(57)【要約】【課題】小型で且つ良好な光増幅特性を得ることができる光変調器を提供する。【解決手段】光変調器１は、入力される光を少なくとも２つの光に分波する分波部１０と、分波された光を変調する変調部１１〜１３と、変調された光を合波して、合波した光を送信光として出力する合波部１４〜１７とを有する。合波部１４〜１７は、所定の周波数を有する光を増幅する希土類イオンがドープされた光導波路１５、１６と、光導波路１５、１６に希土類イオンを励起する励起光を導入する導入ポート１７６とを有する。【選択図】図４
2018146613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される光を少なくとも２つの光に分波する分波部と、
前記分波部によって分波された光を変調する変調部と、
前記変調部によって変調された光を合波して、合波した光を送信光として出力する合波部と、を有し、
前記合波部は、
所定の周波数を有する光を増幅する希土類イオンがドープされた光導波路と、
前記光導波路に、前記希土類イオンを励起する励起光を導入する導入ポートと、
を有する、光変調器。
【請求項２】
前記合波部は、入力ポートに入力される複数の光を合波して送信光を生成する合波素子を更に有し、
前記光導波路は、前記合波素子のポートに接続される複数の光導波路を含む、請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記導入ポートは、前記合波素子のポートである、請求項２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記光導波路から放射される放射光を検出する放射光検出センサを更に有する、請求項１〜３の何れか一項に記載の光変調器。
【請求項５】
入力される光を少なくとも２つの光に分波し、
分波された光を変調し、
所定の周波数を有する光を増幅する希土類イオンがドープされた光導波路に前記希土類イオンを励起する励起光を導入し
変調された光を所定の周波数を有する光を増幅する希土類イオンがドープされた光導波路を通過させ、
前記光導波路を通過した光を送信光として出力する、
ことを含む、光変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調器及び光変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１００ＧｂｐＳ等の高速光伝送システムにおいて、半導体基板上に種々の光学素子が形成された光導波路基板を有するデジタルコヒーレント光トランシーバが使用されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。半導体基板上に種々の光学素子が形成された光導波路基板は、平面型導波路とも称される。平面型導波路は、光方向性結合器（optical directional coupler）、偏波ビームスプリッタ（polarization-beam splitter、ＰＢＳ）及光９０度ハイブリッド回路等の光学素子が形成された基板である。単一の基板上に複数の素子を形成可能な平面型導波路を採用することで、光変調器を含むデジタルコヒーレント光トランシーバは、小型化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５４９２５号公報
【特許文献２】特開平８−２４２０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、デジタルコヒーレント光トランシーバは、光源が出力した光を送信光として使用すると共に、光源が出力された光の一部の光をビームスプリッタ等で分割してローカル光として使用することで、更に小型化されると共に低消費電力化できる。送信光の一部をローカル光として使用することで、送信光の光出力パワーが低下することを防止するため、送信光は、光変調器で変調された後にエルビウム添加光ファイバー増幅器（erbium doped fiber amplifier、ＥＤＦＡ）等の増幅器によって増幅される。ＥＤＦＡは、エルビウムイオン（Er+3）がコアにドープされた数ｍの長さのエルビウムドープ光ファイバを含み、エルビウムイオン（Er+3）を励起光で励起することで、１．５５μｍ帯の光を増幅する増幅器である。光源から出力された送信光は、光変調器で変調された後に励起光と合波してＥＤＦＡで増幅されることにより、所望の光増幅特性が実現される。
【０００５】
しかしながら、ＥＤＦＡに含まれるエルビウムドープ光ファイバは、一般に数ｍの長さを有するので、ＥＤＦＡによって送信光を増幅するデジタルコヒーレント光トランシーバは、小型化が容易ではない。
【０００６】
一実施形態では、小型で且つ良好な光増幅特性を得ることができる光変調器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、光変調器は、入力される光を少なくとも２つの光に分波する分波部と、分波部によって分波された光を変調する変調部と、変調部によって変調された光を合波して、合波した光を送信光として出力する合波部とを有する。合波部は、所定の周波数を有する光を増幅する希土類イオンがドープされた光導波路と、光導波路に希土類イオンを励起する励起光を導入する導入ポートとを有する。
【発明の効果】
【０００８】
一実施形態では、小型で且つ良好な光増幅特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は関連する光変調器の一例である受信フロントエンドを含むデジタルコヒーレント光トランシーバのブロック図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＥＤＦＡの内部ブロック図である。
【図２】図１（ａ）に示す光変調器の内部ブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る光変調器を含むデジタルコヒーレント光トランシーバのブロック図である。
【図４】図３に示す光変調器の内部ブロック図である。
【図５】（ａ）は第１ドープ導波路の一例の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第１ドープ導波路の正面図であり、（ｃ）は第１ドープ導波路の他の例の斜視図であり、（ｄ）は（ｃ）に示す第１ドープ導波路の正面図である。
【図６】図４に示す第１ドープ導波路、第２ドープ導波路及び光方向性結合器の動作を説明するための図である。
【図７】第２実施形態に係る光変調器の内部ブロック図である。
【図８】図７に示す第１ドープ導波路、第２ドープ導波路及びＰＢＣの動作を説明するための図である。
【図９】第３実施形態に係る光変調器の内部ブロック図である。
【図１０】（ａ）は図１０に示す第１ドープ導波路及び第２ドープ導波路と、放射光検出センサとの配置関係を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第１ドープ導波路、第２ドープ導波路及び放射光検出センサの概略斜視図であり、（ｃ）は（ａ）に示す第１ドープ導波路、第２ドープ導波路及び放射光検出センサを含む断面図である。
【図１１】変形例に係る光変調器の内部ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して、実施形態に係る光変調器及び光変調方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されない。
【００１１】
（実施形態に係る光変調器に関連する光変調器）
実施形態に係る光変調器及び光変調方法について説明する前に、実施形態に係る光変調器に関連する光変調器について説明する。
【００１２】
図１（ａ）は関連する光変調器を含むデジタルコヒーレント光トランシーバのブロック図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＥＤＦＡの内部ブロック図である。
【００１３】
デジタルコヒーレント光トランシーバ９００は、デジタル信号処理装置（digital signal processor、ＤＳＰ）９０１と、デジタルアナログ変換器９０２と、アナログデジタル変換器９０３とを有する。デジタルコヒーレント光トランシーバ９００は、光源９１１と、半導体光増幅器（semiconductor optical amplifier、ＳＯＡ）９１２と、ビームスプリッタ９１３と、変調ドライバ９１４と、光変調器９１５と、ＥＤＦＡ９１６とを更に有する。デジタルコヒーレント光トランシーバ９００は、受信フロントエンド９１７を更に有する。
【００１４】
ＤＳＰ９０１は、デジタル送信信号Ｔｘ１〜Ｔｘ＿ｎが入力され、入力されたデジタル送信信号Ｔｘ１〜Ｔｘ＿ｎに対応するデータに所定の処理を実行して、所定の処理を実行したデータを示すデジタル送信信号をデジタルアナログ変換器９０２に出力する。また、ＤＳＰ９０１は、アナログデジタル変換器９０３からデジタル受信信号が入力され、入力されたデジタル受信信号に対応するデータに所定の処理を実行して、所定の処理を実行したデータを示すデジタル受信信号Ｒｘ１〜Ｒｘ＿ｎを出力する。デジタルアナログ変換器９０２は、ＤＳＰ９０１から入力されるデジタル送信信号をデジタル‐アナログ変換してアナログ送信信号を生成し、生成したアナログ送信信号を変調ドライバ９１４に出力する。アナログデジタル変換器９０３は、受信フロントエンド９１７から入力されるアナログ受信信号をアナログ‐デジタル変換してデジタル送信信号を生成し、生成したデジタル受信信号をＤＳＰ９０１に出力する。
【００１５】
光源９１１は、例えば、分布帰還型（distributed feedback、ＤＦＢ）レーザ、ＳＧ−ＤＢＲ（sampled grating-distributed bragg reflector）レーザ、リング共振器レーザ等であり、所望の光学特性を有するコヒーレント光を出力するレーザである。光源９１１が出力するコヒーレント光は、例えば、１．５５μｍ帯の光である。
【００１６】
ＳＯＡ９１２は、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ等の半導体材料から形成され、光源９１１から入力されるコヒーレント光を増幅する増幅器である。ビームスプリッタ９１３は、例えば、互いの傾斜面を接合した一対のプリズムであり、ＳＯＡ９１２によって増幅されたコヒーレント光を所定の比率で２つの光に１対１の比率で分割する。ビームスプリッタ９１３は、分割した一方の光を光変調器９１５に出力すると共に、分割した他方の光を受信フロントエンド９１７に出力する。変調ドライバ９１４は、デジタルアナログ変換器９０２から入力されたアナログ送信信号を光変調器９１５に出力する。光変調器９１５は、変調ドライバ９１４を介して入力されたアナログ送信信号に基づいて、光源９１１から出力されたコヒーレント光を変調した変調光をＥＤＦＡ９１６に出力する。ＳＯＡ９１２、ビームスプリッタ９１３、及び変調ドライバ９１４の構造及び機能は、広く知られているので、ここでは詳細な説明は省略する。光変調器９１５は、例えば、平面光回路（planar lightwave circuit、ＰＬＣ）及びＬＮ素子で形成され、コヒーレント光を四位相偏移変調（quaternary phase-shift keying、ＱＰＳＫ）して変調光を生成する。
【００１７】
図２は、光変調器９１５の内部ブロック図である。
【００１８】
光変調器９１５は、ビームスプリッタ９３０と、第１ＱＰＳＫ回路９３１と、第２ＱＰＳＫ回路９３２と、偏波回転器９３３と、偏波ビームコンバイナ（polarization beam combiner、ＰＢＣ）９３４とを有する。ビームスプリッタ９３０は、ビームスプリッタ９１３から入力される光を１対１で分割して、分割した光を第１ＱＰＳＫ回路９３１及び第２ＱＰＳＫ回路９３２のそれぞれに出力する。第１ＱＰＳＫ回路９３１及び第２ＱＰＳＫ回路９３２のそれぞれは、ビームスプリッタ９３０から入力された光に四位相偏移変調を実行する。第１ＱＰＳＫ回路９３１は四位相偏移変調した光を偏波回転器９３３に出力し、第２ＱＰＳＫ回路９３２は四位相偏移変調した光をＰＢＣ９３４に出力する。偏波回転器９３３は、第１ＱＰＳＫ回路９３１から入力された光を９０度偏波し、偏波した光をＰＢＣ９３４に出力する。ＰＢＣ９３４は、第２ＱＰＳＫ回路９３２及び偏波回転器９３３のそれぞれから入力される光を合波し、合波した光をＤＦＡ９１６に出力する。ビームスプリッタ９３０、第１ＱＰＳＫ回路９３１、第２ＱＰＳＫ回路９３２、偏波回転器９３３及びＰＢＣ９３４の構造及び機能は、広く知られているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００１９】
ＥＤＦＡ９１６は、励起光レーザ９２１と、合波器９２２と、光増幅用ファイバ９２３とを有する。励起光レーザ９２１は、例えば、分布帰還型レーザ、ＳＧ−ＤＢＲレーザ、リング共振器レーザ等であり、０．９８μｍ帯又は１．４８μｍ帯のエルビウムイオン（Er+3）を励起するための励起光を生成し、生成した励起光を合波器９２２に出力する。合波器９２２は、例えば、ＷＤＭカプラであり、光変調器９１５から入力される変調光と励起光レーザ９２１から入力される励起光を合波して光増幅用ファイバ９２３に出力する。光増幅用ファイバ９２３は、例えば、エルビウムイオン（Er+3）をコアにドープされた数ｍの長さの光ファイバであり、励起光レーザ９２１から励起光が入力されるときに、１．５５μｍ帯の光を増幅する増幅器である。受信フロントエンド９１７は、複数の光学素子が形成された平面型導波路であり、例えばＱＰＳＫによって変調された受信光を復調し、復調した光信号を電気信号に変換する。
【００２０】
デジタルコヒーレント光トランシーバ９００は、光源９１１が出力された光の一部の光をビームスプリッタ９１３で分割してローカル光として使用することで、小型化されると共に低消費電力化できる。また、デジタルコヒーレント光トランシーバ９００は、光変調器９１５で変調された送信光をＥＤＦＡ９１６が増幅することで、送信光の光出力パワーが低下することを防止することができる。
【００２１】
しかしながら、ＥＤＦＡ９１６に含まれる光増幅用ファイバ９２３は、数ｍの長さを有するので、デジタルコヒーレント光トランシーバは、小型化が容易ではない。
【００２２】
（実施形態に係る光変調器の概要）
実施形態に係る光変調器は、入力される光を少なくとも２つの光に分波する分波部と、分波部によって分波された光を変調する変調部と、変調部によって変調された光を合波して、合波した光を送信光として出力する合波部とを有する。実施形態に係る光変調器の合波部は、所定の周波数を有する光を増幅する希土類イオンがドープされた光導波路と、光導波路に希土類イオンを励起する励起光を導入する導入ポートとを有する。実施形態に係る光変調器は、このような構成を有することで、光変調機能と共に光増幅機能を共用することができる。実施形態に係る光変調器が光変調機能と光増幅機能とを共用することができるので、デジタルコヒーレント光トランシーバは、ＥＤＦＡを省略することができる。デジタルコヒーレント光トランシーバは、サイズが大きいＥＤＦＡを省略することで、サイズを小さくすることができる。
【００２３】
（第１実施形態に係る光変調器の構成及び機能）
図３は第１実施形態に係る光変調器１を含むデジタルコヒーレント光トランシーバのブロック図であり、図４は光変調器１の内部ブロック図である。
【００２４】
デジタルコヒーレント光トランシーバ１００は、ＤＳＰ１０１と、デジタルアナログ変換器１０２と、アナログデジタル変換器１０３とを有する。デジタルコヒーレント光トランシーバ１００は、光源１１１と、ＳＯＡ１１２と、ビームスプリッタ１１３と、変調ドライバ１１４と、光変調器１と、受信フロントエンド１１７と、励起レーザ１１８を更に有する。
【００２５】
ＤＳＰ１０１〜アナログデジタル変換器１０３の構成及び機能は、ＤＳＰ９０１〜アナログデジタル変換器９０３の構成及び機能と同様である。また、光源１１１、ＳＯＡ１１２、変調ドライバ１１４及び受信フロントエンド１１７の構成及び機能は、光源９１１、ＳＯＡ９１２、変調ドライバ９１４及び受信フロントエンド９１７の構成及び機能と同様である。よって、ＤＳＰ１０１〜アナログデジタル変換器１０３、光源１１１、ＳＯＡ１１２、変調ドライバ１１４及び受信フロントエンド１１７の構成及び機能については、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２６】
ビームスプリッタ１１３は、例えば、互いの傾斜面を接合した一対のプリズムであり、ＳＯＡ１１２によって増幅されたコヒーレント光を所定の比率で２つの光に１００対１の比率で分割する。ビームスプリッタ９１３は、比率が１である方の光を光変調器１１５に出力すると共に、比率が１００である方の光を受信フロントエンド１１７に出力する。
【００２７】
励起レーザ１１８は、例えば、分布帰還型レーザ、ＳＧ−ＤＢＲレーザ、リング共振器レーザ等である。励起レーザ１１８は、０．９８μｍ帯又は１．４８μｍ帯のエルビウムイオン（Er+3）を励起するための励起光を生成し、生成した励起光を光変調器１に出力する。励起レーザ１１８が生成する励起光は、例えば、Ｐ波成分及びＳ波成分のそれぞれが５０％に設定される。一例では、励起光は、４５度ねじられたファイバに導入されることで、Ｐ波成分及びＳ波成分のそれぞれが５０％に設定される。他の例では、励起光は、１／２波長板に導入されることで、Ｐ波成分及びＳ波成分のそれぞれが５０％に設定される。なお、励起レーザ１１８は、発熱するので、光変調器１の外に配置されることが好ましい。
【００２８】
光変調器１は、ビームスプリッタ１０と、第１ＱＰＳＫ回路１１と、第２ＱＰＳＫ回路１２と、偏波回転器１３と、ＰＢＣ１４と、第１ドープ導波路１５と、第２ドープ導波路１６と、光方向性結合器１７とを有する。ビームスプリッタ１０は、入力される光を少なくとも２つの光に分波する分波部であり、第１ＱＰＳＫ回路１１、第２ＱＰＳＫ回路１２、及び偏波回転器１３は分波部によって分波された光を変調する変調部である。ＰＢＣ１４、第１ドープ導波路１５、第２ドープ導波路１６及び光方向性結合器１７は、変調部によって変調された光を合波して、合波した光を送信光として出力する合波部である。
【００２９】
ビームスプリッタ１は、ビームスプリッタ１４から入力される光を１対１で分割して、分割した光を第１ＱＰＳＫ回路１１及び第２ＱＰＳＫ回路１２のそれぞれに出力する。第１ＱＰＳＫ回路１１及び第２ＱＰＳＫ回路１２のそれぞれは、ビームスプリッタ１０から入力された光に四位相偏移変調を実行する。第１ＱＰＳＫ回路１１は四位相偏移変調した光を偏波回転器１３に出力し、第２ＱＰＳＫ回路９３２は四位相偏移変調した光を第１ドープ導波路１５を介してＰＢＣ１４に出力する。
【００３０】
偏波回転器１３は、第１ＱＰＳＫ回路１１から入力された光を９０度偏波し、偏波した光を第１ドープ導波路１５を介してＰＢＣ１４に出力する。ＰＢＣ１４は、第２ＱＰＳＫ回路１２及び偏波回転器１３のそれぞれから入力される光を合波し、合波した光をＤＦＡ９１６に出力する。
【００３１】
ビームスプリッタ１０、第１ＱＰＳＫ回路１１、第２ＱＰＳＫ回路１２、偏波回転器１３及びＰＢＣ１４の構造及び機能は、広く知られているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３２】
図５（ａ）は第１ドープ導波路１５の一例の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す第１ドープ導波路１５の正面図である。図５（ｃ）は第１ドープ導波路１５の他の例の斜視図であり、図５（ｄ）は図５（ｃ）に示す第１ドープ導波路１５の正面図である。
【００３３】
第１ドープ導波路１５は、エルビウムイオン（Er+3）がドープされた導波路型ＥＤＦＡであり、ＥＤＷＡとも称される。第１ドープ導波路１５は、図５（ａ）及び５（ｂ）に示すようにリッジ型であってもよく、図５（ｃ）及び５（ｄ）に示すように埋め込み型であってもよい。第１ドープ導波路１５の比屈折率差は、光変調器１が石英系の基板であるとき０．５％〜１％程度であり、光変調器１がシリコンフォトニクス系の基板であるとき３５％程度である。
【００３４】
第１ドープ導波路１５がリッジ型であるとき、サイズを大きくできると共に、設計性が簡易になる。一方、第１ドープ導波路１５が埋め込み型であるとき、サイズを小さくなる。第１ドープ導波路１５のモードフィールド径は、例えば５μｍである。従来の導波路のモードフィールド径は、１０μｍ程度であるので、第１ドープ導波路１５のモードフィールド径は、従来の導波路のモードフィールド径の略半分である。第１ドープ導波路１５は、受信光だけでなく、受信光よりも短波長である励起光も導波させるために、モードフィールド径は従来の半分程度にするとよい。エルビウムイオン（Er+3）は、結晶成長時に第１ドープ導波路１５にドープされてもよく、結晶成長後に第１ドープ導波路１５にドープされてもよい。
【００３５】
第２ドープ導波路１６は、第１ドープ導波路１５と同様の構造を有するので、第２ドープ導波路１６の構造については、ここでは説明を省略する。
【００３６】
図６は、第１ドープ導波路１５、第２ドープ導波路１６及び光方向性結合器１７の動作を説明するための図である。
【００３７】
光方向性結合器１７は、第１導波路１７１と、第２導波路１７２と、第１ポート１７３と、第２ポート１７４と、第３ポート１７５と、第４ポート１７６とを有する。第１ポート１７３は第１導波路１７１の一端に配置され、第２ポート１７４は第２導波路１７２の一端に配置され、第３ポート１７５は第１導波路１７１の他端に配置され、第４ポート１７６は第２導波路１７２の他端に配置される。
【００３８】
第１ポート１７３はＰＢＣ１４に接続され、第３ポート１７５は送信光が出力され、第４ポート１７６は励起レーザ１１８が生成した励起光が入力される。第４ポート１７６から入力された励起光は、第１ポート１７３及びＰＣＢ１４を介して第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６のそれぞれに５０％ずつ導入される。第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６は、励起光が導入されることで、第１ＱＰＳＫ回路１１及び第２ＱＰＳＫ回路１２から出力された光Ｐ１及びＰ２を増幅する増幅器として機能する。
【００３９】
第１ＱＰＳＫ回路１１から出力される光Ｐ１は、第１ドープ導波路１５において増幅される。また、第２ＱＰＳＫ回路１２から出力される光Ｐ１は、第２ドープ導波路１６において増幅される。
【００４０】
（第１実施形態に係る光変調器の作用効果）
光変調器１は、第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６において増幅された光を送信光として使用するので、デジタルコヒーレント光トランシーバ１００は、光変調器９１５から出力される送信光を増幅するＥＤＦＡを省略することができる。デジタルコヒーレント光トランシーバ１００は、ＥＤＦＡを省略することができるので、小型化することができる。
【００４１】
（第２実施形態に係る光変調器の構成及び機能）
図７は、第２実施形態に係る光変調器２の内部ブロック図である。
【００４２】
光変調器２は、光方向性結合器１７を有さないことが光変調器１と相違する。また、光変調器２は、励起レーザ１１８が生成した励起光がＰＢＣ１４に入力されることが光変調器１と相違する。ＰＢＣ１４以外の光変調器２の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された光変調器１の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８は、第１ドープ導波路１５、第２ドープ導波路１６及びＰＢＣ１４の動作を説明するための図である。
【００４４】
ＰＢＣ１４は、第１導波路１４１と、第２導波路１４２と、第１ポート１４３と、第２ポート１４４と、第３ポート１４５と、第４ポート１４６とを有する。第１ポート１４３は第１導波路１４１の一端に配置され、第２ポート１４４は第２導波路１４２の一端に配置され、第３ポート１４５は第１導波路１４１の他端に配置され、第４ポート１４６は第２導波路１４２の他端に配置される。
【００４５】
第１ポート１４３は第１ドープ導波路１５に接続され、第２ポート１４４は第２ドープ導波路１６に接続される。第３ポート１４５は送信光が出力され、第４ポート１４６は励起レーザ１１８が生成した励起光が入力される。第４ポート１４６から入力された励起光は、第１ポート１７３を介して第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６のそれぞれに５０％ずつ導入される。第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６は、励起光が導入されることで、第１ＱＰＳＫ回路１１及び第２ＱＰＳＫ回路１２から出力された光Ｐ１及びＰ２を増幅する増幅器として機能する。
【００４６】
（第２実施形態に係る光変調器の作用効果）
光変調器２は、新たな素子を追加することなく、ＰＢＣ１４の余剰ポートである第４ポート１４６を介して励起光に導入して第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６を増幅器として機能させることができる。
【００４７】
（第３実施形態に係る光変調器の構成及び機能）
図９は、第３実施形態に係る光変調器３の内部ブロック図である。
【００４８】
光変調器３は、放射光検出センサ１８を有することが光変調器２と相違する。放射光検出センサ１８以外の光変調器３の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された光変調器２の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４９】
図１０（ａ）は第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６と、放射光検出センサ１８との配置関係を示す図である。図１０（ｂ）は第１ドープ導波路１５、第２ドープ導波路１６及び放射光検出センサ１８の概略斜視図であり、図１０（ｃ）は第１ドープ導波路１５、第２ドープ導波路１６及び放射光検出センサ１８を含む断面図である。
【００５０】
放射光検出センサ１８は、例えば、フォトダイオードであり、第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６の双方を覆うように配置され、第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６から放射される放射光を検出する。
【００５１】
放射光検出センサ１８は検出した放射光の強度を不図示の利得制御部に出力し、利得制御部は放射光検出センサ１８から入力された放射光の強度に応じて、励起レーザ１１８を制御する。
【００５２】
（第３実施形態に係る光変調器の作用効果）
光変調器３は、第１ドープ導波路１５及び第２ドープ導波路１６から放射される放射光を検出する放射光検出センサ１８を有するので、送信光の一部をビームスプリッタ等により分割して送信光の強度を測定しなくてよい。光変調器３は、送信光の一部を分割することなく送信光の強度を測定できるので、強度を測定のために送信光が低下するおそれはない。
【００５３】
（実施形態に係る光変調器と他の技術との比較）
表１は、実施形態に係る光変調器と他の技術との比較を示す。表１において、ＥＤＦＡはＥＤＦＡにより光を増幅したときの特性を示し、ＳＯＡはＳＯＡにより光を増幅したときの特性を示し、ＥＤＷＡは実施形態に係る光変調器の特性を示す。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
ＥＤＦＡにより光を増幅したとき、光利得性、ＮＦ特性、効率及びフレキシブル性は、非常に良い。しかしながら、ＥＤＦＡは、数ｍの長さの光ファイバを有するので、サイズが大きくなるという課題がある。ＳＯＡにより光を増幅したとき、光利得性は非常に良く且つ小型化が可能であるが、ＳＯＡは、パターン効果により波形が劣化するため変調器で変調された光信号の増幅に使用することは好ましくないという課題がある。
【００５６】
ＥＤＷＡにより光を増幅する実施形態に係る光変調器は、１つの周波数帯のみを増幅するデジタルコヒーレント用の光受信器であるので、光利得特性は良好になる。また、実施形態に係る光変調器は、送信側の光増幅であるため光ＳＮは高く、雑音光の影響は無視可能である。また、第２実施形態及び第３実施形態に係る光変調器は、予めある方向性結合部の余剰ポートを利用することで、ＷＤＭカプラ等の合波器を不要である。また、実施形態に係る光受信装置は、単一の励起光源で実挿入損失なく複数光路を増幅する構造となるため、励起効率が向上する。また、実施形態に係る光受信装置は、後方励起するので、さらに励起効率は向上する。実施形態に係る光変調器は、エルビウムイオン（Er+3）がドープされた導波路型ＥＤＦＡが、デジコヒ送受信機用として導波路で製作された変調器と一体化構造化されるので、フレキシブル性が高い。
【００５７】
（実施形態に係る光変調器の変形例）
光変調器１〜３では、エルビウムイオン（Er+3）がドープされた導波路型ＥＤＦＡが使用されるが、実施形態に係る光変調器では、プラセオジムイオン（Pr+3）等の他の希土類イオンがドープされた導波路型ＥＤＦＡが使用されてもよい。
【００５８】
また、光変調器１〜３では、変調部は、第１ＱＰＳＫ回路１１及び第２ＱＰＳＫ回路１２の２つの変調回路を含むが、実施形態に係る光変調器では、変調部に含まれる変調回路の数は２つ以上であってもよい。
【００５９】
図１１は、変形例に係る光変調器４の内部ブロック図である。
【００６０】
光変調器４は、第１平面光回路４１と、第２平面光回路４２と、ＬＮ素子４３により形成され、第１カプラ５１〜第５カプラ５５と、第１変調回路６１〜第４変調回路６４とを有する多値数可変変調器である。第１カプラ５１〜第３カプラ５３は３ｄＢカプラであり、第４カプラ５４〜第５カプラ５５は可変カプラであり、第１変調回路６１〜第４変調回路６４はマッハツェンダ型変調器である。
【００６１】
光変調器４において、エルビウムイオン（Er+3）がドープされた導波路型ＥＤＦＡは、第５カプラ５５と第２カプラ５２及び第３変調回路６３〜第４変調回路６４との間に配置される。光変調器４において、第５カプラ５５の余剰ポートから励起光が導入されることで、エルビウムイオン（Er+3）がドープされた導波路型ＥＤＦＡは、増幅器として機能する。
【符号の説明】
【００６２】
１〜４    光変調器
１０    ビームスプリッタ
１１    第１ＱＰＳＫ回路
１２    第２ＱＰＳＫ回路
１３    偏波回転器
１４    ＰＢＣ
１５    第１ドープ導波路
１６    第２ドープ導波路
１７    光方向性結合器
１８    放射光検出センサ
【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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