WO2007123175A1

WO2007123175A1 - 光変調装置

Info

Publication number: WO2007123175A1
Application number: PCT/JP2007/058522
Authority: WO
Inventors: Kaoru Higuma; Toshio Sakane
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2007-11-01
Also published as: CA2649623C; US20090097795A1; EP2015129A4; JP2007286547A; EP2015129A1; CA2649623A1; JP4879637B2; US7773833B2

Abstract

　光変調器（１０）から出力される周波数ｆ０、ｆ＋１、およびｆ－１の各成分を持つ光をモニタし、第２光検出手段（１４ｂ）で全成分のパワーＰ２を測定するとともに第１光検出手段（１４ａ）でフィルタ手段（１３）により切り出された周波数ｆ０成分のパワーＰ１を測定して、これら受光パワーＰ１およびＰ２に基づき、光変調器（１０）の各マッハツェンダー光導波路ＭＺ－Ａ、ＭＺ－Ｂ、ＭＺ－ＣそれぞれのＤＣ電極により付与する位相差を制御している。制御は、受光パワーＰ１を最小、受光パワーＰ２を最大とするように行う。

Description

明細書

光変調装置

技術分野

[0001] 本発明は光変調装置に係り、特に強度変調のオンとオフの高い消光比を実現した光変調装置に関する。

本願は、 2006年 4月 20曰に、日本に出願された特願 2006— 116630号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 光に信号を載せて光ファイバで伝送する光通信システムにおいて、光源から出射されたレーザ光を強度変調して光信号を生成する光強度変調器が利用されている。光強度変調器は、例えばニオブ酸リチウム (LiNbO ；以下 LNと略す）などの電気光学

3

結晶の基板上に、マッハツェンダー型の光導波路と変調電極およびバイアス電極等を形成したものである。

[0003] マッハツェンダー型の光導波路は、入力された光を分岐する分岐部と、分岐された光を伝搬させる 2つのアームと、アームを伝搬した光を再度合流させる合波部からなる導波路構成を有している。この合波部において、合流する 2つの光が同位相である場合には光波が互いに強め合って出力されるオン状態となり、逆位相である場合には光波は互いに打ち消し合って出力光が無くなるオフ状態となる。オン状態の出力光強度とオフ状態の出力光強度の比は、消光比と呼ばれ、光強度変調器の性能を表す重要な指標である。そして、消光比が高い、すなわちオン状態とオフ状態の出力光強度の差が大きいほど、一般に変調深さが深くなり、高品質な光伝送を行うことが可能である。

[0004] ここで、最も理想的にはオフ状態における出力がゼロでありこの時消光比は無限大となるが、この状況を作り出すためには、合流する 2つの光の強度が正確に一致してレ、る必要がある。しかし、通常は光導波路の製造誤差等により、分岐部の分岐の割合が等しくなかったり、 2つのアームで伝搬損失が異なっていたりするため、合流した光は強度が非対称となっている。この場合、位相を逆位相としても 2つの光は完全には打ち消し合わず、消光比が劣化してしまう。

[0005] 合波部での光強度を対称とし消光比を向上させる方法として、例えば分岐パワーの大きい方のアームにエキシマレーザを照射し、導波路に欠陥を与えて損失を増やすことでもう一方のアームを通過した光と強度をバランスさせるという手法が考えられる。しかしこの手法では、欠陥による損失に波長依存性があり、消光比も波長に依存してしまうので問題がある。

[0006] ところで、メインマッハツェンダー光導波路の 2つのアームにそれぞれサブマツハツエンダー光導波路を設け、各サブマッハツェンダー光導波路で RF変調を行って周波数の上下にサイドバンド光（上側および下側側波帯）を発生させ、メインマッハツエンダ一光導波路でデータ信号に対応して位相を選択することでサイドバンド光を上側と下側で切り替えて周波数変調された信号光として出力する、光 FSK (Frequency Shif t Keying)変調器が開発されている（例えば特許文献 1参照）。そして近年、サブマツハツエンダー光導波路を光量調整部として利用し、上記の光 FSK変調器を上述した光強度変調器として動作させることで、高い消光比を実現した光強度変調器が提案されている (例えば非特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2005— 134897号公報

非特許文献 1 :日隈他、光 FSK変調器を応用した高消光比変調器の波長特性、「20 05年電子情報通信学会ソサイエティ大会予稿集」、 2005年 9月、 C— 3— 2

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力ながら、非特許文献 1におレ、て示された光強度変調器では、サブマッハツエンダ一光導波路の光量調整を行う際、単純に当該光強度変調器の出力光強度をモニタする。この場合、メインマッハツェンダー光導波路への変調を同時に行うと、モニタした光強度に基づく光量調整が不可能となってしまう。そのため、光量調整は、変調を行わない状態で (すなわち、光強度変調器の実稼働に先立って事前に)行う必要があり、例えば環境変化などに応じるためリアルタイムで高い消光比を実現し維持することができないとレ、う問題があった。

また、出力光強度ではなく光スぺクトノレをモニタするようにすればリアルタイムでの光量調整も可能である力この場合は人間がスペクトルを目視により確認しながら行う必要があり、自動化をすることが困難であった。

[0008] 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、変調信号による変調を行いながらであっても高い消光比を安定して実現することができる光変調装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、周波数 f の光が入力さ

0

れるメインマッハツェンダー光導波路の 2つのアームにそれぞれ第 1および第 2のサブマッハツェンダー光導波路が設けられ、第 1の位相差調整手段によって少なくとも一方のサブマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光に位相差を与えて該サブマッハツェンダー光導波路の出力光強度を調整し、さらに第 2の位相差調整手段によってメインマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光にバイアスの位相差を付与するとともに変調手段によって該光を変調周波数 f で変調して、メインマ m

ッハツエンダー光導波路から周波数 f =f +f および f =f -f の成分を持つ光

+ 1 0 m - 1 0 m

を出力する光変調器と、この光変調器の出力光を 2つに分岐する分岐手段と、分岐された一方の光から周波数 f 成分を取り出すフィルタ手段と、フィルタ後の周波数 f

0 0 成分のパワーを測定する第 1の光検出手段と、周波数 f 、 f 、および f の各成分を

0 + 1 - 1 有する前記分岐されたもう一方の光のパワーを測定する第 2の光検出手段と、を備え、前記光変調器は、前記第 1の光検出手段の受光パワーが最小且つ前記第 2の光検出手段の受光パワーが最大となるように、前記第 1および第 2の位相差調整手段が制御されていることを特徴とする光変調装置を提供する。

[0010] この発明によれば、変調により周波数成分 f 、 f 、および f を有する出力光が光

0 + 1 - 1

変調器力、ら出力されて、この出力光から周波数 f 成分のみのパワーと全成分を含ん

0

だパワーがそれぞれ測定され、これら 2つの受光パワーに基づいて光変調器の各位相差調整手段を制御しているので、変調を行いながら安定的に消光比の最適化を実行することが可能である。そして、各位相差調整手段の制御は、周波数 f 成分が

0 最小となるように制御されていることから、 2つのサブマッハツェンダー光導波路の出力光強度は高い精度で等しくなつている。すなわち高い消光比が実現されている。また、信号成分 (周波数 f および f )のパワーは最大となるように制御されているため

+ 1 - 1

、光変調器の出力効率の最大化が図られている。

[0011] 上記光変調装置において、前記第 1の位相差調整手段は、光強度の強い方のサブマッハツェンダー光導波路に対して両アームを通過する光の位相差をずらして光強度を減衰させ、 2つのサブマツハツヱンダ一光導波路の出力光強度が等しくなるように制御される構成としてもよレ、。

[0012] この発明によれば、 2つのサブマッハツェンダー光導波路の出力光強度が等しくなるように設定されるので、高い消光比を実現することができる。また、光強度の強い方の光強度を減衰させているため、光の損失を最小限に抑えて光変調器の出力を最大にすることができる。

[0013] 上記光変調装置にぉレ、て、前記第 2の位相差調整手段は、メインマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光の位相差が _πとなるように制御される構成としてもよい。

[0014] この発明によれば、光強度が非対称になっている 2つのサブマッハツェンダー光導波路の出力光に対し、その光強度を揃えて周波数 f 成分を最小にする制御が可能

0

になる。これにより、高い消光比が実現できる。

[0015] また、上記光変調装置では、前記光変調器において、前記第 1および第 2の光検出手段の受光パワーがともに最大となる状態に設定される第 1のステップと、前記第 1 の光検出器の受光パワーが最小となるよう前記第 2の位相差調整手段が制御される第 2のステップと、前記第 1の光検出器の受光パワーがさらに小さくなるよう前記第 1 の位相差調整手段が制御される第 3のステップと、が順次実行される構成としてもよレ、。

[0016] この発明によれば、各位相差調整手段に対する制御において、制御結果が発散することなく高い消光比を得るための制御を行うことができる。また、上記ステップに従レ、自動化制御を行うことも可能である。

[0017] また、上記光変調装置において、前記各マッハツェンダー光導波路を、電気光学効果を有する基板上に形成された光導波路によって構成し、前記各位相差調整手段および変調手段を、この光導波路に電界を印加するための電極によって構成してあよい。

[0018] この発明によれば、光変調器を半導体プロセスによって製造される光導波路素子として構成でき、光変調装置の小型化と量産性を達成できる。

[0019] また、本発明は、周波数 f の光が入力されるメインマッハツェンダー光導波路の 2つ

0

のアームにそれぞれ第 1および第 2のサブマツハツヱンダ一光導波路が設けられ、第 1の位相差調整手段によって少なくとも一方のサブマツハツヱンダ一光導波路の両ァームを通過する光に位相差を与えて該サブマッハツェンダー光導波路の出力光強度を調整し、さらに第 2の位相差調整手段によってメインマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光にバイアスの位相差を付与するとともに変調手段によって該光を変調周波数 f で変調して、メインマッハツェンダー光導波路から周波数 f =f

m + 1 0

+f および f =f -f の成分を持つ光を出力する光変調器と、この光変調器の出 m —1 0 m

力光を周波数 f 成分からなる光と周波数 f および f 成分からなる光の 2つに分離

0 + 1 — 1

する分離手段と、前記周波数 f 成分からなる光のパワーを測定する第 3の光検出手

0

段と、前記周波数 f および f 成分からなる光のパワーを測定する第 4の光検出手

+ 1 — 1

段と、を備え、前記光変調器は、前記第 3の光検出手段の受光パワーが最小且つ前記第 4の光検出手段の受光パワーが最大となるように、前記第 1および第 2の位相差調整手段が制御されていることを特徴とする光変調装置を提供する。

[0020] この発明によれば、変調により周波数成分 f 、 f 、および f を有する出力光が光

0 + 1 - 1

変調器から出力されて、この出力光から周波数 f 成分の光と周波数 f および f 成

0 + 1 - 1 分からなる光が分離されてそれぞれのパワーが測定され、これら 2つの受光パワーに基づレ、て光変調器の各位相差調整手段を制御してレ、るので、変調を行レ、ながら安定的に消光比の最適化を実行することが可能である。そして、各位相差調整手段の制御は、周波数 f 成分が最小となるように制御されていることから、 2つのサブマッハ

0

ツェンダー光導波路の出力光強度は高い精度で等しくなつている。すなわち高い消光比が実現されている。また、信号成分 (周波数 f および f )のパワーは最大となる

+ 1 — 1

ように制御されているため、光変調器の出力効率の最大化が図られている。

発明の効果

[0021] 本発明によれば、変調信号による変調を行いながらであっても高い消光比を安定して実現すること力できる。これにより、高品質な光通信システムを構築できる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明の第 1の実施形態による光変調装置の機能ブロック図である。

[図 2]光変調器の構成図である。

[図 3]フィルタ手段の内部構成図である。

[図 4A]図 1に示す第 2光検出手段に入力される光のスペクトルを示した図である。

[図 4B]図 1に示す第 1光検出手段に入力される光のスペクトルを示した図である。

[図 5]本発明の第 2の実施形態による光変調装置の機能ブロック図である。

[図 6A]図 5に示す第 4光検出手段に入力される光のスペクトルを示した図である。

[図 6B]図 5に示す第 3光検出手段に入力される光のスペクトルを示した図である。符号の説明

[0023] 1、 2…光変調装置 10…光変調器 11…モニタ光取出し手段 12…分岐手段

13…フィルタ手段 14a…第 1光検出手段 14b…第 2光検出手段 14c…第 3光検出手段 14d…第 4光検出手段 15…変調信号生成部 16—RFドライバ 17…制御手段 18…分離手段 101…メインマツハツヱンダ一光導波路 102…第 1サブマッハツェンダー光導波路 103…第 2サブマッハツェンダー光導波路 104· "DC電極 105…変調電極 106a, 106b" -DC電極 131…光サーキユレータ 132…フアイバグレーティング

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。

(第 1の実施形態）

図 1は、本発明の第 1の実施形態による光変調装置 1の機能ブロック図である。

[0025] 同図において、光変調器 10には図示しない光源から出射された周波数 f のレーザ

0 光が入力される。光変調器 10は、所定の構造の光導波路と電極を有し LN基板を用レ、て形成された光導波路素子 (詳細は図 2を参照して説明（後述）する）であり、入力光を周波数 f の変調信号で変調して周波数成分 f 、 f 、および f を有する出力光

m 0 + 1 — 1

を出力する。ここで、

f =f +f f =f f

- 1 0 m

とする。なお、周波数 f で変調を行った時、高次成分 f + 2f や f + 3f も発生する m 0 m 0 m 力ここでは説明を簡単にするためこれらは無視するものとする。

[0026] 上記の出力光は、モニタ光取出し手段 11を通って本光変調装置 1からメイン出力として出力され、伝送路（光ファイバ）へ送られるが、その一部は光変調器 10を制御するためのモニタ光としてモニタ光取出し手段 11によって取り出されて、分岐手段 12へ供給される。このモニタ光取出し手段 11は、ファイバ型の光力ブラにより構成し、例えばモニタ光の分岐比を _ 10dB (メイン出力：モニタ光 = 10： 1)とする。

[0027] 分岐手段 12へ供給された光は、さらに分岐手段 12によって 2つに分岐されて出力される。その一方は、フィルタ手段 13を介して第 1光検出手段 14aに入力され、もう一方は、そのまま第 2光検出手段 14bに入力される。

分岐手段 12は、モニタ光取出し手段 11と同様のファイバ型光力ブラである。その分岐比は、後述するように第 1光検出手段 14aで周波数 f 成分の微少な光量を精度良

0

く検出可能とするため、例えば第 2光検出手段 14b側を— 10dBとするのが望ましレヽ [0028] フィルタ手段 13は、入力される光の周波数成分 (f のうち、 f 成分だけを

0、 f

+ 1、 f )

— 1 0 抽出して第 1光検出手段 14aへ出力する。

図 3は、フィルタ手段 13の具体的な構成例を示した図である。このフィルタ手段 13 は、光サーキユレータ 131とファイバグレーティング（Fiber Bragg Grating ; FBG) 132 を二組直列に接続した構成を有している。

[0029] フィルタ手段 13に入力された光は、前段の光サーキユレータ 131を通って前段のフアイバグレーティング 132側へ送られる（光サーキユレータ 131は、図中円弧状の矢印で示した方向にのみ光を出力する光素子である）。ファイバグレーティング 132は所定のピッチを有する回折格子が形成された光素子であり、このピッチに対応する波長 (周波数)の光のみを反射する。ここでは、周波数 f 成分だけを選択的に反射する

0

ファイバグレーティング 132が使用されているものとする（前段、後段とも）。前段のフアイバグレーティング 132で反射された周波数 f の光は、再び前段の光サーキユレ

0 一タ 131を通って今度は後段の光サーキユレータ 131へ送られる。後段部分でも、同様に周波数 f 成分が選択的に反射される。こうして、フィルタ手段

0

13からは周波数 f だけを有する光が出力される。

0

[0030] なお、本フィルタ手段 13では同等のフィルタ機能を二段直列に接続した力 S、このような多段構成とすることでフィルタされる光の周波数選択性を高め、後述する制御の精度を向上させることができる。

また、ファイバグレーティング 132を利用した本フィルタ手段 13においては、フアイバグレーティング 132を透過した周波数 f と f の成分が、その先の経路中で反射し

+ 1 — 1

て戻り、フィルタ手段の出力光に混入することを防止するため、ファイバグレーティング 132の後部（図中下）を無反射終端処理しておくことが望ましレ、。

また、一般にファイバグレーティング 132の波長選択特性は温度依存性を持っため、フィルタ手段 13を恒温槽に入れるなどして温度管理することが望ましい。

[0031] 図 1に戻り、フィルタ手段 13から出力された光は第 1光検出手段 14aに入力され、周波数 f 成分のパワー PIが測定される。また、分岐手段 12から分岐されたもう一方

0

の光は第 2光検出手段 14bに入力され、周波数 f 、 f 、および f の全成分を含んだ

0 + 1 - 1

パワー P2が測定される。なお、各光検出手段に入力される光のスペクトルは図 4A, 4Bに示す状態になっており、受光パワー Pl、 P2は、図中の縦実線で示されたスぺタトル成分のパワーに相当してレ、る。

[0032] ここで、第 1および第 2光検出手段 14a、 14bは、受光した光のパワー（強度）を検出するフォトダイオード（PD)により構成する。それぞれの受光パワー Pl、 P2は各光検出手段から制御手段 17に伝えられる。

[0033] 制御手段 17は、受光パワー P1および P2を基にして光変調器 10の変調動作を制御する。この制御は、後述するように、 3つの各マッハツェンダー光導波路 (MZ_A、 MZ_B、 MZ-C)に設けられた電極に対して個別に行われる。なお、制御手段 17 はパーソナルコンピュータやその他一般的な制御装置によって構成するものとする。また、 MZ— Cには、制御手段 17からの制御信号のほか、周波数 f の変調信号も

m

入力される。この変調信号は、変調信号生成部 15において生成され、 RFドライバ 16 によって所定の振幅の電圧に変換された信号である。

[0034] 次に、図 2を参照して光変調器 10について説明する。図 2は、光変調器 10の構成図である。

同図において、光変調器 10は、メインマッハツェンダー光導波路 (MZ— C) 101と、 MZ— C101の各アームに設けられた第 1サブマッハツェンダー光導波路（MZ—A ) 102、第 2サブマッハツェンダー光導波路 (MZ— B) 103からなる光導波路を有している。さらに、 MZ—A102および MZ— B103には、当該マッハツェンダー部の各ァームを通過する光の位相差を調整するための DC電極（第 1の位相差調整手段） 106 a、 106b力 S設けられ、 MZ— C101には、当該マッハツェンダー部の両アームを通過する光にバイアスの位相差を与える DC電極（第 2の位相差調整手段） 104、およびその光を周波数 f で変調するための変調電極（変調手段） 105が設けられている。

m

[0035] なお、図示されていないが、光変調器 10は、上記各要素が電気光学効果を有する結晶である LN基板上に形成されたものであり、各電極から印加された電界によって光導波路の屈折率が変化することで、光導波路を通過する光に位相変化が与えられるようになっている。

[0036] ここで、 MZ—A102と MZ— B103部の DC電極 106a、 106bにおいて入力電圧を変化させると、当該サブマッハツェンダー光導波路の各アームを通過する光の位相差を調整することができる。その結果、当該サブマッハツェンダー光導波路から出力される光の強度を変化させられる。

[0037] また、 MZ— C101部の DC電極 104において入力電圧を変化させると、メインマツハツエンダー光導波路の両アームを通過する光（MZ— A102、 MZ— B103から出力される光）の位相差を調整することができる。その結果、メインマッハツェンダー光導波路における変調 (変調電極 105による変調）の変調動作点を変化させられる。例えば、 DC電極 104で位相差 πを付与した場合、非変調時の光変調器 10の出力は、各サブマッハツェンダー光導波路の出力が逆位相で干渉することにより、ゼロとなる。この状態で、変調電極 105により周波数 f の変調を行うと、周波数 f および f m + 1 — にサイドバンドが発生し、変調信号光として出力される。但し、各サブマッハツエンダ一光導波路の出力光強度が非対称となっているときは、非変調時の出力はゼロとならず、また変調時にも周波数 f 成分が残留して出力されることになる（図 4Aの状態)。

0

[0038] そこで本光変調装置 1では、第 1および第 2光変調手段 14a、 14bによって測定された光のパワー PIと P2を用いて、 MZ— A102、 MZ— B103、 MZ— C101の各 D C電極 106a、 106b,および 104により付与する位相差を制御する。この制御において、第 1光変調手段 14aの受光パワー P1を最小、且つ第 2光変調手段 14bの受光パヮー P2を最大とするように、各 DC電極 106a、 106b,および 104を調整する。

その具体的手順は次の通りである。

[0039] まず、 3つの DC電極 106a、 106b,および 104を調整して、受光パワー P1と P2がともに最大値をとる状態に設定する（第 1ステップ)。この時、 MZ—A102と MZ— B1 03では、それぞれのアームにおける位相差がゼロとなり、各々のサブマツハツヱンダ一光導波路の出力光強度が最大（但し非対称）になっている。また、 MZ— C101においても 2つのアームの位相差 (各サブマッハツェンダー光導波路の出力光の位相差）はゼロとなっている。

[0040] 次いで、上記の状態で MZ— C101の DC電極 104を調整して、受光パワー P1が最小となる状態に設定する（第 2ステップ)。この時、 MZ— C101では各サブマツハツエンダー光導波路の出力光の位相差が πとなり、各々の光が逆位相で干渉することによって、光変調器 10の出力光における周波数 f 成分の強度が最小になっている。

0

但し、各サブマッハツェンダー光導波路の出力光強度が非対称のままであるため、周波数 f 成分は残留しておりゼロ（真の最小値）にはなっていない。

0

[0041] そして、 MZ— A102の DC電極 106aおよび MZ— B103の DC電極 106bを僅かずつ調整して、受光パワー P1が小さくなる方向に変化する方の DC電極（DC電極 106 aとする）を選択する。そしてさらに、選択された DC電極 106aを調整することによって、受光パワー P1が真の最小値をとる状態に設定する（第 3ステップ)。この時、出力光強度が大きい MZ—A102からの出力光の強度力 DC電極 106aによる位相差調整によって減衰させられて、 MZ— B103の出力光強度に揃うようになる。その結果、周波数 f 成分がゼロとなって光変調器 10からは周波数 f および f の成分だけが出力

0 + 1 - 1

されることとなり、変調信号 f の変調におけるオンオフの高い消光比が実現する。

m

[0042] なお、上記の第 1〜第 3ステップによる制御を行った後、例えば環境温度の変化等によって、各マッハツェンダー光導波路の出力光の位相状態が経時的に変動してしまうことが起こり得る。この変動分を補正するため、第 2および第 3ステップの制御を常時、あるいは一定時間毎に繰り返し実行するようにすることで、さらに高精度な光変調を実現することができる。

[0043] このように、本実施形態によれば、光変調器 10から出力される周波数 f 、 f 、およ

0 + 1 び f の各成分を持つ光をモニタし、第 2光検出手段 14bで全成分のパワー P2を測

- 1

定するとともに第 1光検出手段 14aでフィルタ手段 13により切り出された周波数 f 成

0 分のパワー P1を測定して、これら受光パワー P1および P2に基づき、光変調器 10の各マッハツェンダー光導波路 MZ_A、 MZ_B、 MZ— Cそれぞれの DC電極により付与する位相差を制御している。制御は、受光パワー P1を最小、受光パワー P2を最大とするように行う。これにより、変調を行いながら消光比を最適化するための位相差制御が可能となり、本光変調装置 1が実際に光通信システムで稼動している間であつても、リアルタイムで安定して高い消光比を得ることができる。

[0044] (第 2の実施形態）

上記の実施形態では、周波数 f 成分のパワー PIと全成分のパワー P2とを用いて

0

制御を行うようにしていた力この全成分のパワー P2の代わりに、周波数 f および f

+ 1 — 成分からなる光のパワー P3を用いて制御を行うことも可能である。

そこで、本発明の第 2の実施形態による光変調装置 2は、図 5に示す構成を備えている。

[0045] 図 5において、モニタ光取出し手段 11によって取り出されたモニタ光は分離手段 1 8に入力されて、周波数 f 成分からなる光と周波数 f および f 成分からなる光の 2

0 + 1 - 1

つに分離される。前者の光は第 3光検出手段 14cによりそのパワー P1 'が測定され、後者の光は第 4光検出手段 14dによりそのパワー P3が測定される。なお、本実施形態では各光検出手段に入力される光のスペクトルは図 6A, 6Bに示す状態となっている。

[0046] 光変調装置 2の制御手段 17は、受光パワー P1 'および P3を基にして光変調器 10 の変調動作を制御する。この制御において、第 3光変調手段 14cの受光パワー P1 ' を最小、且つ第 4光変調手段 14dの受光パワー P3を最大とするように、各 DC電極 1 06a、 106b,および 104を調整する。第 1の実施形態の場合と異なる点は、制御に用いる受光パワーが P1と P2から P1 'と P3に置き換わった点だけであり、制御の具体的手順にっレ、ては前述したとおりである。

[0047] 分離手段 18は、入力光（周波数成分 f 、 f および f )に対して周波数 f 成分と周

0 + 1 - 1 0 波数 f および f 成分とで光路を切り換える働きをする。具体的な構成として、例え

+ 1 - 1

ば上述した光サーキユレータ 131とファイバグレーティング 132を組み合わせて所望の機能を実現できる（但しフィルタ手段 13と違レ、、 1段構成とする）。また、その他通常用いられる波長選択性のある光学素子を利用して、周波数 f 成分を反射 (または

0

透過）させ、周波数 f および f 成分を透過ほたは反射）させて反射した成分を光サーキユレータで取り出すようにしてもょレ、。

[0048] 以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきた力具体的な構成は上述のものに限られることはなぐこの発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

例えば、上記の光変調器 10は変調信号生成部 15で生成した単一の変調周波数 f による変調を行っていたが、伝送するデータ信号力なる変調信号を変調信号生成 m

部 15で生成し、このデータ信号による変調を行う場合にも、同様の制御で高い消光比を実現することができる。

[0049] また、フィルタ手段 13は、周知の技術に基づく光フィルタ機能を有した部品であればその具体的な構成は限定されない。例えば、多層膜による干渉を利用した誘電体多層膜フィルタなどを適用することもできる。

また、自動制御を行わない場合には、制御手段 17の動作を人間が手動で実行するようにしてもよい。

また、光変調器 10に入力されるレーザ光の光源として、例えば、波長精度く ± 1G Hz、光出力パワー精度く ± 0. ldBで安定化制御された DFBレーザを利用することにより、良好な結果を得ることができる。

産業上の利用可能性

[0050] 本発明によれば、変調信号による変調を行いながらであっても高い消光比を安定して実現することができる光変調装置が提供される。

Claims

請求の範囲

[1] 周波数 f の光が入力されるメインマッハツェンダー光導波路の 2つのアームにそれ

0

ぞれ第 1および第 2のサブマッハツェンダー光導波路が設けられ、第 1の位相差調整手段によって少なくとも一方のサブマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光に位相差を与えて該サブマッハツェンダー光導波路の出力光強度を調整し、さらに第 2の位相差調整手段によってメインマツハツヱンダ一光導波路の両アームを通過する光にバイアスの位相差を付与するとともに変調手段によって該光を変調周波数 f で変調して、メインマッハツェンダー光導波路から周波数 f =f +f および f =f m + 1 0 m — 1 0 f の成分を持つ光を出力する光変調器と、

m

この光変調器の出力光を 2つに分岐する分岐手段と、

分岐された一方の光から周波数 f 成分を取り出すフィルタ手段と、

0

フィルタ後の周波数 f 成分のパワーを測定する第 1の光検出手段と、

0

周波数 f 、 f 、および f の各成分を有する前記分岐されたもう一方の光のパワー

0 + 1 - 1

を測定する第 2の光検出手段と、を備え、

前記光変調器は、前記第 1の光検出手段の受光パワーが最小且つ前記第 2の光検出手段の受光パワーが最大となるように、前記第 1および第 2の位相差調整手段が制御されてレ、ることを特徴とする光変調装置。

[2] 前記第 1の位相差調整手段は、光強度の強い方のサブマッハツェンダー光導波路に対して両アームを通過する光の位相差をずらして光強度を減衰させ、 2つのサブマッハツェンダー光導波路の出力光強度が等しくなるように制御されることを特徴とする請求項 1に記載の光変調装置。

[3] 前記第 2の位相差調整手段は、メインマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光の位相差が πとなるように制御されることを特徴とする請求項 1に記載の光変調装置。

[4] 前記光変調器において、

前記第 1および第 2の光検出手段の受光パワーがともに最大となる状態に設定される第 1のステップと、

前記第 1の光検出器の受光パワーが最小となるよう前記第 2の位相差調整手段が制御される第 2のステップと、

前記第 1の光検出器の受光パワーがさらに小さくなるよう前記第 1の位相差調整手段が制御される第 3のステップと、

が順次実行されることを特徴とする請求項 1に記載の光変調装置。

[5] 前記各マッハツェンダー光導波路は電気光学効果を有する基板上に形成された光導波路によって構成され、

前記各位相差調整手段および変調手段はこの光導波路に電界を印加するための電極によって構成されていることを特徴とする請求項 1に記載の光変調装置。

[6] 周波数 f の光が入力されるメインマッハツェンダー光導波路の 2つのアームにそれ

0

ぞれ第 1および第 2のサブマッハツェンダー光導波路が設けられ、第 1の位相差調整手段によって少なくとも一方のサブマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光に位相差を与えて該サブマッハツェンダー光導波路の出力光強度を調整し、さらに第 2の位相差調整手段によってメインマッハツェンダー光導波路の両アームを通過する光にバイアスの位相差を付与するとともに変調手段によって該光を変調周波数 f で変調して、メインマッハツェンダー光導波路から周波数 f =f +f および f =f m + 1 0 m - 1 0 f の成分を持つ光を出力する光変調器と、

m

この光変調器の出力光を周波数 f 成分からなる光と周波数 f および f 成分から

0 + 1 - 1

なる光の 2つに分離する分離手段と、

前記周波数 f 成分からなる光のパワーを測定する第 3の光検出手段と、

0

前記周波数 f および f 成分からなる光のパワーを測定する第 4の光検出手段と、

+ 1 - 1

を備え、

前記光変調器は、前記第 3の光検出手段の受光パワーが最小且つ前記第 4の光検出手段の受光パワーが最大となるように、前記第 1および第 2の位相差調整手段が制御されてレ、ることを特徴とする光変調装置。