JPH08248366A

JPH08248366A - 光送信器

Info

Publication number: JPH08248366A
Application number: JP5571195A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nishizawa; 義徳西澤; Hiroshi Nakamoto; 洋中元; Hiroshi Nishimoto; 央西本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】マッハツェンダ型光変調器等を備えた外部変調
方式の光送信器に関し、駆動電圧信号側の動作点を電圧
−光動作特性曲線に対して任意の位置にシフトし安定さ
せることで、光通信システムの種々の適用形態に容易に
応じられるようにする。【構成】入力信号に応じて駆動回路２により発生された
駆動電圧に応じて、光源１からの光を光変調器３が変調
して光信号を出力する。光変調器３の電圧−光動作特性
曲線が経年変化や温度変化等によりドリフトを起こす
と、そのドリフト量を動作点安定化回路４が検出してド
リフト補償を行う。この動作点安定化回路４は、動作点
シフト回路５からの制御を受けて駆動電圧信号側の動作
点を電圧−光動作特性曲線の任意の位置にシフトする。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は光送信器に関し、特に入
力信号に応じて発生させた駆動電圧信号により、光源か
らの光を変調して光信号を出力するマッハツェンダ型光
変調器などの外部光変調器を有する光送信器に関するも
のである。

【０００１】

【従来の技術】従来の光通信システムに使用される光送
信器は、光源を構成するレーザーダイオードに流れる電
流を入力信号（データ信号）により変調することで、出
力される光信号を変調する直接変調方式が採用されてい
た。しかし、直接変調方式では、光信号の光ファイバー
内における波長分散により、伝送速度が高くなるのに従
って光信号の動的波長変動（チャーピング）の影響が大
きくなるので、光信号の長距離伝送が困難となってき
た。

【０００２】そこで、原理的にチャーピングが生じにく
いマッハツェンダ型光変調器等の外部光変調器を備えた
外部変調方式の光送信器が提案されている。この外部変
調方式の光送信器の一従来例を図１１乃至図１６におい
て説明する。

【０００３】図１１の平面図に示すマッハツェンダ型光
変調器は、光源からの光が入力ポート４に入力され、分
岐導波路６，８で２つに分岐し、その後に合流して出力
ポート１０から出力される。一方の分岐導波路６には信
号電極１２が設けられ、他方の分岐導波路８にはバイア
ス電極１６が設けられている。

【０００４】また信号電極１２の近傍には接地電極１４
が設けられ、バイアス電極１６の近傍には接地電極１８
が設けられている。

【０００５】駆動電圧信号は信号電極１２と接地電極１
４との間に印加され、バイアス電圧はバイアス電極１６
と接地電極１８との間に印加される。

【０００６】信号電極１２は、駆動電圧信号による電界
が分岐導波路６の伝搬光の伝搬方向と同一方向に伝搬す
るように進行波型に構成されている。信号電極１２への
駆動電圧信号は、信号電極１２の上記伝搬方向上流側の
端部１２Ａから入力される。また、信号電極１２の上記
伝搬方向の下流側の端部１２Ｂには終端抵抗器（図示せ
ず）が接続されている。

【０００７】このようなマッハツェンダ型光変調器が駆
動電圧信号により光を変調する動作を表す電圧−光動作
特性曲線を図１２に示す。もっとも、この図は原理的な
電圧−光動作特性曲線を示すものであり、信号電極１２
とバイアス電極１６が別個に設けられていない場合（即
ち、図１１においてバイアス電極１６および接地電極１
８がない場合）の動作特性を説明する。尚、同図（ａ）
は電圧−光動作特性曲線を示し、同図（ｂ）は出力光信
号を示し、同図（ｃ）は入力信号に応じた駆動電圧信号
を示している。また、横軸は駆動電圧信号の電圧を示
し、縦軸は光信号の出力光電力を示す。

【０００８】この電圧−光動作特性曲線に示すように、
駆動電圧信号に対し出力される光信号は周期性を有す
る。そして、光信号の出力光電力の極小値および極大値
が得られるような駆動電圧Ｖ０およびＶ１を用いること
で、効率的な２値変調を行うことができる。

【０００９】しかしながら、このようなマッハツェンダ
型また光変調器等のような外部光変調器においては、経
時変化や温度変化に伴い、電圧−光動作特性曲線に対し
て駆動電圧信号側の動作点がずれてしまうドリフト現象
が生じる問題がある。即ち、同図（ａ）で示すように電
圧−光動作特性曲線は駆動電圧信号に対して正常なも
のであるが、特性曲線は正常状態からずれてしまうと
いう問題がある。

【００１０】このようなドリフトが生じると、光信号
（同図（ｂ））はからのように変化し、波形歪みお
よび消光比劣化を生じる。

【００１１】そこで駆動電圧信号を電圧方向に移動させ
て前記ドリフトを補償して、再び駆動電圧Ｖ０およびＶ
１をそれぞれ出力光電力の極小値および極大値に一致さ
せるようにすること、即ち駆動電圧信号側の動作点を電
圧−光動作特性曲線に対して所定の位置になるように制
御しドリフトを補償することが必要である。

【００１２】この補償を行うための従来の光送信器のブ
ロック図を図１３に示す。光源２４からの光がマッハツ
ェンダ型光変調器２６に入力され、変調され光信号とし
て出力された後に光分岐回路２８で分岐される。分岐さ
れた光信号は光−電気変換器３０より電気信号に変換さ
れる。

【００１３】一方、駆動回路３２は入力信号に対応して
駆動電圧信号を出力し、この駆動電圧信号に対し低周波
重畳回路３６において、発振器３４からの低周波信号が
重畳される。重畳が行われた駆動電圧信号は、コンデン
サ３８を介してマッハツェンダ型光変調器２６の信号電
極１２の入力端子に与えられる。信号電極１２の出力端
子は、コンデンサ４０を介して終端抵抗器４２に接続さ
れている。

【００１４】光−電気変換器３０からの電気信号が位相
検出回路４４に入力され、低周波成分の位相を発振器３
４からの低周波信号の位相と比較し、前記ドリフトの方
向に応じた極性で、かつドリフト量に応じたレベルのＤ
Ｃ信号を出力する。

【００１５】ＤＣ信号が入力されたバイアス制御回路４
６は、このＤＣ信号が０になるように、信号電極１２に
与えるバイアス電圧信号をフィードバック制御する。こ
のバイアス電圧は前記駆動電圧信号と同様に光信号を出
力させ、この光信号は前記駆動電圧信号による光信号と
合流して光信号として出力される。

【００１６】このときドリフトが生じていなければ、駆
動電圧信号、電圧−光動作特性曲線、および出力される
光信号の関係は図１４のようになるが、ドリフトが生じ
ると図１５または図１６のようになる。

【００１７】図１５または図１６の光信号が有する低周
波成分の位相は、駆動電圧信号に重畳された低周波の位
相、即ち発振器３４が出力する低周波の位相とずれるこ
とになる。そして、光信号の低周波成分の位相と発振器
３４の低周波信号の位相との位相差に応じたＤＣ信号が
出力され、これによりドリフト補償が行われる。なお、
図中、ｆ₀は駆動電圧信号の低周波成分の周波数であ
る。

【００１８】図１７に他の従来例に係る光送信器のブロ
ック図を示す。前記従来例（図１３）においては、駆動
電圧信号はコンデンサ３８を介して直流成分が除かれる
ことで時間軸に対して対称の形の駆動電圧信号になった
後に信号電極１２に印加されて対称変調が行われていた
が、この従来例ではそのようなコンデンサを用いず、代
わりにバイアス電極１６を設け、このバイアス電極１６
に与えるバイアス電圧に低周波数信号を重畳することで
時間軸に対し対称な駆動電圧信号を与えたのと同じ対称
変調を可能にしている。

【００１９】動作において、光源としてのＤＦＢレーザ
ー５０からの光は、光アイソレータ５２を介してマッハ
ツェンダ型光変調器４８に入力される。このマッハツェ
ンダ型光変調器４８から出力された光は、光分岐回路２
８で分岐され、分岐された光の一部は、光−電気変換器
３０により電気信号に変換され、さらに増幅器６４で増
幅されて位相検出器４４に検出される。

【００２０】一方、入力信号は駆動回路５４により所定
の振幅の駆動電圧信号とされ、低周波重畳回路５６にお
いて、発振器３４からの低周波信号が可変抵抗器５８を
介して重畳される。

【００２１】位相検出器４４は、同期検波回路６０と低
域通過フィルタ６２から成り、増幅器６４からの電気信
号に含まれる低周波成分の位相を、発振器３４からの低
周波信号の位相と比較して、その位相差に応じたレベル
のＤＣ信号を出力する。このＤＣ信号はバイアス制御回
路６６に入力され、このバイアス制御回路６６はこのＤ
Ｃ信号が０となるようにマッハツェンダ型光変調器４８
のバイアス電極１６にバイアス電圧を与える。

【００２２】図１７の光送信器の各部における信号の波
型を図１８に示す。即ち、信号電極１２には同図（ａ）
に示す駆動電圧信号が与えられ、同図（ｃ）に示す位相
変化（φ２）を有する光信号を分岐導波路６に出力す
る。バイアス電極１６には同図（ｂ）に示すバイアス電
圧信号が与えられ、同図（ｄ）に示す位相変化（φ２）
を有する光信号を分岐導波路８に発生する。２つの分岐
導波路６、８の光信号は合流され、同図（ｅ）に示す位
相差（φ１−φ２）を有する光信号を出力することにな
る。出力される光信号は同図（ｅ）に示すように時間軸
に対し対称な形の波型となり、この波型の低周波成分を
用いてドリフト補償を行うフィードバック制御が可能と
なる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】このように、以上の２
つの従来例は共に、駆動電圧側の動作点を電圧−光動作
特性曲線に対して所定の１つの位置になるように制御す
るものであった。即ち、出力される光信号の出力光電力
の曲線（電圧−光動作特性曲線）が有する極小値および
極大値が得られるような駆動電圧Ｖ０およびＶ１を、駆
動電圧信号として用いることにより、効率的な２値変調
を行うとするものであった。

【００２４】しかしながら、光通信システムの発達に伴
いマッハツェンダ型光変調器などの外部光変調器におい
ては、現在および将来において種々の適用形態が考えら
れており、一定の駆動電圧信号に対し異なった光信号を
安定して出力できることが望まれている。例えば、入力
された駆動電圧信号の高周波成分よりも高い高周波成分
を有する光信号を出力できること、あるいは入力された
駆動電圧信号のパルス列よりも狭いデューティ比を有す
るパルス列の光信号を出力すること等、種々の適用形態
に応じた動作が行われることが望まれている。

【００２５】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたもので、電圧側の動作点を電圧−光動作特性曲
線に対して任意の位置にシフトし安定させることで、光
通信システムの種々の適用形態に容易に応じられる光送
信器を提供する事を目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、図１に示す構成となってい
る。すなわち、光源（１）と、入力信号に応じた駆動電
圧信号を発生する駆動回路（２）と、駆動電圧信号に応
じて光源（１）からの光を変調することで前記入力信号
を光信号に変換する光変調器（３）と、光変調器が動作
する電圧−光動作特性曲線のドリフト量を検出して、駆
動電圧信号側の動作点が電圧−光動作特性曲線（図１
２、または図１４乃至図１６参照）に対して一定の位置
になるように制御する動作点安定化回路（４）と、上記
動作点を上記電圧−光動作特性曲線の任意の位置にシフ
トする動作点シフト回路（５）と、を備えたことを特徴
とする光送信器である。

【００２７】請求項２の発明は、さらに、上記光変調器
（３）が、マッハツェンダ型光変調器であることを特徴
とする光送信器である。

【００２８】請求項３の発明は、図２に示す構成となっ
ている。すなわち、さらに、上記動作点安定化回路
（４）は、所定の低周波信号を出力する低周波発振回路
（６）と、この低周波信号により高周波の上記駆動電圧
信号に振幅変調をかける低周波重畳回路（７）と、上記
マッハツェンダ型光変調器（３）から出力される光信号
を分岐する分岐回路（８）と、分岐された光信号を電気
信号に変換する光−電気変換回路（９）と、変換された
電気信号に含まれる低周波信号の周波数成分を検出し、
この周波数成分の位相を上記低周波信号の位相と比較し
て、得られた位相差に応じた極性と大きさを有するＤＣ
信号を出力する位相検出回路（１０）と、このＤＣ信号
と動作点シフト回路（５）の出力信号とを用いて上記マ
ッハツェンダー型光変調器（３）のバイアス電圧をフィ
ードバック制御するバイアス制御回路（１１）と、を含
んで構成されることを特徴とする光送信器である。

【００２９】請求項４の発明は、さらに、上記動作点シ
フト回路（５）は、上記位相検出回路（１０）から出力
されるＤＣ信号に対し、任意のＤＣ信号を出力して加算
するオフセット回路（図４参照）であることを特徴とす
る光送信器である。

【００３０】請求項５の発明は、さらに、上記動作点シ
フト回路（５）は、上記光−電気変換回路（９）からの
電気信号に対し、任意の振幅を有する低周波を出力して
加算するシフト回路（図５参照）であることを特徴とす
る光送信器である。

【００３１】請求項６の発明は、さらに、低周波重畳回
路（７）は、低周波信号により振幅変調を受けた高周波
の駆動電圧信号の包絡線が、時間軸に対し対称で、逆位
相となるように（図７参照）、低周波信号の重畳を行う
ことを特徴とする光送信器である。

【００３２】請求項７の発明は、さらに、低周波重畳回
路（７）は、低周波信号により振幅変調を受けた高周波
の駆動電圧信号の包絡線が、電圧軸に対し対称で、同位
相となるように（図８参照）、低周波信号の重畳を行う
ことを特徴とする光送信器である。

【００３３】請求項８の発明は、さらに、低周波重畳回
路（７）は、低周波信号により振幅変調を受けた高周波
の駆動電圧信号の包絡線が、時間軸に対し非対称で、一
方の包絡線が直線となるように（図１０参照）、低周波
信号の重畳を行うことを特徴とする光送信器である。

【００３４】

【作用】請求項１または２の発明では、図１に示すよう
に、入力信号に応じて駆動回路（２）により発生された
駆動電圧信号に応じて、光源（１）からの光を光変調器
（３）が変調して光信号を出力する。

【００３５】このとき、光変調器（３）が動作する電圧
−光動作特性曲線が温度変化などによるドリフトを起こ
すと、そのドリフト量を動作点安定化回路（４）が検出
して、電圧側の動作点が電圧−光動作特性曲線に対して
一定の位置になるように制御し、ドリフト補償をおこな
う。

【００３６】この動作点安定化回路（４）に対しては、
動作点シフト回路（５）が上記動作点を上記電圧−光動
作特性曲線の任意の位置にシフト制御している。

【００３７】請求項３の発明では、図２に示すように、
さらに、上記動作点安定化回路（４）による制御は、低
周波発振回路（６）が出力した所定の低周波信号によ
り、高周波の上記駆動電圧信号に低周波重畳回路（７）
が振幅変調をかける。一方、上記マッハツェンダ型光変
調器（３）から出力される光信号は分岐回路（８）によ
り分岐し、分岐された光信号は光−電気変換回路（９）
により電気信号に変換され、位相検出回路（１０）は変
換された電気信号に含まれる低周波信号の周波数成分を
検出し、この周波数成分の位相を上記低周波信号の位相
と比較して、得られた位相差に応じた極性と大きさを有
するＤＣ信号を出力する。このＤＣ信号と動作点シフト
回路（５）の出力信号とを用いて、上記マッハツェンダ
型光変調器（３）のバイアス電圧をバイアス制御回路
（１１）がフィードバック制御する事で行われる。

【００３８】請求項４の発明では、さらに、上記動作点
シフト回路（５）であるオフセット回路（図４参照）
は、上記位相検出回路（１０）からのＤＣ信号に対し、
任意のＤＣ信号を出力して加算する。この任意のＤＣ信
号の大きさを調節する事で、上記動作点を上記電圧−光
動作特性曲線の任意の位置にシフトできる。

【００３９】請求項５の発明では、さらに、上記動作点
シフト回路（５）であるシフト回路（図５参照）は、上
記光−電気変換回路（９）からの電気信号に対し、任意
の振幅を有する低周波を出力して加算する。この任意の
振幅の大きさを調節する事で、上記動作点を上記電圧−
光動作特性曲線の任意の位置にシフトできる。

【００４０】請求項６の発明では、さらに、低周波重畳
回路（７）は、低周波信号により振幅変調を受けた高周
波の駆動電圧信号の包絡線が、時間軸に対し対称で、逆
位相となるように、低周波信号の重畳を行う。このよう
な重畳された駆動電圧信号を用いる事で、この駆動電圧
信号が有する高周波成分の２倍の周波数の高周波成分を
有し、駆動電圧信号が有する低周波成分と同一周波数の
低周波成分を有する光信号を得る事ができる（図７参
照）。

【００４１】請求項７の発明では、さらに、低周波重畳
回路（７）は、低周波信号により振幅変調を受けた高周
波の駆動電圧信号の包絡線が、電圧軸に対し対称で、同
位相となるように低周波信号の重畳を行う。このような
重畳された駆動電圧信号を用いる事で、この駆動電圧信
号が有する高周波成分の２倍の周波数の高周波成分を有
し、低周波成分が無い光信号を得る事ができる（図８参
照）。

【００４２】請求項８の発明では、さらに、低周波重畳
回路（７）は、低周波信号により振幅変調を受けた高周
波の駆動電圧信号の包絡線が、時間軸に対し非対称で、
一方の包絡線が直線となるように低周波信号の重畳を行
う。このような重畳された駆動電圧信号を用いる事で、
この駆動電圧信号が有する高周波成分と同一周波数の高
周波成分を有し、駆動電圧信号が有する低周波成分と同
一周波数の低周波成分を有し、かつデューティ比の小さ
いパルス列からなる光信号を得る事ができる（図１０参
照）。

【００４３】

【実施例】本発明に係る光送信器の第一実施例を、図３
において説明する。この図３は基本的には図２と同じも
のであるが、従来例を示す図１３に動作点シフト回路４
７を加えたもので、この動作点シフト回路４７からの出
力信号により動作点安定化回路（図２参照）の一部を構
成するバイアス制御回路４６を制御し、電圧−光動作特
性曲線の任意の位置に動作点をシフトさせるように構成
している。

【００４４】光源２４からの光が、マッハツェンダ型光
変調器２６に入力され、信号用電極１２に印加された駆
動電圧信号に応じて変調され、光信号として出力され
る。光信号の一部は光分岐回路２８で分岐される。分岐
された一方の光は、光通信に用いられる光信号として取
り出される。他方の光は、光−電気変換器３０により電
気信号に変換される。

【００４５】一方、駆動回路３２は、入力信号の論理レ
ベルに対応して光信号がＯＮ／ＯＦＦするように高周波
の駆動電圧信号を出力する。この駆動電圧信号は低周波
重畳回路３６に入力され、発振器３４からの低周波信号
が重畳される。

【００４６】低周波信号が重畳された駆動電圧信号は、
デカップリングコンデンサ３８を介して信号電極１２の
入力端に入力される。これにより駆動電圧信号から直流
成分が排除され、図６（ｃ）に示す波形の駆動電圧信号
が出力される。即ち、２本の包絡線が時間軸（同図縦
軸）に対し対称で、逆位相となっている。

【００４７】図６に具体的に示すように低周波重畳回路
３６はトランジスタ３６１から構成され、ベース３６２
に高周波の駆動電圧信号（同図（ｄ））が印加され、コ
レクタ３６３に抵抗３６４を介して低周波信号（同図
（ｅ））が印加され、エミッタ３６５が接地される。こ
れにより抵抗３６４とコレクタ３６３との接続点から同
図（ｃ）に示すような低周波信号が重畳がされた駆動電
圧信号が出力される。この駆動電圧信号は、信号電極１
２の入力端に入力され、同図（ｂ）に示すような光信号
を出力する。信号電極１２の出力端は、図３に示すよ
うに、デカップリングコンデンサ４０を介して終端抵抗
器４２に接続される。

【００４８】位相検出回路４４は、光−電気変換器３０
からの電気信号に含まれる低周波成分の位相を、発振器
３４からの低周波信号の位相と比較する。そして位相差
の方向と大きさに応じた極性と大きさのＤＣ（直流電
圧）信号を出力する。即ち、光−電圧光動作特性曲線
（同図（ａ））のドリフトの極性およびドリフト量に応
じたレベルのＤＣ信号を出力することとなる。

【００４９】このＤＣ信号は、オペアンプ等からなるバ
イアス制御回路４６に入力される。バイアス制御回路４
６はこのＤＣ信号が０になるように、信号電極１２に与
えるバイアス電圧をフィードバック制御する。

【００５０】このようにＤＣ信号が０となるようなフィ
ードバック制御が行われると、図６に示すように駆動電
圧信号と光／電圧動作特性曲線との間のドリフトはなく
なる。

【００５１】さて、この実施例においては動作点シフト
回路４７がバイアス制御回路４６に接続されており、バ
イアス制御回路４６からの出力が任意の値にシフトされ
るようになっている。即ち、駆動電圧信号（同図
（ｃ））の動作点を電圧−光動作特性曲線（同図
（ａ））の横軸上を任意の位置にシフトする。シフトさ
れた位置が図６の場合に比べ９０度ずれた状態が図７に
示されている。

【００５２】この図７では、駆動電圧信号の波形の中心
が、電圧−光動作特性曲線に対し、出力光電力の極小値
が得られる駆動電圧に一致するように、駆動電圧信号側
の動作点をシフトしており、同図（ｂ）に示すような光
信号を出力することができる。

【００５３】すなわち、この光信号は、駆動電圧信号が
有する高周波成分の２倍の周波数の高周波成分を有す
る。また駆動電圧信号が有する低周波成分と同一周波数
の低周波成分を有し、さらに振幅が駆動電圧信号の１／
２となる。

【００５４】このようにして、一定の駆動電圧信号に対
し従来の光信号（図１４参照）と異なる光信号が出力さ
れることには種々の意味がある。その１つとしては、例
えば非常に高い高周波成分を有する光信号を出力できる
ことである。

【００５５】つまり、光信号は高周波であればあるほど
多量の情報を高速で送信することとなるが、電気回路自
体の限界により電気回路から出力される駆動電圧信号に
そのような高い高周波成分を含ませることは困難であっ
た。それに対し、この実施例によれば駆動電圧信号自体
にはそのような高い高周波成分を含ませなくても、出力
される電気信号には非常に高い高周波成分を含ませるこ
とが可能となる。

【００５６】次に、本発明の第二実施例による光送信器
を図４により説明する。この図４は従来例を示す図１７
に動作点シフト回路７２を設け、この動作点シフト回路
７２の出力信号をバイアス制御回路６６の非反転入力端
子に接続し、この非反転入力端子を抵抗７８を介して接
地したものである。

【００５７】まず、この実施例に用いるマッハツェンダ
型光変調器４８は、信号電極１２およびバイアス電極１
６を備えている。

【００５８】光源としてのＤＦＢレーザーダイオード５
０からの光は、光アイソレータ５２を介して光変調器４
８に入力される。入力された光は変調された後に、光信
号として出力される。出力された光信号は光カプラー等
からなる光分岐回路２８で分岐され、分岐された一方の
光信号は図示しない光伝送路に送出され、光通信に使用
される。他方の光信号は、ホトダイオード等を用いて構
成される光−電気変換器３０により電気信号に変換さ
れ、さらに増幅器６４で増幅されて、位相検出回路４４
に入力される。

【００５９】一方、駆動回路５４は増幅回路であり、入
力信号を増幅して所定の振幅の駆動電圧信号として出力
する。この駆動電圧信号は低周波重畳回路５６におい
て、発振器３４から可変抵抗５８を経て送られて来る低
周波信号が重畳され振幅が変調される。

【００６０】尚、可変抵抗器５８は低周波信号による振
幅変調の変調度を調整するためのものである。

【００６１】位相検出回路４４は、同期検波回路６０と
低域通過フィルタ６２とから成り、増幅器６４からの電
気信号に含まれる低周波成分の位相を、発振器３４から
の低周波信号の位相と比較して、動作点ドリフトの方向
に応じた極性でかつドリフト量の大きさに応じたレベル
のＤＣ信号を得るためのものである。

【００６２】このＤＣ信号はバイアス制御回路６６に入
力される。バイアス制御回路６６はオペアンプで構成さ
れ、このオペアンプはネガティブフィードバックをかけ
た構成となっており、反転入力端子側に入力されるＤＣ
信号が動作点シフト回路７２の出力信号を受ける非反転
入力端子側の電圧（従来の図１７のように接地されてい
る場合には０となる）に等しくなるように光変調器４８
のバイアス電極１６にバイアス電圧を与えることとな
る。

【００６３】この第二実施例では、第一実施例（図３）
のようにコンデンサ３８を有するものではなく、駆動電
圧信号が直接に信号電極１２に与えられている。このた
め駆動電圧信号から直流成分が除かれることがなく図６
（ｃ）に示すような時間軸に対し対称となる形状の駆動
電圧信号波形は得られない。

【００６４】そこで、このような対称の形状の波形を得
る事ができる対称変調を可能にするために、信号電極１
２とは別に設けたバイアス電極１６（図１１参照）に与
えるバイアス電圧にも低周波信号を重畳する。

【００６５】即ち、発振器３４からの低周波信号が可変
抵抗６８およびカップリングコンデンサ７0を介してバ
イアス電極１６に与えられる。

【００６６】さて、この実施例においてバイアス制御回
路６６に対して設けられている動作点シフト回路７２
は、任意のＤＣ信号を出力するオフセット回路である。
このオフセット回路は、オペアンプ７４を用いて構成さ
れたバッファ回路であり、可変抵抗器７６によって任意
に設定される非反転入力端側の電圧が、出力端子側に出
力される。

【００６７】このような構成とすることで、動作点シフ
ト回路７２の可変抵抗７６の抵抗値を変えることで、動
作点シフト回路７２から任意のＤＣ信号を出力すること
ができ、このＤＣ信号を位相検出回路４４からのＤＣ信
号に加算することとなる。

【００６８】即ち、従来はバイアス制御回路６６により
位相検出回路４４からのＤＣ信号が０となるようなフィ
ードバック制御が行われていたが、この実施例において
は位相検出回路４４からのＤＣ信号が動作点シフト回路
７２からの出力信号と同一となるようなフィードバック
制御が行われることとなる。

【００６９】このようにして可変抵抗７６の抵抗値を任
意の値とすることで、電圧−光動作特性曲線の動作点を
任意の位置にシフトできることとなる。

【００７０】以上の第二実施例では、動作点シフト回路
７２は任意のＤＣ信号を出力して加算するオフセット回
路であったが、図５に示す第三実施例のように動作点シ
フト回路７２は任意の振幅を有する低周波を出力して加
算するシフト回路であってもよい。

【００７１】すなわち、発振器３４からの低周波信号
を、オペアンプ８０によって構成された反転可変増幅器
で任意の振幅に増幅する。増幅率は二つの抵抗８２，８
４の比で決まり、可変抵抗８２の値を大きくすれば振幅
は大きくなる。

【００７２】この増幅された低周波信号は、増幅器６４
からの電気信号に加算される。これによっても、電圧−
光動作特性曲線の任意の位置に動作点をシフトすること
ができる。

【００７３】以上の３つの実施例においては、電圧−光
動作特性曲線に対する動作点がシフトされる駆動電圧信
号は、時間軸に対し対称で逆位相となるものであった
（図７参照）。

【００７４】しかしながら、図８に示す第四実施例よう
に、駆動電圧信号（同図（ｃ））の２本の包絡線が、時
間軸に対して同位相となるように重畳を行うことも可能
である。このような重畳は図示の重畳回路３６のよう
に、トランジスタ３６１のベース３６２に高周波の駆動
電圧信号（同図（ｄ））のみならず低周波信号（同図
（ｅ））を合わせて印加する。コレクタ３６３は抵抗３
６４を介してトランジスタ３６１の駆動電源に接続す
る。エミッタ３６５は接地する。また、図６に示すよう
なコンデンサ３８は設けられない。これによりコレクタ
３６３と抵抗３６４との接続点から同図（ｃ）に示すよ
うな駆動電圧信号が出力される。

【００７５】このとき駆動電圧信号の波形の中心は、電
圧−光動作特性曲線に対し、出力光電力の極小値が得ら
れる駆動電圧に一致するように、駆動電圧信号側の動作
点がシフトされるものとする。このとき出力される光信
号（同図（ｂ））は、駆動電圧信号が有する高周波成分
の２倍の周波数の高周波成分を有し、低周波成分はなく
なる。これにより、光通信システムの特定の適用形態に
応じられる光信号を出力することが可能となる。

【００７６】また、図９に示す第五実施例のように、出
力される駆動電圧信号の２本の包絡線が、時間軸に対し
非対称で、一方の包絡線が直線となるように、低周波信
号の重畳を行うことも可能である。

【００７７】即ち、トランジスタ３６１のベース３６２
には高周波入力信号（同図（ｄ））を印加し、コレクタ
３６３には低周波信号（同図（ｅ））を抵抗３６４を介
して印加する。これによりコレクタ側３６３と抵抗３６
４との接続点から、同図（ｃ）に示すような駆動電圧信
号が出力できる。

【００７８】このとき駆動電圧信号の一方の包絡線とな
る低周波の中心は、電圧−光動作特性曲線（同図
（ａ））に対し、出力光電力の極小値が得られる駆動電
圧に一致するように、駆動電圧信号の動作点をシフトす
る。

【００７９】これにより出力される光信号（同図
（ｂ））は、駆動電圧信号が有する高周波成分と同一周
波数の高周波成分を有する。また、駆動電圧信号が有す
る低周波成分と同一周波数の低周波成分を有する。

【００８０】さらに、図１０に示すように、この駆動電
圧信号を構成するパルス列を粗にすることにより、駆動
電圧信号のパルス列よりも光信号のパルス列はデューテ
ィ比が小さいものとなっている。このようにデューティ
比の小さいパルス列の光信号を得ることにより、光通信
システムの特定の適用形態である疑似的なソリトン伝送
に適用可能な光信号を得られることとなる。

【００８１】

【発明の効果】請求項１、２、３、４、または５の発明
によれば、動作点安定化回路を利用して、動作点シフト
回路が上記動作点を上記電圧−光動作特性曲線の任意の
位置にシフトでき、電圧側の動作点を電圧−光動作特性
曲線に対して任意の位置にシフトし安定させられるの
で、光通信システムの種種の適用形態に容易に応じられ
る。請求項６の発明によれば、さらに、駆動電圧信号が
有する高周波成分の２倍の周波数の高周波成分を有し、
駆動電圧信号が有する低周波成分と同一周波数の低周波
成分を有する光信号を安定して得る事ができ（図７参
照）、光通信システムの所定の適用形態に容易に応じら
れる。請求項７の発明によれば、さらに、駆動電圧信号
が有する高周波成分の２倍の周波数の高周波成分を有
し、低周波成分が無い光信号を安定して得る事ができ
（図８参照）、光通信システムの所定の適用形態に容易
に応じられる。請求項８の発明によれば、さらに、駆動
電圧信号が有する高周波成分と同一周波数の高周波成分
を有し、駆動電圧信号が有する低周波成分と同一周波数
の低周波成分を有し、かつデューティ比が小さいパルス
列からなる光信号を安定して得る事ができ（図１０参
照）、光通信システムの所定の適用形態に容易に応じら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光送信器の概念構成（１）を示す
ブロック図である。

【図２】本発明に係る光送信器の概念構成（２）を示す
ブロック図である。

【図３】本発明の一実施例に係る光送信器のブロック図
である。

【図４】本発明の第二実施例に係る光送信器のブロック
図である。

【図５】本発明の第三実施例に係る光送信器のブロック
図である。

【図６】図３に示す光送信器における動作点のシフトを
行っていない状態の各信号の波形を説明する図である。

【図７】図６において動作点のシフトを行った状態を示
す図である。

【図８】本発明の第四実施例における各信号の波形を示
す図である。

【図９】本発明の第五実施例における各信号の波形を示
す図である。

【図１０】図９における各信号のパルス列を粗にした状
態を示す図である。

【図１１】本発明の実施に使用することができるマッハ
ツェンダ型光変調器一例を示す平面図である。

【図１２】マッハツェンダ型光変調器の原理的な電圧−
光動作特性曲線を説明する図である。

【図１３】電圧−光動作特性曲線のドリフト補償を行う
ための従来の光送信器のブロック図である。

【図１４】図１３の光送信器においてドリフトが発生し
ていない場合の波形を説明するための図である。

【図１５】図１３の光送信器において正方向のドリフト
が発生している場合の波形を説明するための図である。

【図１６】図１３の光送信器において負方向のドリフト
が発生している場合の波形を説明するための図である。

【図１７】第二の従来例を示す光送信器のブロック図で
ある。

【図１８】図１７の光送信器のブロック図における各部
の信号の波形を説明するための図である。

【符号の説明】

４入力ポート６，８分岐導波路１０出力ポート１２信号電極１６バイアス電極図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、入力信号に応じた駆動電圧信号
を発生する駆動回路と、該駆動電圧信号に応じて該光源
からの光を変調することで該入力信号を光信号に変換す
る光変調器と、該光変調器が動作する電圧−光動作特性
曲線のドリフト量を検出して該駆動電圧信号側の動作点
が該電圧−光動作特性曲線に対して一定の位置になるよ
うに制御する動作点安定化回路と、該動作点を該電圧−
光動作特性曲線の任意の位置にシフトする動作点シフト
回路と、を備えたことを特徴とする光送信器。
【請求項２】該光変調器は、マッハツェンダ型光変調
器であることを特徴とする請求項１記載の光送信器。
【請求項３】該動作点安定化回路は、所定の低周波信
号を出力する低周波発振回路と、該低周波信号により高
周波の該駆動電圧信号に振幅変調をかける低周波重畳回
路と、該マッハツェンダ型光変調器から出力される光信
号を分岐する分岐回路と、分岐された光信号を電気信号
に変換する光−電気変換回路と、該電気信号に含まれる
低周波信号の周波数成分を検出し、この周波数成分の位
相を該低周波信号の位相と比較して得られた位相差に応
じた極性と大きさを有するＤＣ信号を出力する位相検出
回路と、このＤＣ信号と該動作点シフト回路の出力信号
とを用いて該マッハツェンダ型光変調器のバイアスをフ
ィードバック制御するバイアス制御回路と、で構成され
ることを特徴とする請求項２記載の光送信器。
【請求項４】該動作点シフト回路は、該位相検出回路
から出力されるＤＣ信号に対し、任意のＤＣ信号を出力
して加算するオフセット回路であることを特徴とする請
求項３記載の光送信器。
【請求項５】該動作点シフト回路は、該光−電気変換
回路からの電気信号に対し、任意の振幅を有する低周波
を出力して加算するシフト回路であることを特徴とする
請求項３記載の光送信器。
【請求項６】該低周波重畳回路は、低周波信号により
振幅変調を受けた高周波の駆動電圧信号の包絡線が、時
間軸に対し対称で逆位相となるように該低周波信号の重
畳を行うことを特徴とする請求項３、４、または５記載
の光送信器。
【請求項７】該低周波重畳回路は、該低周波信号によ
り振幅変調を受けた高周波の駆動電圧信号の包絡線が、
電圧軸に対し対称で同位相となるように該低周波信号の
重畳を行うことを特徴とする請求項３、４、または５記
載の光送信器。
【請求項８】該低周波重畳回路は、該低周波信号によ
り振幅変調を受けた高周波の駆動電圧信号の包絡線が、
時間軸に対し非対称で一方の包絡線が直線となるよう
に、該低周波信号の重畳を行うことを特徴とする請求項
３、４、または５記載の光送信器。