(57)【要約】【課題】差動４位相偏移変調器の小型化を図る。【解決手段】駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された信号光を出力しうるマッハツェンダ型光変調器２，３を２個並列に配置するとともに、該２個のマッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動４位相偏移変調光を出力しうる合波導波路４と、をそなえ、２個のマッハツェンダ型光変調器２，３では、合波導波路４で合波される２個の前記信号光が実質的に２π／４の位相偏移差となる移相用電圧についても前記駆動電圧信号とともに印加する。【選択図】図１
2008122786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された信号光を出力しうるマッハツェンダ型光変調器を２個並列に配置するとともに、
該２個のマッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動４位相偏移変調光を出力しうる合波導波路と、をそなえ、
該２個のマッハツェンダ型光変調器では、該合波導波路で合波される２個の前記信号光が実質的に２π／４の位相偏移差となる移相用電圧についても前記駆動電圧信号とともに印加することを特徴とする、差動４位相偏移変調器。
【請求項２】
第１駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された第１信号光を出力しうる第１マッハツェンダ型光変調器と、
第２駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された第２信号光を出力しうる第２マッハツェンダ型光変調器と、を並列に配置するとともに、
該合波導波路は、該第１，第２マッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動４位相偏移変調光を出力しうるように構成され、
かつ、該第１，第２マッハツェンダ型光変調器のうちの少なくとも一方に対して、前記第１信号光および前記第２信号光の位相差が実質的にπ／２となる移相用電圧についても駆動電圧信号とともに印加することを特徴とする、請求項１記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項３】
該第１マッハツェンダ型光変調器は、第１マッハツェンダ型光導波路と、該第１マッハツェンダ型光導波路において前記第１駆動電圧信号を印加するための第１変調用電極部と、前記第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御用の第１バイアス制御用電圧を供給するための第１バイアス用電極部と、をそなえるとともに、
該第２マッハツェンダ型光変調器は、第２マッハツェンダ型光導波路と、該第２マッハツェンダ型光導波路において前記第２駆動電圧信号を印加するための第２変調用電極部と、前記第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧を供給するための第２バイアス用電極部と、をそなえたことを特徴とする、請求項２記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項４】
該第１マッハツェンダ型変調器は、第１マッハツェンダ型光導波路と、該第１マッハツェンダ型光導波路において前記第１駆動電圧信号と前記第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第１バイアス制御用電圧とが重畳された第１重畳電圧を供給するための第１重畳電圧用電極部と、をそなえるとともに、
該第２マッハツェンダ型変調器は、第２マッハツェンダ型光導波路と、該第２マッハツェンダ型光導波路において前記第２駆動電圧信号と前記第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧とが重畳された第２重畳電圧を供給するための第２重畳電圧用電極部と、をそなえたことを特徴とする、請求項２記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項５】
前記第１，第２変調用電極部の少なくとも一方に対応する前記駆動電圧信号に、前記移相用電圧を重畳して印加することを特徴とする、請求項３記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項６】
前記第１，第２バイアス用電極部のうちの少なくとも一方に対応する前記バイアス制御用電圧に、前記移相用電圧を重畳して印加することを特徴とする、請求項３記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項７】
前記第１，第２重畳電圧用電極部の少なくとも一方には、前記移相用電圧を更に重畳した重畳電圧を印加することを特徴とする、請求項４記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項８】
該第１，第２マッハツェンダ形光変調器は、それぞれ、２本のアーム導波路を有するマッハツェンダ型導波路をそなえるとともに、各２本のアーム導波路に対して電界を印加するための２つの電極がそなえられ、前記移相用電圧は、該第１，第２マッハツェンダ形光変調器のうちの少なくとも一方における該２つの電極の双方に供給されることを特徴とする、請求項２記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項９】
該第１，第２マッハツェンダ形光変調器における各２つの電極に供給される前記移相用電圧の印加比率を設定する印加比率設定部を更にそなえたことを特徴とする、請求項８記載の差動４位相偏移変調器。
【請求項１０】
入力される光を２分岐し、それぞれ、該第１マッハツェンダ型光変調器および該第２マッハツェンダ型光変調器に出力しうる分岐導波路を更にそなえたことを特徴とする、請求項２記載の差動４位相偏移変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動４位相偏移変調器に関し、特に、光伝送システムにおける送信器において用いて好適の、差動４位相偏移変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の40 Gbit/s 光伝送システム導入の要求が高まっており、しかも10 Gbit/sシステムと同等の伝送距離や周波数利用効率が求められている。その実現手段として、従来10 Gb/s以下のシステムで適用されてきたＮＲＺ（Non Return to Zero）変調方式に比べて、光信号対雑音比(OSNR)耐力、非線形性耐力に優れたＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）変調方式の研究開発が活発になっている。更には、上述の変調方式に加えて、狭スペクトル（高周波数利用効率）の特徴を持ったＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase-Shift Keying）変調（差動４位相偏移変調）といった位相変調方式の研究開発も活発になっている。
【０００３】
特に、ＤＱＰＳＫ変調方式は、位相変調された二つのデジタル信号を、一つの周波数の信号光を用いて同時に伝送する方式である。この方式は、伝送するデータ速度（例えば40Gbit/s）に対してパルス繰り返し周波数が半分（例えば20 GHz）で済むため、従来のＮＲＺ変調方式などと比較して信号スペクトル幅が半分となり、周波数利用効率、波長分散耐力、デバイス透過特性などの点で優れている。このため、光伝送システムの分野では、特にデータ速度が40 Gbit/sを超える高速伝送システムで本変調方式の適用が盛んに検討されている。
【０００４】
図１５は従来のＤＱＰＳＫ変調方式を採用するマッハツェンダ型（以下、単にＭＺ型という）のＤＱＰＳＫ変調器の構成例を示す図である。尚、以下の特許文献１にも同様のＤＱＰＳＫ変調器について記載されている。この図１５に示すＤＱＰＳＫ変調器１００においては、２つの子ＭＺ型光変調器１０１，１０２と、これらの子ＭＺ型光変調器１０１，１０２から構成される親ＭＺ型導波路１０３と、π／２移相器１０４と、から構成される。
【０００５】
すなわち、子ＭＺ型光変調器１０１，１０２は、それぞれ、ＭＺ型導波路１０１ａ，１０２ａ，変調電極１０１ｂ，１０２ｂおよび動作点安定化のためのバイアス電圧供給用のバイアス電極１０１ｃ，１０２ｃをそなえて構成される。そして、ＬＤ（Laser Diode）１０５から出力された光が、これらの子ＭＺ型光変調器１０１，１０２に入力される。一方、ＤＱＰＳＫ信号源１０６から２出力されたデータ信号（DATA１，DATA２）は、それぞれ、差動出力のドライバ１０７，１０８で増幅された後、子ＭＺ型光変調器１０１および子ＭＺ型光変調器１０２の変調電極１０１ｂ，１０２ｂに入力される。これにより、子ＭＺ型光変調器１０１，１０２では、それぞれ、ＤＱＰＳＫ信号源１０５からのデータ信号（DATA１，DATA２）により変調されるようになっている。
【０００６】
また、π／２移相器１０４は、子ＭＺ型光変調器１０１，１０２で変調された信号の少なくとも一方について、互いにπ／２位相差を有するように位相シフトを行ない、親ＭＺ型導波路１０３では、π／２移相器１０４で位相シフトが行なわれた子ＭＺ型光変調器１０１，１０２からの信号光を合波することにより、ＤＱＰＳＫ変調光として出力することができるようになっている。
【０００７】
たとえば、子ＭＺ型光変調器１０１では、ＬＤ１０５からの連続光について（図１６のＡ参照）、ＤＱＰＳＫ信号源１０６からの一方の系列の符号化データ（DATA１）で変調して、２値の光位相（０rad又はπrad）に情報が乗った光信号を出力する（図１６のＢ参照）。更に、子ＭＺ型光変調器１０２では、ＬＤ１０５からの連続光について（図１６のＡ参照）、ＤＱＰＳＫ信号源１０６からの他方の系列の符号化データ（DATA２）で変調するとともに、変調された光信号をπ／２移相器１０４においてφ＝π／２だけ位相シフトする。これにより、２値の光位相（π／２rad又は３π／２rad）に情報が乗った光信号を出力する（図１６のＣ参照）。
【０００８】
そして、上述の子ＭＺ型光変調器１０１，１０２からの変調光は親ＭＺ型導波路１０３をなす合波導波路で合波されて出力される。即ち、子ＭＺ型光変調器１０１，１０２からの変調光が合波されることで、親ＭＺ型導波路１０３では、図１６のＤに示すように、光強度は一定であるが４値（π／４，３π／４，５π／４，７π／４）の光位相に情報が乗った光信号、即ちＤＱＰＳＫ変調された光信号を出力することができるようになっている。
【０００９】
なお、特許文献１に記載されたＤＱＰＳＫ変調器においては、π／２移相器１０４や子ＭＺ型光変調器１０１，１０２に供給する電圧信号にパイロット周波数成分を与え、親ＭＺ型光変調器１０３をなす合波導波路の出力におけるパイロット周波数成分をモニタすることを通じてフィードバック制御を行なう技術について記載されている。
【特許文献１】国際公開第０３／０４９３３３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の図１５や特許文献１に記載されたＤＱＰＳＫ変調器においては、低損失化やデバイスサイズの小型化を図るため、変調電極１０１ｂやπ／２移相器１０４の電極長を短くすることが必要となる。そのため、親ＭＺ型導波路１０３から見て、子ＭＺ型光変調器１０１側から出力される光信号と子ＭＺ型光変調器１０２から出力される光信号の位相差をπ／２つけるためには、必要となる供給ＤＣ（Direct Current）バイアスの値が高くなるとともに、π／２移相器１０４に供給するＤＣバイアスの供給部およびそのDCバイアスを制御するフィードバック制御回路が大型化するという課題がある。また、子ＭＺ型光変調器１０１および子ＭＺ型光変調器１０２といった構成要素とともに、π／２移相器１０４の構成が必要なため、変調器のチップ構成やモジュール構成が複雑化するという課題もある。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、差動４（Ｍ：Ｍ＝２n）位相偏移変調器の小型化を図ることを目的とする。
また、差動４（Ｍ）位相偏移変調器の低消費電力化を測ることを目的とする。
さらに、モジュール構成の簡素化を図ることを目的とする。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の１つとして位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）このため、本発明の差動Ｍ位相偏移変調器は、駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された信号光を出力しうるマッハツェンダ型光変調器をｎ（ｎは複数）個並列に配置するとともに、該ｎ個のマッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動Ｍ（Ｍ＝２n）位相偏移変調光を出力しうる合波導波路と、をそなえ、該ｎ個のマッハツェンダ型光変調器では、該合波導波路で合波されるｎ個の前記信号光が実質的に２π／Ｍの位相偏移差となる移相用電圧についても前記駆動電圧信号とともに印加することを特徴としている。
【００１３】
（２）この場合においては、前記ｎを２、前記Ｍを４として、第１駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された第１信号光を出力しうる第１マッハツェンダ型光変調器と、第２駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された第２信号光を出力しうる第２マッハツェンダ型光変調器と、を並列に配置するとともに、該合波導波路は、該第１，第２マッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動４位相偏移変調光を出力しうるように構成され、かつ、該第１，第２マッハツェンダ型光変調器のうちの少なくとも一方に対して、前記第１信号光および前記第２信号光の位相差が実質的にπ／２となる移相用電圧についても駆動電圧信号とともに印加することとしてもよい。
【００１４】
（３）また、上述の（２）の構成において、該第１マッハツェンダ型光変調器は、第１マッハツェンダ型光導波路と、該第１マッハツェンダ型光導波路において前記第１駆動電圧信号を印加するための第１変調用電極部と、前記第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御用の第１バイアス制御用電圧を供給するための第１バイアス用電極部と、をそなえるとともに、該第２マッハツェンダ型光変調器は、第２マッハツェンダ型光導波路と、該第２マッハツェンダ型光導波路において前記第２駆動電圧信号を印加するための第２変調用電極部と、前記第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧を供給するための第２バイアス用電極部と、をそなえることしてもよい。
【００１５】
（４）さらに、上述の（２）の構成において、該第１マッハツェンダ型光変調器は、第１マッハツェンダ型光導波路と、該第１マッハツェンダ型光導波路において前記第１駆動電圧信号と前記第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第１バイアス制御用電圧とが重畳された第１重畳電圧を供給するための第１重畳電圧用電極部と、をそなえるとともに、該第２マッハツェンダ型光変調器は、第２マッハツェンダ型光導波路と、該第２マッハツェンダ型光導波路において前記第２駆動電圧信号と前記第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧とが重畳された第２重畳電圧を供給するための第２重畳電圧用電極部と、をそなえることもできる。
【００１６】
（５）また、上述の（３）の構成において、前記第１，第２変調用電極部の少なくとも一方に対応する前記駆動電圧信号に、前記移相用電圧を重畳して印加することとしてもよい。
（６）さらに、上述の（３）の構成において、前記第１，第２バイアス用電極部のうちの少なくとも一方に対応する前記バイアス制御用電圧に、前記移相用電圧を重畳して印加することもできる。
【００１７】
（７）また、上述の（４）の構成において、前記第１，第２重畳電圧用電極部の少なくとも一方には、前記移相用電圧を更に重畳した重畳電圧を印加することもできる。
（８）さらに、上述の（２）の構成において、該第１，第２マッハツェンダ形光変調器は、それぞれ、２本のアーム導波路を有するマッハツェンダ型導波路をそなえるとともに、各２本のアーム導波路に対して電界を印加するための２つの電極がそなえられ、前記移相用電圧は、該第１，第２マッハツェンダ形光変調器のうちの少なくとも一方における該２つの電極の双方に供給されることとしてもよい。
【００１８】
（９）また、上述の（８）の構成において、該第１，第２マッハツェンダ形光変調器における各２つの電極に供給される前記移相用電圧の印加比率を設定する印加比率設定部を更にそなえることもできる。
（１０）さらに、上述の（２）の構成において、入力される光を２分岐し、それぞれ、該第１マッハツェンダ型光変調器および該第２マッハツェンダ型光変調器に出力しうる分岐導波路を更にそなえることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、２（ｎ）個のマッハツェンダ型光変調器では、合波導波路で合波されるｎ個の前記信号光が実質的に２π／４（Ｍ）の位相偏移差となる移相用電圧についても前記駆動電圧信号とともに印加することができるので、従来技術におけるπ／２移相器に相当する機能を２（ｎ）個のマッハツェンダ型光変調器に持たせることができるので、このπ／２移相器を搭載するために確保されていた導波路スペースを省略することができ、デバイス規模の縮小化を図ることができるほか、このπ／２移相器を搭載するために確保されていた導波路スペースを２（ｎ）個のマッハツェンダ型光変調器のための形成領域とすれば、既存のデバイス規模を維持しながら、電極長を長くすることができるので、電極に印加する電圧を低減させて、消費電力の削減を図ることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の各実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
【００２１】
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器１を示す図である。この図１に示すＤＱＰＳＫ変調器１は、第１ＭＺ型光変調器２と第２ＭＺ型光変調器３と合波導波路４とをそなえているが、これらの構成とともに、ＬＤからなる光源５，分岐導波路６，ＤＱＰＳＫ信号源７，ドライバ８−１，８−２，フォトダイオード（ＰＤ）９，ＡＢＣ（Automatic Bias Control）回路部１０，位相シフト制御部１１，バイアス供給部１２−１〜１２−３およびバイアスＴ１３−２を含んでＤＱＰＳＫ変調器１を構成することもできる。
【００２２】
ここで、ＤＱＰＳＫ信号源７は、ＤＱＰＳＫ信号光として変調されるもととなるデータ（DATA１およびDATA２）を生成するものであり、ドライバ８−１，８−２は、それぞれ、ＤＱＰＳＫ信号源７からの（プリコード処理等が施された）第１，第２データに基づく電気信号（DATA１，DATA２）について増幅し、差動電気信号をなす第１，第２駆動電気信号として、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３に供給する。
【００２３】
したがって、上述のＤＱＰＳＫ信号源７およびドライバ８−１により、第１駆動電圧信号を発生する第１駆動電圧発生部を構成し、ＤＱＰＳＫ信号源７およびドライバ８−２により、第２駆動電圧信号を発生する第２駆動電圧発生部を構成する。尚、上述のＤＱＰＳＫ信号源７の構成および動作については、例えば、特表２００４−５１６７４３号公報等に記載されている。
【００２４】
また、分岐導波路６は、光源５からの光を２分岐するものであり、第１ＭＺ型光変調器２は、ドライバ８−１からの第１駆動電圧信号を印加することにより、分岐導波路６からの光が差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ変調）された第１信号光を出力しうるものであり、分岐導波路６の一方の出力が接続された第１ＭＺ型導波路２ａおよび第１駆動電圧信号を印加するための変調電極２ｂとともに、バイアス電極２ｃをそなえている。従って、変調電極２ｂは、第１ＭＺ型光導波路２ａにおいて第１駆動電圧信号を印加するための第１変調用電極部であり、バイアス電極２ｃは、第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第１バイアス制御用電圧を供給するための第１バイアス用電極部である。
【００２５】
同様に、第２ＭＺ型光変調器３は、ドライバ８−２からの第２駆動電気信号を印加することにより、分岐導波路６からの光が差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ変調）された第２信号光を出力するものであり、分岐導波路６の他方の出力が接続された第２ＭＺ型導波路３ａおよび第２駆動電圧信号を印加するための変調電極３ｂとともに、バイアス電極３ｃをそなえている。従って、変調電極３ｂは、第２ＭＺ型光導波路３ａにおいて第２駆動電圧信号を印加するための第２変調用電極部であり、バイアス電極３ｃは、第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧を供給するための第２バイアス用電極部である。
【００２６】
さらに、合波導波路４は、第１ＭＺ型光変調器２および第２ＭＺ型光変調器３の出力、即ち第１ＭＺ型光変調器２および第２ＭＺ型光変調器３でそれぞれ差動位相偏移変調された第１，第２信号光を合波するものであり、この合波導波路４を通じて、差動４位相偏移変調（ＤＱＰＳＫ変調）された信号光を出力することができるようになっている。尚、少なくとも上述の分岐導波路６，第１，第２ＭＺ型光変調器２，３および合波導波路４は、適宜同一基板上に一体に形成することができる。
【００２７】
また、ＰＤ９は合波導波路４から出力される差動４位相偏移変調信号光のパワーについてモニタするものであり、モニタ結果についてはＡＢＣ回路部１０および位相シフト制御部１１に出力されるようになっている。ＡＢＣ回路１０は、ＰＤ９からのモニタ結果に基づいて、バイアス供給部１２−１，１２−２を通じてバイアス電極２ｃ，３ｃに供給するバイアス電圧をフィードバック制御するようになっている。
【００２８】
具体的には、ＡＢＣ回路部１０においては、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３において差動位相偏移変調された信号光のそれぞれが、適正な位相差（この場合にはπ位相）を有する２値の位相点に情報が乗るように（動作点が安定化するように）、当該第１，第２ＭＺ型光変調器２，３をなすバイアス電極２ｃ，３ｃに供給するバイアス電圧を、バイアス供給部１２−１，１２−２を通じてフィードバック制御するようになっている。
【００２９】
なお、上述のＡＢＣ回路部１０による第１，第２ＭＺ型光変調器２，３の動作点安定化のための技術としては、例えば特開平３−２５１８１５号公報や特開２０００−１６２５６３号公報に記載された技術を適用することができる。
さらに、位相シフト制御部１１は、ＰＤ９からのモニタ結果に基づいて、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３において差動位相偏移変調された信号光が、相対的に適正な位相差（この場合にはπ／２位相）を有するように（図１６のＣ参照）、位相シフトのためのバイアス電圧を、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３のうちの少なくとも一方（この場合には第２ＭＺ型光変調器３）に供給すべく、バイアス供給部１２−３を制御するものである。
【００３０】
なお、第１実施形態においては、バイアス供給部１２−３では位相シフトのためのバイアス電圧を、バイアスＴ１３−２を介して第２ＭＺ型光変調器３の変調電極３ｂに対して供給するようになっており、これにより、第２ＭＺ型光導波路３ａをなす２本のアーム双方それぞれに形成される変調電極３ｂに上記のバイアス電圧を供給することができるので、第２ＭＺ型光導波路３ａの両アームを伝搬する信号光に対して同等の位相シフトを施すことができるようになる。
【００３１】
また、バイアス供給部１２−１は、ＡＢＣ回路部１０からの制御を受けて、第１ＭＺ型光変調器２において変調される信号光について、情報が乗る２つの位相点が適正な位相差となるように、即ち２つの位相点がπの位相差を有する（０，π）の位相点となるように（図１６のＢ参照）、バイアス電圧をバイアス電極２ｃに供給するものである。尚、バイアス供給部１２−１では、第１ＭＺ型光変調器２をなす２本のアーム導波路上のバイアス電極２ｃの双方を通じてバイアス電圧を供給してもよいし、一方のバイアス電極２ｃを通じてバイアス電圧を供給することとしてもよい。
【００３２】
同様に、バイアス供給部１２−２はＡＢＣ回路部１０からの制御を受けて、第２ＭＺ型光変調器３において変調される信号光がπの位相差を有する（π／２，３π／２）の２つの位相点に情報が乗るように（図１６のＣ参照）バイアス電圧をバイアス電極２ｃに供給するものである。尚、バイアス供給部１２−２においても、第２ＭＺ型光変調器３をなす２本の変調導波路上のバイアス電極３ｃの双方を通じてバイアス電圧を供給してもよいし、一方のバイアス電極３ｃを通じてバイアス電圧を供給することとしてもよい。
【００３３】
したがって、上述のＡＢＣ回路部１０およびバイアス供給部１２−１は、第１駆動電圧信号による変調の際の（動作点安定化のための）バイアス制御用の第１バイアス制御用電圧を発生させる第１バイアス制御用電圧発生部を構成する。又、上述のＡＢＣ回路部１０およびバイアス供給部１２−２は、第２駆動電圧信号による変調の際の（動作点安定化のための）バイアス制御用の第２バイアス制御用電圧を発生させる第２バイアス制御用電圧発生部を構成する。
【００３４】
さらに、バイアス供給部１２−３は、位相シフト制御部１１からの制御を受けて、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３において差動位相偏移変調された信号光が、相対的に適正なπ／２の位相差を有するように、第２ＭＺ型光変調器３に対してπ／２の位相シフトのためのバイアス電圧を出力するものである。そして、バイアスＴ１３−２は、ドライバ８−２から差動出力され変調電極３ｂに供給されることとなる第２駆動信号に、バイアス供給部１２−３からの位相シフト用のバイアス電圧を重畳するためのものである。
【００３５】
位相シフト制御部１１においては、ディザリングによりバイアス電圧を最適制御点に安定化させることができるようになっているが、上述のバイアスＴ１３−２においては、ドライバ８−２からの（変調信号成分を有する）第２駆動電圧信号にもディザリングのための低周波成分を含んだバイアス電圧を重畳させることができるようになっている。
たとえば、位相シフト制御部１１においては、位相シフト用のバイアス電圧の安定化のために、バイアス供給部１２−３で例えば低周波信号を重畳したバイアス電圧を印加するとともに、ＰＤ９から出力されるモニタ信号中に含まれる高調波成分を除く印加低周波信号の成分が最大となるように位相シフトのためのバイアス電圧をバイアス供給部１２−３を通じてフィードバック制御することができる。尚、同様の技術には、本願出願人による特許出願（特願２００５−１９２９７１）の願書に最初に添付した明細書に記載されたものがある。
【００３６】
したがって、上述のＰＤ９，位相シフト制御部１１およびバイアス供給部１２−３により、合波導波路４で合波される２つの信号光が実質的にπ／２の位相偏移差となる移相用電圧を発生させる移相用電圧発生部を構成し、バイアスＴ１３−２により、第１および第２駆動電圧信号のうちの少なくとも一方に、バイアス供給部１２−３で発生した移相用電圧を結合させる重畳部を構成する。
【００３７】
つぎに、上述のごとく構成されたＤＱＰＳＫ変調器１における具体的な信号の流れを説明する。ＤＱＰＳＫ信号源７から出力されたデータ信号（DATA１）は、差動出力のドライバ８−１により増幅された後、第１駆動電気信号として第１ＭＺ型光変調器２の変調電極２ｂにそのまま入力される。一方、ＤＱＰＳＫ信号源７から出力されたデータ信号（DATA２）は、差動出力のドライバ８−２により増幅された後（第２駆動電気信号）、バイアスＴ１３−２を通してπ／２位相シフト分のＤＣバイアスが付加されて、第２ＭＺ型光変調器３の変調電極３ｂに入力される。
【００３８】
また、光源５から出力された光信号は第１，第２ＭＺ型光変調器２，３および合波導波路４を通る。このとき、ドライバ８−１，８−２から出力されたデータ信号（第１，第２駆動電気信号）により位相変調される。又、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３の動作点を安定化させるため、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３のバイアス電極２ｃ，３ｃには、それぞれＡＢＣ回路部１０によりフィードバック制御されたＤＣバイアスがバイアス供給部１２−１，１２−２を通じて供給されている。
【００３９】
さらに、合波導波路４から見て、第１ＭＺ型光変調器２から出力される光信号と第２ＭＺ型光変調器３から出力される光信号の位相差が安定してπ／２になるように、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３のいずれか一方、例えば第２ＭＺ型光変調器３の変調電極３ｂに、位相シフト制御部１１によりフィードバック制御されたＤＣバイアスがバイアス供給部１２−３およびバイアスＴ１３−２を介して供給されている。
【００４０】
これにより、たとえば図２の（Ａ）に示すように、従来技術のＤＱＰＳＫ変調器１００においては子ＭＺ型光変調器１０１を信号光が伝搬する段階においては位相シフトは行なわれず（各アームでの位相状態はφ＝０である）、後段の親ＭＺ型導波路１０３にそなえられたπ／２移相器１０４によって位相シフト（φ＝π／２）が行なわれていたのに対して、第１実施形態においては、図２の（Ｂ）に示すように、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３を信号光が伝搬する段階において位相シフトが行なわれているので（各アームでの位相状態がφ＝π／２）、（Ａ）のようなπ／２移相器１０４をそなえる必要がなくなる。
【００４１】
なお、第１実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器１においては、３つのバイアス供給部１２−１〜１２−３をそなえているが、それらのバイアス制御のアルゴリズムの一例を図３に示す。この図３に示すように、バイアス制御を開始すると、まず、第１ＭＺ型光変調器２または第２ＭＺ型光変調器３の動作点を決定するバイアス電圧を供給するバイアス供給部１２−１およびバイアス供給部１２−２を、ＡＢＣ回路部１０でフィードバック制御する（ステップＳ１，Ｓ２）。この場合においては、第１ＭＺ型光変調器２および第２ＭＺ型光変調器３に対するバイアス電圧の制御の順序を逆とすることもできる。
【００４２】
その後、位相シフト制御部１１ではバイアス供給部１２−３を制御することを通じて、合波導波路４から見て、第１ＭＺ型光変調器２から出力される光信号と第２ＭＺ型光変調器３から出力される光信号の位相差が安定してπ／２になるように、第２ＭＺ型光変調器３の２つの変調電極３ｂに同時にバイアス電圧を供給する（ステップＳ３）。以上の制御（ステップＳ１〜Ｓ３）を繰り返し行なうことにより、バイアス供給部１２−１〜１２−３から供給されるバイアス電圧を安定化させることができ、ＤＱＰＳＫ変調信号の品質を維持することができる。
【００４３】
このように、第１実施形態におけるＤＱＰＳＫ変調器１によれば、前述の図１５に示すものに比べ、親ＭＺ型導波路１０３にそなえられるπ／２移相器１０４に相当する機能を変調電極３ｂに持たせることができるので、このπ／２移相器１０４を搭載するために確保されていた導波路スペースを省略することができる。従って、デバイス規模の縮小化を図ることができるほか、このπ／２移相器１０４を搭載するために確保されていた導波路スペースを第１，第２ＭＺ型光変調器２，３のための形成領域とすれば、既存のデバイス規模を維持しながら、変調電極２ｂ，３ｂおよびバイアス電極２ｃ，３ｃのために必要とされる電極長を長くすることができるので、消費電力の削減を図ることができるという利点がある。
【００４４】
なお、第１実施形態においては、位相シフトのためのバイアス電圧を第２ＭＺ型光変調器３の変調電極３ｂに供給するようになっているが、適宜バイアスＴをドライバ８−１と変調電極２ｂとの間に介装しながら、第１ＭＺ型光変調器２の変調電極２ｂに供給するように構成してもよいし、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３双方の変調電極２ｂ，３ｂに供給するように構成してもよい。第１，第２ＭＺ型光変調器２，３双方の変調電極２ｂ，３ｂに供給する場合には、少なくとも、変調電極２ｂに供給するバイアス電圧による位相シフト量と変調電極３ｂに供給するバイアス電圧による位相シフト量とが実質的にπ／２の位相差を有するように、バイアス電圧をそれぞれ設定する。
【００４５】
〔Ａ１〕第１実施形態の第１変形例の説明
図４は本発明の第１実施形態の第１変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器１Ａを示す図である。この図４に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ａは、前述の図１に示すもの（符号１参照）に比して、バイアス供給部１２−３からの位相シフト用のバイアス電圧を、第２ＭＺ型光変調器３の変調電極３ｂを通じてではなく、バイアス電極３ｃを通じて供給するようになっている点が異なるが、それ以外の構成については前述の図１に示すものと基本的に同様である。尚、図４中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示す。
【００４６】
すなわち、図４に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ａにおいては、第２ＭＺ型導波路３ａをなす両アームにバイアス電極３ｃが形成されるとともに、これらのバイアス電極３ｃに対して位相シフト制御部１１での制御を受けたバイアス電圧がバイアス供給部１２−３を介して印加されるようになっているのである。尚、前述の図１に示すものと同様、バイアス電極３ｃに対しては、ＡＢＣ回路部１０による制御を受けたバイアス供給部１２−２からのバイアス電圧についても印加されるようになっているが、このバイアス電圧については、両アームのバイアス電極３ｃに印加されるようにしてもよいし、一方のバイアス電極３ｃに印加されるようにしてもよい。
【００４７】
このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器１Ａにおいては、π／２移相器１０４（図１５参照）に相当する機能をバイアス電極３ｃに持たせることができるので、前述の図１に示すものと同様、このπ／２移相器１０４を搭載するために確保されていた導波路スペースを省略することができ、デバイス規模の縮小化を図ることができる。又、このπ／２移相器１０４を搭載するために確保されていた導波路スペースを第１，第２ＭＺ型光変調器２，３のための形成領域とすれば、既存のデバイス規模を維持しながら、変調電極２ｂ，３ｂおよびバイアス電極２ｃ，３ｃのために必要とされる電極長を長くすることができるので、消費電力の削減を図ることができるようになる。
【００４８】
〔Ａ２〕第１実施形態の第２変形例の説明
図５は本発明の第１実施形態の第１変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器１Ｂを示す図である。この図５に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ｂは、前述の図４に示すバイアス供給部１２−２およびバイアス供給部１２−３としての機能を共用化させたバイアス供給部１２−４をそなえており、この点が図４に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ａと異なる。尚、この点以外の構成については、前述の図４に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ａと同様であり、図５中、図４と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器１Ｂにおいても、π／２移相器１０４（図１５参照）に相当する機能をバイアス電極３ｃに持たせることができるので、図１に示すＤＱＰＳＫ変調器１と同様の利点を得ることができる。
【００４９】
〔Ａ３〕第１実施形態の第３変形例の説明
図６は本発明の第１実施形態の第３変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器１Ｃを示す図である。この図６に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ｃは、前述の図４に示すバイアス供給部１２−３に代えて、位相シフト制御部１１からの制御により、それぞれ第１，第２ＭＺ型光変調器２，３に対して位相シフト用のバイアス電圧を供給するバイアス供給部１２−３１，１２−３２をそなえており、この点が図４に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ａと異なる。尚、この点以外の構成については図４に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ａと基本的に同様であり、図６中、図４と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００５０】
すなわち、図６に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ｃの第１ＭＺ型光変調器２においては、第１ＭＺ型導波路２ａをなす２本のアーム双方にバイアス電極２ｃが形成され、第２ＭＺ型光変調器３においては、第２ＭＺ型導波路３ａをなす２本のアーム双方にバイアス電極３ｃが形成されている。
そして、バイアス供給部１２−３１では、位相シフト制御部１１からの制御を受けて、第１ＭＺ型導波路２ａをなす２本のアーム双方のバイアス電極２ｃに対して、位相シフト用のバイアス電圧を印加する一方、バイアス供給部１２−３２においては、位相シフト制御部１１からの制御を受けて、第２ＭＺ型導波路３ａをなす２本のアーム双方のバイアス電極３ｃに対して、位相シフト用のバイアス電圧を印加するようになっている。
【００５１】
ここで、バイアス供給部１２−３１，１２−３２においてそれぞれバイアス電極２ｃ、３ｃに対して供給するバイアス電圧は、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３から出力され合波導波路４で合波される２つの信号光が、相対的にπ／２の位相差を有するようなバイアス電圧に設定される。
たとえば、この図６に示すように、バイアス供給部１２−３１では、第１ＭＺ型光変調器２を通じて合波導波路４から出力される信号光の位相シフト量（移相量）φ１が、φ１＝−π／４となるようなバイアス電圧を供給し、バイアス供給部１２−３２では、第２ＭＺ型光変調器３を通じて合波導波路４から出力される信号光の位相シフト量（移相量）φ２が、φ２＝π／４となるようなバイアス電圧を供給する。このようにすれば、第１，第２ＭＺ型光変調器２，３を通じて合波導波路４から出力される２つの信号光の相対的位相差をπ／２とすることができるようになる。
【００５２】
なお、本発明によれば、バイアス供給部１２−３１，１２−３２にて供給するバイアス電圧をそれぞれ移相量φ１＝−π／４，φ２＝π／４となるようなバイアス電圧としているが、相対的にπ／２の位相差が得られるのであれば、個々のバイアス供給部１２−３１，１２−３２で供給するバイアス電圧の値については、これ以外の移相量となる値を設定することとしてもよい。
【００５３】
このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器１Ｃにおいても、π／２移相器１０４（図１５参照）に相当する機能をバイアス電極２ｃ，３ｃに持たせることができるので、図１に示すＤＱＰＳＫ変調器１と同様の利点を得ることができ、又、位相シフトのために必要とされるバイアス電圧を、複数のＭＺ型光変調器２，３の電極２ｃ，３ｃに分散させることができるので、消費電力の抑制に更に寄与することができる。
【００５４】
〔Ａ４〕第１実施形態の第４変形例の説明
図７は本発明の第１実施形態の第４変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器１Ｄを示す図である。この図７に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ｄは、前述の図６に示すバイアス供給部１２−１およびバイアス供給部１２−３１としての機能を共用化させたバイアス供給部１２−４１をそなえるとともに、バイアス供給部１２−２およびバイアス供給部１２−３２としての機能を共用化させたバイアス供給部１２−４２をそなえており、この点が図６に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ｃと異なる。尚、この点以外の構成については、前述の図６に示すＤＱＰＳＫ変調器１Ｃと同様であり、図７中、図６と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器１Ｄにおいても、π／２移相器１０４（図１５参照）に相当する機能をバイアス電極２ｃ，３ｃに持たせることができるので、図１に示すＤＱＰＳＫ変調器１と同様の利点を得ることができる。
【００５５】
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図８は本発明の第２実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器２１を示す図である。この図８に示すＤＱＰＳＫ変調器２１は、前述の第１実施形態におけるＤＱＰＳＫ変調器１に比して、各第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３の構成とともに、各第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３に対するバイアス電圧の供給態様が異なっている（図１の符号２，３参照）。尚、これ以外の構成については前述の図１に示すＤＱＰＳＫ変調器１と基本的に同様であり、図８中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００５６】
ここで、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３は、それぞれ、前述の第１実施形態の場合と同様の第１，第２ＭＺ型光導波路２ａ，３ａをそなえるとともに、変調・バイアス共用の電極２ｄ，３ｄをそなえている。
電極２ｄは、第１ＭＺ型光導波路２ａをなす２本のアームの双方にそれぞれ形成されて、ドライバ８−１からの第１駆動電圧信号とともにバイアス供給部１２−１からのバイアス電圧がバイアスＴ１３−１を介して重畳して供給されるようになっている。又、電極３ｄは、第２ＭＺ型光導波路３ａをなす２本のアームの双方にそれぞれ形成されて、ドライバ８−２からの第２駆動電圧信号とともにバイアス供給部１２−２，１２−３からのバイアス電圧がバイアスＴ１３−２を介して重畳して供給されるようになっている。
【００５７】
したがって、上述の電極２ｄは、第１ＭＺ型光導波路２ａにおいて第１駆動電圧信号と第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第１バイアス制御用電圧とが重畳された第１重畳電圧を供給するための第１重畳電圧用電極部である。一方、電極３ｄは、第２ＭＺ型光導波路３ａにおいて第２駆動電圧信号と第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧とが重畳された第２重畳電圧を供給するための第２重畳電圧用電極部である。
【００５８】
また、上述のバイアスＴ１３−１は、ドライバ８−１で発生した第１駆動電圧信号およびバイアス供給部１２−１で発生した第１バイアス制御用電圧を電圧重畳し、第１重畳電圧として、第１重畳電圧用電極部としての電極２ｄに印加する第１電圧重畳部である。一方、バイアスＴ１３−２は、ドライバ８−２で発生した第２駆動電圧信号およびバイアス供給部１２−２で発生した第２バイアス制御用電圧を電圧重畳し、第２重畳電圧として、第２重畳電圧用電極部としての電極３ｄに印加する第２電圧重畳部である。そして、第１，第２電圧重畳部のうちの少なくとも一方となる電極３ｄには、バイアス供給部１２−３で発生した移相用電圧を更に電圧重畳している。
【００５９】
なお、第２実施形態におけるＤＱＰＳＫ変調器２１のバイアスＴ１３−２においては、バイアス供給部１２−３から出力される（実質的に移相量φ＝π／２の）位相シフト用のバイアス電圧を、バイアス供給部１２−２からの動作点安定化のためのバイアス電圧とともに、ドライバ８−２からの第２駆動電気信号（差動電圧信号）に重畳して、電極３ｄに印加するようになっている。
【００６０】
このとき、バイアス供給部１２−３では、位相シフトのためのバイアス電圧を、バイアスＴ１３−２を介して、第２ＭＺ型光導波路３ａをなす２本のアーム双方それぞれに形成される電極３ｄに供給することができるので、第２ＭＺ型光導波路３ａの両アームを伝搬する信号光に対して同等の位相シフトを施すことができるようになる。
これにより、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３においては、変調・バイアス共用の電極２ｄ，３ｄをそなえているので、前述の図１においてバイアス電極２ｃ，３ｃをそれぞれ形成するために確保されていた導波路スペースを省略することができ、デバイス規模の縮小化を図ることができる。又、このバイアス電極２ｃ，３ｃを形成するために確保されていた導波路スペースを上述の電極２ｄ，３ｄのための形成領域に含めることとすれば、既存のデバイス規模を維持しながら、電極２ｄ，３ｄのために必要とされる電極長を長くすることができるので、より消費電力の削減を図ることができるようになる。
【００６１】
上述のごとく構成された第２実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器２１では、ＤＱＰＳＫ信号源７から出力されたデータ信号（DATA１）は、差動出力のドライバ８−１により増幅された後、第１駆動電気信号としてバイアスＴ１３−１に出力される。一方、ＤＱＰＳＫ信号源７から出力されたデータ信号（DATA２）は、差動出力のドライバ８−２により増幅された後、第２駆動電気信号としてバイアスＴ１３−２に出力される。
【００６２】
そして、バイアスＴ１３−１では、ドライバ８−１からの第１駆動電圧信号と、ＡＢＣ回路部１０により制御されたバイアス供給部１２−１からの動作点安定化のためのバイアス電圧と、を重畳し、電極２ｄに供給される。これにより、第１ＭＺ型光変調器２２においては、バイアス供給部１２−１からのバイアス電圧によって動作点を安定化した上で、ＤＱＰＳＫ信号源７からのDATA１によって光源５からの光を変調し、差動位相偏移変調された光信号として出力される。
【００６３】
一方、バイアスＴ１３−２では、ドライバ８−２からの第２駆動電圧信号と、ＡＢＣ回路部１０により制御されたバイアス供給部１２−２からの動作点安定化のためのバイアス電圧と、更に、位相シフト制御部１１により制御されたバイアス供給部１２−３からの位相シフト用のバイアス電圧と、を重畳し、電極３ｄに供給される。これにより、第２ＭＺ型光変調器２３においては、バイアス供給部１２−２からのバイアス電圧によって動作点を安定化した上で、ＤＱＰＳＫ信号源７からのDATA２によって光源５からの光を変調し、差動位相偏移変調された光信号として出力される。
【００６４】
このとき、バイアス供給部１２−３からのバイアス電圧によって、合波導波路４で第１ＭＺ型光変調器２２からの信号光と合波される、第２ＭＺ型光変調器２３からの信号光には、第１ＭＺ型光変調器２２からの信号光と実質的にπ／２の位相差を有するように位相シフトを施すことができる。
このように、第２実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器２１においても、π／２移相器１０４（図１５参照）に相当する機能を第２ＭＺ型光変調器２３の電極３ｄに持たせることができるので、第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００６５】
また、変調・バイアス共用の電極２ｄ，３ｄをそなえているので、前述の図１においてバイアス電極２ｃ，３ｃをそれぞれ形成するために確保されていた導波路スペースを省略することができ、デバイス規模の縮小化を図ることができる。又、このバイアス電極２ｃ，３ｃを形成するために確保されていた導波路スペースを上述の電極２ｄ，３ｄのための形成領域に含めることとすれば、既存のデバイス規模を維持しながら、電極２ｄ，３ｄのために必要とされる電極長を長くすることができるので、より消費電力の削減を図ることができる利点もある。
【００６６】
なお、第２実施形態においては、位相シフトのためのバイアス電圧を第２ＭＺ型光変調器２３の電極３ｄに供給するようになっているが、バイアスＴ１３−１を通じて第１ＭＺ型光変調器２の電極２ｄに供給するように構成してもよい。
〔Ｂ１〕第２実施形態の第１変形例の説明
図９は本発明の第２実施形態の第１変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器２１Ａを示す図である。この図９に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ａは、前述の図８に示すバイアス供給部１２−３に代えて、位相シフト制御部１１からの制御により、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３に対して位相シフト用のバイアス電圧をそれぞれ供給するバイアス供給部１２−３３をそなえており、この点が図８に示すＤＱＰＳＫ変調器２１と異なる。尚、この点以外の構成については図８に示すＤＱＰＳＫ変調器２１と基本的に同様であり、図９中、図８と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００６７】
すなわち、バイアス供給部１２−３３では、位相シフト制御部１１からの制御を受けて、第１ＭＺ型導波路２２をなす２本のアーム双方に形成された電極２ｄに対して、位相シフト用のバイアス電圧を印加するとともに、第２ＭＺ型導波路３ａをなす２本のアーム双方に形成された電極３ｄに対して、位相シフト用のバイアス電圧を印加する。
このとき、バイアス供給部１２−３３において電極２ｄ、３ｄに対してそれぞれ供給するバイアス電圧は、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３から出力され合波導波路４で合波される２つの信号光が、相対的にπ／２の位相差を有するようなバイアス電圧に設定される。
【００６８】
たとえば、この図９に示すように、電極２ｄには、第１ＭＺ型光変調器２２を通じて合波導波路４から出力される信号光の位相シフト量（移相量）φ１が、φ１＝−π／４となるようなバイアス電圧が供給され、電極３ｄには、第２ＭＺ型光変調器２３を通じて合波導波路４から出力される信号光の位相シフト量（移相量）φ２が、φ２＝π／４となるようなバイアス電圧を供給する。このようにすれば、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３を通じて合波導波路４から出力される２つの信号光の相対的位相差をπ／２とすることができるようになる。尚、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３への移相量設定の割り当てを逆としてもよい。
【００６９】
なお、本発明によれば、バイアス供給部１２−３１，１２−３２にて供給するバイアス電圧をそれぞれ移相量φ１＝−π／４，φ２＝π／４（又はそれぞれφ１＝π／４，φ２＝−π／４）となるようなバイアス電圧としているが、相対的にπ／２の位相差が得られるのであれば（φ１−φ２＝π／２又は−π／２）、図１０に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ｂのように、バイアス供給部１２−３４において個々の電極２ｄ，３ｄに供給するバイアス電圧の値については、これ以外の移相量φ１＝φａ，φ２＝φｂとなる値の組み合わせを設定することとしてもよい。
【００７０】
このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器２１Ａ，２１Ｂにおいても、前述の第２実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、位相シフトのために必要とされるバイアス電圧を、複数のＭＺ型光変調器２２，２３の電極２ｄ，３ｄに分散させることができるので、消費電力の抑制に更に寄与することができる。
〔Ｂ２〕第２実施形態の第２変形例の説明
図１１は本発明の第２実施形態の第２変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器２１Ｃを示す図である。この図１１に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ｃは、前述の図８に示すＤＱＰＳＫ変調器２１の構成に、バイアス比設定部１４が追加されたものである。このバイアス比設定部１４は、位相シフト用のバイアス電圧が供給される２つの電極３ｄについて、個体差によるバイアス供給比率のずれを補正するためのものである。
【００７１】
すなわち、２つの電極３ｄにおける互いのバイアス供給比率が相違する要因となる、損失差や、電極長の相違等をあらかじめ測定しておき、これらの測定結果をもとに、バイアス供給比率のずれを補正すべく、バイアス供給部１２−３からのバイアス電圧をバイアス比設定部１４で割り当て（バイアス比）を設定することができるようになる。このバイアス比設定部１４でバイアス比が設定されたバイアス電圧は、バイアスＴ１３−２を通じて対応する電極３ｄに供給されるようになっている。
【００７２】
したがって、上述のバイアス比設定部１４は、第１，第２マッハツェンダ形光変調器２２，２３における各２つの電極２ｄ，３ｄに供給される移相用電圧の印加比率を設定する印加比率設定部である。
このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器２１Ｃにおいては、バイアス比設定部１４をそなえているので、第２ＭＺ型光変調器２３の２つの電極３ｄ間の損失などによるバイアス供給比率の違いを低減し、π／２シフトからのずれを補正することができる。
【００７３】
また、このバイアス比設定部の構成は、前述の図９又は図１０に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ａ，２１Ｂに適用することもできる。例えば、図１２に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ｄのように、図１０に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ｂの構成に、印加比率設定部としてのバイアス比設定部１４ａを構成することとしてもよい。この図１２におけるバイアス比設定部１４ａは、位相シフト用のバイアス電圧が供給される第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３における各２つの電極２ｄ，３ｄについて、個体差によるバイアス供給比率のずれをそれぞれ補正するためのものである。
【００７４】
これにより、電極２ｄ，３ｄにおける互いのバイアス供給比率が相違する要因となる、損失差や、電極長の相違等をあらかじめ測定しておき、これらの測定結果をもとに、バイアス供給比率のずれを補正すべく、バイアス供給部１２−３４からのバイアス電圧を割り当て（バイアス比）をバイアス比設定部１４ａで設定することができるようになる。
すなわち、このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器２１Ｄにおいても、バイアス比設定部１４ａをそなえているので、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３の各２つの電極２ｄ，３ｄ間の損失などによるバイアス供給比率の違いを低減し、π／２シフトからのずれを補正することができる。
【００７５】
〔Ｂ３〕第２実施形態の第３変形例の説明
図１３は本発明の第２実施形態の第３変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器２１Ｅを示す図である。この図１３に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ｅは、前述の図８に示すＤＱＰＳＫ変調器２１におけるバイアス供給部１２−１〜１２−３の構成を共用化したバイアス供給部１２−５をそなえるとともに、印加比率設定部としてのバイアス比設定部１４ｂをそなえており、この点が前述の図８に示すＤＱＰＳＫ変調器２１と異なっている。尚、この点以外の構成については図８に示すＤＱＰＳＫ変調器２１と基本的に同様であり、図１３中、図８と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００７６】
すなわち、バイアス供給部１２−５は、ＡＢＣ回路部１０からの制御に基づく第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３に対する動作点制御用のバイアス電圧とともに、位相シフト制御部１１からの制御に基づく第２ＭＺ型光変調器２３に対する位相シフト用のバイアス電圧を出力するようになっており、バイアス比設定部１４ｂは、バイアス供給部１２−５からのバイアス電圧信号について、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３における各２つの電極２ｄ，３ｄへのバイアス電圧信号として、電極２ｄ，３ｄの個体差に応じてバイアス比を設定しながら分配するものである。
【００７７】
具体的には、バイアス供給部１２−５からのバイアス電圧信号を第１ＭＺ型光変調器２２のための動作点制御用のバイアス電圧と、第２ＭＺ型光変調器２３のための動作点制御および位相シフト用のバイアス電圧信号と、に分配するとともに、更に、各２つの電極２ｄ，３ｄの個体差に基づくバイアス供給比率のずれを補正すべく、バイアス供給部１２−５からのバイアス電圧の割り当て設定（バイアス比設定）を行なうものである。このバイアス比設定部１４ｂでバイアス比が設定されたバイアス電圧は、バイアスＴ１３−１を通じて対応する電極２ｄに、バイアスＴ１３−２を通じて対応する電極３ｄに、それぞれ供給されるようになっている。
【００７８】
また、このような共用化されたバイアス供給部の構成およびバイアス比設定部の構成は、前述の図９又は図１０に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ａ，２１Ｂに適用することもできる。例えば、図１４に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ｆのように、図９に示すＤＱＰＳＫ変調器２１Ａにおけるバイアス供給部１２−１，１２−２，１２−３３の構成を共用化したバイアス供給部１２−６をそなえるとともに、印加比率設定部としてのバイアス比設定部１４ｃをそなえることとしてもよい。
【００７９】
すなわち、バイアス供給部１２−６は、ＡＢＣ回路部１０からの制御に基づく第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３に対する動作点制御用のバイアス電圧とともに、位相シフト制御部１１からの制御に基づく第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３に対する位相シフト用のバイアス電圧を出力するようになっており、バイアス比設定部１４ｃは、バイアス供給部１２−６からのバイアス電圧信号について、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３における各２つの電極２ｄ，３ｄへのバイアス電圧信号として、電極２ｄ，３ｄの個体差に応じてバイアス比を設定しながら分配するものである。
【００８０】
具体的には、バイアス供給部１２−６からのバイアス電圧信号を、第１ＭＺ型光変調器２２のためのバイアス電圧（動作点制御用のバイアス電圧および位相シフト用（φ１＝−π／４又はπ／４）のバイアス電圧）と、第２ＭＺ型光変調器２３のためのバイアス電圧（動作点制御用のバイアス電圧および位相シフト用（φ１＝π／４又は−π／４）のバイアス電圧）と、に分配する。更に、各２つの電極２ｄ，３ｄの個体差に基づくバイアス供給比率のずれを補正すべく、バイアス供給部１２−６からのバイアス電圧の割り当て設定（バイアス比設定）を行なうものである。このバイアス比設定部１４ｃでバイアス比が設定されたバイアス電圧は、バイアスＴ１３−１を通じて対応する電極２ｄに、バイアスＴ１３−２を通じて対応する電極３ｄに、それぞれ供給されるようになっている。
【００８１】
このように構成されたＤＱＰＳＫ変調器２１Ｅ，２１Ｆにおいても、バイアス比設定部１４ａをそなえているので、第１，第２ＭＺ型光変調器２２，２３の各２つの電極２ｄ，３ｄ間の損失などによるバイアス供給比率の違いを低減し、π／２シフトからのずれを補正することができる。
〔Ｃ〕その他
なお、図１１〜図１４に示す印加比率設定部としてのバイアス比設定部の構成については、適宜第１実施形態の各構成にも適用することが可能である。
【００８２】
さらに、上述の各実施形態においては、ｎを２とした差動Ｍ（２2＝４）位相偏移変調器、即ちＤＱＰＳＫ変調器について詳述したが、本発明によれば、ｎを３以上の整数とした差動Ｍ（Ｍ＝２n）位相偏移変調器においても適用することが可能である。この場合においては、駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された信号光を出力しうるマッハツェンダ型光変調器をｎ（ｎは複数）個並列に配置するとともに、このｎ個のマッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動Ｍ（Ｍ＝２n）位相偏移変調光を出力しうる合波導波路と、をそなえ、ｎ個のマッハツェンダ型光変調器では、合波導波路で合波されるｎ個の前記信号光が実質的に２π／Ｍの位相偏移差となる移相用電圧についても前記駆動電圧信号とともに印加するようになっている。
【００８３】
また、上述した実施形態の開示により、当業者が本発明の装置を製造することは可能である。
〔Ｄ〕付記
（付記１）
駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された信号光を出力しうるマッハツェンダ型光変調器をｎ（ｎは複数）個並列に配置するとともに、
該ｎ個のマッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動Ｍ（Ｍ＝２n）位相偏移変調光を出力しうる合波導波路と、をそなえ、
該ｎ個のマッハツェンダ型光変調器では、該合波導波路で合波されるｎ個の前記信号光が実質的に２π／Ｍの位相偏移差となる移相用電圧についても前記駆動電圧信号とともに印加することを特徴とする、差動Ｍ位相偏移変調器。
【００８４】
（付記２）
前記ｎを２、前記Ｍを４として、
第１駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された第１信号光を出力しうる第１マッハツェンダ型光変調器と、
第２駆動電圧信号を印加することにより、差動位相偏移変調された第２信号光を出力しうる第２マッハツェンダ型光変調器と、を並列に配置するとともに、
該合波導波路は、該第１，第２マッハツェンダ型光変調器の出力を合波することにより、差動４位相偏移変調光を出力しうるように構成され、
かつ、該第１，第２マッハツェンダ型光変調器のうちの少なくとも一方に対して、前記第１信号光および前記第２信号光の位相差が実質的にπ／２となる移相用電圧についても駆動電圧信号とともに印加することを特徴とする、付記１記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００８５】
（付記３）
該第１マッハツェンダ型光変調器は、第１マッハツェンダ型光導波路と、該第１マッハツェンダ型光導波路において前記第１駆動電圧信号を印加するための第１変調用電極部と、前記第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御用の第１バイアス制御用電圧を供給するための第１バイアス用電極部と、をそなえるとともに、
該第２マッハツェンダ型光変調器は、第２マッハツェンダ型光導波路と、該第２マッハツェンダ型光導波路において前記第２駆動電圧信号を印加するための第２変調用電極部と、前記第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧を供給するための第２バイアス用電極部と、をそなえたことを特徴とする、付記２記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００８６】
（付記４）
該第１マッハツェンダ型光変調器は、第１マッハツェンダ型光導波路と、該第１マッハツェンダ型光導波路において前記第１駆動電圧信号と前記第１駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第１バイアス制御用電圧とが重畳された第１重畳電圧を供給するための第１重畳電圧用電極部と、をそなえるとともに、
該第２マッハツェンダ型光変調器は、第２マッハツェンダ型光導波路と、該第２マッハツェンダ型光導波路において前記第２駆動電圧信号と前記第２駆動電圧信号による変調の際のバイアス制御のための第２バイアス制御用電圧とが重畳された第２重畳電圧を供給するための第２重畳電圧用電極部と、をそなえたことを特徴とする、付記２記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００８７】
（付記５）
前記第１，第２変調用電極部の少なくとも一方に対応する前記駆動電圧信号に、前記移相用電圧を重畳して印加することを特徴とする、付記３記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
（付記６）
前記移相用電圧を発生させる移相用電圧発生部と、
前記第１および第２駆動電圧信号のうちの少なくとも一方に、該移相用電圧発生部で発生した前記移相用電圧を結合させる重畳部と、を更にそなえたことを特徴とする、付記５記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００８８】
（付記７）
前記第１，第２バイアス用電極部のうちの少なくとも一方に対応する前記バイアス制御用電圧に、前記移相用電圧を重畳して印加することを特徴とする、付記３記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
（付記８）
前記第１駆動電圧信号を発生させる第１駆動電圧発生部と、
前記第２駆動電圧信号を発生させる第２駆動電圧発生部と、
前記第１バイアス制御用電圧を発生させる第１バイアス制御用電圧発生部と、
前記第２バイアス制御用電圧を発生させる第２バイアス制御用電圧発生部と、を更にそなえたことを特徴とする、付記３記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００８９】
（付記９）
前記第１，第２重畳電圧用電極部の少なくとも一方には、前記移相用電圧を更に重畳した重畳電圧を印加することを特徴とする、付記４記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
（付記１０）
前記移相用電圧を発生させる移相用電圧発生部と、
前記第１および第２重畳電圧用電極部に供給する前記第１および第２重畳電圧のうちの少なくとも一方に、該移相用電圧発生部で発生した前記移相用電圧を更に重畳させる重畳部と、を更にそなえたことを特徴とする、付記９記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００９０】
（付記１１）
前記第１駆動電圧信号を発生させる第１駆動電圧発生部と、
前記第２駆動電圧信号を発生させる第２駆動電圧発生部と、
前記第１バイアス制御用の電圧を発生させる第１バイアス制御用電圧発生部と、
前記第２バイアス制御用の電圧を発生させる第２バイアス制御用電圧発生部と、
該第１駆動用電圧発生部で発生した前記第１駆動電圧信号および該第１バイアス制御用電圧発生部で発生した第１バイアス制御用電圧を電圧重畳し、前記第１重畳電圧として、該第１重畳電圧用電極部に印加する第１電圧重畳部と、
該第２駆動用電圧発生部で発生した前記第２駆動電圧信号および該第２バイアス制御用電圧発生部で発生した第２バイアス制御用電圧を電圧重畳し、前記第２重畳電圧として、該第２重畳電圧用電極部に印加する第２電圧重畳部と、
該移相用電圧を発生させる移相用電圧発生部と、を更にそなえ、
該第１，第２電圧重畳部のうちの少なくとも一方は、該移相用電圧発生部で発生した前記移相用電圧を更に電圧重畳することを特徴とする、付記４記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００９１】
（付記１２）
該第１，第２マッハツェンダ形光変調器は、それぞれ、２本のアーム導波路を有するマッハツェンダ型導波路をそなえるとともに、各２本のアーム導波路に対して電界を印加するための２つの電極がそなえられ、前記移相用電圧は、該第１，第２マッハツェンダ形光変調器のうちの少なくとも一方における該２つの電極の双方に供給されることを特徴とする、付記２記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【００９２】
（付記１３）
該第１，第２マッハツェンダ形光変調器における各２つの電極に供給される前記移相用電圧の印加比率を設定する印加比率設定部を更にそなえたことを特徴とする、付記１２記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
（付記１４）
入力される光を２分岐し、それぞれ、該第１マッハツェンダ型光変調器および該第２マッハツェンダ型光変調器に出力しうる分岐導波路を更にそなえたことを特徴とする、付記２記載の差動Ｍ位相偏移変調器。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図２】第１実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器の作用効果を説明するための図である。
【図３】第１実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器の制御シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【図４】第１実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図５】第１実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図６】第１実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図７】第１実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図９】第２実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図１０】第２実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図１１】第２実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図１２】第２実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図１３】第２実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図１４】第２実施形態の変形例にかかるＤＱＰＳＫ変調器を示す図である。
【図１５】従来のＤＱＰＳＫ変調方式を採用するマッハツェンダ型のＤＱＰＳＫ変調器の構成例を示す図である。
【図１６】ＤＱＰＳＫ変調方式を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９４】
１，１Ａ〜１Ｄ，２１，２１Ａ〜２１Ｆ，１００    ＤＱＰＳＫ変調器
２，２２    第１ＭＺ型光変調器
３，２３    第２ＭＺ型光変調器
２ａ    第１ＭＺ型光導波路
３ａ    第２ＭＺ型光導波路
２ｂ，３ｂ，１０１ｂ，１０２ｂ    変調電極
２ｃ，３ｃ    バイアス電極
２ｄ，３ｄ    電極
４    合波導波路
５，１０５    光源
６    分岐導波路
７，１０６    ＤＱＰＳＫ信号源
８−１，８−２，１０７，１０８    ドライバ
９    フォトダイオード
１０    ＡＢＣ回路部
１１    位相シフト制御部
１２−１〜１２−６，１２−３１〜１２−３４，１２−４１，１２−４２    バイアス供給部
１３−１，１３−２    バイアスＴ
１４，１４ａ〜１４ｃ    バイアス比設定部
１０１，１０２    子ＭＺ型光変調器
１０１ａ，１０２ａ    ＭＺ型導波路
１０３    親ＭＺ型導波路
１０４    π／２移相器
【図１】
2008122786.tif 000003
【図２】
2008122786.tif 000004
【図３】
2008122786.tif 000005
【図４】
2008122786.tif 000006
【図５】
2008122786.tif 000007
【図６】
2008122786.tif 000008
【図７】
2008122786.tif 000009
【図８】
2008122786.tif 000010
【図９】
2008122786.tif 000011
【図１０】
2008122786.tif 000012
【図１１】
2008122786.tif 000013
【図１２】
2008122786.tif 000014
【図１３】
2008122786.tif 000015
【図１４】
2008122786.tif 000016
【図１５】
2008122786.tif 000017
【図１６】
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