JPH0876071A - 光外部変調器バイアス電圧制御回路 - Google Patents

光外部変調器バイアス電圧制御回路

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JPH0876071A
JPH0876071A JP20980394A JP20980394A JPH0876071A JP H0876071 A JPH0876071 A JP H0876071A JP 20980394 A JP20980394 A JP 20980394A JP 20980394 A JP20980394 A JP 20980394A JP H0876071 A JPH0876071 A JP H0876071A
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JP
Japan
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light
modulator
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input
average level
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JP20980394A
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English (en)
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Naomi Ohashi
尚美 大橋
Bunha Ou
ぶんは 王
Yukihiro Ozeki
幸宏 尾関
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/0121Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光外部変調器に対して最適のバイアス電圧を
与える。 【構成】 入力光Piが光カプラ71に入力されると入
力光Pi1及び入力光Pi2に分岐される。入力光Pi
1はLN変調器10に入力され、出力光Poが出力され
る。出力光Poは光カプラ31に入力されると出力光P
o1及び出力光Po2に分岐され、PD32から出力光
Poの光パワーに比例した電流i1に変換されて出力さ
れる。入力光Pi2はPD72から入力光Piの光パワ
ーに比例した電流i2に変換されて出力される。除算器
80は、電流i1,i2を入力すると、LN変調器10
の平均パワー伝達率に比例した出力電圧が出力する。こ
の平均パワー伝達率が可変基準電圧源42で決定される
一定の値となるように負帰還回路40がLN変調器10
の変調電圧Vmをバイアスする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速光変調器として広
く用いられる、ニオブ酸リチウム(LiNbO3 )マッ
ハツェンダー型光外部変調器(以下、LN変調器とい
う)のバイアス電圧制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LN変調器は、例えば10Gb/s光伝
送装置のような次世代の高速光伝送に使用される高速光
変調器である。LN変調器は変調された光信号の中心波
長のゆらぎ(チャープ)が少なく、超高速の光信号変調
が可能であり、長距離伝送システムやコヒーレントシス
テムにおける位相変調器等に応用が可能である。しか
し、その問題点としてLN変調器を変調するための変調
電圧特性に時定数の非常に長いDC電圧ドリフトがある
ことが知られている。このDC電圧ドリフトによりLN
変調器の最適の動作点が少しずつ移動して出力の波形歪
が発生し、伝送される光信号に誤差が生じることがあ
る。そのため、このLN変調器のDC電圧ドリフトを補
償し、長期間安定した光信号出力を得るには、DC電圧
ドリフトに応じてLN変調器に最適な動作電圧を与える
回路技術が必要である。この電圧補償を自動的に行う制
御回路としては、例えば、LN変調器出力平均光レベル
検出式電圧制御方式がある。これは、LN変調器の出力
平均光レベルを検出し、それが一定となるように制御系
を組むことにより、LN変調器のDC電圧ドリフトを調
整する線形負帰還光出力一定回路方式である。
【0003】図2は、前記LN変調器出力平均光レベル
検出式電圧制御方式の一例を示す従来のLN変調器バイ
アス電圧制御回路の概略の構成ブロック図である。この
図2では、LN変調器10の出力側にバイアス電圧制御
回路20が接続されている。バイアス電圧制御回路20
は、LN変調器10の出力光Poの平均レベルを検出す
る出力光平均レベル検出手段30と、出力光平均レベル
検出手段30の出力側からLN変調器10の制御入力側
に接続された負帰還回路40を備えている。出力光平均
レベル検出手段30は、出力光Poを出力光Po1及び
出力光Po2に分岐する光カプラ31と、出力光Poの
光パワーに比例した電流に変換するホトダイオード(以
下、PDという)32とで構成されている。尚、光カプ
ラ31の出力光Po1の出力側は外部の光ファイバに接
続され、出力光Po2の出力側はPD32の入力側に接
続されている。
【0004】又、このバイアス電圧制御回路20は、負
帰還回路40を備えている。PD32の出力側は、この
負帰還回路40の入力側に接続されている。負帰還回路
40は、演算増幅器(以下、オペアンプという)41、
基準電圧源42、抵抗43、コンデンサ44、及びコイ
ル45を備え、オペアンプ41の反転入力側にはPD3
2の出力側が接続され、非反転入力側とグランドとの間
には可変基準電圧源42が接続されている。又、オペア
ンプ41の出力側は抵抗43を介して反転入力側に接続
され、抵抗43にはコンデンサ44が並列接続されてい
る。更に、オペアンプ41の出力側は、コイル45を介
してLN変調器10の制御入力側に接続されている。
又、高速信号Sがコンデンサ60を介してLN変調器1
0の制御入力側に入力されるようになっている。尚、高
速信号Sにオペアンプ41の出力電圧が重畳されて変調
電圧Vmが構成されている。
【0005】図3は、図2中のLN変調器10の構成図
である。LN変調器10は、ニオブ酸リチウム(LiN
bO3 )の結晶板11内に、入力光Piを入力する光導
波路12を備え、光導波路12は光導波路12a及び光
導波路12bに分岐されている。光導波路12a及び光
導波路12bは、出力光Poを出力する光導波路13に
接続されている。光導波路12bの両側には、この光導
波路12bに電界Eを掛けるための電極14,15が設
けられている。電極14はグランドに接続され、電極1
5は制御入力側に接続されている。このLN変調器10
は、変調電圧Vmによって発生した電界Eで光導波路1
2bの屈折率を変化させることにより、光導波路12b
を通過する光の位相を光導波路12aを通過する光の位
相に対して変化させ、出力側から双方の光が干渉した光
を出力するものである。
【0006】次に、図2の動作を説明する。入力光Pi
がLN変調器10へ入力されると、LN変調器10から
変調電圧Vmで制御された出力光Poが出力される。こ
の出力光Poが光カプラ31で出力光Po1及び出力光
Po2に分岐される。出力光Po2がホトダイオード3
2へ入力されると、出力光Poの光パワーに比例した電
流に変換されて出力される。この出力信号が増加する
と、減少するように負帰還回路40がLN変調器10の
変調電圧Vmをバイアスする。又、この出力信号が減少
すると、増加するように負帰還回路40がLN変調器1
0の変調電圧Vmをバイアスする。つまり、この出力信
号が可変基準電圧源42で決定される一定の値となるよ
うに、負帰還回路40がLN変調器10の変調電圧Vm
をバイアスする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示すバイアス電圧制御回路では、次のような課題があっ
た。即ち、LN変調器10の出力平均光レベルのみを検
出し、それが一定となるように負帰還回路40で制御す
ることによってLN変調器10へのバイアス電圧を制御
するので、LN変調器10の入力平均光レベルや信号マ
ーク率が変動すると、DC電圧ドリフトとは無関係に最
適なバイアス電圧からずれてしまうという問題点があつ
た。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、LN変調器バイアス電圧制御回路に、外
部からの印加電圧により発生する電界に基づいて屈折率
が変化する光導波路に入力光の一部を通し該入力光を変
調した出力光を生成するLN変調器の該入力光の平均レ
ベルを検出する入力光平均レベル検出手段と、前記出力
光の平均レベルを検出する出力光平均レベル検出手段
と、前記入力光平均レベルに対する前記出力光平均レベ
ルの割合である光パワー伝達率を検出する光パワー伝達
率検出手段と、前記光パワー伝達率が一定になるように
前記電圧をバイアスする負帰還回路とを、備えている。
【0009】
【作用】本発明によれば、以上のようにLN変調器バイ
アス電圧制御回路を構成したので、入力光平均レベル検
出手段は、LN変調器へ入力される入力光の平均レベル
を検出し、出力光平均レベル検出手段は、LN変調器の
出力光の平均レベルを検出する。光パワー伝達率検出手
段は、入力光平均レベルに対する出力光平均レベルの割
合である光パワー伝達率を検出する。負帰還回路は、光
パワー伝達率が一定になるようにLN変調器の光導波路
に掛ける電界を発生させる電圧をバイアスし、LN変調
器の入力光パワーの変動や入力光信号の直流光もしくは
入力光パルスの影響を受けない安定したバイアス電圧の
制御を行う。従って、前記課題を解決できるのである。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すLN変調器バ
イアス電圧制御回路の概略の構成ブロック図であり、図
2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。このバイアス電圧制御回路20Aは、図2中の従来
のバイアス電圧制御回路20に入力光平均レベル検出手
段70及び光パワー伝達率検出手段である除算器80を
設けたものである。即ち、入力光平均レベル検出手段7
0は、入力光Piを入力光Pi1及び入力光Pi2に分
岐する光カプラ71と、入力光Piの光パワーに比例し
た電流に変換するPD72とで構成されている。尚、光
カプラ71の入力光Pi1の出力側はLN変調器の入力
側に接続され、入力光Pi2の出力側はPD72の入力
側に接続されている。PD32の出力側は除算器80の
第1の入力端子に接続され、PD72の出力側は除算器
80の第2の入力端子に接続されている。除算器80
は、入力光Piの平均レベルに対する出力光Poの平均
レベルの割合であるLN変調器10の光パワー伝達率を
検出するものである。除算器80の出力端子は、オペア
ンプ41の反転入力側に接続されている。他は、図2と
同様の構成になっている。
【0011】次に、図1の動作を説明する。入力光Pi
が光カプラ71に入力されると、入力光Pi1及び入力
光Pi2に分岐される。入力光Pi1はLN変調器10
に入力され、従来と同様にPD32から出力光Poの光
パワーに比例した電流i1に変換されて出力される。一
方、入力光Pi2はPD72から入力光Piの光パワー
に比例した電流i2に変換されて出力される。これらの
2つの電流i1,i2を除算器80へ入力すると、除算
器80の出力端子にはLN変調器10の平均パワー伝達
率に比例した出力電圧が得られる。この出力電圧が増加
すると、減少するように負帰還回路40がLN変調器1
0の変調電圧Vmをバイアスする。又、この出力電圧が
減少すると、増加するように負帰還回路40がLN変調
器10の変調電圧Vmをバイアスする。つまり、この平
均パワー伝達率が可変基準電圧源42で決定される一定
の値となるように負帰還回路40がLN変調器10の変
調電圧Vmをバイアスする。
【0012】以上のように、本実施例によれば、LN変
調器10の出力光平均レベルを検出するのではなく、L
N変調器10の光パワー伝達率を検出して、それが一定
となるようにLN変調器10のバイアス電圧の制御を行
っているので、LN変調器10の入力光パワーの変動や
入力光信号の直流光もしくは入力光パルスの影響を受け
ない安定したバイアス電圧の制御を行うことができる。
尚、本実施例では、10Gb/s光伝送装置に適用した
例を説明したが、周波数に無関係に一般的なLN変調器
を用いた光信号処理回路のドリフト補償技術として適用
できる。
【0013】
【発明の効果】LN変調器バイアス電圧制御回路に、L
N変調器の入力光の平均レベルを検出する入力光平均レ
ベル検出手段と、出力光の平均レベルを検出する出力光
平均レベル検出手段と、入力光平均レベルに対する前記
出力光平均レベルの割合である光パワー伝達率を検出す
る光パワー伝達率検出手段と、光パワー伝達率が一定に
なるようにLN変調器のバイアス電圧の制御を行う負帰
還回路とを備えたので、LN変調器の入力光パワーの変
動や入力光信号フォーマットの影響を受けない安定した
バイアス電圧の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すLN変調器バイアス電圧
制御回路の概略の構成ブロック図である。
【図2】従来のLN変調器バイアス電圧制御回路の概略
の構成ブロック図である。
【図3】図2中のLN変調器10の構成図である。
【符号の説明】
10 LN変調器 20A LN変調器バイアス電圧制御回路 30 出力光平均レベル検出手段 40 負帰還回路 70 入力光平均レベル検出手段 80 光パワー伝達率検出手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からの印加電圧により発生する電界
    に基づいて屈折率が変化する光導波路に入力光の一部を
    通し該入力光を変調した出力光を生成する光外部変調器
    の該入力光の平均レベルを検出する入力光平均レベル検
    出手段と、 前記出力光の平均レベルを検出する出力光平均レベル検
    出手段と、 前記入力光平均レベルに対する前記出力光平均レベルの
    割合である光パワー伝達率を検出する光パワー伝達率検
    出手段と、 前記光パワー伝達率が一定になるように前記電圧をバイ
    アスする負帰還回路とを、 備えたことを特徴とする光外部変調器バイアス電圧制御
    回路。
JP20980394A 1994-09-02 1994-09-02 光外部変調器バイアス電圧制御回路 Pending JPH0876071A (ja)

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Effective date: 19991214