(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の入力部（２）と；
前記光信号が分岐する分岐部（３）と，前記分岐部（３）から分岐した光信号が伝播する導波路である第１のアーム（４）及び第２のアーム（５）と，前記第１のアーム（４）及び第２のアーム（５）から出力される光信号が合波される合波部（６）とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）（７）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（８）と，前記第１のアーム（４）に設けられ，前記第１のアーム（４）を伝播する光信号の振幅を制御する第１の強度変調器（９）と；
前記第２のアーム（５）に設けられ，前記第２のアーム（５）を伝播する光信号の振幅を制御する第２の強度変調器（１０）と；
前記第１の強度変調器（９）の第１の電極（電極Ａ）（１１）と；
前記第２の強度変調器（１０）の第２の電極（電極Ｂ）（１２）と；
前記第１のアーム（４）を伝播する光信号と前記第２のアーム（５）を伝播する光信号との位相差を制御するための変調信号が印加されるマッハツェンダー導波路（８）の第３の電極（電極Ｃ）（１３）と；
前記第１の電極（電極Ａ）（１１），前記第２の電極（電極Ｂ）（１２）及び前記第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加するバイアス電圧を供給するための第１の信号源（１４）と，前記第３の電極（電極Ｃ）（１３）に高速電気信号を供給するための第２の信号源（１５）とを含む信号源部（１６）と；
を具備し，
前記分岐部（３）又は前記合波部（６）のいずれか又は両方がＸ分岐とされている光スイッチシステムにおいて，
前記第１の強度変調器（９）が，前記第１の電極（電極Ａ）（１１）を具備する第１のマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）であり，
前記第２の強度変調器（１０）が，前記第２の電極（電極Ｂ）（１２）を具備する第２のマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）であり，
前記第３の電極（電極Ｃ）（１３）は，
前記第１の強度変調器を構成する第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）（９）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）（１３ａ）と，
前記第２の強度変調器を構成する第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）（１０）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）（１３ｂ）とのいずれか又は両方から構成され，
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つのアームを伝播する光信号に印加される高速電気信号であるＲＦＡ信号と；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つのアームを伝播する光信号に印加される高速電気信号であるＲＦＢ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）に印加される変調信号と，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制御部を具備する
光スイッチシステム。
【請求項２】
前記第３の電極（電極Ｃ）（１３）は，
前記第１の強度変調器を構成する第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）（９）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）（１３ａ）と，
前記第２の強度変調器を構成する第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）（１０）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）（１３ｂ）とのいずれか又は両方から構成され，
前記第１の強度変調器（９）からの出力信号と前記第２の強度変調器（１０）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制御部を具備する請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項３】
前記第２の信号源（１５）は，基本信号（ｆｍ）の３倍の周波数を有する電気信号（３ｆｍ）を生成するための３倍信号生成部（１７）と，前記第２の信号源（１５）から出力される基本信号（ｆｍ）の位相と，前記３倍信号生成部（１７）から生成される基本信号の３倍の周波数を有する電気信号（３ｆｍ）の位相差を調整する位相調整部（１８）と，前記第２の信号源（１５）から出力される基本信号（ｆｍ）又は前記３倍信号生成部（１７）から生成される基本信号の３倍の周波数を有する電気信号（３ｆｍ）の強度を調整する信号強度調整部（１９）を具備する  請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項４】
前記第１のアーム（４）に沿って設けられ，前記第１のアーム（４）のうち前記第１の強度変調器（９）と前記合波部（６）との間に設けられた光強度補正機構（３１），又は
前記第２のアーム（５）に沿って設けられ，前記第２のアーム（５）のうち前記第２の強度変調器（１０）と前記合波部（６）との間に設けられた光強度補正機構（３２）のいずれか又は両方を具備する請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項５】
前記マッハツェンダー導波路（８）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，
（ｉ）マッハツェンダー導波路（８）からの出力が大きくなるように，第１の電極（電極Ａ）（９），第２の電極（電極Ｂ）（１０）及び第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加する電圧を調整し，（ｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）からの出力が小さくなるように，第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加するバイアス電圧を調整し，（ｉｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，（ｉｖ）マッハツェンダー導波路（８）の出力が小さくなるように，第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備する，
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項６】
前記マッハツェンダー導波路（８）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，
（ｉ）マッハツェンダー導波路（８）のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が大きくなるように，第１の電極（電極Ａ）（９），第２の電極（電極Ｂ）（１０）及び第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加する電圧を調整し，（ｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が小さくなるように，第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加するバイアス電圧を調整し，（ｉｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，（ｉｖ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）の出力が小さくなるように，第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備する，
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項７】
前記マッハツェンダー導波路（８）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，
（ｉ）マッハツェンダー導波路（８）のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が小さくなるように，第１の電極（電極Ａ）（９），第２の電極（電極Ｂ）（１０）及び第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加する電圧を調整し，（ｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が大きくなるように，第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加するバイアス電圧を調整し，（ｉｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が大きくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，（ｉｖ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）の出力が大きくなるように，第３の電極（電極Ｃ）（１３）に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備する，
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項８】
前記第３の電極（電極Ｃ）（１３）は，
前記第１の強度変調器を構成する第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）（９）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）（１３ａ）と，
前記第２の強度変調器を構成する第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）（１０）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）（１３ｂ）とのいずれか又は両方から構成され，
前記マッハツェンダー導波路（８）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，
（ｉ）マッハツェンダー導波路（８）からの出力が大きくなるように，第１の電極（電極Ａ）（９），第２の電極（電極Ｂ）（１０），前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加する電圧を調整し，
（ｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）からの出力が小さくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整し，
（ｉｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，
（ｉｖ）マッハツェンダー導波路（８）の出力が小さくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備する，
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項９】
前記第３の電極（電極Ｃ）（１３）は，
前記第１の強度変調器を構成する第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）（９）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）（１３ａ）と，
前記第２の強度変調器を構成する第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）（１０）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）（１３ｂ）とのいずれか又は両方から構成され，
前記マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，
（ｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が大きくなるように，第１の電極（電極Ａ）（９），第２の電極（電極Ｂ）（１０），前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加する電圧を調整し，
（ｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が小さくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整し，
（ｉｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，
（ｉｖ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）の出力が小さくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備する，
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項１０】
前記第３の電極（電極Ｃ）（１３）は，
前記第１の強度変調器を構成する第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）（９）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）（１３ａ）と，
前記第２の強度変調器を構成する第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）（１０）の合波部と前記合波部（６）との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）（１３ｂ）とのいずれか又は両方から構成され，
前記マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，
（ｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が小さくなるように，第１の電極（電極Ａ）（９），第２の電極（電極Ｂ）（１０），前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加する電圧を調整し，
（ｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が大きくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整し，
（ｉｉｉ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）からの出力が大きくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，
（ｉｖ）マッハツェンダー導波路（８）  のいずれか一方の出力路（８ａ）の出力が大きくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備する，
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項１１】
前記メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の強度が最大となるように前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を調整する第１のバイアス調整手段と，前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を，前記第１のバイアス調整手段により得られた値のままとしつつ，前記光信号の強度をＭａｘとしたときに，前記電極Ｃに印加されるバイアス電圧を，前記メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の出力が前記Ｍａｘの４０％以上６０％以下となるように調整する第２のバイアス調整手段を具備する
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【請求項１２】
前記メインマッハツェンダー導波路のいずれか一方の出力路（８ａ）から出力される光信号の強度が最大となるように前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を調整する第１のバイアス調整手段と，前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を，前記第１のバイアス調整手段により得られた値のままとしつつ，前記光信号の強度をＭａｘとしたときに，前記電極Ｃに印加されるバイアス電圧を，前記メインマッハツェンダー導波路のいずれか一方の出力路（８ａ）から出力される光信号の出力が前記Ｍａｘの４０％以上６０％以下となるように調整する第２のバイアス調整手段を具備する
請求項１に記載の光スイッチシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，光干渉による光スイッチシステムに関する。より詳しく説明すると，本発明は，メインマッハツェンダー導波路の両アームに強度変調器を設け，さらにメインマッハツェンダー導波路の入力部又は出力部のいずれか又は両方をＸ分岐とするなどして複数の導波路を設け，出力先を切り替えることができる光スイッチシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報通信において，別のネットワークから送られた光信号をネットワーク内に伝えるノード（エッジノード）でルーティングが行われている。エッジノードでは，通常，受信した光情報をいったん電気信号に変換し，その電気信号を光情報に変換してそれぞれのネットワークに伝える。したがって，光情報通信により高速な光情報が達成されても，ルーティングに時間がかかれば，情報通信の通信速度は制限されることとなる。そこで，光のまま情報をルーティングする技術が望まれる。
【０００３】
このような光スイッチ（オプティカルスイッチ）として，２つの２×２方向性結合器を対向させたマッハツェンダー型干渉計が提案されている。そして，干渉系を構成する導波路部に，外部から電気信号を印加することにより導波路の屈折率を高速に変化させることができる。ただし，そのような光スイッチでは，必ずしも適切にルーティングをすることはできないという問題がある。
【０００４】
一方，マッハツェンダー導波路を有する光変調器は，光情報通信などの分野で用いられている。そして，発明者らは，マッハツェンダー変調器を組み合わせた光ＳＳＢ変調器や光ＦＳＫ変調器を開発してきた（下記非特許文献１参照）。しかし，マッハツェンダー型干渉計の両方のアームがマッハツェンダー干渉計を構成する光変調器において，光信号の出力経路を切り替える技術については知られていない。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は，光干渉による光スイッチシステムを提供することを目的とする。また，光信号のままルーティングすることができる光情報通信用のルータを提供することを上記とは別の目的とする。      
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は，基本的には，メインマッハツェンダー導波路の両アームに存在する強度変調器（特にサブマッハツェンダー導波路を具備するもの）の変調信号を制御することで，それぞれのアームを伝播する光信号の位相を制御し，メインマッハツェンダー導波路の合波部で合波される光信号を調整することにより，光信号が出力される導波路を効果的に切り替えることができるという知見に基づくものである。
【０００７】
より具体的に説明すると，本発明の光スイッチシステムは，光信号の入力部(2)と；前記光信号が分岐する分岐部(3)と，前記分岐部(3)から分岐した光信号が伝播する導波路である第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)と，前記第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)から出力される光信号が合波される合波部(6)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）(7)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(8)と，前記第1のアーム(4)に設けられ，前記第1のアーム(4)を伝播する光信号の振幅を制御する第1の強度変調器(9)と；前記第2のアーム(5)に設けられ，前記第2のアーム(5)を伝播する光信号の振幅を制御する第2の強度変調器(10)と；前記第1の強度変調器(9)の第1の電極（電極Ａ）(11)と；前記第2の強度変調器(10)の第2の電極（電極Ｂ）(12)と；前記第1のアーム(4)を伝播する光信号と前記第2のアーム(5)を伝播する光信号との位相差を制御するための変調信号が印加されるマッハツェンダー導波路(8)の第3の電極（電極Ｃ）(13)と；前記第1の電極（電極Ａ）(11)，前記第2の電極（電極Ｂ）(12)及び前記第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を供給するための第1の信号源(14)と，前記第3の電極（電極Ｃ）(13)に高速電気信号を供給するための第2の信号源 (15)とを含む信号源部(16)と；を具備し，前記分岐部(3)又は前記合波部(6)のいずれか又は両方がＸ分岐とされている光スイッチシステムである。
【０００８】
前記分岐部(3)又は前記合波部(6)のいずれか又は両方がＸ分岐とされており，前記第1の強度変調器(9)又は前記第2の強度変調器(10)に印加するバイアス電圧を制御することで，光信号の前記出力部(7)を切り替えることができる。また，第3の電極に印加するベースバンド信号を変化させることで，光信号の前記出力部(7)を切り替えることができる。
【０００９】
本発明の光スイッチシステムは，メインマッハツェンダー導波路の両アームにマッハツェンダー導波路を有する強度変調器を用いると，高い消光比を有することとなるので，効果的に光スイッチを行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば，光干渉による光スイッチシステムを提供できる。また，光信号のままルーティングすることができる光情報通信用のルータを提供できる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
[基本構成]
本発明に係る光スイッチシステムの基本構成を図１に示す。図１（A）は，光信号が入力部（2a）から入力した場合出力部（8a）に出力され，光信号が入力部（2b）に入力した場合，出力部（8b）から出力される場合を説明するための図である。図１（B）は，光信号が入力部（2a）から入力した場合出力部（8b）に出力され，光信号が入力部（2b）に入力した場合，出力部（8a）から出力される場合を説明するための図である。図１に示されるように，本発明に係る光スイッチシステム(1)は，基本的には，光信号の入力部(2a，2b)と；前記光信号が分岐する分岐部(3)と，前記分岐部(3)から分岐した光信号が伝播する導波路である第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)と，前記第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)から出力される光信号が合波される合波部(6)とを含む（メイン）マッハツェンダー導波路(7)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(8a，8b)と，前記第1のアーム(4)に設けられ，前記第1のアーム(4)を伝播する光信号の振幅を制御する第1の強度変調器(9)と；前記第2のアーム(5)に設けられ，前記第2のアーム(5)を伝播する光信号の振幅を制御する第2の強度変調器(10)と；前記第1の強度変調器(9)の第1の電極（電極Ａ）(11)と；前記第2の強度変調器(10)の第2の電極（電極Ｂ）(12)と；前記第1のアーム(4)を伝播する光信号と前記第2のアーム(5)を伝播する光信号との位相差を制御するための変調信号が印加されるマッハツェンダー導波路(8)の第3の電極（電極Ｃ）(13)と；前記第1の電極（電極Ａ）(11)，前記第2の電極（電極Ｂ）(12)及び前記第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を供給するための第1の信号源(14)と，前記第3の電極（電極Ｃ）(13)に高速電気信号を供給するための第2の信号源 (15)とを含む信号源部(16)と；を具備し，前記分岐部(3)又は前記合波部(6)のいずれか又は両方がＸ分岐とされている光スイッチシステムに関する。
【００１２】
そして，前記分岐部(3)又は前記合波部(6)のいずれか又は両方がＸ分岐とされており，前記第1の強度変調器(9)又は前記第2の強度変調器(10)に印加するバイアス電圧を制御することで，光信号の前記出力部(7)を切り替えることができる。また，第3の電極に印加するベースバンド信号を変化させることで，光信号の前記出力部(7)を切り替えることができる。
【００１３】
これまでＳＳＢ変調器やＦＳＫ変調器などによって確立されたとおり，前記第1の強度変調器(9)又は前記第2の強度変調器(10)に印加するバイアス電圧を制御し，第3の電極に印加するベースバンド信号を切り替えることで，出力される光信号の周波数を変化させ，ＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号を切り替えて出力できる。
【００１４】
本発明の光スイッチシステムは，基本的には，上記のような従来の光変調器を応用して，各電極に印加される電圧信号を調整することで，光信号の前記出力部(8a，8b)を切り替えることができるという知見に基づくものである。
【００１５】
本発明の光スイッチシステムが，2入力2出力のいわゆる2x2エレクトロ・オプティカルスイッチとして機能する場合，第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)を伝播する光信号の位相差を180°変化させると，光が出力される導波路をたとえば出力部(8a)から出力部(8b)に切り替えることができる。なお，第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)の導波路の長さは同一でもよいし，異なってもよい。第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)の導波路の長さが同一の場合，たとえば，従来と同様の光変調器として機能することとなる。一方，第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)の導波路の長さが異なる場合，たとえば光フィルターなどとして機能するので，ＭＳＫ変調システムなどに好適に利用できる。
【００１６】
本発明の光スイッチシステムは，たとえば，第3の電極に印加するベースバンド信号を切り替えることで，図１（A）に示されるような2aから8a，2bから8bといった入出力関係から，図１（B）に示されるような2aから8b，2bから8aといった入出力関係に切り替えることや，その逆に切り替える（図1(B)から図１（A）へ）といったスイッチングを迅速に行うことができる。その切り替えは，従来のＳＳＢ変調やＦＳＫ変調と同様にすればよい。
【００１７】
なお，図１では，2x2エレクトロ・オプティカルスイッチとして機能する場合について図示しているが，入力部(2a，2b)をＹ分岐とするなどして１入力とすれば1x2エレクトロ・オプティカルスイッチを得ることができる。この場合でも，出力部を切り替えることができるのでスイッチングを行うことができる。一方，出力部(8a，8b) をＹ分岐とするなどして１出力とすれば2x1エレクトロ・オプティカルスイッチを得ることができる。この場合でも，光信号が出力される場合と出力されない場合とを切り替えることができるので，スイッチングを行うことができることとなる。
【００１８】
また，本発明の光スイッチシステムの好ましい態様は，前記第1の強度変調器(9)又は前記第2の強度変調器(10)のいずれか又は両方がマッハツェンダー導波路を含む光スイッチシステムである。
【００１９】
分岐部(3)及び合波部(6)のいずれか又は両方は，導波路によりＹ字状又はＸ字状とされていてもよく，公知の方向性結合器（カプラ）が設けられてもよい。なお，Ｘ字状の場合は，分岐が対称に形成されるものが好ましいが，非対称の分岐であってもよい。また，導波路がＹ字状であっても，基板外に漏れる光を観測することで，Ｘ分岐と同様の機能を持たせることができる。したがって，基板外に漏れる光を観測するのであれば，Ｘ字状の２つの分岐路は，ひとつの分岐路が基板上の導波路であり，もう一方の分岐路が基板外であってもよい。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
なお，サブマッハツェンダー導波路には，バイアス調整電極が設けられてもよい。第１のバイアス調整電極（電極Ａ）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（電極Ｂ）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。電極Ａ，及び電極Ｂ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。
【００２３】
第3の電極は，通常通り１電極型であってもよいし，後述するように2電極型であってもよい。第3の電極が2電極型の場合は，第3の電極（電極Ｃ）(13)は，前記第1の強度変調器を構成する第1のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(9)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）(13a)と，前記第2の強度変調器を構成する第2のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(10)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）(13b)とのいずれか又は両方から構成されるものがあげられる。
【００２４】
第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺＣＡ電極）(13a)は，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）のうち，光強度変調器としての前記第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。
【００２５】
第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺＣＢ電極）(13b)は，メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）のうち，光強度変調器としての前記第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。
【００２６】
ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，好ましくは高速電気信号源（第２の信号源）と接続される。高速電気信号源は，ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，それぞれ近接する導波路を伝達する信号を制御するためのデバイスであり，公知の高速電気信号源（所定の周波数を有する信号を出力できる信号源）を採用できる。ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，に入力される高速電気信号の周波数（ｆｍ）として，直流成分から１００ＧＨｚがあげられ，１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚでもよく，１０Ｈｚ〜１００ＭＨｚでもよく，１００ＭＨｚ〜１００ＧＨｚでもよい。本発明では，スイッチングを行うので，その際に印加する信号は，直流成分から１００ＧＨｚ程度の直流に近い成分であることが好ましい。高速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，この高速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。
【００２７】
ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，たとえば金，白金などによって構成される。ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，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。ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，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ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，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。
【００２８】
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。  
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ電極は，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，ＭＺＣＡ電極，及びＭＺＣＢ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。
【００３２】
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。
【００３３】
なお，本発明の光変調システムにおいては，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（電極Ａ）及び第２の電極（電極Ｂ）に印加される信号と，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。
【００３４】
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。
【００３５】
［光スイッチシステムの動作例］
光スイッチシステム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つの光位相変調器に，光に関して，それぞれの位相差が９０°となるようにバイアス電圧を電極Ａ及び電極Ｂ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。
【００３６】
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。本発明の光スイッチシステムでは，好ましくは，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。
【００３７】
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。
【００３８】
なお，相殺しあう光信号成分を制御することで，本発明の光スイッチシステムは，ＤＳＢ−ＳＣ変調器，ＦＳＫ変調器，ＳＳＢ変調器などとしても機能しうる。
【００３９】
[光スイッチシステムの製造方法]
本発明の光スイッチシステムは，基板，基板上に設けられた導波路，電極，信号源，測定部，制御部などからなる。そして，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，本発明の光スイッチシステムは，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。
【００４０】
光スイッチシステムは，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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
通常マッハツェンダー導波路を用いた光変調器では，それほど高い消光比が得られなかったので，経路を切り替えても，完全には経路が切り替わらず，ある程度は切り替え前の経路に出力される。そこで，高い消光比を得られる光変調器を用いることで，光経路の切り替えを効果的に行うことができることとなる。よって，マッハツェンダー導波路を用いた光変調器として，以下説明する高い消光比を得られる光変調器・光変調システムを用いることは本発明の好ましい実施態様である。
【００４４】
[第３電極が２電極型の光スイッチシステム] 
図２は，第３電極が２電極型の光スイッチシステムを示す概略図である。図２（ａ）は一般的な強度変調器を用いたものであり，図２（ｂ）は強度変調器としてマッハツェンダー導波路を含むものを用いた場合の例である。図２に示されるように，本発明の光スイッチシステムの好ましい態様は，前記第3の電極（電極Ｃ）(13)が，前記第1の強度変調器を構成する第1のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(9)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）(13a)と，前記第2の強度変調器を構成する第2のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(10)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）(13b)とのいずれか又は両方から構成される上記いずれかに記載の光スイッチシステムである。
【００４５】
より具体的に説明すると，この態様の光スイッチシステムは，光信号の入力部(2)と，前記光信号が分岐する分岐部(3)と，前記分岐部(3)から分岐した光信号が伝播する導波路である第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)と，前記第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)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)とを含むマッハツェンダー導波路(8)と；前記第1のアーム(4)に設けられ，前記第1のアーム(4)を伝播する光信号の振幅を制御する第1の強度変調器(9)と；前記第2のアーム(5)に設けられ，前記第2のアーム(5)を伝播する光信号の振幅を制御する第2の強度変調器(10)と；前記第1の強度変調器(9)の第1の電極（電極Ａ）(11)と；前記第2の強度変調器(10)の第2の電極（電極Ｂ）(12)と；マッハツェンダー導波路(8)のうち，前記第1の強度変調器(9)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）(13a)と；マッハツェンダー導波路(8)のうち，前記第2の強度変調器(10)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）(13b)とを具備する光スイッチシステムに関する。
【００４６】
両アームに設けられるサブマッハツェンダー導波路などの出力信号の位相を調整できる第1のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺＣＡ電極）と第2のメインマッハツェンダー用電極（ＭＺＣＢ電極）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ることとなる。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））などの位相が逆位相となるように制御し，その後合波するので，それらの成分を抑圧できることとなる。このように所定の成分を抑圧するためには，好ましくは出力信号を光検出器で検出し，その光検出器が測定した光信号を制御部が受取り，検出される光信号に含まれる所定の抑圧したい成分の強度を分析し，その成分の強度が小さくなるように信号源へ指令を出すようにすればよい。そのようにすることで，自動的に所定の信号成分を抑圧できる電圧などを得ることができることとなる。
【００４７】
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，導波路に沿った電極により達成できる。
【００４８】
その結果，抑圧したい成分を効果的に抑圧できるので，光スイッチを効果的に行うことができることとなる。
【００４９】
図３は，本発明の好ましい側面に係る光変調システムの信号源部を示すブロック図である。図３に示されるように，この側面に係る信号源部は，前記第1の電極（電極Ａ），前記第2の電極（電極Ｂ）及び前記第3の電極（電極Ｃ：ＭＺＣＡ，及びＭＺＣＢ）に印加するバイアス電圧を供給するための第1の信号源(14)と，前記第3の電極（電極Ｃ）(13)に高速電気信号を供給するための第2の信号源（高速電気信号源）(15)とを含む信号源部(16)と；を具備し，前記第2の信号源 (15)は，基本信号（fm）の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）を生成するための3倍信号生成部(17)と，前記第2の信号源 (15)から出力される基本信号（fm）の位相と，前記3倍信号生成部(17)から生成される基本信号の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）の位相差を調整する位相調整部(18)と，前記第2の信号源 (15)から出力される基本信号（fm）又は前記3倍信号生成部(17)から生成される基本信号の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）の強度を調整する信号強度調整部(19)とを具備する。
【００５０】
そして，3倍信号生成部(17)が，基本信号（fm）の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）である３倍信号を生成する。そして，位相調整部(18)が前記第2の信号源 (15)から出力される基本信号（fm）の位相と，前記3倍信号生成部(17)から生成される基本信号の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）の位相差を調整する。信号強度調整部(19)が電気信号（3fm）の強度を調整する。そして，変調信号などの基本信号としてfmの信号を印加した際に発生する3次成分（f０±3fm）について，周波数が3 fmの3倍信号を，光信号の1次成分（f０±3fm）が先に説明した光信号の3次成分と位相が逆で，強度が同程度となるように調整して，印加する。これにより，それらが抑圧しあって，高い消光比を有する光変調を達成できる。
【００５１】
3倍信号生成部(17)が，基本信号（fm）の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）である３倍信号を生成する。そして，位相調整部(18)が前記第2の信号源 (15)から出力される基本信号（fm）の位相と，前記3倍信号生成部(17)から生成される基本信号の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）の位相差を調整する。信号強度調整部(19)が電気信号（3fm）の強度を調整する。そして，変調信号などの基本信号としてfmの信号を印加した際に発生する3次成分（f０±3fm）について，周波数が3 fmの3倍信号を，光信号の1次成分（f０±3fm）が先に説明した光信号の3次成分と位相が逆で，強度が同程度となるように調整して，印加する。これにより，それらが抑圧しあって，高い消光比を有する光変調を達成できる。
【００５２】
なお，本発明の光変調システムでは，好ましくは，周波数がfmの基本信号及び周波数が3 fmの3倍信号ともに電極Ｃ（ＭＺＣＡ，及びＭＺＣＢ）に印加する。
【００５３】
なお，本発明の光変調システムにおいては，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，ＲＦＡ電極，ＲＦＢ電極及びＲＦＣ電極に印加される信号，すなわちＲＦＡ信号，ＲＦＢ信号及びＲＦＣ信号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。
【００５４】
信号源部(16)は，前記第1の電極（電極Ａ）(9)，前記第2の電極（電極Ｂ）(10)に前記第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を供給するための第1の信号源(14)と，及び前記第3の電極（電極Ｃ）(13)に高速電気信号を供給するための第2の信号源 (15)とを含むものがあげられる。バイアス電圧は，調整部(20)により，その強度，遅延（位相），印加タイミングなどが適宜調整されてもよい。なお，高速電気信号源からの光信号は，たとえば，導線などで2つのルートに分離され，それぞれ振幅や位相が適宜調整されてＭＺＣＡ電極及びＭＺＣＢ電極に変調信号が印加される。
【００５５】
前記第2の信号源 (15)は，基本信号（fm）の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）を生成するための3倍信号生成部(17)と，前記第2の信号源 (15)から出力される基本信号（fm）の位相と，前記3倍信号生成部(17)から生成される基本信号の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）の位相差を調整する位相調整部(18)と，前記第2の信号源 (15)から出力される基本信号（fm）又は前記3倍信号生成部(17)から生成される基本信号の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）の強度を調整する信号強度調整部(19)とを具備するものがあげられる。正弦波信号など高速電気信号源(15)から出力された電気信号（fm）は，たとえば，導線などで2つのルートに分けられ，一方のルートでは3倍信号生成部(19)に入力され，周波数3fmの電気信号とされ振幅や位相が調整された後，先の電気信号（fm）と合波され，光変調器へ入力される。
【００５６】
また，制御部（ＰＣ）は，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）からの出力信号と前記第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°ずれるように電極Ｃ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電極Ｃ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。
【００５７】
本発明の光変調システムの動作を以下に説明する。MZｃの電極によって，マッハツェンダー導波路の第1のアーム(4)及び第2のアーム(5)を伝播する光信号の位相差が制御される。この両アームを伝播する光信号の位相差をg(t)とする。nを整数として，g(t)が2nπであるとき，光変調システムはON状態となる。一方，g(t)が（2n+1）πであるとき，光変調システムはOFF状態となる。すなわち，この場合は，高次の放射モード光に変換され，出力まで伝播しないで放射される。このように変調システムの電極に印加される電圧を調整することでONとOFFを切り換えて，信号を出力する。
【００５８】
すなわち，出力信号の強度は，｜cos（g(t)）/2｜に比例することとなる。これが，マッハツェンダー導波路が強度変調器とよばれるゆえんである。なお，理想的なOFF状態の強度が０なので，理想的にはON状態とOFF状態の強度比が無限大となる。一方，現実にはキャリア成分や高次成分などが残留するので，OFF状態であっても強度がゼロにならない。ON状態とOFF状態の強度比である消光比は，マッハツェンダー導波路の特性を評価するうえで重要な値である。
【００５９】
電極Ｃによるバイアス電圧によりもたらされる両アームの光信号の位相差をφＢとし，電極Ｃに印加される変調信号の周波数を（fm）とし，g(t)が正弦波２ＡＲＦsin２πｆｍｔ＋φＢとすると，理想的には，1次成分（USB又はLSB）の光強度（Ｄ１）と2次成分の光強度（Ｄ２）は以下の式で表される値となる。
【００６０】
[式１]
0004771067.tif 000002
【００６１】
上記の式から，φＢがπとなるようにバイアス電源を調整すれば，キャリア成分を含む2次成分など偶数次の成分は０となり，平均強度はほぼ２｜ＡＲＦ｜となることがわかる。３次以上の成分は，それほど強く残らないので，結局１次の成分（USB及びLSB）が残留することとなり，これによりＤＳＢ−ＳＣ変調が達成される。
【００６２】
ただし，実際の光変調システムでは，キャリアや高次成分（特に３次成分）が残留し，その結果消光比が無限大とならない。そこで，本発明の好ましい側面に係る光変調(1)は，3倍信号生成部(17)が，基本信号（fm）の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）を生成する。そして，位相調整部(18)が前記第2の信号源（高速電気信号源）(15)から出力される基本信号（fm）の位相と，前記3倍信号生成部(17)から生成される基本信号の3倍の周波数を有する電気信号（3fm）の位相差を調整する。信号強度調整部(19)が電気信号（3fm）の強度を調整する。そして，変調信号としてfmの信号を印加した際に発生する3次成分（f０±3fm）について，変調信号として3 fmの信号をその1次成分（f０±3fm）が先に説明した3次成分と位相が逆で，強度が同程度となるように調整する。このような調整は，マッハツェンダー導波路からの出力をモニタしながら，手動によって行ってもよい。また，マッハツェンダー導波路からの出力をモニタしながら，制御部が信号源部から出力される信号の位相やタイミングなどを適宜調整して，好適な信号を電極（特に電極Ｃ）に印加できるようにしてもよい。この光変調システムでは，周波数がfmの変調信号，周波数が3 fmの変調信号ともに電極Ｃに印加される。
【００６３】
図４は，ＤＳＢ−ＳＣ変調システムにおける光信号の強度と位相の状況を説明するための概念図である。図４（ａ）は，第1のアームにおける光信号スペクトルを示す概念図である。図４（ｂ）は，第2のアームにおける光信号スペクトルを示す概念図である。図４（ｃ）は，第1のアームにおける光信号スペクトルに位相変化＋９０度が加えられた状態を示す概念図である。図４（ｄ）は，第2のアームにおける光信号スペクトルに位相変化−９０度が加えられた状態を示す概念図である。図４（ｅ）は，第1のアーム及び第2のアームからの光信号が合波点で干渉した結果である出力信号のスペクトルを示す概念図である。図４（ｆ）は，3fm信号が印加され，3次信号成分が打ち消される状態を示す概念図である。  
【００６４】
このような第1のアーム及び第2のアームにおける光信号は，合波点で干渉しあう。その結果図４（ｅ）に示されるように，理想的にはキャリア成分（f０）や２次成分（f０±2fm）が抑圧され，ＵＳＢ（f０＋fm ）及びＬＳＢ（f０−fm ）成分が残留する。なお，３次成分など奇数次成分も残留するが，その強度は１次成分に比べると大きくない。
【００６５】
ただし，３次成分が残留すると，消光比が高くならないので，本発明の好ましい態様では，図４（f）に示されるように，周波数（fm ）由来の3次成分と，周波数（3fm ）由来の1次成分が互に抑圧しあうように，周波数（3fm ）の3倍信号をも電極Ｃに印加する。これは，図４(f)に示されるように，周波数（fm ）由来の3次成分と，周波数（3fm ）由来の1次成分が位相が逆位相で，強度がほぼ同じとなるように信号源部の出力を調整することにより達成される。図4(f)に示されるように，周波数（fm ）由来の3次成分と，周波数（3fm ）由来の1次成分が位相が逆位相で，強度がほぼ同じとなるので，3次成分f０±3fm）が効果的に抑圧されることとなる。なお，5次，7次などさらに高次成分も残留するが，これらの強度は相対的にわずかであり，それほど問題とならない。ただし，本発明のシステムを応用すれば，たとえば変調信号として5fm，7fmなどの位相や強度（振幅）などを調整した高速電気信号を電極Ｃに印加することで，効果的にそれらの成分を抑圧できる。
【００６６】
なお，実際には，奇数次成分のみならず，光信号の搬送波（キャリア信号）又は偶数次の高次成分（例えば2次成分（f０±2fm））も含まれることとなる。本発明の光変調システムでは，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。
【００６７】
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。
【００６８】
[２つの位相変調器を有する光スイッチシステム]
図５は，２つの位相変調器を有する光スイッチシステムの概略構成図である。このように，ＭＺＣＡ電極とＭＺＣＢ電極とを具備するので（すなわちメインマッハツェンダー用電極（電極Ｃ）が２極電極であるので），抑圧したい成分（キャリア，2次，3次成分など）の位相を逆位相となるように制御して，効果的に抑圧したい成分を抑圧できることとなる。さらに，２つの位相変調器(21,22)を有するので，それぞれの位相変調器に伝播される光信号の位相を調整できることとなる。なお，図では２つの位相変調器を有する光スイッチシステムについて記載しているが，いずれか１方のみであってもよい。２つの位相変調器を有する光スイッチシステム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つの光位相変調器に，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。
【００６９】
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。この２つの位相変調器を有する光スイッチシステムでは，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。
【００７０】
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。
【００７１】
[光強度補正機構を有する光スイッチシステム]
図６は，光強度補正機構を有する光スイッチシステムの基本構成を示す概略図である。図６に示されるように，光強度補正機構を有する光スイッチシステムは，前記第1のアーム(4)に沿って設けられ，前記第1のアーム(4)のうち前記第1の強度変調器(9)と前記合波部(6)との間に設けられた光強度補正機構(31)，又は前記第2のアーム(5)に沿って設けられ，前記第2のアーム(5)のうち前記第2の強度変調器(10)と前記合波部(6)との間に設けられた光強度補正機構(32)のいずれか又は両方を具備する上記の光スイッチシステムに関する。
【００７２】
このように光強度補正機構（たとえば，強度変調器）を具備するので，効果的に抑圧したい成分の大きさを同程度に調整するので，逆位相となるように調整された抑圧したい成分を効果的に抑圧できることとなる。そして，位相制御については，先に説明した光スイッチシステムの構成を採用してもよい。  
【００７３】
[バイアス調整機能付き光スイッチシステム−１−]
次にバイアス調整機能付き光スイッチシステムについて説明する。バイアス調整機能付き光スイッチシステムは，マッハツェンダー導波路(8)からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，(i)マッハツェンダー導波路(8)からの出力が大きくなるように，第1の電極（電極Ａ）(9)，第2の電極（電極Ｂ）(10)及び第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加する電圧を調整し，(ii)マッハツェンダー導波路(8)からの出力が小さくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整し，(iii)マッハツェンダー導波路(8)からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，(iv)マッハツェンダー導波路(8)の出力が小さくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備する，バイアス調整機能付き光スイッチシステムに関する。
【００７４】
なお，マッハツェンダー導波路(8)の分岐がＸ分岐の場合は，マッハツェンダー導波路(8)のいずれか一方の出力路（8a）をモニタすることにより調整してもよい。
【００７５】
具体的には，前記マッハツェンダー導波路(8)からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，(i)マッハツェンダー導波路(8)のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が大きくなるように，第1の電極（電極Ａ）(9)，第2の電極（電極Ｂ）(10)及び第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加する電圧を調整し，(ii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が小さくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整し，(iii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，(iv)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）の出力が小さくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備すればよい。一方，Ｘ分岐の場合は，一方の強度が大きいとき，もう一方の強度は小さくなる。
【００７６】
したがって，前記マッハツェンダー導波路(8)からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，(i)マッハツェンダー導波路(8)のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が小さくなるように，第1の電極（電極Ａ）(9)，第2の電極（電極Ｂ）(10)及び第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加する電圧を調整し，(ii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が大きくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整し，(iii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が大きくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，(iv)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）の出力が大きくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備するものであってもよい。
【００７７】
さらに，第3の電極は2電極型のものであってもよいので，前記第3の電極（電極Ｃ）(13)は，前記第1の強度変調器を構成する第1のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(9)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）(13a)と，前記第2の強度変調器を構成する第2のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(10)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）(13b)とのいずれか又は両方から構成され，前記マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，(i)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が大きくなるように，第1の電極（電極Ａ）(9)，第2の電極（電極Ｂ）(10)，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加する電圧を調整し，(ii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が小さくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整し，(iii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，(iv)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）の出力が小さくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備するものであってもよい。
【００７８】
また，前記第3の電極（電極Ｃ）(13)は，前記第1の強度変調器を構成する第1のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(9)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＡ電極）(13a)と，前記第2の強度変調器を構成する第2のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(10)の合波部と前記合波部(6)との間の導波路に沿って設けられた電極（ＭＺＣＢ電極）(13b)とのいずれか又は両方から構成され，前記マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力信号の検出部と接続され，各電極に印加する電圧を制御する制御信号を信号源に出力する制御部であって，(i)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が小さくなるように，第1の電極（電極Ａ）(9)，第2の電極（電極Ｂ）(10)，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加する電圧を調整し，(ii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が大きくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整し，(iii)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）からの出力が大きくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させ，(iv)マッハツェンダー導波路(8) のいずれか一方の出力路（8a）の出力が大きくなるように，前記ＭＺＣＡ電極及び前記ＭＺＣＢ電極に印加するバイアス電圧を調整する制御部を具備するものであってもよい。以下，前記マッハツェンダー導波路(8) がＸ分岐である場合はマッハツェンダー導波路(8)のいずれか一方の出力路（8a）の光出力をモニタするものとする。なお，先に説明したとおり，一方の出力路（8a）には，基板面外に放出される経路も含むものとする。
【００７９】
このバイアス調整機能付き光スイッチシステムは，(i)マッハツェンダー導波路(8)からの出力が大きくなるように，第1の電極（電極Ａ）(9)，第2の電極（電極Ｂ）(10)及び第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加する電圧を調整する工程と，(ii)マッハツェンダー導波路(8)からの出力が小さくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整する工程と，(iii)マッハツェンダー導波路(8)からの出力が小さくなるように，いずれかのサブマッハツェンダー電極のバイアス電圧を減少させる工程と，(iv)マッハツェンダー導波路(8)の出力が小さくなるように，第3の電極（電極Ｃ）(13)に印加するバイアス電圧を調整する工程とを含む，バイアス調整方法により好適なバイアス電圧値を，好ましくは自動的に得ることができる。
【００８０】
このように調整したバイアス電圧を用いれば，キャリア成分や高次成分が比較的少ない信号を用い，更に先に説明した方法によりこれらの成分を抑圧することとなるので，より効果的に抑圧したい成分を抑圧できることとなる。
【００８１】
バイアス調整機能付き光スイッチシステムを用いた消光比変調方法を説明する。本発明の調整方法は，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。
【００８２】
(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，たとえば，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。
【００８３】
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。
【００８４】
(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。
【００８５】
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。
【００８６】
(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。
【００８７】
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。
【００８８】
(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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
[バイアス調整機能付き光スイッチシステム−２−]
上記とは異なるバイアス調整機能付き光スイッチシステムは，基本的には，各バイアス電極に印加されるバイアス電圧するためのバイアス電圧制御部をあえて設けることで，光変調器の動作中であっても，最適なバイアス電圧値に調整でき，好適な動作環境を得ることができるという知見に基づくものである。
【００９２】
バイアス調整機能付き光スイッチシステムは，前記メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の強度が最大となるように前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を調整する第1のバイアス調整手段と，前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を，前記第1のバイアス調整手段により得られた値のままとしつつ，前記光信号の強度をMaxとしたときに，前記電極Ｃに印加されるバイアス電圧を，前記メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の出力が前記Maxの40%以上60%以下（好ましくは半分）となるように調整する第2のバイアス調整手段を具備する。
【００９３】
なお，マッハツェンダー導波路(8)の分岐がＸ分岐の場合は，マッハツェンダー導波路(8)のいずれか一方の出力路（8a）をモニタすることにより調整してもよい。より具体的には，バイアス調整機能付き光スイッチシステムは，前記メインマッハツェンダー導波路のいずれか一方の出力路（8a）から出力される光信号の強度が最大となるように前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を調整する第1のバイアス調整手段と，前記電極Ａと前記電極Ｂに印加するバイアス電圧を，前記第1のバイアス調整手段により得られた値のままとしつつ，前記光信号の強度をMaxとしたときに，前記電極Ｃに印加されるバイアス電圧を，前記メインマッハツェンダー導波路のいずれか一方の出力路（8a）から出力される光信号の出力が前記Maxの40%以上60%以下となるように調整する第2のバイアス調整手段を具備するものがあげられる。以下，前記マッハツェンダー導波路(8) がＸ分岐である場合はマッハツェンダー導波路(8)のいずれか一方の出力路（8a）の光出力をモニタするものとする。なお，先に説明したとおり，一方の出力路（8a）には，基板面外に放出される経路も含むものとする。
【００９４】
バイアス調整機能付き光スイッチシステムは，上記のような構成を採用するので，第1の側面に係る光ＦＳＫ変調システムの利益を享受しつつ，各バイアス調整手段としてのバイアス電圧制御部は，各ＭＺ導波路から出力される光信号を検出する光検出器からの情報を受けつつ，前記信号源による各電極に印加するバイアス電圧値を調整する。このように調整するので，自動的に最適なバイアス電圧値に調整できることとなる。 
【００９５】
バイアス調整機能付き光スイッチシステムの好ましい別の態様は，前記第2のバイアス調整手段の替わりに，前記サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を，前記第1のバイアス調整工程で得られた値のままとしつつ，前記メインマッハツェンダー電極にバイアス電圧としてディザリング信号を印加し，ディザリング信号成分の出力が最大となるように前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する第3のバイアス調整手段を具備する上記のバイアス調整機能付き光スイッチシステムに関する。
【００９６】
バイアス電圧制御部は，メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の強度が最大となるように各サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を調整するための制御信号を出力する第1のバイアス調整手段と，サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧は，前記第1のバイアス調整手段により得られた値のままとしつつ，前記光信号の強度をMaxとしたときに，前記メインマッハツェンダー電極に印加されるバイアス電圧を，前記メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の出力が前記Maxの40%以上60%以下となるように調整するための制御信号を出力する第2のバイアス調整手段として機能させるためのコンピュータ読取可能な記録媒体を搭載したコンピュータにより実現される。上記各手段は，測定系からの測定値を入力する入力装置と，入力装置から入力された測定値を記憶する記憶部と，記憶部が記憶する測定値を比較するための演算部と，入力装置からの入力情報に従って，メインメモリ中の制御プログラムを読み出し，記憶装置に記憶された各測定値情報を読み出し，所定の制御を行うための制御部と，演算部の演算結果に基づいて，信号源に対してバイアス電圧に関する指令を出力する出力部とを有するコンピュータなどにより実装される。
【００９７】
前記第2のバイアス調整手段の替わりに，前記サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧は，前記第1のバイアス調整工程で得られた値のままとしつつ，前記メインマッハツェンダー電極にバイアス電圧としてディザリング信号を印加し，ディザリング信号成分の出力が最大となるように前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整する第3のバイアス調整手段を具備するものであってもよい。ディザリング信号は，階段波信号にディザリング処理を施すディザリング生成回路を備える前記第2のバイアス調整手段により達成されてもよい。たとえば，ｎステップの階段波にｍ回のディザリングを行うことで，階段波信号のステップ数はｎ×ｍとなり周波数のステップ回数を増やすことなく比較精度を高めることができる。ディザリング生成回路は，たとえば帰還分周器（ＤＩＶ）と変調回路から構成されるものがあげられる。ディザリング生成回路はたとえば以下のように動作する。電圧制御発振器（ＶＣＯ）の出力周波数が，出力端子と帰還分周器に供給される。一方，変調回路は，基準入力信号Ｒを受け出力周波数に一定の周期の揺らぎを与える周波数を生成し，帰還分周器に供給する。帰還分周器は，変調回路の出力により，一定の周期で分周する比率を１％程度の範囲で変化させる。そして，帰還分周器の出力は位相比較回路に供給される。このようにしてディザリング信号が生成される。
【００９８】
また，前記メインマッハツェンダー電極に印加されるバイアス電圧を，前記第2又は第3のバイアス調整手段で得られた値のままとしつつ，各サブマッハツェンダー導波路から出力される光信号の強度が最大となるように，各サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を調整するための制御信号を出力する第4のバイアス調整手段をさらに具備するものであってもよい。
【００９９】
本発明の光スイッチシステムは，前記メインマッハツェンダー電極に印加されるバイアス電圧により，出力信号の位相を制御する光スイッチシステムであってもよい。この場合，通常のＦＳＫ変調の動作に加え，メインマッハツェンダー電極には，バイアス電圧も印加されることとなり，位相が調整されたＦＳＫ変調信号を得ることができることとなる。
【０１００】
以下，この実施態様に係る発明のバイアス調整工程について説明する。第1のバイアス調整工程は，メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の強度が最大となるように各マッハツェンダー導波路バイアス電圧を調整する工程である。
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。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。なお，出力が最大とは，厳密な意味での最大ではなく，各バイアス電圧をたとえば5〜100V変化させた場合における最大の値があげられる。また，1V〜10V程度の間隔でいくつかのサンプリングを行ったうちの最大の値であってもよい。
【０１０１】
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），各種演算や制御を行うＣＰＵなどの演算部及び制御部とを具備する。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。
【０１０２】
第2のバイアス調整工程は，各サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧は，前記第1のバイアス調整工程で得られた値のままとしつつ，前記第1のバイアス調整工程で観測された光信号の強度をMaxとしたときに，前記メインマッハツェンダー電極に印加されるバイアス電圧を，前記メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の出力が前記Maxの40%以上60%以下（好ましくは半分）となるように調整する工程である。
【０１０３】
電圧制御部は，各サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を，前記第1のバイアス調整工程で得られた値のまま維持する指令を出力する。この指令を受けて信号源は，各サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を一定の値に維持する。一方，電圧制御部は，メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の出力を観測し，その観測値をMax値と比較しつつ，前記メインマッハツェンダー電極に印加されるバイアス電圧を調整するような指令を出力する。このような出力を受けた信号源は，メインマッハツェンダー導波路に印加されるバイアス電圧を調整する。
【０１０４】
具体的には，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，メインマッハツェンダー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バイアス信号源は，その指令にしたがって，メインンマッハツェンダー電極に印加する電圧値を変化させるので，メインマッハツェンダー導波路からの出力信号の強度が減少することとなる。そして，メインマッハツェンダー導波路から出力される光信号の出力が前記Maxの40%以上60%以下（好ましくは半分）など所定の設定値となった場合に，この工程は終了し，次の工程へと移ることとなる。
【０１０５】
第3のバイアス調整工程は，メインマッハツェンダー電極に印加されるバイアス電圧を前記第2のバイアス調整工程で得られた値のままとしつつ，各サブマッハツェンダー導波路から出力される光信号の強度が最大となるように，各サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を調整する任意の工程である。
【０１０６】
電圧制御部は，メインマッハツェンダー電極に印加するバイアス電圧を，前記第2のバイアス調整工程で得られた値のまま維持する指令を出力する。この信号を受けたバイアス信号源は，メインマッハツェンダー電極に印加するバイアス電圧を，前記第2のバイアス調整工程で得られた値のまま維持する。一方，電圧制御部は，各サブマッハツェンダー導波路から出力される光信号の出力を観測し，それぞれ観測値が最大となるように各サブマッハツェンダー電極に印加されるバイアス電圧を調整するような指令を出力する。このような出力を受けた信号源は，各サブマッハツェンダー導波路に印加されるバイアス電圧を調整する。
【０１０７】
具体的には，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，各サブマッハツェンダー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，格納されたこれまでの光強度と比較し，光強度が最大と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バイアス信号源は，その指令にしたがって，各サブマッハツェンダー電極に印加する電圧値を変化させるので，各サブマッハツェンダー導波路からの出力信号の強度が変化することとなる。そして，両方のサブマッハツェンダー導波路から出力される信号の強度が最大となった段階でこの工程は終了し，これにより適切なバイアス電圧を得ることができることとなる。
【０１０８】
なお，第2のバイアス調整工程に変えて，サブマッハツェンダー導波路に印加するバイアス電圧を前記第1のバイアス調整工程で得られた値のままとしつつ，前記メインマッハツェンダー電極にバイアス電圧としてディザリング信号（微小振動信号）を印加し，ディザリング信号成分の出力が最大となるように前記メインマッハツェンダー電極のバイアス電圧を調整するものは，本発明の別の実施態様である。
【０１０９】
なお，本発明の別の側面に係る光ＦＳＫ変調システムは，前記第１の電極(9)，第２の電極(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。
【０１１０】
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。この側面に係る光ＦＳＫ変調システムにおけるバイアス調整方法は，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。
【０１１１】
(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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
(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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
(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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
(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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
図７は，本発明の光スイッチシステムのある利用態様を説明するためのブロック図である。このシステムは，たとえば，光信号の初期位相を調整するための位相調整器（位相変調器など）(41)，強度変調器(42)，および上記したいずれかの光スイッチシステムを含むものである。図中符号43は，強度変調器の電極である。図７に示される光スイッチシステムは，第1のアーム(4)と第2のアーム(5)の導波路の長さが異なっており，非対称マッハツェンダー導波路を構成している。強度変調器として，ＤＳＢ−ＳＣ変調器があげられ，マッハツェンダー導波路と電極とを含むものが好ましい。
【０１２１】
位相調整器(41)で初期位相が調整された光信号は，強度変調器(42)に入力する。そして，強度変調器(42)では，入力信号より変調信号の周波数分だけずれたＵＳＢ信号とＬＳＢ信号とが出力される。光スイッチシステムの第3の電極(13)に印加する電圧を変化させることで，ＵＳＢ信号を出力路8aから出力させることや，出力路8bから出力させるなど，それぞれの信号の出力路を変化させることができる。また，マッハツェンダー導波路の合波部(6)がＹ分岐の場合は，第3の電極(13)に印加する電圧を変化させることで，ＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号を出力することができ，いずれかひとつの信号をカットするためのフィルターとして機能することとなる。
【０１２２】
なお，この実施形態に係るシステムにおいて，位相変調器(41)及び強度変調器(42)は，位相連続光周波数偏移変調器として機能する。そして，強度変調器(42)は，光周波数偏移変調器として機能する。本実施形態にかかる位相連続光周波数偏移変調器は，光周波数偏移変調器と，前記光周波数偏移変調器の電極に，正弦波クロック信号を印加するとともに，前記正弦波クロック信号の位相に対して所定の位相差（Δφ），例えばクロック信号の位相と次の式（Ｉ）で表される関係を満たす位相差（Δφ）を有するベースバンド信号を，前記光周波数偏移変調器の電極に印加するための電源系と，レーザ光源から前記光周波数偏移変調器に入力される入力光について，前記ベースバンド信号と同期させたエンコードデータにより当該入力光の位相を制御し，前記ベースバンド信号の切り替えの際に前記光周波数偏移変調器において発生し，前記位相差の誤差となる位相ギャップを補償する，初期位相制御器（41）とを具備する位相連続光周波数偏移変調器である。
【０１２３】
Δφ＝π／４＋ｎπ（ｎは，整数を示す。）      ・・・（Ｉ）
【０１２４】
すなわち，本実施形態に係る位相連続光周波数偏移変調器（41,42）は，周波数切り換えのタイミングを制御し，ＵＳＢ信号とＬＳＢ信号とを切り換えるのみならず，正弦波クロック信号と，ベースバンド信号との位相差（遅延量）Δφを所定の位相差となるように，例えば上記式（Ｉ）のように制御すると共に，光周波数偏移変調器としての光強度変調器に入力される入力光の位相をベースバンド信号に同期させて制御することにより，任意の変移量・変調度を有するＣＰＦＳＫ変調を可能とするものである。
【０１２５】
上述する光周波数偏移変調器（42）と電源系との組み合わせでは，同期制御技術（同期変調法）を用いることにより，光位相連続周波数偏移（ＣＰＦＳＫ）変調と呼ばれる外部変調による高速変調が実現された。この同期制御技術が提案されるまでは，レーザダイオード（ＬＤ）に対する直接変調が，光ＣＰＦＳＫ信号を発生させるための唯一の方法であり［K. Iwashita and T. Matsumoto, J. Lightwave. Technol., LT-5, 854-856(1987)］，［B. Wedding et al., ECOC’03., Th1.5.5(2003)］，したがって，変調速度は，ＬＤの反応によって制限されていた。また，ＬＤにおける熱の結合効果により，ＣＰＦＳＫ信号の低周波成分は低下してしまうという問題があった。同期制御技術はこの問題を解決する有効な手段である。
【０１２６】
一方，上述する同期制御技術で得られる光ＣＰＦＳＫ変調信号の偏移量・変調度には制限がある。すなわち，このＣＰＦＳＫ変調においては，利用できる最小のゼロトゥピーク周波数偏移は，最低に見積もってもＢ／２である（ＢはＣＰＦＳＫ信号のビットレートを示す。）。すなわち，ＣＰＦＳＫ変調のための構成は，例えばＳＳＢ変調技術に基づいた周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調器を使用し，当該変調器は選択的にＵＳＢ信号またはＬＳＢ信号を生成する［T. Kawanishi et al., OFC’04., PDP16(2004)］。ＦＳＫ変調器は，正弦波クロック信号とベースバンド信号により駆動され，ＦＳＫ信号の周波数偏移とビットレートは，それぞれ，正弦波クロック信号のクロック周波数ｆ０と，ベースバンド信号のビットレートＢにより決定される。このクロック周波数ｆ０とビットレートＢが下記式（ＩＩ）にしたがってＣＰＦＳＫ変調器に同期して入力されるならば，下記詳細に説明する初期位相制御がなくとも，ＣＰＦＳＫ変調が達成できる。
【０１２７】
クロック周波数ｆ０＝ｎＢ／２，Δφ＝±２π／４Ｂ      ・・・（ＩＩ）
【０１２８】
ここで，ｎは整数であり，Δφは前記クロック信号とベースバンド信号との間の遅延量である。しかしながら，この場合に得られる最小の周波数偏移はｆ０＝Ｂ／２である。このように，同期制御技術で得られる光ＣＰＦＳＫ変調信号の偏移量・変調度に制限がある理由は，同期制御技術では，光位相が一致した場合にのみ周波数切り替えが許されるためであり，変調度（周波数偏移量）は１以上に限定され，０．５のＭＳＫ変調は行えない。
【０１２９】
そこで，より狭いＢ／４の周波数偏移を実現しＭＳＫ変調方式を実現するため，次に，上述したＣＰＦＳＫ変調とともに用いる初期位相制御について説明する。具体的には，例えば，周波数切り替えのタイミングで光周波数偏移変調器に入力される入力光の光初期位相を制御し，位相連続性を確保するようにする。
【０１３０】
光ＭＳＫ変調（ｆ０＝Ｂ／４）を実現するためには，ＣＰＦＳＫ変調器に直列的に接続される初期位相制御器（41）により，ベースバンド信号対して光位相をビット同期させて制御する。光強度変調器（42）において発生する位相ギャップを初期位相制御器（41）が補償することにより，任意の周波数偏移を有する位相連続変調が得られる。初期位相制御器（41）は，入力光の位相を下記式（III）で示す補正量δφ（ｔ）だけずらして，ベースバンド信号の切り替えの際に光周波数偏移変調器において発生し，前記位相差（Δφ）の誤差となる位相ギャップδφ（ｔ）を補償する。
δφ（ｔ）＝｛（２ｋπｆ０／Ｂ＋φ０）ｍｏｄ  ２π｝      ・・・（III）
ここで，ｋは整数，ｆ０は正弦波クロック信号の周波数，Ｂはベースバンド信号のビット速度，φ０は初期位相である。なお，「ｍｏｄ」関数は，剰余演算を示し，（２ｋπｆ０／Ｂ＋φ０）を２πで割った余りがδφ（ｔ）となる。
【０１３１】
詳細に説明すると，ベースバンド信号を切り換えることによりＵＳＢ信号からＬＳＢ信号へ，またはＬＳＢ信号からＵＳＢ信号へ光信号を切り換えると，光強度変調器(42)では，上式(III)に依存する位相ギャップδφ（ｔ）が発生する。したがって，ベースバンド信号を切り換える際には，この発生することが予め分かっている位相ギャップδφ（ｔ）を打ち消すように，初期位相制御器（41）において入力光の位相をδφ（ｔ）だけずらして，光強度変調器に入力するようにする。
【０１３２】
ここで，上記式（III）において，ｆ０＝Ｂ／４の場合には，φ０＋π／２，φ０＋π，φ０＋３π／２，φ０＋２πの４つの位相状態の変調データからなることが分かり，初期位相制御器はこの４つのデータに基づいて制御される。しかし，ＭＳＫ変調の場合，上記式（III）に基づく初期位相制御は，下記条件［１］から条件［４］を全て満たすようなエンコードデータに従って単純化される。
条件［１］ｋ番目のベースバンド信号を印加する場合には，前記正弦波クロック信号の位相と上式（Ｉ）で表される関係を満たす位相差（Δφ）を有するベースバンド信号を前記光周波数偏移変調器の電極（７，２３）に印加する。
条件［２］ｋ番目のベースバンド信号を印加する場合には，前記入力光の位相は制御しない。
条件［３］ｋ＋１番目のベースバンド信号を印加する場合であって，ｋ番目のベースバンド信号とｋ＋１番目のベースバンド信号とが同じ場合には，前記入力光の位相は制御しない。
条件［４］ｋ＋１番目のベースバンド信号を印加する場合であって，ｋ番目のベースバンド信号とｋ＋１番目のベースバンド信号とが異なる場合には，前記入力光の位相をπ変化させる。
ここで，ｋは条件［１］から［４］全てにおいて偶数であるか，又は条件［１］から［４］全てにおいて奇数である。
【０１３３】
詳細に説明すると，ＭＳＫ変調の場合，ｆ０＝Ｂ／４であるから，δφ（ｔ）＝｛（ｋπ／２＋φ０）ｍｏｄ  ２π｝となり，２回のベースバンド信号の印加に対して１回の位相ギャップが生じうる。すなわち，例えば，偶数回目の信号印加で位相ギャップが発生しないとすると，奇数回目の信号印加で位相ギャップが発生する場合がある。この奇数回目において位相ギャップが発生する場合とは，ベースバンド信号を切り換えた場合（ＬＳＢ信号，ＵＳＢ信号間の相互の切り換え）である。そしてこのとき生じる位相ギャップはπである。したがって，偶数回目の信号印加では，位相ギャップδφが生じないのであるから，入力光の位相を制御することなく，上式（Ｉ）に基づく制御のみで十分に位相連続性が実現できる（条件［１］，［２］）。一方，奇数回目の信号印加では，ベースバンド信号を切り換えたときに位相ギャップπが発生するので，ベースバンド信号を切り換えない場合には入力光の位相を制御せず，ベースバンド信号を切り換える場合には入力光の位相πだけずらす制御をすることにより，位相連続性が実現できる（条件［３］，［４］）。
【０１３４】
同図に示すように，本実施形態にかかる位相連続光周波数偏移変調器は，ＣＰＦＳＫ変調のための構成部分（２，８）と，初期位相制御のための構成部分(41)との２つの部分を有する。本実施形態の位相連続光周波数偏移変調器における，光周波数偏移変調器（42），電源系，及び位相制御器（41）は，光情報通信の分野において用いられる公知のものを適宜利用することができる。
【０１３５】
初期位相制御器(41)としては，公知の位相制御器を適宜利用することができる。例えば，特許公報（特開平８−７９１７４号）の図２に示されているような，ＬｉＮｂＯ３結晶からなる光導波路に上下面を挟むように２つの電極を設け，電極間に数Ｖの電圧を印加して結晶の屈折率を制御し，等価的に光路長を変化させ，位相を制御するように構成した位相制御器などを用いることができる。
【０１３６】
具体的な駆動例としては，これらの位相制御器を初期位相制御器（41）として適用し，たとえば，図示しないコンピュータなどの制御装置により，電源系と初期位相制御器とを電気的に接続する。各種信号をコンピュータの入力装置・出力装置から入力・出力し，ＣＰＵなどの演算手段により，メインメモリ中の制御プログラムから受けた指令，メモリなどの記憶手段から読み出された記憶情報などに基づいて，電源系におけるベースバンド信号を元に，上式(III)に基づいた位相制御や，上記条件［１］から条件［４］を満たすような位相制御に基づくエンコードデータにより，所定の動作を行うようにすればよい。
【０１３７】
そして，ＣＰＦＳＫ変調が達成され，ＭＳＫ変調が可能となった光信号は，本発明のスイッチシステム(1)に入力する。そして，本発明の光スイッチシステムは，フィルタとして機能するので，望ましい光成分のみを抽出することで，より精度の高い光信号を得ることができる。
【０１３８】
図８は，本発明の光スイッチシステムのある利用態様を説明するためのブロック図である。このシステムは，たとえば，光信号の初期位相を調整するための位相調整器（位相変調器など）(41)，両アームにマッハツェンダー導波路(45,46)を有するマッハツェンダー型の強度変調器(42)，および上記したいずれかの光スイッチシステムを含むものである。なお，この強度変調器(42)は，光周波数偏移変調器（光FSK変調器）として機能する。周波数図中符号43は，強度変調器の電極である。図８に示される光スイッチシステムは，第1のアーム(4)と第2のアーム(5)の導波路の長さが異なっており，非対称マッハツェンダー導波路を構成している。強度変調器として，ＤＳＢ−ＳＣ変調器があげられ，マッハツェンダー導波路と電極とを含むものが好ましい。
【０１３９】
図８に示されるシステムは，図７に示されるシステムの精度を更に向上させたものであり，図７に示したシステムと同様に機能する。
【実施例１】
【０１４０】
以下，図９に示す光スイッチシステムにおける振幅誤差（（２ΔＣ／Ｃ）ｘ１００［％］）と，消光比（１０Ｌｏｇ（Ｃ２／ΔＣ２）との関係について理論計算を行ったので説明する。図９は，実施例１における数値解析に用いた光スイッチシステムの概略図である。なお，図９において，各部の符号は先に説明したと同義である。
【０１４１】
第１のアーム(4)の光振幅と位相をそれぞれ，Ｃ１及びφ１とし，第２のアーム(5)の光振幅と位相をそれぞれ，Ｃ２及びφ２とする。すると，メインマッハツェンダーの一方の出力路(8a)からの出力光（ＯＮ光）の振幅（ＥＭＺＯＮ）は以下のように表すことができる。
【０１４２】
[式２]
0004771067.tif 000003
【０１４３】
一方，もう一方の出力路（8b）からの出力光（メインマッハツェンダー導波路の合波部(6)がＹ分岐の場合は，放射光（ＯＦＦ光）に変換される成分）（ＥＭＺＯＦＦ）は以下のように表すことができる。
【０１４４】
[式３]
0004771067.tif 000004
【０１４５】
なお，上記式中，Ｃ，ΔＣ，φ及びΔφを以下のように定義した。
【０１４６】
[式４]
0004771067.tif 000005
【０１４７】
Ｃ１及びＣ２は，第１のアーム（４）及び第２のアーム（５）の強度バランス調整機構（具体的には，第１の電極(11)と第２の電極(12)に印加される電圧を調整すること）により調整できる。一方，Δφは，第３の電極(13)に印加されるバイアス電圧を調整することにより，調整できる。
【０１４８】
ＯＮ光とＯＦＦ光とは，導波路において一部結合する。そこで，このことを考慮し，ＯＮ光とＯＦＦ光との結合部分を結合係数κ１／２（＝ｃｏｓξ）の方向性結合器として考える。すると，この一部結合を考慮した，メインマッハツェンダーの一方の出力路(8a)からの出力光（ＯＮ光）の振幅（ＥＯＮ）は以下のように表すことができる。
【０１４９】
[式５]
0004771067.tif 000006
【０１５０】
一方，もう一方の出力路（8b）からの出力光（メインマッハツェンダー導波路の合波部(6)がＹ分岐の場合は，放射光（ＯＦＦ光）に変換される成分）（ＥＯＦＦ）は以下のように表すことができる。
【０１５１】
[式６]
0004771067.tif 000007
【０１５２】
ここで，方向性結合器は，以下で表されるとした。
【０１５３】
[式７]
0004771067.tif 000008
【０１５４】
上記の前提の下で，メインマッハツェンダーの一方の出力路(8a)からの出力光（ＯＮ光）の出力光強度（｜ＥＯＮ｜２）は以下のように表すことができる。
【０１５５】
[式８]
0004771067.tif 000009
【０１５６】
上記の式から，（Δφ＋ξ）＝０の時に，出力光の強度が最大（Ｃ２）となり，（Δφ＋ξ）＝π／２の時に，出力光の強度が最小（ΔＣ２）となる（なお，結合係数に関連するξがおよそ０の場合はΔφ＝０の時に出力光の強度が最大となり，Δφ＝π／２の時に出力光の強度が最小となる）。よって，オンオフ消光比（パワー比）は，（Ｃ２／ΔＣ２）となる。
【０１５７】
よって，第１のアーム（４）及び第２のアーム（５）間のバランスを調整し，ΔＣ＝０とした場合，理論的には，消光比が無限大となる。しかし，実際には，バランス調整が不完全であることや，放射光（ＯＦＦ光）と出力光（ＯＮ光）との結合式において２ｘ２行列表現で無視した高次モードの影響により，消光比は有限となると考えられる。
【０１５８】
第１のアームからの振幅が大きい（ΔＣ＞０）の場合，１−ηを以下のように定義する。
【０１５９】
[式９]
0004771067.tif 000010
【０１６０】
すると，第１のアームと第２のアームとの振幅誤差（消光比を最大にするために必要な補正量）は，ηとなる。そして，ΔＣの２次以上の高次項を無視すると，ηはおよそ２ΔＣとなる。
【０１６１】
電源オフ時の残留パワーは，（η／２）２（＝ΔＣ２）であるから，振幅差成分の半分は，高次放射成分に変換され，残りの半分の成分（η／２）が出力として残ると考えることができる。
【０１６２】
上記の前提に基づき，振幅誤差（（２ΔＣ／Ｃ）ｘ１００［％］）と，消光比（１０Ｌｏｇ（Ｃ２／ΔＣ２）との関係について理論計算を行った。その結果を図１０に示す。図１０は, 振幅誤差と消光比との関係についての計算結果を示すグラフである。図１０中，横軸は振幅誤差（（２ΔＣ／Ｃ）ｘ１００［％］）を示し，たて軸は消光比（１０Ｌｏｇ（Ｃ２／ΔＣ２）を示す。
【０１６３】
図１０から，振幅誤差を小さく制御することで高い消光比を得ることができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明の光スイッチシステムは，光情報通信技術において利用されうる。本発明の光スイッチシステムは，光の伝播路を切り替えることができるので，光のままスイッチする光スイッチングシステムとして利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】図１は，本発明に係る光スイッチシステムの基本構成を示す概略図である。図１（A）は，光信号が入力部（2a）から入力した場合出力部（8a）に出力され，光信号が入力部（2b）に入力した場合，出力部（8b）から出力される場合を説明するための図である。図１（B）は，光信号が入力部（2a）から入力した場合出力部（8b）に出力され，光信号が入力部（2b）に入力した場合，出力部（8a）から出力される場合を説明するための図である。
【図２】図２は，第３電極が２電極型の光スイッチシステムを示す概略図である。図２（ａ）は一般的な強度変調器を用いたものであり，図２（ｂ）は強度変調器としてマッハツェンダー導波路を含むものを用いた場合の例である。
【図３】図３は，本発明の好ましい側面に係る光変調システムの信号源部を示すブロック図である。
【図４】図４は，ＤＳＢ−ＳＣ変調システムにおける光信号の強度と位相の状況を説明するための概念図である。図４（ａ）は，第1のアームにおける光信号スペクトルを示す概念図である。図４（ｂ）は，第2のアームにおける光信号スペクトルを示す概念図である。図４（ｃ）は，第1のアームにおける光信号スペクトルに位相変化＋９０度が加えられた状態を示す概念図である。図４（ｄ）は，第2のアームにおける光信号スペクトルに位相変化−９０度が加えられた状態を示す概念図である。図４（ｅ）は，第1のアーム及び第2のアームからの光信号が合波点で干渉した結果である出力信号のスペクトルを示す概念図である。図４（ｆ）は，3fm信号が印加され，3次信号成分が打ち消される状態を示す概念図である。
【図５】図５は，２つの位相変調器を有する光スイッチシステムの概略構成図である。
【図６】図６は，光強度補正機構を有する光スイッチシステムの基本構成を示す概略図である。
【図７】図７は，本発明の光スイッチシステムのある利用態様を説明するためのブロック図である。
【図８】図８は，本発明の光スイッチシステムのある利用態様を説明するためのブロック図である。
【図９】図９は，実施例１における数値解析に用いた光スイッチシステムの概略図である。
【図１０】図１０は, 振幅誤差と消光比との関係についての計算結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１６６】
1  光スイッチシステム
2  入力部；  2a  第1の入力部；  2b  第2の入力部  
3  分岐部
4  第1のアーム
5  第2のアーム
6  合波部
7  メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）
8  出力部；  8a  第1の出力部；  8b第2の出力部
9  第1の強度変調器
10  第2の強度変調器
11  第1の電極（電極Ａ）
12  第2の電極（電極Ｂ）
13  第3の電極（電極Ｃ）
14  第1の信号源
15  第2の信号源
16  信号源部
【図１】
0004771067.tif 000011
【図２】
0004771067.tif 000012
【図３】
0004771067.tif 000013
【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】
0004771067.tif 000019
【図１０】
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