(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）(2)と；  第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）(3)と；  光信号の入力部(4)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）とへ分岐する分岐部(5)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）から出力される光信号が合波される合波部(6)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(7)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)と；  前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦA電極）(9)と；  前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦB電極）(10)と；  前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）からの出力信号との位相差を制御する為のメインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)と；  前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の合波部から，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の合波部(6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(12)を具備する，  光変調器であって， 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)の分岐部(5)には非対称方向性結合器が設けられ， 前記非対称性方向性結合器によって，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）に分波される光信号の強度が，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に分波される光信号の強度よりも強くなるように制御され， 前記強度変調器（１２）は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）からの出力信号のうち抑圧したい成分の信号強度を前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）における対応する成分の信号強度と同じくなるように調整し，これにより合波部(6)で前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）及び第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）からの光信号が合波される際に前記抑圧したい成分が抑圧される 光変調器。
【請求項２】
前記非対称性方向性結合器は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）に分波される光信号の強度が，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に分波される光信号の強度の１．０１倍以上５倍以下にするものである，請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記非対称性方向性結合器は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）に分波される光信号の強度が，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に分波される光信号の強度の１．１倍以上３倍以下にするものである，請求項１に記載の光変調器。
【請求項４】
前記第１の電極（ＲＦA電極）(9)，第２の電極（ＲＦB電極）(10)，及び前記メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)に信号を与える信号源を制御するための制御部であって，前記信号源を  (i) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が大きくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧及び前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）及び前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に印加するバイアス電圧を調整し，  (ii) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が小さくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧を調整し，  (iii) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が小さくなるように，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）又は前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）のバイアス電圧を減少させ，  (iv) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の出力が小さくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧を調整するように動作させるものを具備する，  請求項1に記載の光変調器。
【請求項５】
光単側波帯変調器又は光周波数シフトキーイング変調器である請求項1に記載の光変調器。
【請求項６】
請求項1に記載の光変調器と，前記光変調器からの出力信号を復調する復調器(21)と，  前記光変調器と復調器とを連結する光路とを具備し；  前記復調器は，光信号をその波長に応じて分波する手段（22）と，  前記分波器により分波される２つの光の遅延時間を調整する手段（23）と，  前記分波器により分波された一方の光信号を検出するため手段（24）と，  前記分波器により分波された残りの光信号を検出するための手段（26）と，  前記第１の光検出器の出力信号と，前記第２の光検出器の出力信号との差分を計算する手段（27）とを具備する，  光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，強度バランス機能を有する光変調器などに関する。より詳しく説明すると，本発明は，合波する前の変調信号の光強度を調整することで，合波される際に抑圧したい成分の強度を近づけ，それにより合波する際に効果的にその成分を抑圧しうる光変調器などに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、光に信号を乗せるために光を変調する必要がある。光変調には、半導体レーザの駆動パワーを変調する直接変調と、半導体レーザからの光を光源以外の手段で変調する外部変調とがある。外部変調で使用される変調器を一般に光変調器とよぶ。光変調器では、変調器に信号に応じて物理的変化を起こして、光の強度、位相などを変調する。光変調器の技術課題として、駆動電圧の低減、変調効率向上のための高消光比、広帯域化、高速化および損失低減のための高光利用効率とがある。すなわち，高い消光比を持った光変調器の開発が望まれている。なお，消光比とは，光の強度が最も高い時の光強度と光の強度が最も弱くなる時の光強度の比を意味する。
【０００３】
光信号の周波数をシフトして出力するものに光単側波帯変調器（光ＳＳＢ（Single Slide-Band）変調器）がある（川西哲也，井筒雅之，"光ＳＳＢ変調器を用いた光周波数シフター"，信学技報，TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002-30(2002-08)。
【０００４】
また，光ＳＳＢ変調器を改良した光ＦＳＫ変調器も知られている（非特許文献１[T. Kawanishi and M. Izutsu, “Optical FSK modulator using an integrated light wave circuit consisting of four optical phase modulator”, CPT 2004 G-2, Tokyo, Japan, 14-16 Jan.2004]，非特許文献２[川西哲也ら“ＦＳＫ／ＩＭ同時変調の解析および応用”信学技法， Tech. Rep. of IEICE. EMD2004-47, CPM2004-73, OPE2004-130, LQE2004-45(2004-08), pp.41-46] 参照）。
【０００５】
図9は，光ＳＳＢ変調器又は光ＦＳＫ変調器として機能する従来の光変調システムの基本構成を示す概略図である。図9に示されるとおり，この光変調システムは，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）(2)と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）(3)と；  光信号の入力部(4)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）とへ分岐する分岐部(5)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）から出力される光信号が合波される合波部(6)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(7)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)と；前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦA電極）(9)と；前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦB電極）(10)と；メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記メインマッハツェンダー導波路 に設けられた一つの変調電極を具備する。そして，メインマッハツェンダー導波路の電極により，ＵＳＢとＬＳＢとを変化させて情報とすることにより周波数シフトキーイングを達成する。
【０００６】
光変調器として，光搬送波抑圧両側波帯（DSB-SC）変調器が知られている。上記の光変調システムは，DSB-SC変調器としても機能する。DSB-SC変調器は理想的には，２つのサイト゛ハ゛ント゛を出力し，キャリア成分を抑圧する。しかしながら，実際は，下記の図に示されるようなDSB-SC変調器の出力には，抑圧しきれないキャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などが残留するので，消光比を高くできない。
【０００７】
DSB-SC変調器として，たとえば，特開2004-252386号公報（下記特許文献1）の図37には，MZと，その両アームに設けられたPMと，一方のアームに設けられた固定位相器を有するDSB-SC変調器が開示されている。図10は，特開2004-252386号公報の図37に記載された光変調器を示す図である。光DSB-SC変調器は，理想的には，２つのサイト゛ハ゛ント゛（両側波帯）信号を出力し，キャリア（搬送波）信号成分が抑圧される。しかしながら，実際の光DSB-SC変調器の出力には，サイト゛ハ゛ント゛信号の他，抑圧しきれないキャリア成分や高次成分信号などが残留するので，消光比が高くできないという問題がある。したがって，従来の光DSB-SC変調器は，できるだけキャリア成分や高次信号成分などを抑圧した光信号を出力することが意図されていた。
【０００８】
従来の光変調器で抑圧しきれないキャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などが残留する理由のひとつは，以下のとおりであると考えら得る。すなわち，各サブマッハツェンダー導波路からの出力が合波されるが，一方のサブマッハツェンダー導波路からの出力信号のうちキャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などの強度が，対応するもう一方のサブマッハツェンダー導波路からの出力信号の対応する成分の強度と必ずしも等しくないので，合波された際に抑圧しきれずに残留する。    
【特許文献１】特開2004-252386号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は，合波する前の変調信号の光強度を調整することで，抑圧したい成分の強度を近づけ，それにより合波する際に効果的にその成分を抑圧しうる光変調器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は，基本的には，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の合波部から，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の合波部(6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(12)を具備することにより，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号のうち抑圧したい成分（キャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））の信号強度を同程度となるように調整するので，合波部(6)で各サブマッハツェンダー導波路からの光信号が合波される際に抑圧したい成分が（位相が逆位相となっているので），効果的に抑圧されるという知見に基づくものである。
【００１１】
本発明の第一の側面に係る光変調器は，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）(2)と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）(3)と；光信号の入力部(4)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）とへ分岐する分岐部(5)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）から出力される光信号が合波される合波部(6)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(7)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)と；前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦA電極）(9)と；前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦB電極）(10)と；前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）からの出力信号との位相差を制御する為のメインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)と；前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の合波部から，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の合波部(6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(12)を具備する光変調器である。
【００１２】
上記のような構成を採用するので，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号のうち抑圧したい成分（キャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））の信号強度を同程度となるように調整するので，合波部(6)で各サブマッハツェンダー導波路からの光信号が合波される際に抑圧したい成分を効果的に抑圧できる。
【００１３】
また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)の分岐部(5)には非対称方向性結合器が設けられ，前記非対称性方向性結合器によって，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）に分波される光信号の強度が，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に分波される光信号の強度よりも強くなるように制御される光変調器である。
【００１４】
強度変調器(12)による強度調整は，抑圧しようとする成分の大きさの差が小さければ，わずかに強度を小さくするように調整しなければならないし，ＭＺAからの光信号の方が，ＭＺBからの光信号よりも光強度が弱い場合，強度変調器(12)を用いても効果的に抑圧したい成分を抑圧できないこととなる。そこで，上記したような光変調器であれば，強度変調器のあるＭＺAへ向かう光信号の強度をＭＺBへ向かう光信号の強度より予め大きくできるので，強度変調器(12)を効果的に利用することができる。
【００１５】
なお，ＭＺBの出力部から合波部(6)までの間に，更に強度変調器(12)を設けるものは本発明の別の実施態様である。この場合，ＭＺAからの光信号とＭＺBからの光信号とについて，どちらが強い場合であっても抑圧したい成分の強度を調整して，抑圧できることとなる。ただし，装置として上記した非対称性方向結合器を設けたものよりは複雑になる。
【００１６】
また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）を構成する２つのアームのいずれか，又は前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）を構成する２つのアームのうちいずれか1つの導波路又は2つ以上の導波路には，当該導波路を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(13)を具備する光変調器である。
【００１７】
また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)として，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）(14)と；メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）(15)とを具備する光変調器である。
【００１８】
上記のような態様に係る光変調器であれば，第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）(14)と第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）(15)とを具備するので，各サブサブマッハツェンダー導波路からの出力信号の光位相を制御でき，それにより合波される光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などを抑圧できる。
【００１９】
また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記第１の電極（ＲＦA電極）(9)，第２の電極（ＲＦB電極）(10)，及び前記メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)に信号を与える信号源を制御するための制御部であって，前記信号源を(i) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が大きくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧及び前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）及び前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に印加するバイアス電圧を調整し，(ii) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が小さくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧を調整し，(iii) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が小さくなるように，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）又は前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）のバイアス電圧を減少させ，(iv) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の出力が小さくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧を調整するように動作させるものを具備する，上記の光変調器である。
【００２０】
このような態様の光変調器を用いれば，各電極へ印加するバイアス電圧を適切なものに調整できるので，キャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などを抑圧でき，より高い消光比を達成できる。
【００２１】
なお上記の光変調器の好ましい利用形態は，光単側波帯変調器又は光周波数シフトキーイング変調器である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば，合波する前の変調信号の光強度を調整することで，抑圧したい成分の強度を近づけ，それにより合波する際に効果的にその成分を抑圧しうる光変調器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
1. 本発明の光変調器の基本構成
以下，図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は，本発明の光変調器の基本構成を示す概略図である。図１に示されるように，本発明の第一の側面に係る光変調器は，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）(2)と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）(3)と；光信号の入力部(4)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）とへ分岐する分岐部(5)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）から出力される光信号が合波される合波部(6)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(7)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)と；前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦA電極）(9)と；前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦB電極）(10)と；前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）からの出力信号との位相差を制御する為のメインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)と；前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の合波部から，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の合波部(6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(12)を具備する。
【００２４】
上記のような構成を採用するので，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号のうち抑圧したい成分（キャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））の信号強度を同程度となるように調整するので，合波部(6)で各サブマッハツェンダー導波路からの光信号が合波される際に抑圧したい成分を効果的に抑圧できる。
【００２５】
それぞれのサブマッハツェンダー導波路は，例えば，略六角形状の導波路（これが２つのアームを構成する）を具備し，並列する２つの位相変調器を具備するようにして構成される。位相変調器は，たとえば，導波路に沿った電極により達成できる。また強度変調器は，たとえばマッハツェンダー導波路と，マッハツェンダー導波路の両アームに電界を印加するための電極とにより達成できる。
【００２６】
通常，マッハツェンダー導波路や電極は基板上に設けられる。基板及び各導波路は，光を伝播することができるものであれば，特に限定されない。例えば，ＬＮ基板上に，Ti拡散のニオブ酸リチウム導波路を形成しても良いし，シリコン（Si）基板上に二酸化シリコン（SiO2）導波路を形成しても良い。また，InPやGaAs基板上にInGaAsP，GaAlAs導波路を形成した光半導体導波路を用いても良い。基板として，ＸカットＺ軸伝搬となるように切り出されたニオブ酸リチウム （LiNbO3：LN）が好ましい。これは大きな電気光学効果を利用できるため低電力駆動が可能であり，かつ優れた応答速度が得られるためである。この基板のＸカット面（ＹＺ面）の表面に光導波路が形成され，導波光はＺ軸（光学軸）に沿って伝搬することとなる。Ｘカット以外のニオブ酸リチウム基板を用いても良い。また，基板として，電気光学効果を有する三方晶系，六方晶系といった一軸性結晶，又は結晶の点群がＣ3V，Ｃ3，Ｄ3，Ｃ3h，Ｄ3hである材料を用いることができる。これらの材料は，電界の印加によって屈折率変化が伝搬光のモードによって異符号となるような屈折率調整機能を有する。具体例としては，ニオブ酸リチウムの他に，タンタル酸リチウム （LiTO3：LT），β−BaB2O4（略称BBO），LiIO3等を用いることができる。
【００２７】
基板の大きさは，所定の導波路を形成できる大きさであれば，特に限定されない。各導波路の幅，長さ，及び深さも本発明のモジュールがその機能を発揮しうる程度のものであれば特に限定されない。各導波路の幅としては，たとえば１〜２０マイクロメートル程度，好ましくは５〜１０マイクロメートル程度があげられる。また，導波路の深さ（厚さ）として，１０ｎｍ〜１マイクロメートルがあげられ，好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２８】
なお，サブマッハツェンダー導波路には，上記のＲＦA電極及びＲＦB電極とは別にバイアス調整電極が設けられてもよいし，上記のＲＦA電極及びＲＦB電極がバイアス調整電極として機能してもよい。
【００２９】
第１のバイアス調整電極（ＤＣA電極）は，ＭＺAを構成する２つのアーム（Path1及びPath3）間のバイアス電圧を制御することにより，ＭＺAの２つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。一方，第２のバイアス調整電極（ＤＣB電極）は，ＭＺBを構成する２つのアーム（Path2及びPath4）間のバイアス電圧を制御することにより，ＭＺBの２つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。ＤＣA電極，及びＤＣB電極は，好ましくは通常直流または低周波信号が印加される。ここで低周波信号における「低周波」とは，例えば，0Ｈｚ〜500ＭＨｚの周波数を意味する。なお，この低周波信号の信号源の出力には電気信号の位相を調整する位相変調器が設けられ，出力信号の位相を制御できるようにされていることが好ましい。
【００３０】
第１の変調電極（ＲＦA電極）は，ＭＺAを構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための電極である。一方，第２の変調電極（ＲＦB電極）は，ＭＺBを構成する２つのアームにＲＦ信号を入力するための電極である。ＲＦA電極，及びＲＦB電極としては，進行波型電極または共振型電極が挙げられ，好ましくは共振型電極である。
【００３１】
先に説明したとおり，ＤＣA電極とＲＦA電極とは，別々の電極とされてもよいし，一つの電極がそれらの機能を果たしてもよい。後者の場合は，一つの電極にバイアス電圧とラジオ周波数信号とが印加されることとなる。
【００３２】
ＲＦA電極，及びＲＦB電極は，好ましくは高周波電気信号源と接続される。高周波電気信号源は，ＲＦA電極及びＲＦB電極へ伝達される信号を制御するためのデバイスであり，公知の高周波電気信号源を採用できる。ＲＦA電極，及びＲＦB電極に入力される高周波信号の周波数（ｆm）として，例えば１ＧＨｚ〜100ＧＨｚがあげられる。高周波電気信号源の出力としては，一定の周波数を有する正弦波があげられる。なお，この高周波電気信号源の出力には位相変調器が設けられ，出力信号の位相を制御できるようにされていることが好ましい。
【００３３】
ＲＦA電極，及びＲＦB電極は，たとえば金，白金などによって構成される。ＲＦA電極，及びＲＦB電極の幅としては，１μｍ〜10μｍが挙げられ，具体的には５μｍが挙げられる。ＲＦA電極，及びＲＦB電極の長さとしては，変調信号の波長の(fm)の0.1倍〜0.9倍が挙げられ，0.18〜0.22倍，又は0.67倍〜0.70倍が挙げられ，より好ましくは，変調信号の共振点より20〜25%短いものである。このような長さとすることで，スタブ電極との合成インピーダンスが適度な領域に留まるからである。より具体的なＲＦA電極，及びＲＦB電極の長さとしては，3250μｍがあげられる。以下では，共振型電極と，進行波型電極について説明する。
【００３４】
共振型光電極（共振型光変調器）は，変調信号の共振を用いて変調を行う電極である。共振型電極としては公知のものを採用でき，例えば特開2002-268025号公報，「川西哲也，及川哲，井筒雅之，"平面構造共振型光変調器"，信学技報，TECHNICAL REPORT OF IEICE, IQE2001-3(2001-05)」に記載のものを採用できる。
【００３５】
進行波型電極（進行波型光変調器）は，光波と電気信号を同方向に導波させ導波している間に光を変調する電極（変調器）である（例えば，西原浩，春名正光，栖原敏明著，「光集積回路」（改訂増補版）オーム社，119頁〜120頁）。進行波型電極は公知のものを採用でき，例えば，特開平11−295674号公報，特開平11−295674号公報，特開2002−169133号公報，特開2002-40381号公報，特開2000-267056号公報，特開2000-471159号公報，特開平10-133159号公報などに開示されたものを用いることができる。
【００３６】
進行波型電極として，好ましくは，いわゆる対称型の接地電極配置（進行波型の信号電極の両側に，少なくとも一対の接地電極が設けられているもの）を採用するものである。このように，信号電極を挟んで接地電極を対称に配置することによって，信号電極から出力される高周波は，信号電極の左右に配置された接地電極に印加されやすくなるので，高周波の基板側への放射を，抑圧できる。
【００３７】
ＲＦ電極が，ＲＦ信号用の電極と，ＤＣ信号用の電極とを兼ねたものでもよい。すなわち，ＲＦA電極及びＲＦB電極のいずれか又は両方は，ＤＣ信号とＲＦ信号とを混合して供給する給電回路（バイアス回路）と連結されている。この態様の光ＳＳＢ変調器は，ＲＦ電極が給電回路（バイアス回路）と連結されているので，ＲＦ電極にＲＦ信号（ラジオ周波数信号）とＤＣ信号（直流信号：バイアス電圧に関する信号）を入力できる。
【００３８】
メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)は，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）からの出力信号との位相差を制御する為の電極である。電極Ｃとして，上記に説明したサブマッハツェンダー用の電極を適宜利用できる。電極Ｃには，たとえば変調信号としてラジオ周波数信号が印加されるので，それに対応した進行波型電極が好ましい。電極Ｃにより両アームの光信号の位相差が制御されるので，ＵＳＢ又はＬＳＢなど打ち消したい信号の位相を逆とすることでそれらの信号を抑圧できることとなる。この位相制御を高速に行うことで，周波数シフトキーイングが達成できる。
【００３９】
また，上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)として，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）(14)と；メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）(15)とを具備するものであってもよい。
【００４０】
上記のような態様に係る光変調器であれば，第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）(14)と第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）(15)とを具備するので，各サブサブマッハツェンダー導波路からの出力信号の光位相を制御でき，それにより合波される光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などを抑圧できる。
【００４１】
第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）は，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた電極である。そして，少なくとも一部とは，出力信号の位相を調整できる程度の長さであればよい。この電極としては，サブマッハツェンダー導波路における電極と同様のものを設ければよい。
【００４２】
第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）は，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた電極であり，これについてはＭＺCA電極(11)と同様である。なお，第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び前記第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）は，それぞれが設けられる導波路部分を光位相変調器として機能させるものであってもよい。
【００４３】
なお，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に含まれる分岐部(5)は，光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）とへ分岐するようにされた部位であり，導波路がＹ字型に分岐した構成をとるものがあげられる。また，合波部(6)は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）から出力される光信号が合波される部位であり，導波路がＹ字型に形成されたものがあげられる。上記のＹ字型は対象であっても，非対称であってもよい。なお，分岐部(5)又は合波部(6)として方向性結合器（カプラ）を用いてもよい。
【００４４】
上記の光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)の分岐部(5)には非対称方向性結合器が設けられ，前記非対称性方向性結合器によって，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）に分波される光信号の強度が，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に分波される光信号の強度よりも強くなるように制御される光変調器である。
【００４５】
強度変調器(12)による強度調整は，抑圧しようとする成分の大きさの差が小さければ，わずかに強度を小さくするように調整しなければならないし，ＭＺAからの光信号の方が，ＭＺBからの光信号よりも光強度が弱い場合，強度変調器(12)を用いても効果的に抑圧したい成分を抑圧できないこととなる。そこで，上記したような光変調器であれば，強度変調器のあるＭＺAへ向かう光信号の強度をＭＺBへ向かう光信号の強度より予め大きくできるので，強度変調器(12)を効果的に利用することができる。
【００４６】
なお，本発明の光変調器においては，各電極に印加される信号のタイミングや位相を適切に制御するため，各電極の信号源と電気的に（又は光信号により）接続された制御部が設けられることが好ましい。そのような制御部は，前記第１の電極（ＲＦA電極）及び第２の電極（ＲＦB電極）に印加される変調信号と，前記第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）に印加される変調信号との変調時間を調整するように機能する。すなわち，各電極による変調がある特定の信号に対して行われるように，光の伝播時間を考慮して調整する。この調整時間は，各電極間の距離などによって適切な値とすればよい。
【００４７】
また，制御部は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）とからの出力信号と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）とからの出力信号に含まれる光搬送波信号又は特定の高次光信号の位相が180°ずれるように前記第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）に印加される電圧を調整するものがあげられる。このような制御部としては，各電極の信号源と接続された処理プログラムを格納したコンピュータがあげられる。そして，コンピュータは，キーボードなどの入力装置から制御情報の入力を受けると，ＣＰＵは，たとえばメインプログラムに格納された処理プログラムを読み出し，よりプログラムの指令に従って，各種メモリから必要な情報を読み出して，適宜メモリに格納される情報を書き換え，信号源へ信号源から出力される光信号のタイミングと位相差を制御するような指令を外部出力装置から出力すればよい。なお，そのような処理プログラムとしては，コンピュータを，各サブマッハツェンダー導波路における特定の成分の位相を把握する手段と，前記手段が把握した特性の成分の位相情報を用いて，それらの位相が逆位相となるように前記第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）に印加される変調信号を調整する指令を作製する手段とを具備するものとして機能させるようなものであればよい。
【００４８】
なお，上記した光変調器は，光単側波帯変調器，光周波数シフトキーイング変調器，又はDSB-SC変調器として利用されうるが，好ましくは光単側波帯変調器又は光周波数シフトキーイング変調器として利用されうる。
【００４９】
2.光変調器の動作例
光変調器の動作を以下に説明する。サブマッハツェンダー導波路の並列する４つの光位相変調器（これらはＲＦA電極，ＲＦB電極を構成する）に，たとえば，位相が９０°ずつ異なる正弦波ＲＦ信号を印加する。また，光に関しても，たとえば，それぞれの位相差が９０°となるようにバイアス電圧をＤＣA電極，ＤＣB電極に印加する。これらの電気信号の位相差や光信号の位相差は，適宜調整すればよいが，基本的には９０°の整数倍ずれるように調整する。
【００５０】
図2は，理想的な光ＦＳＫ変調器（又は光ＳＳＢ変調器）の各部における光信号とその位相を示す概念図である。図2に示されるように，理想的には，キャリアなどが抑圧されており，図1のＰ点及びＱ点では，それぞれＭＺA及びＭＺBからの出力信号のうちＬＳＢについて位相が逆位相となるように調整される。このように調整された信号は合波部(6)で合波されると，ＬＳＢ成分が打ち消しあい，ＵＳＢ成分のみが残留することとなる。一方，Ｃ電極を出力信号の位相差が２７０°となるように調整するとＵＳＢ信号が打ち消しあい，ＬＳＢ信号が残留することとなる。しかし，実際には，これらの光信号には，光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））が含まれることとなる。
【００５１】
各サブマッハツェンダー導波路から出力される光信号に含まれる光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））の位相は，各サブマッハツェンダー導波路に印加する信号の位相やバイアス電圧によって求まるので，合波部で合波される前の，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号の位相を，抑圧したい成分（光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm）））の位相が逆位相となるように制御する。そのように制御するので，抑圧したい成分が効果的に抑圧されることとなる。
【００５２】
図3は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧したＳＳＢ（単側波側帯）変調信号の取得方法の例を示す概念図である。図３に示されるように，各サブＭＺ導波路で得られた光信号には，たとえば同位相のキャリア信号が残留しているので，それぞれの出力信号の位相が１８０°ずれるように変調を施すことで，図１のＰ点及びＱ点では，キャリア成分の位相が１８０°ずれるようにされる。そして，そのように調整された光信号のうちキャリア成分の大きさがほぼ等しくなるように強度変調器によって変調される。そのような光信号が合波部(6)で合波されるとキャリア成分が互に打ち消しあい抑圧される。一方，上側波側帯成分（ＵＳＢ）：＋１は，それぞれ逆位相ではないので，抑圧されずに残る。一方，下側波側帯（ＬＳＢ）は，逆位相となるので互に打ち消しあい抑圧される。このように，光変調器の出力信号から，キャリア成分が効果的に抑圧されるので，高い消光比を持った信号を得ることができる。
【００５３】
なお，各ＭＺA及びＭＺBにおけるキャリア成分など抑圧しようとする成分の大きさを厳密に同じとすることはできないので，たとえば積分強度で，各ＭＺA及びＭＺBにおける抑圧しようとする成分の大きさの比が，１：２〜２：１とするものがあげられ，好ましくは２：３〜３：２とするものがあげられ，４：５〜５：４とするものでもよい。
【００５４】
上記では，ＵＳＢ信号やＬＳＢ信号への変調を高速に行う光ＦＳＫ変調器について説明したが，本発明の光変調器は，ＵＳＢ信号かＬＳＢ信号のいずれかのみを固定して用いる光ＳＳＢ変調器についても上記と同様にして利用できる。
【００５５】
図４は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧したＤＳＢ変調信号の取得方法の例を示す概念図である。図４に示されるように，各サブＭＺ導波路で得られた光信号には，たとえば同位相のキャリア信号が残留しているので，それぞれの出力信号の位相が１８０°ずれるように変調を施すことで，図１のＰ点及びＱ点では，キャリア成分の位相が１８０°ずれるようにされる。そして，それらキャリア成分の強度は，強度変調器(12)により調整され，ほぼ等しくされる。そのような光信号が合波部(6)で合波されるとキャリア成分が互に打ち消しあい抑圧される。一方，上側波側帯成分（ＵＳＢ）：＋１と，下側波側帯（ＬＳＢ）：−１とは，逆位相ではないので，抑圧されずに残り，ＤＳＢ−ＳＣ変調が達成される。
【００５６】
3.本発明の光変調器の製造方法
光導波路の形成方法としては，チタン拡散法等の内拡散法やプロトン交換法など公知の形成方法を利用できる。すなわち，本発明の光ＦＳＫ変調器は，例えば以下のようにして製造できる。まず，ニオブ酸リチウムのウエハー上に，フォトリソグラフィー法によって，チタンをパターニングし，熱拡散法によってチタンを拡散させ，光導波路を形成する。この際の条件は，チタンの厚さを１００〜２０００オングストロームとし，拡散温度を５００〜２０００℃とし，拡散時間を１０〜４０時間としすればよい。基板の主面に，二酸化珪素の絶縁バッファ層（厚さ０．５−２μｍ）を形成する。次いで，これらの上に厚さ１５−３０μｍの金属メッキからなる電極を形成する。次いでウエハーを切断する。このようして，チタン拡散導波路が形成された光変調器が形成される。
【００５７】
光ＦＳＫ変調器は，たとえば以下のようにして製造できる。まず基板上に導波路を形成する。導波路は，ニオブ酸リチウム基板表面に，プロトン交換法やチタン熱拡散法を施すことにより設けることができる。例えば，フォトリソグラフィー技術によってＬＮ基板上に数マイクロメートル程度のＴｉ金属のストライプを，ＬＮ基板上に列をなした状態で作製する。その後，ＬＮ基板を１０００℃近辺の高温にさらしてＴｉ金属を当該基板内部に拡散させる。このようにすれば，ＬＮ基板上に導波路を形成できる。
【００５８】
また，電極は上記と同様にして製造できる。例えば，電極を形成するため，光導波路 の形成と同様にフォトリソグラフィー技術によって，同一幅で形成した多数の導波路の両脇に対して電極間ギャップが１マイクロメートル〜５０マイクロメートル程度になるように形成することができる。
【００５９】
なお，シリコン基板を用いる場合は，たとえば以下のようにして製造できる。シリコン（Si）基板上に火炎堆積法によって二酸化シリコン（SiO2）を主成分とする下部クラッド層を堆積し，次に，二酸化ゲルマニウム（GeO2）をドーパントとして添加した二酸化シリコン（SiO2）を主成分とするコア層を堆積する。その後，電気炉で透明ガラス化する。次に，エッチングして光導波路部分を作製し，再び二酸化シリコン（SiO2）を主成分とする上部クラッド層を堆積する。そして，薄膜ヒータ型熱光学強度変調器及び薄膜ヒータ型熱光学位相変調器を上部クラッド層に形成する。
【００６０】
4.第2実施態様
光変調器の好ましい態様は，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）(8)の分岐部(5)には非対称方向性結合器が設けられ，前記非対称性方向性結合器によって，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）に分波される光信号の強度が，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に分波される光信号の強度よりも強くなるように制御されるものである。
【００６１】
強度変調器(12)による強度調整は，抑圧しようとする成分の大きさの差が小さければ，わずかに強度を小さくするように調整しなければならないし，ＭＺAからの光信号の方が，ＭＺBからの光信号よりも光強度が弱い場合，強度変調器(12)を用いても効果的に抑圧したい成分を抑圧できないこととなる。そこで，上記したような光変調器であれば，強度変調器のあるＭＺAへ向かう光信号の強度をＭＺBへ向かう光信号の強度より予め大きくできるので，強度変調器(12)を効果的に利用することができるのである。
【００６２】
強度分岐の比が余りに小さければ非対称とする意味がなく，余りに大きければ光信号全体の強度を小さくしなければならなくなる。そのような観点から，非対称性方向性結合器の強度分岐比（ＭＺA／ＭＺB）として，１．０１以上５以下があげられ，１．１以上３以下が好ましく，１．３以上１．５以下でもよい。このようにＭＺAの分岐比を大きくするので，強度変調器(12)においてその分岐比を考慮した強度に調整すれば，効果的に抑圧したい成分の強度を適切なものに調整できることとなる。
【００６３】
5.第3実施態様
特に図示しないが，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）の合波部から，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の合波部(6)の間の導波路部分に設けられ，前記導波路部分を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(12)を具備するものは，本発明の別の好ましい実施態様である。
【００６４】
なお，ＭＺBの出力部から合波部(6)までの間に，更に強度変調器(12)を設けるものは本発明の別の実施態様である。この場合，ＭＺAからの光信号とＭＺBからの光信号とについて，どちらが強い場合であっても抑圧したい成分の強度を調整して，抑圧できることとなる。
【００６５】
6.第4実施態様
図5は，本発明の第4の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。図5に示されるとおりこの態様に係る光変調器は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）を構成する２つのアームのいずれか，又は前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）を構成する２つのアームのうちいずれか1つの導波路又は2つ以上の導波路には，当該導波路を伝播する光信号の強度を変調するための強度変調器(13)を具備する。
【００６６】
このような強度変調器(13)が設けられるアーム（図1のパス）は，Path1,Path2,Path3又はPath4のいずれかであってもよいし；Path1及びPath2，又はPath1及びPath3，Path1及びPath3，又はPath1及びPath4であってもよいし；Path2及びPath3，又はPath2及びPath4であってもよいし；Path3及びPath4であってもよいし；Path1，Path2，及びPath3であってもよいし；Path1，Path2，及びPath4であってもよいし；Path1，Path3，及びPath4であってもよいし；Path2，Path3，及びPath4であってもよいし；全てのPathであってもよい。
【００６７】
サブマッハツェンダー導波路に設けられる強度変調器(13)として，特に限定されないが，サブマッハツェンダー導波路とサブマッハツェンダー導波路に電界を与えるための電極とを具備するものがあげられる。
【００６８】
この実施態様では，サブマッハツェンダー導波路からの特定の成分の強度を予め調整できるので，より効果的に抑圧したい成分を抑圧できることとなる。
【００６９】
7.第5実施態様
図6は，本発明の第5の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。図6に示されるとおり，この光変調器は，基本的には先に説明した図1に示される光変調器と同様の構成を採用するが，前記メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)として，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）(14)と；メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）(15)とを具備する。
【００７０】
上記のような態様に係る光変調器であれば，第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）(14)と第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）(15)とを具備するので，各サブサブマッハツェンダー導波路からの出力信号の光位相を制御でき，それにより合波される光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などを抑圧できる。
第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）(12)は，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）のうち，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）の出力部と前記合波部との間の導波路の少なくとも一部に沿うように設けられた電極であり，これについてはＭＺCA電極(11)と同様である。なお，第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び前記第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）は，それぞれが設けられる導波路部分を光位相変調器として機能させるものであってもよい。
【００７１】
なお，本発明の光変調器においては，各電極に印加される信号のタイミングや位相を適切に制御するため，各電極の信号源と電気的に（又は光信号により）接続された制御部が設けられることが好ましい。そのような制御部は，前記第１の電極（ＲＦA電極）及び第２の電極（ＲＦB電極）に印加される変調信号と，前記第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）に印加される変調信号との変調時間を調整するように機能する。すなわち，各電極による変調がある特定の信号に対して行われるように，光の伝播時間を考慮して調整する。この調整時間は，各電極間の距離などによって適切な値とすればよい。
【００７２】
また，制御部は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）とからの出力信号と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）とからの出力信号に含まれる光搬送波信号又は特定の高次光信号の位相が180°ずれるように前記第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）に印加される電圧を調整するものがあげられる。このような制御部としては，各電極の信号源と接続された処理プログラムを格納したコンピュータがあげられる。そして，コンピュータは，キーボードなどの入力装置から制御情報の入力を受けると，ＣＰＵは，たとえばメインプログラムに格納された処理プログラムを読み出し，よりプログラムの指令に従って，各種メモリから必要な情報を読み出して，適宜メモリに格納される情報を書き換え，信号源へ信号源から出力される光信号のタイミングと位相差を制御するような指令を外部出力装置から出力すればよい。なお，そのような処理プログラムとしては，コンピュータを，各サブマッハツェンダー導波路における特定の成分の位相を把握する手段と，前記手段が把握した特性の成分の位相情報を用いて，それらの位相が逆位相となるように前記第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCA電極）及び第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺCB電極）に印加される変調信号を調整する指令を作製する手段とを具備するものとして機能させるようなものであればよい。
【００７３】
この態様に係る光変調器の動作を以下に説明する。サブマッハツェンダー導波路の並列する４つの光位相変調器（これらはＲＦA電極，ＲＦB電極を構成する）に，たとえば，位相が９０°ずつ異なる正弦波ＲＦ信号を印加する。また，光に関しても，たとえば，それぞれの位相差が９０°となるようにバイアス電圧をＤＣA電極，ＤＣB電極に印加する。これらの電気信号の位相差や光信号の位相差は，適宜調整すればよいが，基本的には９０°の整数倍ずれるように調整する。
【００７４】
理想的には，サブマッハツェンダー導波路から各ＲＦ信号の周波数分だけ周波数がシフトした光が出力される。しかし，実際には，これらの光信号には，光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））が含まれることとなる。本発明の光変調器では，それらのうち少なくともひとつ以上を抑圧するように動作する。
【００７５】
すなわち，各サブマッハツェンダー導波路から出力される光信号に含まれる光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））の位相は，各サブマッハツェンダー導波路に印加する信号の位相やバイアス電圧によって求まるので，合波部で合波される前の，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号の位相を，抑圧したい成分（光信号の搬送波（キャリア信号）又は高次成分（例えば2次成分（f0±2fm）））の位相が逆位相となるように制御する。そのように制御するので，抑圧したい成分が効果的に抑圧されることとなる。
【００７６】
なお，相殺しあう光信号成分を制御することで，本発明の光変調器は，ＤＳＢ−ＳＣ変調器，ＦＳＫ変調器，ＳＳＢ変調器などとして機能しうるが，好ましくはＤＳＢ−ＳＣ変調器として用いられる。
【００７７】
8.第6実施態様
本発明の光変調器の好ましい態様は，前記第１の電極（ＲＦA電極）(9)，第２の電極（ＲＦB電極）(10)，及び前記メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(11)に信号を与える信号源を制御するための制御部であって，前記信号源を(i) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が大きくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧及び前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）及び前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）に印加するバイアス電圧を調整し，(ii) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が小さくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧を調整し，(iii) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）からの出力が小さくなるように，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）又は前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）のバイアス電圧を減少させ，(iv) 前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）の出力が小さくなるように，前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）に印加するバイアス電圧を調整するように動作させるものを具備する，上記の光変調器である。
【００７８】
このような態様の光変調器を用いれば，各電極へ印加するバイアス電圧を適切なものに調整できるので，キャリア成分（f0）や高次成分（例えば2次成分（f0±2fm））などを抑圧でき，より高い消光比を達成できる。
基本的には以下の工程を含むものである。(i) メインＭＺ導波路からの出力が大きくなるように，メインＭＺ電極（電極Ｃ）のバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整する工程と，(ii)メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程と，(iii) メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させる工程と，(iv)メインＭＺ導波路の出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程とを含む。なお，上記(iii)と(iv)の工程を繰り返し行うことは，本発明の好ましい実施態様である。以下では，各工程について説明する。
【００７９】
(i) メインＭＺ導波路からの出力が大きくなるように，電極Ｃのバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整する工程
この工程は，メインＭＺ導波路からの出力が大きくなるように（好ましくはできるだけ大きくなるように，より好ましくは最大となるように），電極Ｃのバイアス電圧及び２つのサブＭＺ電極のバイアス電圧を調整する工程である。メインＭＺ導波路は，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，各ＭＺ電極に印加するバイアス電圧を調整してもよい。
【００８０】
また，測定系と，各バイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，測定系が測定した光強度が大きくなるように，各バイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。制御装置は，情報を入力する入力部，情報を出力する出力部，情報を記憶する記憶部（メモリ，メインメモリを含む），各種演算を行うＣＰＵなどの演算部とを具備する。測定系が測定した光強度に関する情報は，入力部により制御装置に入力され，メモリに記憶される。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情報を読み出す。また，制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，いずれか1つ又は2つ以上の電極に印加されるバイアス電圧を変化する信号を出力部から出力する。このようにすると，出力光の強度が変化する。この情報を読み出し，先の光強度と比較し，光強度が大きくなるようにバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力する。この出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，各電極に印加する電圧値を変化させるので，光出力が増大することとなる。
【００８１】
(ii) メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程
この工程は，メインＭＺ導波路からの出力光の強度が小さくなるように，メインＭＺ電極に印加されるバイアス電圧を調整するための工程である。メインＭＺ導波路は，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，メインＭＺ電極に印加するバイアス電圧を調整してもよい。
【００８２】
また，測定系とメインＭＺ電極へバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，測定系が測定した光強度が小さくなるように，メインＭＺ電極のバイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。測定系が測定した光強度に関する情報は，入力部により制御装置に入力され，メモリに記憶される。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情報を読み出す。また，制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メインＭＺ電極に印加されるバイアス電圧を変化する信号を出力部から出力する。このようにすると，出力光の強度が変化する。この情報を読み出し，先の光強度と比較し，光強度が小さくなるようにバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力する。この出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，メインＭＺ電極に印加する電圧値を変化させるので，光出力が減少することとなる。
【００８３】
(iii) メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させる工程
この工程では，メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるように，いずれかのサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させる。この工程では，いずれか一方のサブＭＺ電極のバイアス電圧を減少させた場合に，メインＭＺ導波路からの出力が小さくなるので，そのメインＭＺ導波路からの出力が小さくなる方のサブＭＺ電極のバイアス電圧を小さくするように制御する。この工程で，減少又は増加する電圧値は，予め決めておいてもよい。このような変化電圧値として，0.01Ｖ〜0.5Vがあげられ，好ましくは0.05V〜0.1Vである。本工程によりメインＭＺ導波路からの出力強度が減少する。メインＭＺ導波路は，たとえば，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，バイアス電圧を調整してもよい。
【００８４】
また，測定系と電極Ａ及び電極Ｂへバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，電極Ａ又は電極Ｂへ印加されるバイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。この際，電圧値を変化させる電極に関する情報や，変化させる電圧値に関する情報は，メモリなどに記憶されていてもよい。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報を読み出し，電極Ａ又は電極Ｂに印加されるバイアス電圧を変化する信号を，出力部から出力する。このようにすると，電極Ａ又は電極Ｂに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だけ変化する。なお，電極Ａ又は電極Ｂに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だけ変化すると，メインＭＺからの出力光の強度が変化する。測定系が観測した光強度に関する情報は，入力部から入力され，メモリに記憶される。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された光強度に関する情報を読み出し，メインＭＺ導波路からの光強度が小さくなるように，サブＭＺ電極へ印加するバイアス電圧を変化させる指令を出力部から出力する。この出力信号を受けた電源は，その指令にしたがって，電極に印加する電圧値を変化させるので，光出力が減少することとなる。
【００８５】
(iv)メインＭＺ導波路の出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整する工程
この工程は，メインＭＺ導波路の出力が小さくなるように，電極Ｃのバイアス電圧を調整するための工程である。メインＭＺ導波路は，たとえば，図示しない測定系と連結されているので，測定系による出力値を観測しつつ，バイアス電圧を調整してもよい。なお，本工程，又は前記(iii)の工程と本工程とを，繰り返し行っても良い。
【００８６】
また，測定系と電極Ｃへバイアス電圧を供給する電源系とが制御装置により接続されており，電極Ｃへ印加されるバイアス電圧の大きさを制御するようにしてもよい。制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報を読み出し，電極Ｃに印加されるバイアス電圧を変化する信号を，出力部から出力する。このようにすると，電極Ｃに印加されるバイアス電圧の値が，所定量だけ変化する。
【００８７】
また，制御装置のＣＰＵは，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリに記憶された制御情報や，出力光に関する情報を読み出し，バイアス電圧の調整を止めるという判断をしても良い。また，測定系からの出力光の強度情報をフィードバックし，バイアス電圧の調整をし続けても良い。
【００８８】
9. 光通信システム
本発明の第2の側面に係る光通信システムは，光変調器(1)と，前記光変調器からの出力信号を復調する復調器(21)と，前記光変調器と復調器とを連結する光路とを具備する。図7は，本発明のＦＳＫ復調器の基本構成を示す図である。図7に示されるように，本発明のＦＳＫ復調器（21）は，光信号をその波長に応じて分波する手段（22）と，前記分波器により分波される２つの光の遅延時間を調整する手段（23）と，前記分波器により分波された一方の光信号を検出するため手段（24）と，前記分波器により分波された残りの光信号を検出するための手段（25）と，前記第１の光検出器の出力信号と，前記第２の光検出器の出力信号との差分を計算する手段（26）とを具備する光通信システムである。なお，図中31は，先に説明した光変調器(1)を示し，32は光源を示し，33は光ファイバなどの光路を示し，34はコンピュータなどの制御装置を示す。
【００８９】
“送信機から送信された光信号をその波長に応じて分波する手段”として，分波器があげられる（以下では，この手段を「分波器」ともいう。）。分波器（22）として，インターリーバなど公知の分波器を採用できる。分波器が分波する光は，光ＦＳＫ信号であるから，光ＦＳＫ信号の上側波帯（ＵＳＢ）信号と，下側波帯（ＬＳＢ）信号とに分波するものを用いる。インターリーバは，入射した波長多重光信号を波長間隔が2倍の二組の信号系列に分波でき，逆に，二組の波長多重信号を波長間隔が半分の一つの信号系列に合波するという特徴をもつデバイスである。インターリーバによれば，シャープな信号の通過波長帯域を得ることができるので，隣接チャンネル間の信号を確実に分離でき，別の波長が混ざり，通信品質が劣化すること防止できる。インターリーバとしては，複数のファイバカプラを含むファイバ型インターリーバ，多層膜とプリズムとを含む多層膜型インターリーバ，複屈折プレートと偏波分離素子とを含む複屈折板型インターリーバ，導波路を用いた導波路型インターリーバがあげられる。より具体的には，オプトプレクス（Optoplex）社製のノバ−インターリーバ（Nova-Interleavers），ネクスフォン（Nexfon）社製OC-192，及びOC-768などのインターリーバがあげられる。
【００９０】
“分波器により分波される２つの光の遅延時間を調整する手段”として，公知の遅延調整装置があげられる（以下では，この手段を「遅延調整装置」ともいう。）。このような遅延調整装置として，複数枚のミラーからなり，光路長さを調整できる遅延調整装置があげられる。この遅延調整装置の遅延時間（したがって，ミラーの位置）は，適宜自動的に調整可能となっていても良いし，固定されているものであっても良い。
【００９１】
“分波器により分波された一方の光信号（λ1）を検出するため手段（24）”，及び“分波器により分波された残りの光信号（λ2）を検出するための手段（25）”として，公知の光検出器があげられる（以下では，この手段を「光検出器」ともいう。）。光検出器は，例えば，光信号を検出し，電気信号に変換する。光検出器によって，光信号の強度などが検出できる。この光検出器としては，例えばフォトダイオードを含むデバイスを採用できる。なお，光信号（λ1）及び光信号（λ2）は，ＵＳＢ信号とＬＳＢ信号であり，搬送波に比べ，変調周波数だけ周波数が上方又は下方にシフトした光信号である。
【００９２】
“第１の光検出器の出力信号と，前記第２の光検出器の出力信号との差分を計算する手段（26）”として，公知の減算器があげられる（以下では，この手段を「減算器」ともいう。）。減算器として，第１の光検出器の出力信号と，第２の光検出器の出力信号との差分を計算する計算回路などを含むデバイスがあげられる。
【００９３】
本発明のＦＳＫ復調器は，復調器に用いられる上記以外の公知の構成を含んでいてもよい。特に図示しないが，分波器（22）の後の光路に，分散補償器が設けられものが好ましい。このような分散補償器があれば，光ファイバなどで分散した光を補償できるからである。
【００９４】
特に図示しないが，分波器（22）の後に，光増幅器が設けられものが好ましい。インターリーバなどの分波器から出力された光信号は，その振幅が小さくなる場合がある。したがって，光増幅器により振幅を回復することで，長距離の通信にも耐えられこととなる。このような光増幅器は，好ましくはＵＳＢ信号，ＬＳＢ信号のそれぞれに対して設けられる。
【００９５】
以下では，ＦＳＫ復調器の動作について説明する。ＦＳＫ復調器（21）が，光ＦＳＫ信号を受信する。すると，分波器（22）が，送信機から送信された光信号をその波長に応じて分波し，ＵＳＢ光（λ1）とＬＳＢ光（λ2）とに分波する。遅延調整装置（23）は，例えば，遅延時間に応じて光路長さを調整することにより，ＵＳＢ光（λ1）とＬＳＢ光（λ2）との遅延時間を解消する。第１の光検出器（24）は，分波器により分波された一方の光信号を検出し，電気信号に変換する。第２の光検出器（25）は，前記分波器により分波された残りの光信号を検出し，電気信号に変換する。減算器（26）は，前記第1の光検出器の出力信号と，前記第２の光検出器の出力信号との差分を計算する。そして，減算器が求めた信号は，図示しないモニターなどに出力されることとなる。このようにすれば，光分散による光遅延の問題を解消したＦＳＫ信号の復調が可能となる。
【００９６】
10. 無線信号発生装置
図8は，本発明の第3の側面に係る無線信号発生装置の基本構成を示すブロック図である。図8に示されるとおり，無線信号発生装置は，光源と接続可能な光変調器(1)と，前記変調光信号発生装置からの出力光を検出する光検出器(36)と，前記光検出器が検出した光信号を無線信号へと変換するアンテナ(35)とを具備する。
【００９７】
光検出器は，変調光信号発生装置の出力光を検出し，電気信号に変換するための手段である。光検出器として，公知のものを採用できる。光検出器として，例えばフォトダイオードを含むデバイスを採用できる。光検出器は，例えば，光信号を検出し，電気信号に変換するものがあげられる。光検出器によって，光信号の強度，周波数などを検出できる。光検出器として，たとえば「米津宏雄著”光通信素子工学”−発光・受光素子−，工学図書株式会社，第６版，平成１２年発行」に記載されているものを適宜採用できる。
【００９８】
アンテナは，光検出器が変換した電気信号を，無線信号として放出するための手段である。アンテナとして，公知のアンテナを用いることができる。光変調器(1)が，変調信号を発生し，それを光検出器により検出し，アンテナにより無線信号に変換して，無線信号として放出する。これにより無線信号をえることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の光変調器は光情報通信の分野で好適に利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は，本発明の光変調器の基本構成を示す概略図である。
【図２】図2は，理想的な光ＦＳＫ変調器（又は光ＳＳＢ変調器）の各部における光信号とその位相を示す概念図である。
【図３】図3は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧したＳＳＢ（単側波側帯）変調信号の取得方法の例を示す概念図である。
【図４】図４は，本発明の光変調器を用いたキャリア信号を抑圧したＤＳＢ変調信号の取得方法の例を示す概念図である。
【図５】図5は，本発明の第4の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。
【図６】図6は，本発明の第5の実施態様に係る光変調器の概略構成図である。
【図７】図7は，本発明のＦＳＫ復調器の基本構成を示す図である。
【図８】図8は，無線信号の発生装置の基本構成を示す概略図である。
【図９】図9は，光ＳＳＢ変調器又は光ＦＳＫ変調器として機能する従来の光変調システムの基本構成を示す概略図である。
【図１０】図10は，特開平2004-252386号公報の図37に記載された光変調器を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
1光変調器
2第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺA）
3第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺB）
4入力部
5分岐部
6合波部
7出力部
8メインマッハツェンダー導波路（ＭＺC）
9第１の電極（ＲＦA電極）
10第２の電極（ＲＦB電極）
11メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）
12強度変調器
【図１】
0004696264.tif 000002
【図２】
0004696264.tif 000003
【図３】
0004696264.tif 000004
【図４】
0004696264.tif 000005
【図５】
0004696264.tif 000006
【図６】
0004696264.tif 000007
【図７】
0004696264.tif 000008
【図８】
0004696264.tif 000009
【図９】
0004696264.tif 000010
【図１０】
0004696264.tif 000011