JPWO2012111321A1 - 光周波数シフタおよびこれを使用した光変調器 - Google Patents
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Abstract
Description
図2に、本発明の第1の実施形態に係る光周波数シフタ210の構成を示す。本発明の第1の実施形態の光周波数シフタ210は、入力用ポート211と、入力用ポート211に光学的に接続された1入力2出力の光カプラ212と、光カプラ212の2出力にそれぞれ光学的に接続された2つのマッハツェンダ型変調部(以下、MZ変調部)213aおよび213bと、2つのMZ変調部213aおよび213bの出力に夫々光学的に接続された2入力2出力の光カプラ214と、2入力2出力の光カプラ214の2本の出力に夫々光学的に接続された出力用光ポート215aおよび215bから構成されている。
この2つの光電界は、多モード干渉光カプラ214によって合波される。このとき、多モード干渉光カプラ214では、結合する光が、π/2の位相シフトを受けるため、出力ポート215aおよび215bから得られる光電界E1(t)およびE2(t)は、夫々、以下数式7、数式8のように与えられる。
図6に、本発明の第1の実施形態の変形に係る光周波数シフタ610の構成を示す。本発明の第1の実施形態の変形に係る光周波数シフタ610は、入力用ポート611と、入力用ポート611に光学的に接続された1入力2出力の光カプラ612と、光カプラ612の2出力に夫々光学的に接続された2つのマッハツェンダ型変調部(以下、MZ変調部)613aおよび613bと、2つのMZ変調部613aおよび613bの出力に夫々光学的に接続された2入力2出力の光カプラ614と、2入力2出力の光カプラ614の2本の出力に夫々光学的に接続された出力用光ポート615aおよび615bから構成されている。
図7に、本発明の第2の実施形態に係る光周波数シフタ710の構成を示す。本発明の第2の実施形態の光周波数シフタ710は、入力用ポート711と、入力用ポート711に光学的に接続された1入力2出力の光カプラ712と、光カプラ712の2出力に夫々光学的に接続された2つのMZ変調部713aおよび713bと、2つのMZ変調部713aおよび713bの出力に夫々光学的に接続された2入力2出力の光カプラ714と、2入力2出力の光カプラ714の2本の出力に夫々光学的に接続された出力用光ポート715aおよび715bから構成されている。
図9に、本発明の第3の実施形態に係る光変調器900の構成を示す。図9に示す本発明の第3の実施形態の光変調器900は、光周波数シフタ910と、光周波数シフタ910の2つの出力に夫々光学的に接続された光直交変調部924aおよび924bと、光直交変調部924aおよび924bの出力に光学的に接続され、2つの出力を合波する2入力1出力光カプラ925から構成されている。ここで、光周波数シフタ910としては、本発明の第1の実施形態に係る光周波数シフタを使用している。
図11に、本発明の第4の実施形態に係る光変調器1100の構成を示す。図11に示す本発明の第4の実施形態に係る光変調器1100は、光周波数シフタ1110と、光周波数シフタ1110の2つの出力に、夫々光学的に接続された偏波多重光直交変調部1134aおよび1134bと、光直交変調部1134aおよび1134bの出力に光学的に接続され、2つの出力を合波する2入力1出力光カプラ1123から構成されている。ここで光周波数シフタ1110としては、本発明の第1の実施形態に係る光周波数シフタ210を使用している。
図13に、本発明の第5の実施形態に係る光変調器1300の構成を示す。図13に示す本発明の第5の実施形態に係る光変調器1300は、光周波数シフタ1310と、光周波数シフタ1310の2つの出力に夫々光学的に接続された2連光直交変調部1340aおよび1340bと、2連光直交変調部1340aおよび1340bの出力に光学的に接続され、2つの出力を合波する合波部1342から構成されている。ここで光周波数シフタ1310としては、本発明の第1の実施形態に係る光周波数シフタ210を使用している。
211、611、711、911、1026、1111、1235、1311、1411 入力用光ポート
212、612、712、912、1112、1027、1236、1312、1341a,b、1412、1441a,b 1入力2出力光カプラ
213a,b、613a,b、713a,b、913a,b、1028a,b、1113a,b、1313a,b、1413a,b マッハツェンダ変調部
214、614、714、914、1030、1114、1314、1414 2入力2出力光カプラ
215a,b、615a,b、715a,b、915a,b、1031、1115a,b、1239、1315a,b、1415a,b 出力用光ポート
216、616、716、916、1116、1316、1416 信号発生器
217、617、722、917、1117、1317、1417 電気遅延線
218a,b、618a,b、718 電気アンプ
619、1029 光遅延線
720a,b 変調電極
721 電気配線
723 終端抵抗
924a,b、1224a,b、1324a,b,c,d、1424a,b,c,d 光直交変調部
925、1123、1343a,b、1443a,b 2入力1出力光カプラ
1032 モニタ用光ポート
1033 光モニタ
1134a,b 偏波多重光直交変調部
1237、1344、1444 偏波変換器
1238、1345、1445 偏波合波器
1340a,b、1440a,b 2連光直交変調部
1342、1442 合波部
Claims (15)
- 1本の入力用光ポートと、
前記1本の入力用ポートに光学的に接続された1入力2出力の光カプラと、
前記1入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に夫々接続された2つのマッハツェンダ変調部と、
前記2つのマッハツェンダ変調部の夫々の出力に光学的に接続された2入力2出力の光カプラと、
前記2入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に接続された2本の出力用光ポートとを備え、
前記2つのマッハツェンダ変調部が互いに位相が(2p+1)π/2(p:整数)だけ異なる同一周波数の周期波形によって駆動されていることを特徴とする光周波数シフタ。 - 前記2つのマッハツェンダ変調部のバイアスが夫々無駆動時に出力0となるように調整されていることを特徴とする請求項1に記載の光周波数シフタ。
- 前記マッハツェンダ変調部の半波長電圧をVπとするとき、前記マッハツェンダ変調部を駆動する前記周期波形の電圧全幅値が2Vπの60%以上120%以内であることを特徴とする請求項1に記載の光周波数シフタ。
- 前記1入力2出力の光カプラがY分岐であり、前記2入力2出力の光カプラが2入力2出力多モード干渉光カプラであることを特徴とする請求項1に記載の光周波数シフタ。
- 前記2つのマッハツェンダ変調部の一方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極と、
他方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極が縦続に接続されており、前記一方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極と、前記他方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極を接続する電気配線に、前記周期波形のπ/2だけの遅延が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光周波数シフタ。 - 前記2つのマッハツェンダ変調部の一方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極と、
他方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極の長さが、電気入力に近いマッハツェンダ変調部の備える変調電極が短く、電気入力に遠いマッハツェンダ変調部の備える変調電極が長くなっていることを特徴とする請求項5に記載の光周波数シフタ。 - 光信号を生成する光変調器であって、
1入力2出力の光周波数シフタ部と、
前記1入力2出力の光周波数シフタ部の2本の出力に夫々光学的に接続された2つの光変調部と、
前記2つの光変調部の夫々の出力に光学的に接続された光合波部とを備え、
前記1入力2出力の光周波数シフタ部は、
1本の入力用光ポートと、
前記1本の入力用ポートに光学的に接続された1入力2出力の光カプラと、
前記1入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に夫々接続された2つのマッハツェンダ変調部と、
前記2つのマッハツェンダ変調部の夫々の出力に光学的に接続された2入力2出力の光カプラと、
前記2入力2出力の光カプラの2本の出力に光学的に接続された2本の出力用光ポートとを備え、
前記2つのマッハツェンダ変調部が互いに位相が(2p+1)π/2(p:整数)だけ異なる同一周波数の周期波形によって駆動されていることを特徴とする光変調器。 - 前記2つの変調部が夫々光直交変調部であり、前記光合波部が2入力1出力光カプラであることを特徴とする請求項7に記載の光変調器。
- 前記2つの変調部が夫々偏波多重光直交変調部であり、前記光合波部が2入力1出力光カプラであることを特徴とする請求項7に記載の光変調器。
- 前記2つの変調部が夫々1入力2出力の光カプラと該1入力2出力光カプラの2つの出力に夫々光学的に接続された2連光直交変調部であり、
前記光合波部が、前記2つの2連光直交変調部の夫々一方の出力を合波する第1の2入力1出力光カプラと、
前記2つの2連光直交変調部の夫々他方の出力を合波する第2の2入力1出力光カプラと、
前記第1の光カプラの出力と前記第2の光カプラの出力とを偏波合成する偏波合波器から構成されており、前記第1の光カプラの出力あるいは前記第2の光カプラの出力のいずれか一方と前記偏波合波器との間に偏波変換器が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の光変調器。 - 前記光周波数シフタが備える前記2つのマッハツェンダ変調部のバイアスが夫々無駆動時に出力0となるように調整されていることを特徴とする請求項7に記載の光変調器。
- 前記光周波数シフタが備える前記マッハツェンダ変調部の半波長電圧をVπとするとき、
前記光周波数シフタが備えるマッハツェンダ変調部を駆動する前記周期波形の電圧全幅値が2Vπの60%以上120%以内であることを特徴とする請求項7に記載の光変調器。 - 前記光周波数シフタが備える前記1入力2出力の光カプラがY分岐であり、前記光周波数シフタが備える前記2入力2出力の光カプラが2入力2出力多モード干渉光カプラであることを特徴とする請求項7に記載の光変調器。
- 前記光周波数シフタが備える前記2つのマッハツェンダ変調部の一方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極と、
他方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極が縦続に接続されており、前記光周波数シフタが備える前記一方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極と、
他方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極を接続する電気配線に、前記光周波数シフタを駆動する前記周期波形のπ/2だけの遅延が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の光変調器。 - 前記光周波数シフタが備える前記2つのマッハツェンダ変調部の一方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極と、
他方のマッハツェンダ変調部の備える変調電極の長さが、電気入力に近いマッハツェンダ変調部の備える変調電極が短く、電気入力に遠いマッハツェンダ変調部の備える変調電極が長くなっていることを特徴とする請求項14に記載の光変調器。
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