(57)【要約】【課題】  低周波信号を使用することなく、入力光のレベル変化があっても最適な動作点を維持するバイアス制御が可能な光変調器を実現する。【解決手段】  入力光をデータ信号によりオンオフ変調した出力光を送出すると共に、前記データ信号の動作点を規制するバイアス供給回路を具備するマッハツェンダ型光変調器において、  前記入力光のレベルと前記出力光のレベルの比率を演算し、この比率が一定となるように前記バイアス供給回路を制御する、バイアス制御部を備える。【選択図】                    図１
2010049128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光をデータ信号によりオンオフ変調した出力光を送出すると共に、前記データ信号の動作点を規制するバイアス供給回路を具備するマッハツェンダ型の光変調器において、
前記入力光のレベルと前記出力光のレベルの比率を演算し、この比率が一定となるように前記バイアス供給回路を制御する、バイアス制御部を備えることを特徴とする光変調器。
【請求項２】
前記バイアス制御部は、前記入力光の分岐光を受光する受光器の出力をディジタル変換する第１のアナログディジタル変換器と、前記出力光の分岐光を受光する受光器の出力をディジタル変換する第２のアナログディジタル変換器と、前記第１及び第２のアナログディジタル変換器の出力を比率演算し、その比が一定となるバイアス値を演算する演算手段と、この演算手段の出力を前記バイアス供給回路に渡すディジタルアナログ変換器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記バイアス制御部は、現在のバイアス値に所定極性で所定量を加算したとき動作点の目標値より遠ざかる場合には反対極性で所定量のバイアス値を加算し、動作点の目標値に近づく場合には同極性で更に所定量のバイアス値を加算する処理を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記入力光の分岐光を受光する受光器及び前記出力光の分岐光を受光する受光器が、同一チップ上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力光をデータ信号によりオンオフ変調した出力光を送出すると共に、前記データ信号の動作点を規制するバイアス供給回路を具備するマッハツェンダ型（以下、ＭＺ型）の光変調器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＺ型光変調器の動作原理並びに変調対象のデータ信号に低周波信号を重畳し、出力光のエンベロープより動作点の変動量及び変動方向を検出し、フィードバックによりバイアス電圧を制御する補償方法（ＡＢＣ方式：Automatic Bias Control）については、特許文献１に詳細な技術開示がある。
【０００３】
図５は、ＭＺ型光変調器の従来構成例を示す機能ブロック図である。レーザ光源からの入力光２ａは、ＭＺ型光変調器（以下、ＬＮ光変調器）３に入力し、ＬＮ光変調器３は、変調された出力光２ｂを送出する。
【０００４】
変調駆動回路４は、ＮＲＺ電気信号（データ信号）Ｄを入力し、ＬＮ光変調器３の電圧対光出力特性の発光の頂点とそれに隣接する消光の頂点間の振幅を有する駆動信号ＤＳを発生し、ＬＮ光変調器３の信号電極３１に印加する。
【０００５】
低周波発振器５は、例えば１ＫＨｚ程度の低周波信号を発生する。この低周波信号ｆ０は、低周波重畳回路６により、前記駆動信号ＤＳに重畳される。ＬＮ光変調器３の出力光は、光分岐器７で分岐され、分岐された出力光は、フォトダイオード等による受光器８で受光され、電気信号に変換される。
【０００６】
受光器８の電気信号は、増幅器９を介して位相比較器１０に入力される。位相比較器１０は、駆動信号ＤＳに与えた低周波信号ｆ０と光信号に含まれる低周波信号成分ｆ０´との位相比較を行い、ｆ０とｆ０´の位相差θを検出して出力する。
【０００７】
位相比較器１０の出力信号は、ローパスフィルタ１１で整流され、制御信号Ｖｃがバイアス供給回路１２に入力される。バイアス供給回路１２は、前記位相差θが零となるようにＬＮ光変調器３の信号電極３１に与えるバイアス電圧Ｖｂを制御する。
【０００８】
ＬＮ変調器３の最適な動作点は、駆動信号ＤＳの波形の両レベルが最大及び最小の出力光電力を与える点と一致している動作点をとる場合である。この理想状態では、駆動信号ＤＳに低周波数ｆ０が重畳されていても、出力光の包絡線にはｆ０成分が含まれず、ｆ０の２倍の周波数成分が現れる。
【０００９】
一方、動作点が理想位置から左右にずれると、出力光の上下包絡線が共に同位相で変調された信号となり、かつｆ０成分を含む信号となる。又、ずれる方向により出力光の上下の包絡線の位相が反転する。
【００１０】
この現象を利用することにより、駆動信号ＤＳにかけた低周波信号ｆ０と出力光中に含まれる低周波信号成分ｆ０´の位相を比較することにより、動作点の変動方向を検出することができ、位相差が零となるようにバイアス電圧Ｖｂのフィードバック制御を行うことができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３０９４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のＡＢＣ方式によるバイアス制御の手法では、次のような問題がある。
（１）レーザ光源１からの入力光２ａの強度が変化したり、受光器８の感度が変化した場合には、最適なバイアス点が変化してしまい、ＡＢＣ方式では補償することができない。
【００１３】
（２）ＡＢＣ方式は、低周波信号を重畳させることが特徴であるが、入力光のレベルが低下したときに低周波信号がノイズとなり、光強度の２値変調の判別マージンが低下し、誤変調の要因となる。
【００１４】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、低周波信号を使用することなく、入力光のレベル変化があっても最適な動作点を維持するバイアス制御が可能な光変調器の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）入力光をデータ信号によりオンオフ変調した出力光を送出すると共に、前記データ信号の動作点を規制するバイアス供給回路を具備するマッハツェンダ型の光変調器において、
前記入力光のレベルと前記出力光のレベルの比率を演算し、この比率が一定となるように前記バイアス供給回路を制御する、バイアス制御部を備えることを特徴とする光変調器。
【００１６】
（２）前記バイアス制御部は、前記入力光の分岐光を受光する受光器の出力をディジタル変換する第１のアナログディジタル変換器と、前記出力光の分岐光を受光する受光器の出力をディジタル変換する第２のアナログディジタル変換器と、前記第１及び第２のアナログディジタル変換器の出力を比率演算し、その比が一定となるバイアス値を演算する演算手段と、この演算手段の出力を前記バイアス供給回路に渡すディジタルアナログ変換器と、を備えることを特徴とする（１）に記載の光変調器。
【００１７】
（３）前記バイアス制御部は、現在のバイアス値に所定極性で所定量を加算したとき動作点の目標値より遠ざかる場合には反対極性で所定量のバイアス値を加算し、動作点の目標値に近づく場合には同極性で更に所定量のバイアス値を加算する処理を実行することを特徴とする（１）または（２）に記載の光変調器。
【００１８】
（４）前記入力光の分岐光を受光する受光器及び前記出力光の分岐光を受光する受光器が、同一チップ上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調器。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）レーザ光源、受光器の経時劣化に対して常に最適な動作点を維持した変調が可能となる。
【００２０】
（２）低周波信号を重畳させないので、不要なノイズ発生がなく、入力光のレベル低下に対しても誤変調が発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した光変調器の一実施形態を示す機能ブロック図である。図５で説明した従来の光変調器と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
本発明の構成上の特徴部は、入力光２ａを分岐する光分岐器１００、分岐された入力光の受光器２００、この受光器の電気信号ｅ１と、出力光２ｂを分岐する光分岐器８の電気信号ｅ２を入力して演算した制御信号Ｖｃをバイアス供給回路１２に出力するバイアス制御部３００を備える点にある。
【００２３】
バイアス制御部３００は、受光器２００の電気信号ｅ１をディジタル信号ｄ１に変換する第１のアナログディジタル変換回路３０１、受光器８の電気信号ｅ２をディジタル信号ｄ２に変換する第２のアナログディジタル変換回路３０２、ディジタル信号ｄ１とディジタル信号ｄ２を入力し両者の比が一定となる制御信号を演算する演算手段３０３、この演算手段の制御信号をアナログ値Ｖｃに変換してバイアス供給回路１２に出力する、ディジタルアナログ変換回路３０４を備えている。
【００２４】
図２は、光量変動に対する動作点シフトを説明するイメージ図である。図２（Ａ）は、光源からの光量が１００％の場合の駆動信号ＤＳの理想の動作点をＰで示している。図２（Ｂ）は、光源からの光量が５０％の場合の駆動信号ＤＳの理想の動作点をＰ´で示している。ＰとＰ´では動作点がシフトするので、光量変動に対応して理想の動作点にシフトするようにバイアス点を制御する必要がある。
【００２５】
動作点シフト制御の手法として、本発明では入力光の受光器２００の電気信号ｅ１と、出力光の受光器８の電気信号ｅ２との比をとり、この値が一定となるようにバイアス点を制御する。光変調器による光損失の割合は一定なので、光源の光量（強度）が変化してもバイアス点を安定化することが可能である。
【００２６】
図３は、バイアス値の演算を説明するイメージ図である。比ｅ２／ｅ１を一定にする制御手法としては、現在の制御点を所定方向に少し（Δｘ）動かしてみて変動量を評価し、これを目標の動作点Ｐに近づける周知の手法を採用することができる。
【００２７】
図４は、この手法によるバイアス値の演算手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で、現在のバイアスにΔｘを加える。ステップＳ２で、目標値Ｐから遠ざかるか否かを判定する。
【００２８】
遠ざかる場合（Ｙ）には、ステップＳ３で逆極性のバイアス−Δｘを加えてステップＳ２の判定に戻る。ステップＳ２の判定で目標値Ｐに近づく場合（Ｎ）には、ステップＳ１に戻り、更にΔｘを現在のバイアス値に加える。
【００２９】
入力光の分岐光を受光する受光器２００及び出力光の分岐光を受光する受光器８を同一特性とすれば、受光器が経時変化を起こしてもバイアス点は安定化される。このため、受光器２００及び受光器８を同一チップ上に形成し、劣化特性を同一とすることが有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用した光変調器の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】光量変動に対する動作点シフトを説明するイメージ図である。
【図３】バイアス値の演算を説明するイメージ図である。
【図４】バイアス値の演算手順を示すフローチャートである。
【図５】ＭＺ型光変調器の従来構成例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  レーザ光源
２ａ  入力光
２ｂ  出力光
３  ＬＮ光変調器
４  変調器駆動回路
７  光分岐器
８  受光器
９  増幅器
１２  バイアス供給回路
１００  光分岐器
２００  受光器
３００  バイアス制御部
３０１  第１のアナログディジタル変換器
３０２  第２のアナログディジタル変換器
３０３  演算手段
３０４  ディジタルアナログ変換器
【図１】
2010049128.tif 000003
【図２】
2010049128.tif 000004
【図３】
2010049128.tif 000005
【図４】
2010049128.tif 000006
【図５】
2010049128.tif 000007