(57)【要約】【課題】無線OFDMベースバンド信号をダイレクトに光搬送波帯に変換するための半導体マッハツェンダ光干渉計型の光変調器を提供する。【解決手段】マッハツェンダ光干渉計のアーム(1,2)の各々に、OFDMベースバンド信号のＩ成分(SI)およびＱ成分(SQ)にしたがって光を変調する正の線幅増大係数を有する電界吸収型変調器(218,220)と、OFDMベースバンド信号のＩ成分(SI)およびＱ成分(SQ)にしたがって光を変調する負の線幅増大係数を有する電界吸収型変調器(219,221)とを直列に設けた。負の線幅増大係数を有する電界吸収型変調器(219,221)は、正の線幅増大係数を有する電界吸収型変調器(218,220)において生じる位相変化を補償（相殺）する。これにより、OFDMベースバンド信号によって変調された光強度は純粋な強度変調成分として光搬送波帯に変換される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に作製された少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計導波路を有する光変調器であって、
前記少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計の各々は、
第１のアーム導波路が、
OFDMベースバンド信号の第１の成分を入力とする第１の電界吸収型変調器と、
前記第１の成分を用いて、前記第１の電界吸収型変調器において生じる位相変化を補償する第１の補償用変調器とを備え、
第２のアーム導波路が、
前記OFDMベースバンド信号の第２の成分を入力とする第２の電界吸収型変調器と、
前記第２の成分を用いて、前記第２の電界吸収型変調器において生じる位相変化を補償する第２の補償用変調器とを備えた光変調器。
【請求項２】
前記第１の補償用変調器および前記第２の補償用変調器は電界吸収型変調器であり、
前記第１の電界吸収型変調器の線幅増大係数の符号と前記第１の補償用変調器の線幅増大係数の符号が正反対であり、
前記第２の電界吸収型変調器の線幅増大係数の符号と前記第２の補償用変調器の線幅増大係数の符号が正反対である、請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記第１の補償用変調器は、前記第１の成分の符号を反転した成分を入力とする位相変調器であり、
前記第２の補償用変調器は、前記第２の成分の符号を反転した成分を入力とする位相変調器である、請求項１に記載の光変調器。
【請求項４】
前記第２のアーム導波路は、90度位相を付加する位相シフタを備え、
前記第１の成分は前記OFDMベースバンド信号の同相成分であり、
前記第２の成分は前記OFDMベースバンド信号の直交成分である、請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調器。
【請求項５】
前記半導体基板上に作製された、光周波数コム発生器と、前記光周波数コム発生器および前記少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計導波路の入力導波路の各々と接続された分波器と、前記少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計導波路の出力導波路に接続された合波器とを備えた、請求項１乃至４のいずれかに記載の光変調器。
【請求項６】
前記第１の補償用変調器および第２の補償用変調器は、
前記第１の電界吸収型変調器において生じる位相変化量および前記第２の電界吸収型変調器において生じる位相変化量をゼロにし、または
前記第１の電界吸収型変調器において生じる位相変化量が前記第２の電界吸収型変調器において生じる位相変化量と等しくし、
前記第１の電界吸収型変調器および前記第２の電界吸収型変調器の吸収係数が、OFDMベースバンド電圧信号に対して線形に変化すること、請求項１乃至５のいずれかに記載の光変調器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光変調器の前記半導体基板上に作製された光源を備えた光直交周波数多重分割信号生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光直交周波数多重分割信号生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣといったモバイル端末によるインターネットアクセスの爆破的な普及は、無線通信のトラフィックの急増をもたらしている。LTE（3GPP Long Term Evolution）やWiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access, IEEE 802.16-2004）などのOFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）方式を基盤とした無線通信の高ビットレート化の流れは今後も継続すると推測される。無線帯域におけるトラフィックの集中を緩和するためにPONシステムをそれらのバックボーンに使用するといった研究開発も進められている。
【０００３】
近年では、光アクセスシステムにOFDM方式を採用するOFDM-PON（Passive Optical Network）についての研究も行われている（例えば、非特許文献１乃至３参照）。OFDM-PONにおいては、イーサネット（登録商標）、モバイルバックボーン、IPTV（Internet Protocol Television）等を集約し、それぞれ異なるサービスに対してダイナミックな帯域の割り当てが可能であることから、拡張性や柔軟性を持ったシステム構成が期待されている。
【０００４】
また、OFDM信号を用いた光ファイバ通信システムの展開として、DSP（Digital Signal Processing）処理によって生成されたベースバンド信号を用いて半導体レーザを直接変調する方法が研究されている（例えば、非特許文献４参照）。
【０００５】
これらの手法は、強度変調-直接検波（IM-DD：Intensity modulation- Direct detection）を基本とする点から低コスト化が求められるアクセス系において有効であるとされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】J.M. Tang, R.P. Giddings, X.Q. Jin, J.L. Wei, X. Zheng, E. Giacoumidis, E. Hugues-Salas, Y. Hong, C. Shu, J. Groenewald and K. Muthusamy, "Real-Time Optical OFDM Transceivers for PON Applications", OSA/OFC/NFOEC 2011, OTuK3 Los Angeles, USA, Mar. 2011.
【非特許文献２】Dayou Qian, Junqiang Hu and Ting Wang, "Hybrid 2.5G/10G Co-existing OFDMA-PON Employing Single Receiver at the OLT", OSA/OFC/NFOEC 2011, OWB4 Los Angeles, USA, Mar. 2011.
【非特許文献３】N. Cvijetic,“OFDM for Next Generation Optical Access Networks,” OFC/NFOEC 2011, OMG3, Los Angeles, USA, Mar. 2011.
【非特許文献４】L.A Neto, P. Chanclou, B. Charbonnier, A. Gharba, N. Genay, R. Xia, M. Ouzzif, C. A Berthelemot, J.L Masson, D. Erasme, E. Grard, V. Rodrigues, “On the Interest of Chirped Lasers for AMOOFDM Transmissions in Long Distance PON Networks”, OFC/NFOEC 2011, OWK4, Los Angeles, USA, Mar. 2011.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、DSP処理によって生成されたベースバンド信号を用いて半導体レーザを直接変調する手法では、半導体レーザの発振線幅とOFDMベースバンド信号を構成するM-PSKやM-QAMなどの変調フォーマットの高多値化よるコンスタレーション上のシンボル間隔の縮小に加えて、半導体レーザの直接変調に起因するチャーピングにより、位相揺らぎが生じるために伝送容量が制限されるといった課題が残る。狭線幅のレーザ光と外部光変調器を用いる方法も検討されているが、低コスト化やシステムの簡易化の点で不利となる。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、増大する無線通信トラフィックを緩和するために、無線基地局をPONシステムへと集約するために重要となる無線OFDMベースバンド信号をダイレクトに光搬送波帯に変換するための光変調器、及び前記光変調器と光源とを同一半導体基板上に集積した光直交周波数多重分割信号生成器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、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、半導体基板上に作製された少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計導波路を有する光変調器であって、前記少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計の各々は、第１のアーム導波路が、OFDMベースバンド信号の第１の成分を入力とする第１の電界吸収型変調器と、前記第１の成分を用いて、前記第１の電界吸収型変調器において生じる位相変化を補償する第１の補償用変調器とを備え、第２のアーム導波路が、前記OFDMベースバンド信号の第２の成分を入力とする第２の電界吸収型変調器と、前記第２の成分を用いて、前記第２の電界吸収型変調器において生じる位相変化を補償する第２の補償用変調器とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光変調器であって、前記第１の補償用変調器および前記第２の補償用変調器は電界吸収型変調器であり、前記第１の電界吸収型変調器の線幅増大係数の符号と前記第１の補償用変調器の線幅増大係数の符号が正反対であり、前記第２の電界吸収型変調器の線幅増大係数の符号と前記第２の補償用変調器の線幅増大係数の符号が正反対である、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光変調器であって、前記第１の補償用変調器は、前記第１の成分の符号を反転した成分を入力とする位相変調器であり、前記第２の補償用変調器は、前記第２の成分の符号を反転した成分を入力とする位相変調器である、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調器であって、前記第２のアーム導波路は、90度位相を付加する位相シフタを備え、前記第１の成分は前記OFDMベースバンド信号の同相成分であり、前記第２の成分は前記OFDMベースバンド信号の直交成分である、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光変調器であって、前記半導体基板上に作製された、光周波数コム発生器と、前記光周波数コム発生器および前記少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計導波路の入力導波路の各々と接続された分波器と、前記少なくとも１つのマッハツェンダ干渉計導波路の出力導波路に接続された合波器とを備えた、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光変調器であって、前記第１の補償用変調器および第２の補償用変調器は、前記第１の電界吸収型変調器において生じる位相変化量および前記第２の電界吸収型変調器において生じる位相変化量をゼロにし、または前記第１の電界吸収型変調器において生じる位相変化量が前記第２の電界吸収型変調器において生じる位相変化量と等しくし、前記第１の電界吸収型変調器および前記第２の電界吸収型変調器の吸収係数が、OFDMベースバンド電圧信号に対して線形に変化すること、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、光直交周波数多重分割信号生成器であって、請求項１乃至６のいずれかに記載の光変調器の前記半導体基板上に作製された光源を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、半導体レーザと同一の半導体基板上に集積するこが可能な、無線OFDMベースバンド信号をダイレクトに光搬送波帯に変換するための半導体マッハツェンダ光干渉計型の光変調器、および前記光変調器と半導体レーザと同一の半導体基板上に集積した光直交周波数多重分割信号生成器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の原理を説明するためのマッハツェンダ干渉計型の光変調器の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例である光直交周波数多重分割信号生成器の構成図である。
【図３】本発明の一実施例である光直交周波数多重分割信号生成器の構成図である。
【図４】本発明の一実施例である光直交周波数多重分割信号生成器の構成図である。
【図５】本発明の一実施例である光直交周波数多重分割信号生成器で生成される光スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ダイレクトにOFDMベースバンド信号を光搬送波帯に変換する方法は、OFDMベースバンド信号に含まれるガードバンド信号間の相互変調（光の干渉）による影響を抑えることができる。他方、光部品が膨大になることが懸念される。そのため、送信器となる光源と変調器を集積化した光直交周波数多重分割信号生成器（本明細書中、変調器集積光源ともいう。）は、光送信部分の簡易化の点で重要な役割を果たす。
【００１９】
変調器集積光源は、電界印加による光吸収を利用したEA（Electro Absorption）変調器と単一モード発振が可能なDFB（Distributed Feedback：分布帰還型）レーザとを集積したEA変調器集積光源（EADFB）が代表的である。直接変調レーザと比べて伝送波形の品質を確保しながらも、高速変調が可能であることから100Gbit/sイーサネットの光源や長距離アクセス用光源として有用である。
【００２０】
そこで本発明の実施形態として、このEA変調器と半導体レーザとを集積したEA変調器集積光源（EADFB）を基本構造とする光OFDM信号生成器を例示する。本実施形態によれば、半導体レーザ、半導体マッハツェンダ光干渉計、および当該半導体マッハツェンダ光干渉計のアーム導波路中に設けられた線形吸収を用いる光変調器を同一の半導体基板上に集積することで、小型かつ簡易な構成の光OFDM信号生成器を提供することができる。
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。  
（動作原理）  
（OFDM信号について）  
一般にＯＦＤＭベースバンド信号は、周波数多重方式において搬送波周波数間が直交関係となるように配置した信号であり次のように表わされる。
【００２２】
一般にOFDMベースバンド信号は、その複素形式で表わすことが可能でありそれぞれ、同相成分のＩ成分のSIと直交成分のＱ成分のSQとに表わすことができる。
【００２３】
【数１】
2014211492.tif 000003
【００２４】
Ｎはサブキャリア数、nは整数、a, bはシンボルを表わすコンスタレーション、Δf0はベースバンドのOFDM信号を構成するサブキャリアの周波数間隔である。一般にこのベースバンド信号を搬送波周波数帯に変換したパスバンド帯OFDM信号に変換した後に伝送される。パスバンド帯OFDM信号は、搬送波周波数帯fcを用いると次のように示される。
【００２５】
【数２】
2014211492.tif 000004
【００２６】
この式から明らかなように、パスバンド帯OFDM信号は実信号に変換されることがわかる。光領域でのOFDM信号においては、このfcの周波数帯が光通信帯の周波数となる。
【００２７】
（線形吸収型マッハツェンダ干渉計）  
本発明の実施形態を実現するため基本原理について説明する。  
図１は、マッハツェンダ干渉計型の光変調器の概略構成図である。光変調器１００は、光入力導波路１０２、分岐出力導波路１０４、分岐出力導波路１０６、合波入力導波路１０８、合波入力導波路１１０、光出力導波路１１２、分岐出力導波路１０４と合波入力導波路１０８とを結合する接続導波路１１４、および分岐出力導波路１０６と合波入力導波路１１０とを結合する接続導波路１１６を備え、マッハツェンダ干渉計を構成する。
【００２８】
光入力導波路１０２、分岐出力導波路１０４および分岐出力導波路１０６は、Ｙ分岐導波路を構成する。合波入力導波路１０８、合波入力導波路１１０および光出力導波路１１２は、合波導波路を構成する。分岐出力導波路１０４、接続導波路１１４および合波入力導波路１０８は、マッハツェンダ干渉計のアーム導波路（アーム１）を構成し、分岐出力導波路１０６、接続導波路１１６および合波入力導波路１１０は、マッハツェンダ干渉計のアーム導波路（アーム２）を構成する。
【００２９】
図１に示すように、アーム１および２には、電界吸収型変調器１１８および１２０がそれぞれ設けられている。さらに、アーム２には、電界吸収型変調器１２０の前段（入力側）に90度の位相シフタ１２２が設けられている。アーム１および２をそれぞれ導波した光は合波導波路で再び合波され光出力導波路１１２から出力される。電界吸収型変調器１１８および１２０はそれぞれに入力されるOFDMベースバンド信号のＩ成分（SI）およびＱ成分（SQ）にしたがってアーム１および２を導波した光を変調する。
【００３０】
ここで、レーザ光源から光電界E0、光周波数ωの光を光入力導波路１０２へ入射するとき、複素屈折率を用いるとマッハツェンダ干渉計の光出力導波路１１２から出射する光の電界強度Eoutは以下のように示される。
【００３１】
【数３】
2014211492.tif 000005
【００３２】
ここで、マッハツェンダの各アームに設置する電界吸収型変調器として、次の式に示されるような光吸収特性を示すものを採用する。
【００３３】
【数４】
2014211492.tif 000006
【００３４】
Δαは吸収係数変化、Lは光吸収が起こりうる作用長（すなわち、電界吸収型変調器１１８および１２０を構成するためにアームに沿って設けられた電極長）である。
【００３５】
この吸収係数の変化は、OFDMベースバンドの電圧信号によって、それぞれ線形に変調を受けるとき、式(4)は以下のように示される。ｍは任意の定数（正数）である。
【００３６】
【数５】
2014211492.tif 000007
【００３７】
一方、電界印加による吸収係数の変化に伴って、屈折率の変化も生じるが、これは、線幅増大係数βを用いることにより、クラマースクローニッヒの関係によって、次のように示される。
【００３８】
【数６】
2014211492.tif 000008
【００３９】
式(6)を位相変化として変換すると以下のようになる。
【００４０】
【数７】
2014211492.tif 000009
【００４１】
最もの理想的な場合として、各アームにおける吸収係数の変化による屈折率変化が存在しない場合、式(7)はゼロとなり、このとき式(3)は、以下のように簡略化される。
【００４２】
【数８】
2014211492.tif 000010
【００４３】
式（8）において、直交する光搬送波成分と同時に光周波数帯に変換されたOFDM信号を得ることが可能となる。
【００４４】
また、式(3)において光電界を光強度に変換すると、
【００４５】
【数９】
2014211492.tif 000011
【００４６】
で示される。このとき、
【００４７】
【数１０】
2014211492.tif 000012
【００４８】
を満たす時（位相変化の差がπ/2よりも十分に小さくなる時）、OFDMベースバンド信号によって変調された光強度は純粋な強度変調成分として光搬送波帯に変換することができる。
【００４９】
したがって、本実施形態に係る図１に示すマッハツェンダ干渉計型の光変調器１００では、上記条件が満たされるように、電界吸収型変調器１１８および２１０において電界印加による吸収係数の変化に伴って生じる屈折率の変化または位相変化を補償するための補償用変調器（不図示）をアーム１および２にそれぞれ設けている。
【実施例１】
【００５０】
図２は、本発明の一実施例である光直交周波数多重分割信号生成器２００の構成図である。光直交周波数多重分割信号生成器２００は、同一の半導体基板上にレーザ光源（半導体光源）２０１とともに集積された半導体マッハツェンダ光干渉計型の変調器を備える。マッハツェンダ光干渉計型の変調器は、光入力導波路２０２、分岐出力導波路２０４、分岐出力導波路２０６、合波入力導波路２０８、合波入力導波路２１０、光出力導波路２１２、分岐出力導波路２０４と合波入力導波路２０８とを結合する接続導波路２１４、および分岐出力導波路２０６と合波入力導波路２１０とを結合する接続導波路２１６とを備える。
【００５１】
光入力導波路２０２、分岐出力導波路２０４および分岐出力導波路２０６は、Ｙ分岐導波路を構成する。合波入力導波路２０８、合波入力導波路２１０および光出力導波路２１２は、合波導波路を構成する。分岐出力導波路２０４、接続導波路２１４および合波入力導波路２０８は、マッハツェンダ干渉計のアーム導波路（アーム１）を構成し、分岐出力導波路２０６、接続導波路２１６および合波入力導波路２１０は、マッハツェンダ干渉計のアーム導波路（アーム２）を構成する。
【００５２】
図２に示すように、アーム１には、電界吸収型変調器２１８および２１９が直列に設けられている。同様に、アーム２には、電界吸収型変調器２２０および２２１が直列に設けられている。さらに、アーム２には、電界吸収型変調器２２０の前段（入力側）に90度の位相シフタ２２２が設けられている。アーム１および２をそれぞれ導波した光は、合波導波路で再び合波され光出力導波路２１２から出力される。電界吸収型変調器２１８および２２０はそれぞれに入力されるOFDMベースバンド信号のＩ成分（SI）およびＱ成分（SQ）にしたがってアーム１および２を導波した光を変調する。
【００５３】
電界吸収型変調器２１９および２２１もまたそれぞれに入力されるOFDMベースバンド信号のＩ成分（SI）およびＱ成分（SQ）にしたがってアーム１および２を導波した光を変調する。ただし、電界吸収型変調器２１９および２２１はそれぞれ、電界吸収型変調器２１８および２２０において電界印加による吸収係数の変化に伴って生じる屈折率の変化または位相変化を補償するための補償用変調器の役割を果たす。
【００５４】
より具体的には、式(3)で示される光出力において、理想的な場合として式(7)をゼロとするために、各アームに光吸収が起こりうる作用長Lが同一で正負の線幅増大係数が異なる２つの電界吸収型変調器を直列に設置する。一般に電界吸収型の光変調器は、印加するバイアス電圧および量子井戸構造の設計によって線幅増大係数の符号を正負に反転させることが可能である。この時、式(3)は以下のように表わされる。
【００５５】
【数１１】
2014211492.tif 000013
【００５６】
上述したように、本実施例の構成によれば、式(7)で現される電界吸収型光変調器２１８および２２０の各々で生じる位相変化をゼロとすることでき、
【００５７】
【数１２】
2014211492.tif 000014
【００５８】
の条件が満たされるようになり（位相変化の差がπ/2よりも十分に小さくなり）、OFDMベースバンド信号によって変調された光強度は純粋な強度変調成分として光搬送波帯に変換される。式(10)からも理解されるように、本実施形態では、各アームに２つの電界吸収型光変調器を直列に配置しているため、電界吸収効果は２倍となり、光強度の変化量も２倍となる。
【００５９】
なお、本実施例では、電界吸収型光変調器２１８および２２０を正の線幅増大係数（正チャープ）の電界吸収型光変調器とし、電界吸収型光変調器２１９および２２１を負の線幅増大係数（負チャープ）の電界吸収型光変調器とする例を示したが、電界吸収型光変調器２１８および２２０を負の線幅増大係数（負チャープ）の電界吸収型光変調器とし、電界吸収型光変調器２１９および２２１を正の線幅増大係数（正チャープ）の電界吸収型光変調器としても良い。
【実施例２】
【００６０】
図３は、本発明の一実施例である光直交周波数多重分割信号生成器３００の構成図である。光直交周波数多重分割信号生成器３００は、同一の半導体基板上にレーザ光源（半導体光源）３０１とともに集積された半導体マッハツェンダ光干渉計型の変調器を備える。マッハツェンダ光干渉計型の変調器は、光入力導波路３０２、分岐出力導波路３０４、分岐出力導波路３０６、合波入力導波路３０８、合波入力導波路３１０、光出力導波路３１２、分岐出力導波路３０４と合波入力導波路３０８とを結合する接続導波路３１４、および分岐出力導波路３０６と合波入力導波路３１０とを結合する接続導波路３１６とを備える。
【００６１】
光入力導波路３０２、分岐出力導波路３０４および分岐出力導波路３０６は、Ｙ分岐導波路を構成する。合波入力導波路３０８、合波入力導波路３１０および光出力導波路３１２は、合波導波路を構成する。分岐出力導波路３０４、接続導波路３１４および合波入力導波路３０８は、マッハツェンダ干渉計のアーム導波路（アーム１）を構成し、分岐出力導波路３０６、接続導波路３１６および合波入力導波路３１０は、マッハツェンダ干渉計のアーム導波路（アーム２）を構成する。
【００６２】
図３に示すように、アーム１には、電界吸収型変調器３１８および位相変調器３２４が直列に設けられている。同様に、アーム２には、電界吸収型変調器３２０および位相変調器３２６が直列に設けられている。さらに、アーム２には、電界吸収型変調器３２０の前段（入力側）に90度の位相シフタ３２２が設けられている。アーム１および２をそれぞれ導波した光は、合波導波路で再び合波され光出力導波路３１２から出力される。電界吸収型変調器３１８および３２０はそれぞれに入力されるOFDMベースバンド信号のＩ成分（SI）およびＱ成分（SQ）にしたがってアーム１および２を導波した光を変調する。光位相変調器３２４および３２６はそれぞれ、次の式で表されるように式(7)で表された位相変化特性とは逆の位相変化特性を有するように構成されている。
【００６３】
【数１３】
2014211492.tif 000015
【００６４】
本実施例における基本原理は実施例１と同様であるが、
【００６５】
【数１４】
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【００６６】
を満たすために、マッハツェンダ光干渉計の各アームに設けられた光位相変調器３２４および３２６には、反転回路３２８および反転回路３３０によりOFDMベースバンド信号の符号を反転させた信号が駆動信号として入力される。これにより、アーム１および２を伝搬する光に電界吸収型変調器３１８および３２０において生じた位相変化（位相変調成分）を補償（相殺）するようための補償用変調器の役割を果たす。これによって、実際の合波出力端においては、式（8）を満たすことが可能となり、光搬送波帯に変換されたOFDM信号を得ることが可能となる。直列に設置する位相変調器は、構成する半導体構造によって作用長や電気光学的屈折率変化を設計することが可能なため、吸収係数変化による屈折率変化に対応した変化を与えることが構造的に可能である。
【実施例３】
【００６７】
図４は、本発明の一実施例である光直交周波数多重分割信号生成器４００の構成図である。図４に本発明の光直交周波数多重分割信号生成器４００の動作原理は、上記実施例で説明した動作原理と同じであるが、光搬送波帯において光周波数（波長）多重を可能とする構成である。
【００６８】
光直交周波数多重分割信号生成器４００は、レーザ光源４０１と、光周波数コム発生器４０２と、分波器４０３と、合波器４０４とを備える。また、光直交周波数多重分割信号生成器４００は、分波器４０３と合波器４０４とに接続されたマッハツェンダ光干渉計４１１、４１２、４１３および４１４を備える。マッハツェンダ光干渉計４１１、４１２、４１３および４１４は、それぞれ、図２，３を参照して説明したマッハツェンダ光干渉計に対応する。
【００６９】
光直交周波数多重分割信号生成器４００は、光周波数多重のための光の多波長光源として光周波数コム生成器４０１等を用いて均一間隔のスペクトル成分の光を生成し、光分波器４０３によって光周波数毎に分波された光をマッハツェンダ光干渉計で個別に光OFDMベースバンド信号によって光周波数帯に変換し、合波器４０４によって一括集約された後に光伝送路に送信する構成である。半導体光源４０１と光コム生成器４０２、光合分波器４０３およびマッハツェンダ光干渉計４１１、４１２、４１３および４１４はいずれも、同一の半導体基板上に構成することが可能である。図５は、光スペクトルのイメージ例を示している。
【符号の説明】
【００７０】
１００，４１１，４１２，４１３，４１４  マッハツェンダ光干渉計
１０２，２０２，３０２  光入力導波路
１０４，１０６，２０４，２０６，３０４，３０６  分岐出力導波路
１０８，１１０，２０８，２１０，３０８，３１０  合波入力導波路
１１２，２１２，３１２  光出力導波路
１１４，１１６，２１４，２１６，３１４，３１６  接続導波路
１１８，１２０，２１８，２１９，２２０，２２１，３１８，３２０  電界吸収型光変調器(EAM)
１２２，２２２，３２２  位相シフタ
２００，３００，４００  光直交周波数多重分割信号生成器
２０１，３０１，４０１  レーザ光源
３２４，３２６  位相変調器
３２８，３３０  反転回路
４０２  光周波数コム発生器
４０３  分波器
４０４  合波器
【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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