JPWO2004074805A1 - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
光源装置において、第１直流光を発光するＣＷ光源と、第１直流光の光電力のレベルを変換して第２直流光を出力するレベル変換器と、消光比が一定の光主信号と第２直流光とを混合する混合器とを具備して構成する。
Description
光通信システムの伝送特性の試験等において、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定したい場合、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることにより光受信器等の光モジュールの特性評価を行う場合に用いる光源装置に関する。
受信器等の光モジュールでは、その特性評価を行うべく、入力光信号のクロスポイントのレベル、立上り、立下り、消光比や干渉信号による符号間干渉のシミュレーションにより行っている。消光比は、ＬＤ等の発光素子（以下、ＬＤで代表する）による直接変調方式、ＬＮやＥＡ等の外部変調器による変調方式により変化させている。
図１５は従来の直接変調方式の構成図である。図１６は直接変調方式による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸にＬＤ電流、縦軸に光出力パワーを示している。図１６に示すように、図１５中の光源（ＬＤ）１０は閾値電流Ｉｔｈを越えると発光し、光出力パワーがＬＤ電流の増加と共に増加する。直接変調方式は、ＬＤ１０の光出力パワーを駆動部１２によるＬＤ電流により制御するものである。図１６に示すように、主信号のローレベルの光出力パワーＰ０を決定するＬＤ電流のバイアス点ＩＢと主信号のハイレベルの光出力パワーＰ１を決定するＬＤ電流の振幅ＩＰにより消光比を制御している。ここで、消光比は次式（１）で表される。
消光比＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０） ・・・（１）
図１７はＬＮ変調器を示す図である。図１８はＬＮ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図１７に示すように、ＬＮ変調器２４は、駆動部２２から出力される駆動電圧が変化することにより出力光パワーが一定周期の特性を有するものであることから、例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部２２により変換して、ＬＮ変調器２４に入力し、ＬＮ変調器２４により光源２０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
図１９はＥＡ変調器を示す図である。図２０はＥＡ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図２０に示すように、ＥＡ変調器３４は、駆動部３２から出力される駆動電圧が増加すると出力光パワーが減少する。例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部３２により変換して、ＥＡ変調器３４に入力し、ＥＡ変調器３４により光源３０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
また、特許文献には入力信号に依存せずに動作ドリフトに伴う出力光信号の消光比の劣化を防止することのできる外部変調器の制御方式が開示されている。
特開平３−２５１８１５号公報
図１５は従来の直接変調方式の構成図である。図１６は直接変調方式による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸にＬＤ電流、縦軸に光出力パワーを示している。図１６に示すように、図１５中の光源（ＬＤ）１０は閾値電流Ｉｔｈを越えると発光し、光出力パワーがＬＤ電流の増加と共に増加する。直接変調方式は、ＬＤ１０の光出力パワーを駆動部１２によるＬＤ電流により制御するものである。図１６に示すように、主信号のローレベルの光出力パワーＰ０を決定するＬＤ電流のバイアス点ＩＢと主信号のハイレベルの光出力パワーＰ１を決定するＬＤ電流の振幅ＩＰにより消光比を制御している。ここで、消光比は次式（１）で表される。
消光比＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０） ・・・（１）
図１７はＬＮ変調器を示す図である。図１８はＬＮ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図１７に示すように、ＬＮ変調器２４は、駆動部２２から出力される駆動電圧が変化することにより出力光パワーが一定周期の特性を有するものであることから、例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部２２により変換して、ＬＮ変調器２４に入力し、ＬＮ変調器２４により光源２０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
図１９はＥＡ変調器を示す図である。図２０はＥＡ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図２０に示すように、ＥＡ変調器３４は、駆動部３２から出力される駆動電圧が増加すると出力光パワーが減少する。例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部３２により変換して、ＥＡ変調器３４に入力し、ＥＡ変調器３４により光源３０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
また、特許文献には入力信号に依存せずに動作ドリフトに伴う出力光信号の消光比の劣化を防止することのできる外部変調器の制御方式が開示されている。
一方、ノイズを重畳する方法としては、以下の方法がある。
図２１はノイズを重畳する方法を示す図である。図２１に示すように、ノイズを重畳する場合、電気主信号と電気干渉信号とを混合部４２でミキシングして駆動部４４に入力し、駆動部４４より出力される主信号に干渉信号が含まれた駆動電圧で外部変調器４６で光源４０からの直流光を変調する。
図２２はノイズを重畳する他の方法を示す図である。図２２に示す光干渉波をレベル変換器６０によりレベル変換を行い、光干渉波と図２２に示す光主信号とを混合部６２により混合し、その光出力信号をレベル変換器６４によりレベル変換を行って、図２２に示す光出力信号を出力する。
しかしながら、従来の消光比を変化させる場合において、消光比を小さくすることにより、駆動波形の歪みやリンギング等によって、光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することになる。また、特許文献は動作点ドリフトに伴う消光比の劣化を防止することはできるが消光比を小さくする場合には上述したことと同様の問題点がある。また、ノイズを重畳する方法としては、図２１の方法では混合部４２において、干渉信号や主信号のインピーダンスマッチングやＲＦ特性を考慮して、電気的な接続に注意が必要となって混合部４２の設計が難しいという問題点があった。更に、図２２に示した方法では、ハイレベルの最大パワーは主信号のハイレベルのパワーに干渉波の最大パワーが加算され、ローレベルの主信号のパワーに干渉波の最小パワーが加算されることから、干渉波の大きさにより光出力の消光比が変動することにより、消光比が一定のまま、干渉波の大きさを変えることができないという問題点があった。
本発明の目的は、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定したい場合や、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることが必要となる用途において、簡単な構成でこれらの機能を満足する高品質な光源装置を提供することである。
図２１はノイズを重畳する方法を示す図である。図２１に示すように、ノイズを重畳する場合、電気主信号と電気干渉信号とを混合部４２でミキシングして駆動部４４に入力し、駆動部４４より出力される主信号に干渉信号が含まれた駆動電圧で外部変調器４６で光源４０からの直流光を変調する。
図２２はノイズを重畳する他の方法を示す図である。図２２に示す光干渉波をレベル変換器６０によりレベル変換を行い、光干渉波と図２２に示す光主信号とを混合部６２により混合し、その光出力信号をレベル変換器６４によりレベル変換を行って、図２２に示す光出力信号を出力する。
しかしながら、従来の消光比を変化させる場合において、消光比を小さくすることにより、駆動波形の歪みやリンギング等によって、光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することになる。また、特許文献は動作点ドリフトに伴う消光比の劣化を防止することはできるが消光比を小さくする場合には上述したことと同様の問題点がある。また、ノイズを重畳する方法としては、図２１の方法では混合部４２において、干渉信号や主信号のインピーダンスマッチングやＲＦ特性を考慮して、電気的な接続に注意が必要となって混合部４２の設計が難しいという問題点があった。更に、図２２に示した方法では、ハイレベルの最大パワーは主信号のハイレベルのパワーに干渉波の最大パワーが加算され、ローレベルの主信号のパワーに干渉波の最小パワーが加算されることから、干渉波の大きさにより光出力の消光比が変動することにより、消光比が一定のまま、干渉波の大きさを変えることができないという問題点があった。
本発明の目的は、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定したい場合や、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることが必要となる用途において、簡単な構成でこれらの機能を満足する高品質な光源装置を提供することである。
本発明の一側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光するＣＷ光源と、前記第１直流光の光電力のレベルを変換して第２直流光を出力するレベル変換器と、消光比が一定の光主信号と前記第２直流光とを混合する混合器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
本発明の他の側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、電気主信号を出力する第１駆動回路と、前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
本発明の他の側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、電気主信号を出力する第１駆動回路と、前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
図１は本発明の原理図；
図２は本発明の第１実施形態による光源装置を示す図；
図３は図２の動作説明図；
図４はＣＷ光電力と消光比との関係を示す図；
図５は本発明の第２実施形態による光源装置を示す図；
図６は図５中の検出部の構成図；
図７は第１及び第２波長検出部のフィルタ特性を示す図；
図８は図５中の制御部の制御を示す図；
図９は本発明の第３実施形態による光源装置；
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１１は図１０中の外部変調器を示す図；
図１２は図１０の動作説明図；
図１３は図１０の動作説明図；
図１４は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１５は直接変調方式の構成図；
図１６は直接変調方式を示す図；
図１７はＬＮ変調方式の構成図；
図１８はＬＮ変調方式を示す図；
図１９はＥＡ変調方式の構成図；
図２０はＥＡ変調方式を示す図；
図２１は従来のノイズを重畳する方法を示す図；
図２２は従来のノイズを重畳する他の方法を示す図である。
図２は本発明の第１実施形態による光源装置を示す図；
図３は図２の動作説明図；
図４はＣＷ光電力と消光比との関係を示す図；
図５は本発明の第２実施形態による光源装置を示す図；
図６は図５中の検出部の構成図；
図７は第１及び第２波長検出部のフィルタ特性を示す図；
図８は図５中の制御部の制御を示す図；
図９は本発明の第３実施形態による光源装置；
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１１は図１０中の外部変調器を示す図；
図１２は図１０の動作説明図；
図１３は図１０の動作説明図；
図１４は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１５は直接変調方式の構成図；
図１６は直接変調方式を示す図；
図１７はＬＮ変調方式の構成図；
図１８はＬＮ変調方式を示す図；
図１９はＥＡ変調方式の構成図；
図２０はＥＡ変調方式を示す図；
図２１は従来のノイズを重畳する方法を示す図；
図２２は従来のノイズを重畳する他の方法を示す図である。
本発明の実施形態の説明をする前に本発明の原理について説明する。図１は本発明の原理図である。図１に示すように、光源装置は、ＣＷ光源１５０、レベル変器１５２、混合部１５４及び利得可変器１５６を具備する。ＣＷ光源１５０は一定のパワーのＣＷ光を発光する。ＣＷ光のパワーを実線、０レベルを破線で示している。レベル変換器１５２は、ＣＷ光のパワーを変換する。混合部１５４は光主信号とレベル変換器１５２から出力されるＣＷ光とを混合して、利得可変器１５６に入力する。レベル変換器１５２から出力されるＣＷ光のパワーをΔＰ、光主信号のハイレベルのパワーをＰ１，ローレベルのパワーをＰ０とすると、混合部１５４の出力信号光のハイレベルのパワー（Ｐ１＋ΔＰ），ローレベルのパワー（Ｐ０＋ΔＰ）となることより、消光比は次式（２）のようになる。
消光比＝１０×ｌｏｇ（（Ｐ１＋ΔＰ）／（Ｐ０＋ΔＰ）） ・・・（２）
式（２）に示すように、光主信号の消光比の変えずにレベル変換器１５２によりＣＷ光のパワーΔＰを変更することにより、消光比を変えることができる。これにより、消光比を小さくするには、光主信号の消光比を変化させることなく、ＣＷ光のパワーΔＰを大きくすればよい。利得可変器１５６は、所定の利得で混合部１５６の出力光信号を増幅又は減衰させる。このとき、混合部１５６の出力光信号の消光比を変化させずに、ハイレベル及びローレベルのパワーを変化させることができる。
第１実施形態
図２は本発明の第１実施形態による光源装置の構成図である。図２に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２、外部変調器２０４、第２ＣＷ光源２０６、レベル変換部２０８、混合部２１０及び利得可変器２１２を具備する。第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２及び外部変調器２０４は光主信号を出力する装置である。第１ＣＷ光源２００は、直流光を発光する光源である。駆動部２０２は、電気主信号を入力して、そのハイレベル及びローレベルが該当電圧に対応するように駆動電圧を出力する。外部変調器２０４は、駆動電圧に従って直流光を変調して光主信号を出力するＬＮ変調器やＥＡ変調器である。光主信号のローレベル及びハイレベルのパワーは駆動電圧のバイアス電圧及び変調振幅により決定する。光主信号の消光比は駆動部２０２の駆動波形の歪みやリンギング等によるノイズが無いように設定しておく。尚、第１ＣＷ光源２００を直接変調する変調方式により光主信号を出力してもよい。この場合は、外部変調器２０４は使わない。
第２ＣＷ光源２０６は、一定パワーの直流光を発光する光源である。レベル変換器２０８は直流光のパワーのレベルを変換する回路である。レベル変換器２０８を設けたのは、ＣＷ光源２０６の直流光のパワーを一定にして、直流光のパワーを所望の値とするためである。混合部２１０は、外部変調器２０６からの光主信号とレベル変換器２０８からの直流光とを合波する光カプラ等である。利得可変器２１２は混合部２１０からの光出力信号の消光比を一定のまま利得を可変にするものである。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器でも良い。
図３は図２の動作説明図である。以下、図３を参照して、図２の動作説明をする。図３中のＣＷ光−ＯＦＦ時に示すように、外部変調器２０４の光主信号のローレベルのパワーＰ０，ハイレベルのパワーＰ１となるように、駆動回路２０２より駆動電圧を出力する。ここで、例えば、消光比が規格等で規定されている上限値となるようにＰ１，Ｐ０を設定する。例えば、消光比の上限値を１３ｄＢであるとする。
外部変調器２０４はＣＷ光源２００からのＣＷ光を駆動回路２０２より出力される駆動電圧で変調して、光主信号を出力する。第２ＣＷ光源２０６は、直流光を発光する。レベル変換器２０８は直流光のパワーを変換する。レベル変換器２０８によりレベル変換された直流光のパワーをΔＰとする。混合器２１０は、外部変調器２０４から出力された光主信号とレベル変換器２０８から出力された直流光とを混合する。混合器２１０より出力された光主信号のパワーは図３中のＣＷ光−ＯＮ時に示すように外部変調器２０４より出力された光主信号のパワーに直流光のパワーが加算される。
図４はＣＷ光電力と消光比の関係を示す図であり、横軸がＣＷ光電力、縦軸が消光比（ｄＢ）である。ここでは、ＣＷ光電力が０である時の消光比を１３ｄＢであるとしている。混合器２１０の出力信号光のローレベルの光パワーが（Ｐ０＋ΔＰ）、ハイレベルの光パワーが（Ｐ１＋ΔＰ）であることから、その消光比は式（２）で示される。
図４に示すように、式（２）に従って、この消光比とＣＷ光電力ΔＰとの関係を示すと、消光比はＣＷ光電力について単調減少となる。よって、所望の消光比に該当するＣＷ光電力ΔＰとすることにより、消光比を所望の値とすることができる。この時、外部変調器２０４から出力される光信号光の消光比は変化させる必要がなく、消光比を小さくする場合はＣＷ光電力ΔＰを大きくすれば良いので、駆動波形の歪やリンギング等によって光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することがない。利得可変器２１２は、混合器２１０の出力信号光の消光比を変化させることなく、光パワーを可変に制御する。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器を使用しても良い。また、このレベル変換器を外部変調器２０４と混合部２１０との間に設けても良い。更に、レベル変換器２０８の代わりに、第２ＣＷ光源２０６のＣＷ光のパワーを駆動電流を変化させることにより可変としてもよい。
第２実施形態
図５は本発明の第２実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態では、混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう第２光源２５０の波長を制御する機能とレベル変換器２０８の変換レベルを制御する機能とが図２の光源装置に付加されている。ビート雑音は、異なった波長の二つの信号が入力された場合に生じるノイズであり、現象としてアイパターンの劣化等に現れ消光比が変動する。その周波数は二つの光信号の周波数の差に等しい。そこで、ビート雑音を回避するべく、主信号の波長とＣＷ光源の波長との差が一定になるように第２ＣＷ光源２５０の波長を制御する。第２ＣＷ光源２５０は、制御部２５２により直流光の波長が可変に制御される光源である。レベル変換器２５６は制御部２５２により変換レベルが制御される。
図６は図５中の検出部２５４の構成図である。図６に示すように、波長検出部２５４は、光分岐部２６０、第１波長検出部２６２、第２波長検出部２６４、引算回路２６６及びオペアンプ２６８を有する。光分岐部２６０は、主信号とＣＷ光に分波して、主信号を第１波長検出部２６２に出力し、ＣＷ光を第２波長検出部２６４に出力する。
図７は第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を示す図である。横軸に波長λ，縦軸Ｐにパワー．縦軸Ｖにフィルタ特性を示している。第１波長検出部２６２は、主信号の帯域の各波長について、図７中の破線部Ａで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、主信号の波長λ１に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。第２波長検出部２６４は、ＣＷ光の帯域の各波長について、図７中の破線部Ｂで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、ＣＷ光の波長λ２に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。
ここで、ＣＷの波長が主信号の波長に対して、一定離間している場合は、第１波長検出部２６２と第２波長検出部２６４の出力信号レベル（電圧）が等しくなるように第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を選択しておく。引算回路２６６は、第１及び第２波長検出部２６２，２６４の出力電気信号の差分を求める。ＣＷ波長λ２と主信号の波長λ２との差が所定値であると引算回路２６６の出力が０となることから、引算回路２６６の出力は波長λ２が波長λ１から所定波長離間した波長からのずれを示す。オペアンプ２６６は波長λ２とλ１との波長差が一定となるように、ＣＷ光の波長を変更するべく、波長差のずれに該当する電気信号、例えば、ＬＤチップ温度を上昇／低下させるための信号を出力する。主信号光波長とＣＷ光波長の間隔については、光受信部の波長帯域が許す限り離すのが望ましいが、目安としては、光信号の変調による波長スペクトルの広がり（例えば、１．５５μ帯の主信号で考えた場合、２．４Ｇ：±２０ｐｍ，１０Ｇ：±８０ｐｍ）に対して十分（≧１００倍）離れた波長に設定する必要がある。
図８は制御部２５２の制御を示す図である。制御部２５２は、検出部２５４の出力信号から主信号波長λ１とＣＷ光波長λ２との差が一定となるように制御電流をＣＷ光源２５０に出力する。例えば、図８に示すように、ＣＷがドリフトして主信号側に近づいた場合、主信号波長を基準として一定離間するようにＣＷの波長をシフトする。同様に、ＣＷが主信号から離れる方向にドリフトしたとき、ＣＷ光の波長を主信号側に近づける。また、レベル変換器２５６を制御して、ＣＷの光電力ΔＰを所望の値とする。第２ＣＷ光源２５０は、制御信号により波長が制御される。これにより、混合器２１０より出力される信号光のビート雑音が抑制される。他の動作については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
第３実施形態
図９は本発明の第３実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態は、第２実施形態と同様に混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう制御する機能が図９の光源装置に付加されているがその制御方法が第２実施形態と異なる。ビート雑音は、現象としてアイパターンの劣化等に現れる。そこで、本実施形態では混合器２１０の出力信号光の劣化、例えば、アイパターンの劣化を検出して、劣化が抑制されるように第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。検出部３００は、外部変調器２０４から出力される光主信号と混合器２１０の出力信号光とを比較して、主信号の劣化の程度を検出して、制御部３０２に出力する。具体的には、例えば、光主信号の消光比とＣＷのパワーΔＰから求められる混合部２１０の出力信号光の期待値としてのハイ側のパワーとロー側のパワーと混合器２１０から出力される出力光のハイ側のパワーとロー側のパワーとを比較することによりビート雑音による符号誤りを検出する。制御部３０２は主信号の劣化の程度より劣化が抑制される方向に第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。これにより混合器２１０より主信号の劣化が抑制された高品質な所望の消光比の信号光が出力される。
第４実施形態
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置の構成図である。図１０に示すように、光源装置は、ＣＷ光源３５０、第１駆動部３５２、第２駆動部３５４及び外部変調器３５６を具備する。光源３５０は直流光を発光するＣＷ光源である。第１駆動部３５２は、図１０の波形に示す主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部３５４は、図１０の波形に示す干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。干渉信号は主信号の振幅よりも小さく且つ一定周期の正弦波又はパルス波である外部変調器３５６は主信号（電気）及び干渉信号（電気）に従って、光源３５０からの直流光を変調して図１０の波形に示す光出力するＤｕａｌ駆動型の変調器である。干渉信号の振幅レベルを適切に選択することにより、後述するように、消光比に影響を与えないように干渉信号を重畳することができる。
図１１は外部変調器３５６のインピーダンス整合を示す図である。図１１に示すように、変調器３７６はマッハツェンダ干渉計で構成され電気光学効果で光を変調するためのＲＦ１（主信号）を入力する信号線（電極）３７２及びＲＦ２（干渉信号）を入力する信号線（電極）３７４が５０Ωで終端されており、整合されている。外部変調器３５６を使用するのは次の理由による。（１）電気主信号と電気干渉信号とをミキシングする場合、インピーダンス整合が難しいこと、ＲＦ特性の調整が難しいが、外部変調器３５６は、これらの信号をミキシングすることなく別々に入力できること、電気主信号及び電気干渉信号について、図１１に示すように、各々５０Ωで終端されていることからインピーダンス整合が容易で、主信号と干渉信号を外部変調器３５６に入力する部分を個別に検討することができることから、光源装置の設計を容易にすることが可能となること、（２）干渉信号と主信号とを合成するのではなく、外部変調器３８８で主信号及び干渉信号にＣＷ光を変調することにより、後述するように、消光比が変わらないことによる。
図１０に示した外部変調器３５６のＲＦ１，ＲＦ２に、第１駆動部３５２の出力の主信号（ＲＦ），第２駆動部３５４の出力の干渉信号をそれぞれ入力すると、外部変調器３５６より図１０に示す光波形が出力される。動作を分かり易くするために図１２のシングル駆動方式の外部変調器３８８の場合で説明する。
図１２は外部変調器３５６の等価なシングル外部変調器の構成図である。図１３はシングル外部変調器の波形図であり、外部変調器駆動波形、ＬＮ変調器Ｖπ特性及び外部変調器出力波形が示されている。図１０と図１２とは動作的に等価である。バイアス・ティー３８６により第１駆動部３８４から出力される主信号が第２駆動部３８２によるノイズにより振幅変調された外部変調器駆動波形が外部変調器３８６に入力され、第２駆動部３８２の信号成分で外部変調器３８８のＬＮ変調器Ｖπ特性で示される動作点が変調され、図１３に示す外部変調光出力波形が得られる。このとき、ハイ側，ロー側のノイズ分布は図１３に示したようになるため、干渉信号の重畳を行った場合においても、消光比が変わらない。
第５実施形態
図１４は本発明の第５実施形態による光源装置の構成図であり、図５中及び図１０中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。図１４に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源４００、第１駆動部４０２、第２駆動部４０４、外部変調器３５６、第１制御部４０６、第２制御部４１２、第２ＣＷ光源４０８、レベル変換器４１０、混合器２１０及び検出部４１４を具備する。第１ＣＷ光源４００は、ＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。第１駆動部４０２は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部４０４は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。第１制御部４０６は第１駆動部４０２及び第２駆動部４０４が外部変調器３５６に与えるバイアス電圧等を制御する。第２ＣＷ光源４０８はＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。レベル変換器４１０は変換レベルが第２制御部４１２により制御される。
第２制御部４１２は、次の機能を有する。検出部４１４より出力される混合部２１０の光出力の強度を入力して、光出力の出力パワーの平均値が一定となるように、第１ＣＷ光源４００及び第２ＣＷ光源４０８のＣＷ光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御する。検出部４１４は、混合部２１０の光出力のパワーを検出する。これにより、混合部２１０の光出力のパワーの平均値を一定に保つことができ、高品質な光源装置を提供することができる。尚、検出部４１４は、混合部２１０の光出力の振幅レベルを検出し、第２制御部４１２は第２ＣＷ光源４０８からの直流光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御して光出力の消光比を一定に保つよう制御しても良い。また、第２実施形態又は第３実施形態と第４実施形態を組み合わせても良い。
消光比＝１０×ｌｏｇ（（Ｐ１＋ΔＰ）／（Ｐ０＋ΔＰ）） ・・・（２）
式（２）に示すように、光主信号の消光比の変えずにレベル変換器１５２によりＣＷ光のパワーΔＰを変更することにより、消光比を変えることができる。これにより、消光比を小さくするには、光主信号の消光比を変化させることなく、ＣＷ光のパワーΔＰを大きくすればよい。利得可変器１５６は、所定の利得で混合部１５６の出力光信号を増幅又は減衰させる。このとき、混合部１５６の出力光信号の消光比を変化させずに、ハイレベル及びローレベルのパワーを変化させることができる。
第１実施形態
図２は本発明の第１実施形態による光源装置の構成図である。図２に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２、外部変調器２０４、第２ＣＷ光源２０６、レベル変換部２０８、混合部２１０及び利得可変器２１２を具備する。第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２及び外部変調器２０４は光主信号を出力する装置である。第１ＣＷ光源２００は、直流光を発光する光源である。駆動部２０２は、電気主信号を入力して、そのハイレベル及びローレベルが該当電圧に対応するように駆動電圧を出力する。外部変調器２０４は、駆動電圧に従って直流光を変調して光主信号を出力するＬＮ変調器やＥＡ変調器である。光主信号のローレベル及びハイレベルのパワーは駆動電圧のバイアス電圧及び変調振幅により決定する。光主信号の消光比は駆動部２０２の駆動波形の歪みやリンギング等によるノイズが無いように設定しておく。尚、第１ＣＷ光源２００を直接変調する変調方式により光主信号を出力してもよい。この場合は、外部変調器２０４は使わない。
第２ＣＷ光源２０６は、一定パワーの直流光を発光する光源である。レベル変換器２０８は直流光のパワーのレベルを変換する回路である。レベル変換器２０８を設けたのは、ＣＷ光源２０６の直流光のパワーを一定にして、直流光のパワーを所望の値とするためである。混合部２１０は、外部変調器２０６からの光主信号とレベル変換器２０８からの直流光とを合波する光カプラ等である。利得可変器２１２は混合部２１０からの光出力信号の消光比を一定のまま利得を可変にするものである。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器でも良い。
図３は図２の動作説明図である。以下、図３を参照して、図２の動作説明をする。図３中のＣＷ光−ＯＦＦ時に示すように、外部変調器２０４の光主信号のローレベルのパワーＰ０，ハイレベルのパワーＰ１となるように、駆動回路２０２より駆動電圧を出力する。ここで、例えば、消光比が規格等で規定されている上限値となるようにＰ１，Ｐ０を設定する。例えば、消光比の上限値を１３ｄＢであるとする。
外部変調器２０４はＣＷ光源２００からのＣＷ光を駆動回路２０２より出力される駆動電圧で変調して、光主信号を出力する。第２ＣＷ光源２０６は、直流光を発光する。レベル変換器２０８は直流光のパワーを変換する。レベル変換器２０８によりレベル変換された直流光のパワーをΔＰとする。混合器２１０は、外部変調器２０４から出力された光主信号とレベル変換器２０８から出力された直流光とを混合する。混合器２１０より出力された光主信号のパワーは図３中のＣＷ光−ＯＮ時に示すように外部変調器２０４より出力された光主信号のパワーに直流光のパワーが加算される。
図４はＣＷ光電力と消光比の関係を示す図であり、横軸がＣＷ光電力、縦軸が消光比（ｄＢ）である。ここでは、ＣＷ光電力が０である時の消光比を１３ｄＢであるとしている。混合器２１０の出力信号光のローレベルの光パワーが（Ｐ０＋ΔＰ）、ハイレベルの光パワーが（Ｐ１＋ΔＰ）であることから、その消光比は式（２）で示される。
図４に示すように、式（２）に従って、この消光比とＣＷ光電力ΔＰとの関係を示すと、消光比はＣＷ光電力について単調減少となる。よって、所望の消光比に該当するＣＷ光電力ΔＰとすることにより、消光比を所望の値とすることができる。この時、外部変調器２０４から出力される光信号光の消光比は変化させる必要がなく、消光比を小さくする場合はＣＷ光電力ΔＰを大きくすれば良いので、駆動波形の歪やリンギング等によって光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することがない。利得可変器２１２は、混合器２１０の出力信号光の消光比を変化させることなく、光パワーを可変に制御する。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器を使用しても良い。また、このレベル変換器を外部変調器２０４と混合部２１０との間に設けても良い。更に、レベル変換器２０８の代わりに、第２ＣＷ光源２０６のＣＷ光のパワーを駆動電流を変化させることにより可変としてもよい。
第２実施形態
図５は本発明の第２実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態では、混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう第２光源２５０の波長を制御する機能とレベル変換器２０８の変換レベルを制御する機能とが図２の光源装置に付加されている。ビート雑音は、異なった波長の二つの信号が入力された場合に生じるノイズであり、現象としてアイパターンの劣化等に現れ消光比が変動する。その周波数は二つの光信号の周波数の差に等しい。そこで、ビート雑音を回避するべく、主信号の波長とＣＷ光源の波長との差が一定になるように第２ＣＷ光源２５０の波長を制御する。第２ＣＷ光源２５０は、制御部２５２により直流光の波長が可変に制御される光源である。レベル変換器２５６は制御部２５２により変換レベルが制御される。
図６は図５中の検出部２５４の構成図である。図６に示すように、波長検出部２５４は、光分岐部２６０、第１波長検出部２６２、第２波長検出部２６４、引算回路２６６及びオペアンプ２６８を有する。光分岐部２６０は、主信号とＣＷ光に分波して、主信号を第１波長検出部２６２に出力し、ＣＷ光を第２波長検出部２６４に出力する。
図７は第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を示す図である。横軸に波長λ，縦軸Ｐにパワー．縦軸Ｖにフィルタ特性を示している。第１波長検出部２６２は、主信号の帯域の各波長について、図７中の破線部Ａで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、主信号の波長λ１に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。第２波長検出部２６４は、ＣＷ光の帯域の各波長について、図７中の破線部Ｂで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、ＣＷ光の波長λ２に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。
ここで、ＣＷの波長が主信号の波長に対して、一定離間している場合は、第１波長検出部２６２と第２波長検出部２６４の出力信号レベル（電圧）が等しくなるように第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を選択しておく。引算回路２６６は、第１及び第２波長検出部２６２，２６４の出力電気信号の差分を求める。ＣＷ波長λ２と主信号の波長λ２との差が所定値であると引算回路２６６の出力が０となることから、引算回路２６６の出力は波長λ２が波長λ１から所定波長離間した波長からのずれを示す。オペアンプ２６６は波長λ２とλ１との波長差が一定となるように、ＣＷ光の波長を変更するべく、波長差のずれに該当する電気信号、例えば、ＬＤチップ温度を上昇／低下させるための信号を出力する。主信号光波長とＣＷ光波長の間隔については、光受信部の波長帯域が許す限り離すのが望ましいが、目安としては、光信号の変調による波長スペクトルの広がり（例えば、１．５５μ帯の主信号で考えた場合、２．４Ｇ：±２０ｐｍ，１０Ｇ：±８０ｐｍ）に対して十分（≧１００倍）離れた波長に設定する必要がある。
図８は制御部２５２の制御を示す図である。制御部２５２は、検出部２５４の出力信号から主信号波長λ１とＣＷ光波長λ２との差が一定となるように制御電流をＣＷ光源２５０に出力する。例えば、図８に示すように、ＣＷがドリフトして主信号側に近づいた場合、主信号波長を基準として一定離間するようにＣＷの波長をシフトする。同様に、ＣＷが主信号から離れる方向にドリフトしたとき、ＣＷ光の波長を主信号側に近づける。また、レベル変換器２５６を制御して、ＣＷの光電力ΔＰを所望の値とする。第２ＣＷ光源２５０は、制御信号により波長が制御される。これにより、混合器２１０より出力される信号光のビート雑音が抑制される。他の動作については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
第３実施形態
図９は本発明の第３実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態は、第２実施形態と同様に混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう制御する機能が図９の光源装置に付加されているがその制御方法が第２実施形態と異なる。ビート雑音は、現象としてアイパターンの劣化等に現れる。そこで、本実施形態では混合器２１０の出力信号光の劣化、例えば、アイパターンの劣化を検出して、劣化が抑制されるように第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。検出部３００は、外部変調器２０４から出力される光主信号と混合器２１０の出力信号光とを比較して、主信号の劣化の程度を検出して、制御部３０２に出力する。具体的には、例えば、光主信号の消光比とＣＷのパワーΔＰから求められる混合部２１０の出力信号光の期待値としてのハイ側のパワーとロー側のパワーと混合器２１０から出力される出力光のハイ側のパワーとロー側のパワーとを比較することによりビート雑音による符号誤りを検出する。制御部３０２は主信号の劣化の程度より劣化が抑制される方向に第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。これにより混合器２１０より主信号の劣化が抑制された高品質な所望の消光比の信号光が出力される。
第４実施形態
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置の構成図である。図１０に示すように、光源装置は、ＣＷ光源３５０、第１駆動部３５２、第２駆動部３５４及び外部変調器３５６を具備する。光源３５０は直流光を発光するＣＷ光源である。第１駆動部３５２は、図１０の波形に示す主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部３５４は、図１０の波形に示す干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。干渉信号は主信号の振幅よりも小さく且つ一定周期の正弦波又はパルス波である外部変調器３５６は主信号（電気）及び干渉信号（電気）に従って、光源３５０からの直流光を変調して図１０の波形に示す光出力するＤｕａｌ駆動型の変調器である。干渉信号の振幅レベルを適切に選択することにより、後述するように、消光比に影響を与えないように干渉信号を重畳することができる。
図１１は外部変調器３５６のインピーダンス整合を示す図である。図１１に示すように、変調器３７６はマッハツェンダ干渉計で構成され電気光学効果で光を変調するためのＲＦ１（主信号）を入力する信号線（電極）３７２及びＲＦ２（干渉信号）を入力する信号線（電極）３７４が５０Ωで終端されており、整合されている。外部変調器３５６を使用するのは次の理由による。（１）電気主信号と電気干渉信号とをミキシングする場合、インピーダンス整合が難しいこと、ＲＦ特性の調整が難しいが、外部変調器３５６は、これらの信号をミキシングすることなく別々に入力できること、電気主信号及び電気干渉信号について、図１１に示すように、各々５０Ωで終端されていることからインピーダンス整合が容易で、主信号と干渉信号を外部変調器３５６に入力する部分を個別に検討することができることから、光源装置の設計を容易にすることが可能となること、（２）干渉信号と主信号とを合成するのではなく、外部変調器３８８で主信号及び干渉信号にＣＷ光を変調することにより、後述するように、消光比が変わらないことによる。
図１０に示した外部変調器３５６のＲＦ１，ＲＦ２に、第１駆動部３５２の出力の主信号（ＲＦ），第２駆動部３５４の出力の干渉信号をそれぞれ入力すると、外部変調器３５６より図１０に示す光波形が出力される。動作を分かり易くするために図１２のシングル駆動方式の外部変調器３８８の場合で説明する。
図１２は外部変調器３５６の等価なシングル外部変調器の構成図である。図１３はシングル外部変調器の波形図であり、外部変調器駆動波形、ＬＮ変調器Ｖπ特性及び外部変調器出力波形が示されている。図１０と図１２とは動作的に等価である。バイアス・ティー３８６により第１駆動部３８４から出力される主信号が第２駆動部３８２によるノイズにより振幅変調された外部変調器駆動波形が外部変調器３８６に入力され、第２駆動部３８２の信号成分で外部変調器３８８のＬＮ変調器Ｖπ特性で示される動作点が変調され、図１３に示す外部変調光出力波形が得られる。このとき、ハイ側，ロー側のノイズ分布は図１３に示したようになるため、干渉信号の重畳を行った場合においても、消光比が変わらない。
第５実施形態
図１４は本発明の第５実施形態による光源装置の構成図であり、図５中及び図１０中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。図１４に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源４００、第１駆動部４０２、第２駆動部４０４、外部変調器３５６、第１制御部４０６、第２制御部４１２、第２ＣＷ光源４０８、レベル変換器４１０、混合器２１０及び検出部４１４を具備する。第１ＣＷ光源４００は、ＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。第１駆動部４０２は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部４０４は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。第１制御部４０６は第１駆動部４０２及び第２駆動部４０４が外部変調器３５６に与えるバイアス電圧等を制御する。第２ＣＷ光源４０８はＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。レベル変換器４１０は変換レベルが第２制御部４１２により制御される。
第２制御部４１２は、次の機能を有する。検出部４１４より出力される混合部２１０の光出力の強度を入力して、光出力の出力パワーの平均値が一定となるように、第１ＣＷ光源４００及び第２ＣＷ光源４０８のＣＷ光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御する。検出部４１４は、混合部２１０の光出力のパワーを検出する。これにより、混合部２１０の光出力のパワーの平均値を一定に保つことができ、高品質な光源装置を提供することができる。尚、検出部４１４は、混合部２１０の光出力の振幅レベルを検出し、第２制御部４１２は第２ＣＷ光源４０８からの直流光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御して光出力の消光比を一定に保つよう制御しても良い。また、第２実施形態又は第３実施形態と第４実施形態を組み合わせても良い。
本発明によれば、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定することができる。また、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることが必要となる用途において、簡単な構成でかかる機能を満足する高品質な光源装置を提供することができる。
【書類名】 明細書
【技術分野】
【０００１】
光通信システムの伝送特性の試験等において、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定したい場合、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることにより光受信器等の光モジュールの特性評価を行う場合に用いる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信器等の光モジュールでは、その特性評価を行うべく、入力光信号のクロスポイントのレベル、立上り、立下り、消光比や干渉信号による符号間干渉のシミュレーションにより行っている。消光比は、ＬＤ等の発光素子（以下、ＬＤで代表する）による直接変調方式、ＬＮやＥＡ等の外部変調器による変調方式により変化させている。
【０００３】
図１５は従来の直接変調方式の構成図である。図１６は直接変調方式による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸にＬＤ電流、縦軸に光出力パワーを示している。図１６に示すように、図１５中の光源（ＬＤ）１０は閾値電流Ｉthを越えると発光し、光出力パワーがＬＤ電流の増加と共に増加する。
【０００４】
直接変調方式は、ＬＤ１０の光出力パワーを駆動部１２によるＬＤ電流により制御するものである。図１６に示すように、主信号のローレベルの光出力パワーＰ０を決定するＬＤ電流のバイアス点ＩＢと主信号のハイレベルの光出力パワーＰ１を決定するＬＤ電流の振幅ＩＰにより消光比を制御している。ここで、消光比は次式（１）で表される。
【０００５】
消光比＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０） ・・・（１）
図１７はＬＮ変調器を示す図である。図１８はＬＮ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図１７に示すように、ＬＮ変調器２４は、駆動部２２から出力される駆動電圧が変化することにより出力光パワーが一定周期の特性を有するものであることから、例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部２２により変換して、ＬＮ変調器２４に入力し、ＬＮ変調器２４により光源２０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
【０００６】
図１９はＥＡ変調器を示す図である。図２０はＥＡ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図２０に示すように、ＥＡ変調器３４は、駆動部３２から出力される駆動電圧が増加すると出力光パワーが減少する。
【０００７】
例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部３２により変換して、ＥＡ変調器３４に入力し、ＥＡ変調器３４により光源３０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
【０００８】
また、特許文献には入力信号に依存せずに動作ドリフトに伴う出力光信号の消光比の劣化を防止することのできる外部変調器の制御方式が開示されている。
【０００９】
特許文献
特開平３−２５１８１５号公報
一方、ノイズを重畳する方法としては、以下の方法がある。
【００１０】
図２１はノイズを重畳する方法を示す図である。図２１に示すように、ノイズを重畳する場合、電気主信号と電気干渉信号とを混合部４２でミキシングして駆動部４４に入力し、駆動部４４より出力される主信号に干渉信号が含まれた駆動電圧で外部変調器４６で光源４０からの直流光を変調する。
【００１１】
図２２はノイズを重畳する他の方法を示す図である。図２２に示す光干渉波をレベル変換器６０によりレベル変換を行い、光干渉波と図２２に示す光主信号とを混合部６２により混合し、その光出力信号をレベル変換器６４によりレベル変換を行って、図２２に示す光出力信号を出力する。
【００１２】
しかしながら、従来の消光比を変化させる場合において、消光比を小さくすることにより、駆動波形の歪みやリンギング等によって、光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することになる。また、特許文献は動作点ドリフトに伴う消光比の劣化を防止することはできるが消光比を小さくする場合には上述したことと同様の問題点がある。
【００１３】
また、ノイズを重畳する方法としては、図２１の方法では混合部４２において、干渉信号や主信号のインピーダンスマッチングやＲＦ特性を考慮して、電気的な接続に注意が必要となって混合部４２の設計が難しいという問題点があった。
【００１４】
更に、図２２に示した方法では、ハイレベルの最大パワーは主信号のハイレベルのパワーに干渉波の最大パワーが加算され、ローレベルの主信号のパワーに干渉波の最小パワーが加算されることから、干渉波の大きさにより光出力の消光比が変動することにより、消光比が一定のまま、干渉波の大きさを変えることができないという問題点があった。
【発明の開示】
本発明の目的は、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定したい場合や、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることが必要となる用途において、簡単な構成でこれらの機能を満足する高品質な光源装置を提供することである。
【００１５】
本発明の一側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光するＣＷ光源と、前記第１直流光の光電力のレベルを変換して第２直流光を出力するレベル変換器と、消光比が一定の光主信号と前記第２直流光とを混合する混合器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
【００１６】
本発明の他の側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、電気主信号を出力する第１駆動回路と、前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
【００１７】
本発明の更に他の側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、電気主信号を出力する第１駆動回路と、前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
【発明を実施するための最良の態様】
【００１８】
本発明の実施形態の説明をする前に本発明の原理について説明する。図１は本発明の原理図である。図１に示すように、光源装置は、ＣＷ光源１５０、レベル変器１５２、混合部１５４及び利得可変器１５６を具備する。
【００１９】
ＣＷ光源１５０は一定のパワーのＣＷ光を発光する。ＣＷ光のパワーを実線、０レベルを破線で示している。レベル変換器１５２は、ＣＷ光のパワーを変換する。混合部１５４は光主信号とレベル変換器１５２から出力されるＣＷ光とを混合して、利得可変器１５６に入力する。
【００２０】
レベル変換器１５２から出力されるＣＷ光のパワーをΔＰ、光主信号のハイレベルのパワーをＰ１，ローレベルのパワーをＰ０とすると、混合部１５４の出力信号光のハイレベルのパワー（Ｐ１＋ΔＰ），ローレベルのパワー（Ｐ０＋ΔＰ）となることより、消光比は次式（２）のようになる。
【００２１】
消光比＝１０×ｌｏｇ（（Ｐ１＋ΔＰ）／（Ｐ０＋ΔＰ）） ・・・（２）
式（２）に示すように、光主信号の消光比の変えずにレベル変換器１５２によりＣＷ光のパワーΔＰを変更することにより、消光比を変えることができる。これにより、消光比を小さくするには、光主信号の消光比を変化させることなく、ＣＷ光のパワーΔＰを大きくすればよい。
【００２２】
利得可変器１５６は、所定の利得で混合部１５６の出力光信号を増幅又は減衰させる。このとき、混合部１５６の出力光信号の消光比を変化させずに、ハイレベル及びローレベルのパワーを変化させることができる。
【００２３】
第１実施形態
図２は本発明の第１実施形態による光源装置の構成図である。図２に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２、外部変調器２０４、第２ＣＷ光源２０６、レベル変換部２０８、混合部２１０及び利得可変器２１２を具備する。
【００２４】
第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２及び外部変調器２０４は光主信号を出力する装置である。第１ＣＷ光源２００は、直流光を発光する光源である。駆動部２０２は、電気主信号を入力して、そのハイレベル及びローレベルが該当電圧に対応するように駆動電圧を出力する。
【００２５】
外部変調器２０４は、駆動電圧に従って直流光を変調して光主信号を出力するＬＮ変調器やＥＡ変調器である。光主信号のローレベル及びハイレベルのパワーは駆動電圧のバイアス電圧及び変調振幅により決定する。
【００２６】
光主信号の消光比は駆動部２０２の駆動波形の歪みやリンギング等によるノイズが無いように設定しておく。尚、第１ＣＷ光源２００を直接変調する変調方式により光主信号を出力してもよい。この場合は、外部変調器２０４は使わない。
【００２７】
第２ＣＷ光源２０６は、一定パワーの直流光を発光する光源である。レベル変換器２０８は直流光のパワーのレベルを変換する回路である。レベル変換器２０８を設けたのは、ＣＷ光源２０６の直流光のパワーを一定にして、直流光のパワーを所望の値とするためである。
【００２８】
混合部２１０は、外部変調器２０６からの光主信号とレベル変換器２０８からの直流光とを合波する光カプラ等である。利得可変器２１２は混合部２１０からの光出力信号の消光比を一定のまま利得を可変にするものである。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器でも良い。
【００２９】
図３は図２の動作説明図である。以下、図３を参照して、図２の動作説明をする。図３中のＣＷ光−ＯＦＦ時に示すように、外部変調器２０４の光主信号のローレベルのパワーＰ０，ハイレベルのパワーＰ１となるように、駆動回路２０２より駆動電圧を出力する。ここで、例えば、消光比が規格等で規定されている上限値となるようにＰ１，Ｐ０を設定する。例えば、消光比の上限値を１３ｄＢであるとする。
【００３０】
外部変調器２０４はＣＷ光源２００からのＣＷ光を駆動回路２０２より出力される駆動電圧で変調して、光主信号を出力する。第２ＣＷ光源２０６は、直流光を発光する。レベル変換器２０８は直流光のパワーを変換する。レベル変換器２０８によりレベル変換された直流光のパワーをΔＰとする。
【００３１】
混合器２１０は、外部変調器２０４から出力された光主信号とレベル変換器２０８から出力された直流光とを混合する。混合器２１０より出力された光主信号のパワーは図３中のＣＷ光−ＯＮ時に示すように外部変調器２０４より出力された光主信号のパワーに直流光のパワーが加算される。
【００３２】
図４はＣＷ光電力と消光比の関係を示す図であり、横軸がＣＷ光電力、縦軸が消光比（ｄＢ）である。ここでは、ＣＷ光電力が０である時の消光比を１３ｄＢであるとしている。混合器２１０の出力信号光のローレベルの光パワーが（Ｐ０＋ΔＰ）、ハイレベルの光パワーが（Ｐ１＋ΔＰ）であることから、その消光比は式（２）で示される。
【００３３】
図４に示すように、式（２）に従って、この消光比とＣＷ光電力ΔＰとの関係を示すと、消光比はＣＷ光電力について単調減少となる。よって、所望の消光比に該当するＣＷ光電力ΔＰとすることにより、消光比を所望の値とすることができる。
【００３４】
この時、外部変調器２０４から出力される光信号光の消光比は変化させる必要がなく、消光比を小さくする場合はＣＷ光電力ΔＰを大きくすれば良いので、駆動波形の歪やリンギング等によって光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することがない。
【００３５】
利得可変器２１２は、混合器２１０の出力信号光の消光比を変化させることなく、光パワーを可変に制御する。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器を使用しても良い。また、このレベル変換器を外部変調器２０４と混合部２１０との間に設けても良い。更に、レベル変換器２０８の代わりに、第２ＣＷ光源２０６のＣＷ光のパワーを駆動電流を変化させることにより可変としてもよい。
【００３６】
第２実施形態
図５は本発明の第２実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態では、混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう第２光源２５０の波長を制御する機能とレベル変換器２０８の変換レベルを制御する機能とが図２の光源装置に付加されている。
【００３７】
ビート雑音は、異なった波長の二つの信号が入力された場合に生じるノイズであり、現象としてアイパターンの劣化等に現れ消光比が変動する。その周波数は二つの光信号の周波数の差に等しい。そこで、ビート雑音を回避するべく、主信号の波長とＣＷ光源の波長との差が一定になるように第２ＣＷ光源２５０の波長を制御する。第２ＣＷ光源２５０は、制御部２５２により直流光の波長が可変に制御される光源である。レベル変換器２５６は制御部２５２により変換レベルが制御される。
【００３８】
図６は図５中の検出部２５４の構成図である。図６に示すように、波長検出部２５４は、光分岐部２６０、第１波長検出部２６２、第２波長検出部２６４、引算回路２６６及びオペアンプ２６８を有する。光分岐部２６０は、主信号とＣＷ光に分波して、主信号を第１波長検出部２６２に出力し、ＣＷ光を第２波長検出部２６４に出力する。
【００３９】
図７は第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を示す図である。横軸に波長λ，縦軸Ｐにパワー．縦軸Ｖにフィルタ特性を示している。第１波長検出部２６２は、主信号の帯域の各波長について、図７中の破線部Ａで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、主信号の波長λ１に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。
【００４０】
第２波長検出部２６４は、ＣＷ光の帯域の各波長について、図７中の破線部Ｂで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、ＣＷ光の波長λ２に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。
【００４１】
ここで、ＣＷの波長が主信号の波長に対して、一定離間している場合は、第１波長検出部２６２と第２波長検出部２６４の出力信号レベル（電圧）が等しくなるように第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を選択しておく。
【００４２】
引算回路２６６は、第１及び第２波長検出部２６２，２６４の出力電気信号の差分を求める。ＣＷ波長λ２と主信号の波長λ２との差が所定値であると引算回路２６６の出力が０となることから、引算回路２６６の出力は波長λ２が波長λ１から所定波長離間した波長からのずれを示す。
【００４３】
オペアンプ２６６は波長λ２とλ１との波長差が一定となるように、ＣＷ光の波長を変更するべく、波長差のずれに該当する電気信号、例えば、ＬＤチップ温度を上昇／低下させるための信号を出力する。主信号光波長とＣＷ光波長の間隔については、光受信部の波長帯域が許す限り離すのが望ましいが、目安としては、光信号の変調による波長スペクトルの広がり（例えば、１．５５μ帯の主信号で考えた場合、２．４Ｇ：±２０ｐｍ，１０Ｇ：±８０ｐｍ）に対して十分（≧１００倍）離れた波長に設定する必要がある。
【００４４】
図８は制御部２５２の制御を示す図である。制御部２５２は、検出部２５４の出力信号から主信号波長λ１とＣＷ光波長λ２との差が一定となるように制御電流をＣＷ光源２５０に出力する。
【００４５】
例えば、図８に示すように、ＣＷがドリフトして主信号側に近づいた場合、主信号波長を基準として一定離間するようにＣＷの波長をシフトする。同様に、ＣＷが主信号から離れる方向にドリフトしたとき、ＣＷ光の波長を主信号側に近づける。
【００４６】
また、レベル変換器２５６を制御して、ＣＷの光電力ΔＰを所望の値とする。第２ＣＷ光源２５０は、制御信号により波長が制御される。これにより、混合器２１０より出力される信号光のビート雑音が抑制される。他の動作については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４７】
第３実施形態
図９は本発明の第３実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態は、第２実施形態と同様に混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう制御する機能が図９の光源装置に付加されているがその制御方法が第２実施形態と異なる。
【００４８】
ビート雑音は、現象としてアイパターンの劣化等に現れる。そこで、本実施形態では混合器２１０の出力信号光の劣化、例えば、アイパターンの劣化を検出して、劣化が抑制されるように第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。
【００４９】
検出部３００は、外部変調器２０４から出力される光主信号と混合器２１０の出力信号光とを比較して、主信号の劣化の程度を検出して、制御部３０２に出力する。具体的には、例えば、光主信号の消光比とＣＷのパワーΔＰから求められる混合部２１０の出力信号光の期待値としてのハイ側のパワーとロー側のパワーと混合器２１０から出力される出力光のハイ側のパワーとロー側のパワーとを比較することによりビート雑音による符号誤りを検出する。
【００５０】
制御部３０２は主信号の劣化の程度より劣化が抑制される方向に第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。これにより混合器２１０より主信号の劣化が抑制された高品質な所望の消光比の信号光が出力される。
【００５１】
第４実施形態
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置の構成図である。図１０に示すように、光源装置は、ＣＷ光源３５０、第１駆動部３５２、第２駆動部３５４及び外部変調器３５６を具備する。光源３５０は直流光を発光するＣＷ光源である。
【００５２】
第１駆動部３５２は、図１０の波形に示す主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部３５４は、図１０の波形に示す干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。干渉信号は主信号の振幅よりも小さく且つ一定周期の正弦波又はパルス波である外部変調器３５６は主信号（電気）及び干渉信号（電気）に従って、光源３５０からの直流光を変調して図１０の波形に示す光出力するＤｕａｌ駆動型の変調器である。干渉信号の振幅レベルを適切に選択することにより、後述するように、消光比に影響を与えないように干渉信号を重畳することができる。
【００５３】
図１１は外部変調器３５６のインピーダンス整合を示す図である。図１１に示すように、変調器３７６はマッハツェンダ干渉計で構成され電気光学効果で光を変調するためのＲＦ１（主信号）を入力する信号線（電極）３７２及びＲＦ２（干渉信号）を入力する信号線（電極）３７４が５０Ωで終端されており、整合されている。外部変調器３５６を使用するのは次の理由による。
【００５４】
（１） 電気主信号と電気干渉信号とをミキシングする場合、インピーダンス整合が難しいこと、ＲＦ特性の調整が難しいが、外部変調器３５６は、これらの信号をミキシングすることなく別々に入力できること、電気主信号及び電気干渉信号について、図１１に示すように、各々５０Ωで終端されていることからインピーダンス整合が容易で、主信号と干渉信号を外部変調器３５６に入力する部分を個別に検討することができることから、光源装置の設計を容易にすることが可能となること
（２） 干渉信号と主信号とを合成するのではなく、外部変調器３８８で主信号及び干渉信号にＣＷ光を変調することにより、後述するように、消光比が変わらないことによる。
【００５５】
図１０に示した外部変調器３５６のＲＦ１，ＲＦ２に、第１駆動部３５２の出力の主信号（ＲＦ），第２駆動部３５４の出力の干渉信号をそれぞれ入力すると、外部変調器３５６より図１０に示す光波形が出力される。動作を分かり易くするために図１２のシングル駆動方式の外部変調器３８８の場合で説明する。
【００５６】
図１２は外部変調器３５６の等価なシングル外部変調器の構成図である。図１３はシングル外部変調器の波形図であり、外部変調器駆動波形、ＬＮ変調器Ｖπ特性及び外部変調器出力波形が示されている。図１０と図１２とは動作的に等価である。
【００５７】
バイアス・ティー３８６により第１駆動部３８４から出力される主信号が第２駆動部３８２によるノイズにより振幅変調された外部変調器駆動波形が外部変調器３８６に入力され、第２駆動部３８２の信号成分で外部変調器３８８のＬＮ変調器Ｖπ特性で示される動作点が変調され、図１３に示す外部変調光出力波形が得られる。このとき、ハイ側，ロー側のノイズ分布は図１３に示したようになるため、干渉信号の重畳を行った場合においても、消光比が変わらない。
【００５８】
第５実施形態
図１４は本発明の第５実施形態による光源装置の構成図であり、図５中及び図１０中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。図１４に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源４００、第１駆動部４０２、第２駆動部４０４、外部変調器３５６、第１制御部４０６、第２制御部４１２、第２ＣＷ光源４０８、レベル変換器４１０、混合器２１０及び検出部４１４を具備する。
【００５９】
第１ＣＷ光源４００は、ＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。第１駆動部４０２は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部４０４は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。
【００６０】
第１制御部４０６は第１駆動部４０２及び第２駆動部４０４が外部変調器３５６に与えるバイアス電圧等を制御する。第２ＣＷ光源４０８はＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。レベル変換器４１０は変換レベルが第２制御部４１２により制御される。
【００６１】
第２制御部４１２は、次の機能を有する。検出部４１４より出力される混合部２１０の光出力の強度を入力して、光出力の出力パワーの平均値が一定となるように、第１ＣＷ光源４００及び第２ＣＷ光源４０８のＣＷ光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御する。
【００６２】
検出部４１４は、混合部２１０の光出力のパワーを検出する。これにより、混合部２１０の光出力のパワーの平均値を一定に保つことができ、高品質な光源装置を提供することができる。尚、検出部４１４は、混合部２１０の光出力の振幅レベルを検出し、第２制御部４１２は第２ＣＷ光源４０８からの直流光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御して光出力の消光比を一定に保つよう制御しても良い。また、第２実施形態又は第３実施形態と第４実施形態を組み合わせても良い。
【００６３】
本発明は以下の付記を有する。
【００６４】
（付記１）
光源装置であって、
第１直流光を発光するＣＷ光源と、
前記第１直流光の光電力を変換して第２直流光を出力するレベル変換器と、
消光比が一定の光主信号と前記第２直流光とを混合する混合器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【００６５】
（付記２）
光源装置であって、
駆動部からの可変な駆動電流に基づいて可変なパワーの第１直流光を発光するＣＷ光源と、
消光比が一定の光主信号と前記第１直流光とを混合する混合器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【００６６】
（付記３）
前記混合器の出力光信号から前記光主信号の第１波長及び第１直流光の第２波長を検出する検出部と、前記第１波長と前記第２波長との差分が一定になるように前記ＣＷ光源を制御する制御部とを更に具備し、前記ＣＷ光源は前記制御部により前記第１直流光の波長が制御されることを特徴とする付記１又は２記載の光源装置。
【００６７】
（付記４）
前記光主信号と前記混合器の出力信号光とを比較して、当該出力信号光に含まれるビート雑音を検出する検出部と、前記検出部により検出されたビート雑音が抑制されるように、前記第１直流光の波長を制御する制御部とを更に具備し、前記ＣＷ光源は前記制御部により前記第１直流光の波長が制御されることを特徴とする付記１記載の光源装置。
【００６８】
（付記５）
前記検出部は、前記光主信号の波長帯域の光信号と前記第１直流光の波長帯域の光信号に分岐する光分岐部と、前記光主信号の波長帯域で固有のフィルタリング特性の第１フィルタを有し、前記光分岐部より分岐された前記光主信号の波長帯域の光信号の第１波長を検出する第１波長検出部と、前記第１直流光の波長帯域で固有のフィルタリング特性の第２フィルタを有し、前記光分岐部より分岐された前記第１直流光の第２波長を検出する第２波長検出部と、前記第１及び第２波長検出部の出力信号を引き算する引算回路とを具備したことを特徴とする付記３記載の光源装置。
【００６９】
（付記６）
前記検出部は、前記混合部の前後の信号比較を行ない、ビート雑音による符号誤りを検出することを特徴とする付記４記載の光源装置。
【００７０】
（付記７）
前記制御部は更に前記レベル変換器の変換レベルを制御することを特徴とする付記３記載の光源装置。
【００７１】
（付記８）
光源装置であって、
第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、
電気主信号を出力する第１駆動回路と、
前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、
前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【００７２】
（付記９）
第２直流光を発光する第２ＣＷ光源と、前記第２直流光の光電力のレベルを変換して第３直流光を出力するレベル変換器と、前記光主信号と前記第３直流光とを混合する混合器とを更に具備したことを特徴とする付記８記載の光源装置。
【００７３】
（付記１０）
前記混合器の出力光信号のパワーを検出する検出部と、前記第１ＣＷ光源及び第２ＣＷ光源の直流光のパワー並びに前記レベル変換器の変換レベルを制御して、前記混合器の出力光信号のパワーの平均値を一定に保つように制御する制御部とを更に具備したことを特徴とする付記９記載の光源装置。
【００７４】
（付記１１）
前記混合器の出力光信号の振幅レベルを検出する検出部と、前記第２ＣＷ光源の直流光のパワー及び前記レベル変換器の変換レベルを制御して、前記混合器の出力光信号の消光比を一定に保つように制御する制御部とを更に具備したことを特徴とする付記９記載の光源装置。
【００７５】
（付記１２）
前記外部変調器は、前記電気主信号の第１ＲＦ入力ライン及び前記干渉電気信号の第２入力ラインが所定の抵抗値で終端され、インピーダンス整合がされていることを特徴とする付記８記載の光源装置。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定することができる。また、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることが必要となる用途において、簡単な構成でかかる機能を満足する高品質な光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
図１は本発明の原理図；
図２は本発明の第１実施形態による光源装置を示す図；
図３は図２の動作説明図；
図４はＣＷ光電力と消光比との関係を示す図；
図５は本発明の第２実施形態による光源装置を示す図；
図６は図５中の検出部の構成図；
図７は第１及び第２波長検出部のフィルタ特性を示す図；
図８は図５中の制御部の制御を示す図；
図９は本発明の第３実施形態による光源装置；
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１１は図１０中の外部変調器を示す図；
図１２は図１０の動作説明図；
図１３は図１０の動作説明図；
図１４は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１５は直接変調方式の構成図；
図１６は直接変調方式を示す図；
図１７はＬＮ変調方式の構成図；
図１８はＬＮ変調方式を示す図；
図１９はＥＡ変調方式の構成図；
図２０はＥＡ変調方式を示す図；
図２１は従来のノイズを重畳する方法を示す図；そして
図２２は従来のノイズを重畳する他の方法を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
光通信システムの伝送特性の試験等において、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定したい場合、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることにより光受信器等の光モジュールの特性評価を行う場合に用いる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信器等の光モジュールでは、その特性評価を行うべく、入力光信号のクロスポイントのレベル、立上り、立下り、消光比や干渉信号による符号間干渉のシミュレーションにより行っている。消光比は、ＬＤ等の発光素子（以下、ＬＤで代表する）による直接変調方式、ＬＮやＥＡ等の外部変調器による変調方式により変化させている。
【０００３】
図１５は従来の直接変調方式の構成図である。図１６は直接変調方式による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸にＬＤ電流、縦軸に光出力パワーを示している。図１６に示すように、図１５中の光源（ＬＤ）１０は閾値電流Ｉthを越えると発光し、光出力パワーがＬＤ電流の増加と共に増加する。
【０００４】
直接変調方式は、ＬＤ１０の光出力パワーを駆動部１２によるＬＤ電流により制御するものである。図１６に示すように、主信号のローレベルの光出力パワーＰ０を決定するＬＤ電流のバイアス点ＩＢと主信号のハイレベルの光出力パワーＰ１を決定するＬＤ電流の振幅ＩＰにより消光比を制御している。ここで、消光比は次式（１）で表される。
【０００５】
消光比＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０） ・・・（１）
図１７はＬＮ変調器を示す図である。図１８はＬＮ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図１７に示すように、ＬＮ変調器２４は、駆動部２２から出力される駆動電圧が変化することにより出力光パワーが一定周期の特性を有するものであることから、例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部２２により変換して、ＬＮ変調器２４に入力し、ＬＮ変調器２４により光源２０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
【０００６】
図１９はＥＡ変調器を示す図である。図２０はＥＡ変調器による消光比を変化させる方法を示す図であり、横軸に駆動電圧、縦軸に出力光パワーを示している。図２０に示すように、ＥＡ変調器３４は、駆動部３２から出力される駆動電圧が増加すると出力光パワーが減少する。
【０００７】
例えば、入力信号のローレベルを駆動電圧Ｖ０、ハイレベルを駆動電圧Ｖ１に駆動部３２により変換して、ＥＡ変調器３４に入力し、ＥＡ変調器３４により光源３０からの直流光を駆動電圧で変調することにより、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１に対応するオフ，オン時の光出力パワーが決定されて消光比が定まることから、駆動電圧Ｖ０，Ｖ１を制御することにより消光比を変化させる。
【０００８】
また、特許文献には入力信号に依存せずに動作ドリフトに伴う出力光信号の消光比の劣化を防止することのできる外部変調器の制御方式が開示されている。
【０００９】
特許文献
特開平３−２５１８１５号公報
一方、ノイズを重畳する方法としては、以下の方法がある。
【００１０】
図２１はノイズを重畳する方法を示す図である。図２１に示すように、ノイズを重畳する場合、電気主信号と電気干渉信号とを混合部４２でミキシングして駆動部４４に入力し、駆動部４４より出力される主信号に干渉信号が含まれた駆動電圧で外部変調器４６で光源４０からの直流光を変調する。
【００１１】
図２２はノイズを重畳する他の方法を示す図である。図２２に示す光干渉波をレベル変換器６０によりレベル変換を行い、光干渉波と図２２に示す光主信号とを混合部６２により混合し、その光出力信号をレベル変換器６４によりレベル変換を行って、図２２に示す光出力信号を出力する。
【００１２】
しかしながら、従来の消光比を変化させる場合において、消光比を小さくすることにより、駆動波形の歪みやリンギング等によって、光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することになる。また、特許文献は動作点ドリフトに伴う消光比の劣化を防止することはできるが消光比を小さくする場合には上述したことと同様の問題点がある。
【００１３】
また、ノイズを重畳する方法としては、図２１の方法では混合部４２において、干渉信号や主信号のインピーダンスマッチングやＲＦ特性を考慮して、電気的な接続に注意が必要となって混合部４２の設計が難しいという問題点があった。
【００１４】
更に、図２２に示した方法では、ハイレベルの最大パワーは主信号のハイレベルのパワーに干渉波の最大パワーが加算され、ローレベルの主信号のパワーに干渉波の最小パワーが加算されることから、干渉波の大きさにより光出力の消光比が変動することにより、消光比が一定のまま、干渉波の大きさを変えることができないという問題点があった。
【発明の開示】
本発明の目的は、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定したい場合や、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることが必要となる用途において、簡単な構成でこれらの機能を満足する高品質な光源装置を提供することである。
【００１５】
本発明の一側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光するＣＷ光源と、前記第１直流光の光電力のレベルを変換して第２直流光を出力するレベル変換器と、消光比が一定の光主信号と前記第２直流光とを混合する混合器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
【００１６】
本発明の他の側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、電気主信号を出力する第１駆動回路と、前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
【００１７】
本発明の更に他の側面によれば、光源装置であって、第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、電気主信号を出力する第１駆動回路と、前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器とを具備したことを特徴とする光源装置が提供される。
【発明を実施するための最良の態様】
【００１８】
本発明の実施形態の説明をする前に本発明の原理について説明する。図１は本発明の原理図である。図１に示すように、光源装置は、ＣＷ光源１５０、レベル変器１５２、混合部１５４及び利得可変器１５６を具備する。
【００１９】
ＣＷ光源１５０は一定のパワーのＣＷ光を発光する。ＣＷ光のパワーを実線、０レベルを破線で示している。レベル変換器１５２は、ＣＷ光のパワーを変換する。混合部１５４は光主信号とレベル変換器１５２から出力されるＣＷ光とを混合して、利得可変器１５６に入力する。
【００２０】
レベル変換器１５２から出力されるＣＷ光のパワーをΔＰ、光主信号のハイレベルのパワーをＰ１，ローレベルのパワーをＰ０とすると、混合部１５４の出力信号光のハイレベルのパワー（Ｐ１＋ΔＰ），ローレベルのパワー（Ｐ０＋ΔＰ）となることより、消光比は次式（２）のようになる。
【００２１】
消光比＝１０×ｌｏｇ（（Ｐ１＋ΔＰ）／（Ｐ０＋ΔＰ）） ・・・（２）
式（２）に示すように、光主信号の消光比の変えずにレベル変換器１５２によりＣＷ光のパワーΔＰを変更することにより、消光比を変えることができる。これにより、消光比を小さくするには、光主信号の消光比を変化させることなく、ＣＷ光のパワーΔＰを大きくすればよい。
【００２２】
利得可変器１５６は、所定の利得で混合部１５６の出力光信号を増幅又は減衰させる。このとき、混合部１５６の出力光信号の消光比を変化させずに、ハイレベル及びローレベルのパワーを変化させることができる。
【００２３】
第１実施形態
図２は本発明の第１実施形態による光源装置の構成図である。図２に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２、外部変調器２０４、第２ＣＷ光源２０６、レベル変換部２０８、混合部２１０及び利得可変器２１２を具備する。
【００２４】
第１ＣＷ光源２００、駆動部２０２及び外部変調器２０４は光主信号を出力する装置である。第１ＣＷ光源２００は、直流光を発光する光源である。駆動部２０２は、電気主信号を入力して、そのハイレベル及びローレベルが該当電圧に対応するように駆動電圧を出力する。
【００２５】
外部変調器２０４は、駆動電圧に従って直流光を変調して光主信号を出力するＬＮ変調器やＥＡ変調器である。光主信号のローレベル及びハイレベルのパワーは駆動電圧のバイアス電圧及び変調振幅により決定する。
【００２６】
光主信号の消光比は駆動部２０２の駆動波形の歪みやリンギング等によるノイズが無いように設定しておく。尚、第１ＣＷ光源２００を直接変調する変調方式により光主信号を出力してもよい。この場合は、外部変調器２０４は使わない。
【００２７】
第２ＣＷ光源２０６は、一定パワーの直流光を発光する光源である。レベル変換器２０８は直流光のパワーのレベルを変換する回路である。レベル変換器２０８を設けたのは、ＣＷ光源２０６の直流光のパワーを一定にして、直流光のパワーを所望の値とするためである。
【００２８】
混合部２１０は、外部変調器２０６からの光主信号とレベル変換器２０８からの直流光とを合波する光カプラ等である。利得可変器２１２は混合部２１０からの光出力信号の消光比を一定のまま利得を可変にするものである。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器でも良い。
【００２９】
図３は図２の動作説明図である。以下、図３を参照して、図２の動作説明をする。図３中のＣＷ光−ＯＦＦ時に示すように、外部変調器２０４の光主信号のローレベルのパワーＰ０，ハイレベルのパワーＰ１となるように、駆動回路２０２より駆動電圧を出力する。ここで、例えば、消光比が規格等で規定されている上限値となるようにＰ１，Ｐ０を設定する。例えば、消光比の上限値を１３ｄＢであるとする。
【００３０】
外部変調器２０４はＣＷ光源２００からのＣＷ光を駆動回路２０２より出力される駆動電圧で変調して、光主信号を出力する。第２ＣＷ光源２０６は、直流光を発光する。レベル変換器２０８は直流光のパワーを変換する。レベル変換器２０８によりレベル変換された直流光のパワーをΔＰとする。
【００３１】
混合器２１０は、外部変調器２０４から出力された光主信号とレベル変換器２０８から出力された直流光とを混合する。混合器２１０より出力された光主信号のパワーは図３中のＣＷ光−ＯＮ時に示すように外部変調器２０４より出力された光主信号のパワーに直流光のパワーが加算される。
【００３２】
図４はＣＷ光電力と消光比の関係を示す図であり、横軸がＣＷ光電力、縦軸が消光比（ｄＢ）である。ここでは、ＣＷ光電力が０である時の消光比を１３ｄＢであるとしている。混合器２１０の出力信号光のローレベルの光パワーが（Ｐ０＋ΔＰ）、ハイレベルの光パワーが（Ｐ１＋ΔＰ）であることから、その消光比は式（２）で示される。
【００３３】
図４に示すように、式（２）に従って、この消光比とＣＷ光電力ΔＰとの関係を示すと、消光比はＣＷ光電力について単調減少となる。よって、所望の消光比に該当するＣＷ光電力ΔＰとすることにより、消光比を所望の値とすることができる。
【００３４】
この時、外部変調器２０４から出力される光信号光の消光比は変化させる必要がなく、消光比を小さくする場合はＣＷ光電力ΔＰを大きくすれば良いので、駆動波形の歪やリンギング等によって光出力のハイ側やロー側のノイズが増加することがない。
【００３５】
利得可変器２１２は、混合器２１０の出力信号光の消光比を変化させることなく、光パワーを可変に制御する。尚、利得可変器２１２の代わりに、レベル変換器を使用しても良い。また、このレベル変換器を外部変調器２０４と混合部２１０との間に設けても良い。更に、レベル変換器２０８の代わりに、第２ＣＷ光源２０６のＣＷ光のパワーを駆動電流を変化させることにより可変としてもよい。
【００３６】
第２実施形態
図５は本発明の第２実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態では、混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう第２光源２５０の波長を制御する機能とレベル変換器２０８の変換レベルを制御する機能とが図２の光源装置に付加されている。
【００３７】
ビート雑音は、異なった波長の二つの信号が入力された場合に生じるノイズであり、現象としてアイパターンの劣化等に現れ消光比が変動する。その周波数は二つの光信号の周波数の差に等しい。そこで、ビート雑音を回避するべく、主信号の波長とＣＷ光源の波長との差が一定になるように第２ＣＷ光源２５０の波長を制御する。第２ＣＷ光源２５０は、制御部２５２により直流光の波長が可変に制御される光源である。レベル変換器２５６は制御部２５２により変換レベルが制御される。
【００３８】
図６は図５中の検出部２５４の構成図である。図６に示すように、波長検出部２５４は、光分岐部２６０、第１波長検出部２６２、第２波長検出部２６４、引算回路２６６及びオペアンプ２６８を有する。光分岐部２６０は、主信号とＣＷ光に分波して、主信号を第１波長検出部２６２に出力し、ＣＷ光を第２波長検出部２６４に出力する。
【００３９】
図７は第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を示す図である。横軸に波長λ，縦軸Ｐにパワー．縦軸Ｖにフィルタ特性を示している。第１波長検出部２６２は、主信号の帯域の各波長について、図７中の破線部Ａで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、主信号の波長λ１に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。
【００４０】
第２波長検出部２６４は、ＣＷ光の帯域の各波長について、図７中の破線部Ｂで示す固有のフィルタ特性を有するフィルタを含み、ＣＷ光の波長λ２に対応する固有の光パワーを電気信号（電圧）に変換する。
【００４１】
ここで、ＣＷの波長が主信号の波長に対して、一定離間している場合は、第１波長検出部２６２と第２波長検出部２６４の出力信号レベル（電圧）が等しくなるように第１波長検出部２６２及び第２波長検出部２６４のフィルタ特性を選択しておく。
【００４２】
引算回路２６６は、第１及び第２波長検出部２６２，２６４の出力電気信号の差分を求める。ＣＷ波長λ２と主信号の波長λ２との差が所定値であると引算回路２６６の出力が０となることから、引算回路２６６の出力は波長λ２が波長λ１から所定波長離間した波長からのずれを示す。
【００４３】
オペアンプ２６６は波長λ２とλ１との波長差が一定となるように、ＣＷ光の波長を変更するべく、波長差のずれに該当する電気信号、例えば、ＬＤチップ温度を上昇／低下させるための信号を出力する。主信号光波長とＣＷ光波長の間隔については、光受信部の波長帯域が許す限り離すのが望ましいが、目安としては、光信号の変調による波長スペクトルの広がり（例えば、１．５５μ帯の主信号で考えた場合、２．４Ｇ：±２０ｐｍ，１０Ｇ：±８０ｐｍ）に対して十分（≧１００倍）離れた波長に設定する必要がある。
【００４４】
図８は制御部２５２の制御を示す図である。制御部２５２は、検出部２５４の出力信号から主信号波長λ１とＣＷ光波長λ２との差が一定となるように制御電流をＣＷ光源２５０に出力する。
【００４５】
例えば、図８に示すように、ＣＷがドリフトして主信号側に近づいた場合、主信号波長を基準として一定離間するようにＣＷの波長をシフトする。同様に、ＣＷが主信号から離れる方向にドリフトしたとき、ＣＷ光の波長を主信号側に近づける。
【００４６】
また、レベル変換器２５６を制御して、ＣＷの光電力ΔＰを所望の値とする。第２ＣＷ光源２５０は、制御信号により波長が制御される。これにより、混合器２１０より出力される信号光のビート雑音が抑制される。他の動作については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４７】
第３実施形態
図９は本発明の第３実施形態による光源装置の構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態は、第２実施形態と同様に混合部２１０の出力信号光にビート雑音が含まれないよう制御する機能が図９の光源装置に付加されているがその制御方法が第２実施形態と異なる。
【００４８】
ビート雑音は、現象としてアイパターンの劣化等に現れる。そこで、本実施形態では混合器２１０の出力信号光の劣化、例えば、アイパターンの劣化を検出して、劣化が抑制されるように第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。
【００４９】
検出部３００は、外部変調器２０４から出力される光主信号と混合器２１０の出力信号光とを比較して、主信号の劣化の程度を検出して、制御部３０２に出力する。具体的には、例えば、光主信号の消光比とＣＷのパワーΔＰから求められる混合部２１０の出力信号光の期待値としてのハイ側のパワーとロー側のパワーと混合器２１０から出力される出力光のハイ側のパワーとロー側のパワーとを比較することによりビート雑音による符号誤りを検出する。
【００５０】
制御部３０２は主信号の劣化の程度より劣化が抑制される方向に第２ＣＷ光源２５０の直流光の波長を制御する。これにより混合器２１０より主信号の劣化が抑制された高品質な所望の消光比の信号光が出力される。
【００５１】
第４実施形態
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置の構成図である。図１０に示すように、光源装置は、ＣＷ光源３５０、第１駆動部３５２、第２駆動部３５４及び外部変調器３５６を具備する。光源３５０は直流光を発光するＣＷ光源である。
【００５２】
第１駆動部３５２は、図１０の波形に示す主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部３５４は、図１０の波形に示す干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。干渉信号は主信号の振幅よりも小さく且つ一定周期の正弦波又はパルス波である外部変調器３５６は主信号（電気）及び干渉信号（電気）に従って、光源３５０からの直流光を変調して図１０の波形に示す光出力するＤｕａｌ駆動型の変調器である。干渉信号の振幅レベルを適切に選択することにより、後述するように、消光比に影響を与えないように干渉信号を重畳することができる。
【００５３】
図１１は外部変調器３５６のインピーダンス整合を示す図である。図１１に示すように、変調器３７６はマッハツェンダ干渉計で構成され電気光学効果で光を変調するためのＲＦ１（主信号）を入力する信号線（電極）３７２及びＲＦ２（干渉信号）を入力する信号線（電極）３７４が５０Ωで終端されており、整合されている。外部変調器３５６を使用するのは次の理由による。
【００５４】
（１） 電気主信号と電気干渉信号とをミキシングする場合、インピーダンス整合が難しいこと、ＲＦ特性の調整が難しいが、外部変調器３５６は、これらの信号をミキシングすることなく別々に入力できること、電気主信号及び電気干渉信号について、図１１に示すように、各々５０Ωで終端されていることからインピーダンス整合が容易で、主信号と干渉信号を外部変調器３５６に入力する部分を個別に検討することができることから、光源装置の設計を容易にすることが可能となること
（２） 干渉信号と主信号とを合成するのではなく、外部変調器３８８で主信号及び干渉信号にＣＷ光を変調することにより、後述するように、消光比が変わらないことによる。
【００５５】
図１０に示した外部変調器３５６のＲＦ１，ＲＦ２に、第１駆動部３５２の出力の主信号（ＲＦ），第２駆動部３５４の出力の干渉信号をそれぞれ入力すると、外部変調器３５６より図１０に示す光波形が出力される。動作を分かり易くするために図１２のシングル駆動方式の外部変調器３８８の場合で説明する。
【００５６】
図１２は外部変調器３５６の等価なシングル外部変調器の構成図である。図１３はシングル外部変調器の波形図であり、外部変調器駆動波形、ＬＮ変調器Ｖπ特性及び外部変調器出力波形が示されている。図１０と図１２とは動作的に等価である。
【００５７】
バイアス・ティー３８６により第１駆動部３８４から出力される主信号が第２駆動部３８２によるノイズにより振幅変調された外部変調器駆動波形が外部変調器３８６に入力され、第２駆動部３８２の信号成分で外部変調器３８８のＬＮ変調器Ｖπ特性で示される動作点が変調され、図１３に示す外部変調光出力波形が得られる。このとき、ハイ側，ロー側のノイズ分布は図１３に示したようになるため、干渉信号の重畳を行った場合においても、消光比が変わらない。
【００５８】
第５実施形態
図１４は本発明の第５実施形態による光源装置の構成図であり、図５中及び図１０中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。図１４に示すように、光源装置は、第１ＣＷ光源４００、第１駆動部４０２、第２駆動部４０４、外部変調器３５６、第１制御部４０６、第２制御部４１２、第２ＣＷ光源４０８、レベル変換器４１０、混合器２１０及び検出部４１４を具備する。
【００５９】
第１ＣＷ光源４００は、ＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。第１駆動部４０２は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、主信号（電気）の駆動電圧を出力する。第２駆動部４０４は、バイアス電圧が第１制御部４０６により制御され、干渉信号（電気）の駆動電圧を出力する。
【００６０】
第１制御部４０６は第１駆動部４０２及び第２駆動部４０４が外部変調器３５６に与えるバイアス電圧等を制御する。第２ＣＷ光源４０８はＣＷ光のパワーが第２制御部４１２により制御される。レベル変換器４１０は変換レベルが第２制御部４１２により制御される。
【００６１】
第２制御部４１２は、次の機能を有する。検出部４１４より出力される混合部２１０の光出力の強度を入力して、光出力の出力パワーの平均値が一定となるように、第１ＣＷ光源４００及び第２ＣＷ光源４０８のＣＷ光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御する。
【００６２】
検出部４１４は、混合部２１０の光出力のパワーを検出する。これにより、混合部２１０の光出力のパワーの平均値を一定に保つことができ、高品質な光源装置を提供することができる。尚、検出部４１４は、混合部２１０の光出力の振幅レベルを検出し、第２制御部４１２は第２ＣＷ光源４０８からの直流光のパワー及びレベル変換器４１０の変換レベルを制御して光出力の消光比を一定に保つよう制御しても良い。また、第２実施形態又は第３実施形態と第４実施形態を組み合わせても良い。
【００６３】
本発明は以下の付記を有する。
【００６４】
（付記１）
光源装置であって、
第１直流光を発光するＣＷ光源と、
前記第１直流光の光電力を変換して第２直流光を出力するレベル変換器と、
消光比が一定の光主信号と前記第２直流光とを混合する混合器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【００６５】
（付記２）
光源装置であって、
駆動部からの可変な駆動電流に基づいて可変なパワーの第１直流光を発光するＣＷ光源と、
消光比が一定の光主信号と前記第１直流光とを混合する混合器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【００６６】
（付記３）
前記混合器の出力光信号から前記光主信号の第１波長及び第１直流光の第２波長を検出する検出部と、前記第１波長と前記第２波長との差分が一定になるように前記ＣＷ光源を制御する制御部とを更に具備し、前記ＣＷ光源は前記制御部により前記第１直流光の波長が制御されることを特徴とする付記１又は２記載の光源装置。
【００６７】
（付記４）
前記光主信号と前記混合器の出力信号光とを比較して、当該出力信号光に含まれるビート雑音を検出する検出部と、前記検出部により検出されたビート雑音が抑制されるように、前記第１直流光の波長を制御する制御部とを更に具備し、前記ＣＷ光源は前記制御部により前記第１直流光の波長が制御されることを特徴とする付記１記載の光源装置。
【００６８】
（付記５）
前記検出部は、前記光主信号の波長帯域の光信号と前記第１直流光の波長帯域の光信号に分岐する光分岐部と、前記光主信号の波長帯域で固有のフィルタリング特性の第１フィルタを有し、前記光分岐部より分岐された前記光主信号の波長帯域の光信号の第１波長を検出する第１波長検出部と、前記第１直流光の波長帯域で固有のフィルタリング特性の第２フィルタを有し、前記光分岐部より分岐された前記第１直流光の第２波長を検出する第２波長検出部と、前記第１及び第２波長検出部の出力信号を引き算する引算回路とを具備したことを特徴とする付記３記載の光源装置。
【００６９】
（付記６）
前記検出部は、前記混合部の前後の信号比較を行ない、ビート雑音による符号誤りを検出することを特徴とする付記４記載の光源装置。
【００７０】
（付記７）
前記制御部は更に前記レベル変換器の変換レベルを制御することを特徴とする付記３記載の光源装置。
【００７１】
（付記８）
光源装置であって、
第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、
電気主信号を出力する第１駆動回路と、
前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、
前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【００７２】
（付記９）
第２直流光を発光する第２ＣＷ光源と、前記第２直流光の光電力のレベルを変換して第３直流光を出力するレベル変換器と、前記光主信号と前記第３直流光とを混合する混合器とを更に具備したことを特徴とする付記８記載の光源装置。
【００７３】
（付記１０）
前記混合器の出力光信号のパワーを検出する検出部と、前記第１ＣＷ光源及び第２ＣＷ光源の直流光のパワー並びに前記レベル変換器の変換レベルを制御して、前記混合器の出力光信号のパワーの平均値を一定に保つように制御する制御部とを更に具備したことを特徴とする付記９記載の光源装置。
【００７４】
（付記１１）
前記混合器の出力光信号の振幅レベルを検出する検出部と、前記第２ＣＷ光源の直流光のパワー及び前記レベル変換器の変換レベルを制御して、前記混合器の出力光信号の消光比を一定に保つように制御する制御部とを更に具備したことを特徴とする付記９記載の光源装置。
【００７５】
（付記１２）
前記外部変調器は、前記電気主信号の第１ＲＦ入力ライン及び前記干渉電気信号の第２入力ラインが所定の抵抗値で終端され、インピーダンス整合がされていることを特徴とする付記８記載の光源装置。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、伝送する光波形の特性を劣化させることなく消光比を任意に設定することができる。また、故意にノイズを重畳し伝送波形を劣化させることが必要となる用途において、簡単な構成でかかる機能を満足する高品質な光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
図１は本発明の原理図；
図２は本発明の第１実施形態による光源装置を示す図；
図３は図２の動作説明図；
図４はＣＷ光電力と消光比との関係を示す図；
図５は本発明の第２実施形態による光源装置を示す図；
図６は図５中の検出部の構成図；
図７は第１及び第２波長検出部のフィルタ特性を示す図；
図８は図５中の制御部の制御を示す図；
図９は本発明の第３実施形態による光源装置；
図１０は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１１は図１０中の外部変調器を示す図；
図１２は図１０の動作説明図；
図１３は図１０の動作説明図；
図１４は本発明の第４実施形態による光源装置；
図１５は直接変調方式の構成図；
図１６は直接変調方式を示す図；
図１７はＬＮ変調方式の構成図；
図１８はＬＮ変調方式を示す図；
図１９はＥＡ変調方式の構成図；
図２０はＥＡ変調方式を示す図；
図２１は従来のノイズを重畳する方法を示す図；そして
図２２は従来のノイズを重畳する他の方法を示す図である。
Claims (12)
- 光源装置であって、
第１直流光を発光するＣＷ光源と、
前記第１直流光の光電力を変換して第２直流光を出力するレベル変換器と、
消光比が一定の光主信号と前記第２直流光とを混合する混合器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。 - 光源装置であって、
駆動部からの可変な駆動電流に基づいて可変なパワーの第１直流光を発光するＣＷ光源と、
消光比が一定の光主信号と前記第１直流光とを混合する混合器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。 - 前記混合器の出力光信号から前記光主信号の第１波長及び第１直流光の第２波長を検出する検出部と、前記第１波長と前記第２波長との差分が一定になるように前記ＣＷ光源を制御する制御部とを更に具備し、前記ＣＷ光源は前記制御部により前記第１直流光の波長が制御されることを特徴とする請求項１又は２記載の光源装置。
- 前記光主信号と前記混合器の出力信号光とを比較して、当該出力信号光に含まれるビート雑音を検出する検出部と、前記検出部により検出されたビート雑音が抑制されるように、前記第１直流光の波長を制御する制御部とを更に具備し、前記ＣＷ光源は前記制御部により前記第１直流光の波長が制御されることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
- 前記検出部は、前記光主信号の波長帯域の光信号と前記第１直流光の波長帯域の光信号に分岐する光分岐部と、前記光主信号の波長帯域で固有のフィルタリング特性の第１フィルタを有し、前記光分岐部より分岐された前記光主信号の波長帯域の光信号の第１波長を検出する第１波長検出部と、前記第１直流光の波長帯域で固有のフィルタリング特性の第２フィルタを有し、前記光分岐部より分岐された前記第１直流光の第２波長を検出する第２波長検出部と、前記第１及び第２波長検出部の出力信号を引き算する引算回路とを具備したことを特徴とする請求項３記載の光源装置。
- 前記検出部は、前記混合部の前後の信号比較を行ない、ビート雑音による符号誤りを検出することを特徴とする請求項４記載の光源装置。
- 前記制御部は更に前記レベル変換器の変換レベルを制御することを特徴とする請求項３記載の光源装置。
- 光源装置であって、
第１直流光を発光する第１ＣＷ光源と、
電気主信号を出力する第１駆動回路と、
前記電気主信号の振幅よりも振幅が小さい電気干渉信号を出力する第２駆動回路と、
前記電気主信号及び前記電気干渉信号に基づいて、前記第１直流光を変調して光主信号を出力するデュアル駆動型の外部変調器と、
を具備したことを特徴とする光源装置。 - 第２直流光を発光する第２ＣＷ光源と、前記第２直流光の光電力のレベルを変換して第３直流光を出力するレベル変換器と、前記光主信号と前記第３直流光とを混合する混合器とを更に具備したことを特徴とする請求項８記載の光源装置。
- 前記混合器の出力光信号のパワーを検出する検出部と、前記第１ＣＷ光源及び第２ＣＷ光源の直流光のパワー並びに前記レベル変換器の変換レベルを制御して、前記混合器の出力光信号のパワーの平均値を一定に保つように制御する制御部とを更に具備したことを特徴とする請求項９記載の光源装置。
- 前記混合器の出力光信号の振幅レベルを検出する検出部と、前記第２ＣＷ光源の直流光のパワー及び前記レベル変換器の変換レベルを制御して、前記混合器の出力光信号の消光比を一定に保つように制御する制御部とを更に具備したことを特徴とする請求項９記載の光源装置。
- 前記外部変調器は、前記電気主信号の第１ＲＦ入力ライン及び前記干渉電気信号の第２入力ラインが所定の抵抗値で終端され、インピーダンス整合がされていることを特徴とする請求項８記載の光源装置。
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