JPH10246874A - 光変調器制御回路 - Google Patents
光変調器制御回路Info
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- JPH10246874A JPH10246874A JP9049331A JP4933197A JPH10246874A JP H10246874 A JPH10246874 A JP H10246874A JP 9049331 A JP9049331 A JP 9049331A JP 4933197 A JP4933197 A JP 4933197A JP H10246874 A JPH10246874 A JP H10246874A
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- 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
- G02F1/0121—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】
【課題】 入力信号の有限帯域と光変調器の有限帯域に
よる平均値の強度変調成分の影響を受けずに、光変調器
のバイアス電圧を制御する。 【解決手段】 ＭＺ型外部変調器３２のバイアス電圧
に、加算手段１１を介して低周波発生手段１２から出力
される低周波信号を重畳する。ＭＺ型外部変調器３２の
出力光信号は、光電気変換手段１３で電気信号に変換さ
れる。直流・低周波除去手段１４は、この電気信号から
直流成分および低周波信号の周波数成分を除去し、低周
波信号による振幅変調信号成分のみを検出する。包絡線
検波手段１５は、直流・低周波除去手段１４の出力信号
を包絡線検波する。同期検波手段１６は、包絡線検波手
段１５の出力信号と低周波信号の位相を比較する。積分
手段１７は、同期検波手段１６の出力信号を積分し、加
算手段１２を介してＭＺ型外部変調器３２に印加するバ
イアス電圧を修正する。
よる平均値の強度変調成分の影響を受けずに、光変調器
のバイアス電圧を制御する。 【解決手段】 ＭＺ型外部変調器３２のバイアス電圧
に、加算手段１１を介して低周波発生手段１２から出力
される低周波信号を重畳する。ＭＺ型外部変調器３２の
出力光信号は、光電気変換手段１３で電気信号に変換さ
れる。直流・低周波除去手段１４は、この電気信号から
直流成分および低周波信号の周波数成分を除去し、低周
波信号による振幅変調信号成分のみを検出する。包絡線
検波手段１５は、直流・低周波除去手段１４の出力信号
を包絡線検波する。同期検波手段１６は、包絡線検波手
段１５の出力信号と低周波信号の位相を比較する。積分
手段１７は、同期検波手段１６の出力信号を積分し、加
算手段１２を介してＭＺ型外部変調器３２に印加するバ
イアス電圧を修正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＺ型外部変調器
の出力光信号を安定化する光変調器制御回路に関する。
の出力光信号を安定化する光変調器制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は、先願（特願平８−２７１０１
８）の光変調器制御回路の構成例を示す。図において、
レーザ光源３１の出力光は、ＭＺ型外部変調器３２に入
力される。ＭＺ型外部変調器３２の一方の駆動入力に
は、“０”と“π”に対応する２値の入力信号がコンデ
ンサ３３を介して印加される。ＭＺ型外部変調器３２の
他方の駆動入力には、バイアスＴ３４および終端抵抗３
５が接続され、バイアス電圧がバイアスＴ３４を介して
印加される。このバイアス電圧には、低周波発振器３６
から出力される低周波信号が加算器３７を介して重畳さ
れる。その結果、ＭＺ型外部変調器３２は、入力信号に
低周波信号が重畳された信号によって駆動され、振幅変
調された光信号が出力される。
８）の光変調器制御回路の構成例を示す。図において、
レーザ光源３１の出力光は、ＭＺ型外部変調器３２に入
力される。ＭＺ型外部変調器３２の一方の駆動入力に
は、“０”と“π”に対応する２値の入力信号がコンデ
ンサ３３を介して印加される。ＭＺ型外部変調器３２の
他方の駆動入力には、バイアスＴ３４および終端抵抗３
５が接続され、バイアス電圧がバイアスＴ３４を介して
印加される。このバイアス電圧には、低周波発振器３６
から出力される低周波信号が加算器３７を介して重畳さ
れる。その結果、ＭＺ型外部変調器３２は、入力信号に
低周波信号が重畳された信号によって駆動され、振幅変
調された光信号が出力される。
【０００３】この出力光信号は光カプラ３８で分岐さ
れ、光電変換器３９で電気信号に変換される。光電変換
器３９から出力される電流Ｉ(t) は、“０”と“π”の
２値をとる入力信号をｓ(t) 、バイアス電圧の動作点か
らのずれを２α、低周波信号の振幅を２βおよび角周波
数をωm とすると、 Ｉ(t) ∝１−cos(s(t)＋2α＋2βsinωmt) ＝１−cos(s(t)) cos(2α＋2βsinωmt) …(1) と表される。この電気信号の直流成分をコンデンサ４０
を介して除去し、その交流成分を２乗回路４１で２乗す
ることにより、電気信号の包絡線成分が検出される。こ
の包絡線成分Ｉ2(t)は、 Ｉ2(t)∝ cos2(s(t))｛１＋cos(4α＋4βsinωmt)｝ ≒１＋cos(4α)−4βsin(4α)sinωmt …(2) と表される。ここでは、βは十分に小さいと仮定してい
る。
れ、光電変換器３９で電気信号に変換される。光電変換
器３９から出力される電流Ｉ(t) は、“０”と“π”の
２値をとる入力信号をｓ(t) 、バイアス電圧の動作点か
らのずれを２α、低周波信号の振幅を２βおよび角周波
数をωm とすると、 Ｉ(t) ∝１−cos(s(t)＋2α＋2βsinωmt) ＝１−cos(s(t)) cos(2α＋2βsinωmt) …(1) と表される。この電気信号の直流成分をコンデンサ４０
を介して除去し、その交流成分を２乗回路４１で２乗す
ることにより、電気信号の包絡線成分が検出される。こ
の包絡線成分Ｉ2(t)は、 Ｉ2(t)∝ cos2(s(t))｛１＋cos(4α＋4βsinωmt)｝ ≒１＋cos(4α)−4βsin(4α)sinωmt …(2) と表される。ここでは、βは十分に小さいと仮定してい
る。
【０００４】重畳した低周波成分は、乗算器４２で包絡
線成分を低周波信号で同期検波することにより検出され
る。その検波出力の直流成分には、包絡線成分と低周波
信号の位相を示す電圧−4βsin(4α) が現れる。これ
は、最適動作点で零となり、最適動作点からのずれの方
向によりその符号が逆転する。また、最適動作点付近で
は、最適動作点からのずれ量に応じてその出力が大きく
なる。
線成分を低周波信号で同期検波することにより検出され
る。その検波出力の直流成分には、包絡線成分と低周波
信号の位相を示す電圧−4βsin(4α) が現れる。これ
は、最適動作点で零となり、最適動作点からのずれの方
向によりその符号が逆転する。また、最適動作点付近で
は、最適動作点からのずれ量に応じてその出力が大きく
なる。
【０００５】以上の動作原理について図１０を参照して
説明する。ＭＺ型外部変調器３２には、入力信号と周波
数ｆ0 の低周波信号が足し算されて入力される。いま、
に示すようにバイアス電圧の直流成分が動作点より高
い場合には、ＭＺ型外部変調器３２からで示される光
信号が出力される。この出力光信号の振幅変調周波数
はｆ0 であり、マーク時の包絡線の位相が重畳信号と
は逆になっている。一方、に示すようにバイアス電圧
の直流成分が動作点より低い場合には、ＭＺ型外部変調
器３２からで示される光信号が出力される。この出力
光信号の振幅変調周波数もｆ0 であり、マーク時の包
絡線の位相が重畳信号と同位相になっている。したが
って、ＭＺ型外部変調器３２の出力光信号の包絡線の位
相により、最適動作点に対するバイアス電圧の相対位置
を知ることができる。乗算器４２から出力される検波出
力は、の場合には負、の場合には正となる。
説明する。ＭＺ型外部変調器３２には、入力信号と周波
数ｆ0 の低周波信号が足し算されて入力される。いま、
に示すようにバイアス電圧の直流成分が動作点より高
い場合には、ＭＺ型外部変調器３２からで示される光
信号が出力される。この出力光信号の振幅変調周波数
はｆ0 であり、マーク時の包絡線の位相が重畳信号と
は逆になっている。一方、に示すようにバイアス電圧
の直流成分が動作点より低い場合には、ＭＺ型外部変調
器３２からで示される光信号が出力される。この出力
光信号の振幅変調周波数もｆ0 であり、マーク時の包
絡線の位相が重畳信号と同位相になっている。したが
って、ＭＺ型外部変調器３２の出力光信号の包絡線の位
相により、最適動作点に対するバイアス電圧の相対位置
を知ることができる。乗算器４２から出力される検波出
力は、の場合には負、の場合には正となる。
【０００６】したがって、この検波出力を積分器４３で
積分することにより、 ｄα／ｄｔ＝−4βsin(4α) …(3) のようにバイアス電圧を修正し、ＭＺ型外部変調器３２
のバイアス電圧が最適動作点に一致するように制御する
ことができる。すなわち、ＭＺ型外部変調器３２の動作
点が変動した場合でも、バイアス電圧を最適動作点に一
致させ、安定した光信号を送出させることができる。
積分することにより、 ｄα／ｄｔ＝−4βsin(4α) …(3) のようにバイアス電圧を修正し、ＭＺ型外部変調器３２
のバイアス電圧が最適動作点に一致するように制御する
ことができる。すなわち、ＭＺ型外部変調器３２の動作
点が変動した場合でも、バイアス電圧を最適動作点に一
致させ、安定した光信号を送出させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
先願の光変調器制御回路では、ＭＺ型外部変調器３２の
バイアス電圧に低周波信号を重畳することにより振幅変
調された光信号を発生させ、その光信号の受信信号の交
流成分を２乗回路４１で２乗している。また、入力信号
ｓ(t) は、“０”と“π”の２値しかとらない理想的な
信号として扱っている。また、２乗回路４１では、入力
信号の２乗の信号のみが出力される理想的な場合につい
てのみ考慮している。
先願の光変調器制御回路では、ＭＺ型外部変調器３２の
バイアス電圧に低周波信号を重畳することにより振幅変
調された光信号を発生させ、その光信号の受信信号の交
流成分を２乗回路４１で２乗している。また、入力信号
ｓ(t) は、“０”と“π”の２値しかとらない理想的な
信号として扱っている。また、２乗回路４１では、入力
信号の２乗の信号のみが出力される理想的な場合につい
てのみ考慮している。
【０００８】しかし、実際の入力信号ｓ(t) は、“０”
と“π”の２値以外に、立ち上がりおよび立ち下がり時
間に中間の値をとる。また、ＭＺ型外部変調器３２の帯
域も無限大ではない。そのため、ＭＺ型外部変調器３２
の出力光信号には、バイアス電圧に重畳した低周波信号
による振幅変調成分と、入力信号の有限帯域とＭＺ型外
部変調器３２の有限帯域の平均値の強度変調成分が重畳
される。この様子を図１１に示す。 (1)は振幅変調効果
のみが現れた理想的な出力波形であり、 (2)は平均値変
調効果による出力波形であり、 (3)は振幅変調効果と平
均値変調効果が合わさった出力波形を示す。それぞれ左
から順に、図１０に示すの動作点における出力、最適
動作点における出力、図１０に示すの動作点における
出力を示す。
と“π”の２値以外に、立ち上がりおよび立ち下がり時
間に中間の値をとる。また、ＭＺ型外部変調器３２の帯
域も無限大ではない。そのため、ＭＺ型外部変調器３２
の出力光信号には、バイアス電圧に重畳した低周波信号
による振幅変調成分と、入力信号の有限帯域とＭＺ型外
部変調器３２の有限帯域の平均値の強度変調成分が重畳
される。この様子を図１１に示す。 (1)は振幅変調効果
のみが現れた理想的な出力波形であり、 (2)は平均値変
調効果による出力波形であり、 (3)は振幅変調効果と平
均値変調効果が合わさった出力波形を示す。それぞれ左
から順に、図１０に示すの動作点における出力、最適
動作点における出力、図１０に示すの動作点における
出力を示す。
【０００９】図１２は、ＭＺ型外部変調器３２の入力信
号（駆動信号）が有限の場合にバイアス電圧が変化した
ときの出力光信号の波形を示す。 (1)は入力信号波形、
(2),(3) は出力光信号波形を示す。(2) では、丸で囲っ
た部分の影響で平均パワーが上がり、図１０に示すに
ドリフトした場合に相当する。 (3)では、丸で囲った部
分の影響で平均パワーが下がり、図１０に示すにドリ
フトした場合に相当する。このように、ＭＺ型外部変調
器３２のバイアス電圧の変化により平均パワーが変化す
ることがわかる。したがって、バイアス電圧に低周波信
号を重畳することにより、帯域が有限の場合にはその低
周波信号で図１１(2) に示すように平均値が強度変調さ
れる。
号（駆動信号）が有限の場合にバイアス電圧が変化した
ときの出力光信号の波形を示す。 (1)は入力信号波形、
(2),(3) は出力光信号波形を示す。(2) では、丸で囲っ
た部分の影響で平均パワーが上がり、図１０に示すに
ドリフトした場合に相当する。 (3)では、丸で囲った部
分の影響で平均パワーが下がり、図１０に示すにドリ
フトした場合に相当する。このように、ＭＺ型外部変調
器３２のバイアス電圧の変化により平均パワーが変化す
ることがわかる。したがって、バイアス電圧に低周波信
号を重畳することにより、帯域が有限の場合にはその低
周波信号で図１１(2) に示すように平均値が強度変調さ
れる。
【００１０】図１３は、ＭＺ型外部変調器３２の出力光
信号の光電変換後の周波数スペクトルを示す。 (1)は理
想的な変調器および入力信号による出力波形を示し、振
幅変調スペクトルのみが現れる。 (2)は変調器帯域およ
び入力信号帯域が有限の場合の出力波形を示し、平均値
の強度変調成分が現れている。また、２乗回路の入出力
特性は、ｙ＝ａｘ＋ｂｘ2 （ｘは入力、ｙは出力）のよ
うに表され、入力信号の２乗成分だけでく、入力信号そ
のものも出力側に洩れ込んでしまう。そのため、低周波
信号で強度変調された信号成分が２乗回路の出力に現
れ、動作点制御の安定点がずれてしまうことが考えられ
る。
信号の光電変換後の周波数スペクトルを示す。 (1)は理
想的な変調器および入力信号による出力波形を示し、振
幅変調スペクトルのみが現れる。 (2)は変調器帯域およ
び入力信号帯域が有限の場合の出力波形を示し、平均値
の強度変調成分が現れている。また、２乗回路の入出力
特性は、ｙ＝ａｘ＋ｂｘ2 （ｘは入力、ｙは出力）のよ
うに表され、入力信号の２乗成分だけでく、入力信号そ
のものも出力側に洩れ込んでしまう。そのため、低周波
信号で強度変調された信号成分が２乗回路の出力に現
れ、動作点制御の安定点がずれてしまうことが考えられ
る。
【００１１】本発明は、光変調器のバイアス電圧に低周
波信号を重畳して出力光信号の制御を行う構成におい
て、入力信号の有限帯域と光変調器の有限帯域による平
均値の強度変調成分の影響を受けずに制御することがで
きる光変調器制御回路を提供することを目的とする。
波信号を重畳して出力光信号の制御を行う構成におい
て、入力信号の有限帯域と光変調器の有限帯域による平
均値の強度変調成分の影響を受けずに制御することがで
きる光変調器制御回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の光変調
器制御回路の基本構成を示す（請求項１）。図におい
て、レーザ光源３１から出力されるＣＷ光はＭＺ型外部
変調器３２に入力される。ＭＺ型外部変調器３２の一方
の駆動入力にはコンデンサ３３を介して入力信号が印加
され、他方の駆動入力にはバイアスＴ３４および終端抵
抗３５が接続され、バイアス電圧がバイアスＴ３４を介
して印加される。このバイアス電圧には、加算手段１１
を介して低周波発生手段１２から出力される低周波信号
が重畳される。
器制御回路の基本構成を示す（請求項１）。図におい
て、レーザ光源３１から出力されるＣＷ光はＭＺ型外部
変調器３２に入力される。ＭＺ型外部変調器３２の一方
の駆動入力にはコンデンサ３３を介して入力信号が印加
され、他方の駆動入力にはバイアスＴ３４および終端抵
抗３５が接続され、バイアス電圧がバイアスＴ３４を介
して印加される。このバイアス電圧には、加算手段１１
を介して低周波発生手段１２から出力される低周波信号
が重畳される。
【００１３】ＭＺ型外部変調器３２から出力される低周
波信号によって振幅変調された光信号は、光カプラ３８
で分岐されて光電気変換手段１３で電気信号に変換され
る。直流・低周波除去手段１４は、この電気信号から直
流成分および低周波信号の周波数成分を除去する。これ
により、低周波信号による振幅変調信号成分のみが検出
される。すなわち、図１１(1) に示すような理想的な信
号が得られる。
波信号によって振幅変調された光信号は、光カプラ３８
で分岐されて光電気変換手段１３で電気信号に変換され
る。直流・低周波除去手段１４は、この電気信号から直
流成分および低周波信号の周波数成分を除去する。これ
により、低周波信号による振幅変調信号成分のみが検出
される。すなわち、図１１(1) に示すような理想的な信
号が得られる。
【００１４】包絡線検波手段１５は、直流・低周波除去
手段１４の出力信号を包絡線検波する。同期検波手段１
６は、包絡線検波手段１５の出力信号と低周波発生手段
１１から出力される低周波信号の位相を比較する。積分
手段１７は、同期検波手段１６の出力信号を積分し、加
算手段１２を介してＭＺ型外部変調器３２に印加するバ
イアス電圧を修正する。
手段１４の出力信号を包絡線検波する。同期検波手段１
６は、包絡線検波手段１５の出力信号と低周波発生手段
１１から出力される低周波信号の位相を比較する。積分
手段１７は、同期検波手段１６の出力信号を積分し、加
算手段１２を介してＭＺ型外部変調器３２に印加するバ
イアス電圧を修正する。
【００１５】
（第１の実施形態−請求項２）図２は、本発明の光変調
器制御回路の第１の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、図９に示す先願の光変調器制御回路の構成におい
て、光電気変換器３９の出力信号の直流成分を除去する
コンデンサ４０に代えて、バイアス電圧に重畳された低
周波信号の周波数成分以上の周波数を通過させるハイパ
スフィルタ２１を備えたところにある。その他の構成
は、図９に示す各部と同じである。
器制御回路の第１の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、図９に示す先願の光変調器制御回路の構成におい
て、光電気変換器３９の出力信号の直流成分を除去する
コンデンサ４０に代えて、バイアス電圧に重畳された低
周波信号の周波数成分以上の周波数を通過させるハイパ
スフィルタ２１を備えたところにある。その他の構成
は、図９に示す各部と同じである。
【００１６】このハイパスフィルタ２１により、２乗回
路４１には低周波信号による振幅変調信号成分のみが入
力され、入力信号の有限帯域とＭＺ型外部変調器３２の
有限帯域による平均値の強度変調成分の影響を受けず
に、バイアス電圧の変動制御が可能になる。ここで、本
実施形態の各部と図１に示す基本構成との対応関係を示
す。低周波発振器３６と低周波発生手段１１、加算器３
７と加算手段１２、光電変換器３９と光電気変換手段１
３、ハイパスフィルタ２１と直流・低周波除去手段１
４、２乗回路４１と包絡線検波手段１５、乗算器４２と
同期検波手段１６、積分器４３と積分手段１７がそれぞ
れ対応する。また、同一符号のものはそのまま対応す
る。
路４１には低周波信号による振幅変調信号成分のみが入
力され、入力信号の有限帯域とＭＺ型外部変調器３２の
有限帯域による平均値の強度変調成分の影響を受けず
に、バイアス電圧の変動制御が可能になる。ここで、本
実施形態の各部と図１に示す基本構成との対応関係を示
す。低周波発振器３６と低周波発生手段１１、加算器３
７と加算手段１２、光電変換器３９と光電気変換手段１
３、ハイパスフィルタ２１と直流・低周波除去手段１
４、２乗回路４１と包絡線検波手段１５、乗算器４２と
同期検波手段１６、積分器４３と積分手段１７がそれぞ
れ対応する。また、同一符号のものはそのまま対応す
る。
【００１７】（第２の実施形態−請求項２）図３は、本
発明の光変調器制御回路の第２の実施形態を示す。本実
施形態では、“−π”，“０”，“π”の３値をとるデ
ュオバイナリ信号を送信するために、プッシュプルタイ
プのＭＺ型外部変調器５１を用いる。デュオバイナリ信
号は、入力信号１とその逆相の入力信号２が、デュオバ
イナリ変換器５２−１，５２−２と、デュオバイナリフ
ィルタ５３−１，５３−２を通過することにより生成さ
れる。生成された各デュオバイナリ信号は、コンデンサ
３３−１，３３−２を介してＭＺ型外部変調器５１の各
一方の駆動入力に印加される。その他の構成は第１の実
施形態と同様である。
発明の光変調器制御回路の第２の実施形態を示す。本実
施形態では、“−π”，“０”，“π”の３値をとるデ
ュオバイナリ信号を送信するために、プッシュプルタイ
プのＭＺ型外部変調器５１を用いる。デュオバイナリ信
号は、入力信号１とその逆相の入力信号２が、デュオバ
イナリ変換器５２−１，５２−２と、デュオバイナリフ
ィルタ５３−１，５３−２を通過することにより生成さ
れる。生成された各デュオバイナリ信号は、コンデンサ
３３−１，３３−２を介してＭＺ型外部変調器５１の各
一方の駆動入力に印加される。その他の構成は第１の実
施形態と同様である。
【００１８】光デュオバイナリ信号は、光の位相では
“−π”，“０”，“π”の３値をとるが、光電気変換
した場合には光強度を“１”，“０”で変調した場合と
同じように２値になる。したがって、本実施形態の構成
においても、バイアス電圧のオフセット（包絡線と低周
波信号の位相）に比例してバイアス電圧を修正していく
ことができる。
“−π”，“０”，“π”の３値をとるが、光電気変換
した場合には光強度を“１”，“０”で変調した場合と
同じように２値になる。したがって、本実施形態の構成
においても、バイアス電圧のオフセット（包絡線と低周
波信号の位相）に比例してバイアス電圧を修正していく
ことができる。
【００１９】（第３の実施形態−請求項３）図４は、本
発明の光変調器制御回路の第３の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第１の実施形態において包絡線検波手
段１５として用いた２乗回路４１に代えて、ダイオード
を用いた整流機能により振幅変調信号の包絡線を検出す
る直線検波回路２２を用いるところにある。２乗回路４
１は、ＭＺ型外部変調器３２の入力信号の変調速度に対
応する比較的広帯域なものが必要であるが、ダイオード
は重畳した低周波信号の帯域を有すればよく、光変調器
制御回路を安価に構成することができる。
発明の光変調器制御回路の第３の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第１の実施形態において包絡線検波手
段１５として用いた２乗回路４１に代えて、ダイオード
を用いた整流機能により振幅変調信号の包絡線を検出す
る直線検波回路２２を用いるところにある。２乗回路４
１は、ＭＺ型外部変調器３２の入力信号の変調速度に対
応する比較的広帯域なものが必要であるが、ダイオード
は重畳した低周波信号の帯域を有すればよく、光変調器
制御回路を安価に構成することができる。
【００２０】（第４の実施形態−請求項３）図５は、本
発明の光変調器制御回路の第４の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第２の実施形態において包絡線検波手
段１５として用いた２乗回路４１に代えて、ダイオード
を用いた整流機能により振幅変調信号の包絡線を検出す
る直線検波回路２２を用いるところにある。２乗回路４
１は、ＭＺ型外部変調器３２の入力信号の変調速度に対
応する比較的広帯域なものが必要であるが、ダイオード
は重畳した低周波信号の帯域を有すればよく、光変調器
制御回路を安価に構成することができる。
発明の光変調器制御回路の第４の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第２の実施形態において包絡線検波手
段１５として用いた２乗回路４１に代えて、ダイオード
を用いた整流機能により振幅変調信号の包絡線を検出す
る直線検波回路２２を用いるところにある。２乗回路４
１は、ＭＺ型外部変調器３２の入力信号の変調速度に対
応する比較的広帯域なものが必要であるが、ダイオード
は重畳した低周波信号の帯域を有すればよく、光変調器
制御回路を安価に構成することができる。
【００２１】（第５の実施形態−請求項５）図６は、本
発明の光変調器制御回路の第５の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第１の実施形態の構成において、入力
信号のマーク率を検出するマーク率検出手段２３と、検
出されたマーク率に応じて乗算器４２（同期検波手段１
６）の出力信号の利得を調整する利得調整手段２４とを
備えたところにある。
発明の光変調器制御回路の第５の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第１の実施形態の構成において、入力
信号のマーク率を検出するマーク率検出手段２３と、検
出されたマーク率に応じて乗算器４２（同期検波手段１
６）の出力信号の利得を調整する利得調整手段２４とを
備えたところにある。
【００２２】実際の伝送システムでは、伝送信号の
“１”と“０”の比率（マーク率）が変動することがあ
る。本発明の光変調器制御回路において、入力信号のマ
ーク率が変動すると同期検波信号が変化する。したがっ
て、入力信号のマーク率の変動をマーク率検出手段２３
で検出し、利得調整手段２４がマーク率の変動に対する
乗算器４２の出力レベルの変動をキャンセルして積分器
４３に入力させる。
“１”と“０”の比率（マーク率）が変動することがあ
る。本発明の光変調器制御回路において、入力信号のマ
ーク率が変動すると同期検波信号が変化する。したがっ
て、入力信号のマーク率の変動をマーク率検出手段２３
で検出し、利得調整手段２４がマーク率の変動に対する
乗算器４２の出力レベルの変動をキャンセルして積分器
４３に入力させる。
【００２３】なお、マーク率検出手段２３は、低域通過
フィルタを用いて入力信号の平均電圧を検出する構成で
ある。利得調整手段２４は、マーク率検出手段２３の出
力に応じて増幅度を変化させる構成である。本実施形態
で示した入力信号のマーク率変動に対処する構成は、第
２の実施形態から第４の実施形態にも同様に適用するこ
とができる。
フィルタを用いて入力信号の平均電圧を検出する構成で
ある。利得調整手段２４は、マーク率検出手段２３の出
力に応じて増幅度を変化させる構成である。本実施形態
で示した入力信号のマーク率変動に対処する構成は、第
２の実施形態から第４の実施形態にも同様に適用するこ
とができる。
【００２４】（第６の実施形態−請求項６）図７は、本
発明の光変調器制御回路の第６の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第３の実施形態において直流・低周波
除去手段１４として用いたハイパスフィルタ２１に代え
て、クランプ回路２５を用いるところにある。クランプ
回路２５を用いることにより、入力信号のマーク率に関
係なく一定の振幅レベルの信号を直線検波回路２２に入
力することができるので、マーク率によらない制御動作
が可能である。本実施形態の構成は、第４の実施形態に
も同様に適用することができる。
発明の光変調器制御回路の第６の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第３の実施形態において直流・低周波
除去手段１４として用いたハイパスフィルタ２１に代え
て、クランプ回路２５を用いるところにある。クランプ
回路２５を用いることにより、入力信号のマーク率に関
係なく一定の振幅レベルの信号を直線検波回路２２に入
力することができるので、マーク率によらない制御動作
が可能である。本実施形態の構成は、第４の実施形態に
も同様に適用することができる。
【００２５】（第７の実施形態−請求項４）図８は、本
発明の光変調器制御回路の第７の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第３の実施形態の構成において、乗算
器４２（同期検波手段１６）の出力信号の極性を反転す
る極性反転回路２６と、入力信号の極性を反転する極性
反転回路２７とを備えたところにある。
発明の光変調器制御回路の第７の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第３の実施形態の構成において、乗算
器４２（同期検波手段１６）の出力信号の極性を反転す
る極性反転回路２６と、入力信号の極性を反転する極性
反転回路２７とを備えたところにある。
【００２６】極性反転回路２６で乗算器４２の出力信号
の極性を反転すると、ＭＺ型外部変調器３２の動作点が
半波長電圧分ほどシフトする。これにより、ＭＺ型外部
変調器３２の出力光の極性が切り替わる。また、動作点
のシフトに伴い、ＭＺ型外部変調器３２の固有の性質で
ある強度変調に伴う位相変調（以下「チャーピング」と
いう。）の位相が反転するので、使用する光伝送路の特
性に応じたチャーピングの極性を設定することができ
る。
の極性を反転すると、ＭＺ型外部変調器３２の動作点が
半波長電圧分ほどシフトする。これにより、ＭＺ型外部
変調器３２の出力光の極性が切り替わる。また、動作点
のシフトに伴い、ＭＺ型外部変調器３２の固有の性質で
ある強度変調に伴う位相変調（以下「チャーピング」と
いう。）の位相が反転するので、使用する光伝送路の特
性に応じたチャーピングの極性を設定することができ
る。
【００２７】さらに、極性反転回路２６と同時に極性反
転回路２７で入力信号の極性を反転することにより、Ｍ
Ｚ型外部変調器３２の出力光の極性を変えることなく、
容易にチャーピングの極性のみを反転することができ
る。本実施形態の構成は、第４の実施形態にも同様に適
用することができる。また、第５の実施形態に示した入
力信号のマーク率変動に対処する構成を付加してもよ
い。
転回路２７で入力信号の極性を反転することにより、Ｍ
Ｚ型外部変調器３２の出力光の極性を変えることなく、
容易にチャーピングの極性のみを反転することができ
る。本実施形態の構成は、第４の実施形態にも同様に適
用することができる。また、第５の実施形態に示した入
力信号のマーク率変動に対処する構成を付加してもよ
い。
【００２８】以上示した実施形態のうち２乗回路４１を
用いた構成では、正負のどちらのチャーピングを与える
動作点においても安定化できるので、正または負のどち
らかのチャーピングを選択して安定化させるために、予
め動作点の近くにＭＺ型外部変調器３２のバイアス点を
設定しておく必要がある。この場合には、加算器３６に
初期バイアスを設定する手段を接続し、制御を開始する
前にバイアスを初期設定する。また、シーケンス回路に
より、予め設定されたバイアス電圧に達した後に制御を
開始するようにしてもよい。
用いた構成では、正負のどちらのチャーピングを与える
動作点においても安定化できるので、正または負のどち
らかのチャーピングを選択して安定化させるために、予
め動作点の近くにＭＺ型外部変調器３２のバイアス点を
設定しておく必要がある。この場合には、加算器３６に
初期バイアスを設定する手段を接続し、制御を開始する
前にバイアスを初期設定する。また、シーケンス回路に
より、予め設定されたバイアス電圧に達した後に制御を
開始するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光変調器
制御回路は、ＭＺ型外部変調器に動作点の変動がある場
合に、入力信号およびＭＺ型外部変調器の帯域が有限の
場合でも、バイアス電圧を動作点に一致させるバイアス
電圧制御を行うことができる。また、ＭＺ型外部変調器
のチャーピングの極性を出力光の極性と独立に設定する
ことができる。また、入力信号のマーク率の変動に関わ
りなく安定にバイアス電圧制御を行うことができる。
制御回路は、ＭＺ型外部変調器に動作点の変動がある場
合に、入力信号およびＭＺ型外部変調器の帯域が有限の
場合でも、バイアス電圧を動作点に一致させるバイアス
電圧制御を行うことができる。また、ＭＺ型外部変調器
のチャーピングの極性を出力光の極性と独立に設定する
ことができる。また、入力信号のマーク率の変動に関わ
りなく安定にバイアス電圧制御を行うことができる。
【図１】本発明の光変調器制御回路の基本構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図２】本発明の光変調器制御回路の第１の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図３】本発明の光変調器制御回路の第２の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図４】本発明の光変調器制御回路の第３の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図５】本発明の光変調器制御回路の第４の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図６】本発明の光変調器制御回路の第５の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図７】本発明の光変調器制御回路の第６の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図８】本発明の光変調器制御回路の第７の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図９】先願の光変調器制御回路の構成例を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図１０】先願の光変調器制御回路の動作原理を説明す
る図。
る図。
【図１１】ＭＺ型外部変調器の出力波形を示す図。
【図１２】ＭＺ型外部変調器の入力信号が有限の場合に
バイアス電圧が変化したときの出力波形を示す図。
バイアス電圧が変化したときの出力波形を示す図。
【図１３】ＭＺ型外部変調器の出力光信号の光電変換後
の周波数スペクトルを示す図。
の周波数スペクトルを示す図。
１１ 低周波発生手段 １２ 加算手段 １３ 光電気変換手段 １４ 直流・低周波除去手段 １５ 包絡線検波手段 １６ 同期検波手段 １７ 積分手段 ２１ ハイパスフィルタ ２２ 直線検波回路 ２３ マーク率検出手段 ２４ 利得調整手段 ２５ クランプ回路 ２６，２７ 極性反転回路 ３１ レーザ光源 ３２ ＭＺ型外部変調器 ３３ コンデンサ ３４ バイアスＴ ３５ 終端抵抗 ３６ 加算器 ３７ 低周波発振器 ３８ 光カプラ ３９ 光電変換器 ４０ コンデンサ ４１ ２乗回路 ４２ 乗算器 ４３ 積分器 ５１ ＭＺ型外部変調器（プッシュプルタイプ） ５２ デュオバイナリ変換器 ５３ デュオバイナリフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米永 一茂 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 高知尾 昇 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 宮本 裕 東京都武蔵野市吉祥寺本町一丁目14番５号 エヌティティエレクトロニクステクノロ ジー株式会社内 (72)発明者 桑野 茂 東京都武蔵野市吉祥寺本町一丁目14番５号 エヌティティエレクトロニクステクノロ ジー株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 ＣＷ光を入力信号により変調するマッハ
ツェンダ型外部変調器（以下「ＭＺ型外部変調器」とい
う）の出力光信号を安定化する光変調器制御回路におい
て、 所定の周波数の低周波信号を発生する低周波発生手段
と、 前記低周波信号を前記ＭＺ型外部変調器のバイアス電圧
に重畳して印加する加算手段と、 前記ＭＺ型外部変調器の出力光信号を電気信号に変換す
る光電気変換手段と、 前記電気信号から直流成分および前記低周波信号の周波
数成分を除去する直流・低周波除去手段と、 前記直流・低周波除去手段の出力信号を包絡線検波する
包絡線検波手段と、 前記包絡線検波手段の出力信号と前記低周波信号の位相
を比較する同期検波手段と、 前記同期検波手段の出力信号に比例して前記ＭＺ型外部
変調器に印加するバイアス電圧を修正する積分手段とを
備えたことを特徴とする光変調器制御回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光変調器制御回路にお
いて、 包絡線検波手段は、直流・低周波除去手段の出力信号を
２乗して包絡線の周波数成分を検出する２乗回路である
ことを特徴とする光変調器制御回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光変調器制御回路にお
いて、 包絡線検波手段は、直流・低周波除去手段の出力信号を
整流して平滑化する直線検波回路であることを特徴とす
る光変調器制御回路。 - 【請求項４】 請求項３に記載の光変調器制御回路にお
いて、 同期検波手段の出力信号の極性を反転する第１の極性反
転回路と、 入力信号の極性を反転する第２の極性反転回路とを備え
たことを特徴とする光変調器制御回路。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
の光変調器制御回路において、 入力信号のマーク率を検出するマーク率検出手段と、 前記マーク率検出手段で検出されたマーク率の変動に対
して、同期検波手段の出力信号が一定レベルになるよう
に利得を調整して積分手段に与える利得調整手段とを備
えたことを特徴とする光変調器制御回路。 - 【請求項６】 請求項３に記載の光変調器制御回路にお
いて、 直流・低周波除去手段は、入力信号のマーク率に関係な
く一定の振幅レベルの信号を出力するクランプ回路であ
ることを特徴とする光変調器制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04933197A JP3732610B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 光変調器制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04933197A JP3732610B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 光変調器制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246874A true JPH10246874A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3732610B2 JP3732610B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=12828016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04933197A Expired - Lifetime JP3732610B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 光変調器制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3732610B2 (ja) |
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1997
- 1997-03-04 JP JP04933197A patent/JP3732610B2/ja not_active Expired - Lifetime
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