(57)【要約】【課題】複数のマッハツェンダ変調器を含み該マッハツェンダ変調器からの光を合波する変調器集積素子において、該マッハツェンダ変調器からの変調された光の強度差を低減できる光変調装置を提供する。【解決手段】第１ドライバ回路２７が第１及び第２条件の少なくともいずれか一方の条件を満たすように第１駆動信号を生成すると共に、第２ドライバ回路２９が第２駆動信号を生成する。第１条件：前記第１振幅は前記第２振幅と異なること。第２条件：第１バイアス点は第２バイアス点と異なること。第１マッハツェンダ変調器１３に入力される光の強度が、第２マッハツェンダ変調器１５に入力される光の強度と異なるときに、第１及び第２ドライバ回路２７、２９により、第１マッハツェンダ変調器１３から出力される変調光の強度及び第２マッハツェンダ変調器１５から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整する。【選択図】図１
2014206633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調装置であって、
基板上に設けられた第１マッハツェンダ変調器と、
前記基板上に設けられた第２マッハツェンダ変調器と、
前記基板上に設けられ、前記第１マッハツェンダ変調器及び前記第２マッハツェンダ変調器に光学的に結合された第１分岐導波路と、
前記第１マッハツェンダ変調器に接続された第１ドライバ回路と、
前記第２マッハツェンダ変調器に接続された第２ドライバ回路と、
を備え、
前記第１マッハツェンダ変調器、前記第２マッハツェンダ変調器及び前記第１分岐導波路は、変調器集積素子を構成し、
前記第１分岐導波路は、前記変調器集積素子の入力ポートを前記第１マッハツェンダ変調器及び前記第２マッハツェンダ変調器に光学的に結合し、
前記第１ドライバ回路は、第１バイアス点で第１振幅の第１駆動信号を生成するように動作可能であり、
前記第２ドライバ回路は、第２バイアス点で第２振幅の第２駆動信号を生成するように動作可能であり、
前記第１ドライバ回路及び前記第２ドライバ回路は、それぞれ、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号を、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たすように生成し、
前記第１条件は、前記第１振幅は前記第２振幅と異なることであり、
前記第２条件は、前記第１バイアス点は前記第２バイアス点と異なることである、光変調装置。
【請求項２】
前記第１マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路と、第２アーム導波路と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された分波器と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された合分波器とを含み、
前記第２マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路と、第２アーム導波路と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された分波器と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された合分波器とを含み、
当該光変調装置は、
前記基板上に設けられ、前記第１マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第１出力ポート及び前記第２マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第１出力ポートに光学的に結合された第２分岐導波路と、
前記第１マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第２出力ポートに接続された第１モニタ光出力と、
前記第２マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第２出力ポートに接続された第２モニタ光出力と、
を更に備え、
前記第２分岐導波路は、前記第１マッハツェンダ変調器に接続された第１入力ポート、前記第２マッハツェンダ変調器に接続された第２入力ポート、及び当該変調器集積素子のメイン光出力に接続された出力ポートを有する、請求項１に記載された光変調装置。
【請求項３】
前記第１モニタ光出力に光学的に結合された第１光電変換器と、
前記第２モニタ光出力に光学的に結合された第２光電変換器と、
前記第１光電変換器からの第１モニタ信号及び前記第２光電変換器からの第２モニタ信号を受けると共に、前記第１モニタ信号と前記第２モニタ信号との差分に対応する差分信号を生成する差分回路を含む信号処理回路と、
を備え、
前記信号処理回路は、前記第１ドライバ回路に接続されており、前記第１ドライバ回路の第１駆動信号は、前記差分信号に応じて生成される、請求項２に記載された光変調装置。
【請求項４】
前記差分信号は、前記第１ドライバ回路において前記第１振幅を調整するように用いられ、
前記第１ドライバ回路における信号振幅が、前記第１マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度及び前記第２マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整される、請求項３に記載された光変調装置。
【請求項５】
前記差分信号は、前記第１ドライバ回路において前記第１バイアス点を調整するように用いられ、
前記第１ドライバ回路におけるバイアス電圧が、前記第１マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度及び前記第２マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整される、請求項３に記載された光変調装置。
【請求項６】
前記第１マッハツェンダ変調器は、位相調整電極を含み、
前記第２マッハツェンダ変調器は、位相調整電極を含み、
当該光変調装置は、
前記第１光電変換器からの前記第１モニタ信号を受けると共に、該第１モニタ信号から変調信号の位相を調整する第１位相調整信号を生成する第１位相調整回路と、
前記第２光電変換器からの前記第２モニタ信号を受けると共に、該第２モニタ信号から変調信号の位相を調整する第２位相調整信号を生成する第２位相調整回路と、
を更に備える、請求項５に記載された光変調装置。
【請求項７】
前記第２分岐導波路と前記第２マッハツェンダ変調器の前記合分波器の前記第１出力ポートとの間に設けられたπ／２位相シフタを更に備える、請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載された光変調装置。
【請求項８】
前記第１ドライバ回路は、前記第１バイアス点を規定する第１バイアス回路と、前記第１振幅を規定する第１増幅回路とを含み、
前記第２ドライバ回路は、前記第２バイアス点を規定する第２バイアス回路と、前記第２振幅を規定する第２増幅回路とを含む、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載された光変調装置。
【請求項９】
前記第１マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第１ドライバ回路は、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路の電極に接続され、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第２アーム導波路の電極は接地され、
前記第２マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第２ドライバ回路は、前記第２マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路の電極に接続され、前記第２マッハツェンダ変調器の前記第２アーム導波路の電極は接地される、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載された光変調装置。
【請求項１０】
前記第１マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第１ドライバ回路は、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路を差動信号により駆動し、
前記第２マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第２ドライバ回路は、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路を差動信号により駆動する、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載された光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、多値光位相変調器を開示する。特許文献２は、消光比の大きなマッハツェンダ型光変調器を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１２８７３号公報
【特許文献２】特開平７−０４９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の多値光位相変調は、マッハツェンダ型強度変調器の位相変調部と光分岐器との間に設けられた光強度調整器を含む。この光強度調整器は、利得媒質を有し、この利得媒質の利得飽和特性を利用して入力光の強度を所定の強度に調整する。
【０００５】
特許文献２のマッハツェンダ型光変調器は、位相変調器を備えることに加えて、強度変調器を備える。利得・吸収媒質から成る光強度調整器を集積するために、高い難易度の工程を追加する必要がある。
【０００６】
利得飽和特性を有する光導波路を集積するためには、高い難易度の工程を用いる。例えば、変調層（例えば、入力光の波長より短いフォトルミネッセンス（ＰＬ）波長のＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造及びＬｉＮｂ２Ｏ３結晶）は利得媒質ではないので、例えば、利得飽和特性のある媒質（例えば、エルビウム、イッテルビウム等の希土類金属元素を添加したＳｉＯ２や、光の波長と同程度のＰＬ波長のバルクＩｎＧａＡｓＰ）をマッハツェンダ変調器にハイブリッドに又はモノリシックに集積する必要がある。これら異種材料の集積工程は難易度が高い。
【０００７】
本発明は、上記のような背景に下に為されたものであり、複数のマッハツェンダ変調器を含み該マッハツェンダ変調器からの光を合波する集積素子において、該マッハツェンダ変調器からの変調された光の強度差を低減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】
【０００８】
本発明に係る光変調装置は、（ａ）基板上に設けられた第１マッハツェンダ変調器と、（ｂ）前記基板上に設けられた第２マッハツェンダ変調器と、（ｃ）前記基板上に設けられ、前記第１マッハツェンダ変調器及び前記第２マッハツェンダ変調器に光学的に結合された第１分岐導波路と、（ｄ）前記第１マッハツェンダ変調器に接続された第１ドライバ回路と、（ｅ）前記第２マッハツェンダ変調器に接続された第２ドライバ回路とを備える。前記第１マッハツェンダ変調器、前記第２マッハツェンダ変調器及び前記第１分岐導波路は、変調器集積素子を構成し、前記第１分岐導波路は、前記変調器集積素子の入力ポートを前記第１マッハツェンダ変調器及び前記第２マッハツェンダ変調器に光学的に結合し、前記第１ドライバ回路は、第１バイアス点で第１振幅の第１駆動信号を生成するように動作可能であり、前記第２ドライバ回路は、第２バイアス点で第２振幅の第２駆動信号を生成するように動作可能であり、前記第１ドライバ回路及び前記第２ドライバ回路は、それぞれ、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号を、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たすように生成し、前記第１条件：前記第１振幅は前記第２振幅と異なり、前記第２条件：前記第１バイアス点は前記第２バイアス点と異なる。
【０００９】
この光変調装置によれば、第１ドライバ回路が、第１条件及び第２条件の少なくともいずれか一方の条件を満たすように第１駆動信号を生成する。変調器集積素子において、第１マッハツェンダ変調器に入力される光の強度が、第２マッハツェンダ変調器に入力される光の強度と異なるときに、第１ドライバ回路及び第２ドライバ回路の利用により、第１マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度及び第２マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整できる。この調整は、製造工程内において、製造工程の後において、使用されるまでの間において、或いは動作中において行われることができる。
【００１０】
本発明に係る光変調装置では、前記第１マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路と、第２アーム導波路と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された分波器と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された合分波器とを含み、前記第２マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路と、第２アーム導波路と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された分波器と、前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路に接続された合分波器とを含む。当該光変調装置は、前記半導体基板上に設けられ、前記第１マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第１出力ポート及び前記第２マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第１出力ポートに光学的に結合された第２分岐導波路と、前記第１マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第２出力ポートに接続された第１モニタ光出力と、前記第２マッハツェンダ変調器の前記合分波器の第２出力ポートに接続された第２モニタ光出力とを更に備えることができる。前記第２分岐導波路は、前記第１マッハツェンダ変調器に接続された第１入力ポート、前記第２マッハツェンダ変調器に接続された第２入力ポート、及び当該変調器集積素子のメイン光出力に接続された出力ポートを有する。
【００１１】
この光変調装置によれば、メイン光出力に信号光を得ながら、モニタ出力にドライバ調整用のモニタ光を得ることができる。
【００１２】
本発明に係る光変調装置では、前記第２分岐導波路と前記第２マッハツェンダ変調器の前記合分波器の前記第１出力ポートとの間に設けられたπ／２位相シフタを更に備えることができる。この光変調装置によれば、マッハツェンダ変調器内において、π／２位相シフトが可能になる。
【００１３】
本発明に係る光変調装置は、前記第１モニタ光出力に光学的に結合された第１光電変換器と、前記第２モニタ光出力に光学的に結合された第２光電変換器と、前記第１光電変換器からの第１モニタ信号及び前記第２光電変換器からの第２モニタ信号を受けると共に前記第１ドライバ回路に接続された信号処理回路とを備えることができる。前記信号処理回路は、前記第１モニタ信号と前記第２モニタ信号との差分に対応する差分信号を生成する差分回路を含む。
【００１４】
本発明に係る光変調装置では、前記第１ドライバ回路は、前記第１バイアス点を規定する第１バイアス回路と、前記第１振幅を規定する第１増幅回路とを含み、前記第２ドライバ回路は、前記第２バイアス点を規定する第２バイアス回路と、前記第２振幅を規定する第２増幅回路とを含むことができる。
【００１５】
本発明に係る光変調装置では、前記差分信号は前記第１増幅回路に供給され、前記第１ドライバ回路及び前記第２ドライバ回路の少なくともいずれか一方における駆動信号の振幅が、前記第１マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度及び前記第２マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整される。
【００１６】
本発明に係る光変調装置では、前記差分信号は前記第１バイアス回路に供給され、前記第１ドライバ回路及び前記第２ドライバ回路の少なくともいずれか一方におけるバイアスが、前記第１マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度及び前記第２マッハツェンダ変調器から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整される。
【００１７】
本発明に係る光変調装置では、前記第１マッハツェンダ変調器は、位相調整電極を含み、前記第２マッハツェンダ変調器は、位相調整電極を含む。当該光変調装置は、前記第１光電変換器からの第１モニタ信号を受けると共に、該第１モニタ信号から光変調信号の位相を調整する第１位相調整信号を生成する第１位相調整回路と、前記第２光電変換器からの第２モニタ信号を受けると共に、該第２モニタ信号から光変調信号の位相を調整する第２位相調整信号を生成する第２位相調整回路とを備えることができる。
【００１８】
本発明に係る光変調装置では、前記第１マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第１ドライバ回路は、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路の電極に接続され、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第２アーム導波路の電極は接地され、前記第２マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第２ドライバ回路は、前記第２マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路の電極に接続され、前記第２マッハツェンダ変調器の前記第２アーム導波路の電極は接地される。
【００１９】
本発明に係る光変調装置では、前記第１マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第１ドライバ回路は、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路を差動信号により駆動し、前記第２マッハツェンダ変調器は、第１アーム導波路及び第２アーム導波路を含み、前記第２ドライバ回路は、前記第１マッハツェンダ変調器の前記第１アーム導波路及び前記第２アーム導波路を差動信号により駆動する。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、複数のマッハツェンダ変調器を含み該マッハツェンダ変調器からの光を合波する集積素子において、該マッハツェンダ変調器からの変調された光の強度差を低減できる光変調装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施の形態に係る光変調装置の構成を示す図面である。
【図２】図２は、第１マッハツェンダ変調器に入力される光の強度と第２マッハツェンダ変調器に入力される光の強度とが互いに異なる光変調装置における変調信号の振幅及び位相を示す図面である。
【図３】図３は、第１マッハツェンダ変調器に入力される光の強度と第２マッハツェンダ変調器に入力される光の強度とが互いに等しい光変調装置における変調信号の振幅及び位相を示す図面である。
【図４】図４は、光変調装置における一方のマッハツェンダ変調器に適用される駆動信号の振幅による位相変調量の調整に関する説明のための図面である。
【図５】図５は、光変調装置における一方のマッハツェンダ変調器に適用されるバイアス電圧の大きさによる位相変調量の調整に関する説明のための図面である。
【図６】図６は、位相変化量を増やして駆動信号の振幅の変更によりコンステレーションを調整する方法を説明する。
【図７】図７は、位相変化量を減らして駆動信号の振幅の変更によりコンステレーションを調整する方法を説明する。
【図８】図８は、光変調装置の一実施例を示す図面である。
【図９】図９は、光変調装置の別の実施例を示す図面である。
【図１０】図１０は、入力光の変調のために差動信号を用いるマッハツェンダ変調器を含む光変調装置を示す。
【図１１】図１１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を駆動する電圧振幅をフィードバック制御する光変調装置を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の光変調装置に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る光変調装置を示す図面である。光変調装置１１は、第１マッハツェンダ変調器１３と、第２マッハツェンダ変調器１５と、第１分岐導波路１７と、第１ドライバ回路２７と、第２ドライバ回路２９とを備える。第１マッハツェンダ変調器１３、第２マッハツェンダ変調器１５及び第１分岐導波路１７は、半導体基板２５上に設けられて変調器集積素子２３を構成する。第１分岐導波路１７は、第１マッハツェンダ変調器１３及び第２マッハツェンダ変調器１５に光学的に結合されている。第１ドライバ回路２７は第１マッハツェンダ変調器１３の電極に接続されている。第２ドライバ回路２９は第２マッハツェンダ変調器１５の電極に接続されている。第１分岐導波路１５は変調器集積素子２３の入力ポート２３ａを第１マッハツェンダ変調器１３及び第２マッハツェンダ変調器１５に光学的に結合する。第１ドライバ回路２７は、第１バイアス点で第１振幅の第１駆動信号ＤＲＶ１を生成するように動作可能であり、第２ドライバ回路２９は、第２バイアス点で第２振幅の第２駆動信号ＤＲＶ２を生成するように動作可能である。例えば、第１ドライバ回路２７は、第１駆動信号ＤＲＶ１を、以下の第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たすように生成可能である。
第１条件：第１振幅は第２振幅と異なること。
第２条件：第１バイアス点は第２バイアス点と異なること。
【００２４】
この光変調装置１１によれば、第１ドライバ回路２７が、第１条件及び第２条件の少なくともいずれか一方の条件を満たすように第１駆動信号ＤＲＶ１を生成する。或いは、第２ドライバ回路２９が、該条件を満たすように第２駆動信号ＤＲＶ２を生成するようにしてよい。第１マッハツェンダ変調器１３に入力される光の強度が、第２マッハツェンダ変調器１５に入力される光の強度と異なるときに、第１ドライバ回路２７及び第２ドライバ回路２９の利用により、第１マッハツェンダ変調器１３から出力される変調光の強度及び第２マッハツェンダ変調器１５から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整できる。この調整は、製造工程内において、製造工程の後において、使用されるまでの間において、或いは動作中において行われることができる。第１マッハツェンダ変調器１３及び第２マッハツェンダ変調器１５は、例えばＩｎＰ系半導体からなることができ、変調集積素子２３が半導体集積素子であるとき、半導体基板２５は例えば半絶縁性ＩｎＰからなり、半導体導波路は、例えばｎ−ＩｎＰクラッド層、例えばＩｎＧａＡｓＰ量子井戸層とＩｎＰ障壁層で構成される多重量子井戸（ＭＱＷ）からなるコア層及びｐ−ＩｎＰクラッド層を含む。
【００２５】
第１ドライバ回路２７は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たすように第１駆動信号ＤＲＶ１を生成するために回路３１を有する。回路３１は、第１ドライバ回路２７が第１条件を満たすような信号を生成する直流電圧源を含むことができる。若しくは、第１ドライバ回路２７が第２条件を満たすような信号を生成する直流電圧源を含むことができる。
【００２６】
或いは、第２ドライバ回路２９は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たすように第２駆動信号ＤＲＶ２を生成するために回路３３を有する。回路３３は、第２ドライバ回路２９が第１条件を満たすような信号を生成する直流電圧源を含むことができる。若しくは、第２ドライバ回路２９が第２条件を満たすような信号を生成する直流電圧源を含むことができる。
【００２７】
変調器集積素子２３に関しては、第１マッハツェンダ変調器１３は、第１アーム導波路１３ａと、第２アーム導波路１３ｂと、分波器１３ｃと、合分波器１３ｄとを含む。分波器１３ｃは、第１アーム導波路１３ａの一端及び第２アーム導波路１３ｂの一端に接続される。合分波器１３ｄは、第１アーム導波路１３ｂの他端及び第２アーム導波路１３ｃの他端に接続される。第２マッハツェンダ変調器１５は、第１アーム導波路１５ａと、第２アーム導波路１５ａと、分波器１５ｃと、合分波器１５ｄとを含む。分波器１５ｃは、第１アーム導波路１５ａの一端及び第２アーム導波路１５ｂの一端に接続される。合分波器１５ｄは、第１アーム導波路１５ａの他端及び第２アーム導波路１５ｂの他端に接続される。光変調装置１１は、第２分岐導波路３５を備える。第２分岐導波路３５は、半導体基板２５上に設けられ、また第１マッハツェンダ変調器１３の合分波器１３ｄの第１出力ポート（ＯＵＴ１１）及び第２マッハツェンダ変調器１５の合分波器１５ｄの第１出力ポート（ＯＵＴ２１）に光学的に結合される。第１マッハツェンダ変調器１３の合分波器１３の第２出力ポート（ＯＵＴ１２）は、変調器集積素子２３の第１モニタ光出力２３ｂに接続される。第２マッハツェンダ変調器１５の合分波器１５ｄの第２出力ポート（ＯＵＴ２２）は変調器集積素子２３の第２モニタ光出力２３ｃに接続される。第２分岐導波路３５は、第１入力ポート３５ａ、第２入力ポート３５ｂ、及び出力ポート３５ｃを有する。第２分岐導波路３５では、第１入力ポート３５ａは第１マッハツェンダ変調器１３に接続されており、第２入力ポート３５ｂは第２マッハツェンダ変調器１５に接続される。出力ポート３５ｃは、当該変調器集積素子２３のメイン光出力２３ｄに接続される。この光変調装置１１によれば、メイン光出力２３ｄに信号光を得ながら、モニタ出力２３ｂ、２３ｃにドライバ調整用のモニタ光を得ることができる。
【００２８】
光変調装置１１はπ／２位相シフタ３７を更に備え、π／２位相シフタ３７は、第２分岐導波路３５と第２マッハツェンダ変調器１５の合分波器１５ｄの第１出力ポート（ＯＵＴ２１）との間に設けられる。この光変調装置１１によれば、変調器集積素子２３内において、π／２位相シフトが可能になる。
【００２９】
このような光変調装置１１は例えばＱＰＳＫ変調方式を適用できる。
【００３０】
図２及び図３を参照しながら、光変調装置１１における２つマッハツェンダ変調器からの光信号の光強度が等しくないことの影響を説明する。
【００３１】
図２は、第１マッハツェンダ変調器４３に入力される光の強度と第２マッハツェンダ変調器４５に入力される光の強度とが互いに等しい光変調装置４１における変調信号の振幅及び位相を示す図面である。図２の（ａ）部に示されるように、第１マッハツェンダ変調器４３及び第２マッハツェンダ変調器４５は、分岐導波路４７を介して入力光を受ける。分岐導波路４７における分岐比は１：１である。第１マッハツェンダ変調器４３に係る変調光信号を「Ｉ」という符号で参照し、第２マッハツェンダ変調器４５に係る変調光信号を「Ｑ」という符号で参照する。図２の（ｂ）部〜（ｄ）部において、横軸にＩ信号の振幅と規定し、縦軸にＱ信号の振幅と規定する。図２の（ｂ）部においては原点の周りの角度はＩ信号の位相変化量を示し、図２の（ｃ）部においては原点の周りの角度はＱ信号の位相変化量を示し、図２の（ｄ）部は、Ｉ信号及びＱ信号の振幅及び位相により規定される信号シンボルを示す。
【００３２】
図２の（ｂ）部には、第１マッハツェンダ変調器４３の第１アーム導波路及び第２アーム導波路における干渉による光振幅及び光位相を示し、図２の（ｃ）部には、第２マッハツェンダ変調器４５の第１アーム導波路及び第２アーム導波路における干渉による光振幅及び光位相を示す。分岐導波路４７における分岐比は１であるので、第１マッハツェンダ変調器４３に係る変調光信号「Ｉ」の振幅は第２マッハツェンダ変調器４５に係る変調光信号「Ｑ」の振幅に等しい。これ故に、図２の（ｄ）部に示されるように、Ｉ信号及びＱ信号の振幅及び位相により規定される信号シンボルは、円周上に等間隔に位置する。
【００３３】
図３は、第１マッハツェンダ変調器１３に入力される光の強度と第２マッハツェンダ変調器１５に入力される光の強度とが互いに異なる光変調装置１１における変調信号の振幅及び位相を示す図面である。図３の（ａ）部に示されるように、第１マッハツェンダ変調器１３及び第２マッハツェンダ変調器１５は、分岐導波路１７を介して入力光を受ける。図２と同様に、第１マッハツェンダ変調器１３に係る変調光信号を「Ｉ」という符号で参照し、第２マッハツェンダ変調器１５に係る変調光信号を「Ｑ」という符号で参照する。図３の（ｂ）部〜（ｄ）部において、横軸にＩ信号の振幅と規定し、縦軸にＱ信号の振幅と規定する。図３の（ｂ）部においては原点の周りの角度はＩ信号の位相変化量を示し、図３の（ｃ）部においては原点の周りの角度はＱ信号の位相変化量を示し、図３の（ｄ）部はＩ信号及びＱ信号の振幅及び位相により規定される信号シンボルを示す。例えば、分岐導波路１７における分岐比は（１＋α）：（１−α）である。
【００３４】
図３の（ｂ）部には、第１マッハツェンダ変調器１３の第１アーム導波路及び第２アーム導波路１５における干渉による光振幅及び光位相を示し、図３の（ｃ）部には、第２マッハツェンダ変調器１５の第１アーム導波路及び第２アーム導波路における干渉による光振幅及び光位相を示す。分岐導波路１７における分岐比は１ではない。これ故に、第１マッハツェンダ変調器１３に係る変調光信号「Ｉ」の振幅は、図３の（ｂ）部に示されるように、理想的な振幅より少し大きくなり、第２マッハツェンダ変調器１５に係る変調光信号「Ｑ」の振幅は、図３の（ｃ）部に示されるように、破線で示されるＩ信号の振幅より少し小さくなる。これ故に、図３の（ｄ）部に示されるように、Ｉ信号及びＱ信号の振幅及び位相により規定される信号シンボルの全てが円周（破線で示されている）上に位置することはない。この事例では、第２マッハツェンダ変調器１５への入力光のパワーが小さいので、Ｑ信号に係る信号シンボルの振幅は小さくなる。
【００３５】
図４は、光変調装置１１における一方のマッハツェンダ変調器（例えば第１マッハツェンダ変調器１３）に適用される駆動信号の振幅による位相変調量（Ｉ信号）の調整に関する説明のための図面である。図４及び図５において、角度「θ」は各アーム導波路での光の位相変調量を示し、角度「φ」は駆動信号をゼロとした時のアーム導波路間の光位相差を示す。図４の（ａ）部には、４種類の光波長（１５３０ｎｍ、１５４０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５６０ｎｍ）の光に関して、ＩｎＰ系半導体導波路（ｎ−ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ量子井戸層とＩｎＰ障壁層で構成されるＭＱＷ、ｎ−ＩｎＰ）における印加電圧と規格化光出力との関係を示す。「Ｂａｒ」は光変調装置１１における一方のマッハツェンダ変調器の一方のポートからの光出力を示し、「Ｃｒｏｓｓ」は光変調装置１１における一方のマッハツェンダ変調器の他方のポートからの光出力を示す。図４の（ａ）部には、位相変調量がπ（角度９０度）になる電位差Ｖπが示されている。この図面によれば、バイアス電圧を固定して電圧振幅を増やすと、位相変調導波路での位相変調量が増えるので、変調器の光出力強度の変調振幅も増える。図４の（ａ）部を参照すると、バイアス電圧を同一にした状態で「振幅状態Ａ（例えば調整前の電圧振幅）」及び振幅状態Ｂ（調整後の電圧振幅）が示されており、駆動信号の電圧振幅を変更することにより、光出力のパワーを変更することができる。これ故に、例えば第１マッハツェンダ変調器１３のアーム導波路への駆動信号の電圧振幅を第２マッハツェンダ変調器１５のアーム導波路への駆動信号の電圧振幅と異なるものにすることにより、第１マッハツェンダ変調器１３からの変調光信号の光パワーを第２マッハツェンダ変調器１５の変調光信号の光パワーと合わせるように調整できる。
【００３６】
図４の（ｂ）部は、振幅状態Ａにおける位相変調量及び信号振幅を示す。図４の（ｃ）部は、振幅状態Ｂにおける位相変調量及び信号振幅を示す。図４の（ｂ）部及び（ｃ）部における横軸はＩ信号の振幅を示し、原点の回りの角度はＩ信号の位相角を示す。振幅状態Ｂにおける光信号の信号振幅は振幅状態Ａにおける光信号の信号振幅に比べて大きく、また振幅状態Ｂにおける光信号の位相変調量は振幅状態Ａにおける光信号の位相変調量に比べて大きい。この実施例では、振幅状態Ｂにおける光信号の位相変調量は「π」であり、振幅状態Ｂにおける信号振幅は「Ｖπ」である。
【００３７】
なお、図４に示される事例では、振幅状態Ｂにおける信号振幅は「Ｖπ」であるので、振幅状態Ａが調整前の状態であり、振幅状態Ｂが調整語の状態であると扱うことができる。図４を参照してＩ信号について説明したけれども、この説明は、光変調装置１１における他方のマッハツェンダ変調器（例えば第２マッハツェンダ変調器１５）に適用される駆動信号の振幅による位相変調量（Ｑ信号）の調整にも適用される。
【００３８】
図５は、バイアス電圧の大きさによる位相変調量の調整に関する説明のための図面である。図５の（ａ）部には、４種類の光波長（１５３０ｎｍ、１５４０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５６０ｎｍ）の光に関して、ＩｎＰ系半導体導波路における印加電圧と規格化光出力との関係を示す。図５の（ａ）部には、位相変調量がπ（角度９０度）になる電位差Ｖπが示されている。この図面によれば、それぞれの位相変調導波路での位相変調量が増えるので、変調器出力での光強度の信号振幅も増える。なお、このとき信号電極への印加バイアスを変えるためマッハツェンダ変調器を構成する２本の導波路間の位相差が所望の値、例えば駆動信号がゼロであるとき位相πからずれる。しかしながら、この位相のずれは信号電極とは別に設けた位相調整電極へ印加する電圧をフィードバック制御することにより調整できる。光導波路へのバイアス電圧を変更することは、変調された光信号の位相を変更することになる。図５の（ａ）部を参照すると、電圧振幅を同一にした状態で「バイアス状態Ｃ（例えば調整前のバイアス電圧）」及び「バイアス状態Ｄ（調整後のバイアス電圧）」が示されており、駆動信号のバイアス電圧を変更することにより、光出力のパワーを変更することができる。これ故に、例えば第１マッハツェンダ変調器１３のアーム導波路への駆動信号のバイアス電圧を第２マッハツェンダ変調器１５のアーム導波路への駆動信号のバイアス電圧と異なるものにすることにより、第１マッハツェンダ変調器１３からの変調光信号の光パワーを第２マッハツェンダ変調器１５の変調光信号の光パワーと合わせるように調整できる。この実施例では、バイアス状態Ｃ及びバイアス状態Ｄにおける信号振幅における光信号の位相変調量は「π」より小さいものである。発明者の知見によれば、光位相変調の信号を生成するに当たり、位相変調量がＶπであることは必須ではない。導波路へのバイアス電圧を変更することは、変調された光信号の位相を変更することになるけれども、位相の変化分は設計や評価により見積もることができるので、アーム電極上の位相調整電極への印加電圧を、この見積もりに基づき調整することで、所望のコンステレーションを構成できる。
【００３９】
上記の説明は、光信号の調整は、駆動信号の電圧振幅及びバイアス電圧の少なくともいずれかにより可能であることを示している。このような調整のために、例えば第１ドライバ回路２７及び第２ドライバ回路２９が、それぞれ、図１に示される調整用の回路３１及び調整用の回路３３を含むことができる。調整回路３１は、第１マッハツェンダ変調器１３の信号振幅を規定する増幅器及び／又はバイアスを規定する電圧源等を含むことができ、調整回路３３は、第２マッハツェンダ変調器１５の信号振幅を規定する増幅器及び／又はバイアスを規定する電圧源等を含むことができる。回路３１及び回路３３により、第１マッハツェンダ変調器１３から出力される変調光の強度及び第２マッハツェンダ変調器１５から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整できる。
【００４０】
図４及び図５を参照した説明から理解されるように、駆動信号の振幅及び／又はバイアス電圧の変更により、光変調信号のパワーを変更できる。
【００４１】
図６は、駆動信号の振幅の変更によりコンステレーションを調整する方法を説明する。図３に示された変調器と同様に、図６の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、Ｉ信号に比べてＱ信号の光パワーが小さい光変調装置における調整を説明する。
【００４２】
Ｑ信号に関しては、入力光の強度に比例して変調された信号光の振幅も、図６の（ｂ）部に示される矢印ＢＦ１のように小さい。これ故に、図６の（ｃ）部に示される実線のように、多値光位相変調器の出力信号においてＩ信号に比べてＱ信号の強度が弱くなり、光変調信号に歪みが生じている。そこで、図６の（ｂ）部及び（ｅ）部に示される矢印ＡＦ１のようにマッハツェンダ変調器における位相変調量を増やすと、位相πより小さい範囲では、光信号の変調振幅を増せる。Ｉ信号に関しては、図６の（ｄ）部に示されるように、駆動信号の振幅を変更しなくてもよい。図６の（ｅ）部に示される矢印ＡＦ１のように、マッハツェンダ変調器において位相変調量を増やすとき、これに応じて光信号の変調振幅も増加大できる。つまり、Ｑ信号の変調振幅がＩ信号と等しくなるように、Ｑ信号のマッハツェンダ変調器の位相変調量を調整する。これにより、調整された光変調装置は、図６の（ｆ）部に示されるように、ＩＱ間の歪が解消された良質な信号を生成できる。
【００４３】
なお、ここではＱ信号の位相変調を増やすように調整する説明を行ったけれども、Ｉ信号の位相調整を減らすように調整することもできる。この場合には、ターゲットの位相変化量はπであることができる。
【００４４】
Ｉ信号に関しては、入力光の強度に比例して変調された信号光の振幅は、図７の（ａ）部に示される矢印ＢＦ２のように大きく、入力光の強度に比例して変調されたＱ信号の振幅は、図７の（ｂ）部に示されるＩ信号に比べて小さい。図７の（ｃ）部に示される実線のように、多値光位相変調器の出力信号においてＩ信号がＱ信号の強度に比べて大きくなり、光変調信号に歪みが生じている。そこで、図７の（ａ）部及び（ｄ）部に示される矢印ＢＦ２から矢印ＡＦ２のようにマッハツェンダ変調器における位相変調量を減らすと、Ｉ信号に関しては、図７の（ｄ）部に示されるように、駆動信号の振幅が小さくなる。図７の（ｅ）部に示されるように、Ｑ信号については位相変調量を変更しなくてもよい。図７の（ｄ）部に示されるように、矢印ＡＦ２のように、マッハツェンダ変調器において位相変調量を減らすとき、これに応じて光信号の変調振幅も縮小できる。つまり、Ｑ信号の変調振幅がＩ信号と等しくなるように、Ｑ信号のマッハツェンダ変調器の位相変調量を調整する。これにより、調整された光変調装置は、図７の（ｆ）部に示されるように、ＩＱ間の歪が解消された良質な信号を生成できる。
【００４５】
出力信号光または別途設けたモニタ用出力からの信号光を用いて、ＩＱ間の変調振幅が等しくなるように、駆動信号の電圧振幅及び／又はバイアス電圧を調整する制御機構を設けて使用することができる。
【００４６】
図８は、光変調装置の一実施例を示す図面である。光変調装置１１ａは、第１光電変換器５３、第２光電変換器５５、信号処理回路５７及び光源５１を含む。第１光電変換器５３は、第１モニタ光出力２３ｂに光学的に結合されており、第２光電変換器５５は第２モニタ光出力２３ｃに光学的に結合されている。信号処理回路５７は、第１光電変換器５３からの第１モニタ信号ＭＯＮ１及び第２光電変換器５５からの第２モニタ信号ＭＯＮ２を受けると共に第２ドライバ回路２９に接続されている。信号処理回路５７は、第１モニタ信号ＭＯＮ１と第２モニタ信号ＭＯＮ２との差分に対応する第１差分信号ＳＵＢ０を生成する差分回路５７ａを含む。第１差分信号ＳＵＢ０は、第１モニタ光出力２３ｂ及び第２モニタ光出力２３ｃからのモニタ光の強度差分を示し、第１マッハツェンダ変調器及び第２マッハツェンダ変調器からの変調光の光パワー差の有無を表す。信号処理回路５７は、必要な場合には、二乗演算器５７ｂを含む。二乗演算器５７ｂは前段の減算器５７ａの出力信号ＳＵＢ０を二乗するように動作する。信号処理回路５７からの第２差分信号（制御信号）ＳＵＢは、ドライバ回路２９に加えられてドライバ調整用ＤＣ電圧源２９ａからの信号に加算器２９ｂにおいて加算される。加算器２９ｂは、２つのマッハツェンダ変調器間の光振幅が等しくなるような第３差分信号（指示信号）ＡＤＪを第２増幅回路２９ｃに加える。第２増幅回路２９ｃは第３差分信号ＡＤＪ及び高周波信号ＲＦを受けて、バイアスティー回路２９ｄを駆動する。バイアスティー回路２９ｄは、インダクタ及びキャパシタを含む。バイアスティー回路２９ｄにおいて、インダクタの一端は、第２バイアス回路（バイアス用ＤＣ電圧源）２９ｅに接続され、キャパシタの一端は増幅回路２９ｃに接続される。インダクタの他端及びキャパシタの他端は接続されて、ドライバ回路２９の出力に接続される。バイアスティー回路２９ｄは、増幅回路２９ｃからの信号に応じて、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ２を生成する。第１ドライバ回路２７は、第１バイアス回路２７ａ、第１増幅回路２７ｃ、バイアスティー回路２７ｄ及びバイアス用ＤＣ電圧源２７ｅを含み、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１を生成する。本実施例では、このように、第１ドライバ回路２７は、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１のバイアス点を規定するバイアス回路２９ｅと、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１の信号振幅を規定する増幅回路２９ｃとを含むと共に、第２ドライバ回路２９は、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ２のバイアス点を規定するバイアス回路２９ｅと、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ２の信号振幅を規定する増幅回路２９ｃとを含むので、第１マッハツェンダ変調器及び第２マッハツェンダ変調器へのＲＦ駆動信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２のバイアス電圧は同じである一方で、駆動信号の振幅は異なる。ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２間の駆動信号の振幅の違いにより、光信号の歪みを低減できる。この実施例では、第２ドライバ回路２９（第１ドライバ回路２７及び第２ドライバ回路２９の少なくともいずれか一方）における信号振幅が、第１マッハツェンダ変調器１３から出力される変調光の強度及び第２マッハツェンダ変調器１５から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整される。なお、ドライバ回路における制御は、動作中に連続的なフィードバックにより行われることができる。或いは、フィードバックを開いて、加算器２９ｂの入力に位置するＤＣ電圧源に調子のための制御値を付与するようにしてもよい。
【００４７】
この実施例では、Ｉ／Ｑ間の出力強度が等しくなるようＱＰＳＫ変調器を駆動する電圧振幅の制御、例えばフィードバック制御を行う。ＱＰＳＫ変調器内において、メイン出力とは別にＩ信号／Ｑ信号それぞれに対して分波されたモニタ出力光は、光電変換器５３、５５において高速なＲＦ信号の平均化（例えば時定数５ｎｓ）を行った電圧信号に変換される。次に、減算器において求められたＩ／Ｑ間の光出力の強度差が、零、実際には十分に小さくなるように、零収束電圧制御を行う。これにより、ここではＱ信号の信号電極への電圧振幅がドライバ回路２９を介して制御される。ここでドライバ回路２９は、加算器２９ｂの出力電圧に対応するようその電圧振幅を生成し、かつその電圧振幅を外部ＲＦ信号に同期してＯＮ／ＯＦＦ変調する。
【００４８】
図９は、光変調装置の一実施例を示す図面である。光変調装置１１ａは、第１光電変換器５３、第２光電変換器５５、信号処理回路６７及び光源５１を含む。信号処理回路６７は、第１光電変換器５３からの第１モニタ信号ＭＯＮ１及び第２光電変換器５５からの第２モニタ信号ＭＯＮ２を受けると共に第１ドライバ回路２７に接続されている。信号処理回路６７は、第１モニタ信号ＭＯＮ１と第２モニタ信号ＭＯＮ２との差分に対応する第１差分信号ＳＵＢ０を生成する差分回路６７ａを含む。第１差分信号ＳＵＢ０は、第１モニタ光出力２３ｂ及び第２モニタ光出力２３ｃからのモニタ光差分を示し、第１マッハツェンダ変調器及び第２マッハツェンダ変調器からの変調光の光パワー差の有無を表す。信号処理回路６７は、必要な場合には、二乗演算器６７ｂを含む。二乗演算器６７ｂは前段の減算器６７ａの出力信号ＳＵＢ０を二乗するように動作する。
【００４９】
信号処理回路６７は、第１マッハツェンダ変調器１３の位相調整電極１３ｅに第２位相調整信号（制御信号）を与える第１位相調整回路６７ｃと、第２マッハツェンダ変調器１５の位相調整電極１５ｅに第１位相調整信号（制御信号）を与える第２位相調整回路６７ｄを含む。第１位相調整回路６７ｃは、モニタ信号から変調信号の位相を調整する位相調整信号ＳＵＢ＿Ｐ１を生成するものであり、また位相調整用バイアス回路（位相調整用ＤＣ電圧源）６７ｅと、この位相調整用バイアス回路６７ｅからの信号と第１光電変換器５３からの第１モニタ信号ＭＯＮ１との差分信号ＳＵＢ＿Ｐ１を生成する減算器６７ｆを含む。第１位相調整電極１３ｅは減算器６７ｆからの位相調整信号ＳＵＢ＿Ｐ１を受ける。第２位相調整回路６７ｄは、モニタ信号から変調信号の位相を調整する位相調整信号ＳＵＢ＿Ｐ２を生成するものであり、また位相調整用バイアス回路（位相調整用ＤＣ電圧源）６７ｇと、この位相調整用バイアス回路６７ｇからの信号と第２光電変換器５５からの第２モニタ信号ＭＯＮ２との差分信号ＳＵＢ＿Ｐ２を生成する減算器７６ｈを含む。第２位相調整電極１５ｅは減算器６７ｈからの位相調整信号ＳＵＢ＿Ｐ２を受ける。位相調整用バイアス回路６７ｅ、６７ｇは、例えば変調器集積素子２３からのモニタ出力が最大であるときの光電変換電圧と同じ電圧を出力するよう設定される。この電圧値は、装置の調整の際に事前に取得しておくことができる。
【００５０】
信号処理回路６７からの第２差分信号（制御信号）ＳＵＢは、ドライバ回路２９に加えられて、バイアス調整用ＤＣ電圧源２９ａからの信号に加算器２９ｆにおいて加算される。加算器２９ｆは、２つのマッハツェンダ変調器間の光振幅が等しくなるような指示信号ＡＤＪ２をバイアスティー回路２９ｄに加える。増幅回路２９ｃは指示信号ＡＤＪ及び高周波信号ＲＦを受けて、バイアスティー回路２９ｄを駆動する。バイアスティー回路２９ｄは、加算器２９ｆからの第３差分信号（指示信号）ＡＤＪ２及びドライバ回路２９ｃからの信号に応じて、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ２を生成する。ドライバ回路２７は、バイアス回路２７ａ、増幅回路２７ｃ、バイアスティー回路２７ｄ及びバイアス用ＤＣ電圧源２７ｅを含み、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１を生成する。本実施例では、このように、第１ドライバ回路２７は、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１のバイアス点を規定するバイアス回路２９ｅと、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１の信号振幅を規定する増幅回路２９ｃとを含むと共に、第２ドライバ回路２９は、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ２のバイアス点を規定するバイアス回路２９ｅと、ＲＦ駆動信号ＤＲＶ２の信号振幅を規定する増幅回路２９ｃとを含むので、第１マッハツェンダ変調器１３及び第２マッハツェンダ変調器１５へのＲＦ駆動信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２の駆動信号の振幅は同じである一方で、駆動信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２のバイアス電圧の値は異なる。ＲＦ駆動信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２間の駆動信号のバイアス電圧の違いにより、光信号の歪みを低減できる。この実施例では、第２ドライバ回路２９（第１ドライバ回路２７及び第２ドライバ回路２９の少なくともいずれか一方）における駆動信号のバイアス点が、第１マッハツェンダ変調器１３から出力される変調光の強度及び第２マッハツェンダ変調器１５から出力される変調光の強度を互いに合わせるように調整される。
【００５１】
この実施例では、Ｉ／Ｑ出力強度が等しくなるようＱＰＳＫ変調器へのバイアス電圧の制御、例えばフィードバック制御を行う。振幅の制御の実施例と同様に、減算器でＩ／Ｑ間の出力強度差を生成し、これが零に（或いは十分に小さく）なるように、信号処理回路６７が零収束電圧制御を行う。これにより、例えばＱ信号の変調電極へのバイアス電圧が生成される。
【００５２】
図８及び図９に示されたマッハツェンダ変調器においては、第１ドライバ回路２７は、第１マッハツェンダ変調器１３の第１アーム導波路１３ａの電極に接続され、第１マッハツェンダ変調器１３の第２アーム導波路１３ｂの電極は接地されている。また、第２ドライバ回路２９は、第２マッハツェンダ変調器１５の第１アーム導波路１５ａの電極に接続され、第２マッハツェンダ変調器１５の第２アーム導波路１５ｂの電極は接地される。
【００５３】
図１０は、入力光の変調のために差動信号を用いるマッハツェンダ変調器を含む光変調装置を示す。図１０に示された光変調装置１１ｃは、２つのアーム導波路１３ａ、１３ｂの間に位置する接地（グランド）電極を含む。図１０に示された光変調装置１１ｃにおいて、第１ドライバ回路２７は、第１マッハツェンダ変調器１３の第１アーム導波路１３ａ及び第２アーム導波路１３ｂを差動信号により駆動すると共に、第２ドライバ回路２９は、第２マッハツェンダ変調器１５の第１アーム導波路１５ａ及び第２アーム導波路１５ｂを差動信号により駆動する。
【００５４】
図１１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を駆動する電圧振幅をフィードバック制御する光変調装置１１ｄを示す。変調器集積素子２４は４つのマッハマッハツェンダ変調器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを含む。マッハマッハツェンダ変調器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、分岐導波路（分岐器２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）２８を介して光入力２４ａからの入力光を受ける。分岐導波路２８の分岐比にばらつきがあることがある。マッハマッハツェンダ変調器２６ａ、２６ｂは分岐導波路３０（合分波器）に接続されて、分岐導波路３０はメイン光出力２４ｂ及びモニタ出力（Ｘ）２４ｃに接続される。マッハマッハツェンダ変調器２６ａの合分波器は分岐導波路３０の入力ポート及びモニタ出力（Ｘ／Ｉ）２４ｄに接続される。マッハマッハツェンダ変調器２６ｂの合分波器は分岐導波路３０の入力ポート及びモニタ出力（Ｘ／Ｑ）２４ｅに接続される。マッハマッハツェンダ変調器２６ｂの合分波器と分岐導波路３０の入力ポートとの間には、π／２位相シフタ３７ａが接続されている。マッハマッハツェンダ変調器２６ｃ、２６ｄは分岐導波路３２（合分波器）に接続されて、分岐導波路３２はメイン光出力２４ｆ及びモニタ出力（Ｙ）２４ｇに接続される。マッハマッハツェンダ変調器２６ｃの合分波器は分岐導波路３２の入力ポート及びモニタ出力（Ｙ／Ｉ）２４ｈに接続される。マッハマッハツェンダ変調器２６ｄの合分波器は分岐導波路３２の入力ポート及びモニタ出力（Ｙ／Ｑ）２４ｉに接続される。マッハマッハツェンダ変調器２６ｄの合分波器と分岐導波路３２の入力ポートとの間には、π／２位相シフタ３７ｂが接続されている。
【００５５】
メイン出力２４ｂ、２４ｆの一方は、合波器５９ａに光学的に結合されており、メイン出力２４ｂ、２４ｆの他方は、偏波回転器５９ｂを介して合波器５９ａに光学的に結合されている。モニタ出力２４ｄ、２４ｅは、それぞれ、光電変換器３４ａ、３４ｂを介して信号処理回路５７に接続されており、図８に示された光変調装置１１ａにおける制御と同様に、一方のドライバ回路（例えばドライバ回路２９）の駆動信号の振幅を制御する。
【００５６】
モニタ出力２４ｈ、２４ｉは、それぞれ、光電変換器３４ｃ、３４ｄを介して信号処理回路５７に接続されており、図８に示された光変調装置１１ａにおける制御と同様に、一方のドライバ回路（例えばドライバ回路２９）の駆動信号の振幅を制御する。これに加えて、モニタ出力２４ｃ、２４ｇは、それぞれ、光電変換器３４ｅ、３４ｆを介して信号処理回路６１に接続されている。信号処理回路６１は、モニタ出力２４ｃ、２４ｇ間の差分信号を生成する減算器６１ａを備え、モニタ出力２４ｃ、２４ｇ間の差分は、マッハツェンダ変調器２６ａ、２６ｂの合波光とマッハツェンダ変調器２６ｃ、２６ｄの合波光との光強度差を示す。減算器６１ａの出力信号を二乗演算器６１ａが受けて、第２差分信号を生成する。信号処理回路６１は、マッハツェンダ変調器２６ｃ、２６ｄの合波光の強度がマッハツェンダ変調器２６ａ、２６ｂの合波光の強度に等しくなるように、制御信号ＣＯＮＴ２を生成する。このために、制御信号ＣＯＮＴ２は、加算器６１ｃにおいて、加算器２９ｂからの信号に加算される。加算器６１ｃの出力は増幅回路２９ｃに接続される。増幅回路２９ｃは、制御信号ＣＯＮＴ２に応じて、マッハツェンダ変調器２６ｄを駆動するための駆動信号を調整する。マッハツェンダ変調器２６ｄの駆動信号は、マッハツェンダ変調器２６ａ、２６ｂの合波光に関する調整分とマッハツェンダ変調器２６ｃの光に関する調整分とを含む。また、制御信号ＣＯＮＴ２は、加算器６１ｄにおいて、バイアス回路２９ａからの信号に加算される。増幅回路２７ｃは、制御信号ＣＯＮＴ２に応じて、マッハツェンダ変調器２６ｃを駆動するための駆動信号を調整する。
【００５７】
この実施例では、ＱＰＳＫ変調器に対して、本実施の形態に係る光変調装置１１、１１ｂ、１１ｃを適用している。図１１のＤＰ−ＱＰＳＫ変調器において、２つのＩ／Ｑ出力強度に係る調整に加えて、２つの偏波間の出力強度に係る調整を行う。これ故に、四値の信号強度の全てが等しくなるように、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を駆動する電圧振幅をフィードバック制御する構成を示す。各偏波に対して、図８に示される信号処理回路と同様に、Ｉ／Ｑ間の出力強度を揃えるようにフィードバック制御する。これに加えて、偏波間の強度差が零に、或いは十分に小さくなるように、同様に制御、例えばフィードバック制御を行う。この制御では、ドライバ調整電圧端子への入力の前で、Ｉ／Ｑ間の制御電圧とＸ／Ｙ偏波間の制御電圧が加算される。図１１では、駆動信号の振幅に関する制御を説明したけれども、これまで実施例から理解されるように、駆動信号の振幅に関する制御に替えて駆動信号の位相に関する制御を行うことができる。なお、光変調装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて、加算器、減算器、二乗回路等は、演算増幅器等を用いるアナログ回路技術を適用できる。
【００５８】
本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば複数のマッハツェンダ変調器を含み該マッハツェンダ変調器からの光を合波する集積素子において、該マッハツェンダ変調器からの変調された光の強度差を低減できる光変調装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６０】
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…光変調装置、１３…第１マッハツェンダ変調器、１５…第２マッハツェンダ変調器、１７…第１分岐導波路、２３…変調器集積素子、２５…半導体基板、２７…第１ドライバ回路、２９…第２ドライバ回路、２９ａ、２７ａ…ドライバ調整用ＤＣ電圧源、２７ｂ、２９ｂ…加算器、２７ｃ、２９ｃ…増幅回路、２７ｄ、２９ｄ…バイアスティー回路、２７ｅ、２９ｅ…バイアス回路（バイアス用ＤＣ電圧源）、ＤＲＶ２、ＤＲＶ１…駆動信号、３５…第２分岐導波路、３７、３７ａ、３７ｂ…π／２位相シフタ、５１…光源、５３…第１光電変換器、５５…第２光電変換器、５７…信号処理回路、５７ａ…差分回路、５７ｂ…二乗演算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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