JPH07120710A - 光変調器および光変調装置 - Google Patents
光変調器および光変調装置Info
- Publication number
- JPH07120710A JPH07120710A JP5270490A JP27049093A JPH07120710A JP H07120710 A JPH07120710 A JP H07120710A JP 5270490 A JP5270490 A JP 5270490A JP 27049093 A JP27049093 A JP 27049093A JP H07120710 A JPH07120710 A JP H07120710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical modulator
- voltage
- drift
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイアス電圧の制御を行なうことなく、ＤＣ
ドリフトに対処することができる光変調器を提供する。 【構成】 電気光学効果を用いた導波路型光変調器の一
方の光導波路２２1 上にその光導波路を加圧するための
圧電素子２６を設け、これにより、２本の光導波路を伝
搬する光に位相差を付与できる構成とする。圧電素子２
６による位相差付与は、電界印加による位相差付与と
は、全く独立に機能するため、この光変調器によれば、
ＤＣドリフトに対する補償を、バイアス電圧を制御する
ことなく行なうことができる。
ドリフトに対処することができる光変調器を提供する。 【構成】 電気光学効果を用いた導波路型光変調器の一
方の光導波路２２1 上にその光導波路を加圧するための
圧電素子２６を設け、これにより、２本の光導波路を伝
搬する光に位相差を付与できる構成とする。圧電素子２
６による位相差付与は、電界印加による位相差付与と
は、全く独立に機能するため、この光変調器によれば、
ＤＣドリフトに対する補償を、バイアス電圧を制御する
ことなく行なうことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光変調器および光変調
装置に係わり、特に、ＤＣドリフトに対処する機能を備
えた光変調器および光変調装置に関する。
装置に係わり、特に、ＤＣドリフトに対処する機能を備
えた光変調器および光変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大容量情報伝送の要求が高まり、
従来の光ファイバ通信システムを、さらに高速化するこ
とを目的として、半導体レーザーなどの光源からの光
を、外部で変調する光変調器の研究開発が盛んに進めら
れている。このような光変調器としては、電気光学効果
や、音響光学効果、磁気光学効果などのさまざまな物理
現象を利用したものが提案されている。このうち、電気
光学効果を利用した光変調器は、原理的に高速動作が可
能であるため、特に、その実用化のための研究が盛んに
なされている。
従来の光ファイバ通信システムを、さらに高速化するこ
とを目的として、半導体レーザーなどの光源からの光
を、外部で変調する光変調器の研究開発が盛んに進めら
れている。このような光変調器としては、電気光学効果
や、音響光学効果、磁気光学効果などのさまざまな物理
現象を利用したものが提案されている。このうち、電気
光学効果を利用した光変調器は、原理的に高速動作が可
能であるため、特に、その実用化のための研究が盛んに
なされている。
【０００３】図３に、電気光学効果を利用した光変調器
である導波路型光変調器の概要を示す。また、図４に
は、そのＡ−Ａ′断面を示してある。ここに示した導波
路型光変調器は、分岐干渉型光変調器やマッハツェンダ
型光変調器などと呼ばれるものであり、ニオブ酸リチウ
ム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶などの電気光学効果を有する基
板２１上に、図示したような形状に光導波路２２が形成
されたものである。光導波路２２上には、バッファ層２
３を介して、電極２４が設けられる。なお、光導波路２
１は、チタン（Ｔｉ）を熱拡散することにより形成さ
れ、バッファ層２３は、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などを用
いて作製される。
である導波路型光変調器の概要を示す。また、図４に
は、そのＡ−Ａ′断面を示してある。ここに示した導波
路型光変調器は、分岐干渉型光変調器やマッハツェンダ
型光変調器などと呼ばれるものであり、ニオブ酸リチウ
ム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶などの電気光学効果を有する基
板２１上に、図示したような形状に光導波路２２が形成
されたものである。光導波路２２上には、バッファ層２
３を介して、電極２４が設けられる。なお、光導波路２
１は、チタン（Ｔｉ）を熱拡散することにより形成さ
れ、バッファ層２３は、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などを用
いて作製される。
【０００４】この導波路型光変調器における光変調は、
以下に記すような原理で行われる。図示しない光源から
入射された入力光３１は、分岐部３２で分岐され、２本
の光導波路２２1 、２２2 を通過した後に、合流部３３
で合流後、出力光３４となる。このとき、電極２４1 、
２４2 を用いて、光導波路２２1 、２２2 に異なる電圧
を印加しておくと、２本の導波路の屈折率が異なるよう
になり、それらの導波路中を伝搬する光に位相差が生
じ、光の位相差に応じた干渉が合流部３３で発生するこ
とになる。たとえば、２本の光導波路２２1 、２２2 を
伝搬する光に、半波長の位相差が生ずるように電圧を印
加すれば、光は出力されず、位相差がゼロとなるように
電圧を印加すれば、最大強度の出力が得られることにな
る。このような屈折率の制御による導波路型光変調器で
は、２０ＧＨｚ以上の高速変調が可能であることが既に
確認されている。
以下に記すような原理で行われる。図示しない光源から
入射された入力光３１は、分岐部３２で分岐され、２本
の光導波路２２1 、２２2 を通過した後に、合流部３３
で合流後、出力光３４となる。このとき、電極２４1 、
２４2 を用いて、光導波路２２1 、２２2 に異なる電圧
を印加しておくと、２本の導波路の屈折率が異なるよう
になり、それらの導波路中を伝搬する光に位相差が生
じ、光の位相差に応じた干渉が合流部３３で発生するこ
とになる。たとえば、２本の光導波路２２1 、２２2 を
伝搬する光に、半波長の位相差が生ずるように電圧を印
加すれば、光は出力されず、位相差がゼロとなるように
電圧を印加すれば、最大強度の出力が得られることにな
る。このような屈折率の制御による導波路型光変調器で
は、２０ＧＨｚ以上の高速変調が可能であることが既に
確認されている。
【０００５】しかし、導波路型光変調器では、印加電圧
と光出力との関係（電圧・光出力特性）が、変調動作を
続けていると、ドリフトしてしまうという問題がある。
この現象はＤＣ（direct current）ドリフトと呼ばれ、
電極に印加される変調信号の直流成分により、電極付近
に存在する可動イオンが移動することにより生ずるもの
と考えられている。
と光出力との関係（電圧・光出力特性）が、変調動作を
続けていると、ドリフトしてしまうという問題がある。
この現象はＤＣ（direct current）ドリフトと呼ばれ、
電極に印加される変調信号の直流成分により、電極付近
に存在する可動イオンが移動することにより生ずるもの
と考えられている。
【０００６】図５を用いて、ＤＣドリフト、および、そ
れにより生ずる問題の説明を行う。通常、光導波路は図
３に示したように対称形状に作製されるため、電圧を印
加しない状態では、光の位相差はゼロになり、光出力は
最大となる。このため、作製直後には、Ｍ0 と符号を付
したような、印加電圧“Ｖ”がゼロであるときに最大出
力となる電圧・光出力特性を示す。この特性が、変調動
作を継続していると、Ｍ1 、Ｍ2 のように、経時的にド
リフトする現象がＤＣドリフトである。
れにより生ずる問題の説明を行う。通常、光導波路は図
３に示したように対称形状に作製されるため、電圧を印
加しない状態では、光の位相差はゼロになり、光出力は
最大となる。このため、作製直後には、Ｍ0 と符号を付
したような、印加電圧“Ｖ”がゼロであるときに最大出
力となる電圧・光出力特性を示す。この特性が、変調動
作を継続していると、Ｍ1 、Ｍ2 のように、経時的にド
リフトする現象がＤＣドリフトである。
【０００７】実際の光信号送信時には、電圧・光出力特
性Ｍ0 における最大光出力が得られる電圧と最小光出力
が得られる電圧との間で変化する変調信号Ｓが電極に印
加される。このとき、ＤＣドリフトにより、電圧・光出
力特性がＭ1 またはＭ2 のように変化していれば、その
結果として出力される光信号は、正常な出力プロファイ
ルであるＰ0 とは、異なるＰ1 、Ｐ2 のような歪んだも
のとなる。このように、ＤＣドリフトが発生すると、光
信号に歪が生じ、その光信号を受信する側で正確な情報
（変調信号）の復調ができなくなってしまう。このた
め、このＤＣドリフトに対処することが、導波路型光変
調器の実用化のための重要な課題となっている。
性Ｍ0 における最大光出力が得られる電圧と最小光出力
が得られる電圧との間で変化する変調信号Ｓが電極に印
加される。このとき、ＤＣドリフトにより、電圧・光出
力特性がＭ1 またはＭ2 のように変化していれば、その
結果として出力される光信号は、正常な出力プロファイ
ルであるＰ0 とは、異なるＰ1 、Ｐ2 のような歪んだも
のとなる。このように、ＤＣドリフトが発生すると、光
信号に歪が生じ、その光信号を受信する側で正確な情報
（変調信号）の復調ができなくなってしまう。このた
め、このＤＣドリフトに対処することが、導波路型光変
調器の実用化のための重要な課題となっている。
【０００８】ＤＣドリフトに対処する技術の一つに、電
圧・光出力特性のドリフト量に応じて電極に供給する変
調信号を変化（ドリフト）させることにより、ＤＣドリ
フトへ対処する技術がある。この技術では、たとえば、
光信号Ｍ0 ないしＭ2 の強度の時間平均が、ＤＣドリフ
ト量に応じて変化することを利用して、ＤＣドリフト量
を算出し、電圧・光出力特性がドリフトした分だけ、変
調信号に直流成分が加えられる。この制御は、以下のよ
うな制御回路により行われる。
圧・光出力特性のドリフト量に応じて電極に供給する変
調信号を変化（ドリフト）させることにより、ＤＣドリ
フトへ対処する技術がある。この技術では、たとえば、
光信号Ｍ0 ないしＭ2 の強度の時間平均が、ＤＣドリフ
ト量に応じて変化することを利用して、ＤＣドリフト量
を算出し、電圧・光出力特性がドリフトした分だけ、変
調信号に直流成分が加えられる。この制御は、以下のよ
うな制御回路により行われる。
【０００９】図６に、ＤＣドリフト量に応じて変調信号
の直流成分を制御する光変調装置の構成を示す。光変調
器４１は、図３および図４を用いて説明した導波路型光
変調器であり、その光出力の一部は、光分岐回路４２で
分岐され、受光素子４３に入力されている。受光素子４
３は、受光した光信号の強度に応じた電気信号を平均値
検出回路４４に出力し、平均値検出回路４４は、その電
気信号の平均値を算出し、算出した平均値を電圧比較回
路４５に出力する。
の直流成分を制御する光変調装置の構成を示す。光変調
器４１は、図３および図４を用いて説明した導波路型光
変調器であり、その光出力の一部は、光分岐回路４２で
分岐され、受光素子４３に入力されている。受光素子４
３は、受光した光信号の強度に応じた電気信号を平均値
検出回路４４に出力し、平均値検出回路４４は、その電
気信号の平均値を算出し、算出した平均値を電圧比較回
路４５に出力する。
【００１０】電圧比較回路４５には、変調信号と電圧・
光出力特性が最適な関係にあるときに平均値検出回路４
４が検出する値と一致する基準電圧“ＥREF ”が供給さ
れており、電圧比較回路４５は、その基準値“ＥREF ”
と平均値検出回路４４の出力する平均値（電圧）の差に
応じた値をバイアス電圧発生回路４６に出力する。バイ
アス電圧発生回路４６は、その入力値に応じた分だけ、
発生するバイアス電圧を変化させ、変化させたバイアス
電圧を加算回路４７に出力する。バイアス電圧は、加算
回路４７で、変調信号入力端４８から入力される変調信
号と加算され、光変調器４１の電極に供給される。
光出力特性が最適な関係にあるときに平均値検出回路４
４が検出する値と一致する基準電圧“ＥREF ”が供給さ
れており、電圧比較回路４５は、その基準値“ＥREF ”
と平均値検出回路４４の出力する平均値（電圧）の差に
応じた値をバイアス電圧発生回路４６に出力する。バイ
アス電圧発生回路４６は、その入力値に応じた分だけ、
発生するバイアス電圧を変化させ、変化させたバイアス
電圧を加算回路４７に出力する。バイアス電圧は、加算
回路４７で、変調信号入力端４８から入力される変調信
号と加算され、光変調器４１の電極に供給される。
【００１１】光変調器の制御回路側でＤＣドリフトに対
処するものとして現在までに報告されている装置は、Ｄ
Ｃドリフト量の検出方法やバイアス電圧（変調信号の直
流成分）の供給方法に若干の違いがあるものの、全て、
バイアス電圧を変化させることにより、ＤＣドリフトに
よる影響（光信号の歪み）が生じないようにするもので
ある。たとえば、特開昭５９−１７５２７号公報には、
変調入力信号のデューティ比の変化に対応させるため
に、変調入力信号と光変調信号のデューティ比を検出す
る手段を設けた装置が開示されているが、この装置で
も、ＤＣドリフトへの対処は、やはり、バイアス電圧の
制御により行なわれている。
処するものとして現在までに報告されている装置は、Ｄ
Ｃドリフト量の検出方法やバイアス電圧（変調信号の直
流成分）の供給方法に若干の違いがあるものの、全て、
バイアス電圧を変化させることにより、ＤＣドリフトに
よる影響（光信号の歪み）が生じないようにするもので
ある。たとえば、特開昭５９−１７５２７号公報には、
変調入力信号のデューティ比の変化に対応させるため
に、変調入力信号と光変調信号のデューティ比を検出す
る手段を設けた装置が開示されているが、この装置で
も、ＤＣドリフトへの対処は、やはり、バイアス電圧の
制御により行なわれている。
【００１２】また、移動イオンの供給源となる導波路間
のバッファ層の除去により、ＤＣドリフトの発生自体を
抑制することも試みられている。このような技術の一例
は、特開平４−２３５３２に開示されている。
のバッファ層の除去により、ＤＣドリフトの発生自体を
抑制することも試みられている。このような技術の一例
は、特開平４−２３５３２に開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したような、
バイアス電圧の制御によりＤＣドリフトに対処する光変
調装置では、ドリフトした電圧・光出力特性にバイアス
電圧を追従させることができる間は、光信号に歪みがな
い状態で変調が行える。しかし、ＤＣドリフトによって
生ずるドリフト量は、バイアス電圧（変調信号の直流成
分）に依存する値であり、たとえば、バイアス電圧を上
昇させると、ＤＣドリフトによるドリフト速度も上昇す
るといった現象が起こり得る。このため、このような制
御では、バイアス電圧を一定範囲内に収めるような制御
は行なえず、バイアス電圧の絶対値は常に大きくなる方
向に変化することになる。光変調器に印加できるバイア
ス電圧の最大値は、光変調器の絶縁耐圧から定まるた
め、従来の光変調装置では、バイアス電圧がその絶縁耐
圧を越えるまえに、一時変調動作を停止し、バイアス電
圧を再設定することが必要であった。このように従来の
光変調装置では、長期間、たとえば、光通信装置の動作
保証期間である１０年間、にわたって変調動作をつづけ
ることができないといった問題があった。
バイアス電圧の制御によりＤＣドリフトに対処する光変
調装置では、ドリフトした電圧・光出力特性にバイアス
電圧を追従させることができる間は、光信号に歪みがな
い状態で変調が行える。しかし、ＤＣドリフトによって
生ずるドリフト量は、バイアス電圧（変調信号の直流成
分）に依存する値であり、たとえば、バイアス電圧を上
昇させると、ＤＣドリフトによるドリフト速度も上昇す
るといった現象が起こり得る。このため、このような制
御では、バイアス電圧を一定範囲内に収めるような制御
は行なえず、バイアス電圧の絶対値は常に大きくなる方
向に変化することになる。光変調器に印加できるバイア
ス電圧の最大値は、光変調器の絶縁耐圧から定まるた
め、従来の光変調装置では、バイアス電圧がその絶縁耐
圧を越えるまえに、一時変調動作を停止し、バイアス電
圧を再設定することが必要であった。このように従来の
光変調装置では、長期間、たとえば、光通信装置の動作
保証期間である１０年間、にわたって変調動作をつづけ
ることができないといった問題があった。
【００１４】また、電圧・光出力特性が電圧に対して周
期性を有することを利用して、バイアス電圧が所定の電
圧値を越えるごとに、バイアス電圧をその周期分マイナ
ス方向に再設定する方法もあるが、この場合も、再設定
時に信号断が発生することになり、安定した情報伝送が
行えないという問題が生ずる。
期性を有することを利用して、バイアス電圧が所定の電
圧値を越えるごとに、バイアス電圧をその周期分マイナ
ス方向に再設定する方法もあるが、この場合も、再設定
時に信号断が発生することになり、安定した情報伝送が
行えないという問題が生ずる。
【００１５】ＤＣドリフトの発生自体を抑制することを
目的とした特開平４−２３５５３２号公報に記載の技術
では、ＤＣドリフトの変化速度を低下できるといった効
果はあるものの、完全にＤＣドリフトの発生を抑えるこ
とは困難である。このため、正確な情報伝送を長期間に
渡って行なうためには、やはり、制御回路側で、何らか
のＤＣドリフトに対する補償を行う必要がある。
目的とした特開平４−２３５５３２号公報に記載の技術
では、ＤＣドリフトの変化速度を低下できるといった効
果はあるものの、完全にＤＣドリフトの発生を抑えるこ
とは困難である。このため、正確な情報伝送を長期間に
渡って行なうためには、やはり、制御回路側で、何らか
のＤＣドリフトに対する補償を行う必要がある。
【００１６】そこで本発明の目的は、バイアス電圧の制
御を行なうことなく、ＤＣドリフトに対処することがで
きる光変調器を提供することにある。
御を行なうことなく、ＤＣドリフトに対処することがで
きる光変調器を提供することにある。
【００１７】本発明の他の目的は、その光変調器を用い
た、長期にわたって安定した光変調を行える光変調装置
を提供することにある。
た、長期にわたって安定した光変調を行える光変調装置
を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
入射された光を２つに分岐する分岐部と、分岐された光
をそれぞれ伝搬する２つの伝搬部と、それら伝搬部を伝
搬した光を合流させる合流部を有する光導波路と、光導
波路の２つの伝搬部にそれぞれ電圧を印加するための２
つの電極と、光導波路の少なくとも一方の伝搬部の一部
を加圧するための圧電素子とを具備する。
入射された光を２つに分岐する分岐部と、分岐された光
をそれぞれ伝搬する２つの伝搬部と、それら伝搬部を伝
搬した光を合流させる合流部を有する光導波路と、光導
波路の２つの伝搬部にそれぞれ電圧を印加するための２
つの電極と、光導波路の少なくとも一方の伝搬部の一部
を加圧するための圧電素子とを具備する。
【００１９】すなわち、請求項１記載の発明では、いわ
ゆる、マッハツェンダ型光変調器における、分岐後の２
本の光導波路の少なくとも一方に、その光導波路を加圧
するための圧電素子を設ける。圧電素子は、光弾性効果
を利用して、光に位相差を与える手段として機能する。
このように、電界による位相差の付与とは、独立に機能
する位相差付与手段が設けられているので、この光変調
器によれば、ＤＣドリフトを変調信号（バイアス電圧）
を調整することなく補償することができる。
ゆる、マッハツェンダ型光変調器における、分岐後の２
本の光導波路の少なくとも一方に、その光導波路を加圧
するための圧電素子を設ける。圧電素子は、光弾性効果
を利用して、光に位相差を与える手段として機能する。
このように、電界による位相差の付与とは、独立に機能
する位相差付与手段が設けられているので、この光変調
器によれば、ＤＣドリフトを変調信号（バイアス電圧）
を調整することなく補償することができる。
【００２０】請求項２記載の発明は、入射された光を２
つに分岐する分岐部と、分岐された光をそれぞれ伝搬す
る２つの伝搬部と、それら伝搬部を伝搬した光を合流さ
せる合流部を有する光導波路と、光導波路の２つの伝搬
部にそれぞれ電圧を印加するための２つの電極と、光導
波路の少なくとも一方の伝搬部の一部を加圧するための
圧電素子とを備えた光変調器と、光変調器の出力する光
信号を分岐する光分岐回路と、光分岐回路が分岐した光
信号に応じた電気信号を出力する受光素子と、受光素子
の出力する電気信号の平均値を検出する平均値検出回路
と、平均値検出回路の検出した平均値が所定の基準値と
一致するように光変調器の圧電素子を制御する制御回路
とを具備する。
つに分岐する分岐部と、分岐された光をそれぞれ伝搬す
る２つの伝搬部と、それら伝搬部を伝搬した光を合流さ
せる合流部を有する光導波路と、光導波路の２つの伝搬
部にそれぞれ電圧を印加するための２つの電極と、光導
波路の少なくとも一方の伝搬部の一部を加圧するための
圧電素子とを備えた光変調器と、光変調器の出力する光
信号を分岐する光分岐回路と、光分岐回路が分岐した光
信号に応じた電気信号を出力する受光素子と、受光素子
の出力する電気信号の平均値を検出する平均値検出回路
と、平均値検出回路の検出した平均値が所定の基準値と
一致するように光変調器の圧電素子を制御する制御回路
とを具備する。
【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明である光変調器に圧電素子制御回路を付加したもので
ある。この光変調装置では、光分岐回路と受光素子およ
び平均値検出回路により、光変調器の出力の平均値をモ
ニターし、制御回路は、その平均値が、ＤＣドリフトが
生じていないときの平均値である基準値と一致するよう
に圧電素子に供給する電圧を制御する。
明である光変調器に圧電素子制御回路を付加したもので
ある。この光変調装置では、光分岐回路と受光素子およ
び平均値検出回路により、光変調器の出力の平均値をモ
ニターし、制御回路は、その平均値が、ＤＣドリフトが
生じていないときの平均値である基準値と一致するよう
に圧電素子に供給する電圧を制御する。
【００２２】
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００２３】図１に、本発明の一実施例における光変調
器の構成を示す。この光変調器は、図３で説明した光変
調器の一方の光導波路２２1 上に、その光導波路に電気
信号に応じた圧力が加えられるように、圧電素子２５を
取り付けたものである。なお、この光変調器では、基板
２１は、Ｚカットのニオブ酸リチウム結晶を、圧電素子
２５としては、チタン酸ジルコン酸塩（ＰＺＴ）を用い
ている。
器の構成を示す。この光変調器は、図３で説明した光変
調器の一方の光導波路２２1 上に、その光導波路に電気
信号に応じた圧力が加えられるように、圧電素子２５を
取り付けたものである。なお、この光変調器では、基板
２１は、Ｚカットのニオブ酸リチウム結晶を、圧電素子
２５としては、チタン酸ジルコン酸塩（ＰＺＴ）を用い
ている。
【００２４】この光変調器の基本動作を説明するため
に、再度、ＤＣドリフトによって生ずる現象について記
述することにする。図５を用いて説明したように、ＤＣ
ドリフトは、光変調器の電圧・光出力特性がドリフトし
ていく現象である。ここで、光変調器内での光の位相差
に着目すれば、ＤＣドリフトは、ある電圧の印加時に２
本の光導波路を伝搬する光の位相差が、期待する位相差
と異なってしまう現象ととらえることもできる。すなわ
ち、この位相差のずれを補償してやれば、ＤＣドリフト
が発生しても、出力される光信号に歪が生じないように
することができる。実施例の光変調器は、この考えを基
に創作されたものであり、その動作は以下に示すような
ものである。
に、再度、ＤＣドリフトによって生ずる現象について記
述することにする。図５を用いて説明したように、ＤＣ
ドリフトは、光変調器の電圧・光出力特性がドリフトし
ていく現象である。ここで、光変調器内での光の位相差
に着目すれば、ＤＣドリフトは、ある電圧の印加時に２
本の光導波路を伝搬する光の位相差が、期待する位相差
と異なってしまう現象ととらえることもできる。すなわ
ち、この位相差のずれを補償してやれば、ＤＣドリフト
が発生しても、出力される光信号に歪が生じないように
することができる。実施例の光変調器は、この考えを基
に創作されたものであり、その動作は以下に示すような
ものである。
【００２５】実施例の光変調器における、２本の光導波
路２２1 、２２2 を伝搬中の光に、電極２４により位相
差が加えられるまでの動作は、図３を用いて説明した従
来の光変調器と同じである。従来の光変調器では、位相
差が与えられた２つの光は、そのまま合流され、外部に
対して出力される。しかし、実施例の光変調器では、一
方の光導波路２２1 上に圧電素子２５が設けられている
ため、光導波路２２1を伝搬する光は、加圧された部分
（光弾性効果により屈折率が変化した部分）を伝搬した
後に、光導波路２２2 を伝搬してきた光と合流される。
このため、実施例の光変調器から出力される光の強度
は、電極２４に印加された電圧と圧電素子２５により加
えられる圧力に応じて、変化することになる。
路２２1 、２２2 を伝搬中の光に、電極２４により位相
差が加えられるまでの動作は、図３を用いて説明した従
来の光変調器と同じである。従来の光変調器では、位相
差が与えられた２つの光は、そのまま合流され、外部に
対して出力される。しかし、実施例の光変調器では、一
方の光導波路２２1 上に圧電素子２５が設けられている
ため、光導波路２２1を伝搬する光は、加圧された部分
（光弾性効果により屈折率が変化した部分）を伝搬した
後に、光導波路２２2 を伝搬してきた光と合流される。
このため、実施例の光変調器から出力される光の強度
は、電極２４に印加された電圧と圧電素子２５により加
えられる圧力に応じて、変化することになる。
【００２６】このように、実施例の光変調器は、光に位
相差を与えるための２つの独立した手段を備えているた
め、電極２４に印加する変調信号を制御を行なうことな
く、圧電素子２５による光導波路の屈折率制御により、
ＤＣドリフトに対処できる。また、この光変調器では、
圧電素子を一方の光導波路上だけに設けたが、両方の導
波路上に設けて、それらを総合的に制御することによ
り、２本の光導波路を伝搬する光に位相差を与えられる
ように構成してもよい。
相差を与えるための２つの独立した手段を備えているた
め、電極２４に印加する変調信号を制御を行なうことな
く、圧電素子２５による光導波路の屈折率制御により、
ＤＣドリフトに対処できる。また、この光変調器では、
圧電素子を一方の光導波路上だけに設けたが、両方の導
波路上に設けて、それらを総合的に制御することによ
り、２本の光導波路を伝搬する光に位相差を与えられる
ように構成してもよい。
【００２７】この光変調器は、光変調装置内で以下に記
すような形態で使用される。
すような形態で使用される。
【００２８】実施例の光変調器の最も簡単な使用形態
は、光変調器の圧電素子に電圧可変電源を直結するもの
である。この場合、その電圧可変電源を用いて圧電素子
に、変調信号を供給していない状態で最大光出力の半分
の光出力が得られるような電圧を供給しておく。このよ
うな電圧を供給しておくと、バイアス電圧（変調信号の
直流成分）がゼロになる。既に説明したようにＤＣドリ
フトによるドリフト量は、変調信号の直流成分と相関す
るため、バイアス電圧がゼロであれば、ＤＣドリフトが
発生したとしても、そのドリフト量は小さなものとな
り、ドリフトの光信号に与える影響は僅かなものとな
る。このように、実施例の光変調器を用いれば、容易に
バイアス電圧をゼロに設定することができるので、電圧
可変電源を単に接続しただけも、長期間に渡って安定に
使用できる光変調装置を構成することができる。
は、光変調器の圧電素子に電圧可変電源を直結するもの
である。この場合、その電圧可変電源を用いて圧電素子
に、変調信号を供給していない状態で最大光出力の半分
の光出力が得られるような電圧を供給しておく。このよ
うな電圧を供給しておくと、バイアス電圧（変調信号の
直流成分）がゼロになる。既に説明したようにＤＣドリ
フトによるドリフト量は、変調信号の直流成分と相関す
るため、バイアス電圧がゼロであれば、ＤＣドリフトが
発生したとしても、そのドリフト量は小さなものとな
り、ドリフトの光信号に与える影響は僅かなものとな
る。このように、実施例の光変調器を用いれば、容易に
バイアス電圧をゼロに設定することができるので、電圧
可変電源を単に接続しただけも、長期間に渡って安定に
使用できる光変調装置を構成することができる。
【００２９】さらに、正確なＤＣドリフトに対する補償
動作を行なわせるためには、光変調器に以下の示すよう
な制御回路を付加して光変調装置を構成すればよい。
動作を行なわせるためには、光変調器に以下の示すよう
な制御回路を付加して光変調装置を構成すればよい。
【００３０】図２に、図１に示した光変調器を使用した
光変調装置の構成の一例を示す。光変調装置は、光変調
器１１と光分岐回路１２と受光素子１３と平均値検出回
路１４と電圧比較回路１５で構成される。光分岐回路１
２は、光変調器の出力する光信号の一部を受光素子１３
に分岐する光回路であり、受光素子１３は、受光した光
信号に応じた電気信号を平均値検出回路１４に出力す
る。平均値検出回路１４は、入力された電気信号の平均
を検出して電圧比較回路１５に出力する。電圧比較回路
１５には、ＤＣドリフトが発生していないときの、平均
値検出回路１４の出力と一致する基準電圧“ＥREF ”が
入力されており、電圧比較回路１５は、この基準電圧と
平均値検出回路１４の出力する平均値（電圧）との差に
応じた分、光変調器１１の圧電素子２６に供給している
電圧を変化させる。光変調のための変調信号３５は、こ
れらの制御系とは、全く独立に、光変調器の電極１４に
供給される。
光変調装置の構成の一例を示す。光変調装置は、光変調
器１１と光分岐回路１２と受光素子１３と平均値検出回
路１４と電圧比較回路１５で構成される。光分岐回路１
２は、光変調器の出力する光信号の一部を受光素子１３
に分岐する光回路であり、受光素子１３は、受光した光
信号に応じた電気信号を平均値検出回路１４に出力す
る。平均値検出回路１４は、入力された電気信号の平均
を検出して電圧比較回路１５に出力する。電圧比較回路
１５には、ＤＣドリフトが発生していないときの、平均
値検出回路１４の出力と一致する基準電圧“ＥREF ”が
入力されており、電圧比較回路１５は、この基準電圧と
平均値検出回路１４の出力する平均値（電圧）との差に
応じた分、光変調器１１の圧電素子２６に供給している
電圧を変化させる。光変調のための変調信号３５は、こ
れらの制御系とは、全く独立に、光変調器の電極１４に
供給される。
【００３１】この光変調装置におけるＤＣドリフト量
（位相差のずれ）の検出法は、従来例として図６を用い
て説明した制御回路のそれと同じであり、検出されたＤ
Ｃドリフト量に応じて、圧電素子に印加する電圧を制御
するよう、フィードバックループを構成しただけである
ので、その動作内容の説明は省略する。
（位相差のずれ）の検出法は、従来例として図６を用い
て説明した制御回路のそれと同じであり、検出されたＤ
Ｃドリフト量に応じて、圧電素子に印加する電圧を制御
するよう、フィードバックループを構成しただけである
ので、その動作内容の説明は省略する。
【００３２】なお、この光変調装置では、圧電素子を用
いたフィードバック制御時に、光導波路に加える圧力を
減少させることも必要となる。このため、圧電素子によ
る光導波路の加圧を、ある程度行った状態で、変調動作
を開始するようにしておくことが必要である。このと
き、変調開始時のバイアス電圧がゼロとなるようにして
おくことが望ましいが、バイアス電圧がゼロになるよう
に設定しなくとも、その動作に問題が生ずることはな
い。
いたフィードバック制御時に、光導波路に加える圧力を
減少させることも必要となる。このため、圧電素子によ
る光導波路の加圧を、ある程度行った状態で、変調動作
を開始するようにしておくことが必要である。このと
き、変調開始時のバイアス電圧がゼロとなるようにして
おくことが望ましいが、バイアス電圧がゼロになるよう
に設定しなくとも、その動作に問題が生ずることはな
い。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の光
変調器によれば、光導波路の屈折率を制御するための圧
電素子が設けられているため、バイアス電圧を制御する
ことなく、ＤＣドリフトにより生ずる光信号の歪を補正
することができる。
変調器によれば、光導波路の屈折率を制御するための圧
電素子が設けられているため、バイアス電圧を制御する
ことなく、ＤＣドリフトにより生ずる光信号の歪を補正
することができる。
【００３４】また、この光変調器を用いて請求項２記載
の光変調装置を構成すれば、自動的に、ＤＣドリフトに
より生ずる光信号の歪を補正することができ、長期間に
わたって中断なく、情報伝送を行うことができる。
の光変調装置を構成すれば、自動的に、ＤＣドリフトに
より生ずる光信号の歪を補正することができ、長期間に
わたって中断なく、情報伝送を行うことができる。
【図１】本発明の実施例による光変調器の構造を示す説
明図である。
明図である。
【図２】図１に示した光変調器を用いた光変調装置の回
路構成を示すブロック図である。
路構成を示すブロック図である。
【図３】従来例によるマッハツェンダ型光変調器の構造
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】図３のマッハツェンダ型光変調器のＡ−Ａ′断
面図である。
面図である。
【図５】電気光学効果を利用した光変調器の電圧・光出
力特性と光出力の関係を示す説明図である。
力特性と光出力の関係を示す説明図である。
【図６】従来例のバイアス電圧を制御してＤＣドリフト
に対処する光変調装置の回路構成を示すブロック図であ
る。
に対処する光変調装置の回路構成を示すブロック図であ
る。
１１、４１ 光変調器 １２、４２ 光分岐回路 １３、４３ 受光素子 １４、４４ 平均値検出回路 １５、４５ 電圧比較回路 ２１ 基板 ２２ 光導波路 ２３ バッファ層 ２４ 電極 ２５ 圧電素子 ３１ 入力光 ３２ 分岐部 ３３ 合流部 ３４ 出力光 ３５ 変調信号 ４６ バイアス電圧発生回路 ４７ 加算回路 ４８ 変調信号入力端
Claims (2)
- 【請求項１】 入射された光を２つに分岐する分岐部
と、分岐された光をそれぞれ伝搬する２つの伝搬部と、
それら伝搬部を伝搬した光を合流させる合流部とを有す
る光導波路と、 前記光導波路の２つの伝搬部にそれぞれ電圧を印加する
ための２つの電極と、 前記光導波路の少なくとも一方の伝搬部の一部を加圧す
るための圧電素子とを具備することを特徴とする光変調
器。 - 【請求項２】 入射された光を２つに分岐する分岐部
と、分岐された光をそれぞれ伝搬する２つの伝搬部と、
それら伝搬部を伝搬した光を合流させる合流部を有する
光導波路と、前記光導波路の２つの伝搬部にそれぞれ電
圧を印加するための２つの電極と、前記光導波路の少な
くとも一方の伝搬部の一部を加圧するための圧電素子と
を備えた光変調器と、 前記光変調器の出力する光信号を分岐する光分岐回路
と、 前記光分岐回路が分岐した光信号に応じた電気信号を出
力する受光素子と、 前記受光素子の出力する電気信号の平均値を検出する平
均値検出回路と、 前記平均値検出回路の検出した平均値が所定の値となる
ように前記光変調器の圧電素子を制御する制御回路とを
具備することを特徴とする光変調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5270490A JPH07120710A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 光変調器および光変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5270490A JPH07120710A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 光変調器および光変調装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120710A true JPH07120710A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17487014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5270490A Pending JPH07120710A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 光変調器および光変調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041568A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光素子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03189616A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-19 | Fujitsu Ltd | 導波路型光変調器の動作安定化方法 |
| JPH0434516A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-05 | Fujitsu Ltd | 光変調器 |
| JPH05232412A (ja) * | 1992-02-24 | 1993-09-10 | Nec Corp | ＬｉＮｂＯ３ マッハツェンダ干渉型変調器の制御装置 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP5270490A patent/JPH07120710A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03189616A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-19 | Fujitsu Ltd | 導波路型光変調器の動作安定化方法 |
| JPH0434516A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-05 | Fujitsu Ltd | 光変調器 |
| JPH05232412A (ja) * | 1992-02-24 | 1993-09-10 | Nec Corp | ＬｉＮｂＯ３ マッハツェンダ干渉型変調器の制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041568A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光素子 |
| JP2009086335A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光素子 |
| US8315496B2 (en) | 2007-09-28 | 2012-11-20 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0444688B1 (en) | Optical transmitter | |
| US6501867B2 (en) | Chirp compensated Mach-Zehnder electro-optic modulator | |
| US5208817A (en) | Modulator-based lightwave transmitter | |
| GB2316821A (en) | Optical modulator using time division multiplexing and chirping | |
| EP0725299A2 (en) | Optical transmitter having optical modulator | |
| EP0631169B1 (en) | Optical modulation apparatus | |
| US5995685A (en) | Optical modulator and an optical modulating method | |
| US5917642A (en) | Optical modulator | |
| JP4643220B2 (ja) | 光送信装置 | |
| JP2848942B2 (ja) | 光送信装置 | |
| WO2004053574A1 (ja) | 光変調器 | |
| JP2013113917A (ja) | 光変調装置及びその制御方法 | |
| JPH0961766A (ja) | 半導体光変調器 | |
| JP3167383B2 (ja) | 光送信機 | |
| JP3570735B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
| JPH04294318A (ja) | 光変調器バイアス自動制御回路 | |
| US20030030882A1 (en) | Optical pulse generation | |
| US6535316B1 (en) | Generation of high-speed digital optical signals | |
| JP2000187191A (ja) | 極めて高い消光比を有するマッハツェンダ―タイプの変調装置 | |
| EP1217425B1 (en) | Optical intensity modulation device and method | |
| JPH02291518A (ja) | 光変調器とその駆動方法および光変調器駆動装置 | |
| JPH07120710A (ja) | 光変調器および光変調装置 | |
| JPH0593891A (ja) | 導波型光変調器及びその駆動方法 | |
| US6947617B2 (en) | Polarized wave scrambler and optical signal transmission apparatus | |
| JP2664749B2 (ja) | 光変調装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080424 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090424 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100424 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |