(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法であって、前記光変調器はＩ変調モジュールと、Ｑ変調モジュールと、Ｐ位相シフトモジュールとを備え、前記Ｉ変調モジュールは前記Ｑ変調モジュールに並列して入力された入力光信号を受信し、前記Ｐ位相シフトモジュールは前記Ｑ変調モジュールに直列接続され、前記Ｑ変調モジュールにより変調された光信号が前記Ｐ位相シフトモジュールに入力されて変調され、前記Ｐ位相シフトモジュールと前記Ｉ変調モジュールから出力された光信号が合わせて出力され、
前記方法は、
前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得することと、
前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得することと、
前記初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とし、前記初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とし、さらに前記初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とすることと、
前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧と振幅が前記Ｉディザ振幅であるＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧と振幅が前記Ｑディザ振幅であるＱディザ信号を入力し、さらに、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力することと、
前記Ｉ変調モジュールによりＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調され、前記Ｑ変調モジュールによりＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調され、及び前記Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧に応じて変調された後出力された出力光信号を採取することと、
前記出力光信号を電気信号に変換し、そして前記電気信号から交流成分を採取することと、
前記交流成分から前記Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号を抽出することと、
前記Ｉ高調波成分のＩ高調波振幅とＩ高調波位相、前記Ｑ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及び前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出することと、
前記Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、前記Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出し、前記Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、前記Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出し、さらに前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出することと、
前記新しいＩバイアス電圧を前記Ｉバイアス電圧とし、前記新しいＱバイアス電圧を前記Ｑバイアス電圧とし、かつ前記新しいＰバイアス電圧を前記Ｐバイアス電圧とし、改めて前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつ前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力する工程に戻すこと
を含むことを特徴とする光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法。
【請求項２】
前記Ｐフィードバック信号は、Ｉディザ信号とＱディザ信号の差周波高調波成分及び／又はＩディザ信号とＱディザ信号の和周波高調波成分を含む混合周波高調波成分を含み、前記Ｐ基準位相は混合周波高調波成分の混合周波基準位相を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅は混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相は混合周波高調波成分の混合周波高調波位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数は混合周波誤差フィードバック係数を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、
前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること
を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｐフィードバック信号はさらに直接高調波成分を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅はさらに直接高調波成分の直接高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相はさらに直接高調波成分の直接高調波位相を含み、前記Ｐ基準位相はさらに直接高調波成分の直接基準位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数はさらに直接誤差フィードバック係数を含み、
前記方法はさらに、
上述した前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅を取得することと、
前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールへ振幅が前記Ｐディザ振幅であるＰディザ信号を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールが前記Ｐバイアス電圧とＰディザ信号に応じて変調するようにすることとを含み、
上述した前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出する工程は、
前記直接高調波成分の直接高調波振幅と直接高調波位相、及び前記混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅と混合周波高調波位相を算出することを含み、
上述した前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、
前記直接高調波振幅が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記所定の閾値以上であると、前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出し、前記所定の閾値よりも小さいと、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること、
又は、
前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、第１の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、第２の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記第１の中間Ｐバイアス電圧、第２の中間Ｐバイアス電圧及びＰバイアス電圧に基づき、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること
を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
上述した前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ信号と初期Ｐバイアス電圧を取得することは、
前記Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへそれぞれ第１の所定電圧と第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｉ変調モジュールへ複数の第１の走査電圧を入力し、前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第１の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記複数の第１の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第１の走査電圧に対応する複数の第１の直流成分を抽出し、前記複数の第１の直流成分から最大値である第１の直流成分を第１の最大直流成分、かつ最小値である第１の直流成分を第１の最小直流成分として取得し、さらに前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｑ変調モジュールへ複数の第２の走査電圧を入力し、前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第２の走査電圧に対応する電気信号に変換し、複数の第２の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第２の走査電圧に対応する複数の第２の直流成分を抽出し、前記複数の第２の直流成分から最大値である第２の直流成分を第２の最大直流成分、かつ最小値である第２の直流成分を第２の最小直流成分として取得することと、
前記Ｉ変調モジュールへ第１の最大直流成分に対応する第１の走査電圧又は第１の最小直流成分に対応する第１の走査電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ第２の最大直流成分に対応する第２の走査電圧又は第２の最小直流成分に対応する第２の走査電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ複数の第３の走査電圧を入力することと、
前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第３の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記複数の第３の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第３の走査電圧に対応する複数の第３の直流成分を抽出することと、
前記複数の第３の直流成分に基づき、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出することと、
前記Ｑ変調モジュールへ第１の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへ複数の第４の走査電圧を入力し、前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第４の走査電圧に対応する電気信号に変換し、かつ前記複数の第４の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第４の走査電圧に対応する複数の第４の直流成分を抽出し、前記複数の第４の直流成分に基づき、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出し、さらに前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ複数の第５の走査電圧を入力し、前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第５の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記複数の第５の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第５の走査電圧に対応する複数の第５の直流成分を抽出し、前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出することと
を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記初期Ｉバイアス電圧はＩピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧を含み、
上述した初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｉピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＩバイアス電圧とすることであり、
前記初期Ｑバイアス電圧はＱピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧を含み、
上述した初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｑピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＱバイアス電圧とすることであり、
前記初期Ｐバイアス電圧はＰピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧を含み、
上述した初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｐピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＰバイアス電圧とすることであり、
前記Ｉ基準位相は正のＩ基準位相と負のＩ基準位相を含み、前記Ｑ基準位相は正のＱ基準位相と負のＱ基準位相を含み、前記直接基準位相は正の直接基準位相と負の直接基準位相を含み、前記混合周波基準位相は正の混合周波基準位相と負の混合周波基準位相を含み、
前記方法はさらに、
前記複数の第３の直流成分に基づき、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ半波長電圧を算出することと、
前記複数の第４の直流成分に基づき、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ半波長電圧を算出することと、
前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ半波長電圧を算出することとを含み、
上述した前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得する工程は、
前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いでＩ変調モジュールへ初期Ｉバイアス電圧から算出された第１の基準電圧と第２の基準電圧を入力し、Ｉ変調モジュールについての前記第１の基準電圧に対応する正のＩ基準高調波成分、及びＩ変調モジュールについての前記第２の基準電圧に対応する負のＩ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＩ基準高調波成分の位相を正のＩ基準位相とし、前記負のＩ基準高調波成分の位相を負のＩ基準位相とし、かつ前記正のＩ基準高調波成分の振幅、負のＩ基準高調波成分の振幅及びＩ半波長電圧に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数を算出することと、
前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、さらに前記Ｑ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｑバイアス電圧から算出された第３の基準電圧と第４の基準電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールについての前記第３の基準電圧に対応する正のＱ基準高調波成分、及び前記Ｑ変調モジュールについての前記第４の基準電圧に対応する負のＱ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＱ基準高調波成分の位相を正のＱ基準位相とし、前記負のＱ基準高調波成分の位相を負のＱ基準位相とし、前記正のＱ基準高調波成分の振幅、負のＱ基準高調波成分の振幅及びＱ半波長電圧に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数を算出することと、
前記Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへそれぞれＩ谷バイアス電圧とＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第５の基準電圧と第６の基準電圧を入力し、それぞれＰ位相シフトモジュールについての前記第５の基準電圧に対応する正の直接基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての第６の基準電圧に対応する負の直接基準高調波成分を取得し、前記負の直接基準高調波成分の位相を負の直接基準位相とし、前記正の直接基準高調波成分の位相を正の直接基準位相とし、前記負の直接基準高調波成分の振幅、正の直接基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、直接誤差フィードバック係数を算出することと、
前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつ前記Ｐ位相シフトモジュールへ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第７の基準電圧と第８の基準電圧を入力し、それぞれＰ位相シフトモジュールについての前記第７の基準電圧に対応する正の混合周波基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第８の基準電圧に対応する負の混合周波基準高調波成分を取得し、前記負の混合周波基準高調波成分の位相を負の混合周波基準位相とし、前記正の混合周波基準高調波成分を正の混合周波基準位相とし、前記負の混合周波基準高調波成分の振幅、正の混合周波基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、混合周波誤差フィードバック係数を算出することと
を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｑ誤差フィードバック係数を算出する第１の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000131
ただし、前記
0006568234.tif 000132
がＱ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000133
がＱ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000134
が前記正のＱ基準高調波成分の振幅又は負のＱ基準高調波成分の振幅で、前記
0006568234.tif 000135
が定数であり、
前記Ｉ誤差フィードバック係数を算出する第２の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000136
ただし、前記
0006568234.tif 000137
がＩ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000138
がＩ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000139
が前記正のＩ基準高調波成分の振幅又は負のＩ基準位相高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000140
が定数であり、
前記直接誤差フィードバック係数を算出する第３の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000141
ただし、前記
0006568234.tif 000142
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000143
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000144
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000145
が定数であり、
前記混合周波誤差フィードバック係数を算出する第４の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000146
ただし、前記
0006568234.tif 000147
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000148
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000149
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000150
が定数である
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
上述した前記新しいＩバイアス電圧、新しいＱバイアス電圧と新しいＰバイアス電圧を算出する工程の後、その方法はさらに、
前記新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、前記新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、かつ前記新しいＰバイアス電圧が第３の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定することと、
前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ることと、
前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ることと、
前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＱバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ることと、
前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ることと、
前記新しいＰバイアス電圧が前記第３の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ることと、
前記新しいＰバイアス電圧が前記Ｐバイアス電圧の閾値範囲内の最大値よりも大きいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ることと
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ＩＱ光変調器のバイアス電圧を自動制御する装置であって、前記ＩＱ光変調器はＩ変調モジュールと、Ｑ変調モジュールと、Ｐ位相シフトモジュールとを備え、前記Ｉ変調モジュールは前記Ｑ変調モジュールに並列して入力された入力光信号を受信し、前記Ｐ位相シフトモジュールは前記Ｑ変調モジュールに直列接続され、前記Ｑ変調モジュールにより変調された光信号が前記Ｐ位相シフトモジュールに入力されて変調され、前記Ｐ位相シフトモジュールと前記Ｉ変調モジュールから出力された光信号が合わせて出力され、
前記装置はプロセッサと、光電変換器と、フィルターと、出力機器とを備え、
前記プロセッサは前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得し、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得し、前記初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とし、前記初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とし、さらに前記初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とし、前記Ｑバイアス電圧、Ｉバイアス電圧とＰバイアス電圧を出力機器に送信することに用いられ、
前記出力機器は前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧と振幅が前記Ｉディザ振幅であるＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧と振幅が前記Ｑディザ振幅であるＱディザ信号を入力し、さらに、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力することに用いられ、
前記光電変換器は、前記Ｉ変調モジュールによりＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調され、前記Ｑ変調モジュールによりＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調され、及び前記Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧に応じて変調された後出力された出力光信号を分光器により採取し、前記出力光信号を電気信号に変換することに用いられ、
前記フィルターは前記電気信号から交流成分を抽出することに用いられ、
前記プロセッサは、前記交流成分から前記Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号を抽出することに用いられ、
前記プロセッサは、前記Ｉ高調波成分のＩ高調波振幅とＩ高調波位相、前記Ｑ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及び前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出すること、前記Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、前記Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出すること、前記Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、前記Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出すること、さらに前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出すること、前記新しいＩバイアス電圧を前記Ｉバイアス電圧とし、前記新しいＱバイアス電圧を前記Ｑバイアス電圧とし、かつ前記新しいＰバイアス電圧を前記Ｐバイアス電圧とし、さらに前記Ｑバイアス電圧、Ｉバイアス電圧とＰバイアス電圧を出力機器に送信し、前記出力機器が前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力し、さらに、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力するようにすることに用いられる
ことを特徴とするＩＱ光変調器のバイアス電圧を自動制御する装置。
【請求項１０】
前記Ｐフィードバック信号は、Ｉディザ信号とＱディザ信号の差周波高調波成分及び／又はＩディザ信号とＱディザ信号の和周波高調波成分を含む混合周波高調波成分を含み、前記Ｐ基準位相は混合周波高調波成分の混合周波基準位相を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅は混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相は混合周波高調波成分の混合周波高調波位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数は混合周波誤差フィードバック係数を含む
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサが前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、
前記プロセッサが前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記Ｐフィードバック信号はさらに直接高調波成分を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅はさらに直接高調波成分の直接高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相はさらに直接高調波成分の直接高調波位相を含み、前記Ｐ基準位相はさらに直接高調波成分の直接基準位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数はさらに直接誤差フィードバック係数を含み、
前記プロセッサはさらに、上述した前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅を取得することに用いられ、
前記出力機器は、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰディザ信号を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールが前記Ｐバイアス電圧と振幅が前記Ｐディザ振幅であるＰディザ信号に応じて変調するようにし、
前記プロセッサが前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出する工程は、
前記プロセッサが前記直接高調波成分の直接高調波振幅と直接高調波位相、及び前記混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅と混合周波高調波位相を算出することを含み、
前記プロセッサが前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、
前記プロセッサが、
前記直接高調波振幅が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記所定の閾値以上であると、前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、初期Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出し、前記所定の閾値よりも小さいと、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、初期Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること、
又は、
前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、初期Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、第１の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、第２の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記第１の中間Ｐバイアス電圧、第２の中間Ｐバイアス電圧及びＰバイアス電圧に基づき、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること
に用いられることを含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセッサが前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ信号と初期Ｐバイアス電圧を取得することは、
前記プロセッサが、
前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへそれぞれ第１の所定電圧と第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｉ変調モジュールへ複数の第１の走査電圧を入力し、光電変換器により前記分光器から出力された前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記光電変換器により前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第１の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第１の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第１の走査電圧に対応する複数の第１の直流成分を抽出し、前記複数の第１の直流成分から最大値である第１の直流成分を第１の最大直流成分、かつ最小値である第１の直流成分を第１の最小直流成分として取得し、さらに、前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｑ変調モジュールへ複数の第２の走査電圧を入力し、前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記光電変換器により複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第２の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第２の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第２の走査電圧に対応する複数の第２の直流成分を抽出し、前記複数の第２の直流成分から最大値である第２の直流成分を第２の最大直流成分、かつ最小値である第２の直流成分を第２の最小直流成分として取得すること、
前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへ第１の最大直流成分に対応する第１の走査電圧又は第１の最小直流成分に対応する第１の走査電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ第２の最大直流成分に対応する第２の走査電圧又は第２の最小直流成分に対応する第２の走査電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ複数の第３の走査電圧を入力すること、
前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記光電変換器により複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第３の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第３の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第３の走査電圧に対応する複数の第３の直流成分を抽出すること、
前記複数の第３の直流成分に基づき、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すること、
前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールへ第１の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへ複数の第４の走査電圧を入力し、前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、かつ光電変換器により前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第４の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第４の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第４の走査電圧に対応する複数の第４の直流成分を抽出し、前記複数の第４の直流成分に基づき、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出し、さらに前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ複数の第５の走査電圧を入力し、前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、かつ前記光電変換器により複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第５の走査電圧に対応する電気信号に変換し、フィルターにより複数の第５の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第５の走査電圧に対応する複数の第５の直流成分を抽出し、前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すること
に用いられることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記初期Ｉバイアス電圧はＩピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧を含み、
前記プロセッサが初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｉピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＩバイアス電圧とすることであり、
前記初期Ｑバイアス電圧はＱピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧を含み、
前記プロセッサが初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｑピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＱバイアス電圧とすることであり、
前記初期Ｐバイアス電圧はＰピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧を含み、
前記プロセッサが初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｐピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＰバイアス電圧とすることであり、
Ｉ基準位相は正のＩ基準位相と負のＩ基準位相を含み、前記Ｑ基準位相は正のＱ基準位相と負のＱ基準位相を含み、前記直接基準位相は正の直接基準位相と負の直接基準位相を含み、前記混合周波基準位相は正の混合周波基準位相と負の混合周波基準位相を含み、
前記プロセッサは、さらに、前記複数の第３の直流成分に基づき、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ半波長電圧を算出し、前記複数の第４の直流成分に基づき、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ半波長電圧を算出し、かつ前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ半波長電圧を算出することに用いられ、
前記プロセッサが前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得する工程は、
前記プロセッサが、
前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いでＩ変調モジュールへ初期Ｉバイアス電圧から算出された第１の基準電圧と第２の基準電圧を入力した時に、Ｉ変調モジュールについての前記第１の基準電圧に対応する正のＩ基準高調波成分、及びＩ変調モジュールについての前記第２の基準電圧に対応する負のＩ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＩ基準高調波成分の位相を正のＩ基準位相とし、前記負のＩ基準高調波成分の位相を負のＩ基準位相とし、前記正のＩ基準高調波成分の振幅、負のＩ基準高調波成分の振幅及びＩ半波長電圧に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数を算出すること、
前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、さらに前記Ｑ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｑバイアス電圧から算出された第３の基準電圧と第４の基準電圧を入力した時に、前記Ｑ変調モジュールについての前記第３の基準電圧に対応する正のＱ基準高調波成分、及び前記Ｑ変調モジュールについての前記第４の基準電圧に対応する負のＱ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＱ基準高調波成分の位相を正のＱ基準位相とし、前記負のＱ基準高調波成分の位相を負のＱ基準位相とし、前記正のＱ基準高調波成分の振幅、負のＱ基準高調波成分の振幅及びＱ半波長電圧に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数を算出すること、
出力機器により前記Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへそれぞれＩ谷バイアス電圧とＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第５の基準電圧と第６の基準電圧を入力した時に、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第５の基準電圧に対応する正の直接基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第６の基準電圧に対応する負の直接基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の直接基準高調波成分の位相を負の直接基準位相とし、前記正の直接基準高調波成分の位相を正の直接基準位相とし、前記負の直接基準高調波成分の振幅、正の直接基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、直接誤差フィードバック係数を算出すること、
出力機器により前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつ前記Ｐ位相シフトモジュールへ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第７の基準電圧と第８の基準電圧を入力した時に、それぞれＰ位相シフトモジュールについての前記第７の基準電圧に対応する正の混合周波基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第８の基準電圧に対応する負の混合周波基準高調波成分を取得し、前記負の混合周波基準高調波成分の位相を負の混合周波基準位相とし、前記正の混合周波基準高調波成分を正の混合周波基準位相とし、前記負の混合周波基準高調波成分の振幅、正の混合周波基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、混合周波誤差フィードバック係数を算出すること
に用いられることを含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記Ｑ誤差フィードバック係数を算出する第１の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000151
ただし、前記
0006568234.tif 000152
がＱ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000153
がＱ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000154
が前記正のＱ基準高調波成分の振幅又は負のＱ基準高調波成分の振幅で、前記
0006568234.tif 000155
が定数であり、
前記Ｉ誤差フィードバック係数を算出する第２の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000156
ただし、前記
0006568234.tif 000157
がＩ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000158
がＩ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000159
が前記正のＩ基準高調波成分の振幅又は負のＩ基準位相高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000160
が定数であり、
前記直接誤差フィードバック係数を算出する第３の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000161
ただし、前記
0006568234.tif 000162
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000163
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000164
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000165
が定数であり、
前記混合周波誤差フィードバック係数を算出する第４の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000166
ただし、前記
0006568234.tif 000167
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000168
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000169
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000170
が定数である
ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサは上述した前記新しいＩバイアス電圧、新しいＱバイアス電圧と新しいＰバイアス電圧を算出する工程の後、さらに、
前記新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、前記新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、かつ前記新しいＰバイアス電圧が第３の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定すること、前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＰバイアス電圧が前記第３の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＰバイアス電圧が前記Ｐバイアス電圧の閾値範囲内の最大値よりも大きいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ることに用いられることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光信号変調処理の技術分野に関し、特に光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光変調器は無線周波数信号とレーザーから出力された光搬送波を変調し合わせ、出力光信号を形成するためのものであり、そこで、光変調器は光ファイバー通信や光ファイバーセンシングの分野において極めて広く適用されている。光変調器が異なる動作点で制御されるように、光変調器へバイアス電圧を出力することができる。
【０００３】
しかし、光変調器は動作環境の変化に極めて敏感であり、例えば温度の変化、湿度の変化、機械的振動などの動作環境の変更により、光変調器から出力された曲線がオフセットしてしまい、さらに動作点のオフセットになってしまい、変調効果が確保できなくなるので、環境の変化に応じて変更して光変調器に異なるバイアス電圧を印加する必要があり、このような技術はバイアス電圧制御技術と呼ばれている。
【０００４】
従来、そのうちの一つの光変調器はＩ変調モジュールと、Ｑ変調モジュールと、Ｐ位相シフトモジュールとを備えている。光変調器を制御する方法は以下の２つを含む。１．光変調器から出力された光信号の一部の周波数成分のを直接検出することであって、ＩＱ変調器の出力光信号の約１Ｇヘルツ以下の周波数である部分のパワーを検出することによりＩＱ変調器が適当な動作点で動作されているか否かを決定することであるが、この方法は通常、高速信号を検出する必要があり、複雑な高速回路が必要となり、コストが高い。２．Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへ直交したディザ信号を出力し、ディザ信号の高調波振幅を検出することであるが、この方法は入力されるディザ信号が完全に直交していることが必要で、コントローラの回路の位相シフトが正確でなければならない一方、回路における部品の位相シフト特性が動作環境の変化によって変更されるので、動作環境が変化すると回路を補正しなければならず、真の意味での自動制御を達成させることが難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した技術的問題を解決するために、本発明は光変調器のバイアス電圧を自動的に補正することができ、光変調器の動作特性がさらに安定化される光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法及び装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記技術的問題を解決するために、本発明による技術的解決手段の一つは、光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法を提供するが、以下の通りである。前記光変調器はＩ変調モジュールと、Ｑ変調モジュールと、Ｐ位相シフトモジュールとを備え、前記Ｉ変調モジュールは前記Ｑ変調モジュールと並列して入力された入力光信号を受信し、前記Ｐ位相シフトモジュールは前記Ｑ変調モジュールと直列接続され、前記Ｑ変調モジュールにより変調された光信号が前記Ｐ位相シフトモジュールに入力されて変調され、前記Ｐ位相シフトモジュールと前記Ｉ変調モジュールから出力された光信号が合わせて出力され、前記方法は、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得することと、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得することと、前記初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とし、前記初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とし、かつ前記初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とすることと、前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧と振幅が前記Ｉディザ振幅であるＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧と振幅が前記Ｑディザ振幅であるＱディザ信号を入力し、かつ、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力することと、前記Ｉ変調モジュールによりＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調され、前記Ｑ変調モジュールによりＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調され、及び前記Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧に応じて変調された後出力された出力光信号を採取することと、前記出力光信号を電気信号に変換し、そして前記電気信号から交流成分を採取することと、前記交流成分から前記Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号を抽出することと、前記Ｉ高調波成分のＩ高調波振幅とＩ高調波位相、前記Ｑ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及び前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出することと、前記Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、前記Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出することと、前記Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、前記Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出することと、さらに前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出することと、前記新しいＩバイアス電圧を前記Ｉバイアス電圧とし、前記新しいＱバイアス電圧を前記Ｑバイアス電圧とし、かつ前記新しいＰバイアス電圧を前記Ｐバイアス電圧とし、改めて前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつ前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力する工程に戻すこととを含む。
【０００７】
そのうち、前記Ｐフィードバック信号は、Ｉディザ信号とＱディザ信号の差周波高調波成分及び／又はＩディザ信号とＱディザ信号の和周波高調波成分を含む混合周波高調波成分を含み、前記Ｐ基準位相は混合周波高調波成分の混合周波基準位相を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅は混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相は混合周波高調波成分の混合周波高調波位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数は混合周波誤差フィードバック係数を含む。
【０００８】
そのうち、前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出することを含む。
【０００９】
そのうち、前記Ｐフィードバック信号はさらに直接高調波成分を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅はさらに直接高調波成分の直接高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相はさらに直接高調波成分の直接高調波位相を含み、前記Ｐ基準位相はさらに直接高調波成分の直接基準位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数はさらに直接誤差フィードバック係数を含み、前記方法は、上述した前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅を取得することと、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールへ振幅が前記Ｐディザ振幅であるＰディザ信号を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールが前記Ｐバイアス電圧とＰディザ信号に応じて変調するようにすることとをさらに含み、上述した前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出する工程は、前記直接高調波成分の直接高調波振幅と直接高調波位相、及び前記混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅と混合周波高調波位相を算出することを含み、上述した前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、前記直接高調波振幅が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記所定の閾値以上であると、前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出し、前記所定の閾値よりも小さいと、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること、又は、前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、第１の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、第２の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記第１の中間Ｐバイアス電圧、第２の中間Ｐバイアス電圧及びＰバイアス電圧に基づき、前記新しいＰバイアス電圧を算出することを含む。
【００１０】
そのうち、上述した前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ信号と初期Ｐバイアス電圧を取得することは、前記Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへそれぞれ第１の所定電圧と第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｉ変調モジュールへ複数の第１の走査電圧を入力し、前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第１の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記複数の第１の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第１の走査電圧に対応する複数の第１の直流成分を抽出し、前記複数の第１の直流成分から最大値である第１の直流成分を第１の最大直流成分、かつ最小値である第１の直流成分を第１の最小直流成分として取得することと、さらに前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｑ変調モジュールへ複数の第２の走査電圧を入力し、前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第２の走査電圧に対応する電気信号に変換し、複数の第２の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第２の走査電圧に対応する複数の第２の直流成分を抽出し、前記複数の第２の直流成分から最大値である第２の直流成分を第２の最大直流成分、かつ最小値である第２の直流成分を第２の最小直流成分として取得することと、前記Ｉ変調モジュールへ第１の最大直流成分に対応する第１の走査電圧又は第１の最小直流成分に対応する第１の走査電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ第２の最大直流成分に対応する第２の走査電圧又は第２の最小直流成分に対応する第２の走査電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ複数の第３の走査電圧を入力することと、前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第３の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記複数の第３の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第３の走査電圧に対応する複数の第３の直流成分を抽出することと、前記複数の第３の直流成分に基づき、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出することと、前記Ｑ変調モジュールへ第１の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへ複数の第４の走査電圧を入力し、前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第４の走査電圧に対応する電気信号に変換し、かつ前記複数の第４の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第４の走査電圧に対応する複数の第４の直流成分を抽出し、前記複数の第４の直流成分に基づき、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出することと、さらに、前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ複数の第５の走査電圧を入力し、前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を前記複数の第５の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記複数の第５の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第５の走査電圧に対応する複数の第５の直流成分を抽出し、前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出することとを含む。
【００１１】
そのうち、前記初期Ｉバイアス電圧はＩピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧を含み、上述した初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｉピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＩバイアス電圧とすることであり、前記初期Ｑバイアス電圧はＱピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧を含み、上述した初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｑピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＱバイアス電圧とすることであり、前記初期Ｐバイアス電圧はＰピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧を含み、上述した初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｐピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＰバイアス電圧とすることであり、前記Ｉ基準位相は正のＩ基準位相と負のＩ基準位相を含み、前記Ｑ基準位相は正のＱ基準位相と負のＱ基準位相を含み、前記直接基準位相は正の直接基準位相と負の直接基準位相を含み、前記混合周波基準位相は正の混合周波基準位相と負の混合周波基準位相を含み、前記方法は、前記複数の第３の直流成分に基づきＰ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ半波長電圧を算出し、前記複数の第４の直流成分に基づき前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ半波長電圧を算出し、かつ前記複数の第５の直流成分に基づき前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ半波長電圧を算出することをさらに含み、上述した前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得する工程は、前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いでＩ変調モジュールへ初期Ｉバイアス電圧から算出された第１の基準電圧と第２の基準電圧を入力し、Ｉ変調モジュールについての前記第１の基準電圧に対応する正のＩ基準高調波成分、及びＩ変調モジュールについての前記第２の基準電圧に対応する負のＩ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＩ基準高調波成分の位相を正のＩ基準位相とし、前記負のＩ基準高調波成分の位相を負のＩ基準位相とし、かつ前記正のＩ基準高調波成分の振幅、負のＩ基準高調波成分の振幅及びＩ半波長電圧に基づきＩ誤差フィードバック係数を算出し、前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、さらに前記Ｑ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｑバイアス電圧から算出された第３の基準電圧と第４の基準電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールについての前記第３の基準電圧に対応する正のＱ基準高調波成分、及び前記Ｑ変調モジュールについての前記第４の基準電圧に対応する負のＱ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＱ基準高調波成分の位相を正のＱ基準位相とし、前記負のＱ基準高調波成分の位相を負のＱ基準位相とし、前記正のＱ基準高調波成分の振幅、負のＱ基準高調波成分の振幅及びＱ半波長電圧に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数を算出し、前記Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへそれぞれＩ谷バイアス電圧とＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第５の基準電圧と第６の基準電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第５の基準電圧に対応する正の直接基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての第６の基準電圧に対応する負の直接基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の直接基準高調波成分の位相を負の直接基準位相とし、前記正の直接基準高調波成分の位相を正の直接基準位相とし、前記負の直接基準高調波成分の振幅、正の直接基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、直接誤差フィードバック係数を算出し、前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつ前記Ｐ位相シフトモジュールへ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第７の基準電圧と第８の基準電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第７の基準電圧に対応する正の混合周波基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第８の基準電圧に対応する負の混合周波基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の混合周波基準高調波成分の位相を負の混合周波基準位相とし、前記正の混合周波基準高調波成分を正の混合周波基準位相とし、前記負の混合周波基準高調波成分の振幅、正の混合周波基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、混合周波誤差フィードバック係数を算出することを含む。
【００１２】
そのうち、前記Ｑ誤差フィードバック係数を算出する第１の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000002
ただし、前記
0006568234.tif 000003
がＱ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000004
がＱ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000005
が前記正のＱ基準高調波成分の振幅又は負のＱ基準高調波成分の振幅で、前記
0006568234.tif 000006
が定数であり、
前記Ｉ誤差フィードバック係数を算出する第２の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000007
ただし、前記
0006568234.tif 000008
がＩ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000009
がＩ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000010
が前記正のＩ基準高調波成分の振幅又は負のＩ基準位相高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000011
が定数であり、
前記直接誤差フィードバック係数を算出する第３の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000012
ただし、前記
0006568234.tif 000013
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000014
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000015
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000016
が定数であり、
前記混合周波誤差フィードバック係数を算出する第４の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000017
ただし、前記
0006568234.tif 000018
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000019
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000020
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000021
が定数である。
【００１３】
そのうち、上述した前記新しいＩバイアス電圧、新しいＱバイアス電圧と新しいＰバイアス電圧を算出する工程の後、その方法は、前記新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、前記新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、かつ前記新しいＰバイアス電圧が第３の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定することと、前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ることと、前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ることと、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ることと、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ることと、前記新しいＰバイアス電圧が前記第３の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ることと、前記新しいＰバイアス電圧が前記Ｐバイアス電圧の閾値範囲内の最大値よりも大きいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ることとをさらに含む。
【００１４】
上記技術的問題を解決するために、本発明による技術的解決手段の一つは、光変調器のバイアス電圧を自動制御する装置を提供するが、以下の通りである。前記ＩＱ光変調器はＩ変調モジュールと、Ｑ変調モジュールと、Ｐ位相シフトモジュールとを備え、前記Ｉ変調モジュールは前記Ｑ変調モジュールに並列して入力された入力光信号を受信し、前記Ｐ位相シフトモジュールは前記Ｑ変調モジュールに直列接続され、前記Ｑ変調モジュールにより変調された光信号が前記Ｐ位相シフトモジュールに入力されて変調され、前記Ｐ位相シフトモジュールと前記Ｉ変調モジュールから出力された光信号が合わせて出力され、前記装置はプロセッサと、光電変換器と、フィルターと、出力機器とを備え、前記プロセッサは前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得すること、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得すること、前記初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とし、前記初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とし、かつ前記初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とし、前記Ｑバイアス電圧、Ｉバイアス電圧とＰバイアス電圧を出力機器に送信することに用いられ、前記出力機器は、前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧と振幅が前記Ｉディザ振幅であるＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧と振幅が前記Ｑディザ振幅であるＱディザ信号を入力し、さらに、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力することに用いられ、前記光電変換器は、前記Ｉ変調モジュールによりＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調され、前記Ｑ変調モジュールによりＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調され、及び前記Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧に応じて変調された後出力された出力光信号を分光器により採取し、前記出力光信号を電気信号に変換することに用いられ、前記フィルターは前記電気信号から交流成分を抽出することに用いられ、前記プロセッサは、前記交流成分から前記Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号を抽出することに用いられ、前記プロセッサは、前記Ｉ高調波成分のＩ高調波振幅とＩ高調波位相、前記Ｑ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及び前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出すること、前記Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、前記Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出すること、前記Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、前記Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出すること、さらに前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出すること、前記新しいＩバイアス電圧を前記Ｉバイアス電圧とし、前記新しいＱバイアス電圧を前記Ｑバイアス電圧とし、かつ前記新しいＰバイアス電圧を前記Ｐバイアス電圧とし、さらに前記Ｑバイアス電圧、Ｉバイアス電圧とＰバイアス電圧を出力機器に送信し、前記出力機器が前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力し、さらに、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力するようにすることに用いられる。
【００１５】
そのうち、前記Ｐフィードバック信号は、Ｉディザ信号とＱディザ信号の差周波高調波成分及び／又はＩディザ信号とＱディザ信号の和周波高調波成分を含む混合周波高調波成分を含み、前記Ｐ基準位相は混合周波高調波成分の混合周波基準位相を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅は混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相は混合周波高調波成分の混合周波高調波位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数は混合周波誤差フィードバック係数を含む。
【００１６】
そのうち、前記プロセッサが前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、前記プロセッサが前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出することを含む。
【００１７】
そのうち、前記Ｐフィードバック信号はさらに直接高調波成分を含み、前記Ｐフィードバック信号振幅はさらに直接高調波成分の直接高調波振幅を含み、前記Ｐフィードバック信号位相はさらに直接高調波成分の直接高調波位相を含み、前記Ｐ基準位相はさらに直接高調波成分の直接基準位相を含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数はさらに直接誤差フィードバック係数を含み、前記プロセッサはさらに、上述した前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅を取得することに用いられ、前記出力機器は、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールへ振幅が前記Ｐディザ振幅であるＰディザ信号を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールが前記Ｐバイアス電圧とＰディザ信号に応じて変調するようにし、前記プロセッサが前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出する工程は、前記プロセッサが前記直接高調波成分の直接高調波振幅と直接高調波位相、及び前記混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅と混合周波高調波位相を算出することを含み、前記プロセッサが前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、前記プロセッサが前記直接高調波振幅が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記所定の閾値以上であると、前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、初期Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出し、前記所定の閾値よりも小さいと、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、初期Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること、又は、前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、初期Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、第１の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、第２の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記第１の中間Ｐバイアス電圧、第２の中間Ｐバイアス電圧及びＰバイアス電圧に基づき、前記新しいＰバイアス電圧を算出することに用いられることを含む。
【００１８】
そのうち、前記プロセッサが前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ信号と初期Ｐバイアス電圧を取得することは、前記プロセッサが、前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへそれぞれ第１の所定電圧と第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｉ変調モジュールへ複数の第１の走査電圧を入力し、光電変換器により前記分光器から出力された前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記光電変換器により前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第１の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第１の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第１の走査電圧に対応する複数の第１の直流成分を抽出し、前記複数の第１の直流成分から最大値である第１の直流成分を第１の最大直流成分、かつ最小値である第１の直流成分を第１の最小直流成分として取得すること、さらに、前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｑ変調モジュールへ複数の第２の走査電圧を入力し、前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記光電変換器により複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第２の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第２の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第２の走査電圧に対応する複数の第２の直流成分を抽出し、前記複数の第２の直流成分から最大値である第２の直流成分を第２の最大直流成分、かつ最小値である第２の直流成分を第２の最小直流成分として取得すること、前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへ第１の最大直流成分に対応する第１の走査電圧又は第１の最小直流成分に対応する第１の走査電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ第２の最大直流成分に対応する第２の走査電圧又は第２の最小直流成分に対応する第２の走査電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ複数の第３の走査電圧を入力すること、前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、前記光電変換器により複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第３の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第３の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第３の走査電圧に対応する複数の第３の直流成分を抽出すること、前記複数の第３の直流成分に基づき、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すること、前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールへ第１の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへ複数の第４の走査電圧を入力し、前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、かつ光電変換器により前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第４の走査電圧に対応する電気信号に変換し、前記フィルターにより複数の第４の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第４の走査電圧に対応する複数の第４の直流成分を抽出し、前記複数の第４の直流成分に基づき、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出すること、さらに、前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ複数の第５の走査電圧を入力し、前記光電変換器により分光器から出力された前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、かつ前記光電変換器により複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第５の走査電圧に対応する電気信号に変換し、フィルターにより複数の第５の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第５の走査電圧に対応する複数の第５の直流成分を抽出し、前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出することに用いられることを含む。
【００１９】
そのうち、前記初期Ｉバイアス電圧はＩピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧を含み、前記プロセッサが初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｉピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＩバイアス電圧とすることであり、前記初期Ｑバイアス電圧はＱピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧を含み、前記プロセッサが初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｑピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＱバイアス電圧とすることであり、前記初期Ｐバイアス電圧はＰピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧を含み、前記プロセッサが初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｐピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＰバイアス電圧とすることであり、Ｉ基準位相は正のＩ基準位相と負のＩ基準位相を含み、前記Ｑ基準位相は正のＱ基準位相と負のＱ基準位相を含み、前記直接基準位相は正の直接基準位相と負の直接基準位相を含み、前記混合周波基準位相は正の混合周波基準位相と負の混合周波基準位相を含み、前記プロセッサはさらに、前記複数の第３の直流成分に基づきＰ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ半波長電圧を算出し、前記複数の第４の直流成分に基づき前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ半波長電圧を算出し、かつ前記複数の第５の直流成分に基づき前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すると同時に、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ半波長電圧を算出することに用いられ、前記プロセッサが前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得する工程は、前記プロセッサが、前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いでＩ変調モジュールへ初期Ｉバイアス電圧から算出された第１の基準電圧と第２の基準電圧を入力した時に、Ｉ変調モジュールについての前記第１の基準電圧に対応する正のＩ基準高調波成分、及びＩ変調モジュールについての前記第２の基準電圧に対応する負のＩ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＩ基準高調波成分の位相を正のＩ基準位相とし、前記負のＩ基準高調波成分の位相を負のＩ基準位相とし、前記正のＩ基準高調波成分の振幅、負のＩ基準高調波成分の振幅及びＩ半波長電圧に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数を算出し、前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、かつ前記Ｑ変調モジュールへディザ信号を入力し、さらに相次いで初期Ｑバイアス電圧から算出された第３の基準電圧と第４の基準電圧を入力した時に、前記Ｑ変調モジュールについての前記第３の基準電圧に対応する正のＱ基準高調波成分、及び前記Ｑ変調モジュールについての前記第４の基準電圧に対応する負のＱ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＱ基準高調波成分の位相を正のＱ基準位相とし、前記負のＱ基準高調波成分の位相を負のＱ基準位相とし、前記正のＱ基準高調波成分の振幅、負のＱ基準高調波成分の振幅及びＱ半波長電圧に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数を算出し、出力機器により前記Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへそれぞれＩ谷バイアス電圧とＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第５の基準電圧と第６の基準電圧を入力した時に、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第５の基準電圧に対応する正の直接基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第６の基準電圧に対応する負の直接基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の直接基準高調波成分の位相を負の直接基準位相とし、前記正の直接基準高調波成分の位相を正の直接基準位相とし、前記負の直接基準高調波成分の振幅、正の直接基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、直接誤差フィードバック係数を算出し、出力機器により前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつ前記Ｐ位相シフトモジュールへ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第７の基準電圧と第８の基準電圧を入力した時に、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第７の基準電圧に対応する正の混合周波基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第８の基準電圧に対応する負の混合周波基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の混合周波基準高調波成分の位相を負の混合周波基準位相とし、前記正の混合周波基準高調波成分を正の混合周波基準位相とし、前記負の混合周波基準高調波成分の振幅、正の混合周波基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、混合周波誤差フィードバック係数を算出することに用いられることを含む。
【００２０】
そのうち、前記Ｑ誤差フィードバック係数を算出する第１の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000022
ただし、前記
0006568234.tif 000023
がＱ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000024
がＱ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000025
が前記正のＱ基準高調波成分の振幅又は負のＱ基準高調波成分の振幅で、前記
0006568234.tif 000026
が定数であり、
前記Ｉ誤差フィードバック係数を算出する第２の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000027
ただし、前記
0006568234.tif 000028
がＩ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000029
がＩ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000030
が前記正のＩ基準高調波成分の振幅又は負のＩ基準位相高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000031
が定数であり、
前記直接誤差フィードバック係数を算出する第３の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000032
ただし、前記
0006568234.tif 000033
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000034
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000035
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000036
が定数であり、
前記混合周波誤差フィードバック係数を算出する第４の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000037
ただし、前記
0006568234.tif 000038
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000039
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000040
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000041
が定数である。
【００２１】
そのうち、前記プロセッサは上述した前記新しいＩバイアス電圧、新しいＱバイアス電圧と新しいＰバイアス電圧を算出する工程の後、さらに、
前記新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、前記新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、かつ前記新しいＰバイアス電圧が第３の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定すること、前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＩバイアス電圧と前記半波長電圧の偶数倍の和を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＩバイアス電圧と前記半波長電圧の偶数倍の差を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＱバイアス電圧と前記半波長電圧の偶数倍の和を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、前記新しいＱバイアス電圧と前記半波長電圧の偶数倍の差を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＰバイアス電圧が前記第３の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記半波長電圧の偶数倍の和を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ること、前記新しいＰバイアス電圧が前記Ｐバイアス電圧の閾値範囲内の最大値よりも大きいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記半波長電圧の偶数倍の差を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ることに用いられる。
【００２２】
本発明の実施形態では、Ｉ変調モジュールがＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調し、Ｑ変調モジュールがＱバイアス電圧、入力されたＱ無線周波数信号とＱディザ信号に応じて変調し、かつＰ位相シフトモジュールがＰバイアス電圧に応じて変調した後、Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分のＩ高調波位相とＩ高調波振幅、Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及びＰ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を取得し、Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出し、Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出し、かつＰフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出し、さらに改めてＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへ対応する新しいバイアス電圧を入力することで、本発明は光変調器の動作中に、バイアス電圧を頻りに補正し、光変調器の動作特性をさらに安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】光変調器の構造を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法の実施形態のフローチャートである。
【図３】本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法の実施形態において新しいＰバイアス電圧を算出するフローチャートである。
【図４】本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法の実施形態において新しいＰバイアス電圧を算出するフローチャートである。
【図５】本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法の実施形態においてＩ変調モジュールとＱ変調モジュールのバイアス電圧とディザ振幅、及びＰ位相シフトモジュールのバイアス電圧を算出するフローチャートである。
【図６】本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法の実施形態において新しいＩバイアス電圧、新しいＱバイアス電圧と新しいＰバイアス電圧を調整するフローチャートである。
【図７】本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する装置の実施形態の構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面及び実施例に合わせて本発明について詳しく説明する。
【００２５】
本発明がより容易に理解されるために、本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法を説明することに先立ち、まず、図１に示すように、ＩＱ光変調器の構造を説明しておくが、図１は光変調器の構造を模式的に示す図であり、光変調器１０はＩ変調モジュール１０１と、Ｑ変調モジュール１０２と、Ｐ位相シフトモジュール１０３とを備え、Ｉ変調モジュール１０１はＩ変調モジュール１０１に入力された変調信号を入力光信号に変調するためであり、Ｑ変調モジュール１０２はＱ変調モジュール１０２に入力された変調信号を入力光信号に変調するためであり、Ｐ位相シフトモジュール１０３はＱ変調モジュール１０２により変調された光信号に一定の光位相シフトを付与するためである。光変調器１０は入力された光信号を２つに分岐し、Ｉ変調モジュール１０１とＱ変調モジュール１０２がそれぞれ分岐光信号を受信し、Ｐ位相シフトモジュール１０３がＱ変調モジュール１０２に直列接続され、Ｑ変調モジュール１０２により変調された光信号がＰ位相シフトモジュール１０３に入力されて変調され、Ｐ位相シフトモジュール１０３とＩ変調モジュール１０１から出力された光信号が合わせて出力光信号となる。通常、出力光信号が分光器に送信され、分光器により出力光信号が２つ又は複数に分岐され、そのうち、一つが光変調器のバイアス電圧を自動制御する装置に送られ、光変調器のバイアス電圧を自動制御する装置により分光器からの出力光信号に応じて光変調器を制御する。
【００２６】
ここで、光変調器のバイアス電圧の自動制御中に、Ｉ変調モジュール１０１及びＱ変調モジュール１０２へ光信号と無線周波数信号が絶えず入力し続けられ、ＩＱ光変調器から出力光信号が絶えず送り続けられており、出力光信号を採取し、解析を行い、Ｉ変調モジュール１０１、Ｑ変調モジュール１０２とＰ位相シフトモジュール１０３のバイアス電圧を調整することにより、Ｉ変調モジュール１０１、Ｑ変調モジュール１０２とＰ位相シフトモジュール１０３を対応する動作点で安定して動作させることを説明すべきである。また、光変調器１０に設けられたＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールの数は一つに限定されず、複数であってもよいが、複数のＩ変調モジュールと、複数のＱ変調モジュールと、複数のＰ位相シフトモジュールとを有する光変調器も本発明の方法により制御可能である。
【００２７】
さらに、図１中の光変調器の構造から、光変調器の入出力光パワーが下記の関係を有することが得られる。
0006568234.tif 000042
・・・式１
0006568234.tif 000043
、
0006568234.tif 000044
、
0006568234.tif 000045
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール及びＰ位相シフトモジュールに印加された電圧を示し、
0006568234.tif 000046
、
0006568234.tif 000047
、
0006568234.tif 000048
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール、Ｐ位相シフトモジュールに対応する半波長電圧を示す。式１から、ディザ信号が印加された後の直流成分の光パワーと類似する関係が導出され、すなわち、そのうち直流成分の関係は下記の通りである。
【００２８】
0006568234.tif 000049
・・・式２
0006568234.tif 000050
、
0006568234.tif 000051
、
0006568234.tif 000052
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール及びＰ位相シフトモジュールに印加されたバイアス電圧を示し、
0006568234.tif 000053
、
0006568234.tif 000054
、
0006568234.tif 000055
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール、Ｐ位相シフトモジュールに対応する半波長電圧を示し、
0006568234.tif 000056
、
0006568234.tif 000057
はそれぞれＩ変調モジュールについてのＩ無線周波数信号とＩ変調モジュールの半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示し、
0006568234.tif 000058
、
0006568234.tif 000059
はそれぞれＱ変調モジュールについてのＱ無線周波数信号とＱ変調モジュールの半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示す。
【００２９】
採取してきたＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール、Ｐ位相シフトモジュールについてのディザ信号の一次高調波成分はそれぞれ、下記の通りである。
【００３０】
0006568234.tif 000060
・・・式３
0006568234.tif 000061
、
0006568234.tif 000062
、
0006568234.tif 000063
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール及びＰ位相シフトモジュールに印加されたバイアス電圧を示し、
0006568234.tif 000064
、
0006568234.tif 000065
、
0006568234.tif 000066
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール、Ｐ位相シフトモジュールに対応する半波長電圧を示し、
0006568234.tif 000067
、
0006568234.tif 000068
はそれぞれＩ変調モジュールについてのＩ無線周波数信号とＩ変調モジュールの半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示し、
0006568234.tif 000069
、
0006568234.tif 000070
はそれぞれＱ変調モジュールについてのＱ無線周波数信号とＱ変調モジュールの半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示す。
0006568234.tif 000071
はＩ路ディザ信号とＩ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示し、
0006568234.tif 000072
はＱ路ディザ信号とＱ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータであり、
0006568234.tif 000073
はＰ路ディザ信号とＰ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータである。
【００３１】
Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ路ディザ信号の二次高調波とＩＱ２路のディザ信号の一次高調波の積はそれぞれ下記の通りである。
【００３２】
0006568234.tif 000074
・・・式４
0006568234.tif 000075
、
0006568234.tif 000076
、
0006568234.tif 000077
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール及びＰ位相シフトモジュールに印加されたバイアス電圧を示し、
0006568234.tif 000078
、
0006568234.tif 000079
、
0006568234.tif 000080
はそれぞれＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュール、Ｐ位相シフトモジュールに対応する半波長電圧を示し、
0006568234.tif 000081
、
0006568234.tif 000082
はそれぞれＩ変調モジュールについてのＩ無線周波数信号とＩ変調モジュールの半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示し、
0006568234.tif 000083
、
0006568234.tif 000084
はそれぞれＱ変調モジュールについてのＱ無線周波数信号とＱ変調モジュールの半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示す。
0006568234.tif 000085
はＩ路ディザ信号とＩ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示し、
0006568234.tif 000086
はＱ路ディザ信号とＱ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータであり、
0006568234.tif 000087
はＰ路ディザ信号とＰ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータである。
0006568234.tif 000088
はＰ路ディザ信号とＰ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示し、
0006568234.tif 000089
はＩ路ディザ信号とＩ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータを示し、
0006568234.tif 000090
はＱ路ディザ信号とＱ路半波長電圧によって決められるシステムパラメータである。
【００３３】
上述したように、式３、４から、出力光信号に含まれた幾つかのフィードバック信号の高調波成分により光変調器の動作状態が得られ、さらに光変調器の動作状態が制御されることが分かるが、以下、本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する方法の具体的な制御プロセスについて詳しく説明する。図２に示すように、図２は本発明に係る光変調器のバイアス電圧を自動制御する実施形態のフローチャートであり、その方法は、
工程Ｓ２０１：Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、及びＰ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得することと、
工程Ｓ２０２：Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、及びＰ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得することと、
工程Ｓ２０３：初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とし、初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とし、かつ初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とすることと、
工程Ｓ２０４：Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧と振幅がＩディザ振幅であるＩディザ信号を入力し、Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧と振幅がＱディザ振幅であるＱディザ信号を入力し、かつＰ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力することであって、
Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号が入力されると、Ｉ変調モジュールがＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて入力された光信号を変調し、Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号が入力されると、Ｑ変調モジュールがＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて入力された光信号を変調し、Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧が入力されると、Ｐ位相シフトモジュールがＰバイアス電圧に応じて光信号を変調し、Ｉ無線周波数信号は無線周波数モジュールから光変調器へ入力され、Ｑ無線周波数信号は無線周波数モジュールから光変調器へ入力され、そのうち、Ｉ変調モジュールはＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力Ｉ無線周波数信号に応じて入力光信号を変調し、Ｑ変調モジュールはＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力Ｑ無線周波数信号に応じて入力光信号を変調することと、
工程Ｓ２０５：Ｉ変調モジュールによりＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力Ｉ無線周波数信号に応じて変調され、Ｑ変調モジュールによりＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調され、及びＰ位相シフトモジュールＰバイアス電圧に応じて変調された後出力された出力光信号を採取することであって、
振幅がＩディザ振幅であるＩディザ信号と振幅がＱディザ振幅であるＱディザ信号の周波数は共に予め設定されているのに対し、Ｉディザ信号とＱディザ信号の振幅は可変であることと、
工程Ｓ２０６：出力光信号を電気信号に変換し、かつ電気信号から交流成分を採取することと、
工程Ｓ２０７：交流成分からＩ変調モジュールについてのＩ高調波成分、Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号を抽出することであって、
Ｉ高調波成分、Ｑ高調波成分とＰフィードバック信号の周波数がそれぞれ異なっているので、それらのそれぞれの周波数によって交流成分からろ過して取り出すことができることと、
工程Ｓ２０８：Ｉ高調波成分のＩ高調波振幅とＩ高調波位相、Ｑ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及びＰフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出することと、
工程Ｓ２０９：Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出し、Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出し、かつＰフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出することと、
工程Ｓ２１０：新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とし、新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とし、かつ新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とし、改めて工程Ｓ２０４に戻すことと
を含む。
【００３４】
本発明の実施形態では、Ｉ変調モジュールがＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調し、Ｑ変調モジュールがＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と、入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調し、かつＰ位相シフトモジュールがＰバイアス電圧に応じて変調した後、Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分のＩ高調波位相とＩ高調波振幅、Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及びＰ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を取得し、Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出し、Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出し、かつＰフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出し、さらに改めてＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへ対応する新しいバイアス電圧を入力することにより、本発明は光変調器の動作中に、バイアス電圧を頻りに補正し、光変調器の動作特性をさらに安定化することができる。
【００３５】
光変調器の構造から分かるように、Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへバイアス電圧とディザ信号を印加した後、Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールに入力されたディザ信号が光変調器の出力箇所において重畳して混合周波信号を形成するが、Ｐバイアス電圧が混合周波信号に影響を与えるので、直接的にＰ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧に応じて変調してもよく、無論、Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧とＰディザ信号を同時に入力し、Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧とＰディザ信号に基づき変調してもよく、以下、Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力する方式及びＰ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧とＰディザ信号を同時に入力する方式について説明する。
【００３６】
（１）Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧のみを入力し、Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、かつＱ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力することであり、
Ｐフィードバック信号はＩディザ信号とＱディザ信号の差周波高調波成分及び／又はＩディザ信号とＱディザ信号の和周波高調波成分を含む混合周波高調波成分を含み、Ｐ基準位相は混合周波高調波成分の混合周波基準位相を含み、Ｐフィードバック信号振幅は混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅を含み、Ｐフィードバック信号位相は混合周波高調波成分の混合周波高調波位相を含み、Ｐ誤差フィードバック係数は混合周波誤差フィードバック係数を含み、工程Ｓ２０９においてＰフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、具体的に、混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出することを含む。
【００３７】
（２）Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧とＰディザ信号を入力し、Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、かつＱ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力することであり、
Ｐフィードバック信号は混合周波高調波成分とＰディザ信号から発生された直接高調波成分である直接高調波成分を含む。Ｐフィードバック信号振幅は直接高調波成分の直接高調波振幅と混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅をさらに含み、Ｐフィードバック信号位相は直接高調波成分の直接高調波位相と混合周波高調波成分の混合周波高調波位相をさらに含み、Ｐ基準位相は直接基準位相と混合周波基準位相をさらに含み、Ｐ誤差フィードバック係数は直接誤差フィードバック係数と混合周波誤差フィードバック係数をさらに含む。
【００３８】
Ｐバイアス電圧を算出する場合は、混合周波高調波成分と直接高調波成分の一方の関連データに基づき算出してもよく、混合周波高調波成分と直接高調波成分の両方の関連データに基づき算出してもよいが、その方法は、工程Ｓ２０１においてＰ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得する他に、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅を取得することと、工程Ｓ２０４においてＰ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力する他に、Ｐ位相シフトモジュールへＰディザ信号を入力し、Ｐ位相シフトモジュールがＰバイアス電圧と振幅がＰディザ振幅であるＰディザ信号に基づき変調するようにすることとをさらに含む。ここで、Ｐディザ信号の周波数が固定しているのに対し、Ｐディザ信号の振幅が可変であることを説明すべきである。
【００３９】
図３に示すように、工程Ｓ２０９はさらに、具体的に、
工程Ｓ２０９１：直接高調波成分の直接高調波振幅と直接高調波位相、及び混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅と混合周波高調波位相を算出することと、
工程Ｓ２０９２：直接高調波振幅が所定の閾値以上であるか否かを判定し、所定の閾値以上であると、工程Ｓ２０９３に入り、そうでないと、工程Ｓ２０９４に入ることと、
工程Ｓ２０９３：直接高調波位相と直接基準位相に基づき、直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出することと、
工程Ｓ２０９４：混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出することと
を含む。
【００４０】
図４に示すように、工程Ｓ２０９は、具体的に、
工程Ｓ２０９５：直接高調波位相と直接基準位相に基づき、直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、第１の中間Ｐバイアス電圧を算出することと、
工程Ｓ２０９６：混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、第２の中間Ｐバイアス電圧を算出することと、
工程Ｓ２０９７：第１の中間Ｐバイアス電圧、第２の中間Ｐバイアス電圧及びＰバイアス電圧に応じて新しいＰバイアス電圧を算出することであって、
第１の中間Ｐバイアス電圧、第２の中間Ｐバイアス電圧及びＰバイアス電圧に応じて新しいＰバイアス電圧を算出する計算方式には複数の種類があるが、その一例を挙げて説明すると、第１の中間Ｐバイアス電圧とＰバイアス電圧との第１の差分を算出し、第２の中間Ｐバイアス電圧とＰバイアス電圧との第２の差分を算出し、第１の差分、第２の差分とＰバイアス電圧との和を新しいＰバイアス電圧とすることと
を含んでもよい。
【００４１】
本発明の実施形態では、式１と式２から分かるように、所定電圧と走査電圧を入力することにより、Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、及びＰ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧が取得されるが、図５に示すように、工程Ｓ２０１は、
工程Ｓ２０１１：Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへそれぞれ第１の所定電圧と第２の所定電圧を入力し、相次いでＩ変調モジュールへ複数の第１の走査電圧を入力し、複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第１の走査電圧に対応する電気信号に変換し、複数の第１の走査電圧に対応する電気信号から複数の第１の走査電圧に対応する複数の第１の直流成分を抽出し、複数の第１の直流成分から最大値である第１の直流成分を第１の最大直流成分、かつ最小値である第１の直流成分を第１の最小直流成分として取得し、さらにＩ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールへ第２の所定電圧を入力し、相次いでＱ変調モジュールへ複数の第２の走査電圧を入力し、複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第２の走査電圧に対応する電気信号に変換し、複数の第２の走査電圧に対応する電気信号から複数の第２の走査電圧に対応する複数の第２の直流成分を抽出し、複数の第２の直流成分から最大値である第２の直流成分を第２の最大直流成分、かつ最小値である第２の直流成分を第２の最小直流成分として取得することと、
工程Ｓ２０１２：Ｉ変調モジュールへ第１の最大直流成分に対応する第１の走査電圧又は第１の最小直流成分に対応する第１の走査電圧を入力し、Ｑ変調モジュールへ第２の最大直流成分に対応する第２の走査電圧又は第２の最小直流成分に対応する第２の走査電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールへ複数の第３の走査電圧を入力することと、
工程Ｓ２０１３：複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第３の走査電圧に対応する電気信号に変換し、複数の第３の走査電圧に対応する電気信号から複数の第３の走査電圧に対応する複数の第３の直流成分を抽出することと、
工程Ｓ２０１４：複数の第３の直流成分に基づき、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出することと、
工程Ｓ２０１５：Ｑ変調モジュールへ第１の所定電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、Ｉ変調モジュールへ複数の第４の走査電圧を入力し、複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第４の走査電圧に対応する電気信号に変換し、複数の第４の走査電圧に対応する電気信号から複数の第４の走査電圧に対応する複数の第４の直流成分を抽出し、複数の第４の直流成分に基づき、Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出し、さらにＩ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ複数の第５の走査電圧を入力し、複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第５の走査電圧に対応する電気信号に変換し、複数の第５の走査電圧に対応する電気信号から複数の第５の走査電圧に対応する複数の第５の直流成分を抽出し、前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出することと
を含み、
さらに、初期Ｉバイアス電圧はＩピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧を含むが、工程Ｓ２０３における初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程は、具体的に、Ｉピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＩバイアス電圧とすることである。
【００４２】
初期Ｑバイアス電圧はＱピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧を含む。工程Ｓ２０３における初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｑピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＱバイアス電圧とすることであり、
前記初期Ｐバイアス電圧はＰピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧を含む。工程Ｓ２０３における初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記Ｐピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＰバイアス電圧とすることであり、
Ｉ基準位相は正のＩ基準位相と負のＩ基準位相を含み、Ｑ基準位相は正のＱ基準位相と負のＱ基準位相を含み、直接基準位相は正の直接基準位相と負の直接基準位相を含み、混合周波基準位相は正の混合周波基準位相と負の混合周波基準位相を含む。
その方法はさらに、
複数の第３の直流成分に基づきＰ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すると同時に、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ半波長電圧を算出し、複数の第４の直流成分に基づきＩ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出すると同時に、Ｉ変調モジュールについてのＩ半波長電圧を算出し、かつ複数の第５の直流成分に基づきＱ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すると同時に、Ｑ変調モジュールについてのＱ半波長電圧を算出すること
を含み、
工程Ｓ２０２は、具体的に、
Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、Ｉ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いでＩ変調モジュールへ第１の基準電圧と第２の基準電圧を入力し、Ｉ変調モジュールについての前記第１の基準電圧に対応する正のＩ基準高調波成分、及びＩ変調モジュールについての前記第２の基準電圧に対応する負のＩ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＩ基準高調波成分の位相を正のＩ基準位相とし、前記負のＩ基準高調波成分の位相を負のＩ基準位相とし、前記正のＩ基準高調波成分の振幅、負のＩ基準高調波成分の振幅及びＩ半波長電圧に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数を算出し、Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、さらに前記Ｑ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで第３の基準電圧と第４の基準電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールについての前記第３の基準電圧に対応する正のＱ基準高調波成分、及び前記Ｑ変調モジュールについての前記第４の基準電圧に対応する負のＱ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＱ基準高調波成分の位相を正のＱ基準位相とし、前記負のＱ基準高調波成分の位相を負のＱ基準位相とし、前記正のＱ基準高調波成分の振幅、負のＱ基準高調波成分の振幅及びＱ半波長電圧に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数を算出し、
Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへそれぞれＩ谷バイアス電圧とＱ谷バイアス電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで第５の基準電圧と第６の基準電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールについての第５の基準電圧に対応する正の直接基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての第６の基準電圧に対応する負の直接基準高調波成分をそれぞれ取得し、負の直接基準高調波成分の位相を負の直接基準位相とし、正の直接基準高調波成分の位相を正の直接基準位相とし、負の直接基準高調波成分の振幅、正の直接基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、直接誤差フィードバック係数を算出し、
Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧とＩディザ信号を入力し、Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつＰ位相シフトモジュールへ相次いで第７の基準電圧と第８の基準電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第７の基準電圧に対応する正の混合周波基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第８の基準電圧に対応する負の混合周波基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の混合周波基準高調波成分の位相を負の混合周波基準位相とし、前記正の混合周波基準高調波成分を正の混合周波基準位相とし、前記負の混合周波基準高調波成分の振幅、正の混合周波基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、混合周波誤差フィードバック係数を算出することである。
【００４３】
第１の基準電圧と第２の基準電圧は初期Ｉバイアス電圧から算出されたもので、好ましくは、第１の基準電圧と第２の基準電圧がそれぞれＩ正の二等分点バイアス電圧とＩ負の二等分点バイアス電圧であり、又は、Ｉ正の二等分点バイアス電圧とＩ負の二等分点バイアス電圧近くの電圧である。
【００４４】
第３の基準電圧と第４の基準電圧は初期Ｑバイアス電圧から算出されたもので、好ましくは、第３の基準電圧と第４の基準電圧がそれぞれＱ正の二等分点バイアス電圧とＱ負の二等分点バイアス電圧であり、又は、Ｑ正の二等分点バイアス電圧とＱ負の二等分点バイアス電圧近くの電圧である。
【００４５】
第５の基準電圧と第６の基準電圧は初期Ｐバイアス電圧から算出されたもので、好ましくは、第５の基準電圧と第６の基準電圧がそれぞれＰピークバイアス電圧とＰ谷バイアス電圧であり、又は、Ｐピークバイアス電圧とＰ谷バイアス電圧近くの電圧である。
【００４６】
第７の基準電圧と第８の基準電圧は初期Ｐバイアス電圧から算出されたもので、好ましくは、第７の基準電圧と第８の基準電圧がそれぞれＰピークバイアス電圧とＰ谷バイアス電圧であり、又は、Ｐピークバイアス電圧とＰ谷バイアス電圧近くの電圧である。
【００４７】
さらに、前記正のＱ基準高調波成分の振幅、負のＱ基準高調波成分の振幅及びＱ半波長電圧に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数を算出するための第１の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000091
ただし、前記
0006568234.tif 000092
がＱ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000093
がＱ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000094
が前記正のＱ基準高調波成分の振幅又は負のＱ基準高調波成分の振幅で、前記
0006568234.tif 000095
が定数であり、
前記正のＩ基準高調波成分の振幅、負のＩ基準高調波成分の振幅及びＩ半波長電圧に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数を算出するための第２の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000096
ただし、前記
0006568234.tif 000097
がＩ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000098
がＩ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000099
が前記正のＩ基準高調波成分の振幅又は負のＩ基準位相高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000100
が定数であり、
前記正の直接基準高調波成分の振幅、負の直接基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、直接誤差フィードバック係数を算出するための第３の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000101
ただし、前記
0006568234.tif 000102
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000103
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000104
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000105
が定数であり、
前記正の混合周波基準高調波成分の振幅、負の混合周波基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、混合周波誤差フィードバック係数を算出するための第４の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000106
ただし、前記
0006568234.tif 000107
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000108
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000109
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000110
が定数である。
【００４８】
ここで、Ｑディザ振幅、Ｑ基準位相、Ｑ誤差フィードバック係数、Ｉディザ振幅、Ｉ基準位相、Ｉ誤差フィードバック係数、Ｐディザ振幅、直接基準位相、直接誤差フィードバック係数、混合周波基準位相と混合周波誤差フィードバック係数のうちの一部又は全てのデータが予め上記算出プロセスによって算出されてシステムの記憶ユニットに記憶されておくことができ、上記データを利用する必要がある場合は、直接的に記憶ユニットから抽出すればよいことを説明すべきである。
【００４９】
新しいバイアス電圧が高すぎる又は低すぎることになり、光変調器の変調特性に影響を与えることを回避するために、算出された新しいバイアス電圧を検出してもよく、新しいバイアス電圧が高すぎる又は低すぎると、能動的にコールバックが、工程Ｓ２０９と工程Ｓ２１０の間に行われ、図６に示すように、その方法は、
工程Ｓ２１３：新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、かつ新しいＰバイアス電圧が第３の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、工程Ｓ２１４に入り、前記新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、工程Ｓ２１５に入り、新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、工程Ｓ２１６に入り、新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、工程Ｓ２１７に入り、新しいＰバイアス電圧が第３の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、工程Ｓ２１８に入り、新しいＰバイアス電圧がＰバイアス電圧の閾値範囲内の最大値以上であると、工程Ｓ２１９に入ることと、
工程Ｓ２１４：新しいＩバイアス電圧とＩ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＩバイアス電圧とし、工程Ｓ２１０に入ることと、
工程Ｓ２１５：新しいＩバイアス電圧とＩ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＩバイアス電圧とし、工程Ｓ２１０に戻すことと、
工程Ｓ２１６：新しいＱバイアス電圧とＱ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＱバイアス電圧とし、工程Ｓ２１０に戻すことと、
工程Ｓ２１７：新しいＱバイアス電圧とＱ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＱバイアス電圧とし、工程Ｓ２１０に戻すことと、
工程Ｓ２１８：新しいＰバイアス電圧とＰ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＰバイアス電圧とし、工程Ｓ２１０に戻すことと、
工程Ｓ２１９：新しいＰバイアス電圧とＰ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＰバイアス電圧とし、工程Ｓ２１０に戻すことと
を含む。
【００５０】
無論、工程Ｓ２０２に入る前に、Ｉ変調モジュール、Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへ試験電圧を入力し、出力光信号を試験光信号として採取し、試験光信号を試験電気信号に変換し、試験電気信号から対応する直流信号を抽出し、直流信号における最大値と予め設定された直流閾値との比例係数を算出し、さらに比例係数によって増幅器の増幅係数を算出し、そして増幅器へ増幅係数を入力し、増幅器により採取された電気信号を増幅させ、フィルターに入った電気信号の特性が一致することを確保してもよい。
本発明の実施形態では、Ｉ変調モジュールがＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調し、Ｑ変調モジュールがＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調し、かつＰ位相シフトモジュールがＰバイアス電圧に応じて変調した後、Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分のＩ高調波位相とＩ高調波振幅、Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及びＰ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を取得し、Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出し、Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出し、かつＰフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出し、さらに改めてＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへ対応する新しいバイアス電圧を入力することにより、本発明は光変調器の動作中に、バイアス電圧を頻りに補正し、光変調器の動作特性をさらに安定化することができる。
【００５１】
本発明はまた、光変調器のバイアス電圧を自動制御する装置の実施形態を提供するが、図７に示すように、装置３０は光電変換器３０２と、フィルター３０３と、プロセッサ３０４と、出力機器３０５とを備える。
【００５２】
プロセッサ３０４はＩ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得すること、前記Ｉ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得すること、前記初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とし、前記初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とし、さらに前記初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とし、前記Ｑバイアス電圧、Ｉバイアス電圧とＰバイアス電圧を出力機器に送信することに用いられ、
出力機器３０５は前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧と振幅が前記Ｉディザ振幅であるＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧と振幅が前記Ｑディザ振幅であるＱディザ信号を入力し、さらに、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力することに用いられ、
光電変換器３０２は、前記Ｉ変調モジュールによりＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調され、前記Ｑ変調モジュールによりＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調され、及び前記Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧に応じて変調された後出力された出力光信号を分光器により採取し、前記出力光信号を電気信号に変換することに用いられ、
フィルター３０３は、電気信号から交流成分を抽出することに用いられ、
プロセッサ３０４は、前記交流成分から前記Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分、前記Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分、及び前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号を抽出することに用いられ、
プロセッサ３０４は、前記Ｉ高調波成分のＩ高調波振幅とＩ高調波位相、前記Ｑ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及び前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出すること、前記Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、前記Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出すること、前記Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、前記Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出すること、さらに前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出すること、前記新しいＩバイアス電圧を前記Ｉバイアス電圧とし、前記新しいＱバイアス電圧を前記Ｑバイアス電圧とし、かつ前記新しいＰバイアス電圧を前記Ｐバイアス電圧とし、さらに前記Ｑバイアス電圧、Ｉバイアス電圧とＰバイアス電圧を出力機器に送信し、前記出力機器が前記Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力し、さらに、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力するようにすることに用いられる。
【００５３】
光変調器の構造から分かるように、Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールへバイアス電圧とディザ信号を印加した後、Ｉ変調モジュールとＱ変調モジュールに入力されたディザ信号が光変調器の出力箇所において重畳して混合周波信号を形成するが、Ｐバイアス電圧が混合周波信号に影響を与えるので、直接的にＰ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールによりＰバイアス電圧に基づき変調してもよく、無論、Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧とＰディザ信号を同時に入力し、Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧とＰディザ信号に基づき変調してもよく、以下、Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力する方式及びＰ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧とＰディザ信号を同時に入力する方式について説明する。
【００５４】
（１）出力機器３０５がＰ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧のみを入力し、Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、かつＱ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力すること
Ｐフィードバック信号は、Ｉディザ信号とＱディザ信号の差周波高調波成分及び／又はＩディザ信号とＱディザ信号の和周波高調波成分を含む混合周波高調波成分を含み、Ｐ基準位相は混合周波高調波成分の混合周波基準位相を含み、Ｐフィードバック信号振幅は混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅を含み、Ｐフィードバック信号位相は混合周波高調波成分の混合周波高調波位相を含み、Ｐ誤差フィードバック係数は混合周波誤差フィードバック係数を含み、プロセッサ３０４がＰフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、具体的に、プロセッサ３０４が混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出することである。
【００５５】
（２）Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧とＰディザ信号を入力し、Ｉ変調モジュールへＩバイアス電圧とＩディザ信号を入力し、かつＱ変調モジュールへＱバイアス電圧とＱディザ信号を入力すること
Ｐフィードバック信号は、Ｐディザ信号から発生されたものである直接高調波成分と混合周波高調波成分を含む。前記Ｐフィードバック信号振幅は、直接高調波成分の直接高調波振幅と混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅をさらに含み、Ｐフィードバック信号位相は、直接高調波成分の直接高調波位相と混合周波高調波成分の混合周波高調波位相をさらに含み、前記Ｐ基準位相は、直接高調波成分の直接基準位相と混合周波高調波成分の混合周波基準位相をさらに含み、前記Ｐ誤差フィードバック係数は直接誤差フィードバック係数と混合周波誤差フィードバック係数をさらに含む。
【００５６】
プロセッサ３０４は、さらに、上述した前記Ｐ位相シフトモジュールについての初期Ｐバイアス電圧を取得すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅を取得すること、前記Ｐ位相シフトモジュールへＰバイアス電圧を入力すると同時に、前記Ｐ位相シフトモジュールへ振幅が前記Ｐディザ振幅であるＰディザ信号を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールが前記Ｐバイアス電圧とＰディザ信号に応じて変調するようにすることに用いられる。
【００５７】
プロセッサ３０４が前記Ｐフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を算出する工程は、プロセッサ３０４が前記直接高調波成分の直接高調波振幅と直接高調波位相、及び前記混合周波高調波成分の混合周波高調波振幅と混合周波高調波位相を算出することを含み、
プロセッサ３０４が前記Ｐフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、前記Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出する工程は、
プロセッサ３０４が
前記直接高調波振幅が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記所定の閾値以上であると、前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出し、前記所定の閾値よりも小さいと、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること、
又は、
前記直接高調波位相と直接基準位相に基づき、前記直接誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と直接高調波振幅に合わせて、第１の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記混合周波高調波位相と混合周波基準位相に基づき、前記混合周波誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧と混合周波高調波振幅に合わせて、第２の中間Ｐバイアス電圧を算出し、前記第１の中間Ｐバイアス電圧、第２の中間Ｐバイアス電圧及びＰバイアス電圧に基づき、前記新しいＰバイアス電圧を算出すること
に用いられることを含む。
【００５８】
プロセッサ３０４が前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ信号と初期Ｐバイアス電圧を取得することは、
プロセッサ３０４が、
前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへそれぞれ第１の所定電圧と第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｉ変調モジュールへ複数の第１の走査電圧を入力し、光電変換器３０２により前記分光器３０１から出力された前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、光電変換器３０２により前記複数の第１の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第１の走査電圧に対応する電気信号に変換し、フィルター３０３により複数の第１の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第１の走査電圧に対応する複数の第１の直流成分を抽出し、前記複数の第１の直流成分から最大値である第１の直流成分を第１の最大直流成分、最小値である第１の直流成分を第１の最小直流成分として取得し、かつ前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ第２の所定電圧を入力し、相次いで前記Ｑ変調モジュールへ複数の第２の走査電圧を入力し、光電変換器３０２により前記分光器３０１から出力された前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、光電変換器３０２により前記複数の第２の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第２の走査電圧に対応する電気信号に変換し、フィルター３０３により複数の第２の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第２の走査電圧に対応する複数の第２の直流成分を抽出し、前記複数の第２の直流成分から最大値である第２の直流成分を第２の最大直流成分、かつ最小値である第２の直流成分を第２の最小直流成分として取得すること、
前記出力機器により前記Ｉ変調モジュールへ第１の最大直流成分に対応する第１の走査電圧又は第１の最小直流成分に対応する第１の走査電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ第２の最大直流成分に対応する第２の走査電圧又は第２の最小直流成分に対応する第２の走査電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ複数の第３の走査電圧を入力すること、
光電変換器３０２により分光器３０１から出力された前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、光電変換器３０２により前記複数の第３の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第３の走査電圧に対応する電気信号に変換し、フィルター３０３により複数の第３の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第３の走査電圧に対応する複数の第３の直流成分を抽出すること、
前記複数の第３の直流成分に基づき、前記Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すること、
前記出力機器により前記Ｑ変調モジュールへ第１の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｉ変調モジュールへ複数の第４の走査電圧を入力し、光電変換器３０２により分光器３０１から出力された前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、かつ光電変換器３０２により前記複数の第４の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第４の走査電圧に対応する電気信号に変換し、フィルター３０３により複数の第４の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第４の走査電圧に対応する複数の第４の直流成分を抽出し、前記複数の第４の直流成分に基づき、前記Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出し、さらに前記Ｉ変調モジュールへ第３の所定電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正の二等分点バイアス電圧又は負の二等分点バイアス電圧を入力し、前記Ｑ変調モジュールへ複数の第５の走査電圧を入力し、前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を採取し、かつ光電変換器３０２により前記複数の第５の走査電圧に対応する出力光信号を複数の第５の走査電圧に対応する電気信号に変換し、フィルター３０３により複数の第５の走査電圧に対応する電気信号から前記複数の第５の走査電圧に対応する複数の第５の直流成分を抽出し、前記複数の第５の直流成分に基づき、前記Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すること
に用いられることを含む。
【００５９】
本発明の実施形態では、初期Ｉバイアス電圧はＩピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧を含む。プロセッサ３０４が初期Ｉバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｉピークバイアス電圧、Ｉ谷バイアス電圧、Ｉ正の二等分点バイアス電圧及びＩ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＩバイアス電圧とすることであり、
初期Ｑバイアス電圧はＱピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧を含む。プロセッサ３０４が初期Ｑバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｑピークバイアス電圧、Ｑ谷バイアス電圧、Ｑ正の二等分点バイアス電圧及びＱ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＱバイアス電圧とすることである。
【００６０】
初期Ｐバイアス電圧はＰピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧を含む。プロセッサが初期Ｐバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程は、具体的に、前記プロセッサが前記Ｐピークバイアス電圧、Ｐ谷バイアス電圧、Ｐ正の二等分点バイアス電圧及びＰ負の二等分点バイアス電圧のうちの一つをＰバイアス電圧とすることであり、
Ｉ基準位相は正のＩ基準位相と負のＩ基準位相を含み、前記Ｑ基準位相は正のＱ基準位相と負のＱ基準位相を含み、前記直接基準位相は正の直接基準位相と負の直接基準位相を含み、前記混合周波基準位相は正の混合周波基準位相と負の混合周波基準位相を含み、
プロセッサ３０４はさらに、複数の第３の直流成分に基づき、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰディザ振幅と初期Ｐバイアス電圧を算出すると同時に、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ半波長電圧を算出し、複数の第４の直流成分に基づき、Ｉ変調モジュールについてのＩディザ振幅と初期Ｉバイアス電圧を算出すると同時に、Ｉ変調モジュールについてのＩ半波長電圧を算出し、かつ複数の第５の直流成分に基づき、Ｑ変調モジュールについてのＱディザ振幅と初期Ｑバイアス電圧を算出すると同時に、Ｑ変調モジュールについてのＱ半波長電圧を算出することに用いられ、
プロセッサ３０４がＩ変調モジュールについてのＩ基準位相とＩ誤差フィードバック係数、Ｑ変調モジュールについてのＱ基準位相とＱ誤差フィードバック係数、Ｐ位相シフトモジュールについてのＰ基準位相とＰ誤差フィードバック係数を取得する工程は、
プロセッサ３０４が、
出力機器によりＱ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧を入力し、Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、Ｉ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いでＩ変調モジュールへ初期Ｉバイアス電圧から算出された第１の基準電圧と第２の基準電圧を入力した時に、Ｉ変調モジュールについての前記第１の基準電圧に対応する正のＩ基準高調波成分、及びＩ変調モジュールについての前記第２の基準電圧に対応する負のＩ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＩ基準高調波成分の位相を正のＩ基準位相とし、前記負のＩ基準高調波成分の位相を負のＩ基準位相とし、前記正のＩ基準高調波成分の振幅、負のＩ基準高調波成分の振幅及びＩ半波長電圧に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数を算出し、
出力機器により前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへ正のＰ二等分点バイアス電圧又は負のＰ二等分点バイアス電圧を入力し、さらに前記Ｑ変調モジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで初期Ｉバイアス電圧から算出された第３の基準電圧と第４の基準電圧を入力した時に、前記Ｑ変調モジュールについての前記第３の基準電圧に対応する正のＱ基準高調波成分、及び前記Ｑ変調モジュールについての前記第４の基準電圧に対応する負のＱ基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記正のＱ基準高調波成分の位相を正のＱ基準位相とし、前記負のＱ基準高調波成分の位相を負のＱ基準位相とし、前記正のＱ基準高調波成分の振幅、負のＱ基準高調波成分の振幅及びＱ半波長電圧に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数を算出し、
出力機器によりＩ変調モジュールとＱ変調モジュールへそれぞれＩ谷バイアス電圧とＱ谷バイアス電圧を入力し、前記Ｐ位相シフトモジュールへディザ信号を入力し、かつ相次いで第５の基準電圧と第６の基準電圧を入力した時に、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第５の基準電圧に対応する正の直接基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第６の基準電圧に対応する負の直接基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の直接基準高調波成分の位相を負の直接基準位相とし、前記正の直接基準高調波成分の位相を正の直接基準位相とし、前記負の直接基準高調波成分の振幅、正の直接基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、直接誤差フィードバック係数を算出し、
出力機器により前記Ｉ変調モジュールへＩ谷バイアス電圧とＩディザ信号を入力し、前記Ｑ変調モジュールへＱ谷バイアス電圧とＱディザ信号を入力し、かつ前記Ｐ位相シフトモジュールへ相次いで初期Ｐバイアス電圧から算出された第７の基準電圧と第８の基準電圧を入力した時に、Ｐ位相シフトモジュールについての前記第７の基準電圧に対応する正の混合周波基準高調波成分、及びＰ位相シフトモジュールについての前記第８の基準電圧に対応する負の混合周波基準高調波成分をそれぞれ取得し、前記負の混合周波基準高調波成分の位相を負の混合周波基準位相とし、前記正の混合周波基準高調波成分を正の混合周波基準位相とし、前記負の混合周波基準高調波成分の振幅、正の混合周波基準高調波成分の振幅及びＰ半波長電圧に基づき、混合周波誤差フィードバック係数を算出すること
に用いられることを含む。
【００６１】
本実施形態では、好ましくは、第１の基準電圧と第２の基準電圧がそれぞれＩ正の二等分点バイアス電圧とＩ負の二等分点バイアス電圧であり、又は、Ｉ正の二等分点バイアス電圧とＩ負の二等分点バイアス電圧近くの電圧であるので、第１の基準電圧＝Ｉ正の二等分点バイアス電圧＋第１のパラメータ、第２の基準電圧＝Ｉ負の二等分点バイアス電圧＋第２のパラメータである。第３の基準電圧と第４の基準電圧がそれぞれＱ正の二等分点バイアス電圧とＱ負の二等分点バイアス電圧であり、又は、Ｑ正の二等分点バイアス電圧とＱ負の二等分点バイアス電圧近くの電圧であるので、第３の基準電圧＝Ｑ正の二等分点バイアス電圧＋第１のパラメータ、第４の基準電圧＝Ｑ負の二等分点バイアス電圧＋第２のパラメータである。第５の基準電圧と第６の基準電圧がそれぞれＰピークバイアス電圧とＰ谷バイアス電圧であり、又は、Ｐピークバイアス電圧とＰピークバイアス電圧近くの電圧であるので、第５の基準電圧＝Ｐピークバイアス電圧＋第１のパラメータ、第６の基準電圧＝Ｐ谷バイアス電圧＋第２のパラメータである。第７の基準電圧と第８の基準電圧がそれぞれＰピークバイアス電圧とＰ谷バイアス電圧であり、又は、Ｐピークバイアス電圧とＰ谷バイアス電圧近くの電圧であるので、第７の基準電圧＝Ｐピークバイアス電圧＋第１のパラメータ、第８の基準電圧＝Ｐ谷バイアス電圧＋第２のパラメータである。
【００６２】
前記Ｑ誤差フィードバック係数を算出する第１の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000111
ただし、前記
0006568234.tif 000112
がＱ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000113
がＱ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000114
が前記正のＱ基準高調波成分の振幅又は負のＱ基準高調波成分の振幅で、前記
0006568234.tif 000115
が定数であり、
前記Ｉ誤差フィードバック係数を算出する第２の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000116
ただし、前記
0006568234.tif 000117
がＩ誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000118
がＩ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000119
が前記正のＩ基準高調波成分の振幅又は負のＩ基準位相高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000120
が定数であり、
前記直接誤差フィードバック係数を算出する第３の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000121
ただし、前記
0006568234.tif 000122
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000123
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000124
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000125
が定数であり、
前記混合周波誤差フィードバック係数を算出する第４の計算式は下記の通りであり、
0006568234.tif 000126
ただし、前記
0006568234.tif 000127
が直接誤差フィードバック係数で、前記
0006568234.tif 000128
がＰ半波長電圧で、前記
0006568234.tif 000129
が前記正の直接基準高調波成分の振幅又は負の直接基準高調波成分の振幅で、
0006568234.tif 000130
が定数である。
【００６３】
新しいバイアス電圧が高すぎる又は低すぎることになり、光変調器の変調特性に影響を与えることを回避するために、算出された新しい動作バイアス電圧を検出してもよく、新しい動作バイアス電圧が高すぎる又は低すぎると、コールバックを行うが、この場合、前記プロセッサは、
上述した前記新しいＩバイアス電圧、新しいＱバイアス電圧と新しいＰバイアス電圧を算出する工程の後、前記新しいＩバイアス電圧が第１の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、前記新しいＱバイアス電圧が第２の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、かつ前記新しいＰバイアス電圧が第３の電圧の閾値範囲内にあるか否かを判定し、前記新しいＩバイアス電圧が前記第１の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入り、前記新しいＩバイアス電圧が前記電圧の閾値範囲内の最大値よりも大きいと、前記新しいＩバイアス電圧と前記Ｉ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＩバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＩバイアス電圧をＩバイアス電圧とする工程に入り、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入り、前記新しいＱバイアス電圧が前記第２の電圧の閾値範囲内の最大値よりも大きいと、前記新しいＱバイアス電圧と前記Ｑ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＱバイアス電圧とし、上述した前記新しいＱバイアス電圧をＱバイアス電圧とする工程に入り、前記新しいＰバイアス電圧が前記第３の電圧の閾値範囲内の最小値よりも小さいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の和を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入り、前記新しいＰバイアス電圧が前記Ｐバイアス電圧の閾値範囲内の最大値よりも大きいと、前記新しいＰバイアス電圧と前記Ｐ半波長電圧の偶数倍の差を新しいＰバイアス電圧とし、さらに上述した前記新しいＰバイアス電圧をＰバイアス電圧とする工程に入ることに用いられる。
【００６４】
ここで、光電変換器３０２が装置３０と別体にして一つの独立した機器としてもよく、又は、光変調器に内蔵され、光変調器の一部としてもよく、この場合は分光器を介することなく直接的に光変調器に内蔵された光電変換器から所望の光信号を取得することができることを説明すべきである。
【００６５】
装置は増幅器３０６と入力機器３０７を含んでもよい。入力機器３０７はユーザから入力された選択指示を受け入れるためのものであり、選択指示は、最大直流成分に対応する走査電圧を選択するか、それとも、最小直流成分に対応する走査電圧を選択するかを指定することに用いられる。
【００６６】
増幅器３０６はフィルター３０３と光電変換器３０２との間に設置され、増幅器３０６は光電変換器３０２に変換されてきた電気信号を増幅させることにより、フィルター３０３が毎回受信した電気信号の特性を一致させる。
【００６７】
本発明の実施形態では、Ｉ変調モジュールがＩバイアス電圧、Ｉディザ信号と入力されたＩ無線周波数信号に応じて変調し、Ｑ変調モジュールがＱバイアス電圧、Ｑディザ信号と入力されたＱ無線周波数信号に応じて変調し、かつＰ位相シフトモジュールがＰバイアス電圧に応じて変調した後、Ｉ変調モジュールについてのＩ高調波成分のＩ高調波位相とＩ高調波振幅、Ｑ変調モジュールについてのＱ高調波成分のＱ高調波振幅とＱ高調波位相、及びＰ位相シフトモジュールについてのＰフィードバック信号のＰフィードバック信号振幅とＰフィードバック信号位相を取得し、Ｉ高調波位相とＩ基準位相に基づき、Ｉ誤差フィードバック係数、Ｉバイアス電圧とＩ高調波振幅に合わせて、新しいＩバイアス電圧を算出し、Ｑ高調波位相とＱ基準位相に基づき、Ｑ誤差フィードバック係数、Ｑバイアス電圧とＱ高調波振幅に合わせて、新しいＱバイアス電圧を算出し、かつＰフィードバック信号位相とＰ基準位相に基づき、Ｐ誤差フィードバック係数、Ｐバイアス電圧とＰフィードバック信号振幅に合わせて、新しいＰバイアス電圧を算出し、さらに改めてＩ変調モジュール、Ｑ変調モジュールとＰ位相シフトモジュールへ対応する新しいバイアス電圧を入力することにより、本発明は光変調器の動作中に、バイアス電圧を頻りに補正し、光変調器の動作特性をさらに安定化することができる。
【００６８】
以上は本発明の実施形態を説明したものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではないが、本発明の明細書や図面の内容を利用して作成された等価な構造や等価なフローの変更、或いは他の関連する技術分野における直接的又は間接的な適用はいずれも同様に本発明の特許請求の範囲に含まれるべきである。
【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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【図６】
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【図７】
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