(57)【要約】  【課題】  本発明は，特に，複数のマッハツェンダー（ＭＺ）干渉計を含む光変調器における個々のＭＺ干渉計の特性を評価する方法を提供することを上記とは別の目的とする。  【解決手段】  本発明の方法は，ＭＺ干渉計のバイアス電圧を調整する工程と，０次成分を消去する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程とを含む。この光変調器（１）は，第１のＭＺ干渉計（２）と，第２のＭＺ干渉計（３）を含む。そして，第１のＭＺ干渉計（２）は，分波部（５）と，２つのアーム（６，７）と，合波部（８）と，図示しない電極を含む。  【選択図】  図１
2009110039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む，光変調器の特性を評価する方法であって，
前記ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含み，
前記２つのアームは，前記分波部と接続され，
前記合波部は，前記２つのアームと接続され，
前記電極は，前記２つのアームにバイアス電圧を印加でき，
前記電極は，前記２つのアームに変調信号を印加でき，
バイアス電圧を調整する工程と，０次成分を消去する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程とを含み，
前記バイアス電圧を調整する工程は，前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程であり；
前記０次成分を消去する工程は，前記ＭＺ干渉計からの出力光の０次成分の強度が０となるように光変調器を調整する工程であり；
前記出力強度を測定する工程は，前記０次成分を消去する工程により０次成分が消去されたＭＺ干渉計からの出力光に含まれる１次成分の強度及び２次成分の強度を求める工程であり；
前記特性を評価する工程は，前記出力強度を測定する工程で測定された１次成分の強度及び２次成分の強度を用いて，前記ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である，
方法。
【請求項２】
前記ＭＺ干渉計を，第１のＭＺ干渉計とすると，
前記光変調器は，
さらに，第２のＭＺ干渉計を含み，
前記第２のＭＺ干渉計は，前記第１のＭＺ干渉計とは別のＭＺ干渉計である，
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＭＺ干渉計の特性が，
前記２つのアーム間の光振幅のアンバランスに関する特性を含む，
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＭＺ干渉計の特性が，
チャープパラメータに関する特性と，
変調指数に関する特性と，
を含む，
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，前記ＭＺ干渉計からの出力光の奇数次成分が最大になり，０次以外の偶数次成分が最小になるようにバイアス電圧を調整する工程である，
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，
前記ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分が最大となるようにバイアス電圧を調整する工程，
又は，前記ＭＺ干渉計からの出力光の２次成分が最小となるようバイアス電圧を調整する工程である，
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，
前記２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程と，
前記スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する工程と，
前記測定したＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持しているか判断する工程と，
前記ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していると判断したときに，バイアス電圧の位相差がπであると判断し，前記ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していないと判断したときに，バイアス電圧の位相差がπでないと判断する工程と，
を含む，
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，
前記２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程と，
前記スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する工程と，
前記測定したＭＺ干渉計からの出力のうち１次成分の強度と−１次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む，
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，
前記２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程と，
前記スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する工程と，
前記測定したＭＺ干渉計からの出力のうち２次成分の強度と−２次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む，
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む，光変調器の特性を評価する方法であって，
前記ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含み，
前記２つのアームは，前記分波部と接続され，
前記合波部は，前記２つのアームと接続され，
前記電極は，前記２つのアームにバイアス電圧を印加でき，
前記電極は，前記２つのアームに変調信号を印加でき，
バイアス電圧を調整する工程と，１次成分を消去する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程を含み，
前記バイアス電圧を調整する工程は，前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程であり；
前記１次成分を消去する工程は，前記ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分の強度が０となるように光変調器を調整する工程であり；
前記出力強度を測定する工程は，前記１次成分を消去する工程により１次成分が消去されたＭＺ干渉計からの出力光に含まれる２次成分の強度及び３次成分の強度を求める工程であり；
前記特性を評価する工程は，前記出力強度を測定する工程で測定された２次成分の強度及び３次成分の強度を用いて，前記ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である，
方法。
【請求項１１】
前記ＭＺ干渉計を，第１のＭＺ干渉計とすると，
前記光変調器は，
さらに，第２のＭＺ干渉計を含み，
前記第２のＭＺ干渉計は，前記第１のＭＺ干渉計とは別のＭＺ干渉計である，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＭＺ干渉計の特性が，
前記２つのアーム間の光振幅のアンバランスに関する特性を含む，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＺ干渉計の特性が，
チャープパラメータに関する特性と，
変調指数に関する特性と，
を含む，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程は，前記ＭＺ干渉計からの出力光の奇数次成分が最小になり，０次以外の偶数次成分が最大になるようにバイアス電圧を調整する工程である，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程は，
前記ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分が最小となるようにバイアス電圧を調整する工程，
又は，前記ＭＺ干渉計からの出力光の２次成分が最大となるようバイアス電圧を調整する工程である，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，
前記２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程と，
前記スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する工程と，
前記測定したＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持しているか判断する工程と，
前記ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していると判断したときに，バイアス電圧の位相差が０であると判断し，前記ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していないと判断したときに，バイアス電圧の位相差が０でないと判断する工程と，
を含む，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，
前記２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程と，
前記スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する工程と，
前記測定したＭＺ干渉計からの出力のうち１次成分の強度と−１次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程は，
前記２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程と，
前記スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する工程と，
前記測定したＭＺ干渉計からの出力のうち２次成分の強度と−２次成分の強度の差が一定の範囲内であるか判断する工程を含む，
請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む，光変調器の特性を評価する方法であって，
前記ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含み，
前記２つのアームは，前記分波部と接続され，
前記合波部は，前記２つのアームと接続され，
前記電極は，前記２つのアームにバイアス電圧を印加でき，
前記電極は，前記２つのアームに変調信号を印加でき，
バイアス電圧を調整する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程を含み，
前記バイアス電圧を調整する工程は，前記ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差が０となる電圧と，位相差がπとなる電圧の中間の電圧になるように設定する工程であり；
前記出力強度を測定する工程は，前記ＭＺ干渉計からの出力光に含まれる高次成分の強度を求める工程であり；
前記特性を評価する工程は，前記出力強度を測定する工程で測定された高次成分の比を用いて，前記ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である，
方法。
【請求項２０】
光変調器に含まれるマッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）のスキューを求める方法であって，
前記ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含み，
前記２つのアームは，前記分波部と接続され，
前記合波部は，前記２つのアームと接続され，
前記電極は，前記２つのアームにバイアス電圧を印加でき，
前記電極は，前記２つのアームに変調信号を印加でき，
前記２つのアームに印加されるバイアス電圧の位相差を１種類または複数種類となるようにして，バイアス電圧を印加するとともに，バイアス電圧の位相差ごとに，前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する測定工程と，
前記測定工程で測定されたＭＺ干渉計からの出力を用いて，前記ＭＺ干渉計のスキューを求める工程と，
を含む，
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，高精度マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を有する光変調器の特性評価方法に関する。具体的には，本発明は，出力の０次成分を用いない，高精度マッハツェンダー干渉計を有する光変調器の特性評価方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報通信システムには，光変調器が用いられている。よって，光変調器の特性を把握することは，効果的な光情報通信システムを得るために有用である。光変調器の性能を規定するパラメータとして，挿入損失，変調指数，半波長電圧（Ｖπ），光帯域，ＯＮ／ＯＦＦ消光比，偏波消光比，チャープパラメータなどがある。そして，光変調器の特性を評価する方法が研究され，いくつかの評価方法が報告された。【０００３】
特許第３５３８６１９号公報には，ＭＺ型光変調器のパワースペクトルを測定し，測定したパワースペクトルを用いて変調指数を求める発明が開示されている。【０００４】
特許第３８６６０８２号公報には，ＭＺ型光変調器のスペクトル分布から光変調器の半波長電圧や，チャープパラメータを求める発明が開示されている。【０００５】
上記２つの文献に開示された光変調器の特性を評価する方法は，優れた評価方法である。しかしながら，より精度良く光変調器の特性を評価する方法が望まれる。【０００６】
特に，近年，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器が開発された。そして，このような光変調器における，個々のＭＺ干渉計の特性を評価することが望まれる。一方，従来の光変調器の特性を評価する方法では，物性を評価する対象ではないＭＺ干渉計に由来するノイズが生ずるので，適切に評価できないという問題がある。
【特許文献１】特許第３５３８６１９号公報
【特許文献２】特許第３８６６０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，精度良く光変調器の特性を評価する方法を提供することを目的とする。【０００８】
本発明は，特に，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における個々のＭＺ干渉計の特性を評価する方法を提供することを上記とは別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は，基本的には，ＭＺ干渉計の０次成分を用いてＭＺ干渉計の特性を評価すると正確な評価を行うことができないという知見に基づく。特に，光変調器が，複数のＭＺ干渉計を含む場合，０次成分は，特性を評価するＭＺ干渉計以外のＭＺ干渉計に由来する信号が含まれる。このため，ＭＺ干渉計の特性を正確に評価できない。本発明では，通常，最も強度が高くなる０次成分をあえて特性の評価に用いない。このようにすることで，精度良くＭＺ干渉計の特性を評価できる。【００１０】
本発明の第１の側面は，マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む光変調器の特性を評価する方法に関する。ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含む。２つのアームは，分波部と接続される。合波部は，２つのアームと接続される。電極は，２つのアームにバイアス電圧を印加でき，２つのアームに変調信号を印加できる。【００１１】
そして，第１の側面に係る方法は，バイアス電圧を調整する工程と，０次成分を消去する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程とを含む。バイアス電圧を調整する工程は，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程である。０次成分を消去する工程は，ＭＺ干渉計からの出力光の０次成分の強度が０となるように光変調器を調整する工程である。出力強度を測定する工程は，０次成分を消去する工程により０次成分が消去されたＭＺ干渉計からの出力光に含まれる１次成分の強度及び２次成分の強度を求める工程である。特性を評価する工程は，出力強度を測定する工程で測定された１次成分の強度及び２次成分の強度を用いて，ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である。【００１２】
第１の側面に係る方法は，出力光に含まれる０次成分を用いずに，ＭＺ干渉計の特性を評価する。このため，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【００１３】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，先に説明したＭＺ干渉計を，第１のＭＺ干渉計とする。すると，光変調器は，さらに，第２のＭＺ干渉計を含む。そして，第２のＭＺ干渉計は，第１のＭＺ干渉計とは別のＭＺ干渉計である。【００１４】
本発明は，このように複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【００１５】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，２つのアーム間の光振幅のアンバランスに関する特性（η）を評価するものに関する。【００１６】
２つのアーム間の光振幅のアンバランスは，ＭＺ干渉計の特性を決める重要なパラメータである。よって，η又はηに関連する値を求めることで，適切にＭＺ干渉計を調整することができる。このパターンは，先に説明したあらゆるパターンの方法と組み合わせることができる。【００１７】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，チャープパラメータに関する特性と，変調指数に関する特性とを評価するものに関する。【００１８】
チャープパラメータ（α）は，ＭＺ干渉計の特性を決める重要なパラメータである。よって，α又はαに関連する値を求めることで，適切にＭＺ干渉計を調整することができる。また，変調指数（Ａ１，及びＡ２）も重要なパラメータである。このパターンは，先に説明したあらゆるパターンの方法と組み合わせることができる。【００１９】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計からの出力光の奇数次成分が最大になり，０次以外の偶数次成分が最小になるようにバイアス電圧を調整する。これによりＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする。なお，より簡便に，ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分が最大となるようにバイアス電圧を調整してもよい。又は，ＭＺ干渉計からの出力光の２次成分が最小となるようバイアス電圧を調整してもよい。このようにすることで，他のＭＺ干渉計の影響を受けずに，効果的にバイアス電圧の位相差を制御できる。【００２０】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。スキューとは，２つのアームに印加されるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号（変調信号）の位相差である。そして，スキュー（すなわち，２つのアームに印加されるＲＦ信号の位相差）を掃引する。そして，スキューを掃引しつつ，ＭＺ干渉計からの出力を測定する。その上で，測定したＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持しているか判断する。ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していると判断したときに，バイアス電圧の位相差がπであると判断する。一方，ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していないと判断したときに，バイアス電圧の位相差がπでないと判断する。後述するように，このようにすることで，バイアス点が正確にバイアスヌルであることを確認できる。【００２１】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合のＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち１次成分の強度と−１次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，１次成分と−１次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，１次成分と−１次成分の対称性を維持していることとなる。この場合，バイアス点がバイアスヌル（又はバイアスフル）である。よって，このパターンによれば，正確にバイアスヌルであることを確認できる。【００２２】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち２次成分の強度と−２次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，２次成分と−２次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，２次成分と−２次成分の対称性を維持していることとなる。よって，このパターンによれば，正確にバイアスヌルであることを確認できる。【００２３】
本発明の第２の側面は，マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む光変調器の特性を評価する方法に関する。ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含む。２つのアームは，分波部と接続される。合波部は，２つのアームと接続される。電極は，２つのアームにバイアス電圧を印加でき，２つのアームに変調信号を印加できる。【００２４】
第２の側面に係る方法は，バイアス電圧を調整する工程と，１次成分を消去する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程とを含む。そして，バイアス電圧を調整する工程は，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程である。１次成分を消去する工程は，ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分の強度が０となるように光変調器を調整する工程である。出力強度を測定する工程は，１次成分を消去する工程により１次成分が消去されたＭＺ干渉計からの出力光に含まれる２次成分の強度及び３次成分の強度を求める工程である。特性を評価する工程は，出力強度を測定する工程で測定された２次成分の強度及び３次成分の強度を用いて，ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である。【００２５】
第２の側面に係る方法は，出力光に含まれる０次成分を用いずに，ＭＺ干渉計の特性を評価する。このため，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【００２６】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，先に説明したＭＺ干渉計を，第１のＭＺ干渉計とする。すると，光変調器は，さらに，第２のＭＺ干渉計を含む。そして，第２のＭＺ干渉計は，第１のＭＺ干渉計とは別のＭＺ干渉計である。【００２７】
本発明は，このように複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【００２８】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，２つのアーム間の光振幅のアンバランスに関する特性（η）を評価するものに関する。【００２９】
２つのアーム間の光振幅のアンバランスは，ＭＺ干渉計の特性を決める重要なパラメータである。よって，η又はηに関連する値を求めることで，適切にＭＺ干渉計を調整することができる。このパターンは，先に説明したあらゆるパターンの方法と組み合わせることができる。【００３０】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，チャープパラメータに関する特性と，変調指数に関する特性とを評価するものに関する。【００３１】
チャープパラメータ（α）は，ＭＺ干渉計の特性を決める重要なパラメータである。よって，α又はαに関連する値を求めることで，適切にＭＺ干渉計を調整することができる。また，変調指数（Ａ１，及びＡ２）も重要なパラメータである。このパターンは，先に説明したあらゆるパターンの方法と組み合わせることができる。【００３２】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計からの出力光の奇数次成分が最小になり，０次以外の偶数次成分が最大になるようにバイアス電圧を調整する。これにより，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とすることができる。また，より簡単に制御するため，ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分が最小となるようにバイアス電圧を調整してもよい。また，ＭＺ干渉計からの出力光の２次成分が最大となるようバイアス電圧を調整してもよい。このようにすることで，容易にＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とすることができる。【００３３】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。スキューとは，２つのアームに印加されるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号（変調信号）の位相差である。そして，スキュー（すなわち，２つのアームに印加されるＲＦ信号の位相差）を掃引する。そして，スキューを掃引しつつ，ＭＺ干渉計からの出力を測定する。その上で，測定したＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持しているか判断する。ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していると判断したときに，バイアス電圧の位相差が０であると判断する。一方，ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していないと判断したときに，バイアス電圧の位相差が０でないと判断する。後述するように，このようにすることで，バイアス点が正確にバイアスフルであることを確認できる。【００３４】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合のＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち１次成分の強度と−１次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，１次成分と−１次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，１次成分と−１次成分の対称性を維持していることとなる。よって，このパターンによれば，正確にバイアスフルであることを確認できる。【００３５】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち２次成分の強度と−２次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，２次成分と−２次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，２次成分と−２次成分の対称性を維持していることとなる。よって，このパターンによれば，正確にバイアスフルであることを確認できる。【００３６】
本発明の第３の側面は，マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む光変調器の特性を評価する方法に関する。ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含む。２つのアームは，分波部と接続される。合波部は，２つのアームと接続される。電極は，２つのアームにバイアス電圧を印加でき，２つのアームに変調信号を印加できる。【００３７】
第３の側面に係る方法は，バイアス電圧を調整する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程を含む。バイアス電圧を調整する工程は，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差が０となる電圧と，位相差がπとなる電圧の中間の電圧になるように設定する工程である。出力強度を測定する工程は，ＭＺ干渉計からの出力光に含まれる高次成分の強度を求める工程である。特性を評価する工程は，出力強度を測定する工程で測定された高次成分の比を用いて，ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である。この側面にかかる方法においては，先に説明した第１の側面，又は第２の側面における構成を用いることができる。【００３８】
本発明の第４の側面は，光変調器に含まれるマッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）のスキューを求める方法に関する。ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含む。２つのアームは，分波部と接続される。合波部は，前記２つのアームと接続される。電極は，２つのアームにバイアス電圧を印加でき，２つのアームに変調信号を印加できる。【００３９】
この側面では，前記２つのアームに印加されるバイアス電圧の位相差を１種類または複数種類となるようにして，バイアス電圧を印加するとともに，バイアス電圧の位相差ごとに，前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定されたＭＺ干渉計からの出力を用いて，ＭＺ干渉計のスキューを求める。このようにして，光変調器に含まれるＭＺ干渉計のスキューを求めることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば，精度良く光変調器の特性を評価する方法を提供できる。【００４１】
本発明によれば，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における個々のＭＺ干渉計の特性を評価する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は，マッハツェンダー干渉計を含む，光変調器の例を示す図である。
【図２】図２は，複数のマッハツェンダー干渉計を有する光変調器の例を示す図である。
【図３】図３は，複数のマッハツェンダー干渉計を含む光変調器の例を示す図である。
【図４】図４は，バイアスヌルの場合の，ＭＺ干渉計からの出力とスキューとの関係を示す図面に替わるグラフである。
【図５】図５は，バイアスフルの場合の，ＭＺ干渉計からの出力とスキューとの関係を示す図面に替わるグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  光変調器
２  第１のマッハツェンダー干渉計
３  第２のマッハツェンダー干渉計
５  分波部
６  第１のアーム
７  第２のアーム
８  合波部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の第１の側面は，マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む，光変調器の特性を評価する方法に関する。ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含む。２つのアームは，分波部と接続される。合波部は，２つのアームと接続される。電極は，２つのアームにバイアス電圧を印加でき，２つのアームに変調信号を印加できる。【００４５】
図１は，マッハツェンダー干渉計を含む，光変調器の例を示す図である。この光変調器（１）は，第１のマッハツェンダー干渉計（２）と，第２のマッハツェンダー干渉計（３）を含む。そして，第１のマッハツェンダー干渉計（２）は，分波部（５）と，２つのアーム（６，７）と，合波部（８）と，図示しない電極を含む。また，ＭＺ干渉計や，ＭＺ干渉計を含む光変調器は公知である。符号６は，第１のアームを示し，符号７は，第２のアームを示す。通常，マハツェンダ導波路や電極は，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，ニオブ酸リチウム（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。また，シリコン（Ｓｉ）基板上に二酸化シリコン（ＳｉＯ２）導波路を形成しても良い。また，ＩｎＰやＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓＰ，ＧａＡｌＡｓ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（ＬｉＮｂＯ３：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で駆動でき，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（ＹＺ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。Ｚカットなど，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Ｃ3V，Ｃ3，Ｄ3，Ｃ3h，Ｄ3hである材料を用いることができる。これらの材料は，電界の印加によっ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（ＬｉＴＯ3:ＬＴ），β−ＢａＢ２Ｏ４（略称ＢＢＯ），ＬｉＩＯ３等を用いることができる。Ｘカット面に導波路が形成された場合は，１つの電極でプッシュプル動作できるものを用いることが好ましい。また，Ｚカット面に導波路が形成された場合は，導波路の両脇に２つの電極を設けたものが好ましい。この２つの電極に正負の信号を同時に印加できるようにするものが好ましい。マッハツェンダー干渉計を含む光変調器は，様々なものがある。【００４６】
図２は，複数のマッハツェンダー干渉計を有する光変調器の例を示す図である。この光変調器は，２つのメインマッハツェンダー干渉計を有する。そして，それぞれのメインマッハツェンダー干渉計は，２つのサブマッハツェンダー導波路を有する。この例で，評価対象となるマッハツェンダー干渉計は，符号２で示される。一方，この光変調器には，評価対象以外のマッハツェンダー干渉計（３ａ，３ｂ，３ｃ）が含まれている。なお，図２に示される光変調器は，直交振幅変調（ＱＡＭ）信号発生装置として機能するものである。すなわち，本発明は，直交振幅変調（ＱＡＭ）信号発生装置に含まれるあるマッハツェンダー導波路の特性を評価するために効果的に用いることができる。【００４７】
図３は，複数のマッハツェンダー干渉計を含む光変調器の例を示す図である。この光変調器は，マッハツェンダー導波路を含む変調器を複数並べたものである。【００４８】
ＭＺ干渉計への入力光の波動関数は，ｅｘｐ（iω0t）により表すことができる。そして，ＭＺ干渉計の両アームを伝播する光信号の位相は，それぞれ以下のように表すことができる。【００４９】
【数１】
2009110039.tif 000003
【００５０】
なお，上記式において，ω0は光の角周波数，A1，A2はそれぞれのアームの変調の深さを表わすパラメータ（変調指数），ωmは変調信号の角周波数，φ1，φ2はアームにより異なる変調信号の位相，B1，B2は導波路の構造や状態による両アームの位相，を表す【００５１】
そして，ＭＺ干渉計からの出力は，以下のように表すことができる。【００５２】
【数２】
2009110039.tif 000004
【００５３】
上記の式において，ｎは次数を表し，ηは，２つのアーム間の光振幅のアンバランスに関する消光比を表す。また，Jｎは第一種ベッセル関数である。【００５４】
アーム間ＲＦ信号の位相差を無視した場合，φ１＝φ２＝０とすることができる。α’をＡα０とし，Ａ１をＡ＋α’，Ａ２を−Ａ＋α’とする。すると，ＭＺ干渉計からの出力を以下のように表現できる。なお，アーム間ＲＦ信号の位相差を無視できない場合についての特性評価方法は，後に説明する。【００５５】
【数３】
2009110039.tif 000005
【００５６】
よって，バイアスヌル（Ｂ１＝０，Ｂ２＝π）の際の出力は以下のようになる。【００５７】
【数４】
2009110039.tif 000006
【００５８】
よって，バイアスヌルの際のＭＺ干渉計からの出力に含まれる０次成分から３次成分は，それぞれ，以下のように表すことができる。【００５９】
【数５】
2009110039.tif 000007
【００６０】
よって，ηが可変であるとき，ηを調整することで，０次成分（キャリア成分）を０とすることができる。キャリア成分がゼロの場合，消光比ηは以下のようになる。【００６１】
【数６】
2009110039.tif 000008
【００６２】
０次成分（キャリア成分）の強度が０となる条件の下で，２次成分の強度は以下のようになる。【００６３】
【数７】
2009110039.tif 000009
【００６４】
なお，Ｊｎ’＝Ｊｎ−１（Ａ）−ｎＪｎ（Ａ）／Ａである。一方，２次成分と１次成分の強度比をＲ１２とする。するとＲ１２は，以下のようになる。【００６５】
【数８】
2009110039.tif 000010
【００６６】
よって，２次成分と１次成分の強度を求めることで，消光比η，α’及びＡを求めることができる。【００６７】
第１の側面に係る方法は，上記の原理に基づくものである。すなわち，第１の側面に係る方法は，バイアス電圧を調整する工程と，０次成分を消去する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程とを含む。【００６８】
バイアス電圧を調整する工程は，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程である。この工程は，バイアス電極に印加する電圧を調整することで達成できる。この工程は，制御装置に基づいて自動的に行われるようにしても良い。すなわち，光変調器は，たとえば，バイアス電源と，制御装置を含む。制御装置は，制御プログラムを読み出す。そして，制御装置は，読み出した制御プログラムに基づいて，バイアス電源に対して指令を出す。バイアス電源は，制御装置からの指令を受け取る。バイアス電源は，制御指令に従って，ＭＺ干渉計の電極にバイアス電圧を印加する。このようにして，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとすることができる。通常，出力光の０次成分の強度を用いてバイアスフル状態とバイアスヌル状態とを制御する。一方，光変調器が，評価対象となるＭＺ干渉計以外にもＭＺ干渉計を含む場合，０次成分には他のＭＺ干渉計に由来するノイズが生ずる。よって，０次成分でバイアスフル状態とバイアスヌル状態とを正確に区別することは難しい。そこで，高次成分を用いてバイアスフル状態とヌル状態とを判別するものが好ましい。バイアスフルの場合には偶数次（２次，４次，又は６次など）が最大になり，１次を含む奇数次（１次，３次，又は５次など）が最小になるようにバイアス電圧を調整すればよい。また，バイアスヌルの場合には１次を含む奇数次（１次，３次，又は５次など）が最大になり，０次を含む偶数次（２次，４次，又は６次など）が最小になるようにバイアス設定をすればよい。すなわち，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとするためには，バイアスヌルの状態とすればよい。このため，１次を含む奇数次（１次，３次，又は５次など）が最大になり，０次を含む偶数次（２次，４次，又は６次など）が最小になるようにバイアス設定をすればよい。たとえば，１次成分だけに着目して，１次成分が最大となるように制御してもよい。また，２次成分だけに着目して，２次成分が最小となるように制御しても良い。すなわち，第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計からの出力光の奇数次成分が最大になり，０次以外の偶数次成分が最小になるようにバイアス電圧を調整するものである。これによりＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする。この工程は，光検出器が検出するスペクトルを解析しながらバイアス電圧を調整することで達成できる。また，制御部が，光検出器が検出したスペクトルを自動的に解析して，バイアス電源にバイアス電圧を変化させるように指令を出すものであってもよい。このようなシステムでは，自動的にバイアスヌルの状態を得ることができる。なお，より簡便に，ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分が最大となるようにバイアス電圧を調整してもよい。又は，ＭＺ干渉計からの出力光の２次成分が最小となるようバイアス電圧を調整してもよい。このようにすることで，他のＭＺ干渉計の影響を受けずに，効果的にバイアス電圧の位相差を制御できる。【００６９】
０次成分を消去する工程は，ＭＺ干渉計からの出力光の０次成分の強度が０となるように光変調器を調整する工程である。この工程は，ＭＺ干渉計からの出力をモニターしながら，バイアス電圧を微調整することにより行っても良い。また，制御装置に基づいて自動的に行われるようにしても良い。このような光変調器は，たとえば，光検出器を含む。そして，光検出器は，ＭＺ干渉計からの出力光を測定する。光検出器は，検出した出力光のスペクトルからキャリア成分（０次成分）の強度情報を得る。具体的には，スペクトルに含まれるキャリア周波数成分の強度を抽出する。そして，光検出器は，キャリア成分の強度情報を制御装置へ伝える。制御装置は，入力されたキャリア成分の強度情報に基づいて，バイアス電源へ指令を出す。バイアス電源は，制御指令に従って，ＭＺ干渉計の電極にバイアス電圧を印加する。これらの作業を，０次成分の強度が０，又は所定の値（第１の値）であって実質的に０となるまで繰り返す。このようにして，自動的に０次成分を消去できる。【００７０】
出力強度を測定する工程は，０次成分を消去する工程により０次成分が消去されたＭＺ干渉計からの出力光に含まれる１次成分の強度及び２次成分の強度を求める工程である。１次成分の周波数は，ｆ０＋ｆｍである（キャリア周波数をｆ０とし，変調周波数をｆｍとした）。よって，光検出器の出力スペクトルから，１次成分の強度を容易に求めることができる。２次成分の周波数は，ｆ０＋２ｆｍであるよって，光検出器の出力スペクトルから，２次成分の強度を容易に求めることができる。【００７１】
出力強度を測定する工程は，制御装置を用いて自動的に行われても良い。具体的には，１次成分の強度を求める際には，出力光のスペクトルにおけるｆ０＋ｆｍ近辺のピークを求めても良い。また，ガウシアンなどで，スペクトルに含まれるピークをフィットした後に，積分を用いて面積を求めることで，強度を求めてもよい。【００７２】
特性を評価する工程は，出力強度を測定する工程で測定された１次成分の強度及び２次成分の強度を用いて，ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である。先に説明したとおり，２次成分と１次成分の強度を求めることで，消光比η，α’及びＡを求めることができる。この工程も制御装置を用いて自動的に行われるようにしても良い。このような制御装置は，連立法的式を解くためのプログラムや，ベッセル関数を扱うことができるプログラムを有しているものがあげられる。【００７３】
第１の側面に係る方法は，出力光に含まれる０次成分を用いずに，ＭＺ干渉計の特性を評価する。このため，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【００７４】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，先に説明したＭＺ干渉計を，第１のＭＺ干渉計とする。すると，光変調器は，さらに，第２のＭＺ干渉計を含む。そして，第２のＭＺ干渉計は，第１のＭＺ干渉計とは別のＭＺ干渉計である。【００７５】
本発明は，このように複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【００７６】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームにＲＦ信号を印加するとともに，それらのＲＦ信号にスキュー（位相差）を持たせることで，正確にバイアスヌルとなっているか確認するものである。そして，正確にバイアスヌルとなっていない場合は，バイアスの調整を行うようにする。このようにすることで，正確にバイアスヌルとすることができ，正確にＭＺ干渉計の特性を評価できることとなる。以下この点について説明する。
【００７７】
ＭＺ干渉計の２つのアームにＲＦ信号を印加する場合，これらのＲＦ信号にスキュー（位相差）が生ずることがある。スキューがあると，光スペクトルが変化する。このため通常は，スキューができるだけ少なくなるように調整する。一方，スキューにより光スペクトルが変化する様子を実際に測定すると，次数成分ごとに周期性（対称性）があることがわかった。すなわち，ｎ次成分は，２π／ｎ周期でゼロ点を有していた。これにより，出力スペクトルから，ｎ次成分を容易に分離できる。出力スペクトルが，周期性を持つことは，いかの理由によるものと考えられる。すなわち，Ｂをバイアス位相差，φをスキューとすると，ｎ次成分の強度は，ｃｏｓ［{ｎ（φ＋π）＋Ｂ}／２］に比例する。このため，ｎ次成分は，２π／ｎ周期でゼロ点を有すると考えられる。【００７８】
もっとも，実際に出力を行った結果，バイアスヌルとバイアスフルの間のバイアス点において，上側波帯（ＵＳＢ）と下側波帯（ＬＳＢ）とでは，アンバランスとなった。一方，バイアスフル又はバイアスヌルでは，ＵＳＢとＬＳＢとの対称性が保たれた。すなわち，ＵＳＢとＬＳＢの強度は，スキューが変化してもほぼ同じであった。【００７９】
図４は，バイアスヌル（ヌルバイアス）の場合の，ＭＺ干渉計からの出力とスキューとの関係を示す図面に替わるグラフである。図４は，ＤＳＢ−ＳＣ変調の場合のＭＺ干渉計からの出力を示す。図４から，スキューが変化しても，キャリア成分は抑圧され続けていることがわかる。スキューが１８０度となると，全体として光強度が低下した。これは，２つのアーム間で，光位相が反転した状態となったことによると考えられる。すなわち，位相が反転した成分同士が干渉し，打ち消しあうため，全体として光強度が弱まったと考えられる。１次成分（及び−１次成分）は，スキューが０度で最大となり，スキューが１８０度で最小となった。ゼロ点の間隔は，３６０度（２π）であった。１次成分と−１次成分の強度は，それぞれのスキューにおいて，ほぼ同一であり，１次成分と−１次成分との対称性が維持されていた。２次成分（及び−２次成分）は，スキューが０度で最小となり，スキューが１８０度で最小となった。ゼロ点の間隔は，１８０度（２π/２）であった。２次成分と−２次成分の強度は，それぞれのスキューにおいて，ほぼ同一であり，２次成分と−２次成分との対称性が維持されていた。３次成分（−３次成分）はスキューが０度で最大となり，スキューが６０度及び１８０度で極小となった。ゼロ点の間隔は，１２０度（２π/３）であった。３次成分と−３次成分の強度は，それぞれのスキューにおいて，ほぼ同一であり，３次成分と−３次成分との対称性が維持されていた。【００８０】
図５は，バイアスフル（フルバイアス）の場合の，ＭＺ干渉計からの出力とスキューとの関係を示す図面に替わるグラフである。図５は，奇数次成分を抑圧した場合のＭＺ干渉計からの出力を示す。図５から，スキューが変化しても，キャリア成分の強度は変化しないことがわかる。スキューが０から増えると，抑圧されていた１次成分（及び−１次成分）の強度が増大した。１次成分（及び−１次成分）は，スキューが０度で最大となり，スキューが１８０度で最小となった。ゼロ点の間隔は，３６０度（２π）であった。１次成分と−１次成分の強度は，それぞれのスキューにおいて，ほぼ同一であり，１次成分と−１次成分との対称性が維持されていた。２次成分（及び−２次成分）は，スキューが０度で最小となり，スキューが９０度で最小となった。ゼロ点の間隔は，１８０度（２π/２）であった。２次成分と−２次成分の強度は，それぞれのスキューにおいて，ほぼ同一であり，２次成分と−２次成分との対称性が維持されていた。３次成分（−３次成分）はスキューが０度で最大となり，スキューが１２０度で極小となった。ゼロ点の間隔は，１２０度（２π/３）であった。３次成分と−３次成分の強度は，それぞれのスキューにおいて，ほぼ同一であり，３次成分と−３次成分との対称性が維持されていた。【００８１】
よって，ＵＳＢの強度とＬＳＢの強度との差が一定の範囲である場合，バイアスヌル又はバイアスフルであると判断できる。一定の範囲は，適宜設定すればよい。この範囲が狭ければ，より正確にバイアスヌル又はバイアスフルを達成できる。【００８２】
すなわち，第１の側面の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。スキューとは，２つのアームに印加されるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号（変調信号）の位相差である。スキューを制御するためには以下のようにすれば良い。すなわち，ＲＦ信号源が，制御装置と接続されている。そして，ＲＦ信号源は，２つのアームに変調信号を印加するための電極と接続されている。制御部が，ＲＦ信号源にＲＦ信号を出力するように指令を出す。この指令は，２つのアームに印加されるＲＦ信号の位相差を考慮したものである。このようにして，２つのアームに印加されるＲＦ信号の位相差（スキュー）を制御できる。また，制御部が，位相差を掃引することで，スキュー（すなわち，２つのアームに印加されるＲＦ信号の位相差）を掃引できる。そして，スキューを掃引しつつ，ＭＺ干渉計からの出力を測定する。その上で，測定したＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持しているか判断する。光検出器は，制御装置と接続されている。そこで，光検出器が検出した出力スペクトルは，制御装置へと入力される。【００８３】
制御装置は，出力スペクトルから，各次数成分を分離する。そして，ｎ次成分と−ｎ次成分とが，同様の強度を有するかどうか判断する。たとえば，１次成分の強度と，−１次成分の強度の比を求め，この比が０．９５以上１．０５以下であるか判断する。この範囲は，適宜調整すればよい。これにより，ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持しているか判断する。【００８４】
そして，ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していると判断したときに，バイアス電圧の位相差がπであると判断する。一方，ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していないと判断したときに，バイアス電圧の位相差がπでないと判断する。このようにすることで，バイアス点が正確にバイアスヌルであることを確認できる。【００８５】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合のＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち１次成分の強度と−１次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，１次成分と−１次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，１次成分と−１次成分の対称性を維持していることとなる。よって，このパターンによれば，正確にバイアスヌルであることを確認できる。【００８６】
第１の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差をπとする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち２次成分の強度と−２次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，２次成分と−２次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，２次成分と−２次成分の対称性を維持していることとなる。よって，このパターンによれば，正確にバイアスヌルであることを確認できる。【００８７】
本発明の第２の側面は，マッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）を含む，光変調器の特性を評価する方法に関する。ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含む。２つのアームは，分波部と接続される。合波部は，２つのアームと接続される。電極は，２つのアームにバイアス電圧を印加でき，２つのアームに変調信号を印加できる。【００８８】
先に説明したとおり，ＭＺ干渉計からの出力は，以下のように表現できる。【００８９】
【数９】
2009110039.tif 000011
【００９０】
よって，バイアスフル（Ｂ１＝Ｂ２＝０）の際の出力は以下のようになる。【００９１】
【数１０】
2009110039.tif 000012
【００９２】
よって，バイアスフルの際のＭＺ干渉計からの出力に含まれる０次成分から３次成分は，それぞれ，以下のように表すことができる。【００９３】
【数１１】
2009110039.tif 000013
【００９４】
ここでηが可変である場合，ηを調整することで１次成分を０とすることができる。1次成分がゼロの場合，消光比ηは以下のように表すことができる。【００９５】
【数１２】
2009110039.tif 000014
【００９６】
この条件の下で，３次成分の強度は以下のようになる。【００９７】
【数１３】
2009110039.tif 000015
【００９８】
一方，３次成分と２次成分の強度比は，以下のようになる。【００９９】
【数１４】
2009110039.tif 000016
【０１００】
よって，３次成分と２次成分の強度を求めることで，消光比η，α’及びＡを求めることができる。【０１０１】
第２の側面に係る方法は，バイアス電圧を調整する工程と，１次成分を消去する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程とを含む。基本的には，第１の側面において説明した方法を適宜改変して用いればよい。【０１０２】
バイアス電圧を調整する工程は，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程である。この工程は，第１の側面と同様である。第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計からの出力光の奇数次成分が最小になり，０次以外の偶数次成分が最大になるようにバイアス電圧を調整する。これにより，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とすることができる。また，より簡単に制御するため，ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分が最小となるようにバイアス電圧を調整してもよい。また，ＭＺ干渉計からの出力光の２次成分が最大となるようバイアス電圧を調整してもよい。このようにすることで，容易にＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とすることができる。【０１０３】
１次成分を消去する工程は，ＭＺ干渉計からの出力光の１次成分の強度が０となるように光変調器を調整する工程である。この工程は，出力光を検出し，１次成分の強度が０となるようにバイアス電圧を調整すればよい。【０１０４】
出力強度を測定する工程は，１次成分を消去する工程により１次成分が消去されたＭＺ干渉計からの出力光に含まれる２次成分の強度及び３次成分の強度を求める工程である。この工程も先に説明したと同様にして，２次成分の強度及び３次成分の強度を求めればよい。【０１０５】
特性を評価する工程は，出力強度を測定する工程で測定された２次成分の強度及び３次成分の強度を用いて，ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である。先に説明したとおり，バイアスフルの状況において，１次成分を０とし，３次成分と２次成分の強度を求めることで，消光比η，α’及びＡを求めることができる。【０１０６】
第２の側面に係る方法は，出力光に含まれる０次成分を用いずに，ＭＺ干渉計の特性を評価する。このため，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【０１０７】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，先に説明したＭＺ干渉計を，第１のＭＺ干渉計とする。すると，光変調器は，さらに，第２のＭＺ干渉計を含む。そして，第２のＭＺ干渉計は，第１のＭＺ干渉計とは別のＭＺ干渉計である。【０１０８】
本発明は，このように複数のＭＺ干渉計を含む光変調器における，あるＭＺ干渉計の特性を効果的に評価できる。【０１０９】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，スキューを利用して，正確にバイアスヌル状態を得るものである。基本的には，第１の側面において説明した原理と同様にして，正確にバイアスヌル状態を達成できる。具体的には，このパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。スキューとは，２つのアームに印加されるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号（変調信号）の位相差である。そして，スキュー（すなわち，２つのアームに印加されるＲＦ信号の位相差）を掃引する。そして，スキューを掃引しつつ，ＭＺ干渉計からの出力を測定する。その上で，測定したＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持しているか判断する。ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していると判断したときに，バイアス電圧の位相差が０であると判断する。一方，ＭＺ干渉計からの出力が対称性を維持していないと判断したときに，バイアス電圧の位相差が０でないと判断する。後述するように，このようにすることで，バイアス点が正確にバイアスフルであることを確認できる。【０１１０】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合のＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち１次成分の強度と−１次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，１次成分と−１次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，１次成分と−１次成分の対称性を維持していることとなる。よって，このパターンによれば，正確にバイアスフルであることを確認できる。【０１１１】
第２の側面に係る方法の好ましいパターンは，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差を０とする工程が，２つのアームにスキューを有する信号を印加する工程を含む。そして，スキューを掃引した場合の前記ＭＺ干渉計からの出力を測定する。そして，測定したＭＺ干渉計からの出力のうち２次成分の強度と−２次成分との強度の差が，一定の範囲内であるか判断する工程を含む。すなわち，２次成分と−２次成分が，スキューが変化しても，同様の強度を維持していれば，２次成分と−２次成分の対称性を維持していることとなる。よって，このパターンによれば，正確にバイアスフルであることを確認できる。【０１１２】
ηが可変でない場合には，たとえば以下の様にして，マッハツェンダー干渉計の特性を評価すればよい。バイアスフルとヌルの場合の各サイドバンドの強度を測定する。この場合，それぞれの強度（相対値）は，既に示した式で表すことができる。よって，このデータを用いることで，複数の連立非線形方程式を立てることがでる。そして，変数より多い連立方程式を立てることで変数を求めることができる。よって，３つ以上の連立方程式をつくり，これを解くことで，Ａ,α，及びηを求めることができる。先に説明したとおり，複数のＭＺ干渉計を持つ場合，０次成分は，測定対象以外のＭＺ干渉計由来のノイズが発生する。よって，ＭＺ干渉計を評価するためには，１次，２次もしくは３次以上のサイドバンド成分間の比を使うことが望ましい。非線形連立方程式は複数の解を持つことがある。この場合，４つ以上連立方程式を立てることで容易に解を求めることができる。【０１１３】
第３の側面に係る方法は，バイアス電圧を調整する工程と，出力強度を測定する工程と，特性を評価する工程を含む。バイアス電圧を調整する工程は，ＭＺ干渉計の２つのアームに印加するバイアス電圧の位相差が０となる電圧と，位相差がπとなる電圧の中間の電圧になるように設定する工程である。位相差が０となる電圧及び位相差がπとなる電圧の求め方は先に説明したものを適宜利用すればよい。また，この光変調器は，制御装置を用いて自動的に制御できるものであってもよい。制御装置が，位相差が０となる電圧及び位相差がπとなる電圧を記憶し，それらの平均を求め，その平均値のバイアス電圧を出力するように，バイアス電源に指令を出す。出力強度を測定する工程は，ＭＺ干渉計からの出力光に含まれる高次成分の強度を求める工程である。特性を評価する工程は，出力強度を測定する工程で測定された高次成分の比を用いて，ＭＺ干渉計の特性を評価する工程である。すなわち，本発明は，バイアスフルとバイアスヌルの中間状態を利用して，ＭＺ干渉計の特性を評価することもできる。この場合，各サイドバンドの強度は先に示した式の平均となる。よって，１次以上の成分（高次成分）のサイドバンド強度を求め，その比を用いて連立方程式を作成し，変数を求めればよい。この変数が，ＮＺ干渉計の特性を示す値である。この側面も，複数のＭＺ干渉計を含む光変調器を効果的に評価できる。第３の側面にかかる方法も，自動的に制御されるようにされていても良い。このような光変調器を有するシステムは，光変調器と，光検出器と，電源と，制御装置と，を含む。そして，電源は，光変調器に変調信号とバイアス電圧を印加する。光検出器は，光変調器の出力又は光変調器に含まれるＭＺ干渉計からの出力を測定できるようにされている。制御装置は，光検出器と接続されており，光検出器が検出したスペクトル情報を受領できる。また，制御装置は，受け取ったスペクトル情報に基づいて，電源の動作を制御する。【０１１４】
なお，アーム間ＲＦ信号の位相差が無視できない場合は，以下のようにしてＲＦ信号の位相差を評価すればよい。すなわち，先に説明したバイアスフルとバイアスヌルの中間状態を利用して特性を評価すればよい。すなわち，アーム間ＲＦ信号の位相差が無視できない場合は，バイアスフルとバイアスヌルの中間のバイアス電圧において，＋ｎ次成分と，−ｎ次成分との強度にアンバランスが生ずる。＋ｎ次成分と−ｎ次成分の比を用いて，アーム間ＲＦ信号の位相差を評価できる。すなわち，この比が１に近い一定の範囲の値をとれば，アーム間ＲＦ信号の位相差を無視できる。一方，＋ｎ次成分と−ｎ次成分の比が１からずれる場合は，それだけ位相差が大きいこととなる。すなわち，上記のとおりバイアスフルとバイアスヌルの中間状態とし，その上で＋ｎ次成分と−ｎ次成分の比を求めることで，アーム間ＲＦ信号の位相差を評価することができる。【０１１５】
本発明の第４の側面は，光変調器に含まれるマッハツェンダー干渉計（ＭＺ干渉計）のスキューを求める方法に関する。ＭＺ干渉計は，分波部と，２つのアームと，合波部と，電極とを含む。２つのアームは，分波部と接続される。合波部は，前記２つのアームと接続される。電極は，２つのアームにバイアス電圧を印加でき，２つのアームに変調信号を印加できる。【０１１６】
この側面では，前記２つのアームに印加されるバイアス電圧の位相差を１種類または複数種類となるようにして，バイアス電圧を印加するとともに，バイアス電圧の位相差ごとに，ＭＺ干渉計からの出力を測定する。すなわち，バイアス電圧の位相差が所定の値となるようにしてバイアス電圧を印加し，その際の出力を測定することを繰り返せばよい。また，一度に複数種類の位相差となるようにバイアス電圧を印加してもよい。先に説明したとおり，実測したデータから，Ｂをバイアス位相差，φをスキューとすると，ｎ次成分の強度は，ｃｏｓ［{ｎ（φ＋π）＋Ｂ}／２］に比例すると考えられる。この式で変数は，φとＢである。よって，Ｂ（バイアス位相差）を変えた場合のｎ次成分を求めることで，φ（すなわち，φ１−φ２：ＭＺ干渉計の２つのアームのうち第１のアームに印加される変調信号の位相をφ１とし，ＭＺ干渉計の２つのアームのうち第２のアームに印加される変調信号の位相をφ２とする。）を得ることができる。【０１１７】
このφを求める動作は，自動的に行われるようにされても良い。すなわち，バイアス電源が，制御装置と接続される。制御装置は，光検出器と接続される。そして，制御装置は，２つのアームに印加されるバイアス電圧の位相差を適宜調整できる。すなわち，制御装置は，２つのアームに印加されるバイアス電圧を所定の位相差となるようにバイアス電源に指令を出す。すると，バイアス電源は，その指令に従って，所定の電圧をＭＺ干渉計の電極に伝える。すると，２つのアームに印加されたバイアス電圧は，所定の位相差を有することとなる。そして，所定の位相差を有するバイアス電圧が印加された際のＭＺ干渉計からの出力を測定する。測定された出力スペクトルは，制御装置へ出力される。制御装置は，出力スペクトルを記憶する。この際，出力スペクトルから，ｎ次成分ごとに抽出され，出力強度が記憶されることが好ましい。次に，バイアス電圧の位相差を変えて，上記の作業を行う。この作業を所定回数繰り返す。このようにして，バイアス電圧の位相差を掃引した際の，ｎ次成分の強度を測定し，記憶できることとなる。その後，ｃｏｓ［{ｎ（φ＋π）＋Ｂ}／２］に関する連立方程式を解くことでφを求めることができる。この作業も制御装置により自動的に行われても良い。具体的には，制御装置のメインメモリには，ｃｏｓ［{ｎ（φ＋π）＋Ｂ}／２］を求めるためのプログラムが記憶されている。そして，制御装置は，記憶装置に記憶されたｎ次成分の強度とＢに関する情報を読み出す。そして，制御装置は，制御プログラムの指令に基づいて，演算装置に，ｃｏｓ［{ｎ（φ＋π）＋Ｂ}／２］を解いて，φを求めるよう指令を出す。このようにして，自動的にφを求めることができる。すなわち，本則面によれば，測定されたＭＺ干渉計からの出力を用いて，ＭＺ干渉計のスキューを求めることができる。このようにして，光変調器に含まれるＭＺ干渉計のスキューを求めることができる。この側面においても，先に説明した側面の構成を適宜用いることができる。【０１１８】
なお，数２で示される式を用い，複数の非線形連立方程式を立てることで，φを求めても良い。すなわち，ＭＺ干渉計からの出力スペクトルを測定することで，サイドバンド（たとえば，第ｋ次）の絶対値を求めることができる。この測定値は，数２において，Σ内の要素において，ｎ＝ｋとしたものと等しい。よって，いくつかのＢにおける出力スペクトルを測定し，連立方程式を解くことでφを求めることができる。なお，いくつかのφにおける出力スペクトルを測定し，連立方程式を求めることで，Ｂを求めることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は，光情報通信の分野において好適に利用されうる。
【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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【国際調査報告】
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