WO2007023857A1 - 強度バランス機能を有する光fsk/ssb変調器 - Google Patents

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WO2007023857A1
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zehnder
sub
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Tetsuya Kawanishi
Masayuki Izutsu
Takahide Sakamoto
Masahiro Tsuchiya
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National Institute Of Information And Communications Technology
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    • H04B10/5563—Digital frequency modulation

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator having an intensity balance function. More specifically, the present invention adjusts the light intensity of the modulated signal before multiplexing, thereby bringing the intensity of the component that is desired to be suppressed close to the combined signal, thereby effectively reducing the combined signal.
  • the present invention relates to an optical modulator that can suppress the component.
  • Optical modulation includes direct modulation for modulating the driving power of the semiconductor laser and external modulation for modulating light of the semiconductor laser power by means other than the light source.
  • a modulator used for external modulation is generally called an optical modulator.
  • An optical modulator modulates the intensity, phase, etc. of light by causing a physical change in the modulator according to the signal.
  • Technical challenges for optical modulators include a reduction in drive voltage, a high extinction ratio for improving modulation efficiency, and a high light utilization efficiency for wider bandwidth, higher speed, and reduced loss. That is, development of an optical modulator having a high extinction ratio is desired.
  • the extinction ratio means the ratio of the light intensity when the light intensity is the highest to the light intensity when the light intensity is the weakest.
  • Optical single sideband modulators Optical SSB (Single Si de-Band) modulators
  • Optical frequency shifter used ", IEICE Technical Report, TECHNICAL
  • Non-Patent Document 1 [T. Kawanishi ana. Izutsu, 'Optical FSK modulator using an
  • Non-Patent Document 2 [Tetsuya Kawanishi et al.” Analysis and application of FSKZlM simultaneous modulation "Science Technique,
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a basic configuration of a conventional optical modulation system that functions as an optical SSB modulator or an optical FSK modulator. As shown in Fig. 9, this optical modulation system consists of a first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) (2) and a second sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ).
  • MZ Mach-Zehnder waveguide
  • MZ sub-Mach-Zehnder waveguide
  • the modulation electrode is provided. Then, frequency shift keying is achieved by changing the USB and LSB into information using the electrodes of the main Mach-Zehnder waveguide.
  • an optical carrier-suppressed double sideband (DSB-SC) modulator As an optical modulator, an optical carrier-suppressed double sideband (DSB-SC) modulator is known! /.
  • the above optical modulation system also functions as a DSB-SC modulator.
  • the DSB-SC modulator ideally outputs two side nodes and suppresses the carrier component.
  • the output of the DSB-SC modulator as shown in the figure below cannot be fully suppressed.
  • the carrier component (f) and higher-order components for example, the second-order component (f ⁇ 2f)
  • Etc. remain, so the extinction ratio cannot be increased.
  • FIG. 10 is a diagram showing the optical modulator described in FIG. 37 of Japanese Patent Laid-Open No. 2004-252386.
  • An optical DSB-SC modulator is ideally Outputs two site ',' and 'signals (both sidebands) and suppresses the carrier signal component.
  • the conventional optical DSB-SC modulator was intended to output an optical signal with the carrier component and higher-order signal component suppressed as much as possible.
  • Carrier component (f) or higher order component for example, second order component (f
  • each sub Mach-Zehnder waveguide force is multiplexed, but the carrier component (f) or higher order component (for example, the second order component (f
  • the intensity of ⁇ 2f)) etc. is the output m from the corresponding other sub Mach-Zehnder waveguide m
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-252386
  • the present invention provides an optical modulator that adjusts the light intensity of a modulated signal before multiplexing, thereby bringing the components to be suppressed close to each other and thereby effectively suppressing the components when they are combined.
  • the purpose is to provide
  • the present invention basically includes the main Mach-Zehnder waveguide (MZ)
  • the main Matsuhsehnder waveguide is coupled to the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ).
  • the component (carrier component (f) and higher-order components) of the output signal of each sub Mach-Zehnder waveguide force is suppressed.
  • the optical modulator according to the first aspect of the present invention includes a first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ)
  • An optical signal is transmitted from the first sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ) to the second sub-Matsuhatsu.
  • a main Mach-Zehnder waveguide including a multiplexing unit (6) for combining the optical signals output from the optical signal and an optical signal output unit (7) for outputting the optical signals combined by the multiplexing unit.
  • the radio frequency in the two arms constituting the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ)
  • the phase difference from the output signal of the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) force is controlled.
  • An optical modulator comprising an intensity modulator (12) for modulating the intensity of an optical signal propagating through the waveguide portion.
  • the component (carrier component (f) or higher-order component (for example, second-order component (f ⁇ 2f)) to be suppressed of the output signal from each sub Mach-Zehnder waveguide is suppressed.
  • a preferable aspect of the optical modulator described above is that the main Mach-Zehnder waveguide (MZ)
  • the bifurcation (5) is provided with an asymmetric directional coupler.
  • the intensity is the intensity of the optical signal that is demultiplexed into the second sub-Mahzander waveguide (MZ). It is an optical modulator that is controlled to be stronger.
  • the intensity adjustment by the intensity modulator (12) must be adjusted to slightly reduce the intensity if the difference in the magnitude of the components to be suppressed is small.
  • the intensity modulator (12) can be used.
  • the component to be suppressed cannot be suppressed. Therefore, in the case of the optical modulator as described above, the intensity of the optical signal going to the MZ with the intensity modulator is increased.
  • the intensity modulator (12) can be used effectively because it can be made larger than the degree.
  • an intensity modulator (12) is further provided between the MZ output section and the multiplexing section (6).
  • the intensity of the component to be suppressed can be adjusted and suppressed.
  • it is more complicated than the device with the asymmetric directional coupler described above.
  • the first sub Mach-Zehnder waveguide is provided.
  • the waveguide is an optical modulator provided with an intensity modulator (13) for modulating the intensity of an optical signal propagating through the waveguide.
  • a preferred embodiment of the above optical modulator is the main Mach-Zehnder electrode (electrode C).
  • the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) of the Hatsender waveguide (MZ) is the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) of the Hatsender waveguide (MZ)
  • a second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (15) provided along at least a part of the waveguide between the output section and the multiplexing section.
  • the first main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (14) and the second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (15) are provided.
  • the optical phase of the output signal from each sub-sub Mach-Zehnder waveguide can be controlled, and the carrier wave (carrier signal) or higher order component (for example, the second order component (f ⁇ 2f)) etc. can be suppressed.
  • Control unit for controlling the signal source, wherein the signal source is (0
  • the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) In order to increase the output from the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide
  • the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) is reduced so that the output is reduced.
  • Sub-Maz-Hander waveguide (MZ) or the second sub-Maz-Hander waveguide (MZ) are Sub-Maz-Hander waveguide (MZ) or the second sub-Maz-Hander waveguide (MZ)
  • the main pine so that the output of the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) is small.
  • the bias voltage applied to each electrode can be adjusted appropriately, so that the carrier component (f) and higher order components (for example, second order components (f ⁇ 2f ))
  • optical modulator is an optical single sideband modulator or an optical frequency shifting keying modulator.
  • the light intensity of the modulated signal before multiplexing is adjusted to suppress the intensity of the components close to each other, thereby effectively suppressing the component when multiplexing.
  • a possible optical modulator can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of an optical modulator according to the present invention.
  • Figure 2 shows the optical signals in each part of an ideal optical FSK modulator (or optical SSB modulator). It is a conceptual diagram which shows the phase.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a method for obtaining an SSB (single sideband) modulated signal in which a carrier signal is suppressed using the optical modulator of the present invention.
  • SSB single sideband
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a method for obtaining a DSB modulated signal in which a carrier signal is suppressed using the optical modulator of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical modulator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical modulator according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of the FSK demodulator of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a basic configuration of a radio signal generator.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the basic configuration of a conventional optical modulation system that functions as an optical SSB modulator or optical FSK modulator.
  • FIG. 10 is a diagram showing the optical modulator described in FIG. 37 of Japanese Patent Laid-Open No. 2004-252386.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of the optical modulator of the present invention.
  • the optical modulator according to the first aspect of the present invention includes a first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) (2) and a second sub-Mach-Zehnder.
  • MZ Mach-Zehnder waveguide
  • the optical signal output from the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) is multiplexed.
  • Electrode C One electrode (electrode C) (11); and the first of the main Mach-Zehnder waveguides (MZ)
  • the main Mach-Zehnder waveguide from the combined portion of the sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ) is the main Mach-Zehnder waveguide from the combined portion of the sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ)
  • An intensity modulator (12) for modulating the intensity of the signal is provided.
  • the component (carrier component (f) or higher-order component (for example, second-order component (f ⁇ 2f)) to be suppressed of the output signal from each sub Mach-Zehnder waveguide is suppressed.
  • Each of the sub Mach-Zehnder waveguides is configured to include, for example, a substantially hexagonal waveguide (which constitutes two arms) and two phase modulators arranged in parallel.
  • a phase modulator can be achieved, for example, by an electrode along the waveguide.
  • the intensity modulator is, for example, both a Mach-Zehnder waveguide and a Mach-Zehnder waveguide. And an electrode for applying an electric field to the screen.
  • the Mach-Zehnder waveguide and the electrode are provided on a substrate.
  • the substrate and each waveguide are not particularly limited as long as they can propagate light.
  • a Ti diffusion lithium niobate waveguide may be formed on an LN substrate, or a silicon dioxide (SiO 2) waveguide may be formed on a silicon (Si) substrate.
  • SiO 2 silicon dioxide
  • An optical semiconductor waveguide in which an aAlAs waveguide is formed may be used.
  • LiNbO: LN is preferred. This is a low-power drive because it can use a large electro-optic effect
  • An optical waveguide is formed on the X-cut surface (Y-Z surface) of this substrate, and the guided light propagates along the Z-axis (optical axis).
  • a lithium niobate substrate other than the X cut may be used.
  • the substrate is a triaxial or hexagonal uniaxial crystal having an electro-optic effect, or the point group of the crystal is C,
  • Materials that are C, D, C, D can be used. These materials are applied by applying an electric field.
  • the refractive index adjustment is such that the change in refractive index is different depending on the mode of propagating light
  • LiT 0: LT lithium tantalate
  • BBO ⁇ -BaB 0
  • LilO lithium tantalate
  • the size of the substrate is not particularly limited as long as a predetermined waveguide can be formed.
  • each waveguide are not particularly limited as long as the module of the present invention can exert its function.
  • the width of each waveguide is, for example, about 1 to 20 micrometers, preferably 5 to about L0 micrometers.
  • the depth (thickness) of the waveguide is 10 nm to 1 micrometer, preferably 50 nm to 200 nm.
  • the sub Mach-Zehnder waveguide has a buffer separately from the RF electrode and the RF electrode.
  • a bias adjustment electrode may be provided, and the above RF electrode and RF electrode may be bias adjusted.
  • the first bias adjustment electrode (DC electrode) consists of two arms (Pathl and P
  • the second bias adjustment electrode is MZ By controlling the bias voltage between the two arms (Path2 and Path4) comprising
  • the DC electrode is preferably applied with a normal DC or low frequency signal.
  • Low lap here
  • Low frequency in a wave signal means a frequency of 0 Hz to 500 MHz, for example.
  • a phase modulator for adjusting the phase of the electrical signal is provided at the output of the signal source of the low frequency signal so that the phase of the output signal can be controlled!
  • the first modulation electrode is a radio frequency (RF) on the two arms of the MZ.
  • the second modulation electrode comprises MZ.
  • Examples of the pole include a traveling wave type electrode and a resonance type electrode, and a resonance type electrode is preferable.
  • the DC electrode and the RF electrode may be separate electrodes, or one
  • the electrodes may perform these functions. In the latter case, a noise voltage and a radio frequency signal are applied to one electrode.
  • the RF electrode and the RF electrode are preferably connected to a high-frequency electrical signal source.
  • the air signal source is a device for controlling the RF electrode and the signal transmitted to the RF electrode.
  • a known high-frequency electric signal source can be employed.
  • m is, for example, lGHz to 100GHz.
  • the output of a high-frequency electric signal source is a sine wave with a constant frequency.
  • the output of this high-frequency electrical signal source is preferably equipped with a phase modulator so that the phase of the output signal can be controlled! /.
  • the RF electrode and the RF electrode are made of, for example, gold or platinum.
  • the width of the RF electrode include 1 / ⁇ ⁇ to 10; ⁇ ⁇ , specifically 5 m.
  • the length of the RF electrode and RF electrode is 0.1 to 0.9 times the wavelength (f) of the modulation signal.
  • the length of the RF electrode is 3250 m.
  • the resonant electrode and the progression Let ’s talk about corrugated electrodes.
  • a resonance type photoelectrode is an electrode that performs modulation using resonance of a modulation signal.
  • Known electrodes can be used as the resonance type electrodes, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-268025, “Tetsuya Kawanishi, Satoshi Oikawa, Masayuki Izutsu, Sakai Plane Structure Resonance Type Optical Modulator”, IEICE Tech.
  • a traveling wave electrode is an electrode (modulator) that modulates light while guiding light waves and electrical signals in the same direction and guiding them (for example, Nishihara). Hiroshi, Masami Haruna, Toshiaki Sugawara, “Optical Integrated Circuits” (Revised Supplement) Ohmsha, pp. 119-120).
  • the traveling wave type electrode a known one can be adopted, for example, JP-A-11 295674, JP-A-11 295674, JP-A 2002-169133, JP-A 2002-40381, JP-A 2000-267056. It is possible to use those disclosed in the public notice, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-471159, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-133159, and the like.
  • a so-called symmetrical ground electrode arrangement (in which at least a pair of ground electrodes are provided on both sides of the traveling wave type signal electrode) is preferably adopted.
  • the high frequency output from the signal electrodes can be easily applied to the ground electrodes arranged on the left and right sides of the signal electrodes. Can be suppressed.
  • the RF electrode may serve as both an RF signal electrode and a DC signal electrode. That is, either or both of the RF electrode and RF electrode mix the DC and RF signals.
  • the RF electrode is connected to the power supply circuit (bias circuit), so an RF signal (radio frequency signal) and a DC signal (DC signal: signal related to the bias voltage) are applied to the RF electrode. You can enter.
  • the main Mach-Zehnder electrode (electrode C) (11) applies a voltage to the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) c and outputs from the first sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ).
  • the electrode C the electrode for the sub Mach-Zehnder described above can be used as appropriate.
  • the electrode C has a radio frequency signal as a modulation signal, for example. Therefore, a traveling wave electrode corresponding to that is preferable. Since the phase difference between the optical signals of both arms is controlled by electrode C, these signals can be suppressed by canceling USB or LSB and reversing the phase of the signal. Frequency shift keying can be achieved by performing this phase control at high speed.
  • a preferred embodiment of the above optical modulator is the main Mach-Zehnder electrode (electrode C).
  • the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) of the Hatsender waveguide (MZ) is the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) of the Hatsender waveguide (MZ)
  • a second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (15) provided along at least a part of the waveguide between the output section and the multiplexing section. ! /
  • the first main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (14) and the second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (15) are provided.
  • the optical phase of the output signal from each sub-sub Mach-Zehnder waveguide can be controlled, and the carrier wave (carrier signal) or higher order component (for example, the second order component (f
  • the first main Mach-Zehnder electrode is a main Mach-Zehnder waveguide.
  • MZ of the first sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ) and the multiplexing unit.
  • This electrode may be the same as the electrode in the sub Mach-Zehnder waveguide.
  • the second main Mach-Zehnder electrode is a main Mach-Zehnder waveguide.
  • MZ the output portion of the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) and the combined signal.
  • This electrode is provided along at least a part of the waveguide between the electrodes and is the same as the MZ electrode [11].
  • the first main Mach-Zehnder electrode (MZ) is provided along at least a part of the waveguide between the electrodes and is the same as the MZ electrode [11].
  • Electrode and the second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode).
  • the waveguide portion to be functioned may function as an optical phase modulator.
  • the branch part (5) included in the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) has an optical signal as described above.
  • First sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) and second sub-Mach-Zehnder waveguide have an optical signal as described above.
  • the multiplexing unit (6) includes the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ
  • the Y shape above may be the target or asymmetric.
  • a directional coupler (force bra) may be used as the branching section (5) or the combining section (6).
  • a preferred embodiment of the optical modulator is that the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) (8)
  • the bifurcation (5) is provided with an asymmetric directional coupler, and the intensity of the optical signal demultiplexed into the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) by the asymmetric directional coupler.
  • the optical modulator is controlled to be strong.
  • the intensity adjustment by the intensity modulator (12) must be adjusted to slightly reduce the intensity if the difference in the size of the components to be suppressed is small.
  • the intensity modulator (12) can be used.
  • the component to be suppressed cannot be suppressed. Therefore, in the case of the optical modulator as described above, the intensity of the optical signal going to the MZ with the intensity modulator is increased.
  • the intensity modulator (12) can be used effectively because it can be made larger than the degree.
  • the optical modulator of the present invention in order to appropriately control the timing and phase of the signal applied to each electrode, it is electrically connected (or by an optical signal) to the signal source of each electrode.
  • a control unit is preferably provided.
  • Such a control unit includes the first electrode (RF
  • the adjustment time may be an appropriate value depending on the distance between the electrodes.
  • the control unit outputs an output signal from the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ).
  • the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ).
  • An example of such a control unit is a computer that stores a processing program connected to the signal source of each electrode.
  • the computer receives input device control information such as a keyboard, the CPU
  • the processing program stored in the main program is read, the necessary information is read from various memories according to the program instructions, the information stored in the memory is rewritten as appropriate, and the signal source is output to the signal source.
  • a command that controls the timing and phase difference of the optical signal may be output to the external output device.
  • the computer uses the means for grasping the phase of a specific component in each sub Mach-Zehnder waveguide and the phase information of the component of the characteristic grasped by the means to The first main Mach-Zehnder electrode (MZ)
  • Any device may be used as long as it functions as a device including a means for generating a command.
  • optical modulator described above includes an optical single sideband modulator and an optical frequency shift keying modulator.
  • DSB-SC modulator preferably as an optical single sideband modulator or an optical frequency shift keying modulator.
  • optical modulator The operation of the optical modulator will be described below.
  • Four optical phase modulators in parallel in the sub Mach-Zehnder waveguide (these constitute the RF electrode and RF electrode), for example, have a phase of 90
  • phase difference of the electrical signal and the phase difference of the optical signal may be adjusted as appropriate, but basically they are adjusted so that they are shifted by an integral multiple of 90 °.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing optical signals and their phases in each part of an ideal optical FSK modulator (or optical SSB modulator). As shown in Fig. 2, ideally, carriers are suppressed, and at points P and Q in Fig. 1, out of the output signals from MZ and MZ, respectively.
  • the LSB is adjusted so that the phase is reversed.
  • the signal adjusted in this way When combined at the wave part (6), the LSB components cancel each other and only the USB component remains.
  • the C electrode is adjusted so that the phase difference of the output signal is 270 °, the USB signals cancel each other and the LSB signal remains.
  • these optical signals include the carrier of the optical signal (carrier signal) or higher-order components (for example, second-order components (f ⁇ 2f)).
  • phase of the carrier wave (carrier signal) or higher-order component (for example, second-order component (f ⁇ 2f)) of the optical signal included in the optical signal output from each sub-Mach-Zehnder waveguide is
  • the component of the output signal of each sub-Mach-Zehnder waveguide force before being combined at the combining section (the carrier wave of the optical signal) (Carrier signal) or higher order component (for example, second order component (f ⁇ 2f)))
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a method for acquiring an SSB (single sideband) modulation signal in which a carrier signal is suppressed using the optical modulator of the present invention.
  • SSB single sideband
  • FIG. 3 shows an example of a method for acquiring an SSB (single sideband) modulation signal in which a carrier signal is suppressed using the optical modulator of the present invention.
  • carrier signals with the same phase remain in the optical signal obtained in each sub-MZ waveguide, so that the phase of each output signal is shifted by 180 °.
  • the phase of the carrier component is shifted by 180 ° at points P and Q in Fig. 1.
  • the optical signal thus adjusted is modulated by the intensity modulator so that the carrier components are almost equal in size.
  • the carrier components cancel each other and are suppressed.
  • the upper sideband component (USB): + 1 is not anti-phase and remains unsuppressed.
  • the lower sideband (LSB) has an opposite phase and cancels out and is suppressed.
  • the ratio of the components to be suppressed is 1: 2 to 2: 1, preferably 2: 3 to 3: 2, and 4: 5 to 5: 4. What to do!
  • optical FSK modulator that performs high-speed modulation of USB signals and LSB signals.
  • the optical modulator of the present invention can be used in the same manner as described above for an optical SSB modulator that uses only one of the USB signal LSB signals.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a method for acquiring a DSB modulated signal in which a carrier signal is suppressed using the optical modulator of the present invention.
  • carrier signals with the same phase remain in the optical signal obtained in each sub-MZ waveguide, so modulation is performed so that the phase of each output signal is shifted by 180 °.
  • the phase of the carrier component is shifted by 180 ° at points P and Q in Fig. 1.
  • the intensities of these carrier components are adjusted by the intensity modulator [12] and made almost equal.
  • the carrier components cancel each other and are suppressed.
  • the upper sideband component (USB): + 1 and the lower sideband (LSB): — 1 are not out of phase, so they remain unsuppressed and DS B—SC modulation is achieved.
  • the optical FSK modulator of the present invention can be manufactured, for example, as follows. First, titanium is patterned on a lithium niobate wafer by photolithography, and titanium is diffused by thermal diffusion to form an optical waveguide. The conditions for this are as follows: titanium thickness is 100 to 2000 angstroms, diffusion temperature is 500 to 2000 ° C, and diffusion time is 10 to 40 hours. An insulating buffer layer (thickness 0.5-2 m) of silicon dioxide and silicon dioxide is formed on the main surface of the substrate. Next, an electrode with a metal plating strength of 15-30 m is formed on these. The wafer is then cut. In this way, an optical modulator having a titanium diffusion waveguide is formed.
  • the optical FSK modulator can be manufactured, for example, as follows. First, a waveguide is formed on the substrate.
  • the waveguide can be provided on the surface of the lithium niobate substrate by applying the proton exchange method or titanium thermal diffusion method. For example, Ti metal stripes of a few micrometers are formed on an LN substrate in rows on an LN substrate by photolithography. After that, the LN substrate is exposed to a high temperature around 1000 ° C to diffuse Ti metal inside the substrate. In this way, a waveguide can be formed on the LN substrate.
  • the electrode can be manufactured in the same manner as described above.
  • an optical waveguide is used to form an electrode.
  • photolithography technology can be used to form a saddle so that the gap between the electrodes is about 1 to 50 micrometers on both sides of many waveguides formed with the same width. Monkey.
  • silicon substrate When a silicon substrate is used, it can be manufactured, for example, as follows. Silicon
  • a layer is then deposited, followed by diacid silicate with the addition of germanium dioxide (GeO) as a dopant.
  • germanium dioxide GeO
  • a core layer mainly composed of recon (SiO 2) is deposited. After that, it is made into transparent glass in an electric furnace.
  • the optical waveguide part is fabricated by etching, and again silicon dioxide (SiO 2) as the main component.
  • thermo-optic intensity modulator and a thin film heater type thermo-optic phase modulator are formed on the upper cladding layer.
  • a preferred embodiment of the optical modulator is a branch of the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) (8).
  • the section (5) is provided with an asymmetric directional coupler, and the intensity of the optical signal demultiplexed by the asymmetric directional coupler into the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) is
  • the intensity adjustment by the intensity modulator (12) must be adjusted to slightly reduce the intensity if the difference in the size of the components to be suppressed is small, and the optical signal from the MZ
  • the intensity modulator (12) can be used.
  • the component to be suppressed cannot be suppressed. Therefore, in the case of the optical modulator as described above, the intensity of the optical signal going to the MZ with the intensity modulator is increased.
  • the intensity modulator [12] can be used effectively because it can be made larger in advance.
  • the strength branching ratio (MZ ZMZ) of the asymmetric directional coupler is 1.01 or more and 5 or less, and 1.1 or more and 3
  • the following is preferable, and may be from 1.3 to 1.5. In this way, increasing the MZ branching ratio
  • the intensity modulator (12) is adjusted to an intensity that takes into account the branching ratio,
  • the intensity of the component to be suppressed can be adjusted to an appropriate level.
  • the second sub-axis of the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) is not shown.
  • An optical signal that is provided in the waveguide section between the multiplexing sections (6) of (MZ) and propagates through the waveguide section.
  • an intensity modulator (12) is provided between the MZ output section and the multiplexing section (6).
  • the intensity of the component to be suppressed is adjusted and suppressed.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical modulator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the optical modulator according to this aspect includes either one of two arms constituting the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) or the second sub-Mach-Zehnder waveguide.
  • MZ Mach-Zehnder waveguide
  • the arm (path in FIG. 1) provided with such an intensity modulator (13) may be either Pathl, Path2, Path3, or Path4; Pathl and Path2, or Pathl and Path3, Pat hi and Path3, or Pathl and Path4; Path2 and Path3, or Path2 and Path4; Path3 and Path4; Pathl, Path2, and Path3 May be Pathl, Path2, and Path4; may be Pathl, Path3, and Path4; may be Path2, Path3, and Path4; There is a little.
  • the intensity modulator (13) provided in the sub-Mach-Zehnder waveguide is not particularly limited, but includes a sub-Mach-Zehnder waveguide and an electrode for applying an electric field to the sub-Mach-Zehnder waveguide. Can be given.
  • the intensity of a specific component of the sub Mach-Zehnder waveguide force can be adjusted in advance, so that the component to be suppressed can be suppressed more effectively.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical modulator according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in Fig. 6, this optical modulator basically adopts the same configuration as the optical modulator shown in Fig. 1 described above, but the main Mach-Zehnder electrode (electrode C) (11 ) Of the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the first sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ c
  • MZ the output portion of the second sub Mach-Zehnder waveguide (MZ) and the combined signal.
  • a second main Matsuhsuda single electrode (MZ electrode) (15) provided along at least a part of the waveguide between the first and second parts.
  • the first main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (14) and the second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) (15) are provided.
  • the optical phase of the output signal from each sub-sub Mach-Zehnder waveguide can be controlled, and the carrier wave (carrier signal) or higher order component (for example, the second order component (f
  • This electrode is provided along at least a part of the waveguide between the coupling part and this is the same as the MZ electrode [11].
  • the first main Mach-Zehnder electrode (MZ) is provided along at least a part of the waveguide between the coupling part and this is the same as the MZ electrode [11].
  • Electrode and the second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode).
  • the waveguide portion it is also possible to cause the waveguide portion to function as an optical phase modulator.
  • the optical modulator of the present invention in order to appropriately control the timing and phase of the signal applied to each electrode, it is electrically connected to the signal source of each electrode (or by an optical signal).
  • a control unit is preferably provided.
  • Such a control unit includes the first electrode (RF
  • Mark on the electrode for the solder (MZ electrode) and the second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) It functions to adjust the modulation time with the modulated signal to be calored.
  • the light propagation time is adjusted so that modulation by each electrode is performed for a specific signal.
  • the adjustment time may be an appropriate value depending on the distance between the electrodes.
  • the control unit outputs an output signal from the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ).
  • the first main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) and the second main Mach-Zehnder electrode (MZ electrode) so that the phase of the transmission signal or the specific higher-order optical signal is shifted by 180 °
  • An example of such a control unit is a computer that stores a processing program connected to the signal source of each electrode.
  • the computer receives input device control information such as a keyboard, the CPU
  • the processing program stored in the main program is read, the necessary information is read from various memories according to the program instructions, the information stored in the memory is rewritten as appropriate, and the signal source is output to the signal source.
  • a command that controls the timing and phase difference of the optical signal may be output to the external output device.
  • the computer uses the means for grasping the phase of a specific component in each sub Mach-Zehnder waveguide and the phase information of the component of the characteristic grasped by the means to The first main Mach-Zehnder electrode (MZ)
  • Any device may be used as long as it functions as a device including a means for generating a command.
  • the optical modulator according to this aspect will be described below.
  • the four optical phase modulators in parallel of the sub Mach-Zehnder waveguides (which constitute the RF electrode and the RF electrode)
  • RF signals For example, apply sinusoidal RF signals whose phases differ by 90 °.
  • a bias voltage is applied to the DC electrode and DC electrode so that each phase difference is 90 °.
  • phase difference between these electrical signals and the phase difference between the optical signals may be adjusted as appropriate, but basically they are adjusted so that they are shifted by an integral multiple of 90 °.
  • optical signals contain a carrier wave of the optical signal (carrier signal) or a higher-order component (eg, second-order component (f ⁇ 2f)).
  • the optical modulator of the invention operates to suppress at least one of them.
  • phase of the carrier wave (carrier signal) or higher order component (for example, second order component (f ⁇ 2f)) of the optical signal included in the optical signal output from each sub Mach-Zehnder waveguide is
  • the optical modulator of the present invention can function as a DSB-SC modulator, FSK modulator, SSB modulator, etc., but preferably DSB-SC. Used as a modulator.
  • the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) In order to increase the output from the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ), the main Mach-Zehnder waveguide
  • the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) is reduced so that the output is reduced.
  • Sub-Maz-Hander waveguide (MZ) or the second sub-Maz-Hander waveguide (MZ) are Sub-Maz-Hander waveguide (MZ) or the second sub-Maz-Hander waveguide (MZ)
  • the main pine so that the output of the main Mach-Zehnder waveguide (MZ) is small.
  • an appropriate bias voltage applied to each electrode can be set.
  • the carrier component (f) and higher-order components for example, the second-order component (f ⁇ 2f)
  • the carrier component (f) and higher-order components can be adjusted.
  • This process is performed so that the output from the main MZ waveguide is large (preferably as large as possible, more preferably maximum), and the bias voltage of electrode C and the noise voltage of the two sub MZ electrodes.
  • the bias voltage applied to each MZ electrode can be adjusted while observing the output value from the measurement system.
  • the control device includes an input unit for inputting information, an output unit for outputting information, a storage unit for storing information (including memory and main memory), and a calculation unit such as a CPU for performing various operations.
  • Information on the light intensity measured by the measurement system is input to the control device by the input unit and stored in the memory.
  • the CPU of the control device receives the control program command in the main memory and reads the information on the light intensity stored in the memory.
  • the CPU of the control device receives a control program command in the main memory and outputs a signal that changes the bias voltage applied to any one or more electrodes from the output unit. In this way, the intensity of the output light changes. This information is read out, compared with the previous light intensity, and a command to change the bias voltage so that the light intensity increases is output from the output unit. This The power supply that receives this output signal changes the voltage applied to each electrode in accordance with the command, thus increasing the light output.
  • This process is for adjusting the bias voltage applied to the main MZ electrode so that the intensity of the output light from the main MZ waveguide is reduced. Since the main MZ waveguide is connected to a measurement system (not shown), the bias voltage applied to the main MZ electrode can be adjusted while observing the output value from the measurement system.
  • control system is connected to the measurement system and the power supply system that supplies the bias voltage to the main MZ electrode, and the bias voltage of the main MZ electrode is reduced so that the light intensity measured by the measurement system is reduced. You may make it control the magnitude
  • Information on the light intensity measured by the measurement system is input to the controller by the input unit and stored in the memory.
  • the CPU of the control device receives the control program command in the main memory and reads the information on the light intensity stored in the memory.
  • the CPU of the control device receives a command from the control program in the main memory and outputs a signal that changes the bias voltage applied to the main MZ electrode from the output section. In this way, the intensity of the output light changes.
  • This information is read out, compared with the previous light intensity, and a command to change the bias voltage so that the light intensity becomes smaller is output from the output section.
  • the power supply that receives this output signal changes the voltage applied to the main MZ electrode in accordance with the command, so the optical output decreases.
  • the bias voltage of one of the sub MZ electrodes is reduced so that the output from the main MZ waveguide is reduced.
  • the noise voltage of one of the sub MZ electrodes is reduced, the output of the main MZ waveguide force is reduced, so the sub MZ electrode with the smaller output of the main MZ waveguide force is reduced.
  • the bias voltage is controlled to be small.
  • the voltage value that decreases or increases in this process may be predetermined. Such a change voltage value is 0.01V to 0.5V, preferably 0.05V to 0.1V. This process reduces the output intensity of the main MZ waveguide force.
  • Main MZ waveguide For example, since it is connected to a measurement system (not shown), the noise voltage may be adjusted while observing the output value from the measurement system.
  • control system is connected to the measurement system and the power supply system that supplies the bias voltage to the electrodes A and B so that the magnitude of the bias voltage applied to the electrode A or the electrode B is controlled. You may rub.
  • information on the electrode for changing the voltage value and information on the voltage value to be changed may be stored in a memory or the like.
  • the CPU of the control device receives a control program command in the main memory, reads the control information stored in the memory, and outputs a signal that changes the bias voltage applied to the electrode A or B from the output unit. . In this way, the value of the bias voltage applied to electrode A or electrode B changes by a predetermined amount.
  • the intensity of the output light from the main MZ changes.
  • Information on the light intensity observed by the measurement system is input from the input unit and stored in the memory.
  • the CPU of the control device receives a command from the control program in the main memory, reads the information on the light intensity stored in the memory, and applies it to the sub MZ electrode so that the light intensity of the main MZ waveguide force is reduced.
  • a command to change the bias voltage to be applied is also output to the output unit force.
  • the power supply that receives this output signal changes the voltage applied to the electrode in accordance with the command, so the optical output decreases.
  • This process is for adjusting the bias voltage of electrode C so that the output of the main MZ waveguide is reduced.
  • the main MZ waveguide is connected to a measurement system (not shown), so the bias voltage may be adjusted while observing the output value from the measurement system. Note that this step, or the step (iii) and this step may be repeated.
  • the measurement system and a power supply system that supplies a bias voltage to the electrode C are connected by a control device, and the magnitude of the noise voltage applied to the electrode C may be controlled.
  • the CPU of the control device receives a control program command in the main memory, reads the control information stored in the memory, and outputs a signal that changes the bias voltage applied to the electrode C as well as the output. In this way, the value of the bias voltage applied to the electrode C is a predetermined amount. Change.
  • the CPU of the control device receives a control program command in the main memory, reads the control information stored in the memory and information on the output light, and determines that the adjustment of the bias voltage is stopped. May be. It is also possible to feed back the intensity information of the output light from the measurement system and continue to adjust the noise voltage.
  • An optical communication system includes an optical modulator (1), a demodulator (21) that demodulates an output signal from the optical modulator, and the optical modulator and demodulator connected to each other.
  • Figure 7 shows the basic configuration of the FSK demodulator of the present invention.
  • the FSK demodulator (21) of the present invention includes a means (22) for demultiplexing an optical signal according to its wavelength, and a delay between the two lights demultiplexed by the demultiplexer.
  • Means for adjusting time (23), means for detecting one optical signal demultiplexed by the demultiplexer (24), and for detecting the remaining optical signal demultiplexed by the demultiplexer (25), and means (26) for calculating a difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector.
  • 31 indicates the optical modulator (1) described earlier
  • 32 indicates the optical source
  • 33 indicates the optical path such as an optical fiber
  • 34 indicates a control device such as a computer.
  • the demultiplexer power S can be raised (hereinafter, this means is also referred to as "demultiplexer”).
  • a known duplexer such as an interleaver can be used as the duplexer (22). Since the light demultiplexed by the demultiplexer is an optical FSK signal, one that is demultiplexed into the upper sideband (USB) signal and lower sideband (LSB) signal of the optical FSK signal is used.
  • the interleaver can demultiplex an incident wavelength-multiplexed optical signal into two sets of signal sequences with a wavelength spacing of ⁇ times, and conversely, combines two sets of wavelength-multiplexed signals into one signal sequence with half the wavelength interval. It is a device that has the characteristics of With an interleaver, a sharp signal passing wavelength band can be obtained, so that signals between adjacent channels can be reliably separated, preventing other wavelengths from being mixed and communication quality from deteriorating.
  • the interleaver includes a fiber interleaver including a plurality of fiber force bras, a multilayer interleaver including a multilayer film and a prism, and a birefringence plate including a birefringence plate and a polarization separation element.
  • delay adjusting device As a “means for adjusting the delay time of two lights demultiplexed by the demultiplexer", there is a known delay adjusting device (hereinafter, this means is also referred to as “delay adjusting device”).
  • delay adjustment device is a delay adjustment device that consists of multiple mirrors and can adjust the optical path length. The delay time (and hence the mirror position) of this delay adjustment device can be automatically adjusted as appropriate, or it can be fixed.
  • a photo detector may be mentioned (hereinafter, this means is also referred to as “photo detector”).
  • the photodetector detects an optical signal and converts it into an electrical signal.
  • the optical detector can detect the intensity of the optical signal.
  • a device including a photodiode can be used as the photodetector.
  • Figure 2 shows the USB signal and LSB signal, which are optical signals whose frequencies are shifted upward or downward by the modulation frequency compared to the carrier wave.
  • a known subtractor can be cited (hereinafter referred to as this subtractor).
  • the means is also called a “subtractor.”)
  • a device that includes a calculation circuit that calculates the difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector is used as a subtractor. It is done.
  • the FSK demodulator of the present invention may include a known configuration other than the above used in the demodulator.
  • a dispersion compensator is provided in the optical path after the duplexer (22). With such a dispersion compensator, it is possible to compensate for the light dispersed by an optical fiber.
  • an optical amplifier is provided after the duplexer (22).
  • the amplitude of the optical signal output from a duplexer such as an interleaver may be small. Therefore, by recovering the amplitude with an optical amplifier, it is possible to withstand long-distance communications.
  • Such an optical amplifier is preferably provided for each of the USB signal and the LSB signal.
  • the FSK demodulator (21) receives the optical FSK signal. Then, the demultiplexer (22) demultiplexes the optical signal transmitted from the transmitter according to its wavelength, and demultiplexes it into USB light ( ⁇ ) and LSB light ( ⁇ ).
  • the delay adjuster (23) is an example
  • the first photodetector (24) detects one optical signal demultiplexed by the demultiplexer and converts it to an electrical signal.
  • the second photodetector (25) detects the remaining optical signal demultiplexed by the demultiplexer and converts it into an electrical signal.
  • the subtractor (26) calculates the difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector. The signal obtained by the subtractor is output to a monitor (not shown). In this way, it is possible to demodulate the FSK signal that eliminates the problem of optical delay due to optical dispersion.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of a radio signal generator according to the third aspect of the present invention.
  • the radio signal generator includes an optical modulator (1) connectable to a light source, a photodetector (36) for detecting output light from the modulated optical signal generator, and the optical detector. And an antenna (35) for converting the optical signal detected by the device into a radio signal.
  • the photodetector is a means for detecting the output light of the modulated optical signal generator and converting it into an electrical signal.
  • a known detector can be used as the photodetector.
  • a device including a photodiode can be used as the photodetector.
  • An example of a photodetector is one that detects an optical signal and converts it into an electrical signal.
  • the photodetector can detect the intensity and frequency of the optical signal. For example, those described in “Hiroo Yonezu“ Optical communication device engineering ”,“ One light emitting ”,“ Light receiving device 1, Engineering Book Co., Ltd., 6th edition, published in 2000 ”” can be used as appropriate.
  • the antenna is a means for emitting the electrical signal converted by the photodetector as a radio signal.
  • a known antenna can be used as the antenna.
  • the optical modulator (1) generates a modulation signal, which is detected by a photodetector, converted into a radio signal by an antenna, and emitted as a radio signal. Thereby, a radio signal can be obtained.
  • optical modulator of the present invention can be suitably used in the field of optical information communication.

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Abstract

本発明は，合波する前の変調信号の光強度を調整することで，抑圧したい成分を抑圧しうる光変調器を提供することを目的とする。 　メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の合波部から，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の合波部(6)の間の導波路部分に設けられ，導波路部分を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(12)を具備することにより，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号のうち抑圧したい成分（キャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））の信号強度を同程度となるように調整するので，合波部(6)で各サブマッハツェンダー導波路からの光信号が合波される際に抑圧したい成分が（位相が逆位相となっているので），効果的に抑圧される。

Description

強度バランス機能を有する光 FSK/SSB変調器
技術分野
[0001] 本発明は，強度バランス機能を有する光変調器などに関する。より詳しく説明すると ,本発明は，合波する前の変調信号の光強度を調整することで，合波される際に抑 圧したい成分の強度を近づけ，それにより合波する際に効果的にその成分を抑圧し うる光変調器などに関する。
背景技術
[0002] 光通信において、光に信号を乗せるために光を変調する必要がある。光変調には 、半導体レーザの駆動パワーを変調する直接変調と、半導体レーザ力 の光を光源 以外の手段で変調する外部変調とがある。外部変調で使用される変調器を一般に光 変調器とよぶ。光変調器では、変調器に信号に応じて物理的変化を起こして、光の 強度、位相などを変調する。光変調器の技術課題として、駆動電圧の低減、変調効 率向上のための高消光比、広帯域化、高速化および損失低減のための高光利用効 率とがある。すなわち，高い消光比を持った光変調器の開発が望まれている。なお， 消光比とは，光の強度が最も高い時の光強度と光の強度が最も弱くなる時の光強度 の比を意味する。
[0003] 光信号の周波数をシフトして出力するものに光単側波帯変調器 (光 SSB (Single Si de-Band)変調器)がある (川西哲也，井筒雅之，〃光 SSB変調器を用いた光周波数 シフター"，信学技報， TECHNICAL
REPORT OF IEICE, OCS2002- 49, PS2002- 33, OFT2002- 30(2002- 08)。
[0004] また，光 SSB変調器を改良した光 FSK変調器も知られて ヽる（非特許文献 1[T. Ka wanishi ana . Izutsu, 'Optical FSK modulator using an
integrated light wave circuit consisting of four optical phase modulator", CPT 2004 G-2, Tokyo, Japan, 14-16 Jan.2004],非特許文献 2 [川西哲也ら" FSKZlM同 時変調の解析および応用"信学技法，
Tech. Rep. of IEICE. EMD2004-47, CPM2004- 73, OPE2004- 130, LQE2004- 45( 2004-08), pp.41- 46]参照）。
[0005] 図 9は，光 SSB変調器又は光 FSK変調器として機能する従来の光変調システムの 基本構成を示す概略図である。図 9に示されるとおり，この光変調システムは，第 1の サブマッハツェンダー導波路（MZ ) (2)と；第 2のサブマッハツェンダー導波路（MZ )
A B
(3)と； 光信号の入力部 (4)と，前記光信号が前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と前記第 2のサブマツハツ ンダー導波路 (MZ )とへ分岐する分岐部 (5)と，
A B
前記第 1のサブマッハツェンダー導波路（MZ )と，前記第 2のサブマッハツェンダー
A
導波路 (MZ )と，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と前記第 2のサブ
B A
マツハツ ンダー導波路 (MZ )から出力される光信号が合波される合波部 (6)と，前
B
記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部 (7)とを含むメインマッハ ツェンダー導波路 (MZ ) (8)と;前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構
C A
成する 2つのアームにラジオ周波数 (RF)信号を入力するための第 1の電極 (RF電
A
極) (9)と;前記第 2のサブマツハツヱンダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームに
B
ラジ
ォ周波数 (RF)信号を入力するための第 2の電極 (RF電極)（10)と;メインマッハツ
B
ンダー導波路 (MZ )のうち，前記メインマッハツェンダー導波路に設けられた一つ
C
の変調電極を具備する。そして，メインマッハツェンダー導波路の電極により， USBと LSBとを変化させて情報とすることにより周波数シフトキーイングを達成する。
[0006] 光変調器として，光搬送波抑圧両側波帯 (DSB-SC)変調器が知られて!/、る。上記 の光変調システムは， DSB-SC変調器としても機能する。 DSB-SC変調器は理想的に は， 2つのサイドノ ンドを出力し，キャリア成分を抑圧する。し力しながら，実際は， 下記の図に示されるような DSB-SC変調器の出力には，抑圧しきれな 、キャリア成分（ f )や高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )などが残留するので，消光比を高くできな
0 0 m
い。
[0007] DSB-SC変調器として，たとえば，特開平 2004-252386号公報（下記特許文献 1)の 図 37には， MZと，その両アームに設けられた PMと，一方のアームに設けられた固定 位相器を有する DSB-SC変調器が開示されている。図 10は，特開平 2004-252386号 公報の図 37に記載された光変調器を示す図である。光 DSB-SC変調器は，理想的に は， 2つのサイト'、ハ'、ンド（両側波帯)信号を出力し，キャリア (搬送波)信号成分が抑 圧される。し力しながら，実際の光 DSB-SC変調器の出力には，サイドハ'、ンド信号 の他，抑圧しきれないキャリア成分や高次成分信号などが残留するので，消光比が 高くできないという問題がある。したがって，従来の光 DSB-SC変調器は，できるだけ キャリア成分や高次信号成分などを抑圧した光信号を出力することが意図されてい た。
[0008] 従来の光変調器で抑圧しきれな!/、キャリア成分 (f )や高次成分 (例えば 2次成分 (f
0 0
±2f ) )などが残留する理由のひとつは，以下のとおりであると考えら得る。すなわち m
,各サブマッハツェンダー導波路力もの出力が合波されるが，一方のサブマッハツエ ンダー導波路力 の出力信号のうちキャリア成分 (f )や高次成分 (例えば 2次成分 (f
0 0
±2f ) )などの強度が，対応するもう一方のサブマッハツェンダー導波路からの出力 m
信号の対応する成分の強度と必ずしも等しくないので，合波された際に抑圧しきれず に残留する。
特許文献 1：特開平 2004-252386号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明は，合波する前の変調信号の光強度を調整することで，抑圧したい成分の 強度を近づけ，それにより合波する際に効果的にその成分を抑圧しうる光変調器を 提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明は，基本的には，前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ
C )のうち前記第 1 のサブマッハツェンダー導波路（MZ )の合波部から，前記メインマツハツヱンダー導
A
波路 (MZ )の合波部 (6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する
C
光信号の強度を変調するための強度変調器 (12)を具備することにより，各サブマッハ ツェンダー導波路力 の出力信号のうち抑圧した 、成分 (キャリア成分 (f )や高次成
0 分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )の信号強度を同程度となるように調整するので，合波
0 m
部 (6)で各サブマッハツェンダー導波路からの光信号が合波される際に抑圧したい成 分が (位相が逆位相となっているので），効果的に抑圧されるという知見に基づくもの である。
[0011] 本発明の第一の側面に係る光変調器は，第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ
) (2)と;第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ ) (3)と;光信号の入力部 (4)と，前記
A B
光信号が前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と前記第 2のサブマツハツ
A
エンダー導波路 (MZ )とへ分岐する分岐部 (5)と，前記第 1のサブマッハツェンダー
B
導波路 (MZ )と，前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と，前記第 1のサブ
A B
マッハツェンダー導波路（MZ )と前記第 2のサブマツハツヱンダー導波路（MZ )か
A B
ら出力される光信号が合波される合波部 (6)と，前記合波部で合波された光信号が出 力される光信号の出力部 (7)とを含むメインマッハツェンダー導波路 (MZ ) (8)と;前記
C
第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームにラジオ周波数（
A
RF)信号を入力するための第 1の電極 (RF電極) (9)と；前記第 2のサブマッハツエン
A
ダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームにラジオ周波数 (RF)信号を入力するた
B
めの第 2の電極 (RF電極）（10)と；前記メインマッハツェンダー導波路（MZ )に電圧
B C
を印加して，前記前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力信号と
A
前記前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )力 の出力信号との位相差を制
B
御する為のメインマッハツェンダー電極（電極 C) (11)と；前記メインマッハツェンダー 導波路 (MZ )のうち前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )の合波部から，
C A
前記メインマツハツ ンダー導波路 (MZ )の合波部 (6)の間の導波路部分に設けら
C
れ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器 (12)を 具備する光変調器である。
[0012] 上記のような構成を採用するので，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号 のうち抑圧したい成分 (キャリア成分 (f )や高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )の信
0 0 m 号強度を同程度となるように調整するので，合波部 (6)で各サブマツハツ ンダー導波 路からの光信号が合波される際に抑圧したい成分を効果的に抑圧できる。
[0013] また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ
) (8)の分岐部 (5)には非対称方向性結合器が設けられ，前記非対称性方向性結合
C
器によって，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )に分波される光信号の
A
強度が，前記第 2のサブマツハツ ンダー導波路 (MZ )に分波される光信号の強度 よりも強くなるように制御される光変調器である。
[0014] 強度変調器 (12)による強度調整は，抑圧しょうとする成分の大きさの差が小さけれ ば，わずかに強度を小さくするように調整しなければならないし， MZからの光信号
A
の方が， MZ力もの光信号よりも光強度が弱い場合，強度変調器 (12)を用いても効
B
果的に抑圧したい成分を抑圧できないこととなる。そこで，上記したような光変調器で あれば，強度変調器のある MZへ向かう光信号の強度を MZへ向かう光信号の強
A B
度より予め大きくできるので，強度変調器 (12)を効果的に利用することができる。
[0015] なお， MZの出力部から合波部 (6)までの間に，更に強度変調器 (12)を設けるもの
B
は本発明の別の実施態様である。この場合， MZからの光信号と MZからの光信号
A B
とについて，どちらが強い場合であっても抑圧したい成分の強度を調整して，抑圧で きることとなる。ただし，装置として上記した非対称性方向結合器を設けたものよりは 複雑になる。
[0016] また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路
(MZ )を構成する 2つのアームのいずれ力，又は前記第 2のサブマッハツェンダー
A
導波路 (MZ )を構成する 2つのアームのうち 、ずれか 1つの導波路又は 2つ以上の
B
導波路には，当該導波路を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器 (13 )を具備する光変調器である。
[0017] また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー電極（電極 C
) (11)として，メインマッハツェンダー導波路（MZ )のうち，前記第 1のサブマッハツエ
c
ンダー導波路 (MZ )の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿う
A
ように設けられた第 1のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極)（14)と;メインマツ
CA
ハツエンダー導波路（MZ )のうち，前記第 2のサブマッハツェンダー導波路（MZ )
C B
の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第 2 のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極)（15)とを具備する光変調器である。
CB
[0018] 上記のような態様に係る光変調器であれば，第 1のメインマッハツェンダー用電極（ MZ 電極)（14)と第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極)（15)とを具備する
CA CB
ので，各サブサブマッハツェンダー導波路からの出力信号の光位相を制御でき，そ れにより合波される光信号の搬送波 (キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )などを抑圧できる。
m
[0019] また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記第 1の電極 (RF電極) (9),第 2の電
A
極 (RF電極）（10)，及び前記メインマッハツ ンダー電極（電極 C) (11)に信号を与え
B
る信号源を制御するための制御部であって，前記信号源を (0
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が大きくなるように，前記メイン
C
マッハツェンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧及び前記第 1のサブマッハ
C
ツェンダー導波路 (MZ )及び前記第 2のサブマツハツヱンダー導波路 (MZ )に印
A B
加するバイアス電圧を調整し， GO
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が小さくなるように，前記メイン
C
マッハツェンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧を調整し， (iii)
C
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が小さくなるように，前記第 1の
C
サブマツハツヱンダー導波路 (MZ )又は前記第 2のサブマツハツヱンダー導波路（
A
MZ )のバイアス電圧を減少させ，（iv)
B
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )の出力が小さくなるように，前記メインマツ
C
ハツエンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧を調整するように動作させるもの
C
を具備する，上記の光変調器である。
[0020] このような態様の光変調器を用いれば，各電極へ印加するバイアス電圧を適切なも のに調整できるので，キャリア成分 (f )や高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )などを
0 0 m 抑圧でき，より高い消光比を達成できる。
[0021] なお上記の光変調器の好ましい利用形態は，光単側波帯変調器又は光周波数シ フトキ一イング変調器である。
発明の効果
[0022] 本発明によれば，合波する前の変調信号の光強度を調整することで，抑圧した!/、 成分の強度を近づけ，それにより合波する際に効果的にその成分を抑圧しうる光変 調器を提供できる。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]図 1は，本発明の光変調器の基本構成を示す概略図である。
[図 2]図 2は，理想的な光 FSK変調器 (又は光 SSB変調器)の各部における光信号と その位相を示す概念図である。
[図 3]図 3は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧した SSB (単側波側帯） 変調信号の取得方法の例を示す概念図である。
[図 4]図 4は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧した DSB変調信号の取 得方法の例を示す概念図である。
[図 5]図 5は，本発明の第 4の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。
[図 6]図 6は，本発明の第 5の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。
[図 7]図 7は，本発明の FSK復調器の基本構成を示す図である。
[図 8]図 8は，無線信号の発生装置の基本構成を示す概略図である。
[図 9]図 9は，光 SSB変調器又は光 FSK変調器として機能する従来の光変調システ ムの基本構成を示す概略図である。
[図 10]図 10は，特開平 2004-252386号公報の図 37に記載された光変調器を示す図 である。
符号の説明
[0024] 1光変調器
2第 1のサブマツハツヱンダー導波路（MZ )
A
3第 2のサブマツハツヱンダー導波路（MZ )
B
4入力部
5分岐部
6合波部
7出力部
8メインマツハツヱンダー導波路（MZ )
c
9第 1の電極 (RF電極）
A
10第 2の電極 (RF電極）
B
11メインマッハツェンダー電極（電極 C)
12強度変調器
発明を実施するための最良の形態
[0025] 1.本発明の光変調器の基本構成 以下，図面を用いて本発明を詳細に説明する。図 1は，本発明の光変調器の基本 構成を示す概略図である。図 1に示されるように，本発明の第一の側面に係る光変調 器は，第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ ) (2)と;第 2のサブマッハツェンダー
A
導波路 (MZ ) (3)と;光信号の入力部 (4)と，前記光信号が前記第 1のサブマッハツ
B
ンダー導波路 (MZ )と前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )とへ分岐する
A B
分岐部 (5)と，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と，前記第 2のサブマツ
A
ハツエンダー導波路 (MZ )と，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と前
B A
記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )から出力される光信号が合波される合
B
波部 (6)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部 (7)とを含 むメインマツハツヱンダー導波路（MZ ) (8)と；前記第 1のサブマツハツヱンダー導波
C
路 (MZ )を構成する 2つのアームにラジオ周波数 (RF)信号を入力するための第 1
A
の電極 (RF電極) (9)と；前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構成する 2
A B
つのアームにラジオ周波数 (RF)信号を入力するための第 2の電極 (RF電極)（10)と
B
；前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )に電圧を印加して，前記前記第 1のサブ
C
マッハツェンダー導波路 (MZ )力 の出力信号と前記前記第 2のサブマツハツヱン
A
ダー導波路 (MZ )力 の出力信号との位相差を制御する為のメインマッハツエンダ
B
一電極 (電極 C) (11)と；前記メインマッハツェンダー導波路（MZ )のうち前記第 1の
C
サブマッハツェンダー導波路（MZ )の合波部から，前記メインマッハツェンダー導波
A
路 (MZ )の合波部 (6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光
C
信号の強度を変調するための強度変調器 (12)を具備する。
[0026] 上記のような構成を採用するので，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号 のうち抑圧したい成分 (キャリア成分 (f )や高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )の信
0 0 m 号強度を同程度となるように調整するので，合波部 (6)で各サブマツハツ ンダー導波 路からの光信号が合波される際に抑圧したい成分を効果的に抑圧できる。
[0027] それぞれのサブマッハツェンダー導波路は，例えば，略六角形状の導波路 (これが 2つのアームを構成する）を具備し，並列する 2つの位相変調器を具備するようにして 構成される。位相変調器は，たとえば，導波路に沿った電極により達成できる。また 強度変調器は，たとえばマッハツェンダー導波路と，マッハツェンダー導波路の両ァ ームに電界を印加するための電極とにより達成できる。
[0028] 通常，マッハツェンダー導波路や電極は基板上に設けられる。基板及び各導波路 は，光を伝播することができるものであれば，特に限定されない。例えば， LN基板上 に， Ti拡散のニオブ酸リチウム導波路を形成しても良いし，シリコン (Si)基板上に二 酸ィ匕シリコン (SiO )導波路を形成しても良い。また， InPや GaAs基板上に InGaAsP, G
2
aAlAs導波路を形成した光半導体導波路を用いても良い。基板として， Xカット Z軸伝 搬となるように切り出されたニオブ酸リチウム
(LiNbO： LN)が好ましい。これは大きな電気光学効果を利用できるため低電力駆動
3
が可能であり，かつ優れた応答速度が得られるためである。この基板の Xカット面 (Y Z面)の表面に光導波路が形成され，導波光は Z軸 (光学軸）に沿って伝搬することと なる。 Xカット以外のニオブ酸リチウム基板を用いても良い。また，基板として，電気光 学効果を有する三方晶系，六方晶系といった一軸性結晶，又は結晶の点群が C ,
3V
C， D， C， D である材料を用いることができる。これらの材料は，電界の印加によ
3 3 3h 3h
つて屈折率変化が伝搬光のモードによって異符号となるような屈折率調
整機能を有する。具体例としては，ニオブ酸リチウムの他に，タンタル酸リチウム（LiT 0： LT) , β— BaB 0 (略称 BBO) , LilO等を用いることができる。
3 2 4 3
[0029] 基板の大きさは，所定の導波路を形成できる大きさであれば，特に限定されない。
各導波路の幅，長さ，及び深さも本発明のモジュールがその機能を発揮しうる程度の ものであれば特に限定されない。各導波路の幅としては，たとえば 1〜20マイクロメ 一トル程度，好ましくは 5〜： L0マイクロメートル程度があげられる。また，導波路の深さ (厚さ）として， 10nm〜lマイクロメートルがあげられ，好ましくは 50nm〜200nmで ある。
[0030] なお，サブマッハツェンダー導波路には，上記の RF電極及び RF電極とは別にバ
A B
ィァス調整電極が設けられてもよいし，上記の RF電極及び RF電極がバイアス調整
A B
電極として機能してもよい。
[0031] 第 1のバイアス調整電極（DC電極）は， MZを構成する 2つのアーム（Pathl及び P
A A
ath3)間のバイアス電圧を制御することにより， MZの 2つのアームを伝播する光の位
A
相を制御するための電極である。一方，第 2のバイアス調整電極（DC電極）は， MZ を構成する 2つのアーム（Path2及び Path4)間のバイアス電圧を制御することにより，
B
MZの 2つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。 DC電極，
B A
及び DC電極は，好ましくは通常直流または低周波信号が印加される。ここで低周
B
波信号における「低周波」とは，例えば， 0Hz〜500MHzの周波数を意味する。なお ,この低周波信号の信号源の出力には電気信号の位相を調整する位相変調器が設 けられ，出力信号の位相を制御できるようにされて!、ることが好ま 、。
[0032] 第 1の変調電極 (RF電極）は， MZを構成する 2つのアームにラジオ周波数 (RF)
A A
信号を入力するための電極である。一方，第 2の変調電極 (RF電極）は， MZを構
B B
成する 2つのアームに RF信号を入力するための電極である。 RF電極，及び RF電
A B
極としては，進行波型電極または共振型電極が挙げられ，好ましくは共振型電極で ある。
[0033] 先に説明したとおり， DC電極と RF電極とは，別々の電極とされてもよいし，一つ
A A
の電極がそれらの機能を果たしてもよい。後者の場合は，一つの電極にノィァス電 圧とラジオ周波数信号とが印加されることとなる。
[0034] RF電極，及び RF電極は，好ましくは高周波電気信号源と接続される。高周波電
A B
気信号源は， RF電極及び RF電極へ伝達される信号を制御するためのデバイスで
A B
あり，公知の高周波電気信号源を採用できる。 RF電極，及び RF電極に入力される
A B
高周波信号の周波数 (f )
mとして，例えば lGHz〜100GHzがあげられる。高周波電 気信号源の出力としては，一定の周波数を有する正弦波があげられる。なお，この高 周波電気信号源の出力には位相変調器が設けられ，出力信号の位相を制御できる ようにされて 、ることが好まし！/、。
[0035] RF電極，及び RF電極は，たとえば金， 白金などによって構成される。 RF電極，
A B A
及び RF電極の幅としては， 1 /ζ πι〜10 ;ζ ΐηが挙げられ，具体的には 5 mが挙げら
B
れる。 RF電極，及び RF電極の長さとしては，変調信号の波長の (f )の 0.1倍〜 0.9
A B m 倍が挙げられ， 0.18〜0.22倍，又は 0.67倍〜 0.70倍が挙げられ，より好ましくは，変調 信号の共振点より 20〜25%短いものである。このような長さとすることで，スタブ電極と の合成インピーダンスが適度な領域に留まるからである。より具体的な RF電極，及
A
び RF電極の長さとしては， 3250 mがあげられる。以下では，共振型電極と，進行 波型電極につ!、て説明する。
[0036] 共振型光電極 (共振型光変調器)は，変調信号の共振を用いて変調を行う電極で ある。共振型電極としては公知のものを採用でき，例えば特開 2002-268025号公報， 「川西哲也，及川哲，井筒雅之，〃平面構造共振型光変調器"，信学技報， TECHNI CAL
REPORT OF IEICE, IQE2001-3(2001-05)」に記載のものを採用できる。
[0037] 進行波型電極 (進行波型光変調器)は，光波と電気信号を同方向に導波させ導波 している間に光を変調する電極 (変調器)である（例えば，西原浩，春名正光，栖原 敏明著， 「光集積回路」（改訂増補版)オーム社， 119頁〜 120頁)。進行波型電極は 公知のものを採用でき，例えば，特開平 11 295674号公報，特開平 11 295674号 公報，特開 2002— 169133号公報，特開 2002-40381号公報，特開 2000-267056号公 報，特開 2000-471159号公報，特開平 10- 133159号公報などに開示されたものを用 いることがでさる。
[0038] 進行波型電極として，好ましくは，いわゆる対称型の接地電極配置 (進行波型の信 号電極の両側に，少なくとも一対の接地電極が設けられているもの）を採用するもの である。このように，信号電極を挟んで接地電極を対称に配置することによって，信号 電極から出力される高周波は，信号電極の左右に配置された接地電極に印加され やすくなるので，高周波の基板側への放射を，抑圧できる。
[0039] RF電極が， RF信号用の電極と， DC信号用の電極とを兼ねたものでもよい。すな わち， RF電極及び RF電極のいずれか又は両方は， DC信号と RF信号とを混合し
A B
て供給する給電回路 (バイアス回路）と連結されて!、る。この態様の光 SSB変調器は , RF電極が給電回路 (バイアス回路）と連結されているので， RF電極に RF信号 (ラ ジォ周波数信号)と DC信号 (直流信号:バイアス電圧に関する信号)を入力できる。
[0040] メインマッハツェンダー電極（電極 C) (11)は，メインマッハツェンダー導波路（MZ ) c に電圧を印加して，前記前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力
A
信号と前記前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力信号との位相
B
差を制御する為の電極である。電極 Cとして，上記に説明したサブマッハツェンダー 用の電極を適宜利用できる。電極 Cには，たとえば変調信号としてラジオ周波数信号 が印加されるので，それに対応した進行波型電極が好ましい。電極 Cにより両アーム の光信号の位相差が制御されるので， USB又は LSBなど打ち消した 、信号の位相 を逆とすることでそれらの信号を抑圧できることとなる。この位相制御を高速に行うこと で，周波数シフトキーイングが達成できる。
[0041] また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー電極（電極 C
) (11)として，メインマッハツェンダー導波路（MZ )のうち，前記第 1のサブマッハツエ c
ンダー導波路 (MZ )の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿う
A
ように設けられた第 1のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極)（14)と;メインマツ
CA
ハツエンダー導波路（MZ )のうち，前記第 2のサブマッハツェンダー導波路（MZ )
C B
の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第 2 のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）（15)とを具備するものであってもよ!/、。
CB
[0042] 上記のような態様に係る光変調器であれば，第 1のメインマッハツェンダー用電極（ MZ 電極)（14)と第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極)（15)とを具備する
CA CB
ので，各サブサブマッハツェンダー導波路からの出力信号の光位相を制御でき，そ れにより合波される光信号の搬送波 (キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f
0
±2f ) )などを抑圧できる。
m
[0043] 第 1のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）は，メインマッハツェンダー導波路
CA
(MZ )のうち，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )の出力部と前記合波
C A
部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた電極である。そして，少な くとも一部とは，出力信号の位相を調整できる程度の長さであればよい。この電極とし ては，サブマッハツェンダー導波路における電極と同様のものを設ければよい。
[0044] 第 2のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）は，メインマッハツェンダー導波路
CB
(MZ )のうち，前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )の出力部と前記合波
C B
部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた電極であり，これについて は MZ 電極 (11)と同様である。なお，第 1のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電
CA CA
極)及び前記第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極）は，それぞれが設けら
CB
れる導波路部分を光位相変調器として機能させるものであってもよい。
[0045] なお，メインマッハツェンダー導波路 (MZ )に含まれる分岐部 (5)は，光信号が前記 第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と前記第 2のサブマッハツェンダー導波路
A
(MZ )とへ分岐するようにされた部位であり，導波路が Y字型に分岐した構成をとる
B
ものがあげられる。また，合波部 (6)は，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ
A
)と前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )から出力される光信号が合波され
B
る部位であり，導波路が Y字型に形成されたものがあげられる。上記の Y字型は対象 であっても，非対称であってもよい。なお，分岐部 (5)又は合波部 (6)として方向性結合 器 (力ブラ)を用いてもよい。
[0046] 上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ ) (8)
C
の分岐部 (5)には非対称方向性結合器が設けられ，前記非対称性方向性結合器に よって，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )に分波される光信号の強度
A
力 前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )に分波される光信号の強度よりも
B
強くなるように制御される光変調器である。
[0047] 強度変調器 (12)による強度調整は，抑圧しょうとする成分の大きさの差が小さけれ ば，わずかに強度を小さくするように調整しなければならないし， MZからの光信号
A
の方が， MZ力もの光信号よりも光強度が弱い場合，強度変調器 (12)を用いても効
B
果的に抑圧したい成分を抑圧できないこととなる。そこで，上記したような光変調器で あれば，強度変調器のある MZへ向かう光信号の強度を MZへ向かう光信号の強
A B
度より予め大きくできるので，強度変調器 (12)を効果的に利用することができる。
[0048] なお，本発明の光変調器においては，各電極に印加される信号のタイミングや位相 を適切に制御するため，各電極の信号源と電気的に（又は光信号により）接続された 制御部が設けられることが好ましい。そのような制御部は，前記第 1の電極 (RF
A電極
)及び第 2の電極 (RF電極）に印加される変調信号と，前記第 1のメインマッハツエン
B
ダー用電極（MZ 電極）及び第 2のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）に印
CA CB
カロされる変調信号との変調時間を調整するように機能する。すなわち，各電極による 変調がある特定の信号に対して行われるように，光の伝播時間を考慮して調整する。 この調整時間は，各電極間の距離などによって適切な値とすればよい。
[0049] また，制御部は，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )とからの出力信号
A
と前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )とからの出力信号に含まれる光搬 送波信号又は特定の高次光信号の位相が 180° ずれるように前記第 1のメインマッハ ツェンダー用電極（MZ 電極）及び第 2のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極
CA CB
)に印加される電圧を調整するものがあげられる。このような制御部としては，各電極 の信号源と接続された処理プログラムを格納したコンピュータがあげられる。そして， コンピュータは，キーボードなどの入力装置力 制御情報の入力を受けると， CPUは
,たとえばメインプログラムに格納された処理プログラムを読み出し，よりプログラムの 指令に従って，各種メモリから必要な情報を読み出して，適宜メモリに格納される情 報を書き換え，信号源へ信号源カゝら出力される光信号のタイミングと位相差を制御す るような指令を外部出力装置力も出力すればよい。なお，そのような処理プログラムと しては，コンピュータを，各サブマッハツェンダー導波路における特定の成分の位相 を把握する手段と，前記手段が把握した特性の成分の位相情報を用いて，それらの 位相が逆位相となるように前記第 1のメインマッハツェンダー用電極 (MZ
CA電極)及 び第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極）に印加される変調信号を調整す
CB
る指令を作製する手段とを具備するものとして機能させるようなものであればよい。
[0050] なお，上記した光変調器は，光単側波帯変調器，光周波数シフトキーイング変調器
,又は DSB-SC変調器として利用されうるが，好ましくは光単側波帯変調器又は光周 波数シフトキーイング変調器として利用されうる。
[0051] 2.光変調器の動作例
光変調器の動作を以下に説明する。サブマッハツェンダー導波路の並列する 4つ の光位相変調器 (これらは RF電極， RF電極を構成する）に，たとえば，位相が 90
A B
° ずつ異なる正弦波 RF信号を印加する。また，光に関しても，たとえば，それぞれの 位相差が 90° となるようにバイアス電圧を DC電極， DC電極に印加する。これらの
A B
電気信号の位相差や光信号の位相差は，適宜調整すればよいが，基本的には 90 ° の整数倍ずれるように調整する。
[0052] 図 2は，理想的な光 FSK変調器 (又は光 SSB変調器)の各部における光信号とそ の位相を示す概念図である。図 2に示されるように，理想的には，キャリアなどが抑圧 されており，図 1の P点及び Q点では，それぞれ MZ及び MZからの出力信号のうち
A B
LSB〖こつ ヽて位相が逆位相となるように調整される。このように調整された信号は合 波部 (6)で合波されると， LSB成分が打ち消しあい， USB成分のみが残留することと なる。一方， C電極を出力信号の位相差が 270° となるように調整すると USB信号が 打ち消しあい， LSB信号が残留することとなる。しかし，実際には，これらの光信号に は，光信号の搬送波 (キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )が含ま
0 m れることとなる。
[0053] 各サブマッハツェンダー導波路から出力される光信号に含まれる光信号の搬送波（ キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )の位相は，各サブマッハツ
0 m
ンダー導波路に印加する信号の位相やバイアス電圧によって求まるので，合波部で 合波される前の，各サブマッハツェンダー導波路力 の出力信号の位相を，抑圧した い成分 (光信号の搬送波 (キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) ) )
0 m の位相が逆位相となるように制御する。そのように制御するので，抑圧したい成分が 効果的〖こ抑圧されることとなる。
[0054] 図 3は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧した SSB (単側波側帯)変 調信号の取得方法の例を示す概念図である。図 3に示されるように，各サブ MZ導波 路で得られた光信号には，たとえば同位相のキャリア信号が残留しているので，それ ぞれの出力信号の位相が 180° ずれるように変調を施すことで，図 1の P点及び Q点 では，キャリア成分の位相が 180° ずれるようにされる。そして，そのように調整された 光信号のうちキャリア成分の大きさがほぼ等しくなるように強度変調器によって変調さ れる。そのような光信号が合波部 (6)で合波されるとキャリア成分が互に打ち消しあい 抑圧される。一方，上側波側帯成分 (USB) : + 1は，それぞれ逆位相ではないので ,抑圧されずに残る。一方，下側波側帯 (LSB)は，逆位相となるので互に打ち消し あい抑圧される。このように，光変調器の出力信号から，キャリア成分が効果的に抑 圧されるので，高い消光比を持った信号を得ることができる。
[0055] なお，各 MZ及び MZにおけるキャリア成分など抑圧しょうとする成分の大きさを厳
A B
密に同じとすることはできないので，たとえば積分強度で，各 MZ及び MZにおける
A B
抑圧しょうとする成分の大きさの比が， 1 : 2〜2 : 1とするものがあげられ，好ましくは 2 ： 3〜3： 2とするものがあげられ， 4： 5〜5： 4とするものでもよ!/ヽ。
[0056] 上記では， USB信号や LSB信号への変調を高速に行う光 FSK変調器について説 明したが，本発明の光変調器は， USB信号カゝ LSB信号のいずれかのみを固定して 用いる光 SSB変調器についても上記と同様にして利用できる。
[0057] 図 4は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧した DSB変調信号の取得 方法の例を示す概念図である。図 4に示されるように，各サブ MZ導波路で得られた 光信号には，たとえば同位相のキャリア信号が残留しているので，それぞれの出力信 号の位相が 180° ずれるように変調を施すことで，図 1の P点及び Q点では，キャリア 成分の位相が 180° ずれるようにされる。そして，それらキャリア成分の強度は，強度 変調器 (12)により調整され，ほぼ等しくされる。そのような光信号が合波部 (6)で合波さ れるとキャリア成分が互に打ち消しあい抑圧される。一方，上側波側帯成分 (USB)： + 1と，下側波側帯 (LSB) :— 1とは，逆位相ではないので，抑圧されずに残り， DS B— SC変調が達成される。
[0058] 3.本発明の光変調器の製造方法
光導波路の形成方法としては，チタン拡散法等の内拡散法やプロトン交換法など 公知の形成方法を利用できる。すなわち，本発明の光 FSK変調器は，例えば以下 のようにして製造できる。まず，ニオブ酸リチウムのウェハー上に，フォトリソグラフィー 法によって，チタンをパターユングし，熱拡散法によってチタンを拡散させ，光導波路 を形成する。この際の条件は，チタンの厚さを 100〜2000オングストロームとし，拡 散温度を 500〜2000°Cとし，拡散時間を 10〜40時間とすればよい。基板の主面に ,二酸ィ匕珪素の絶縁バッファ層（厚さ 0. 5— 2 m)を形成する。次いで，これらの上 に厚さ 15— 30 mの金属メツキ力もなる電極を形成する。次いでウェハーを切断す る。このようして，チタン拡散導波路が形成された光変調器が形成される。
[0059] 光 FSK変調器は，たとえば以下のようにして製造できる。まず基板上に導波路を形 成する。導波路は，ニオブ酸リチウム基板表面に，プロトン交換法やチタン熱拡散法 を施すことにより設けることができる。例えば，フォトリソグラフィー技術によって LN基 板上に数マイクロメートル程度の Ti金属のストライプを， LN基板上に列をなした状態 で作製する。その後， LN基板を 1000°C近辺の高温にさらして Ti金属を当該基板内 部に拡散させる。このようにすれば， LN基板上に導波路を形成できる。
[0060] また，電極は上記と同様にして製造できる。例えば，電極を形成するため，光導波 路の形成と同様にフォトリソグラフィー技術によって，同一幅で形成した多数の導波 路の両脇に対して電極間ギャップが 1マイクロメートル〜 50マイクロメートル程度にな るよう〖こ形成することがでさる。
[0061] なお，シリコン基板を用いる場合は，たとえば以下のようにして製造できる。シリコン
(Si)基板上に火炎堆積法によって二酸ィ匕シリコン (SiO )を主成分とする下部クラッド
2
層を堆積し，次に，二酸ィ匕ゲルマニウム (GeO )をドーパントとして添加した二酸ィ匕シ
2
リコン (SiO )を主成分とするコア層を堆積する。その後，電気炉で透明ガラス化する。
2
次に，エッチングして光導波路部分を作製し，再び二酸ィ匕シリコン (SiO )を主成分と
2
する上部クラッド層を堆積する。そして，薄膜ヒータ型熱光学強度変調器及び薄膜ヒ 一タ型熱光学位相変調器を上部クラッド層に形成する。
[0062] 4.第 2実施態様
光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ ) (8)の分岐
C
部 (5)には非対称方向性結合器が設けられ，前記非対称性方向性結合器によって， 前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )に分波される光信号の強度が，前記
A
第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )に分波される光信号の強度よりも強くなる
B
ように制御されるものである。
[0063] 強度変調器 (12)による強度調整は，抑圧しょうとする成分の大きさの差が小さけれ ば，わずかに強度を小さくするように調整しなければならないし， MZからの光信号
A
の方が， MZ力もの光信号よりも光強度が弱い場合，強度変調器 (12)を用いても効
B
果的に抑圧したい成分を抑圧できないこととなる。そこで，上記したような光変調器で あれば，強度変調器のある MZへ向かう光信号の強度を MZへ向かう光信号の強
A B
度より予め大きくできるので，強度変調器 (12)を効果的に利用することができるのであ る。
[0064] 強度分岐の比が余りに小さければ非対称とする意味がなく，余りに大きければ光信 号全体の強度を小さくしなければならなくなる。そのような観点から，非対称性方向性 結合器の強度分岐比（MZ ZMZ )として， 1. 01以上 5以下があげられ， 1. 1以上 3
A B
以下が好ましく， 1. 3以上 1. 5以下でもよい。このように MZの分岐比を大きくするの
A
で，強度変調器 (12)においてその分岐比を考慮した強度に調整すれば，効果的に 抑圧したい成分の強度を適切なものに調整できることとなる。
[0065] 5.第 3実施態様
特に図示しないが，前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )のうち前記第 2のサ
C
ブマッハツェンダー導波路（MZ )の合波部から，前記メインマッハツェンダー導波路
B
(MZ )の合波部 (6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信
C
号の強度を変調するための強度変調器 (12)を具備するものは，本発明の別の好まし い実施態様である。
[0066] なお， MZの出力部から合波部 (6)までの間に，更に強度変調器 (12)を設けるもの
B
は本発明の別の実施態様である。この場合， MZからの光信号と MZからの光信号
A B
とについて，どちらが強い場合であっても抑圧したい成分の強度を調整して，抑圧で さることとなる。
[0067] 6.第 4実施態様
図 5は，本発明の第 4の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。図 5に示さ れるとおりこの態様に係る光変調器は，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームのいずれか，又は前記第 2のサブマッハツェンダー導波路
A
(MZ )を構成する 2つのアームのうち 、ずれか 1つの導波路又は 2つ以上の導波路
B
には，当該導波路を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器 (13)を具 備する。
[0068] このような強度変調器 (13)が設けられるアーム（図 1のパス）は， Pathl, Path2,Path3 又は Path4のいずれかであってもよいし； Pathl及び Path2,又は Pathl及び Path3, Pat hi及び Path3,又は Pathl及び Path4であってもよいし； Path2及び Path3,又は Path2及 び Path4であってもよいし； Path3及び Path4であってもよいし； Pathl, Path2,及び Path 3であってもよいし； Pathl, Path2,及び Path4であってもよいし； Pathl, Path3,及び Pa th4であってもよいし； Path2, Path3,及び Path4であってもよいし；全ての Pathであって ちょい。
[0069] サブマッハツェンダー導波路に設けられる強度変調器 (13)として，特に限定されな いが，サブマッハツェンダー導波路とサブマッハツェンダー導波路に電界を与えるた めの電極とを具備するものがあげられる。 [0070] この実施態様では，サブマッハツェンダー導波路力 の特定の成分の強度を予め 調整できるので，より効果的に抑圧したい成分を抑圧できることとなる。
[0071] 7.第 5実施態様
図 6は，本発明の第 5の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。図 6に示さ れるとおり，この光変調器は，基本的には先に説明した図 1に示される光変調器と同 様の構成を採用するが，前記メインマッハツェンダー電極 (電極 C) (11)として，メイン マッハツェンダー導波路（MZ )のうち，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路（MZ c
)の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第
A
1のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）（14)と；メインマッハツェンダー導波路
CA
(MZ )のうち，前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )の出力部と前記合波
C B
部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第 2のメインマツハツヱンダ 一用電極 (MZ 電極)（15)とを具備する。
CB
[0072] 上記のような態様に係る光変調器であれば，第 1のメインマッハツェンダー用電極（ MZ 電極)（14)と第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極)（15)とを具備する
CA CB
ので，各サブサブマッハツェンダー導波路からの出力信号の光位相を制御でき，そ れにより合波される光信号の搬送波 (キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f
0
±2f ) )などを抑圧できる。
m
第 2のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）（12)は，メインマッハツェンダー導
CB
波路 (MZ )のうち，前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )の出力部と前記
C B
合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた電極であり，これにつ いては MZ 電極 (11)と同様である。なお，第 1のメインマッハツェンダー用電極（MZ
CA C
電極)及び前記第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極）は，それぞれが設
A CB
けられる導波路部分を光位相変調器として機能させるものであってもよい。
[0073] なお，本発明の光変調器においては，各電極に印加される信号のタイミングや位相 を適切に制御するため，各電極の信号源と電気的に（又は光信号により）接続された 制御部が設けられることが好ましい。そのような制御部は，前記第 1の電極 (RF
A電極
)及び第 2の電極 (RF電極）に印加される変調信号と，前記第 1のメインマッハツエン
B
ダー用電極（MZ 電極）及び第 2のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）に印 カロされる変調信号との変調時間を調整するように機能する。すなわち，各電極による 変調がある特定の信号に対して行われるように，光の伝播時間を考慮して調整する。 この調整時間は，各電極間の距離などによって適切な値とすればよい。
[0074] また，制御部は，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )とからの出力信号
A
と前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )とからの出力信号に含まれる光搬
B
送波信号又は特定の高次光信号の位相が 180° ずれるように前記第 1のメインマッハ ツェンダー用電極（MZ 電極）及び第 2のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極
CA CB
)に印加される電圧を調整するものがあげられる。このような制御部としては，各電極 の信号源と接続された処理プログラムを格納したコンピュータがあげられる。そして， コンピュータは，キーボードなどの入力装置力 制御情報の入力を受けると， CPUは
,たとえばメインプログラムに格納された処理プログラムを読み出し，よりプログラムの 指令に従って，各種メモリから必要な情報を読み出して，適宜メモリに格納される情 報を書き換え，信号源へ信号源カゝら出力される光信号のタイミングと位相差を制御す るような指令を外部出力装置力も出力すればよい。なお，そのような処理プログラムと しては，コンピュータを，各サブマッハツェンダー導波路における特定の成分の位相 を把握する手段と，前記手段が把握した特性の成分の位相情報を用いて，それらの 位相が逆位相となるように前記第 1のメインマッハツェンダー用電極 (MZ
CA電極)及 び第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極）に印加される変調信号を調整す
CB
る指令を作製する手段とを具備するものとして機能させるようなものであればよい。
[0075] この態様に係る光変調器の動作を以下に説明する。サブマッハツェンダー導波路 の並列する 4つの光位相変調器 (これらは RF電極， RF電極を構成する）に，たとえ
A B
ば，位相が 90° ずつ異なる正弦波 RF信号を印加する。また，光に関しても，たとえ ば，それぞれの位相差が 90° となるようにバイアス電圧を DC電極， DC電極に印
A B
加する。これらの電気信号の位相差や光信号の位相差は，適宜調整すればよいが， 基本的には 90° の整数倍ずれるように調整する。
[0076] 理想的には，サブマッハツェンダー導波路力 各 RF信号の周波数分だけ周波数 がシフトした光が出力される。しかし，実際には，これらの光信号には，光信号の搬送 波（キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )が含まれることとなる。本
0 m 発明の光変調器では，それらのうち少なくともひとつ以上を抑圧するように動作する。
[0077] すなわち，各サブマッハツェンダー導波路から出力される光信号に含まれる光信号 の搬送波（キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )の位相は，各サブ
0 m
マッハツェンダー導波路に印加する信号の位相やバイアス電圧によって求まるので， 合波部で合波される前の，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号の位相を ,抑圧した!/、成分 (光信号の搬送波 (キャリア信号)又は高次成分 (例えば 2次成分 (f
0
±2f ) ) )の位相が逆位相となるように制御する。そのように制御するので，抑圧した m
い成分が効果的に抑圧されることとなる。
[0078] なお，相殺しあう光信号成分を制御することで，本発明の光変調器は， DSB-SC 変調器， FSK変調器， SSB変調器などとして機能しうるが，好ましくは DSB— SC変 調器として用いられる。
[0079] 8.第 6実施態様
本発明の光変調器の好ましい態様は，前記第 1の電極 (RF電極) (9),第 2の電極 (
A
RF電極)（10),及び前記メインマツハツヱンダー電極 (電極 C) (11)に信号を与える信
B
号源を制御するための制御部であって，前記信号源を (0
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が大きくなるように，前記メイン
C
マッハツェンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧及び前記第 1のサブマッハ
C
ツェンダー導波路 (MZ )及び前記第 2のサブマツハツヱンダー導波路 (MZ )に印
A B
加するバイアス電圧を調整し， GO
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が小さくなるように，前記メイン
C
マッハツェンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧を調整し， (iii)
C
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が小さくなるように，前記第 1の
C
サブマツハツヱンダー導波路 (MZ )又は前記第 2のサブマツハツヱンダー導波路（
A
MZ )のバイアス電圧を減少させ，（iv)
B
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )の出力が小さくなるように，前記メインマツ
C
ハツエンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧を調整するように動作させるもの
C
を具備する，上記の光変調器である。
[0080] このような態様の光変調器を用いれば，各電極へ印加するバイアス電圧を適切なも のに調整できるので，キャリア成分 (f )や高次成分 (例えば 2次成分 (f ±2f ) )などを
0 0 m 抑圧でき，より高い消光比を達成できる。基本的には以下の工程を含むものである。 ( 0
メイン MZ導波路からの出力が大きくなるように，メイン MZ電極（電極 C)のバイアス電 圧及び 2つのサブ MZ電極のバイアス電圧を調整する工程と， GOメイン MZ導波路か らの出力が小さくなるように，電極 Cのノ ィァス電圧を調整する工程と， (iii) メイン MZ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブ MZ電極のバイアス 電圧を減少させる工程と，（iv)メイン MZ導波路の出力が小さくなるように，電極 Cのバ ィァス電圧を調整する工程とを含む。なお，上記 (iii)と (iv)の工程を繰り返し行うことは ,本発明の好ましい実施態様である。以下では，各工程について説明する。
[0081] (0メイン MZ導波路からの出力が大きくなるように，電極 Cのバイアス電圧及び 2つ のサブ MZ電極のバイアス電圧を調整する工程
この工程は，メイン MZ導波路からの出力が大きくなるように (好ましくはできるだけ 大きくなるように，より好ましくは最大となるように），電極 Cのバイアス電圧及び 2つの サブ MZ電極のノ ィァス電圧を調整する工程である。メイン MZ導波路は，図示しな い測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，各 MZ電極に 印加するバイアス電圧を調整してもよ ヽ。
[0082] また，測定系と，各バイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されて おり，測定系が測定した光強度が大きくなるように，各バイアス電圧の大きさを制御す るようにしてもよい。制御装置は，情報を入力する入力部，情報を出力する出力部， 情報を記憶する記憶部 (メモリ，メインメモリを含む），各種演算を行う CPUなどの演 算部とを具備する。測定系が測定した光強度に関する情報は，入力部により制御装 置に入力され，メモリに記憶される。制御装置の CPUは，メインメモリ中の制御プログ ラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情報を読み出す。また，制御 装置の CPUは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，いずれか 1つ又は 2つ 以上の電極に印加されるバイアス電圧を変化する信号を出力部から出力する。この ようにすると，出力光の強度が変化する。この情報を読み出し，先の光強度と比較し， 光強度が大きくなるようにバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力する。こ の出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，各電極に印加する電圧値を変 ィ匕させるので，光出力が増大することとなる。
[0083] (ii)メイン MZ導波路からの出力が小さくなるように，電極 Cのバイアス電圧を調整す る工程
この工程は，メイン MZ導波路からの出力光の強度が小さくなるように，メイン MZ電 極に印加されるバイアス電圧を調整するための工程である。メイン MZ導波路は，図 示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，メイン M Z電極に印加するバイアス電圧を調整してもよ 、。
[0084] また，測定系とメイン MZ電極へバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により 接続されており，測定系が測定した光強度が小さくなるように，メイン MZ電極のバイ ァス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。測定系が測定した光強度に関する情 報は，入力部により制御装置に入力され，メモリに記憶される。制御装置の CPUは， メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情 報を読み出す。また，制御装置の CPUは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を 受け，メイン MZ電極に印加されるバイアス電圧を変化する信号を出力部から出力す る。このようにすると，出力光の強度が変化する。この情報を読み出し，先の光強度と 比較し，光強度が小さくなるようにバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力 する。この出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，メイン MZ電極に印加 する電圧値を変化させるので，光出力が減少することとなる。
[0085] (iii)メイン MZ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブ MZ電極のバ ィァス電圧を減少させる工程
この工程では，メイン MZ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブ M Z電極のバイアス電圧を減少させる。この工程では，いずれか一方のサブ MZ電極の ノィァス電圧を減少させた場合に，メイン MZ導波路力もの出力が小さくなるので，そ のメイン MZ導波路力 の出力が小さくなる方のサブ MZ電極のバイアス電圧を小さく するように制御する。この工程で，減少又は増加する電圧値は，予め決めておいても よい。このような変化電圧値として， 0.01V〜0.5Vがあげられ，好ましくは 0.05V〜0.1V である。本工程によりメイン MZ導波路力もの出力強度が減少する。メイン MZ導波路 は，たとえば，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測 しつつ，ノ ィァス電圧を調整してもよい。
[0086] また，測定系と電極 A及び電極 Bへバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置 により接続されており，電極 A又は電極 Bへ印加されるバイアス電圧の大きさを制御 するよう〖こしてもよい。この際，電圧値を変化させる電極に関する情報や，変化させる 電圧値に関する情報は，メモリなどに記憶されていてもよい。制御装置の CPUは，メ インメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報を読み出し ,電極 A又は電極 Bに印加されるバイアス電圧を変化する信号を，出力部から出力 する。このようにすると，電極 A又は電極 Bに印加されるバイアス電圧の値が，所定量 だけ変化する。なお，電極 A又は電極 Bに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だ け変化すると，メイン MZからの出力光の強度が変化する。測定系が観測した光強度 に関する情報は，入力部から入力され，メモリに記憶される。制御装置の CPUは，メ インメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情 報を読み出し，メイン MZ導波路力 の光強度が小さくなるように，サブ MZ電極へ印 加するバイアス電圧を変化させる指令を出力部力も出力する。この出力信号を受け た電源は，その指令にしたがって，電極に印加する電圧値を変化させるので，光出 力が減少することとなる。
[0087] (iv)メイン MZ導波路の出力が小さくなるように，電極 Cのバイアス電圧を調整するェ 程
この工程は，メイン MZ導波路の出力が小さくなるように，電極 Cのバイアス電圧を 調整するための工程である。メイン MZ導波路は，たとえば，図示しない測定系と連 結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，バイアス電圧を調整してもよ い。なお，本工程，又は前記 (iii)の工程と本工程とを，繰り返し行っても良い。
[0088] また，測定系と電極 Cへバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続さ れており，電極 Cへ印加されるノ ィァス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。制 御装置の CPUは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された 制御情報を読み出し，電極 Cに印加されるバイアス電圧を変化する信号を，出力部 力も出力する。このようにすると，電極 Cに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だ け変化する。
[0089] また，制御装置の CPUは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに 記憶された制御情報や，出力光に関する情報を読み出し，バイアス電圧の調整を止 めるという判断をしても良い。また，測定系からの出力光の強度情報をフィードバック し，ノ ィァス電圧の調整をし続けても良い。
[0090] 9.光通信システム
本発明の第 2の側面に係る光通信システムは，光変調器 (1)と，前記光変調器から の出力信号を復調する復調器 (21)と，前記光変調器と復調器とを連結する光路とを 具備する。図 7は，本発明の FSK復調器の基本構成を示す図である。図 7に示される ように，本発明の FSK復調器 (21)は，光信号をその波長に応じて分波する手段 (22) と，前記分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段 (23)と，前記分 波器により分波された一方の光信号を検出するため手段 (24)と，前記分波器により 分波された残りの光信号を検出するための手段 (25)と，前記第 1の光検出器の出力 信号と，前記第 2の光検出器の出力信号との差分を計算する手段 (26)とを具備する 光通信システムである。なお，図中 31は，先に説明した光変調器 (1)を示し， 32は光 源を示し， 33は光ファイバなどの光路を示し， 34はコンピュータなどの制御装置を示 す。
[0091] "送信機力も送信された光信号をその波長に応じて分波する手段"として，分波器 力 Sあげられる（以下では，この手段を「分波器」ともいう。 ) o分波器 (22)として，インタ 一リーバなど公知の分波器を採用できる。分波器が分波する光は，光 FSK信号であ るから，光 FSK信号の上側波帯 (USB)信号と，下側波帯 (LSB)信号とに分波する ものを用いる。インターリーバは，入射した波長多重光信号を波長間隔力 ^倍の二組 の信号系列に分波でき，逆に，二組の波長多重信号を波長間隔が半分の一つの信 号系列に合波するという特徴をもつデバイスである。インターリーバによれば，シヤー プな信号の通過波長帯域を得ることができるので，隣接チャンネル間の信号を確実 に分離でき，別の波長が混ざり，通信品質が劣化すること防止できる。インターリーバ としては，複数のファイバ力ブラを含むファイバ型インターリーバ，多層膜とプリズムと を含む多層膜型インターリーバ，複屈折プレートと偏波分離素子とを含む複屈折板 型インターリーバ，導波路を用いた導波路型インターリーバがあげられる。より具体的 には，ォプトプレタス（Optoplex)社製のノバ インターリーバ（Nova- Interleavers) ,ネ タスフォン（Nexfon)社製 OC- 192,及び OC-768などのインターリーバがあげられる。
[0092] "分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段"として，公知の遅延 調整装置があげられる（以下では，この手段を「遅延調整装置」ともいう。 ) oこのような 遅延調整装置として，複数枚のミラーからなり，光路長さを調整できる遅延調整装置 があげられる。この遅延調整装置の遅延時間（したがって，ミラーの位置）は，適宜自 動的に調整可能となって ヽても良 ヽし，固定されて ヽるものであっても良!ヽ。
[0093] "分波器により分波された一方の光信号（λ )を検出するため手段 (24) ",及び"分
1
波器により分波された残りの光信号（λ )を検出するための手段 (25) "として，公知の
2
光検出器があげられる（以下では，この手段を「光検出器」ともいう。 )。光検出器は， 例えば，光信号を検出し，電気信号に変換する。光検出器によって，光信号の強度 などが検出できる。この光検出器としては，例えばフォトダイオードを含むデバイスを 採用できる。なお，光信号（λ ) )
1及び光信号（λ
2 は， USB信号と LSB信号であり， 搬送波に比べ，変調周波数だけ周波数が上方又は下方にシフトした光信号である。
[0094] "第 1の光検出器の出力信号と，前記第 2の光検出器の出力信号との差分を計算 する手段 (26) "として，公知の減算器があげられる（以下では，この手段を「減算器」 ともいう。 ) ο減算器として，第 1の光検出器の出力信号と，第 2の光検出器の出力信 号との差分を計算する計算回路などを含むデバイスがあげられる。
[0095] 本発明の FSK復調器は，復調器に用いられる上記以外の公知の構成を含んでい てもよい。特に図示しないが，分波器 (22)の後の光路に，分散補償器が設けられも のが好ましい。このような分散補償器があれば，光ファイバなどで分散した光を補償 できる力 である。
[0096] 特に図示しないが，分波器 (22)の後に，光増幅器が設けられものが好ましい。イン ターリーバなどの分波器から出力された光信号は，その振幅が小さくなる場合がある 。したがって，光増幅器により振幅を回復することで，長距離の通信にも耐えられこと となる。このような光増幅器は，好ましくは USB信号， LSB信号のそれぞれに対して 設けられ る。
[0097] 以下では， FSK復調器の動作について説明する。 FSK復調器 (21)が，光 FSK信 号を受信する。すると，分波器 (22)が，送信機から送信された光信号をその波長に 応じて分波し， USB光（λ )と LSB光（λ )とに分波する。遅延調整装置 (23)は，例
1 2
えば，遅延時間に応じて光路長さを調整することにより， USB光（λ )と LSB光（λ )
1 2 との遅延時間を解消する。第 1の光検出器 (24)は，分波器により分波された一方の 光信号を検出し，電気信号に変換する。第 2の光検出器 (25)は，前記分波器により 分波された残りの光信号を検出し，電気信号に変換する。減算器 (26)は，前記第 1 の光検出器の出力信号と，前記第 2の光検出器の出力信号との差分を計算する。そ して，減算器が求めた信号は，図示しないモニターなどに出力されることとなる。この ようにすれば，光分散による光遅延の問題を解消した FSK信号の復調が可能となる
[0098] 10.無線信号発生装置
図 8は，本発明の第 3の側面に係る無線信号発生装置の基本構成を示すブロック図 である。図 8に示されるとおり，無線信号発生装置は，光源と接続可能な光変調器 (1) と，前記変調光信号発生装置からの出力光を検出する光検出器 (36)と，前記光検出 器が検出した光信号を無線信号へと変換するアンテナ (35)とを具備する。
[0099] 光検出器は，変調光信号発生装置の出力光を検出し，電気信号に変換するため の手段である。光検出器として，公知のものを採用できる。光検出器として，例えばフ オトダイオードを含むデバイスを採用できる。光検出器は，例えば，光信号を検出し， 電気信号に変換するものがあげられる。光検出器によって，光信号の強度，周波数 などを検出できる。光検出器として，たとえば「米津宏雄著"光通信素子工学"一発光 '受光素子一，工学図書株式会社，第 6版，平成 12年発行」に記載されているものを 適宜採用できる。
[0100] アンテナは，光検出器が変換した電気信号を，無線信号として放出するための手 段である。アンテナとして，公知のアンテナを用いることができる。光変調器 (1)が，変 調信号を発生し，それを光検出器により検出し，アンテナにより無線信号に変換して ,無線信号として放出する。これにより無線信号をえることができる。 産業上の利用可能性
本発明の光変調器は光情報通信の分野で好適に利用されうる。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ ) (2)と；
A
第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ ) (3)と；
B
光信号の入力部 (4)と，前記光信号が前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )とへ分岐する分岐部 (5)と，前記
A B
第 1のサブマツハツヱンダー導波路 (MZ )と，前記第 2のサブマツハツヱンダー導波
A
路 (MZ )と，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )と前記第 2のサブマッハ
B A
ツェンダー導波路 (MZ )から出力される光信号が合波される合波部 (6)と，前記合波
B
部で合波された光信号が出力される光信号の出力部 (7)とを含むメインマツハツ ン ダー導波路 (MZ ) (8)と；
C
前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームにラジオ周
A
波数 (RF)信号を入力するための第 1の電極 (RF電極) (9)と；
A
前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームにラジオ周
B
波数 (RF)信号を入力するための第 2の電極 (RF電極)（10)と；
B
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )に電圧を印加して，前記前記第 1のサブ
C
マッハツェンダー導波路 (MZ )力 の出力信号と前記前記第 2のサブマツハツヱン
A
ダー導波路 (MZ )力 の出力信号との位相差を制御する為のメインマッハツエンダ
B
一電極（電極 C) (11)と；
前記メインマッハツェンダー導波路（MZ )のうち前記第 1のサブマッハツェンダー
c
導波路 (MZ )の合波部から，前記メインマツハツ ンダー導波路 (MZ )の合波部 (6)
A C
の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調す るための強度変調器 (12)を具備する，
光変調器。
[2] 前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ ) (8)の分岐部 (5)には非対称方向性結合
C
器が設けられ，
前記非対称性方向性結合器によって，前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (M Z )に分波される光信号の強度が，前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )
A B
に分波される光信号の強度よりも強くなるように制御される 請求項 1に記載の光変調器。
[3] 前記メインマッハツェンダー導波路（MZ )のうち前記第 2のサブマッハツェンダー
C
導波路 (MZ )の合波部から，前記メインマツハツ ンダー導波路 (MZ )の合波部 (6)
B C
の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調す るための強度変調器 (12)を具備する，
請求項 1に記載の光変調器。
[4] 前記第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームのいずれ
A
カ 又は前記第 2のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )を構成する 2つのアームのう
B
ちいずれか 1つの導波路又は 2つ以上の導波路には，当該導波路を伝播する光信号 の強度を変調するための強度変調器 (13)を具備する請求項 1に記載の光変調器。
[5] 前記メインマッハツェンダー電極（電極 C) (11)として，
メインマッハツェンダー導波路（MZ )のうち，前記第 1のサブマッハツェンダー導波
C
路 (MZ )の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けら
A
れた第 1のメインマッハツェンダー用電極（MZ 電極）（14)と；
CA
メインマッハツェンダー導波路（MZ )のうち，前記第 2のサブマッハツェンダー導波
C
路 (MZ )の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けら
B
れた第 2のメインマッハツェンダー用電極 (MZ 電極)（15)とを具備する
CB
光変調器。
[6] 前記第 1の電極 (RF電極） (9)，第 2の電極 (RF電極）（10)，及び前記メインマッハ
A B
ツ ンダー電極 (電極 C) (11)に信号を与える信号源を制御するための制御部であつ て，前記信号源を （0
前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が大きくなるように，前記メイン
C
マッハツェンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧及び前記第 1のサブマッハ
C
ツェンダー導波路 (MZ )及び前記第 2のサブマツハツヱンダー導波路 (MZ )に印
A B
加するバイアス電圧を調整し，
GO前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が小さくなるように，前記メ
C
インマッハツェンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧を調整し，
C
(iii)前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )からの出力が小さくなるように，前記 第 1のサブマッハツェンダー導波路 (MZ )又は前記第 2のサブマッハツェンダー導
A
波路（MZ )のバイアス電圧を減少させ，
B
(iv)前記メインマッハツェンダー導波路 (MZ )の出力が小さくなるように，前記メイ
C
ンマッハツェンダー導波路 (MZ )に印加するバイアス電圧を調整するように動作させ
C
るものを具備する，
請求項 1に記載の光変調器。
[7] 光単側波帯変調器又は光周波数シフトキーイング変調器である請求項 1に記載の 光変調器。
[8] 請求項 1に記載の光変調器と，前記光変調器からの出力信号を復調する復調器 (2
1)と，前記光変調器と復調器とを連結する光路とを具備し；
前記復調器は，光信号をその波長に応じて分波する手段 (22)と，
前記分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段 (23)と， 前記分波器により分波された一方の光信号を検出するため手段 (24)と， 前記分波器により分波された残りの光信号を検出するための手段 (26)と， 前記第 1の光検出器の出力信号と，前記第 2の光検出器の出力信号との差分を計 算する手段 (27)とを具備する，
光通信システム。
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