(57)【要約】【課題】光変調器への電気的接続の煩雑化、光変調器を含む光学装置全体の肥大化を防止すると共に、マイクロ波信号の伝播損失を低減するコントロールボックス付き光変調器を提供すること。【解決手段】電気信号に対応して変調された光信号を発生する光変調素子を内蔵する筐体１と、該光変調素子を制御する制御手段を内蔵するコントロールボックス２とを着脱自在に結合したコントロールボックス付き光変調器において、該筐体１は、該コントロールボックス２に機械的に結合されると共に、該結合により、該筐体側と該コントロールボックス側との電気的接続を行なうことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号に対応して変調された光信号を発生する光変調素子を内蔵する筐体と、該光変調素子を制御する制御手段を内蔵するコントロールボックスとを着脱自在に結合したコントロールボックス付き光変調器において、
該筐体は、該コントロールボックスに機械的に結合されると共に、該結合により、該筐体側と該コントロールボックス側との電気的接続を行なうことを特徴とするコントロールボックス付き光変調器。
【請求項２】
請求項１に記載のコントロールボックス付き光変調器において、該筐体は、該コントロールボックスにより機械的に支持・固定されていることを特徴とするコントロールボックス付き光変調器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコントロールボックス付き光変調器において、該筐体側が必要とする全ての電気的接続が、該コントロールボックスとの結合を介して行なわれていることを特徴とするコントロールボックス付き光変調器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のコントロールボックス付き光変調器において、該電気信号がマイクロ波信号を含むことを特徴とするコントロールボックス付き光変調器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコントロールボックス付き光変調器において、該筐体が光検出素子を内蔵すると共に、該制御手段は、該光検出素子からの検出信号に基づき動作することを特徴とするコントロールボックス付き光変調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コントロールボックス付き光変調器に関し、特に、電気信号に対応して変調された光信号を発生する光変調素子を内蔵する筐体と、該光変調素子を制御する制御手段を内蔵するコントロールボックスとを着脱自在に結合したコントロールボックス付き光変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信や光計測の分野において、電気信号を光信号に変換する光変調器が多く用いられている。光変調器としては、レーザダイオードによる直接変調器や、電界吸収型変調器、又は、ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する基板に光導波路を形成した光導波路型光変調器などの外部変調器が知られている。
近年の高速、大容量の情報通信に係る需要の高まり対応して、特に、光導波路型光変調器は、光波長依存性がないこと、また、チャープ量の制御が容易であることから、広帯域周波数における光通信に適した光変調器として広く用いられている。
また、高速、大容量の情報通信に適した高密度波長多重（ＤＷＤＭ）光通信が進展しており、光変調器などの光学素子を多数組み合わせて利用することが行なわれている。このため、光変調器への電気的接続の煩雑化、光学装置全体の肥大化が大きな課題となっている。
【０００３】
光導波路型光変調器においては、光導波路に適正な電界を印加するために、変調電極に印加されるマイクロ波の位相及び強度を精度良く制御する必要がある。しかしながら、光変調周波数の広帯域化に伴ない、光変調器に印加するマイクロ波信号の周波数が高くなるため、マイクロ波発振器から変調電極までのマイクロ波が伝播する距離を、厳密に調整する必要があり、光学装置の組立・調整の困難性が増加している。
また、マイクロ波の伝送に同軸ケーブルを利用する場合には、ケーブル接続部におけるマイクロ波損失が発生し、駆動電圧の増加や周波数特性の劣化の原因となる。しかも、ケーブルの接続状況、曲がり、振動、温度等の変動要因が多く、光変調器の安定駆動が難しいという問題を生じている。
さらに、光変調器の取り替え時における作業性も悪く、再現性の確保が困難な状況となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したような問題を解決し、光変調器への電気的接続の煩雑化、光変調器を含む光学装置全体の肥大化を防止すると共に、マイクロ波信号の伝播損失を低減するコントロールボックス付き光変調器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段としては、請求項１に係る発明は、電気信号に対応して変調された光信号を発生する光変調素子を内蔵する筐体と、該光変調素子を制御する制御手段を内蔵するコントロールボックスとを着脱自在に結合したコントロールボックス付き光変調器において、該筐体は、該コントロールボックスに機械的に結合されると共に、該結合により、該筐体側と該コントロールボックス側との電気的接続を行なうことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に係る発明により、光変調素子を内蔵する筐体と、制御手段を内蔵するコントロールボックスとを、機械的に結合することにより、両者間の電気的接続も行なうことが可能となるため、複雑な配線作業を省略することが可能となり、製造・組立作業を効率良く行なうことができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明では、請求項１に記載のコントロールボックス付き光変調器において、該筐体は、該コントロールボックスにより機械的に支持・固定されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明により、光変調素子を内蔵する筐体が、コントロールボックスにより機械的に支持・固定されているため、筐体やコントロールボックスが収容される光学装置のベースプレートに対し、筐体を非接触とすることが可能となる。これにより、ベースプレートが有する熱変動、振動などの影響を、光変調素子が受け難くなるため、安定した駆動が可能となる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明では、請求項１又は２に記載のコントロールボックス付き光変調器において、該筐体側が必要とする全ての電気的接続が、該コントロールボックスとの結合を介して行なわれていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明により、光変調素子を内蔵する筐体と、制御手段を内蔵するコントロールボックスとを、機械的に結合するだけで、両者間の全ての電気的接続も行なうことが可能となるため、複雑な配線作業を全く必要とせず、製造・組立作業を効率良く行なうことが可能となる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載のコントロールボックス付き光変調器において、該電気信号がマイクロ波信号を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明により、特に、光変調特性に大きな影響を及ぼすマイクロ波信号の伝送系についても、筐体とコントロールボックスとの機械的結合により電気的接続を行なうため、マイクロ波を伝播する同軸ケーブルの接続状況、曲がり、振動、温度等による変動の影響を受けず、常に安定したマイクロ波信号の伝送を可能とし、優れた光変調特性を維持することが可能となる。
【００１３】
また、請求項５に係る発明では、請求項１乃至４のいずれかに記載のコントロールボックス付き光変調器において、該筐体が光検出素子を内蔵すると共に、該制御手段は、該光検出素子からの検出信号に基づき動作することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明により、光変調素子を内蔵する筐体内に光検出素子を設けると共に、該光変調素子を制御する制御手段はコントロールボックスに内蔵されており、該筐体と該コントロールボックスとの間に設けられた電気的接続により、該光検出素子からの検出信号を、該制御手段に導入するよう構成されている。
このため、筐体内に光変調素子と光検出素子とを組み込む際に両者の位置関係を調整することが可能となり、光変調素子に対して光検出素子を精度良く配置することができる。しかも、光検出素子から制御手段への電気的配線も、筐体とコントロールボックスとの機械的接続により簡単に作業することが可能となり、作業効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るコントロールボックス付き光変調器について説明する。
図１は、光変調素子を内蔵した筐体１と、該光変調素子を制御する制御手段を内蔵したコントロールボックス２との接合状態を示す概略図である。
筐体１とコントロールボックス２とは、機械的に接合固定されると共に、筐体内に組み込まれた光変調素子や光検出素子などの電気部品と、コントロールボックス内に組み込まれた制御手段などの電気部品との間の、電気的接合を行うよう構成されている。
【００１６】
筐体１とコントロールボックス２との機械的接合は、ネジ止め方法（例えば、図２のように、ネジ３０で固定する方法）や、一方に設けられた嵌め込み用爪を他方の穴に係合し固定する方法など、当該技術分野において公知の機械的接合手段を利用することが可能である。
ただし、光変調素子や制御回路の交換に対応して、筐体１とコントロールボックス２とは着脱自在に構成されていることが、望ましい。
また、光変調素子を内蔵した筐体１が軽量であり、筐体に対して張力や押圧力などの物理的衝撃がかからない場合には、筐体とコントロールボックスとを電気的に接続する接続ピン（マイクロ波伝送用の同軸端子を含む）に、機械的接合の機能を兼用させることも可能である。
【００１７】
また、図１に示すように、筐体１は、コントロールボックス２により機械的に支持・固定されているため、筐体やコントロールボックスが収容される光学装置のベースプレート３に対し、筐体１を非接触とすることが可能となる。
これにより、ベースプレート３からの熱変動、振動などの影響を、筐体１内の光変調素子が受け難くなるため、より安定した駆動が可能となる。また、筐体１とコントロールボックス２とは、同一のベースに固定されていないため、熱膨張などでたわみが生じるのを防止することが可能となる。
【００１８】
筐体１に内蔵される光変調素子としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）などから構成され電気光学効果を有する基板上に、光導波路及び変調用電極を形成した外部変調器や、レーザダイオードによる直接変調器や、電界吸収型変調器などが利用可能である。特に、マイクロ波信号を利用する外部変調器は、マイクロ波の接続ケーブル、接続端子などの接続作業の負担や、信号損失を低減する観点などから、本発明を適用することがより好ましい。
【００１９】
また、筐体１には、上記光変調素子以外に、該光変調素子の作動状態を検出するための光検出素子を組み込むことが可能である。
例えば、図２に示すように、光検出素子１１を筐体１内に配置し、光変調素子１０の端部から放射される放射光を、光ファイバ４を案内・接合するための補助部材（キャピラリー）１５などにより、光検出素子１１の方向に反射させ、反射された該放射光１６を光検出素子１１で検出するよう構成することができる。
このように、同じ筐体１内に光変調素子と光検出素子とを組み込むことにより、光変調素子に対して光検出素子を精度良く配置・固定することが可能となる。
なお、図２は、筐体１及びコントロールボックス２の内部を模式的に示したものである。
【００２０】
図２に示すように、光変調素子１０に対する電気的接続端子として、変調信号などのＲＦ信号を入力するための同軸端子１２、ＤＣバイアスの印加など各種の電気信号を供給するための端子１３などがある。
また、筐体１内には、光検出素子１１から検出信号を出力するための端子１４も設けられている。
さらに、筐体１内には、必要に応じて制御回路などの電気回路を組み込むことも可能である。
【００２１】
コントロールボックス２内には、図２に示すように、変調信号の駆動回路２２、制御回路２１、さらに、駆動回路２２や制御回路２１に電力を供給するための電源ユニット２３などが設けられている。
駆動回路２２は、図２のように、外部からＲＦ信号を入力し、該ＲＦ信号を増幅して光変調素子１０の方へ伝播するよう構成される。また、駆動回路２２は、ＤＣバイアスを調整する際に、制御回路２１から低周波信号を受け、変調信号に該低周波信号を重畳するように構成することも可能である。
なお、外部からＲＦ信号を入力せずに、ＲＦ信号発生部もコントロールボックス２内に組み込むことも可能である。また、駆動回路２２を設けず、同軸端子２７と同軸端子２４とを同軸ケーブルで繋ぎ、コントロールボックスの外部で生成した変調信号を、直接、光変調素子１０に伝播するよう構成することも可能である。
【００２２】
制御回路２１は、端子２５を介して、光変調素子１０にＤＣバイアスを供給すると共に、該ＤＣバイアスを、光変調素子の状態に応じて、常に適正な値となるよう調整する機能を有している。
また、光検出素子１１からの検出信号を、端子２６を介して制御回路２１に導入し、ＤＣバイアス制御などに該検出信号を利用するよう構成されている。
【００２３】
また、制御回路２１は、コントロールボックスの外部と電気信号の受け渡しを行うため、端子２８に接続されている。例えば、変調信号の増幅率の変更、変調周波数の切り替え、ＤＣバイアス制御の時期・頻度の設定など、外部から制御回路２１に信号を入力する場合や、制御回路から外部に、光変調素子１０の変調状態を示すデータを送出する場合などに利用することが可能である。
【００２４】
コントロールボックス２としては、図１に示したように、筐体１を保持することが可能なものに限定されず、例えば、コントロールボックス２を筐体１と同程度の大きさに構成し、光学装置のベースプレートへの筐体１及びコントロールボックス２の配置固定は、他の接合・取付手段を用いて行うことも可能である。
コントロールボックスをコンパクトに構成する場合には、変調信号駆動回路やＤＣバイアス制御回路など、ボックスの内部にコンパクトに組み込むことが可能な回路のみを設け、電源ユニットやＲＦ信号発生部などはコントロールボックス外に設けるよう構成する。そして、図２の端子２７のような外部接続端子を介して、外部から必要な電気信号をコントロールボックスに導入するよう構成することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、光変調器への電気的接続の煩雑化、光変調器を含む光学装置全体の肥大化を防止すると共に、マイクロ波信号の伝播損失を低減するコントロールボックス付き光変調器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコントロールボックス付き光変調器の全体を示す概略図。
【図２】本発明に係る筐体及びコントロールボックス内の模式図。
【符号の説明】
１  筐体
２  コントロールボックス
３  ベースプレート
４  光ファイバ
【図１】
2004347813.tif 000003
【図２】
2004347813.tif 000004