JPS5917527A - 光変調器のバイアス制御装置 - Google Patents

光変調器のバイアス制御装置

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JPS5917527A
JPS5917527A JP12711082A JP12711082A JPS5917527A JP S5917527 A JPS5917527 A JP S5917527A JP 12711082 A JP12711082 A JP 12711082A JP 12711082 A JP12711082 A JP 12711082A JP S5917527 A JPS5917527 A JP S5917527A
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JP
Japan
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signal
bias
amplifier
optical modulator
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP12711082A
Other languages
English (en)
Inventor
Toyoki Taguchi
田口 豊喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5917527A publication Critical patent/JPS5917527A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、画像、音声信号もしくはデータ信号等の信
号にエリ、レーザ光を光強度変調する電気光学効果を利
用した光変調器に係り、特にそのバイアス制御装置に関
する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
ディスク記録媒体上に螺線上のトラックを形成し、この
トラックに画像信号又はディジタル化した音声信号を光
学的手法t’cエリ記録し再生するビデオ・ディスクや
ディジタル・オーディオディスクが注目されている。こ
の↓うなディスクでの信号記録は、レーザ光を記録すべ
き信号にエリ光強度変調して記録媒体上に照射すること
にエリ行なわれる。
レーザ光を光強度変調する光変調器としては、電気光学
効果を利用したEO変調器と、超音波光偏向を利用した
AO変調器とがあるが、いずれも一長一短がある。即ち
、前者のDo変調器は広帯域特性を有するが、ドリフト
が大きく使いにくいという欠点があり、一方、後者のA
O変調器はドリフトが非常に小さく扱いやすいが、変調
帯域が狭いという欠点がある。
一般に、上述した光ディスクの高密度情報記録には、広
帯域特性を必要とし、このためドリフトが大きく使いに
くいという欠点があるが、EO変調器が多く使われる。
第1図(a)において曲線MはこのEO変調器の変調特
性を示し、縦軸に出力光量ps′v4軸にバイアス電圧
υをとっている。また変調入力信号Sにより最適なバイ
アス下で変調された光変調出力信号poを同図右側に示
し、またドリフト等にエリバイアス点が最適バイアス点
II から高い方へΔV、低い方へΔVずれた場合の光
変調出力信号P1.P2を同図(b) 、 (c)にそ
れぞれ示す。第1図(a)の変調特性Mかられかるよう
に、EO変調器はバイアス電圧Vに対しサイン2乗特性
を有しており、バイアス電圧Vがずれると同図(b) 
、 (e)のように光変調出力信号1)、、P。
は大きく歪んだ波形の信号となる。ここで各光変調出力
信号の平均値に注目すると、第1図(a)ではB。、同
図(b)では(BO+ΔB)、同図(C)では(BO−
ΔB)となり、バイアス電圧νの変動ΔVに対応し平均
値がΔB変動している。なお、平均値B。は最大出力光
量の50優に相当する。
そこで、このようなバイアス電圧の変動に対応して光変
調出力信号Pの平均値が変動する特性を利用し、バイア
スを自動制御することが従来性なわれている。
第2図は従来のEOfi光変調器のバイアス制御装置の
構成図である。入力光1はビームスプリッタ2にエリ2
分割され、大部分は光変調器3に導かれる。光変調器3
に導かれた入力光は、端子4に入力されかつ変調増幅器
5で増幅された変調入力信号により変調を受け、出力光
6になる。出力光6はビームスプリッタ7にエリ2分割
され、大部分は出力として取出される。
ビームスプリッタ2で分割された入力光1の他の一部は
、光検出器8で電気信号に変換された後、増幅器9を介
して基準値発生回路10に供給される。基準値発生回路
10はその入力信号の2分の1の直の信号M。t″発生
、差動増幅器14の一方の入力に基準値として供給する
一方、ビームスプリッタ7で分岐され几出力光6の他の
一部は、光検出器11で電気信号に変換され次後、増幅
器12を介して平均値検出回路13に供給される。出力
光6は光変調器3を通過した際に変調を受けた高周波信
号であり、平均値検出回路13はこの高周波信号の平均
値の信号M、を出力する。この平均値信号M、は差動増
幅器14の他方の入力となる。差動増幅器14は、基準
値発生回路10の出力信号M0と、平均値検出回路13
の出力信号M、との差信号を増幅して、バイアス増幅器
15に供給する。バイアス増幅器15は差動増幅器14
の出力信号を必要な値まで増幅し、光変調器3にバイア
ス電圧として供給する0この場合、光変調器3では差動
増幅器14の出力の差信号に従ったバイアス点を中心と
して、入力端子4からの変調入力信号に応じ7−変調が
行なわれ、入力光1は高周波変調をうけて出力光6とな
る。
ここで第1図(a)に示しfLxうに、適正なバイアス
Vを供給した場合の光変調出力信号の平均値B。は、最
大出力光量の2分の1となる。すなわち、増幅器9の出
力信号の値は入力光1の大きさを表わし、基準値発生回
路10の出力信号M。はその2分の1の値であり、適正
バイアス時の光変調出力信号の平均値B0と一致する。
この出力信号M。の値がバイアス制御の基準値となる〇
一方、増幅器12の出力信号は、出力光6に対応した高
周波信号であり、この高周波信号の平均値が平均値検出
回路13で検出される。平均値検出回路13の出力信号
M1の値は、光変調器3のバイアス制御を行なわない場
合、例えば第1図(b) 、 (C)に示す(Bo十Δ
B)、あるいは(Bo−ΔB)に対応するOこの平均値
検出回路13の出力信号M、は、基準値発生回路10の
出力信号M。に対する比較信号となる0このように、適
正なバイアス値を表わす基準値信号M。と変調状態を表
わす比較信号M、との差信号を差動増幅器14にエリ生
成し、バイアス増幅器J5を介して光変調器3に供給す
ることにエリ、温度変化などによるバイアス点のドリフ
トを制御することができ、常に安定な光変調出力信号を
得ることができる。
しかしたから、この従来の装置では、光変調器3の入力
光と出力光をそれぞれ高価なビームスプリッタ、光検出
器を用いて検出する必要があるため、価格が高くなる。
また光変調器3の光軸とこれらの光学素子の光軸との軸
合せが難しく、組立、調整にかなりの手間を要する。
さらに、適正なバイアス値を与えるための基準値を入力
光量の2分の1、つまり最大出力光量の2分の1として
いるため、変調入力信号のデユーティ比が50チであれ
ば問題ないが、変調入力信号のデユーティ比が50%か
ら変化すると、適正バイアスを保てなくなるという欠点
があった。即ち、ビデオディスク等では回転数−置方式
を採用する関係上、線速度が遅くなる記録トラック内周
はどデユーティ比を50%より小さくして記録すること
が一般に行なわれている。この、l:うな場合、従来の
装置では光変調出力信号の平均値が最大出力光量の1/
2xり小さくなるため、光変調器3のバイアスが適正値
vlり大きくなってしまうことになる。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、構成の簡略化を図るとともに、変調
入力信号のデユーティ比の変化に対して常に適正バイア
スを保つことができる光変調器のバイアス制御装置を提
供することである。
〔発明の概要〕
この発明は、光変調器への変調入力信号および光変調器
からの光変調i力信号のデー−ティ比をそれぞれ検出し
、これらのデユーティ比が一致する。=うに差動増幅器
およびバイアス増幅器を介して光変調器に供給するバイ
アスを制御する:うにしたことを特徴としている。
〔発明の効果〕
この発明によれば、高価なビームスプリッタあるいは光
検出器がそれぞれ1個ですみ、かっこれらの光学素子は
光変調出力信号のデユーティ比を検出するためのもので
あり、従来のように光量を正確に検出する必要はないの
で、その組立、vIA整が非常に簡単となる。
さらに、変調入力信号のデユーティ比と光変調器の出力
である光変調出力信号のデユーティ比が等しくなるよう
に光変調器へのバイアスを制御するkめ、変調入力信号
のデユーティ比の変化に対して常に適正なビ(イアス値
を保つことができる。
〔発明の実施例〕
第3図はこの発明の一実施例に係る光変調器のバイアス
制御装置の構成図で、第2図に示す従来装置と同一部分
には同一符号を付しである。
入力光1は光変調器3に導入され、ここで入力端子4工
リ変詞増幅器5を介して与えられる変調入力信号により
光強度変調を受け、出力光6となる。入力端子4に与え
られた変調入力信号Soは、さらにその低周波成分を除
去され次後、電圧比較器21に供給される。電圧比較器
21は信号S。を基準電圧Qv  と比較して2値の電
圧信号出力C6を生成し、ローパスフィルタ22へ供給
する。ローパスフィルタ22は電圧比較器2ノの出力を
平均化することによって、変調入力信号S。のデユーテ
ィ比検出出力e。
を生成し、差動増幅器14の第1の入力端へ供給する。
一方、出力光6はビームスプリッタ7に↓す2分割され
、その大部分は出力として取り出される。ビームスプリ
ッタ7で分割された出力光6の他の一部は、光検出器1
1で電気信号に変換された後、交流増幅器20に供給さ
れる。交流増幅器20は光検出器11エリの光変調出力
信号を増幅して低周波成分を除去した後、電圧比較器2
3へ供給する。電圧比較器23は信号S、を基準電圧O
Vと比較して2値の電圧信号出力C1を生成し、ローパ
スフィルタ24へ供給する。0−バスフィルタ24は電
圧比較器器14の第2入力端へ供給する。
差動増幅器14は内入力信号の差信号を増幅して、バイ
アス増幅器15へ供給する。バイアス増幅器15はその
入力信号を必要な値まで増幅し、光変調器3ヘバイアス
電圧として供給する。これによって光変調器3において
差動増幅器14の出力信号に応じたバイアス点を中心と
して、入力端子4からの変調入力信号S。に工り入力光
1に高周波変調が施されて出力光6が取り出される。
次に、この装置の動作をその各部の信号波形を示す第4
図および第5図を参照して説明する。
まず、入力端子4に与えられる第4図(a)に示す変調
入力信号S。は低周波成分が除去された後、電圧比較器
21に入力される。この電圧比較器2ノは変調入力信号
S。と基準値Ovとの大小関係に応じて第4図(b)に
示す工うな2値電圧信号C8を出力する。一方、光検出
器11で電気信号として取り出された第5図(a)に示
す光変調出力信号S、は同様に交流増幅器12を介して
低周波成分が除去された後、電圧比較器23に入力され
、同様に第5図(b)に示すような2値電圧信号CIと
なる。これら2つの2値電圧信号C6,C,は同じ特性
をもつローパスフィルタ22.24でそれぞれ平均化さ
れ、平均値信号e。+e+ として差動増幅器14の両
入力端に入力される。差動増幅器14は両信号e。。
e、の差信号を生成し、バイアス増幅器15を介し光変
調器3へ供給する。
ここで光変調器3のバイアス点が適正バイアスのときは
、変調入力信号のデユーティ比が50%とすると光変調
出力信号もデユーティ比50チとなり、電圧比較器21
.23の出力C0、C,も同じくデユーティ比50%と
なる。
したがってC8+CI をローパスフィルタ22゜24
を介して得た平均値信号eO+elは同一レベルとなり
、差動増幅器14の出力も0となるので、バイアス点は
移動されず、そのままの適正バイアスで変調が行なわれ
る。
しかしながら温度変化等にエリ光変調器3のバイアス点
がドリフトすると、光変調出力信号S、は第5図(a)
に示すような信号となる。この場合、電圧比較器23の
出力C0は第4図(b)に示すようにデユーティ比が5
0チからずれる。
このデユーティ比のずれの方向はバイアス点のずれと対
応している。このときローパスフィルタ24の出力e、
とローパスフィルタ22の出力e0  とは等しくなら
ず、差動増幅器14の出力にはデユーティ比のずれの方
向に対応した逆極性の出力信号が得られる。そしてこの
信号がバイアス増幅器15を介して光変調器3に供給さ
れることにエリ、光変調出力信号のデユーティ比が50
−になるように変■器3のバイアスが制御される。換言
すれば光変調出力信号のデユーティ比が変調入力信号の
デユーティ比に等しくなるように、変調器3のバイアス
が制御され、所望の変調光出力が安定に得られる。従っ
て、変調入力信号のデユーティ比を変えた場合でも、光
変調器3のバイアスを適正値に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は電気光学効果を利用した光変調器の変調
特性および適正バイアス時の変調入力信号と光変調出力
信号の波形を示す図、同図(b)。 (C)はそれぞれバイアス点が適正バイアスから上下に
ずれ友場合の光変調出力信号の波形を示す図、第2図は
従来の光変調器のバイアス制御装置の構成図、第3図は
この発明の一実施例に係る光変調器のバイアス制御装置
の構成図、第4図および第5図は同実施例の動作を説明
するための各部の信号波形を示す図である。 1・・・入力光、3・・・光変調器、4・・・変調入力
信号入力端子、5・・・変調増幅器、6・・・出力光、
7・・・ビームスプリッタ、11・・・光検出器、a2
・・・増幅器、14・・・差動増幅器、15・・・バイ
アス増幅器、20・・・交流増幅器、21.23・・・
電圧比較器、22.24・・・ローパスフィルタ。 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦第2図 第3図 C□   eo  eICl 151− 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光変調器に供給される変調入力信号のデユーティ
    比を検出するlslのデユーティ比検出手段と、前記光
    変調器からの光変調出力信号のデユーティ比を検出する
    第2のデユーティ比検出手段と、これら第1.第2のデ
    ユーティ比検出手段の両出力を入力とする差動増幅器と
    、この差動増幅器の出力を増幅して前記光変調器にバイ
    アスとして供給するバイアス増幅器とを備えたことを特
    徴とする光変調器のバイアス制御装置。 (21@1.第2のデユーティ比検出手段はそれぞれ変
    調入力信号、光変調出力信号を2値電圧信号に変換する
    手段と、この2値電圧信号の平均値を検出する手段とか
    ら構成されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の光変調器のバイアス制御装置。
JP12711082A 1982-07-21 1982-07-21 光変調器のバイアス制御装置 Pending JPS5917527A (ja)

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