させ
る等によって、入力側先導波路１３、入力側光導波路１
３から分岐する分岐光導波路１４．１５、分岐光導波路
１４゜１５が合流する出力側先導波路１６がこの順で長
平方向に形成されている。分岐光導波路１４，１５には
それぞれＡｕ（金〉等の金属からなる電極１７．１８が
装架されており、これら電極１７゜１８の一方の端部は
終端抵抗１９によって終端処理されている。２０はその
一端が入力測光導波路１３に光学的及び機械的に接続さ
れた光ファイバであり、この光フアイバ２０の他端は一
定光強度で発光するＬＤ２１に接続されている。２２は
その一端が出力側光導波路１６に同じく接続された光フ
ァイバであり、その他端は直接或いは光中継器を介して
図示しない光受信機に接続されている。
２３は電極１７．１８に接続された多値駆動回路であり
、２４は多値駆動回路２３又は多値駆動回路２３及び電
極１７に接続された平均値検出回路である。
、２４は多値駆動回路２３又は多値駆動回路２３及び電
極１７に接続された平均値検出回路である。
第３図は多値駆動回路２３の動作を説明するために示し
た光変調器の特性グラフである。最大光出力を与える印
加電圧群はく・・・、 Ｖ−＋、 Ｖｌ、 Ｖ３゜・・
・〉、最小光出力を与える印加電圧群は（・・・＋ Ｖ
−２＋Ｖ、 、 Ｖ、 、・・・〉であり、これらの大
小関係は次の通りである。
た光変調器の特性グラフである。最大光出力を与える印
加電圧群はく・・・、 Ｖ−＋、 Ｖｌ、 Ｖ３゜・・
・〉、最小光出力を与える印加電圧群は（・・・＋ Ｖ
−２＋Ｖ、 、 Ｖ、 、・・・〉であり、これらの大
小関係は次の通りである。
Ｖ−ｔ＜ ｖ−１＜ Ｖｏ ＜ ＶＩ＜ Ｖｌ ＜ Ｖ
３多値駆動回路２３はこれらの印加電圧群のうちから任
意の電圧を出力することができるようになっており、例
えば、入力データが「０」のときには最小光出力を与え
る印加電圧群から、入力データが「１」のときには最大
光出力を与える印加電圧群から、印加電圧の平均値が零
ボルトに近づくように駆動電圧が選択される。駆動電圧
の選択の例を表に示す。
３多値駆動回路２３はこれらの印加電圧群のうちから任
意の電圧を出力することができるようになっており、例
えば、入力データが「０」のときには最小光出力を与え
る印加電圧群から、入力データが「１」のときには最大
光出力を与える印加電圧群から、印加電圧の平均値が零
ボルトに近づくように駆動電圧が選択される。駆動電圧
の選択の例を表に示す。
表
このように、本実施例によれば、入力データ信号と出力
光信号の関係を変えることなく、印加電圧の平均値を零
ボルトに近づけることができるので、オフセット電圧変
動等に起因する特性の劣化を小さく抑えることができる
。
光信号の関係を変えることなく、印加電圧の平均値を零
ボルトに近づけることができるので、オフセット電圧変
動等に起因する特性の劣化を小さく抑えることができる
。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、オフセット電圧が
変動しにくい光変調器の駆動方式の提供が可能になると
いう効果を奏する。
変動しにくい光変調器の駆動方式の提供が可能になると
いう効果を奏する。
第１図は本発明の原理ブロック図、
第２図は本発明の実施例を示す光送信機のブロック図、
第３図は本発明の実施例において使用する光変調器の特
性を示す図、 第４図は一般的な光変調器の例を示す図、第５図は第４
図に示した光変調器の動作原理の説明図である。 １・・・一定レベルの光入力、 ２・・・光出力、 ３・・・光変調器、 ４・・・平均値検出部、 ５・・・多値駆動部、 １・・・マツハツエンダ型光変調器、 １・・・ＬＤ（半導体レーザ〉、 ３・・・多値駆動回路、 ４・・・平均値検出回路。
性を示す図、 第４図は一般的な光変調器の例を示す図、第５図は第４
図に示した光変調器の動作原理の説明図である。 １・・・一定レベルの光入力、 ２・・・光出力、 ３・・・光変調器、 ４・・・平均値検出部、 ５・・・多値駆動部、 １・・・マツハツエンダ型光変調器、 １・・・ＬＤ（半導体レーザ〉、 ３・・・多値駆動回路、 ４・・・平均値検出回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一定レベルの光入力（１）があるときに印加電圧の変化
に対して光出力（２）が周期性をもって変化するような
光変調器（３）と、 該光変調器（３）への印加電圧の平均値を検出する平均
値検出部（４）と、 上記光変調器（３）の最大光出力を与える印加電圧群及
び最小光出力を与える印加電圧群のうちのいずれかの印
加電圧を上記光変調器（３）に印加して強度変調を行う
多値駆動部（５）とを備え、 印加電圧の平均値が零に近づくように上記光変調器（３
）への印加電圧を制御するようにしたことを特徴とする
光変調器の駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20956389A JPH0373916A (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 光変調器の駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20956389A JPH0373916A (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 光変調器の駆動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0373916A true JPH0373916A (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=16574902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20956389A Pending JPH0373916A (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 光変調器の駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0373916A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0844508A2 (en) * | 1996-11-26 | 1998-05-27 | NEC Corporation | Optical modulation apparatus and method |
| JP2006126796A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-05-18 | Aisin Seiki Co Ltd | マッハツェンダ型光変調器の駆動方法及び光変調装置 |
| EP1703314A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-20 | Northrop Grumman Corporation | Electro-optic switching apparatus not requiring DC bias |
-
1989
- 1989-08-15 JP JP20956389A patent/JPH0373916A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0844508A2 (en) * | 1996-11-26 | 1998-05-27 | NEC Corporation | Optical modulation apparatus and method |
| EP0844508A3 (en) * | 1996-11-26 | 1998-12-23 | NEC Corporation | Optical modulation apparatus and method |
| US6335991B1 (en) | 1996-11-26 | 2002-01-01 | Nec Corporation | Optical modulation apparatus and optical modulation method |
| JP2006126796A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-05-18 | Aisin Seiki Co Ltd | マッハツェンダ型光変調器の駆動方法及び光変調装置 |
| EP1703314A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-20 | Northrop Grumman Corporation | Electro-optic switching apparatus not requiring DC bias |
| US7245418B2 (en) | 2005-03-18 | 2007-07-17 | Northrop Grumman Corporation | Electro-optic switching apparatus not requiring DC bias |
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