(57)【要約】      （修正有）【課題】高い消光比をもたらす光変調器の変調方法や，光搬送波抑圧両側波帯（ＤＳＢ−ＳＣ）変調方法を提供する。【解決手段】マッハツェンダー導波路と前記マッハツェンダー導波路の各アーム設けられた光強度補正機構を有する光変調器の電極に印加するバイアス電圧を調整することにより，消光比を向上させるための変調方法である。特に，本発明では，サブマッハツェンダー導波路を利用してメインマッハツェンダー導波路のアーム間のアンバランスを補正することにより，最適なバイアス電圧を得ることができるというものである。【選択図】図２
2006242975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マッハツェンダー導波路と前記マッハツェンダー導波路の各アーム設けられた光強度補正機構を有する光変調器の電極に印加するバイアス電圧を調整することにより，消光比を向上させる，変調方法。
【請求項２】
マッハツェンダー導波路と前記マッハツェンダー導波路の各アーム設けられた光強度補正機構を有する光変調器の電極に印加するバイアス電圧を調整することにより，消光比を向上させるための変調方法であって，
(i) メインマッハツェンダー導波路からの出力が大きくなるように，メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧及び２つのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と，
(ii)メインマッハツェンダー導波路からの出力が小さくなるように，メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と，
(iii) メインマッハツェンダー導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させる工程と，
(iv)メインマッハツェンダー導波路の出力が小さくなるように，メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程とを含む，
請求項１に記載の変調方法。
【請求項３】
(i) メインマッハツェンダー導波路からの出力が最大となるように，メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧及び２つのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と，
(ii)メインマッハツェンダー導波路からの出力が最小となるように，メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程と，
(iii) メインマッハツェンダー導波路からの出力が最小となるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させる工程と，
(iv)メインマッハツェンダー導波路の出力が最小となるように，メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する工程とを含む，
請求項１に記載の変調方法。
【請求項４】
前記光変調器は，
第１のサブマッハツェンダー導波路と，第２のサブマッハツェンダー導波路と，
前記第１のサブマッハツェンダー導波路及び前記第２のサブマッハツェンダー導波路とを含み，光の入力部と，変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路と，
前記第１のサブマッハツェンダー導波路を構成する２つのアームに印加される電圧を調整するための第一のサブマッハツェンダー電極と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路を構成する２つのアームに印加される電圧を調整するための第二のサブマッハツェンダー電極と，メインマッハツェンダー導波路に印加される電圧を調整するためのメインマッハツェンダー電極とを具備する光変調器である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の変調方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の変調方法を用いた，キャリア抑圧光の取得方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の変調方法を用いた，光搬送波抑圧両側波帯変調方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の変調方法を用いた，無線信号の取得方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の変調方法を用いて，メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる各電極のバイアス電圧の値と，メインマッハツェンダー導波路の出力が最小となる各電極のバイアス電圧の値とを記憶し，
その記憶したバイアス電圧値を用いてスイッチングを行うことで，メインマッハツェンダー導波路からの出力を変化させる強度変調信号の取得方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の変調方法を用いて，メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる各電極のバイアス電圧の値を記憶し，メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる場合の各サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を変えずに，メインマッハツェンダー導波路の出力が最小となるメインマッハツェンダー導波路のバイアス電圧の値とを記憶し，
メインマッハツェンダー導波路の出力が最大となる各サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧に各サブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を固定し，
記憶したメインマッハツェンダー電極のバイアス電圧値を用いてスイッチングを行うことで，メインマッハツェンダー導波路からの出力を変化させる強度変調信号の取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い消光比を得ることができる超高消光比変調方法などに関する。より詳しく説明すると，本発明は，マッハツェンダー（ＭＺ）導波路などを組合せた光変調器を用いて，バイアス電圧を効果的に調整することで，高い消光比を得ることができる超高消光比変調方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、光に信号を乗せるために光を変調する必要がある。光変調には、半導体レーザの駆動パワーを変調する直接変調と、半導体レーザからの光を光源以外の手段で変調する外部変調とがある。外部変調で使用される変調器を一般に光変調器とよぶ。光変調器では、変調器に信号に応じて物理的変化を起こして、光の強度、位相などを変調する。
【０００３】
光変調器の技術課題として、駆動電圧の低減、変調効率向上のための高消光比、広帯域化、高速化および損失低減のための高光利用効率とがある。すなわち，高い高消光比を持った光変調器の開発が望まれている。なお，消光比とは，光の強度が最も高い時の光強度と光の強度が最も弱くなる時の光強度の比を意味する。
【０００４】
一方，光単側波帯変調器（光ＳＳＢ変調器）などの光変調器や，光ＳＳＢ変調器を利用した光周波数シフトキーイング（光ＦＳＫ）変調方法については，T. Kawanishi and M. Izutsu, “Optical FSK modulator using an integrated light wave circuit consisting of four optical phase modulator”, CPT 2004 G-2, Tokyo, Japan, 14-16 Jan.2004（下記，非特許文献１）などに開示されている。
【０００５】
図１は，光ＦＳＫ変調器の例を示す図である。図１に示されるように光ＦＳＫ変調器１は，例えば，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）２と，第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）３と，前記ＭＺA及び前記ＭＺBとを含み，光の入力部と，変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）４を具備する。そして，前記ＭＺAを構成する２つのアーム間のバイアス電圧を制御することにより，前記ＭＺAの２つのアームを伝播する光の位相を制御する第１の直流または低周波用電極（ＤＣA電極）５と，前記ＭＺBを構成する２つのアーム間のバイアス電圧を制御することにより，前記ＭＺBの２つのアームを伝播する光の位相を制御する第２の直流または低周波用電極（ＤＣB電極）６と，前記ＭＺAを構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力する第１のＲＦ電極（ＲＦA電極）７と，前記ＭＺBを構成する２つのアームにＲＦ信号を入力する第２のＲＦ電極（ＲＦB電極）８と，入力されるＲＦ信号の電圧値，または位相を制御することにより前記出力部から出力される光の周波数を制御する電極（ＲＦC電極）９とを具備する。
【０００６】
また，光変調器を用いて，微弱な無線信号を光強度に変換し，ファイバなどを通じて伝送し，光検出器で無線信号に戻して出力する装置が知られている。しかし，微弱な変調信号に対するラジオ周波数リンクゲインが高くならないという問題がある。
【非特許文献１】T. Kawanishi and M. Izutsu, “Optical FSK modulator using an integrated light wave circuit consisting of four optical phase modulator”, CPT 2004 G-2, Tokyo, Japan, 14-16 Jan.2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，高い消光比をもたらす光変調器の変調方法や，光変調器システムを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は，高い消光比をもたらす光変調器の変調方法を利用した，光搬送波抑圧両側波帯（ＤＳＢ−ＳＣ）変調方法を提供することを別の目的とする。
【０００９】
本発明は，光変調器を用いて，微弱な無線信号を光強度に変換し，ファイバなどを通じて伝送し，光検出器で無線信号に戻して出力する装置において，微弱な変調信号に対するラジオ周波数リンクゲインを向上させることを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は，基本的には，これまで確立された光ＳＳＢ変調器や光ＦＳＫ変調器と同様の構成をもつ光変調器を用いても，所定の調整方法を行うことにより，その消光比が最大となるバイアス点を得ることができるという知見に基づくものである。これにより変調器の重要パラメータである消光比を向上させることができる。さらに，本発明は，フィードバックによる自動制御を行うことで，高い消光比を維持できる光変調器システムを提供することができるというものである。
【００１１】
本発明の光変調方法は，基本的には  マッハツェンダー（ＭＺ）導波路と前記ＭＺ導波路の各アーム設けられた光強度補正機構を有する光変調器の電極に印加するバイアス電圧を調整することにより，消光比を向上させるための変調方法であって，(i) メインＭＺ導波路からの出力が大きくなるように，電極Ｃのバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整する工程と，(ii)メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程と，(iii) メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させる工程と，(iv)メインＭＺ導波路の出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程とを含む，変調方法である。このようは変調方法では，サブＭＺ導波路を利用してメインＭＺ導波路のアーム間のアンバランスを補正できるので，最適なバイアス電圧を得ることができる。
【００１２】
なお，光強度補正機構は，ＭＺ導波路を有する光変調器が通常備えるものであり，例えばヒータとして機能する電極があげられる。
【００１３】
特に本発明の光変調方法は，実施例により実証されたとおり，光変調器として，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と，第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）と，前記ＭＺA及び前記ＭＺBとを含み，光の入力部と，変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）と，前記ＭＺAを構成する２つのアームに印加される電圧を調整するための第一のサブマッハツェンダー電極（電極Ａ）と，前記ＭＺBを構成する２つのアームに印加される電圧を調整するための第二のサブマッハツェンダー電極（電極Ｂ）と，メインマッハツェンダー導波路に印加される電圧を調整するためのメインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）とを具備するものを用いる場合に好適に実施できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば，好適なバイアス点を把握できるので，高い消光比をもたらす光変調器の変調方法や，光変調器システムを提供することができる。
【００１５】
本発明によれば，後述の実施例２により確認されたように，高い消光比をもたらす光変調器の変調方法を利用した，ＤＳＢ−ＳＣ変調方法を提供することができる。
【００１６】
本発明によれば，高い消光比をもたらす光変調を行うことができ，さらには効果的にキャリア（搬送波）を抑圧することができるので，微弱な変調信号に対するラジオ周波数リンクゲインを向上させることができる。たとえば，従来の変調方法では，消光比が２０〜３０ｄＢ程度であり，信号強度が小さい場合，光強度にキャリアが占める割合が大きくなる。キャリア成分が小さいほど，信号成分が大きく増幅されが，通常アンプを用いても，信号成分の増幅につながらない。一方，本発明によれば，消光比を高めることができ，しかもキャリアを抑圧できるので，微弱な信号に対しても効果的に光増幅を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下，図面にしたがって，本発明を説明する。図２は，本発明の消光比変調方法に用いられる光変調器の例を示す概略図である。なお，図２に示す光変調器は，光ＦＳＫ変調器であるが，本発明の方法は光ＳＳＢ変調器などにも好適に用いることができる。光ＳＳＢ変調器は，光ＦＳＫ変調器において，ＲＦC電極をＤＣC電極とすればよい。なお，図では例えば，サブＭＺ導波路ごとに一つの電極を示しているが，これは二つ又はそれ以上の部分からなる電極であってもよい。たとえば，第一のサブマッハツェンダー電極25（電極Ａ）は，後述のようにＤＣA電極とＲＦA電極とからなるようにしてもよい。この関係は，第二のサブマッハツェンダー電極26（電極Ｂ）においても同様である。以下では，簡単のために電極Ａが，ＤＣA電極とＲＦA電極とからなるものであり，電極ＢがＤＣB電極とＲＦB電極とからなるものを例として説明する。
【００１８】
（光変調器の説明）
図２に示されるように光ＦＳＫ変調器２１は，例えば，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）２２と，第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）２３と，前記ＭＺA及び前記ＭＺBとを含み，光の入力部と，変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）２４を具備する。そして，前記ＭＺAを構成する２つのアーム間のバイアス電圧などを制御するための第一のサブＭＺ電極（電極Ａ）２５と，前記ＭＺBを構成する２つのアーム間のバイアス電圧などを制御するための第２のサブＭＤ電極（電極Ｂ）２６と，入力されるＲＦ信号の電圧値，または位相を制御することにより前記出力部から出力される光の周波数を制御する電極（ＲＦC電極）２９とを具備する。
【００１９】
それぞれのマッハツェンダー導波路は，例えば，略六角形状の導波路（これが２つのアームを構成する）を具備し，並列する２つの位相変調器を具備するようにして構成される。図２に示される光ＦＳＫ変調器は，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）２２と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）２３と；メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）２４とを含む。メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）は，ＭＺA及びＭＺBをその両アームとして含む具備するマッハツェンダー導波路である。
【００２０】
通常，マッハツェンダー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，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し，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駆動が可能であり，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。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。
【００２１】
基板の大きさは，所定の導波路を形成できる大きさであれば，特に限定されない。各導波路の幅，長さ，及び深さも本発明のモジュールがその機能を発揮しうる程度のものであれば特に限定されない。各導波路の幅としては，たとえば１〜２０マイクロメートル程度，好ましくは５〜１０マイクロメートル程度があげられる。また，導波路の深さ（厚さ）として，１０ｎｍ〜１マイクロメートルがあげられ，好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２２】
第１のバイアス調整電極（ＤＣA電極）は，ＭＺAを構成する２つのアーム（Path1及びPath3）間のバイアス電圧を制御することにより，ＭＺAの２つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。一方，第２のバイアス調整電極（ＤＣB電極）(26)は，ＭＺBを構成する２つのアーム（Path2及びPath4）間のバイアス電圧を制御することにより，ＭＺBの２つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。ＤＣA電極，及びＤＣB電極は，好ましくは通常直流または低周波用電極である。ここで低周波用電極における「低周波」とは，例えば，0Ｈｚ〜500ＭＨｚの周波数を意味する。なお，この信号源の出力には位相変調器が設けられ，出力信号の位相を制御できるようにされていることが好ましい。
【００２３】
第１の変調電極（ＲＦA電極）は，ＭＺAを構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための電極である。一方，第２の変調電極（ＲＦB電極）は，ＭＺBを構成する２つのアームにＲＦ信号を入力するための電極である。ＲＦA電極，及びＲＦB電極としては，進行波型電極または共振型電極が挙げられ，好ましくは共振型電極である。
【００２４】
先に説明したとおり，ＤＣA電極とＲＦA電極とは，別々の電極とされてもよいし，一つの電極がそれらの機能を果たしてもよい。後者の場合は，一つの電極にバイアス電圧とラジオ周波数信号とが印加されることとなる。
【００２５】
ＲＦA電極，及びＲＦB電極は，好ましくは高周波電気信号源と接続される。高周波電気信号源は，ＲＦA電極及びＲＦB電極へ伝達される信号を制御するためのデバイスであり，公知の高周波電気信号源を採用できる。ＲＦA電極，及びＲＦB電極に入力される高周波信号の周波数（ｆm）として，例えば１ＧＨｚ〜100ＧＨｚがあげられる。高周波電気信号源の出力としては，一定の周波数を有する正弦波があげられる。なお，この高周波電気信号源の出力には位相変調器が設けられ，出力信号の位相を制御できるようにされていることが好ましい。
【００２６】
ＲＦA電極，及びＲＦB電極は，たとえば金，白金などによって構成される。ＲＦA電極，及びＲＦB電極の幅としては，１μｍ〜10μｍが挙げられ，具体的には５μｍが挙げられる。ＲＦA電極，及びＲＦB電極の長さとしては，変調信号の波長の(fm)の0.1倍〜0.9倍が挙げられ，0.18〜0.22倍，又は0.67倍〜0.70倍が挙げられ，より好ましくは，変調信号の共振点より20〜25%短いものである。このような長さとすることで，スタブ電極との合成インピーダンスが適度な領域に留まるからである。より具体的なＲＦA電極，及びＲＦB電極の長さとしては，3250μｍがあげられる。以下では，共振型電極と，進行波型電極について説明する。
【００２７】
共振型光電極（共振型光変調器）は，変調信号の共振を用いて変調を行う電極である。共振型電極としては公知のものを採用でき，例えば特開2002-268025号公報，「川西哲也，及川哲，井筒雅之，"平面構造共振型光変調器"，信学技報，TECHNICAL REPORT OF IEICE, IQE2001-3(2001-05)」に記載のものを採用できる。
【００２８】
進行波型電極（進行波型光変調器）は，光波と電気信号を同方向に導波させ導波している間に光を変調する電極（変調器）である（例えば，西原浩，春名正光，栖原敏明著，「光集積回路」（改訂増補版）オーム社，119頁〜120頁）。進行波型電極は公知のものを採用でき，例えば，特開平11−295674号公報，特開平11−295674号公報，特開2002−169133号公報，特開2002-40381号公報，特開2000-267056号公報，特開2000-471159号公報，特開平10-133159号公報などに開示されたものを用いることができる。
【００２９】
進行波型電極として，好ましくは，いわゆる対称型の接地電極配置（進行波型の信号電極の両側に，少なくとも一対の接地電極が設けられているもの）を採用するものである。このように，信号電極を挟んで接地電極を対称に配置することによって，信号電極から出力される高周波は，信号電極の左右に配置された接地電極に印加されやすくなるので，高周波の基板側への放射を，抑圧できる。
【００３０】
ＲＦ電極が，ＲＦ信号用の電極と，ＤＣ信号用の電極とを兼ねたものでもよい。すなわち，ＲＦA電極及びＲＦB電極のいずれか又は両方は，ＤＣ信号とＲＦ信号とを混合して供給する給電回路（バイアス回路）と連結されている。この態様の光ＳＳＢ変調器は，ＲＦ電極が給電回路（バイアス回路）と連結されているので，ＲＦ電極にＲＦ信号（ラジオ周波数信号）とＤＣ信号（直流信号：バイアス電圧に関する信号）を入力できる。
【００３１】
第３のＲＦ電極（ＲＦC電極）(29)は，ＭＺA及びＭＺBのバイアス電圧を制御することによりＭＺA及びＭＺBを伝播する光の位相を制御するための電極である。第３の電極（ＲＦC電極）は，進行波型の電極であることが好ましい。ＲＦC電極の切り換え速度が，光ＦＳＫ変調器のデータ速度になるので，ＲＦC電極を進行波型電極とすることで高速の切り換え（ＵＳＢとＬＳＢとの切換し）が可能となるからである。
【００３２】
光ＦＳＫ変調器は，符号切り換えを高速で実現するために，光ＳＳＢ変調器のＤＣC に相当する電極をＲＦ（ラジオ周波数）電極（ＲＦC電極），又はバイアス調整電極とＲＦ電極（ＲＦC電極）とに置き換えたものである。ＲＦ電極のみを用いるものとしては，ＲＦ電極がＤＣ信号とＲＦ信号とを混合して供給する給電回路（バイアス回路）と連結されているものが挙げられる。ＲＦ電極として，好ましくは，高速スイッチングに対応した進行波型電極を用いることができる。ここで，ＲＦ電極とは，ＲＦ周波数の入出力に対応した電極である。ＦＳＫ変調器においても，ＲＦC電極の信号電圧の位相や振幅を切り換えることで，上側波成分と下側波成分とを切り換えて出力できる。
【００３３】
光ＦＳＫ変調器の動作は，光ＳＳＢ変調器の動作と同様である。光ＳＳＢ変調器の動作は，たとえば，「川西哲也，井筒雅之，"光ＳＳＢ変調器を用いた光周波数シフター"，信学技報，TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002-30(2002-08)」，「日隅ら，Ｘカットリチウムニオブ光ＳＳＢ変調器，エレクトロンレター，vol. 37， 515-516 (2001)．」などに詳しく報告されている。すなわち，光ＳＳＢ変調器によれば，所定量周波数がプラスにシフトした上側波帯（ＵＳＢ）信号，及び下側波帯（ＬＳＢ）信号を得ることができる。
【００３４】
光ＦＳＫ変調器の動作を以下に説明する。並列する４つの光位相変調器に位相が９０°ずつ異なる正弦波ＲＦ信号を入力する。また，光に関してもそれぞれの位相差が９０°となるようにバイアス電圧ＤＣA電極，ＤＣB電極，ＲＦC電極を調整する。すると，ＲＦ信号の周波数分だけ周波数がシフトした光が出力される。周波数シフトの方向（減少／増加）は，ＲＦC電極に印加する信号の電圧値又は位相を調整することにより選択できる。すなわち，図２に示される光ＦＳＫ変調器では，各位相変調器で，電気・光とも９０°ずつの位相差をもつこととなる。なお，基板として，Ｘ−カット基板を用いるとＲＦ信号用電極ＲＦA電極，及びＲＦB電極に位相が９０°異なる正弦波を供給するだけで，４つの位相変調器でそれぞれ位相が０°，９０°，１８０°，２７０°のＲＦ信号の変調を実現できる（日隅ら，Ｘカットリチウムニオブ光ＳＳＢ変調器，エレクトロンレター，vol. 37， 515-516 (2001)．）。
【００３５】
図３は，光ＦＳＫ変調器の各点での光スペクトルを示す概念図である。図中の黒い矢印は光を表す。図２のそれぞれのＭＺ構造部分においてＤＣA電極，ＤＣB電極のバイアス電圧を２つのＰａｔｈ（パス１とパス３，パス２とパス４）での光の位相差が１８０°となるように調整する（図３の領域Ａ及び領域Ｂを参照）。ＲＦC電極のバイアス電圧を，２つのＭＺ構造部分の光位相差が９０°となるように調整する。図２のＰ点，及びＱ点においては，それぞれ両側波帯が存在する（図３の領域Ｃ及び領域Ｄを参照）。しかしながら，Ｐ点とＱ点とでは，下側波帯光の位相が逆である。このため，これらの光を合波した出力光では，上側波成分のみが含まれる（図３の領域Ｅを参照）。
【００３６】
一方，ＲＦC電極のバイアス電圧を，２つのＭＺ構造部分の光位相差が２７０°となるように調整すると，下側波成分のみが出力される。したがって，ＲＦC電極の信号（又は２つのアームに印加される信号の位相）を切り換えることで，上側波成分と下側波成分とを切り換えて出力できる。ＲＦC電極として，ＲＦ周波数に対応した進行波型電極を用いると，上記の周波数シフトを高速に行うことができる。
【００３７】
光導波路の形成方法としては，チタン拡散法等の内拡散法やプロトン交換法など公知の形成方法を利用できる。すなわち，本発明の光ＦＳＫ変調器は，例えば以下のようにして製造できる。まず，ニオブ酸リチウムのウエハー上に，フォトリソグラフィー法によって，チタンをパターニングし，熱拡散法によってチタンを拡散させ，光導波路を形成する。この際の条件は，チタンの厚さを１００〜２０００オングストロームとし，拡散温度を５００〜２０００℃とし，拡散時間を１０〜４０時間としすればよい。基板の主面に，二酸化珪素の絶縁バッファ層（厚さ０．５−２μｍ）を形成する。次いで，これらの上に厚さ１５−３０μｍの金属メッキからなる電極を形成する。次いでウエハーを切断する。このようして，チタン拡散導波路が形成された光変調器が形成される。
【００３８】
光ＦＳＫ変調器は，たとえば以下のようにして製造できる。まず基板上に導波路を形成する。導波路は，ニオブ酸リチウム基板表面に，プロトン交換法やチタン熱拡散法を施すことにより設けることができる。例えば，フォトリソグラフィー技術によってＬＮ基板上に数マイクロメートル程度のＴｉ金属のストライプを，ＬＮ基板上に列をなした状態で作製する。その後，ＬＮ基板を１０００℃近辺の高温にさらしてＴｉ金属を当該基板内部に拡散させる。このようにすれば，ＬＮ基板上に導波路を形成できる。
【００３９】
また，電極は上記と同様にして製造できる。例えば，電極を形成するため，光導波路 の形成と同様にフォトリソグラフィー技術によって，同一幅で形成した多数の導波路の両脇に対して電極間ギャップが１マイクロメートル〜５０マイクロメートル程度になるように形成することができる。
【００４０】
なお，シリコン基板を用いる場合は，たとえば以下のようにして製造できる。シリコン（Si）基板上に火炎堆積法によって二酸化シリコン（SiO2）を主成分とする下部クラッド層を堆積し，次に，二酸化ゲルマニウム（GeO2）をドーパントとして添加した二酸化シリコン（SiO2）を主成分とするコア層を堆積する。その後，電気炉で透明ガラス化する。次に，エッチングして光導波路部分を作製し，再び二酸化シリコン（SiO2）を主成分とする上部クラッド層を堆積する。そして，薄膜ヒータ型熱光学強度変調器及び薄膜ヒータ型熱光学位相変調器を上部クラッド層に形成する。
【００４１】
信号源は，光ＦＳＫ変調器へ伝達すべき信号を出力するためのデバイスであり，公知の信号源を採用できる。信号源（ＦＳＫ信号源）は，光ＦＳＫ変調器のＲＦC電極へ伝達される信号を制御する。信号源として，複数の電圧レベルを設定して切り換えることのできるものを用いることは，多値変調可能な光ＦＳＫ通信に関する態様である。信号源からＲＦC電極に入力される信号としては，好ましくは３０ｋＨｚ以上，３００ＧＨｚ以下の周波数成分をもつ信号が挙げられ，好ましくは５００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚである。なお，信号源が制御するＲＦC電極へ伝達される信号の周波数は，後述の高周波電気信号源が制御するＲＦA電極及びＲＦB電極へ伝達される信号の周波数に比べて小さいことが好ましい。信号源が制御するＲＦC電極へ伝達される信号の周波数が，後述の高周波電気信号源が制御するＲＦA電極及びＲＦB電極へ伝達される信号の周波数に比べて大きいと装置が複雑となるからである。
【００４２】
高周波電気信号源は，光周波数シフトキーイング変調器に高周波電気信号を与えるためのデバイスであり，公知の高周波電気信号源を採用できる。高周波電気信号源は，主にＲＦA電極及びＲＦB電極へ伝達される信号を制御する。高周波周波数としては，例えば１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚが挙げられる。高周波電気信号源の出力としては，一定の周波数を有する正弦波が挙げられる。
【００４３】
光ＦＳＫ信号は，搬送波（ｆ0）についての上側波帯（ＵＳＢ）信号と下側波帯（ＬＳＢ）信号とからなる。本明細書では，光ＦＳＫ変調器による振動数変調の幅（すなわち，変調器からのＲＦ変調信号の周波数）をｆmとする。搬送波の中心周波数をｆ0とすると，ＵＳＢ信号の中心周波数は，ｆ0+ｆmであり，ＬＳＢ信号の中心周波数は，ｆ0-ｆmである。
【００４４】
（本発明の消光比変調方法の説明）
次に，本発明の消光比変調方法を説明する。本発明の調整方法は，基本的には以下の工程を含むものである。(i) メインＭＺ導波路からの出力が大きくなるように，メインＭＺ電極（電極Ｃ）のバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整する工程と，(ii)メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程と，(iii) メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させる工程と，(iv)メインＭＺ導波路の出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程とを含む。なお，上記(iii)と(iv)の工程を繰り返し行うことは，本発明の好ましい実施態様である。以下では，各工程について説明する。
【００４５】
(i) メインＭＺ導波路からの出力が大きくなるように，電極Ｃのバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整する工程
この工程は，メインＭＺ導波路からの出力が大きくなるように（好ましくはできるだけ大きくなるように，より好ましくは最大となるように），電極Ｃのバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整する工程である。メインＭＺ導波路は，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，各ＭＺ電極に印加するバイアス電圧を調整してもよい。
【００４６】
また，測定系と，各バイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，測定系が測定した光強度が大きくなるように，各バイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。制御装置は，情報を入力する入力部，情報を出力する出力部，情報を記憶する記憶部（メモリ，メインメモリを含む），各種演算を行うＣＰＵなどの演算部とを具備する。測定系が測定した光強度に関する情報は，入力部により制御装置に入力され，メモリに記憶される。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情報を読み出す。また，制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，いずれか1つ又は2つ以上の電極に印加されるバイアス電圧を変化する信号を出力部から出力する。このようにすると，出力光の強度が変化する。この情報を読み出し，先の光強度と比較し，光強度が大きくなるようにバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力する。この出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，各電極に印加する電圧値を変化させるので，光出力が増大することとなる。
【００４７】
(ii) メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程
この工程は，メインＭＺ導波路からの出力光の強度が小さくなるように，メインＭＺ電極に印加されるバイアス電圧を調整するための工程である。メインＭＺ導波路は，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，メインＭＺ電極に印加するバイアス電圧を調整してもよい。
【００４８】
また，測定系とメインＭＺ電極へバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，測定系が測定した光強度が小さくなるように，メインＭＺ電極のバイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。測定系が測定した光強度に関する情報は，入力部により制御装置に入力され，メモリに記憶される。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情報を読み出す。また，制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メインＭＺ電極に印加されるバイアス電圧を変化する信号を出力部から出力する。このようにすると，出力光の強度が変化する。この情報を読み出し，先の光強度と比較し，光強度が小さくなるようにバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力する。この出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，メインＭＺ電極に印加する電圧値を変化させるので，光出力が減少することとなる。
【００４９】
(iii) メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させる工程
この工程では，メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させる。この工程では，いずれか一方のサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させた場合に，メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるので，そのメインＭＺ導波路からの出力が小さくなる方のサブＭＺ電極のバイアス電圧を小さくするように制御する。この工程で，減少又は増加する電圧値は，予め決めておいてもよい。このような変化電圧値として，0.01Ｖ〜0.5Vがあげられ，好ましくは0.05V〜0.1Vである。本工程によりメインＭＺ導波路からの出力強度が減少する。メインＭＺ導波路は，たとえば，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，バイアス電圧を調整してもよい。
【００５０】
また，測定系と電極Ａ及び電極Ｂへバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，電極Ａ又は電極Ｂへ印加されるバイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。この際，電圧値を変化させる電極に関する情報や，変化させる電圧値に関する情報は，メモリなどに記憶されていてもよい。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報を読み出し，電極Ａ又は電極Ｂに印加されるバイアス電圧を変化する信号を，出力部から出力する。このようにすると，電極Ａ又は電極Ｂに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だけ変化する。なお，電極Ａ又は電極Ｂに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だけ変化すると，メインＭＺからの出力光の強度が変化する。測定系が観測した光強度に関する情報は，入力部から入力され，メモリに記憶される。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情報を読み出し，メインＭＺ導波路からの光強度が小さくなるように，サブＭＺ電極へ印加するバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力する。この出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，電極に印加する電圧値を変化させるので，光出力が減少することとなる。
【００５１】
(iv)メインＭＺ導波路の出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程
この工程は，メインＭＺ導波路の出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整するための工程である。メインＭＺ導波路は，たとえば，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，バイアス電圧を調整してもよい。なお，本工程，又は前記(iii)の工程と本工程とを，繰り返し行っても良い。
【００５２】
また，測定系と電極Ｃへバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，電極Ｃへ印加されるバイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報を読み出し，電極Ｃに印加されるバイアス電圧を変化する信号を，出力部から出力する。このようにすると，電極Ｃに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だけ変化する。
【００５３】
また，制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報や，出力光に関する情報を読み出し，バイアス電圧の調整を止めるという判断をしても良い。また，測定系からの出力光の強度情報をフィードバックし，バイアス電圧の調整をし続けても良い。
【００５４】
次に，本発明の無線（ＲＦ）信号の取得方法について説明する。なお，光変調方法として，上記した光変調方法を用いる他は，従来の無線信号の取得方法と同様である。すなわち，光源と，光源の光を増強する任意の光アンプと，光源からの光が入射する光変調器と，光変調器に電圧信号を印加するアンテナなどを含む微弱信号源と，光変調器のバイアス電圧を制御するためのバイアス制御回路と，光変調器の出力光を増幅する任意の光アンプと，光変調器からの出力光を電気信号に変換する光検出器とを具備する。そして，光変調器は，たとえば上記した光ＳＳＢ変調器又は光ＦＳＫ変調器であり，上記のとおり変調を行うので，高い消光比を有し，キャリアを抑圧した出力光を得ることができる。そうすれば，アンテナなどが微弱な信号を受け取った場合であっても，効果的に光増幅を行うことができることとなる。
【００５５】
次に，本発明の変調方法を用いた強度変調信号の取得方法について説明する。先に説明したとおり，本発明の変調方法は，消光比の優れた光変調方法であるから，メインＭＺ導波路から出力される光の強度が最大と場合と最小となる場合の比がとても大きい。そこで，出力強度が大きな状態と，出力強度が小さな状態とを情報とし，これらの状態を変化させることで，強度変調信号を得るものである。
【００５６】
具体的には，メインＭＺ導波路の出力が最大となる各電極のバイアス電圧の値と，メインＭＺ導波路の出力が最小となる各電極のバイアス電圧の値とを記憶し，その記憶したバイアス電圧値を用いてスイッチングを行うことで，メインＭＺ導波路からの出力を変化させる強度変調信号の取得方法があげられる。このようにすれば，メインＭＺ導波路からの出力が最大の場合と，最小の場合とを情報として用いる強度変調信号を得ることができる。具体的には，出力が最大の場合と最小の場合との各バイアス電圧を記憶して，乗せるべき情報に応じて，最大，又は最小を選択してそれらに対応するバイアス電圧を各電極に印加することで強度変調信号を得ることができる。
【００５７】
別の方法は，先に説明した変調方法を用いて，メインＭＺ導波路の出力が最大となる各電極のバイアス電圧の値を記憶し，メインＭＺ導波路の出力が最大となる場合の各サブＭＺ電極のバイアス電圧を変えずに，（その状態で）メインＭＺ導波路の出力が最小となるメインＭＺ導波路のバイアス電圧の値とを記憶し，メインＭＺ導波路の出力が最大となる各サブＭＺ電極のバイアス電圧に各サブＭＺ電極のバイアス電圧を固定し，記憶した電極Ｃのバイアス電圧値を用いてスイッチングを行うことで，メインＭＺ導波路からの出力を変化させる強度変調信号の取得方法である。
【００５８】
例えば，メインＭＺの出力光の強度を測定する測定系と電極Ａ，電極Ｂ，及び電極Ｃへバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，電極Ｃへ印加されるバイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。光変調方法を施す際に，メインＭＺ導波路からの出力が最大となる電極Ａ，電極Ｂ，及び電極Ｃへバイアス電圧をメモリなどに記憶する。そして，制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報や先のバイアス電圧値に関する情報を読み出し，電極Ａ，電極Ｂに印加する電圧値に関する信号を出力部から出力すると共に，電極Ｃに印加するバイアス電圧を変化する信号を，出力部から出力する。このようにすると，電極Ｃに印加されるバイアス電圧の値が変化することとなる。
【実施例１】
【００５９】
ＦＳＫ変調器を使った高消光比オン／オフの原理実証実験
図４は，本実験に用いた実験系の概略図である。この例では，図２に示されるような光変調器を用いており，サブＭＺ導波路電極である電極Ａ及び電極ＢにＲＦ信号とＤＣ信号とを印加した。電極Ａ,電極ＢにＤＣバイアスを印加し、バランスを調整した。電極Ｃでオン／オフをおこなった。
【００６０】
実験系として以下のものを用いた。光源として，アジレント（Agilent）社製HP8166Aと81689Aを組合せて用いた。設定値は，1550nmであり，実測値は1549.925nmであった。また，強度の設定値は5.94dBmであり，実測値は 2.68dBmであった。偏波コントローラを経て、出力光をＦＳＫ変調器に入力した。バイアス電源として，アドバンテスト社製R6144を３台と，ファンクションジェネレータであるアジレント33250A とを組合せて用いた。光変調器として，住友大阪セメント社製T.SBX1.5-10-AOC-P-FN SN 728x711 153-0001-001を用いた。測定系として，光スペクトルアナライザーであるアドバンテスト（Advantest）Q8384を用いた。なお，時間波形はゼロスパンとした。
【００６１】
(i) メインＭＺ導波路からの出力が最大となるように，電極Ｃのバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整した。各電極に印加したバイアス電圧は，電極Ａ及び電極ＢのVπが4.2Vであり，電極ＣのVπ が6.1Vであった。(ii)メインＭＺ導波路からの出力が最小となるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整した。バイアス電圧は，電極Ａが-1.6V,電極Ｂが-1.6V, 電極Ｃが-1.1V であり，この際の出力光強度は-0.44dBmであった。(iii) ＭＺAのバイアス電圧を減少させると，メインＭＺ導波路からの出力が最小となることを確認したので，メインＭＺ導波路からの出力が最小となるように，電極Ａのバイアス電圧を減少させた。(iv)メインＭＺ導波路の出力が最小となるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整した。上記の(iii)と(iv)とを，出力光の変化が少なくなるまで繰り返した。最終的に，各電極に印加したバイアス電圧は，電極Ａが-2,35V, 電極Ｂが-1.6V, 電極Ｃが-7.235V であった。
【００６２】
図５は，実施例１における電極Ｃのバイアス電圧と出力光強度の関係を示すグラフである。横軸は電極ＣのVπ(6.1V)で規格化したものである。図５から，光強度の最大値が-0.7dBであり、最小値が-51.0dBmであることがわかる。よって，実施例１における消光比は50.3dBであった。なお，工程(ii)で印加される電圧が負の場合は，電極Ａが-2.315V, 電極Ｃが -7.22Vで出力が最小となった。一方，工程(ii)で印加される電圧が正の場合も電極Ａが-2.315V, 電極Ｃが -7.22Vで出力が最小となった。
【００６３】
なお，比較のために，実施例１のようなバイアスのバランス調整を行わずに，電極Ｃのバイアス電圧と出力光強度との関係を求めた。図６は，比較例１における電極Ｃのバイアス電圧と出力光強度の関係を示すグラフである。横軸は電極ＣのVπ(6.1V)で規格化したものである。なお，電極Ａのバイアス電圧は-1.6Vであった。光強度の最大値が-0.4dBであり、最小値が-37.9dBmであった。よって，比較例1における消光比は， 37.5dBであった。
【００６４】
図７は，実施例１における電極Ａのバイアス電圧と出力光強度の関係を示すグラフである。横軸は電極ＡのVπ(4.2V)で規格化したものである。出力光強度が最大となるバイアス電圧(-1.7V)をゼロとした。規格化された電圧が0.143Vの時に，出力が最小となった。なお，規格化電圧が負の場合は，電極Ｃが-7.240Vで，規格化電圧が正の場合は, 電極Ｃが-7.245Vにおいて出力が最小となる。
【００６５】
図８は，実施例１における出力光の時間波形を示すグラフである。電極Ｃに印加される電圧を，ファンクションジェネレータで矩形パルス信号とし，メインＭＺからの出力を光スペクトルアナライザーのゼロスパンで測定した。なお，濃い実線は，バイアス調整を行ったもの（実施例１）の出力を表し，薄い実線はバイアス調整を行わなかったもの（比較例１）の出力を表す。
【００６６】
図９は，光源からの出力光の波長が1550nmの場合に，メインＭＺからの出力が最小となるようにバイアス電圧を調整したときの、波長と出力光の関係を示すグラフである。なお，図９Ｂは，図９Ａの横軸のスパンを変えたものである。これらの図から，波長のずれが1nm程度までの範囲で，消光比45dB 以上を確保できたことがわかる。よって，本発明によれば，高速に変調し，光波長がずれた場合であっても，高い消光比を期待できることがわかる。
【００６７】
図１０は，光ＦＳＫ変調器へ入力する光の強度を示す図である。電極Ｃのみの電圧を変化させた場合の消光比は50.3dBであった。一方，電極Ｃのみならず電極Ａに印加するバイアス電圧も変化させた場合は，消光比が50.6dBとなった。電極Ａに印加するバイアス電圧を調整することで，消光比が増大することを確認した。工程(i)の条件時の消光比は37.9dB であったので，本発明の調整方法により消光比が12.8dB向上したことがわかる。また，Vπ の14.3%(光強度で5%, 振幅で2.5%)を補正した場合に消光比が最大となった。なお，アーム間の強度アンバランスが5%であり，補正をしない場合のオフ時に残留する成分は32dBであった。
【実施例２】
【００６８】
FSK 変調器での高消光比ON/OFF を利用したDSB-SC 変調
FSK 変調器のサブマッハツェンダーでメインマッハツェンダーのアーム間の強度バラン
スを調整し、消光比の高い強度変調器を実現し、DSB-SC 変調時のキャリア抑圧比の改善
を図る。
【００６９】
実験系
実施例２における実験系として以下のものを用いた。光源として，アジレント社製HP8166Aと81689Aを組合せて用いた。設定値は，1550nmであり，実測値は1549.925nmであった。また，強度の設定値は5.94dBmであり，実測値は 2.68dBmであった。偏波コントローラを経て、出力光をＦＳＫ変調器に入力した。バイアス電源として，アドバンテスト社製R6144を３台を用いた。光変調器として，住友大阪セメント社製T.SBX1.5-10-AOC-P-FN SN 728x711 153-0001-001を用いた。測定系として，光スペクトルアナライザーであるアドバンテスト（Advantest）Q8384を用いた。なお，時間波形はゼロスパンとした。ラジオ周波数信号の信号源として，(i)SMR20と，アジレント社製83050Aとを組合せたもの（又は，アジレント社製87300C,パワーメータアジレント（Power meter Agilent） E4419を用い，4412Aを出力モニタとして用いた。），又は(ii) ローデアンドシュワルツ社製SMR20 とSHF社製SHF 200CPとバンドパスフィルター 8c7-10.5G-50-S11を用い，10.5G でＢＰＦ（バンドパスフィルター）を通して高調波のないＲＦ信号を発生した。
【００７０】
実験手順
バランス調整ありとなしの場合で、それぞれ、ＯＦＦ状態にして、電極Ｃに10.5GHz のＲＦ信号を供給した。変調の深さは、３次成分がバランス調整後のキャリア成分より大きくならない程度に抑えた。（３次が支配的な場合には高消光比のメリットがない） それぞれ、光スペクトルを測定した。ＲＦ信号はアンプの後にＢＰＦを通して高調波を抑えた。キャリア抑圧の最適バイアスはＲＦ供給時には少しずれるので、ＲＦ 投入後、再調整した。
【００７１】
結果
出力が最大となるバイアス電圧は，それぞれ電極Ａが-1.6V,電極Ｂが-1.5V,ＲＦC電極が-1.1Vであった。出力最小となるバイアス電圧は，それぞれ電極Ａが，-2.2V,電極Ｂが-1.4V,電極Ｃが-7.16Vであった。本発明によるバランス補正を行う場合と行わない場合とで消光比を比較するために以下の実験を行った。
【００７２】
(i)本発明によるバランス補正をせずに電極Ｃのバイアス電圧によりオン／オフをした。出力強度が最大となるときのバイアス電圧は，それぞれ電極Ａが-1.6V,電極Ｂが-1.5V,電極Ｃが-1.1Vのとき，ＯＳＡ（光スペクトラムアナライザー）の測定強度が-0.3dBmであった。一方，出力強度が最小となるときのバイアス電圧は，それぞれ電極Ａが-1.6V,電極Ｂが-1.5V,電極Ｃが-7.16V のとき，ＯＳＡの測定強度が-38.7dBmであった。すなわち消光比は，OSAの測定値で38.4dBであった。
【００７３】
(ii)次に本発明によるバランス補正を行って電極Ｃのバイアス電圧によりオン／オフをした。出力強度が最大となるときのバイアス電圧は，それぞれ電極Ａが-2.2V,電極Ｂが-1.5V,電極Ｃが-1.1Vのとき，ＯＳＡの測定強度が-0.4dBmであった。一方，出力強度が最小となるときのバイアス電圧は，それぞれ電極Ａが-2.2V,電極Ｂが-1.5V,電極Ｃが-7.16V のとき，ＯＳＡの測定強度が-51.0dBmであった。すなわち消光比は，パワーメーターの測定値で，46.5dB，OSAの測定値で50.6dBであった。よって，本発明に基づいてバイアス調整を行えば，簡単に高い消光比を得られることがわかった。
【００７４】
図１１は，本発明によるバランス補正を行うことにより，キャリアが抑圧されることを確認するためのスペクトルである。横軸は，オフセット周波数[GHz]，縦軸は出力光の強度[dBm]である。実線はバランス補正を行った場合のスペクトルであり，破線はバランス補正を行わない場合のスペクトルである。なお，バランス補正を行った場合のバイアス電圧は電極Ａが-2.33Vであり電極Ｃが-7.127Vであった。一方，バランス補正を行わない場合のバイアス電圧は，電極Ａが-1.60Vであり電極Ｃが-7.110Vであった。図１１のスペクトルを読み出したものを以下の表１に示す。
【００７５】
表１  各スペクトル（サイドバンド）成分の強度
次数      補正有り  補正無し
-3      -53.1     -53.0
-2      -51.1     -52.7
-1      -13.1     -13.0
0       -50.6     -35.9
1       -13.1     -13.0
2       -51.2     -52.7
3       -53.0     -52.9
出力強度は，1次が-13.1dBmであり, 3次が-53.1dBmであった。１次のサイドバンドと３次のサイドバンドとの比から計算した誘導位相量は，0.49であった。一方，キャリア抑圧比は，50.2dBであった。片アームあたりの誘導位相量を0.48、入力電圧を2.8V(19dBm)とすると，両アームでの半波長電圧は2.8/(0.48*2/3.14)=9.2V であり，この値は検査データよりも数１０％高いものであった。図１１からも，キャリアが抑圧されたことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の光変調器の変調方法によれば，高い消光比を得ることができるので，光情報通信などの分野において好適に利用できる。また，実施例２で示されたとおり，本発明の変調方法を利用すれば，キャリアを抑圧できるので，好適にＤＳＢ−ＳＣ変調などの変調方法を達成でき，光情報通信に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は，光ＦＳＫ変調器の例を示す図である。
【図２】図２は，本発明の消光比変調方法に用いられる光変調器の例を示す概略図である。
【図３】図３は，光ＦＳＫ変調器の各点での光スペクトルを示す概念図である。
【図４】図４は，本実験に用いた実験系の概略図である。
【図５】図５は，実施例１における電極Ｃのバイアス電圧と出力光強度の関係を示すグラフである。横軸は電極ＣのVπ(6.1V)で規格化したものである。
【図６】図６は，比較例１における電極Ｃのバイアス電圧と出力光強度の関係を示すグラフである。横軸は電極ＣのVπ(6.1V)で規格化したものである。
【図７】図７は，実施例１における電極Ａのバイアス電圧と出力光強度の関係を示すグラフである。横軸は電極ＡのVπ(4.2V)で規格化したものである。
【図８】図８は，実施例１における出力光の時間波形を示すグラフである。
【図９】図９は，光源からの出力光の波長が1550nmの場合に，メインＭＺからの出力が最小となるようにバイアス電圧を調整したときの、波長と出力光の関係を示すグラフである。なお，図９Ｂは，図９Ａの横軸のスパンを変えたものである。
【図１０】図１０は，光ＦＳＫ変調器へ入力する光の強度を示す図である。
【図１１】図１１は，本発明によるバランス補正を行うことにより，キャリアが抑圧されることを確認するためのスペクトルである。横軸は，オフセット周波数[GHz]，縦軸は出力光の強度[dBm]である。
【符号の説明】
【００７８】
２１  光ＦＳＫ変調器
２２  第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）
２３  第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）
２４  メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）
２５  第１のサブマッハツェンダー電極（電極Ａ）
２６  第２のサブマッハツェンダー電極（電極Ｂ）
２９  メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）
【図１】
2006242975.tif 000003
【図２】
2006242975.tif 000004
【図３】
2006242975.tif 000005
【図４】
2006242975.tif 000006
【図５】
2006242975.tif 000007
【図６】
2006242975.tif 000008
【図７】
2006242975.tif 000009
【図８】
2006242975.tif 000010
【図９】
2006242975.tif 000011
【図１０】
2006242975.tif 000012
【図１１】
2006242975.tif 000013