(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続光を発生する光源と、
所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号を出力する第１の駆動回路と、
前記第１の駆動回路の出力とは異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号を出力する第２の駆動回路と、
第１電極に入力される前記第１の２値ビットパターン信号および第２電極に入力される前記第２の２値ビットパターン信号によって前記光源が発生する連続光を強度変調する２電極型のマッハツェンダ型光変調器と、
前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加する直流バイアス印加手段と、
を備え、前記第１振幅電圧と前記第２振幅電圧との和電圧は、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１００％変調するときの全振幅電圧以下であることを特徴とする光４値変調器。
【請求項２】
前記第１の駆動回路から出力される第１の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第１のモニタ手段と、
前記第２の駆動回路から出力される第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第２のモニタ手段と、
前記第１のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第１の振幅電圧にする振幅制御を前記第１の駆動回路に対して行う第１の振幅制御手段と、
前記第２のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第２の振幅電圧にする振幅制御を前記第２の駆動回路に対して行う第２の振幅制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光４値変調器。
【請求項３】
前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする第３のモニタ手段と、
前記第３のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する所望の直流バイアスとを比較し、この比較結果をもとに前記検出レベルを前記所望の直流バイアスにする直流バイアス制御を前記直流バイアス印加手段に対して行う直流バイアス制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の光４値変調器。
【請求項４】
第１電極および第２電極を有する２電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第１電極に入力される所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号の該第１振幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号の該第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１００％変調するときの全振幅電圧以下に設定して駆動出力する駆動出力工程と、
前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第１の２値ビットパターン信号および前記第２の２値ビットパターンをそれぞれ前記第１および第２電極に入力し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第１および第２の２値ビットパターン信号によって連続光を強度変調する変調工程と、
を含むことを特徴とする光４値変調方法。
【請求項５】
前記第１および第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタするモニタ工程と、
前記モニタ工程がモニタした前記第１電極に入力される振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第２電極に入力される振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御する振幅電圧制御工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の光４値変調方法。
【請求項６】
前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする出力モニタ工程と、
前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの所望レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記検出レベルを前記直流バイアスの所望レベルにするよう前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に印加する直流バイアスを制御する直流バイアス制御工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項４または５のいずれか一つに記載の光４値変調方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信システムに用いられ、２値ビットパターン信号を光４値変調信号に変調する光４値変調器および光４値変調方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、通常の光伝送システムで用いられている２値変調方式と同軸ＰＣＭ伝送システムに用いられる多値変調方式とを同じ伝送速度という条件で比較した場合、２値変調方式に比して多値変調方式の方が、伝送容量を増大できることが知られている。たとえば、２つの２値変調符号を１つの４値変調符号にすることによって、２倍の伝送容量が実現される。従って、この多値変調方式は、伝送容量の増加が求められる光伝送システムにおいても有効な方式であるといえる。
【０００３】
一方、従来から、光伝送システムにおける光多値変調手法としては、光源となるレーザダイオードや発光ダイオードからの光出力を、多値符号電流で直接駆動させる直接変調によって行われていた。この場合、光出力は駆動多値電流に比例した光多値変調符号となるため、光源には、多値符号に対する出力光の線形性が求められる。しかしながら、通常の光源に用いられるレーザダイオードや発光ダイオードは、非線形性を有しているため、多値符号電流に対して安定した光多値変調出力を得ることが困難であった。
【０００４】
そこで、レーザダイオードや発光ダイオードが有する非線形性を回避し、安定した光出力を得る手段として直接変調を行わずに、リチウムナイオベイト・マッハツェンダ光変調器を用いた多値変調方式が提案されている。
【０００５】
図１１は、このリチウムナイオベイト・マッハツェンダ光変調器を用いた従来の光多値変調器の構成を示す図である（特開平１−２２３８３７号公報参照）。図１１において、この光変調器は、レーザダイオード駆動回路２０、レーザダイオード２１、第１駆動回路２２ａ、第２駆動回路２２ｂ、第１導波路型光変調部２３ａ、第２導波路型光変調部２３ｂ、導波路型光分配部２４、導波路型光合波部２５、リチウムナイオベイト基盤２６、および光ファイバ２７を有する。
【０００６】
図１１において、レーザダイオード駆動回路２０によって駆動されたレーザダイオード２１は、常に連続光を出力している。出力された連続光は、リチウムナイオベイト基盤２６上に形成された導波路型光分配部２４に入力され、導波路型光分配部２４において２分岐された光出力は、それぞれリチウムナイオベイト基盤２６上に形成された第１導波路型光変調部２３aおよび第２導波路型光変調部２３ｂに入力される。第１導波路型光変調部２３aおよび第２導波路型光変調部２３ｂは、それぞれ第１駆動回路２２ａと第２駆動回路２２ｂとによって駆動され、第１導波路型光変調部２３aおよび第２導波路型光変調部２３ｂによって変調された変調信号は、導波路型光合波部２５によって合波され、光ファイバ２７に出力される。
【０００７】
第１導波路型光変調部２３aおよび第２導波路型光変調部２３ｂは、それぞれ第１駆動回路２２ａおよび第２駆動回路２２ｂによって独立に駆動される。ここで、図１２は、第１駆動回路２２ａおよび第２駆動回路２２ｂから出力される２値ビットパターン信号の一例を示す波形図である。また、図１３は、図１２に示した２値ビットパターン信号をもとに変調出力される光多値変調信号の一例を示す波形図である。このように、図１２に示した第１駆動回路２２ａおよび第２駆動回路２２ｂから出力される２つの２値ビットパターン信号をもとに、図１３に示した光多値変調信号が出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光変調器では、第１駆動回路２２ａから出力される２値ビットパターン信号の振幅と第２駆動回路２２ｂから出力される２値ビットパターン信号の振幅との比が１対１であるため、２つの２値ビットパターン信号が示す符号から３値の変調符号しか得られていない。したがって、同じ伝送速度で比較した場合、多値変調を行うことによる伝送容量の増加は１．５倍であり、多値符号効率が大きくないという問題点があった。
【０００９】
一方、リチウムナイオベイト・マッハッエンダ型外部変調器を用いた場合、一般的に温度変化による熱ドリフトや電極に印加したＤＣ電圧が素子表面に形成する電荷分布によるＤＣドリフトの要因によって、ＤＣバイアス動作点が変動してしまい、時間変動によって出力光波形が歪み、安定した伝送を行うことができないという問題点があった。
【００１０】
さらに、レーザダイオード２１などの光源は、温度変化や経年変化等によって出力レベル変動が生じ、このために安定した光伝送を行うことができない場合が生ずるという問題点もあった。
【００１１】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、多値符号効率を高め、波形歪みがなく、安定した光４値変調信号を出力することができる光４値変調器および光４値変調方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる光４値変調器は、連続光を発生する光源と、所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号を出力する第１の駆動回路と、前記第１の駆動回路の出力とは異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号を出力する第２の駆動回路と、第１電極から入力される前記第１の２値ビットパターン信号および第２電極から入力される前記第２の２値ビットパターン信号によって前記光源が発生する連続光を強度変調する２電極型のマッハツェンダ型光変調器と、前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加する直流バイアス印加手段とを備え、前記第１振幅電圧と前記第２振幅電圧との和電圧は、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１００％変調するときの全振幅電圧以下であることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の駆動回路は、所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号を出力し、第２の駆動回路は、前記第１の駆動回路の出力とは異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号を出力し、直流バイアス印加手段が、２電極型のマッハツェンダ型光変調器の第１電極あるいは第２電極の一方に直流バイアスを印加し、２電極型のマッハツェンダ型光変調器が、前記第１電極から入力される前記第１の２値ビットパターン信号および前記第２電極から入力される前記第２の２値ビットパターン信号によって、光源が発生する連続光を強度変調するが、この際、前記第１振幅電圧と前記第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が１００％変調するときの振幅電圧以下とし、光４値変調信号を出力できるようにしている。
【００１４】
つぎの発明にかかる光４値変調器は、上記の発明において、前記第１の駆動回路から出力される第１の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第１のモニタ手段と、前記第２の駆動回路から出力される第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第２のモニタ手段と、前記第１のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第１の振幅電圧にする振幅制御を前記第１の駆動回路に対して行う第１の振幅制御手段と、前記第２のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第２の振幅電圧にする振幅制御を前記第２の駆動回路に対して行う第２の振幅制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、第１のモニタ手段が、前記第１の駆動回路から出力される第１の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第１の振幅制御手段が、前記第１のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第１の振幅電圧にする振幅制御を前記第１の駆動回路に対して行い、第２のモニタ手段が、前記第２の駆動回路から出力される第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第２の振幅制御手段が、前記第２のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第２の振幅電圧にする振幅制御を前記第２の駆動回路に対して行うようにしている。
【００１６】
つぎの発明にかかる光４値変調器は、上記の発明において、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする第３のモニタ手段と、前記第３のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御する直流バイアス制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、第３のモニタ手段が、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス制御手段が、前記第３のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器による変調特性の動作点が適切な位置となるようにしている。
【００１８】
つぎの発明にかかる光４値変調方法は、第１電極および第２電極を有する２電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第１電極に入力される所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号の該第１振幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号の該第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１００％変調するときの全振幅電圧以下に設定して駆動出力する駆動出力工程と、前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第１の２値ビットパターン信号および前記第２の２値ビットパターンをそれぞれ前記第１および第２電極に入力し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第１および第２の２値ビットパターン信号によって連続光を強度変調する変調工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、駆動出力工程によって、第１電極および第２電極を有する２電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第１電極に入力される所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号の該第１振幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号の該第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１００％変調するときの全振幅電圧以下に設定して駆動出力し、変調工程によって、前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第１の２値ビットパターン信号および前記第２の２値ビットパターンをそれぞれ前記第１および第２電極に入力し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第１および第２の２値ビットパターン信号によって連続光を強度変調し、光４値変調信号として出力するようにしている。
【００２０】
つぎの発明にかかる光４値変調方法は、上記の発明において、前記第１および第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタするモニタ工程と、前記モニタ工程がモニタした前記第１電極に入力される振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第２電極に入力される振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御する振幅電圧制御工程とをさらに含むことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、モニタ工程によって、前記第１および第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、振幅電圧制御工程によって、前記モニタ工程がモニタした前記第１電極に入力される振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第２電極に入力される振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するようにしている。
【００２２】
つぎの発明にかかる光４値変調方法は、上記の発明において、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする出力モニタ工程と、前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御する直流バイアス制御工程とをさらに含むことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、モニタ工程によって、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス工程によって、前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御するようにしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光４値変調器および光４値変調方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である光４値変調器の構成を示すブロック図である。図１において、この光４値変調器は、第１電極１ａおよび第２電極１ｂを有する２電極型のマッハツェンダ型光変調器１と、端子Ｔ１から入力され、所望の第１振幅電圧を有する２値ビットパターン信号をコンデンサＣ１を介してマッハツェンダ型光変調器１の第１電極１ａに駆動出力する第１駆動回路２ａと、端子Ｔ２から入力され、第１振幅電圧と異なる所望の第２振幅電圧を有する２値ビットパターン信号をコンデンサＣ２を介してマッハツェンダ型光変調器１の第２電極１ｂに駆動出力する第２駆動回路２ｂと、連続光を発生し、マッハツェンダ型光変調器１に出力するレーザダイオード３と、端子Ｔ３から供給され、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１の変調特性に適切な動作点を与えるＤＣバイアスを第２電極１ｂに印加するＤＣバイアス印加部５とを有する。
【００２６】
ここで、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１は、レーザダイオード３から入力された連続光を２分岐し、第１電極１ａと第２電極１ｂとに出力し、第１電極１ａおよび第２電極１ｂに入力された各２値ビットパターン信号によって連続光を変調し、その後各変調光は、合波されて端子Ｔ４から４値変調光として出力される。
【００２７】
図２は、第１駆動回路２aから出力される２値ビットパターン信号の一例を示す図である。図２（ａ）は、第１駆動回路２ａから出力される２値ビットパターン信号の一例を示し、図２（ｂ）は、第２駆動回路２ｂから出力される２値ビットパターン信号の一例を示している。第１駆動回路２aから出力される２値ビットパターン信号の第１振幅電圧は「ａＶπ」であり、第２駆動回路２bから出力される２値ビットパターン信号の第２振幅電圧は「ｂＶπ」である。ここで、「Ｖπ」は、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１を１００％変調するために必要な振幅電圧である。
【００２８】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示した２値ビットパターン信号が、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１の第１電極１ａおよび第２電極１ｂにそれぞれ入力されると、各２値ビットパターン信号に応じた光出力が端子Ｔ４から出力される。ここで、端子Ｔ４から出力される光出力の形状は、第１駆動回路２aと第２駆動回路２bとに入力される振幅電圧の大きさによって大きく変化する。
【００２９】
ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路２bとから出力される２値ビットパターン信号の振幅特性に
（a＋ｂ）Ｖπ≦Ｖπ  かつ  a≠ｂ
の関係があるとき、端子Ｔ４から出力される光出力は図３に示す波形となり、アイパターンは図４に示すようなパターンとなる。すなわち、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１からは、０、ｂＶπ、（ａ＋ｂ）Ｖπ、ａＶπの光４値を有し、波形歪みのない光４値変調信号が出力される。
【００３０】
一方、第１駆動回路２aと第２駆動回路２bとから出力される２値ビットパターン信号の振幅特性に
（a＋ｂ）Ｖπ＞Ｖπ
の関係があるとき、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１は、レーザダイオード３から入力される連続光を、図５に示すように変調する。図５において、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１に入力される駆動電圧１４は、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１の変調特性１２の動作点１３を基準に連続光を変調する。このとき、端子Ｔ４から出力される４値変調信号は、１００％変調される電圧Ｖπ以上の駆動電圧１４によって変調されるため、光４値変調信号１５の波形が歪む。
【００３１】
なお、第１駆動回路２aと第２駆動回路２bとから入力される２値ビットパターン信号の振幅特性が
（a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ  かつ  a≠ｂ
の条件を満たしているとき、最も大きな振幅を有する光４値変調信号を生成することができる。
【００３２】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図６は、この発明の実施の形態２である光４値変調器の構成を示す図である。図６において、この光４値変調器は、図１に示した光４値変調器に加え、第１駆動回路２ａから出力された２値ビットパターン信号の一部を分岐する第１分岐部９ａ、第２駆動回路２ｂから出力された２値ビットパターン信号の一部を分岐する第２分岐部９ｂ、第１分岐部９ａによって分岐された２値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第１振幅検出部７ａ、第２分岐部９ｂによって分岐された２値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第２振幅検出部７ｂ、第１振幅検出部７ａによって検出された振幅電圧をもとに第１駆動回路２ａに対して第１駆動回路２ａが出力する２値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第１振幅制御部８ａ、および第２振幅検出部７ｂによって検出された振幅電圧をもとに第２駆動回路２ｂに対して第２駆動回路２ｂが出力する２値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第２振幅制御部８ｂを有する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００３３】
第１駆動回路２aから出力された任意の振幅電圧を有する２値ビットパターン信号は第１分岐部９ａによって一部が分岐され、第１振幅検出部７aに入力される。第１振幅検出部７aは、入力された２値ビットパターン信号の振幅レベルを検出し、検出された２値ビットパターン信号の振幅レベルは第１振幅制御部８aに出力する。第１振幅制御部８aは、所望の振幅電圧に対応した参照振幅レベルと比較し、入力された２値ビットパターン信号の振幅レベルと参照振幅電圧レベルとの誤差信号を第１駆動回路２aに出力することによって、第１駆動回路２aから出力される２値ビットパターン信号の振幅が常に初期設定振幅である所望の振幅電圧になるように制御する。
【００３４】
同様にして、第２駆動回路２ｂから出力された任意の振幅電圧を有する２値ビットパターン信号は第１分岐部９ｂによって一部が分岐され、第２振幅検出部７ｂに入力される。第１振幅検出部７ｂは、入力された２値ビットパターン信号の振幅レベルを検出し、検出された２値ビットパターン信号の振幅レベルは第１振幅制御部８ｂに出力する。第１振幅制御部８ｂは、所望の振幅電圧に対応した参照振幅レベルと比較し、入力された２値ビットパターン信号の振幅レベルと参照振幅電圧レベルとの誤差信号を第１駆動回路２ｂに出力することによって、第１駆動回路２ｂから出力される２値ビットパターン信号の振幅が常に初期設定振幅である所望の振幅電圧になるように制御する。
【００３５】
ここで、第１駆動回路２aおよび第２駆動回路２bから入力される２値ビットパターン信号の振幅特性が
（a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ  かつ  a≠ｂ
の条件を満たしているとき、図７に示すようなアイパターンをもつ光４値変調信号を出力する。図７において、開口度Ａ１は、光４値変調信号の最もレベルの高い第１振幅レベル１６と次にレベルの高い第２振幅レベル１７との間の開口度であり、開口度Ａ２は、光４値変調信号の第２振幅レベル１７と第２振幅レベル１７の次にレベルが高い第３振幅レベル１８との間の開口度であり、開口度Ａ３は、光４値変調信号の第３振幅レベル１８と最もレベルの低い基準の振幅レベルである第４振幅レベル１９との間の開口度である。
【００３６】
ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路２b から出力されるそれぞれの２値ビットパターン信号の振幅を決定する第１振幅電圧ａＶπの係数aと第２振幅電圧ｂＶπの係数ｂとの比率を変えた場合の開口度Ａ１〜Ａ３は、図８に示すように変化する。係数ａ，ｂの比ａ／ｂが大きくなるにしたがって、開口度Ａ１，Ａ３は、開口度の大きさが大きくなり、開口度Ａ２は、開口度の大きさが小さくなる変化を示す。たとえば、比ａ／ｂが０．２の時、図７（ａ）に示したように開口度Ａ２が大きくなり、比ａ／ｂが０．６７の時、図７（ｂ）に示したように各開口度Ａ１〜Ａ３がほぼ同じ大きさなり、比ａ／ｂが０．８の時、図７（ｃ）に示したように、開口度Ａ２の大きさが小さく、開口度Ａ１，Ａ３の大きさがほぼ同じで、大きくなる。このように、係数ａ，ｂの比ａ／ｂを変化させることによって、開口度Ａ１〜Ａ３の開口度を柔軟に変化できる光４値変調信号を得ることができる。
【００３７】
したがって、第１駆動回路２ａおよび第２駆動回路２ｂから出力される２値ビットパターン信号の振幅をそれぞれ第１振幅制御部８ａおよび第２振幅制御部８ｂによって制御し、比ａ／ｂを最適な値にし、最適な開口度Ａ１〜Ａ３に設定されたアイパターンを有する光４値変調信号を柔軟かつ安定して得ることができる。
【００３８】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。図９は、この発明の実施の形態３である光４値変調器の構成を示す図である。図９において、この光４値変調器は、図１に示した光４値変調器に加え、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１から出力された光４値変調信号の一部を取り出す光分岐部１１と、光分岐部１１によって取り出された光信号をもとにＤＣバイアス印加部５が印加するＤＣバイアスを制御するＤＣバイアス制御部１０とをさらに有する。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００３９】
図９において、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１から出力された光４値変調信号は、光分岐部１１によって一部が分岐され、ＤＣバイアス制御部１０に入力される。ＤＣバイアス制御部１０は、入力された光４値変調信号をもとに所望のＤＣバイアスとの誤差であるＤＣバイアス誤差を検出し、ＤＣバイアス印加部５に出力する。ＤＣバイアス印加部５は、このＤＣバイアス誤差に応じて、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１が適切な動作点で駆動されるように適切なＤＣバイアスを出力する
【００４０】
ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路２bとから入力される２値ビットパターン信号の振幅特性が
（a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ  かつ  a≠ｂ
の条件を満たしているとき、ＤＣバイアスの変動による波形歪みがない安定した光４値変調信号を生成することができる。
【００４１】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この発明の実施の形態４は、上述した実施の形態２および実施の形態３を組み合わせた実施の形態である。
【００４２】
図１０は、この発明の実施の形態４である光４値変調器の構成を示す図である。図１０において、この光４値変調器は、実施の形態２に示したように、第１駆動回路２ａから出力された２値ビットパターン信号の一部を分岐する第１分岐部９ａ、第２駆動回路２ｂから出力された２値ビットパターン信号の一部を分岐する第２分岐部９ｂ、第１分岐部９ａによって分岐された２値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第１振幅検出部７ａ、第２分岐部９ｂによって分岐された２値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第２振幅検出部７ｂ、第１振幅検出部７ａによって検出された振幅電圧をもとに第１駆動回路２ａに対して第１駆動回路２ａが出力する２値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第１振幅制御部８ａ、および第２振幅検出部７ｂによって検出された振幅電圧をもとに第２駆動回路２ｂに対して第２駆動回路２ｂが出力する２値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第２振幅制御部８ｂを有する。
【００４３】
また、実施の形態３に示したように、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１から出力された光４値変調信号の一部を取り出す光分岐部１１と、光分岐部１１によって取り出された光信号をもとにＤＣバイアス印加部５が印加するＤＣバイアスを制御するＤＣバイアス制御部１０とをさらに有する。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４４】
ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路２bとから入力される２値変調ビット・パター信号の振幅特性が
（a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ  かつ  a≠ｂ
の条件を満たしているとき、第１の駆動回路２aおよび第２の駆動回路２bから出力される２値ビットパターン信号の振幅は所望の振幅比で安定に出力される。さらに、ＤＣバイアス制御部１０によって、ＤＣバイアス変動による波形歪みのない光出力が得られるため、伝送特性に優れた光４値変調信号を生成することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、第１の駆動回路は、所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号を出力し、第２の駆動回路は、前記第１の駆動回路の出力とは異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号を出力し、直流バイアス印加手段が、２電極型のマッハツェンダ型光変調器の第１電極あるいは第２電極の一方に直流バイアスを印加し、２電極型のマッハツェンダ型光変調器が、前記第１電極から入力される前記第１の２値ビットパターン信号および前記第２電極から入力される前記第２の２値ビットパターン信号によって、光源が発生する連続光を強度変調するが、この際、前記第１振幅電圧と前記第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が１００％変調するときの振幅電圧以下とし、光４値変調信号を出力できるようにしているので、伝送容量を増大することできるとともに、波形歪みのない光４値変調信号を出力できるため、誤り率が低減された光多値信号伝送を実現できるという効果を奏する。
【００４６】
つぎの発明によれば、第１のモニタ手段が、前記第１の駆動回路から出力される第１の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第１の振幅制御手段が、前記第１のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第１の振幅電圧にする振幅制御を前記第１の駆動回路に対して行い、第２のモニタ手段が、前記第２の駆動回路から出力される第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第２の振幅制御手段が、前記第２のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第２の振幅電圧にする振幅制御を前記第２の駆動回路に対して行うようにしているので、第１および第２の駆動回路の出力変動が生じた場合であっても、安定した光４値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【００４７】
つぎの発明によれば、第３のモニタ手段が、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス制御手段が、前記第３のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器による変調特性の動作点が適切な位置となるようにしているので、直流バイアス印加手段によって印加される直流バイアスの変動が生じた場合であっても、安定した光４値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【００４８】
つぎの発明によれば、駆動出力工程によって、第１電極および第２電極を有する２電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第１電極に入力される所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号の該第１振幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号の該第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１００％変調するときの振幅電圧以下に設定して駆動出力し、変調工程によって、前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第１の２値ビットパターン信号および前記第２の２値ビットパターンをそれぞれ前記第１および第２電極に入力し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第１および第２の２値ビットパターン信号によって連続光を強度変調し、光４値変調信号として出力するようにしているので、伝送容量を増大することができるとともに、波形歪みのない光４値変調信号を出力できるため、誤り率が低減された光多値信号伝送を実現できるという効果を奏する。
【００４９】
つぎの発明によれば、モニタ工程によって、前記第１および第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、振幅電圧制御工程によって、前記モニタ工程がモニタした前記第１電極に入力される振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第２電極に入力される振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するようにしているので、第１振幅電圧および第２振幅電圧を出力する駆動回路の出力変動が生じた場合であっても、安定した光４値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【００５０】
つぎの発明によれば、モニタ工程によって、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス工程によって、前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御するようにしているので、直流バイアスの変動が生じた場合であっても、安定した光４値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１である光４値変調器の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１に示した光４値変調器の第１駆動回路および第２駆動回路から出力される２値ビットパターン信号の一例を示す波形図である。
【図３】  図１に示した光４値変調器から出力される光４値変調信号の一例を示す波形図である。
【図４】  図１に示した光４値変調器から出力される光４値変調信号のアイパターンを示す図である。
【図５】  図１に示した光４値変調器から出力される光４値変調信号に波形歪みが発生する変調動作の一例を示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態２である光４値変調器の構成を示すブロック図である。
【図７】  図６に示した光４値変調器に入力される２値変調パターン信号の振幅電圧の比を変化させた場合のアイパターンの一例を示す図である。
【図８】  図６に示した光４値変調器に入力される２値変調パターン信号の振幅電圧の比に対するアイパターンの開口度変化を示す図である。
【図９】  この発明の実施の形態３である光４値変調器の構成を示すブロック図である。
【図１０】  この発明の実施の形態４である光４値変調器の構成を示すブロック図である。
【図１１】  従来の光変調器の構成を示すブロック図である。
【図１２】  図１１に示した光変調器の第１駆動回路および第２駆動回路から入力される２値ビットパターン信号の一例を示す波形図である。
【図１３】  図１２に示した第１駆動回路および第２駆動回路から入力される２値ビットパターン信号をもとに図１１に示した光変調器が出力する光多値変調信号の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
１  ２電極型のマッハツェンダ型光変調器、１ａ  第１電極、１ｂ  第２電極、２ａ  第１駆動回路、２ｂ  第２駆動回路、  ３  レーザダイオード、５  ＤＣバイアス印加部、７ａ  第１振幅検出部、７ｂ  第２振幅検出部、８ａ  第１振幅制御部、８ｂ  第２振幅制御部、９ａ  第１分岐部、９ｂ  第２分岐部、１０  ＤＣバイアス制御部、１１  光分岐部、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｔ１〜Ｔ４  端子。
【図１】
0004704596.tif 000002
【図２】
0004704596.tif 000003
【図３】
0004704596.tif 000004
【図４】
0004704596.tif 000005
【図５】
0004704596.tif 000006
【図６】
0004704596.tif 000007
【図７】
0004704596.tif 000008
【図８】
0004704596.tif 000009
【図９】
0004704596.tif 000010
【図１０】
0004704596.tif 000011
【図１１】
0004704596.tif 000012
【図１２】
0004704596.tif 000013
【図１３】
0004704596.tif 000014