(57)【要約】【課題】外部変調器に入力される駆動信号のビットレートや光信号の波長が変化した結果バイアス特性が変化しても最適に光変調を行うことのできる光変調器を提供する。【解決手段】従来の動作点制御のためのパイロット信号の他に、周波数の異なる第２のパイロット信号を光信号に重畳する。そして、外部変調器の出力から第２のパイロット信号に対応する光信号の変調成分を検出し、第２のパイロット信号と位相比較を行い、振幅としてその結果を得る。外部変調器の駆動波形振幅が外部変調器のＶπと一致している場合の上記位相比較結果の振幅を基準として、駆動波形振幅がＶπと一致していない場合の位相比較結果の振幅を検出し、駆動波形の振幅を増減する。【選択図】      図１
2004247968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部変調器の静特性の変化を補償する機能を有する光変調器において、
該外部変調器の出力する光信号に、低周波の信号を重畳する重畳手段と、
該重畳された信号に対応する光信号の成分を抽出する抽出手段と、
該抽出された信号と該低周波の信号を比較する比較手段と、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える駆動信号の振幅を可変する可変手段と、
を備えることを特徴とする光変調器。
【請求項２】
前記比較手段は、前記抽出された信号と前記低周波の信号の電圧加算を行った結果を出力することを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記比較手段は、前記外部変調器の静特性と前記駆動信号の振幅が一致している場合の比較値を基準として、該駆動信号の振幅が前記外部変調器の静特性に比べて大きい場合、及び、小さい場合を検出することを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
【請求項４】
前記比較手段は、前記低周波の信号の周波数を２倍にした信号から、１つおきにパルスを取り除いた歯抜け波形と、前記抽出された信号に含まれる、該低周波の信号の２倍の周波数成分の波形を比較することを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
【請求項５】
外部変調器の静特性の変化を補償する機能を有する光変調器において、
該外部変調器の出力する光信号に、第１と第２の低周波の信号を重畳する重畳手段と、
該重畳された信号に対応する光信号の成分を抽出する抽出手段と、
該抽出された信号と該第１と第２の低周波の信号を比較する比較手段と、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える駆動信号の振幅を可変する可変手段と、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える動作点電圧を可変する可変手段と、
を備えることを特徴とする光変調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調器を備えた光送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信システムに使用される光送信器においては、外部変調方式では光通信システムの安定動作を達成するために、光変調器の動作点ドリフトに対処することが要求され、様々な光変調器の動作点安定方式が用いられている。しかし、最近の光通信システムでは、ＷＤＭ及びフレキシブルビットレートが採用されることが多くなり、システム上伝送波長や伝送速度を切り替える必要がある。このため、光変調器の動作点の変動（温度ドリフト等）に対する補償制御（特許番号２６４２４９９号）のみでは、伝送波長や伝送速度が変化した場合の静特性の変化（外部変調器のＶπ特性の変化）に対応できなくなってきている。従って、外部変調器の静特性が変化しても波形劣化のない光送信器の検討が必要となってきた。
【０００３】
図１５は、Ｖπ特性の変化を模式的に示した図である。
ニオブ酸リチウムでできたマッハツェンダ形の外部変調器においては、バイアス電圧と光出力との間に、正弦波的な周期的関係がある。光変調においては、この周期的関係の内の１つの山の斜面を利用しているのであるが、この外部変調器に入力する光の波長が変化したり、伝送速度が変化すると、Ｖπ特性が図１５のように、変化する。従って、光変調において、消光比を最大にするために、上記特性の山の頂点と谷の最下点との間で動作していた光変調器は、Ｖπ特性が変換することによって上記よりずれた位置で動作することになる。これにより、外部変調器で生成される光信号の波形は劣化してしまう。従来では、Ｖπ特性の周期が変化せず、動作点の位置がずれる動作点ドリフトに関する技術が開示されている。
【０００４】
図１６は、従来技術の説明図である。
同図の技術は特許文献１に記載されたものである。
１は半導体レーザ等からなる光源、２は外部変調器、３は信号用電極、４は光検出器、５はパイロット信号検出回路、６は位相比較回路、７は動作点制御回路、８はパイロット信号発生器、９は変調器駆動回路、１０はバイアス回路である。
【０００５】
光源１からＣＷ光（連続光）が外部変調器２に入力され、変調器駆動回路９より発生したＰＣＭ変調電気信号で信号用電極にて変調されて、光信号を出力する。また、光信号は、外部変調器２の内部で分岐され、光検出器４に入力される。光検出器４はフォトダイオードで構成され、光信号の強度をモニタ電流に変換してパイロット信号検出回路５に出力する。
【０００６】
パイロット信号発生器８は、ＰＣＭ変調電気信号に影響のないような低周波の周波数を有し、外部変調器２の変調器駆動回路９に入力され、信号用電極のバイアス電圧を低周波で変調することによって、パイロット信号を光信号に重畳する。前記パイロット信号検出回路５にて、バイアス電圧に変調をかけた結果得られた、光信号に重畳された低周波のパイロット信号を検出する。検出されたパイロット信号は、パイロット信号発生器８にて発生した信号と位相比較回路６にて位相比較される。その結果により動作点制御回路７がバイアス回路１０を介して、信号用電極のバイアス電圧を最適に動作させる。
【０００７】
これにより、外部変調器はバイアス電圧のドリフトに影響なく安定に動作する。このときのバイアス電圧特性とＰＣＭ信号、パイロット信号、光出力の動作を図１７に示す。
【０００８】
図１７は、従来の技術の動作を示す図である。
ＬＮバイアス電圧は、ニオブ酸リチウムを使ったマッハツェンダ形外部変調器（ＬＮ変調器）の駆動電極に加えるバイアス電圧である。ＬＮ駆動信号は、電気信号であり、光信号に変換するために、ＬＮ変調器の駆動電極に印加する電圧である。パイロット信号は、このＬＮ駆動電圧の信号振幅を可変するような信号となる。得られる光信号は、動作点が正しく設定されている場合には、パイロット信号の２倍の周波数の振幅変調を受けたものとなる。
【０００９】
特許文献２には、外部変調器から出力された光信号のパワーレベルを検出し、光信号の出力パワーを一定にする技術が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特許第２６４２４９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９６１８５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
外部変調器に入力される光信号の波長が変化しない場合には、上記従来技術で動作点のドリフトを制御すれば安定した動作が得られる。しかし、外部変調器のバイアス特性：Ｖπ特性は、ＰＣＭ信号のビットレートまたは光源１によってＣＷ光の波長を変えた時にＶπが変動し、光出力信号の振幅と消光比が劣化してしまう。
【００１２】
すなわち、図１８の従来の問題点を説明する図にあるように、ＰＣＭ信号のビットレートや光源の波長が変化すると、外部変調器（ＬＮ変調器）のバイアス電圧対光出力の特性曲線において、最大の光出力を得るバイアス電圧と最小の光出力を得るバイアス電圧との差であるＶπが大きくなったり、小さくなったりする。これに対し、ＬＮ変調器の駆動信号であるＰＣＭ信号の振幅を一定保っていると、Ｖπが大きくなった場合や、Ｖπが小さくなった場合に、出力される光信号の振幅が小さくなったり、消光比が大きくなると言う問題が生じる。
【００１３】
外部変調器のバイアス特性が温度、電源等に対するドリフトを補償している光送信器において、外部変調器のバイアス特性：Ｖπ特性が、変動しても光出力信号の振幅と消光比が劣化することなく安定に動作することが重要である。
【００１４】
従って、本発明の課題は、外部変調器に入力される駆動信号のビットレートや光信号の波長が変化した結果バイアス特性が変化しても最適に光変調を行うことのできる光変調器を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光変調器は、外部変調器の静特性の変化を補償する機能を有する光変調器において、該外部変調器の出力する光信号に、低周波の信号を重畳する重畳手段と、該重畳された信号に対応する光信号の成分を抽出する抽出手段と、該抽出された信号と該低周波の信号を比較する比較手段と、該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える駆動信号の振幅を可変する可変手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、外部変調器の静特性の変化が、外部変調器へ入力スイッチ売る光の波長が変化することや、変調によって得られる信号のビットレートが変化することによって、変化しても、適切に駆動信号の振幅を設定できるので、外部変調器の出力である光出力信号の振幅や消光比を最適に保つことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明の第１の原理を示す図である。
それぞれの機能は以下の通りである。
（１）パイロット信号の位相と振幅を検出し、変調駆動回路にフィードバックし、ＰＣＭ信号の駆動振幅を可変する。
【００１８】
図１は、第１の原理に従った、光変調器の原理構成を示す図である。
図１においては、従来のドリフト補償回路に加えて（細い線で示される）、異なった周波数のパイロット信号をバイアス回路１０を用いて光信号に重畳し、それを検出して制御する経路を追加する。従って、従来のドリフト補償回路については説明を省略する。バイアス回路１０で重畳したパイロット信号を光検出器Ｂ１１より検出し、位相比較振幅検出回路１２にてパイロット信号発生器Ｂ１４の出力とパイロット信号検出回路Ｂ１１の出力とを位相比較、振幅検出比較する。この位相比較振幅検出回路１２の出力信号を基に、振幅制御回路１３にて変調器の駆動振幅を可変し、Ｖπ特性が変動しても光出力信号の振幅と消光比を一定に保つ。また、１〜１０の機能は従来と同様である。動作を図２〜図４に示す。
ａ）駆動波形振幅とＶπが一致している場合（図２）
まず、外部変調器の電気入力（駆動波形）の振幅がＶπと一致している場合は、重畳したパイロット信号は外部変調器の静特性の変極点部分にかかるため図２の光出力波形のようになる。
【００１９】
ここで、バイアス回路に重畳したパイロット信号を光検出器Ｂ１１によりパイロット信号と同じ周波数を抽出して検出すると、この出力は（図中１１出力）ほとんど直流になる。すなわち、この場合には、光出力波形の振幅変動は、パイロット信号の２倍の周波数となる。これは、駆動波形が外部変調器の静特性の変極点の前後で変化することになるので、光出力は駆動波形が変極点の一方から他方に変化する間に、パワーが一旦大きくなって再び元に戻る変化をするようになるからである。位相比較振幅検出回路１２にてパイロット信号発生器Ｂ１４の出力とパイロット信号検出回路Ｂ１１の出力とを、たとえば簡単な足し算回路を用いて位相比較し、位相差を振幅に変換して振幅検出する（この場合は１１出力の位相差はないが、駆動波形の振幅とＶπとが一致していない場合は位相差が生じる）。
【００２０】
この位相比較振幅検出回路１２の出力信号を、駆動波形の振幅はＶπと一致していると認識して、この振幅をＶπと駆動波形の振幅との関係の判断の基準とし、振幅制御回路１３では変調器の駆動振幅をそのまま維持するように制御する。ｂ）次に入力外部変調器の電気入力（駆動波形）の振幅がＶπより小さい場合（図３）
この場合は、重畳したパイロット信号は、外部変調器の静特性の変極点部分にかからないため図３の光出力波形のようになる。
【００２１】
ここで、バイアス回路１０で重畳したパイロット信号を光検出器Ｂ１１により、パイロット信号と同じ周波数成分を抽出して検出すると、この出力は（図中１１出力）重畳したパイロット信号とほとんど逆位相となる。位相比較振幅検出回路１２にてパイロット信号発生器Ｂ１４の出力とパイロット信号検出回路Ｂ１１の出力とを、たとえば簡単な足し算回路を用いて位相比較し、位相差を振幅に変換して振幅検出する。
【００２２】
この位相比較振幅検出回路１２の出力信号は、１１出力と１４出力が逆位相なので、当然１４出力よりも振幅は小さくなる。この場合、駆動波形の振幅はＶπより小さいと認識して、振幅制御回路１３では変調器の駆動振幅を大きくするように制御する。
ｃ）駆動波形振幅がＶπより大きい場合（図４）
また、外部変調器の電気入力（駆動波形）の振幅がＶπより大きい場合は、重畳したパイロット信号は外部変調器の静特性の変極点部分より外に位置するため図４のような光出力波形のようになる。
【００２３】
ここで、バイアス回路１０で重畳したパイロット信号を光検出器Ｂ１１により、パイロット信号と同じ周波数を抽出して検出すると、この出力は（図中１１出力）重畳したパイロット信号とほとんど同位相となる。位相比較振幅検出回路１２にてパイロット信号発生器Ｂ１４の出力とパイロット信号検出回路Ｂ１１の出力とを、たとえば簡単な足し算回路を用いて位相比較し、位相差を振幅に変換して振幅検出する。
【００２４】
この位相比較振幅検出回路１２の出力信号は、１１出力と１４出力が同位相なので当然１４出力よりも振幅は大きくなる。この場合、駆動波形の振幅はＶπより大きいと認識して、振幅制御回路１３では変調器の駆動振幅を小さくするように制御する。
【００２５】
図５〜図８は、本発明の第２の原理を説明する図である。
（２）パイロット信号の位相と、パイロット信号の２倍の周波数成分の大きさを検出し、変調駆動回路にフィードバックし、ＰＣＭ信号の駆動振幅を可変する。
【００２６】
図５は、第２の原理に従った光変調器の原理構成を示す図である。
図５においては、従来のドリフト補償回路のパイロット信号１つで、ドリフト補償と光出力振幅補償を行う。ここでも、従来のドリフト補償回路については説明を省略する。変調器駆動回路９に重畳したパイロット信号のピーク波形をパイロット信号検出回路Ｂ１１より検出し、高調波検出回路１５によりパイロット信号検出回路Ｂ１１の出力からパイロット信号の２倍の周波数の信号振幅を検出する。
【００２７】
また、逓倍回路１６にてパイロット信号発生器８の発生するパイロット信号の２倍の周波数の信号を作り、もとのパイロット信号と歯抜け波形作成回路１７にてパイロット信号と合わせて、２倍の周波数の信号を１周期ごとに歯抜けにした波形を作る（パイロット信号と２倍の周波数の信号の同期は、初期設定で調整する）。位相比較回路Ｂ１２にて、高調波検出回路１５で検出したパイロット信号と、２倍の歯抜け信号とを位相比較する。この位相比較回路１２の出力信号の出力振幅信号振幅が最大になるように振幅制御回路１３にて変調器の駆動振幅を可変し、Ｖπ特性が変動しても光出力信号の振幅と消光比を一定に保つ。また、１〜１０の機能は従来と同様で、バイアスを自動調整する。
ａ）駆動波形振幅とＶπが一致している場合（図７）
まず、外部変調器の電気入力（駆動波形）の振幅がＶπと一致している場合は、重畳したパイロット信号は外部変調器の静特性の変極点部分にかかるため図６の光出力波形のようになり、重畳したパイロット信号の２倍の周波数の信号が光波形に重畳される。光出力波形のピーク波形（上部波形）をパイロット信号検出回路Ｂ１１より検出し、高調波検出回路１５によりパイロット信号検出回路Ｂ１１の出力からパイロット信号の２倍の周波数の信号振幅を検出する。
【００２８】
また、パイロット信号の２倍の周波数の歯抜け波形（１７出力）を図６中Ｐ１の位相に初期設定を行い、この波形と、高調波検出回路１５で検出した波形とを、位相比較回路Ｂ１２にて位相比較する。例えば、この位相比較回路に簡単な足し算回路を用いると、位相比較回路Ｂ１２の出力信号の出力振幅信号振幅は図６のようになり、この振幅をＶπと駆動波形の振幅の関係を判断するための基準とする。
ｂ）駆動波形振幅がＶπより小さい場合（図７）
次に、駆動波形の振幅がＶπより小さい場合は、重畳したパイロット信号は外部変調器の静特性の変極点の内側になるため図７の光出力波形のようになり、重畳したパイロット信号の２倍の周波数の成分は少なくなる。光出力波形のピーク波形（上部波形）をパイロット信号検出回路Ｂ１１より検出し、高調波検出回路１５によりパイロット信号検出回路Ｂ１１の出力から、例えばバンドパスフィルタ等でパイロット信号の２倍の周波数の信号振幅を検出する。
【００２９】
また、パイロット信号の２倍の周波数の歯抜け波形と、高調波検出回路１５で検出した波形とを、位相比較回路Ｂ１２にて位相比較する。例えば、この位相比較回路に簡単な足し算回路を用いると、位相比較回路Ｂ１２の出力信号の信号振幅は図７のようになり、この場合、駆動波形の振幅がＶπと一致している場合により小さい振幅となる。このとき、駆動波形の振幅は小さいと認識して、振幅制御回路１３にて駆動振幅を大きくするように制御する。
ｃ）駆動波形振幅がＶπより大きい場合（図８）
次に、駆動波形の振幅がＶπより大きい場合は、重畳したパイロット信号は、外部変調器の静特性の変極点の外側になるため図８の光出力波形のようになり、重畳したパイロット信号の２倍の周波数の成分は少なくなる。光出力波形のピーク波形（上部波形）をパイロット信号検出回路Ｂ１１より検出し、高調波検出回路１５により、パイロット信号検出回路Ｂ１１の出力から、例えばバンドパスフィルタ等でパイロット信号の２倍の周波数の信号波形を検出する。この波形は、駆動波形の振幅がＶπより小さい場合に対し、ほとんどそれと逆位相となる。
【００３０】
また、パイロット信号の２倍の周波数の歯抜け波形と、高調波検出回路１５で検出した波形とを、位相比較回路Ｂ１２にて位相比較する。例えば、この位相比較回路Ｂ１２に簡単な足し算回路を用いると、位相比較回路Ｂ１２の出力信号の信号振幅は図８のようになり、この場合駆動波形の振幅がＶπと一致している場合より大きい振幅となる。このとき、駆動波形の振幅はＶπより大きいとして認識して、振幅制御回路１３にて駆動振幅を小さくするように制御する。
【００３１】
このような原理で、光変調器にパイロット信号を重畳し、出力よりパイロット信号の光信号への変換のされかたの情報を取り出してフィードバックすることによって、光変調器のバイアス特性が変化しても光出力パワー、消光比が劣化することなく安定に動作する光送信器を提供する。
【００３２】
以下に、上記原理構成を具体例について説明する。
図９は、第１の原理に従った光変調器の第１の構成例を示す図である。
ニオブ酸リチウムを使用したマッハツェンダ型外部変調器を外部変調器２０として用い、ＰＣＭ信号のＤＡＴＡとＣＬＫは差動対２１に入力される。ここで差動対２１と電流源２２で変調器駆動回路９を構成し、外部変調器２０の信号用電極２３に変調をかける。ＬＤ（レーザダイオード）３５からのＣＷ光は、外部変調器により変調されて、光出力が生成される。正弦波発振器Ａ２４で作られた周波数ｆ１のパイロット信号Ａは電流源２２より光出力に重畳される。これをＰＤ（フォトダイオード）２５により受光し、フィルタＡ２６で周波数ｆ１のパイロット信号に対応する光信号の周波数成分が検出され、ＯＲ回路２７、オペアンプ２８を通してバイアスティ２９与えられる。バイアスティ２９にて外部変調器２０の信号様電極２３に印加する電圧のバイアスを制御し、Ｖπ特性のドリフトを補償する。この動作は従来技術である。
【００３３】
また、正弦波発振器Ｂ３０よりバイアスティ２９を通して外部変調器２０の信号用電極２３に周波数がｆ２のパイロット信号Ｂで光信号に変調をかける。これをＰＤ２５で受光し、フィルタＢ３１にて周波数がｆ２のパイロット信号Ｂに対応する光信号の周波数成分を検出し、正弦波発振器Ｂ３０の信号と電圧加算器３２において足し算する。この振幅をピーク検出器３３でピーク検出し、その大きさにより電流源２２の電流を制御して、差動対２１より出力される変調器駆動振幅を変化させる。この結果、Ｖπが変動した場合に出力パワー、消光比の劣化を補償する。なお、ピーク検出器３３の出力は、電流源２２に与える信号として適するようにオペアンプ３４によって増幅される。
【００３４】
図１０は、第１の原理に従った光変調器の第２の構成例を示す図である。
なお、同図においては、図９と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、異なる部分についてのみ説明を行う。
【００３５】
正弦波発振器Ｂ３０より周波数がｆ２のパイロット信号Ｂを、ＣＷ光源を発光するＬＤ３５に入力し変調をかける。これをＰＤ２５にて検出する。従って、正弦波発振器Ｂ３０が生成するパイロット信号Ｂは、外部変調器２０を使用して光信号に重畳されるのではなく、直接ＬＤ３５の駆動電圧を可変することによって、パイロット信号Ｂによって直接変調された光を外部変調器２０がデータなどの信号を用いて変調することになる。以下は図９と同様の動作を行う。
【００３６】
図１１は、第２の原理に従った光変調器の構成例を示す図である。
なお、同図において、図９と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。
差動対２１、信号用電極２３、ＰＤ２５、フィルタＡ２６、ＯＲ回路２７、オペアンプ２８、バイアスティ２９、正弦波発信回路４４、及び電流源２２で構成されるループは、周波数がｆ１のパイロット信号を使った動作点制御回路であり、従来技術や図９の場合と同様なので説明を省略する。
【００３７】
本構成例では、ＰＤ２５の出力信号を半波整流器４０で半波整流し、ＰＤ２５の受信信号である変調信号の上部の波形を検出する。半波整流された信号から、正弦波発振器の発振周波数がｆ１の２倍の透過帯域を持つフィルタＢ３１にて、２次高調波成分を検出する。正弦波発振器４４の出力を２逓倍器４１で２逓倍した周波数の波形と周波数ｆ１のパイロット信号とを電圧加算器４２で足し合わし（すなわち、ＡＮＤをとって、歯抜け信号を作る）、位相調整回路４３で、パイロット信号と２逓倍された信号との位相を調整し、位相調整された後の信号をフィルタＢ３１の出力と電圧加算器３２で加算し、加算結果の信号をピーク検出器３３でピーク検出する。ピーク検出した結果の信号振幅がある値を閾値として、閾値より大きいか小さいかにより、オペアンプ３４を通じて電流源２２の電流を制御し、差動対２１より出力される変調器駆動振幅を変化させる。この結果、Ｖπが変動した場合に出力パワー、消光比の劣化を補償する。ここで、上記閾値は、第２の原理の説明の時に述べた、Ｖπと駆動振幅が一致している場合の電圧加算器３２の出力のピーク検出結果を使用する。
【００３８】
図１２〜図１４は、第２の原理に基づく動作において、各信号波形がどのようになっているかを示す図である。
図１２は、駆動波形振幅がＶπと一致している場合の信号波形を示す図である。
【００３９】
同図左上の図は、ＬＮ変調器の静特性とパイロット信号の関係を示す図である。これは、図６に対応する図である。同図左下の図は、パイロット信号と周波数が２倍のパイロット信号を示し、また、これらの加算の結果得られる歯抜け波形を示している。同図右上は、ＬＮ変調器の光出力から上側波形を抽出した波形と、この波形からパイロット信号の２倍の周波数成分を抜き出したフィルタ出力波形が示されている。同図右上の一番下の波形は、フィルタ出力波形と比較されるべき歯抜け波形である。同図右上の点線の波形は、ＬＮ変調器に印加された重畳駆動波形の内、光信号の波形の上側に対応する部分を生成する重畳駆動波形を示している。同図右下は、歯抜け波形と２倍のパイロット信号の位相比較結果の波形（上側）と、位相比較結果の波形とフィルタ出力波形を電力加算した結果の波形（下側）を示している。
【００４０】
図１３は、駆動波形振幅がＶπより小さい場合の信号波形を示す図である。
同図左上は、ＬＮ変調器の静特性とパイロット信号の関係を示す図である。これは、図７に対応する図である。同図左下の図は、図１２と同じく、パイロット信号、パイロット信号の２倍の周波数を持つ信号、及び歯抜け信号を示している。同図右上は、光信号のパイロット信号による変調に対応する上側のピーク波形、パイロット信号の２倍の周波数成分を抽出したフィルタ出力、及び、駆動信号の上側重畳信号波形と歯抜け波形である。図１２と異なるのは、駆動波形振幅がＶπより小さいことにより、上側ピーク波形が頭打ちになっている点と、周波数がパイロット信号と同様になっていることである。また、フィルタ出力は、歪んだ波形となっている。同図右下は、歯抜け波形とパイロット信号の２倍の周波数の信号との位相比較出力と、歯抜け波形とフィルタ出力の電圧加算結果の波形である。
【００４１】
図１４は、駆動波形振幅がＶπより大きい場合の信号波形を示す図である。
同図左上は、ＬＮ変調器の静特性とパイロット信号の関係を示す図である。これは、図８に対応する図である。同図左下の図は、図１２と同じく、パイロット信号と、パイロット信号の２倍の周波数の信号の波形、及び歯抜け波形を示している。同図右上も図１２、１３と同じ信号波形であるが、駆動波形振幅がＶπより大きいために、上側ピーク波形が頭打ちになっており、フィルタ出力が歪んだ波形になっているのに加え、駆動波形振幅がＶπより小さい場合と比較して、上側ピーク波形がほぼ逆位相になっている。同図右下は、歯抜け波形とパイロット信号の２倍の周波数の信号の波形との位相比較出力と、歯抜け波形とフィルタ出力との電力加算結果の波形である。
【００４２】
（付記１）外部変調器の静特性の変化を補償する機能を有する光変調器において、
該外部変調器の出力する光信号に、低周波の信号を重畳する重畳手段と、
該重畳された信号に対応する光信号の成分を抽出する抽出手段と、
該抽出された信号と該低周波の信号を比較する比較手段と、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える駆動信号の振幅を可変する可変手段と、
を備えることを特徴とする光変調器。
【００４３】
（付記２）前記比較手段は、前記抽出された信号と前記低周波の信号の電圧加算を行った結果を出力することを特徴とする付記１に記載の光変調器。
（付記３）前記比較手段は、前記外部変調器の静特性と前記駆動信号の振幅が一致している場合の比較値を基準として、該駆動信号の振幅が前記外部変調器の静特性に比べて大きい場合、及び、小さい場合を検出することを特徴とする付記１に記載の光変調器。
【００４４】
（付記４）前記比較手段は、前記低周波の信号の周波数を２倍にした信号から、１つおきにパルスを取り除いた歯抜け波形と、前記抽出された信号に含まれる、該低周波の信号の２倍の周波数成分の波形を比較することを特徴とする付記１に記載の光変調器。
【００４５】
（付記５）前記重畳手段は、前記外部変調器の駆動電極に、低周波の信号電圧を印加することにより、該外部変調器の光出力に低周波の信号を重畳することを特徴とする付記１に記載の光変調器。
【００４６】
（付記６）前記重畳手段は、前記外部変調器に光を供給する光源を直接制御して、低周波の信号を該外部変調器の光出力に低周波の信号を重畳することを特徴とする付記１に記載の光変調器。
【００４７】
（付記７）外部変調器の静特性の変化を補償する機能を有する光変調器において、
該外部変調器の出力する光信号に、第１と第２の低周波の信号を重畳する重畳手段と、
該重畳された信号に対応する光信号の成分を抽出する抽出手段と、
該抽出された信号と該第１と第２の低周波の信号を比較する比較手段と、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える駆動信号の振幅を可変する可変手段と、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える動作点電圧を可変する可変手段と、
を備えることを特徴とする光変調器。
【００４８】
（付記８）光変調器において外部変調器の静特性の変化を補償する方法であって、
該外部変調器の出力する光信号に、低周波の信号を重畳する重畳ステップと、
該重畳された信号に対応する光信号の成分を抽出する抽出ステップと、
該抽出された信号と該低周波の信号を比較する比較ステップと、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える駆動信号の振幅を可変する可変ステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【００４９】
（付記９）前記比較ステップでは、前記抽出された信号と前記低周波の信号の電圧加算を行った結果を出力することを特徴とする付記８に記載の方法。
（付記１０）前記比較ステップでは、前記外部変調器の静特性と前記駆動信号の振幅が一致している場合の比較値を基準として、該駆動信号の振幅が前記外部変調器の静特性に比べて大きい場合、及び、小さい場合を検出することを特徴とする付記８に記載の方法。
【００５０】
（付記１１）前記比較ステップは、前記低周波の信号の周波数を２倍にした信号から、１つおきにパルスを取り除いた歯抜け波形と、前記抽出された信号に含まれる、該低周波の信号の２倍の周波数成分の波形を比較することを特徴とする付記８に記載の方法。
【００５１】
（付記１２）前記重畳ステップでは、前記外部変調器の駆動電極に、低周波の信号電圧を印加することにより、該外部変調器の光出力に低周波の信号を重畳することを特徴とする付記８に記載の方法。
【００５２】
（付記１３）前記重畳ステップでは、前記外部変調器に光を供給する光源を直接制御して、低周波の信号を該外部変調器の光出力に低周波の信号を重畳することを特徴とする付記８に記載の方法。
【００５３】
（付記１４）外部変調器の静特性の変化を補償する機能を有する光変調器における外部変調器の静特性の変化を補償する方法であって、
該外部変調器の出力する光信号に、第１と第２の低周波の信号を重畳する重畳ステップと、
該重畳された信号に対応する光信号の成分を抽出する抽出ステップと、
該抽出された信号と該第１と第２の低周波の信号を比較する比較ステップと、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える駆動信号の振幅を可変する可変ステップと、
該比較手段の出力に従って、該外部変調器に与える動作点電圧を可変する可変ステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、波長の切り替えやビットレートの変化に伴う変調器の静特性の変化に追随して、変調器の駆動信号の振幅を適切に制御することができる。したがって、変調器の光出力の出力パワーや消光比の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の原理を示す図（その１）である。
【図２】本発明の第１の原理を示す図（その２）である。
【図３】本発明の第１の原理を示す図（その３）である。
【図４】本発明の第１の原理を示す図（その４）である。
【図５】本発明の第２の原理を説明する図（その１）である。
【図６】本発明の第２の原理を説明する図（その２）である。
【図７】本発明の第２の原理を説明する図（その３）である。
【図８】本発明の第２の原理を説明する図（その４）である。
【図９】第１の原理に従った光変調器の第１の構成例を示す図である。
【図１０】第１の原理に従った光変調器の第２の構成例を示す図である。
【図１１】第２の原理に従った光変調器の構成例を示す図である。
【図１２】第２の原理に基づく動作において、各信号波形がどのようになっているかを示す図（その１）である。
【図１３】第２の原理に基づく動作において、各信号波形がどのようになっているかを示す図（その２）である。
【図１４】第２の原理に基づく動作において、各信号波形がどのようになっているかを示す図（その３）である。
【図１５】Ｖπ特性の変化を模式的に示した図である。
【図１６】従来技術の説明図である。
【図１７】従来の技術の動作を示す図である。
【図１８】従来の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１      光源
２、２０      外部変調器
３、２３      信号用電極
４      光検出器
５      パイロット信号検出回路Ａ
６      位相比較回路
７      動作点制御回路
８      パイロット信号発生器Ａ
９      変調器駆動回路
１０      バイアス回路
１１      パイロット信号検出回路Ｂ
１２      位相比較振幅検出回路
１３      振幅制御回路
１４      パイロット信号発生器Ｂ
１５      高調波検出回路
１６      逓倍回路
１７      歯抜けは形成生成回路
２１      差動対
２２      電流源
２４      正弦波発振器Ａ
２５      ＰＤ（フォトダイオード）
２６      フィルタＡ
２７      ＯＲ回路
２８      オペアンプ
２９      バイアスティ
３０      正弦波発振器Ｂ
３１      フィルタＢ
３２      電圧加算器
３３      ピーク検出器
３４      オペアンプ
３５      ＬＤ
４０      半波整流器
４１      ２逓倍回路
４２      電圧加算器
４３      位相調整回路
４４      正弦波発振回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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