(57)【要約】【課題】  本願発明は、本発明は光搬送波の変調に関し、特に５個以上の信号点を符号化インターバル毎に光搬送波に符号化する光搬送波の直交振幅変調（Ｑuadrature Ａmplitude Ｍodulation：ＱＡＭ）を提供する。【解決手段】  本願発明は、光学スプリッタ、光学結合器、第１および第２の光路、およびデジタル信号発生器を備え、光学スプリッタは入力ポートならびに第１および第２の出力ポートを備える。光学結合器は第１および第２の入力ポートならびに出力ポートを有する。第１の光路は前記スプリッタの第１の出力ポートを前記結合器の第１の入力ポートに結合し、第２の光路は前記スプリッタの第２の出力ポートを前記結合器の第２の入力ポートに結合する。各光路は電気光学的移相器を備え、光路の一方は電気光学的減衰器を備える。前記デジタル信号発生器は前記移相器および前記減衰器の制御入力に２値化された電圧信号を印加するように構成されている。【選択図】  図３
2005309447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートならびに第１および第２の出力ポートを有する光学スプリッタと、
第１および第２の入力ポートおよび出力ポートを有する光学結合器と、
前記光学スプリッタの前記第１の出力ポートを前記光学結合器の前記第１の入力ポートに結合する第１の光路と、
前記光学スプリッタの前記第２の出力ポートを前記光学結合器の前記第２の入力ポートに結合する第２の光路と、
デジタル信号発生器とを備え、
前記光路の各々は電気光学的移相器を含み、前記光路の一方は電気光学的減衰器を含み、そして
前記デジタル信号発生器は前記移相器および前記減衰器の制御入力に２値化された電圧信号を印加するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電気光学的移相器は２相位相キー・エンコーダとして機能するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光路の他方は電気光学的減衰器を含み、前記デジタル信号発生器は前記光路の他方の減衰器の制御入力に２値化された電圧信号を印加するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は前記信号発生器によって印加された前記信号に応答してＱＡＭ配置に従って、前記光学スプリッタの入力にて受け取られた光搬送波を変調するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＱＡＭ配置は１６個の信号点を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１および第２の光路は、前記光学スプリッタによって前記第１および第２の光路に送られた光ビームが前記光学スプリッタ内で生成されて前記光学結合器内で再結合される間に約π／２からπの整数倍までの、相対位相シフトを受けるように構成されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項７】
光搬送波を変調する方法であって、
入力光ビームを互いにコヒーレントな第１および第２の光ビームに分割する工程と、
前記第１の光ビームを変調して、符号化インターバル毎に少なくとも２つのデータ・ビットをその上で符号化する工程と、
前記第２の光ビームを変調して、前記符号化インターバル毎に１つまたは複数のデータ・ビットにその上で符号化する工程と、
前記変調された第１および第２の光ビームを再結合して変調された出力光ビームを生成する工程とを備え、前記再結合は前記第１と第２の光ビームの間でπのπ／２モジュロ整数倍の相対位相シフトを生成することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記変調は、前記データ・ビットの第１の値が前記符号化インターバルの間に前記第１および第２の光ビームの前記一方の変調された位相を決定し、かつ前記データ・ビットの第２の値が前記符号化インターバルの間に前記第１および第２の光ビームの前記一方の変調された振幅を決定することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記変調は、前記データ・ビットの第３の値が前記符号化インターバルの間に前記第１および第２の光ビームの前記他方の変調された位相を決定し、かつ前記データ・ビットの第４の値が前記符号化インターバルの間に前記第１および第２の光ビームの前記他方の変調された振幅を決定することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記出力光ビームは前記光ビームの直交振幅変調されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光搬送波の変調に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多数の光変調器は二進オン・オフ・キーイング変調スキームを実行する。二進オン・オフ・キーイング変調スキームは１つのデータ・ビットを符号化インターバル毎に光搬送波に符号化する。そのような変調スキームは実施が容易であるが、例えばより高いデータ転送率を支持するためには、多くの場合２つ以上のデータ・ビットを符号化インターバル毎に光搬送波に符号化することが好ましい。
【０００３】
従来の他の光変調器は直交位相変調（Ｑuadrature Ｐhase Ｓhift Ｋeying：ＱＰＳＫ）スキームを実施する。ＱＰＳＫ変調スキームは２つのデータ・ビットをシンボル・インターバル毎に光搬送波に符号化し、これにより図１に示した信号点の配置を生成する。ＱＰＳＫ配置では、各信号点は同じ振幅のｘおよびｙ成分を有する。ＱＰＳＫ配置の種々の信号点はｘ軸および／またはｙ軸周囲の反射によって関係付けられる。ＱＰＳＫ変調スキームでは、光搬送波の同位相の直交位相成分は信号点のｘ座標およびｙ座標を表している。
【０００４】
従来のＱＰＳＫ光変調器はマッハツェンダー干渉計（Ｍach-Ｚehnder Ｉnterferometer：ＭＺＩ）を備えている。ＭＺＩは、光路長が光搬送波の波長の１／４から該波長の整数倍まで異なる２本のアームを有する。ＭＺＩの各アームは電気光学的に制御される移相器、すなわちＭＺＩを備える。移相器は符号化されるデジタル信号のバイナリ電圧値に応答して光搬送波に０またはπの位相シフトを生成する。ＱＰＳＫ光変調器では、ＭＺＩの一方のアームは１つのデータ・ビットを光搬送波の同位相成分の符号に符号化し、ＭＺＩの他方のアームは１つのデータ・ビットを光搬送波の直交位相成分に符号化する。
【特許文献１】米国特許第６，７１１，３０８号
【特許文献２】米国特許第５，０５０，９４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
種々の実施形態は光搬送波の直交振幅変調（Ｑuadrature Ａmplitude Ｍodulation：ＱＡＭ）を提供する。（ＱＡＭ）スキームは５個以上の信号点を符号化インターバル毎に光搬送波に符号化する。
【０００６】
一態様では、装置は光学スプリッタ、光学結合器、第１および第２の光路、およびデジタル信号発生器を備える。光学スプリッタは入力ポートならびに第１および第２の出力ポートを有する。光学結合器は第１および第２の入力ポート、ならびに出力ポートを有する。第１の光路は光学スプリッタの第１の出力ポートを光学結合器の第１の入力ポートに結合する。第２の光路は光学スプリッタの第２の出力ポートを光学結合器の第２の入力ポートに結合する。各光路は電気光学的移相器を備え、光路の一方は電気光減衰器を備える。デジタル信号発生器は２値化された電圧信号を印加して移相器および減衰器の入力を制御するように構成されている。
【０００７】
種々の実施形態では、電気光学的移相器は２相位相キー・エンコーダとして機能するように構成されている。
【０００８】
別の態様では、方法は入力光ビームを互いにコヒーレントな第１および第２の光ビームに分割する工程、第１および第２の光ビームを変調する工程、および次に変調された第１および第２の再結合して変調された出力光ビームを生成する工程を含む。変調する工程は少なくとも２つのデータ・ビットを符号化インターバル毎に第１の光ビームに符号化し、１つまたは複数のデータ・ビットを符号化インターバル毎に第２の光ビームに符号化する。再結合する工程は、第１と第２の光ビームの間でπのπ／２モジュロ整数倍の相対位相シフトを生成する。
【０００９】
本願明細書では、同様の参照番号は同様の機能を有する要素を示す。
【００１０】
添付図面および詳細な説明を参照して例示的実施形態をより完全に記載する。しかし、本発明は種々の形態で具現化され、本願明細書に記載の実施形態に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
種々の実施形態は光搬送波の直交振幅変調（ＱＡＭ）を提供する。変調スキームは３以上のデータ・ビットを符号化インターバル毎に光搬送波に符号化する。変調スキームは、同位相および直角位相の成分が５つ以上の信号点を有するＱＡＭ配置、すなわち３ビット以上を表すことのできる配置の座標信号点に相当する光搬送波を生成する。
【００１２】
ここでは、符号化インターバルとは光搬送波の同位相および直角位相成分両方のデータが変化する時間間隔である。
【００１３】
図２は１６の信号点を有するＱＡＭ配置を示している。このＱＡＭ配置は点（ｎ／３）ｘ＋（ｍ／３）ｙにて信号点を有する。ここで「ｎ」および「ｍ」は｛＋１、＋３、−１、−３｝から選択される整数である。このＱＡＭ配置の場合、変調されたキャリアの同位相成分はある信号点のｘ座標に相当し、変調されたキャリアの直角位相はその信号点のｙ座標に相当するであろう。このＱＡＭ配置の信号点の座標を表すために、その光搬送波の同位相および直角位相の成分は｛０、π｝から選択された値および｛Ａ、３Ａ｝から選択された振幅を有する位相を有するべきである。
【００１４】
図３は（２Ｎ）データ・ビットを各符号化インターバルの間に光搬送波に符号化するシステム１０を示している。ここでＮは３以上の整数である。システム１０はデジタル信号発生器１２、レーザ１４、および光変調器１６を備えている。デジタル信号発生器１２は符号化インターバル毎、すなわちＢｉｔ＿１、Ｂｉｔ＿２、…Ｂｉｔ＿（Ｎ−１）、およびＢｉｔ＿２Ｎ毎に２Ｎの２値化電圧信号を出力する。各ビット「ｋ」について、関連する電圧信号Ｂｉｔ＿ｋは２つの電圧、例えば｛＋ｖ、−ｖ｝の適したセットからその電圧値を取る。レーザ１４は波長λの変調されていない連続波の光搬送波を放出する。例示的レーザ１４はダイオード・レーザを備える。光変調器１６はレーザ１４から光入力２６にて受け取られた光搬送波を変調して、直交振幅変調された光搬送波を光出力２８にて生成する。光変調器１６は各符号化インターバルの間に信号発生器１２によって出力された２Ｎの２値化電圧信号に応答するキャリア変調を生成する。
【００１５】
光変調器１６は電気的制御入力｛ＣＩ１、ＣＩ２、…ＣＩ２Ｎ−１、ＣＩ２Ｎ｝のセットを有する。各制御入力ＣＩ１〜ＣＩ２Ｎはデジタル信号発生器１６によって出力されるバイナリ・データ信号の１つを受け取るために接続されている。バイナリ・データ信号の各々は、光変調器１６の電気光学素子、すなわち素子３６１〜３６２Ｎの１つに対応する２値化された制御電圧として機能する。光変調器１６の電気光学素子３６１〜３６２Ｎは、デジタル信号が光搬送波に対して適した変調値を生成するためにアナログ変換を必要としないように構成されている。デジタル信号発生器１６によって出力されるデジタル・データ信号電圧をデジタル／アナログ変換する必要がないことは、デジタル／アナログ変換器が複雑な電子回路を有する場合の高いデータ転送率において有利である。
【００１６】
光変調器１６は電気的に制御されるマッハツェンダー干渉計を備えている。マッハツェンダー干渉計は１×２型光学スプリッタ１８、２×１型光学結合器２０、および電気光学的に制御される光路２２、２４を備える。１×２型光学スプリッタ１４は光入力２６にて光ビームを光路２２に向かって導かれる第１の光ビームと光路２４に向かって導かれる互いにコヒーレントな第２の光ビームとに分離する。２×１型光学結合器１６は光路２２、２４によって出力される変調された第１および第２の光ビームを再結合して変調された出力光ビームを光出力２８にて生成する。光路２２、２４は平面導波路または光ファイバ導波路区間および該区間の間に位置する光学素子３０、３６１〜３２２Nを備える。光路２２、２４はデジタル信号発生器１２から受け取られた２値化データ電圧信号に応答するようにそこにある光ビームを変調する。光路２２、２４はまた、２×１型光学結合器２０における再結合時、例えば電圧が光路２２、２４で信号を変調しないときに第１および第２の光ビームがπ／２の相対位相差を有するように、元の互いにコヒーレントな第１および第２の光ビームの間で相対時間遅延を生成する。一般に、相対位相差はπ／２からπの整数倍である。このπ／２の相対位相差のために、光路２２は光路２４によって変調された成分を有するπ／２位相が外れた、レーザ１４からの光ビームの成分を変調する。相対位相シフトπ／２は、光導波路３０の余分な部分および／または１つの光路２２、２４の電気光学的に制御可能な導波路区間に印加された適したＤＣ電圧から生じるかもしれない。
【００１７】
各光路２２、２４は電気光学的移相器３６１、３６２および１つまたは複数の電気光減衰器３６３〜３６２Ｎを備える。
【００１８】
電気光学的移相器３６１、３６２の各々は制御入力ＣＩ１、ＣＩ２を備え、関連する制御入力ＣＩ１、ＣＩ２に印加された電圧に応答する。信号発生器１２からのバイナリ・データ信号の２つの電圧値、すなわちＢｉｔ＿１またはＢｉｔ＿２に応答して、電気光学的移相器３６１、３６２はレーザ１４の波長の光のデータの２相位相シフトキー（ＢＰＳＫ）を生成する。すなわち、電気光学的移相器３６１、３６２はそのレーザの波長で実質的な減衰を生成することなく、０およびπの位相シフトを生成する。各移相器３６１、３６２に関し、関連するバイナリ・データ信号は、そのような２相位相シフトを生成するのに適した電圧値を取る。電気光学的移相器３６１、３６２の構成によって、信号発生器１２のバイナリ・データ信号の特定の電圧値はこれらの好ましい位相シフト値を生成する。しかし、Ｂｉｔ＿１およびＢｉｔ＿２の電圧値のセットは、２つの電気光学的移相器３６１、３６２の間の差によって異なるかもしれない。したがって、信号発生器１２からの・デジタル・データ信号のデジタル／アナログ変換を行わずに、位相シフト０およびπが生成される。０およびπは信号点がｘ軸およびｙ軸周囲に反射対称である信号点を生成するので好ましい。図２のＱＡＭはそのような反射対称を有している。
【００１９】
光ＢＰＳＫ符号化用の例示的な電気光学的移相器３６１、３６２は図４Ａ〜図４Ｂに関して以下に記載するような特別に構成されたマッハツェンダー干渉計を備える。本願明細書に参照によって全体を組み入れた米国特許第６，７１１，３０８号（本明細書では’３０８号特許という）も参照すること。
【００２０】
電気光学的減衰器３６３〜３６２Ｎの各々は制御入力ＣＩ３〜ＣＩ２Ｎを備え、関連する制御入力ＣＩ３〜ＣＩ２Ｎに印加された電圧に応答する。信号発生器１２からのバイナリ・データ信号の２つの電圧値、すなわちＢｉｔ＿３〜Ｂｉｔ＿２Ｎに応答して、電気光減衰器３６３〜３６２Ｎは位相の著しい変動を起こさずにレーザ１４の波長の光を減衰する。各電気光減衰器３６３〜３６２Ｎに関し、関連するバイナリ・データ信号は、好ましい減衰値に適した電圧値を取る。電圧値のセットはＢｉｔ＿３〜Ｂｉｔ＿２Ｎに関して同じであるかもしれないし、または２つの電気光減衰器３６３〜３６２Ｎの間に差があるためにＢｉｔ＿３〜Ｂｉｔ＿２Ｎに関して異なっているかもしれない。例示的な光減衰器３６３〜３６２Ｎは、図４Ａ〜図４Ｂに関して以下に記載するような実質的に純粋な振幅減衰を生成するように特に構成されたマッハツェンダー干渉計を備える。
【００２１】
減衰器３６ｋの各々は伝送係数を有する。信号発生器１２によって制御入力ＣＩｋに伝送されるバイナリ・データ信号のそれぞれの第１および第２の電圧値に応答してセット｛Ｔ＋ｋ、Ｔ−ｋ｝から値を取る。ここでは、伝送係数は選択された波長における受け取られた光振幅と伝送された光振幅との比である。比Ｔ＋ｋ／Ｔ−ｋはシステム１２によって生成されたＱＡＭ配置における信号点のｘおよびｙ座標の大きさである。
【００２２】
システム１０の一実施形態は図２のＱＡＭ配置に従って光搬送波を変調する。この実施形態では、光路２２、２４の各々は１つの減衰器３６３、３６４を備えている。図２のＱＡＭ配置を生成するために、光減衰器３６３、３６４は、光学的伝送係数Ｔ＋３、Ｔ−３、Ｔ＋４、およびＴ−４を有するように構成されている。その比は例えばＴ＋３／Ｔ−３＝Ｔ＋４／Ｔ−４＝３をほぼ満たす。他の実施形態は比Ｔ−３／Ｔ＋３＝Ｔ＋４／Ｔ−４＝３、Ｔ＋３／Ｔ−３＝Ｔ−４／Ｔ＋４＝３またはＴ−３／Ｔ＋３＝Ｔ−４／Ｔ＋４＝３を満たす。これらの種々の実施形態では、その比に対する等値性は２５％未満の誤差を有し、±５％以下の誤差を有することが好ましい。
【００２３】
図２のＱＡＭ配置に従って光搬送波を変調する実施形態では、システム１０は符号化インターバル毎、すなわちＢｉｔ＿１、Ｂｉｔ＿２、Ｂｉｔ＿３およびＢｉｔ＿４毎に４ビットのデータ信号を出力するデジタル信号発生器１２を備える。４ビットのデータ信号の各々について、１つのビット制御入力ＣＩ１〜ＣＩ４の１つに接続された電気ライン上で出力する。４ビット信号の各ビットは適した２つの電圧値、例えば｛ｖｌｏｗ、ｖｈｉｇｈ｝のセットから選択された電圧値を有する。
【００２４】
図４Ａおよび図４Ｂはマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）４０が光学ＢＰＳＫエンコーダ、例えば図３の電気光学的移相器３６１として３６２、または電気光学的減衰器、例えば図３の電気光学的減衰器３６３〜３６２Ｎとしてどのように機能するかを示している。ＭＺＩ４０は光学スプリッタＳ、光学結合器Ｃ，実質的に同一の光路Ａ＋、Ａ−、および実質的に同一の電気光学的制御区間Ｅ＋、Ｅ−を備えている。ここで、光路長光路Ａ＋とＡ−との間に差がある場合は、電気光学的制御区間Ｅ＋、Ｅ−に印加されるＤＣバイアス電圧によって補償されると仮定される。光学スプリッタＳは２つの光出力の間で光入力信号の出力を等しく分割する。光学結合器Ｃはその２つの光入力にて受け取られた光信号を光出力信号を生成するための等しい重みと結合する。
【００２５】
光ＢＰＳＫエンコーダまたは純粋な光減衰器を製造するために、電気光学的制御区間Ｅ＋、Ｅ−はプッシュ／プルＡＣバイアス・モードで操作される。このモードでは、電気光学的制御区間Ｅ＋は制御電圧＋Ｖを受け取り、電気光学的制御区間Ｅ−は制御電圧−Ｖを受け取る。すなわち、大きさが等しくかつ符号が反対の制御電圧が実質的に同一の電気光学的制御区間Ｅ＋およびＥ−に印加される。例えば、符号が反対の制御電圧−Ｖは、例えば、変圧器によって元の制御電圧「＋Ｖ」から生成されてよい。
【００２６】
図４ＢはフェーザＰ＋、Ｐ−の対を有するプッシュ／プル・モード・オペレーションを示している。１つの対の各フェーザＰ＋、Ｐ−の長さおよび位相は、プッシュ／プル・モード・オペレーションにおける光路Ａ＋、Ａ−の１つによって生成された光信号の振幅および位相に相当する。光路Ａ＋、Ａ−は同一であり、かつ電気光学的制御区間Ｅ＋、Ｅ−は同一であるので、各プッシュ・プル電圧バイアス状態は１対のフェーザ（Ｐ＋、Ｐ−）を生成する。ここで、｜Ｐ＋｜＝｜Ｐ−｜であり、位相（Ｐ＋）＝−位相（Ｐ−）である。このために、プッシュ／プル・モードでは、ＭＺＩ４０は光出力信号、すなわち、Ｐ＋＋Ｐ−を生成し、その位相は０またはπである。
【００２７】
プッシュ／プル・モードでは、バイナリ制御電圧信号は純粋な光減衰器として、または光ＢＰＳＫエンコーダとしてＭＺＩ４０を操作することができる。純粋な光減衰器として操作するために、各電気光学的制御区間Ｅ＋、Ｅ−は、関連する光路Ａ＋、Ａ−の光信号にπ／２未満の位相シフトを生成することによってデジタル信号発生器１２のバイナリ電圧値に応答するように構成されている。図４Ｂでは、これがバイナリ電圧値Ｖ０および±Ｖ１ならびに関連するフェーザの対（Ｐ＋０、Ｐ−０）および（Ｐ＋１、Ｐ−１）によって示されている。光ＢＰＳＫエンコーダとして操作するために、各電気光学的制御区間Ｅ＋、Ｅ−は、関連する光路Ａ＋、Ａ−の光信号に０およびπの位相シフトを受けさせることによって同じバイナリ電圧に応答するように構成されている。図４Ｂでは、これがバイナリ電圧値Ｖ０および±Ｖπならびに関連するフェーザの対（Ｐ＋０、Ｐ−０）および（Ｐ＋π、Ｐ−π）によって示されている。
【００２８】
他の実施形態（図示せず）はプッシュ／プル・モードで操作される上記の２つの制御電極ＭＺＩ４０ではなく、図３の電気光学的移相器３６１、３６２用のおよび／または図３の電気光学的減衰器３６３〜３６２Ｎ用の単一の制御電極光変調器を有してよい。例えば、隣接する２つの光波長において反対の位相シフトを生成し得る単一の制御電極光変調器が、米国特許第５，０５０，９４８号に記載されており、本願明細書に参照によって全体を組み入れている。
【００２９】
図５は図２のＱＡＭ配置に従って符号化する図３の光変調器１６の実施形態１６Ａを示している。光変調器１６Ａでは、電気光学的移相器および減衰器３６１〜３６４の各々は、１×２の光学スプリッタＳ、２×１の光学結合器Ｃ、および実質的に同一の２つの光路、すなわちＡ＋’Ａ−’あるいはＡ＋”およびＡ−”を有するマッハツェンダー干渉計を備えている。この実質的に同一の光路は実質的に同一の制御区間、すなわちＥ＋’Ｅ−’あるいはＥ＋”およびＥ−”を含んでおり、ここにおいては屈折率は関連する制御入力ＣＩ１〜ＣＩ４に印加された電圧に応答する。
【００３０】
実施形態１６Ａでは、信号発生器１２はプッシュ／プル・モード・オペレーションを生成するように、電気光学的移相器３６１、３６２の制御区間Ｅ＋’およびＥ−’および電気光学的減衰器３６３、３６４の制御区間Ｅ＋”およびＥ−”に接続されている。プッシュ／プル・モードでは、制御区間Ｅ＋’およびＥ−’の各対は反対の符号のＡＣ制御電圧を受け取り、制御区間Ｅ＋”およびＥ−”の各対は反対のＡＣ制御電圧を受け取る。相対符号の反転は、信号発生器１２の２つのバイナリ出力を制御区間Ｅ＋”およびＥ＋’に直接接続すると同時に、出力がそれに対応する対になった制御区間Ｅ−”およびＥ−’に接続された変圧器に同じバイナリ出力を接続することから生じるかもしれない。対になった光路Ａ＋’およびＡ−’は実質的に同じであるため、制御電圧をそのようなプッシュ／プル適用することによって、移相器３６１、３６２は０および／またはπの位相シフトを確実に生じさせる。電気光学的移相器３６１、３６２は、デジタル信号発生器１２によって生成されたバイナリ電圧値を受け取ることに応じてレーザ１４の波長の光に０およびπの位相シフトを生じさせるように特に構成されている。同様に、対になった光路Ａ＋”およびＡ−”は実質的に同じであるため、制御電圧をそのようなプッシュ／プル適用することによって、電気光学減衰器３６３、３６４は０および／またはπの位相シフトを確実に生じさせる。電気光学減衰器３６３、３６４は、デジタル信号発生器１２によって生成されたバイナリ電圧値を受け取ることに応じてレーザ１４によって生成された波長の光に対して位相シフト０を生じさせるように特に構成されている。したがって、移相器３６１、３６２のＭＺＩはデジタル信号発生器１２によって出力されたバイナリ電圧値に対して光ＢＰＳＫエンコーダとして機能するように構成され、電気光学減衰器３６３、３６４のＭＺＩは同じバイナリ電圧値に応答して純粋な光減衰器として機能するように異なって構成されている。
【００３１】
他の実施形態（図示せず）では、光変調器１６Ａは、光減衰器３６４を取り除き、かつ光移相器３６２の光出力を光学スプリッタ２０の光入力の１つに直接接続することによって変形される。図３の光変調器１６のこのような実施形態は、デジタル・データの３ビットを符号化インターバル毎に光搬送波、すなわちＢｉｔ＿１、Ｂｉｔ＿２、およびＢｉｔ＿３に符号化する３ビットのシステム１０の一実施形態を生む。
【００３２】
図６は図３の光変調器１６の別の特定の実施形態１６Ｂを示している。この光変調器１６Ｂは、６４個の信号点、すなわちＮ＝３を有するＱＡＭ配置に従って光搬送波を変調するシステム１０の一実施形態によって使用される。光変調器１６Ｂでは、光路２２、２４の各々は１対の光減衰器、すなわち（３６３、３６５）または（３６４、３６６）を備える。電気光学的減衰器３６３〜３６６の各々は信号発生器１２によって生成されたデジタル・データ信号の対応する１つのビットによって制御される。また、電気光学的減衰器３６３〜３６６の各々は１対の実質的に同一の光路、すなわち（Ａ＋”、Ａ−”）を有するＭＺＩを備える。これらのＭＺＩでは、対になった光路（Ａ＋”、Ａ−”）は実質的に同一の制御区間Ｅ＋”、Ｅ−”を有する。また、デジタル信号発生器１２はこれらＭＺＩの各々をプッシュ／プル・モードで操作する。したがって、デジタル信号発生器１２からの電圧信号に応答して、電気光学的減衰器３６３〜３６６はレーザ１４の波長の光搬送波を著しい位相シフトをそこに発生させることなく減衰する。
【００３３】
図７は例えば図３、図５、または図６の光変調器１６、１６Ａ、１６Ｂを用いて符号化インターバル毎に３ビット以上のデータを搬送するために光搬送波を変調する方法５０を示している。方法５０は、例えば、信号点がＱＡＭ配置に属する直交変調された光搬送波を生成する。
【００３４】
方法５０はコヒーレントな光ビームを互いにコヒーレントな第１および第２の光ビームに分割する工程を含んでいる（工程５２）。分割後、第１および第２の光ビームの光はそれぞれの第１および第２の光路に沿って伝搬する。
【００３５】
方法５０は符号化インターバル間に１つのセットのデータ・ビットを搬送するために第１の光ビームを変調する工程、および同じ符号化インターバル間に別のセットのデータ・ビットを搬送するために第２の光ビームを変調する工程を含む（工程５４）。第１および第２の光ビームの各々に関し、前記変調工程は、関連するセットの１つのデータ・ビットを搬送するためにその光ビームの位相を電気光学的に変調する工程を含む。位相を電気光学的に変調する工程は、関連するデータ・ビットの値、すなわち光ＢＰＳＫ符号化に応答するような様式で０またはπの位相シフトを生成する。第１および第２の光ビームの一方または両方に関し、変調工程は、関連するセットの残りの１つまたは複数のデータ・ビットを搬送するために光ビームの振幅を電気光学的に変調する工程を含む。振幅を電気光学的に変調する工程はあるセットの値に属する振幅を生成する。図２のＱＡＭ配置を生成する方法５０の一実施形態では、２つの振幅値の比は３である。
【００３６】
次に、方法５０は出力変調された光ビームを生成するためにπ／２の相対位相シフトで、第１および第２の光ビームを変調する工程、例えばコヒーレントに再結合する工程も含んでいる（工程５６）。この相対位相シフトは出力光ビームの直交成分が符号化インターバルのデータ・ビットの１／２を搬送することおよび出力光ビームの同位相成分が符号化インターバルのデータ・ビットの残りの１／２を搬送することを確実にする。
【００３７】
本願の明細書、図面および特許請求の範囲を考慮すれば、本発明の他の実施形態は当業者には明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】先行技術の光変調器において実施される直交位相変調（ＱＰＳＫ）配置を示す座標である。
【図２】１６個の信号点を有する直交振幅変調（ＱＡＭ）配置を示す座標である。
【図３】５個以上の信号点を有するＱＡＭ配置に従って光搬送波を変調するシステムを示すブロック図である。
【図４】図４Ａは、プッシュ／プル電圧バイアス・モードに用いられるマッハツェンダー干渉計を示すブロック図であり、図４Ｂは、プッシュ／プル電圧バイアスが図４Ａのマッハツェンダー干渉計を操作する方法を示すフェーザ図である。
【図５】光搬送波が図２のＱＡＭ配置に従って変調される図３の光変調器特定の実施形態を示すブロック図である。
【図６】光搬送波が６４個の信号点を有するＱＡＭ配置に従って変調される図３の光変調器の別の特定の実施形態を示すブロック図である。
【図７】光搬送波上で直交振幅変調を実行する方法を示すフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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