(57)【要約】【課題】より安定してフィードバック制御を営むことのできる動作点ドリフトの補償方法を実現する。【解決手段】光変調システム１は、低周波信号＃２を用いたフィードバック制御によってＭＺ型光変調器１２の動作点ドリフトを補償する補償機能を有している。そして、フィードバック制御の安定性を判定する判定部１８と、フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、低周波信号＃２の周波数を第１の周波数から第２の周波数へと切り替える低周波信号生成部１４を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波信号を用いたフィードバック制御によって光学デバイスの動作点ドリフト又は位相ドリフトを補償する補償方法であって、
上記フィードバック制御の安定性を判定する判定工程と、
上記判定工程にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える切替工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする補償方法。
【請求項２】
上記判定工程は、上記光学デバイスにより生成された信号に含まれる低周波成分の位相と上記低周波信号の位相との間の位相差の移動平均を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第１の判定工程、及び、上記光学デバイスに与えるバイアスであって、上記位相差に応じて定められたバイアスの変動量を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第２の判定工程の何れか一方、又は、両方を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１に記載の補償方法。
【請求項３】
上記第１の周波数と上記第２の周波数との比が簡単な整数比でない、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の補償方法。
【請求項４】
上記光学デバイスは、マッハ・ツェンダ型光変調器であり、
上記フィードバック制御によって、上記マッハ・ツェンダ型光変調器の動作点ドリフトを補償する、
ことを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の補償方法。
【請求項５】
上記光学デバイスは、遅延干渉計であり、
上記フィードバック制御によって、上記遅延干渉計の位相ドリフトを補償する、
ことを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の補償方法。
【請求項６】
低周波信号を用いたフィードバック制御によって光変調器の動作点ドリフトを補償する補償機能を有する光変調システムにおいて、
上記低周波信号を生成する低周波信号生成部であって、上記低周波信号の周波数が切り替え可能な低周波信号生成部を備えている、
ことを特徴とする光変調システム。
【請求項７】
上記フィードバック制御の安定性を判定する判定部を更に備え、
上記低周波信号生成部は、上記判定部にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える、
ことを特徴とする請求項６に記載の光変調システム。
【請求項８】
低周波信号を用いたフィードバック制御によって光復調器の位相ドリフトを補償する補償機能を有する光復調システムにおいて、
上記低周波信号を生成する低周波信号生成部であって、上記低周波信号の周波数が切り替え可能な低周波信号生成部を備えている、
ことを特徴とする光復調システム。
【請求項９】
上記フィードバック制御の安定性を判定する判定部を更に備え、
上記低周波信号生成部は、上記判定部にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える、
ことを特徴とする請求項８に記載の光復調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低周波信号を用いたフィードバック制御によって、光学デバイスの動作点ドリフト又は位相ドリフトを補償する補償方法に関する。また、そのような補償方法を用いた光変調システム及び光復調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を変調する光変調器のひとつとして、ＬｉＮｂＯ３変調器（以下「ＬＮ変調器」と記載）が広く用いられている。ＬＮ変調器は、マッハ・ツェンダ型光変調器（以下「ＭＺ型光変調器」と記載）の一種であり、例えば、（１）入力されたレーザ光を分岐して互いに逆向に電圧が印加された２つの導波路に入射させ、（２）第１の導波路においてレーザ光の位相をφ前進させると共に、第２の導波路においてレーザ光の位相をφ後進させ、（３）第１の導波路を通って位相がφ前進したレーザ光（以下「前進光」）と第２の導波路を通って位相がφ後進したレーザ光（以下「後進光」）とを干渉合成することによって出力光を得る。
【０００３】
ＬＮ変調器における位相前進／後進量φは、外部から印加する駆動電圧Ｖによって決まる。駆動電圧Ｖとして、前進光と後進光とが逆相になる規定電圧Ｖ０を印加すると、前進光と後進光とが互いに弱め合うように干渉し、出力光の強度（出力光電力）が最小になる。一方、駆動電圧Ｖとして、前進光と後進光とが同相になる規定電圧Ｖ１を印加すると、前進光と後進光とが互いに強め合うように干渉し、出力光の強度が最大になる。したがって、入力信号（データ信号）の値が０であるときに駆動電圧Ｖ＝Ｖ０を印加し、入力信号の値が１であるときに駆動電圧Ｖ＝Ｖ１を印加すれば、入力信号で強度変調された光信号を生成することができる。
【０００４】
ＬＮ変調器において生じ得る問題として、動作点ドリフトの問題が知られている。ここで、動作点ドリフトとは、出力光の強度が最小／最大になる印加電圧Ｖが経時変化又は外乱によって規定電圧Ｖ０／Ｖ１からずれてしまう現象のことを指す。動作点ドリフトを生じさせる外乱としては、温度変化などが代表的である。
【０００５】
動作点ドリフトを補償する補償方法としては、特許文献１に記載のものが有名である。特許文献１に記載の光変調システム１００の構成を図７に示す。光変調システム１００は、図７に示すように、光源１１１、駆動回路１１２、ＬＮ変調器（外部変調器）１１３、低周波発振器１１４、低周波重畳手段１１５、低周波信号検出手段１１６、及び制御手段１１７により構成されている。
【０００６】
光変調システム１００において、ＬＮ変調器１１３は、光源１１１から発せられたレーザ光を入力信号＃１で強度変調する外部変調器として機能する。ただし、駆動回路１１２は、入力信号＃１そのものの値ではなく、低周波信号＃２で振幅変調された入力信号＃３の値に応じた駆動電圧ＶをＬＮ変調器１１３に印加する。低周波発振器１１４は、この低周波信号＃２を生成するための構成であり、低周波重畳手段１１５は、この低周波信号＃２で入力信号＃１を振幅変調するための構成である。ここで、低周波信号＃２は、入力信号＃１の周波数と比べて十分に小さな周波数ｆ０を有するもの（正弦波、矩形波、三角波等）であればよい。
【０００７】
このように、低周波信号＃２で振幅変調された入力信号＃３の値に応じた駆動電圧ＶをＬＮ変調器１１３に印加した場合、ＬＮ変調器１１３から出力される光信号Ｌについて以下のことが言える。すなわち、動作点ドリフトが生じていない場合、ＬＮ変調器１１３から出力される光信号Ｌには、低周波信号＃２の周波数ｆ０の２倍の周波数を有する低周波成分が含まれる。一方、動作点ドリフトが生じている場合、ＬＮ変調器１１３から出力される光信号Ｌには、低周波信号＃２の周波数ｆ０と同一の周波数を有する低周波成分が含まれる。更に、光信号Ｌに含まれる低周波成分（低周波信号＃２の周波数ｆ０と同一の周波数を有する低周波成分）と低周波信号＃２との位相差は、動作点ドリフトの方向に応じて０又はπの何れかに決まる。
【０００８】
低周波信号検出手段１１６は、ＬＮ変調器１１３から出力される光信号Ｌ（より正確には、光信号Ｌを光電変換／電流電圧変換して得られる電圧信号）から、低周波信号＃２の周波数ｆ０と同一の周波数を有する低周波成分を検出する。また、検出した低周波成分の位相を低周波信号＃２の位相と比較して動作点ドリフトの方向を特定する。制御手段１１７は、低周波信号検出手段１１６によって特定された動作点ドリフトの方向に応じて、駆動回路１１２の動作点を変更するための制御信号＃４を駆動回路１１２に供給する。駆動回路１１２は、制御手段１１７から供給された制御信号＃４に応じて、入力信号＃１の値が０であるときにＬＮ変調器１１３に印加する印加電圧Ｖを規定電圧Ｖ０からＶ０±ｄＶに、また、入力信号＃１の値が１であるときにＬＮ変調器１１３に印加する印加電圧Ｖを規定電圧Ｖ１からＶ１±ｄＶに変更する。
【０００９】
光変調システム１００は、このようなフィードバック制御を行うことによって、動作点ドリフトを補償し、その結果、安定したフィードバック制御を実現すると共に、安定した光信号を得ることができる。
【００１０】
また、位相変調された光信号を復調する光復調器としては、遅延干渉計が広く用いられている。遅延干渉計は、（１）入力された信号光を分岐して長さの異なる２つの導波路に入射させ、（２）第１の導波路（長い方の導波路）を通った信号光と第２の導波路（短い方の導波路）を通った信号光とを干渉合成することによって出力光を得る。
【００１１】
遅延干渉計の出力光の状態は、第１の導波路を通った信号光と第２の導波路を通った信号光との位相差によって決まる。２つの導波路の長さを、第１の導波路を通った信号光が第２の導波路を通った信号光に対して１シンボル分遅延するように設定しておけば、前シンボルに対応する信号光（第１の導波路を通った信号光）と現シンボルに対応する信号光（第２の導波路を通った信号光）との位相差（以下「シンボル間位相差」と記載）に応じた状態の出力光が得られる。
【００１２】
ここで、第１の導波路を通った信号光と第２の導波路を通った信号光との干渉合成には、２つの出力ポートを有する光カプラが用いられる。これら２つの出力ポートの各々から出力される光信号を光電変換して得られる電流信号をトランスインピーダンスアンプを用いて差動増幅することによって復調信号が得られる。シンボル間位相差が０であれば、復調信号の値が最大になり、シンボル間位相差がπであれば、復調信号の値が最小になる。
【００１３】
ＤＢＰＳＫ（光差動２値位相シフトキーイング）復調器は、１つの遅延干渉計を含んで構成される。ＤＢＰＳＫ復調器では、ＤＢＰＳＫ変調された光信号をこの遅延干渉計によって強度変調された光信号に変換する。そして、この光信号を光電変換することによって、復調信号を得る。また、ＤＱＰＳＫ（光差動４値位相シフトキーイング）復調器は、遅延量が異なる２つの遅延干渉計を含んで構成される。ＤＱＰＳＫ復調器では、ＤＱＰＳＫ変調された光信号をこれらの遅延干渉計によって強度変調された光信号に変換する。そして、これらの光信号を光電変換することによって、Ｉチャンネルの復調信号とＱチャンネルの復調信号とを得る。なお、ＤＱＰＳＫ復調器の詳細については、例えば、特許文献２などを参照されたい。
【００１４】
遅延干渉計においても、ＬＮ変調器における動作点ドリフトと類似の問題が起こる。すなわち、信号光の波長又は遅延干渉計の温度が変動すると、シンボル間位相差が規定値からずれてしまう位相ドリフトという現象が起こる。
【００１５】
このような位相ドリフトを補償するためにも、低周波信号を利用することができる。すなわち、（１）第１の導波路に入射した信号光を第２の導波路に入射した信号光に対して遅延させる際の遅延量を低周波信号を用いて僅かに振動させると共に、（２）この低周波信号と復調信号に含まれる低周波成分との位相差に応じてこの遅延量を増減させることによって、このような位相ドリフトを補償することができる。なお、この遅延量の増減は、例えば、第１の導波路又は第２の導波路の構成媒質の温度をヒータによって上下させることによって実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平３−２５１８１５号公報（１９９１年１１月１１日公開）
【特許文献２】特表２００４−５１６７４３（２００４年６月３日公表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述した従来の光変調システムにおいては、動作点ドリフト補償用の低周波信号に近い周波数を有するノイズ（以下「低周波ノイズ」と記載）が混入した場合、この低周波ノイズが高倍率で増幅されることによって、ＬＮ変調器のフィードバック制御が不安定化するという問題があった。
【００１８】
ＬＮ変調器のフィードバック制御を不安定化させる要因となる低周波ノイズとしては、電源ノイズが代表的である。例えば、電源装置としてスイッチングレギュレータを用いた場合、このスイッチングレギュレータから周期的なスパイクノイズが発生することがある。そして、動作点ドリフト補償用の低周波信号の周波数とこのスパイクノイズの周波数とが近接している場合、このスパイクノイズが高倍率で増幅されることによって、ＬＮ変調器のフィードバック制御が不安定化する虞がある。
【００１９】
なお、スパイクノイズの周波数は、温度等に依存して変動し得る。したがって、動作点ドリフト補償用の低周波信号の周波数を一定とした場合、最初は安定したフィードバック制御が営まれていたとしても、温度等の変動を契機としてフィードバック制御が不安定化する虞がある。また、スパイクノイズの周波数は、併用される電源装置の構成によって異なり得る。したがって、動作点ドリフト補償用の低周波信号の周波数を一定とした場合、最初は安定なフィードバック制御が営まれていたとしても、併用される電源装置の変更を契機としてフィードバック制御が不安定化する虞がある。
【００２０】
また、上述した従来の光復調システムにおいても、同様の問題が生じ得る。信号光の波長又は遅延干渉計の温度が変動すると、遅延干渉計は、その影響を受ける。また、光アンプの偏波依存性を平均化するために偏波スクランブラを用いた場合、遅延干渉計に入力される光信号の強度及び波形がスクランブラの周波数で変動することがある。位相ドリフト補償用の低周波信号の周波数とスクランブラの周波数とが近接していると、この変動が高倍率で増幅されることによって、遅延干渉計のフィードバック制御が不安定化する虞がある。
【００２１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低周波信号を用いたフィードバック制御によって光学デバイスの動作点ドリフト又は位相ドリフトを補償する補償方法において、より安定してフィードバック制御を営むことのできる補償方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る補償方法は、低周波信号を用いたフィードバック制御によって光学デバイスの動作点ドリフト又は位相ドリフトを補償する補償方法である。そして、上記課題を解決するために、本発明に係る補償方法は、上記フィードバック制御の安定性を判定する判定工程と、上記判定工程にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える切替工程と、を含んでいる。
【００２３】
上記の構成によれば、上記低周波信号の周波数に近接する周波数を有する低周波ノイズ等によって上記フィードバック制御が不安定化した場合、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数へと切り替えることによって上記フィードバック制御を再び安定化させることができる。すなわち、上記の構成によれば、より安定してフィードバック制御を営むことのできる補償方法が実現される。なお、上記フィードバック制御の安定性を判定する工程は、装置（例えば、後述する光変調システム又は光復調システム）が行ってもよいし、操作者が行ってもよい。
【００２４】
上記判定工程は、上記光学デバイスにより生成された信号に含まれる低周波成分の位相と上記低周波信号の位相との間の位相差の移動平均を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第１の判定工程、及び、上記光学デバイスに与えるバイアスであって、上記位相差に応じて定められたバイアスの変動量を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第２の判定工程の何れか一方、又は、両方を含んでいる、ことが好ましい。
【００２５】
上記フィードバック制御が不安定化した場合、上記位相差の移動平均が０に収束しなくなる。したがって、上記第１の判定工程によって、上記フィードバック制御の安定性を的確に判定することができる。また、上記フィードバック制御が不安定化した場合、上記バイアスが一定値に収束しなくなる。換言すれば、上記バイアスの変動量が０に収束しなくなる。したがって、上記第２の判定工程によっても、上記フィードバック制御の安定性を的確に判定することができる。なお、上記光学デバイスに与えるべきバイアスの値は、例えば、上記位相差を積分することによって得られる。
【００２６】
上記の構成によれば、上記判定工程は、少なくとも、上記第１の判定工程及び上記第２の判定工程の何れか一方を含んでいるので、上記フィードバック制御の安定性を的確に判定することができる。上記第１の判定工程及び上記第２の判定工程の両方を含んでいる場合には、上記フィードバック制御の安定性をより一層的確に判定することができる。
【００２７】
本発明に係る補償方法において、上記第１の周波数と上記第２の周波数との比は、簡単な整数比でない、ことが好ましい。
【００２８】
上記光学デバイスを含むシステムには、相異なる周波数を有する低周波ノイズ群が同時に混入することがある。そして、このような低周波ノイズ群に含まれる低周波ノイズの周波数同士の比は簡単な整数比になることが多い。電源装置で発生する高調波群は、このような低周波ノイズ群の典型例である。したがって、上記第１の周波数と上記第２の周波数との比が簡単な整数比である場合、上記低周波信号の周波数を上記第１の周波数から上記第２の周波数へと切り替えてもフィードバック制御を安定化させることができない場合がある。一方、上記第１の周波数と上記第２の周波数が簡単な整数比でない場合、このような問題を生じることなくフィードバック制御をより高い確率で安定化させることができる。なお、簡単な整数比とは、小さな整数で表現できる整数比のこと、例えば、１０以下の整数で表現できる整数比のことを指す。
【００２９】
なお、上記光学デバイスは、例えば、マッハ・ツェンダ型光変調器である。この場合、上記フィードバック制御によって、上記マッハ・ツェンダ型光変調器の動作点ドリフトを補償することができる。また、上記光学デバイスは、例えば、遅延干渉計である。この場合、上記フィードバック制御によって、上記遅延干渉計の位相ドリフトを補償することができる。
【００３０】
上記課題を解決するために、本発明に係る光変調システムは、低周波信号を用いたフィードバック制御によって光変調器の動作点ドリフトを補償する補償機能を有する光変調システムにおいて、上記低周波信号を生成する低周波信号生成部であって、生成する上記低周波信号の周波数が切り替え可能な低周波信号生成部を備えている。
【００３１】
上記の構成によれば、上記低周波信号の周波数に近接する周波数を有する低周波ノイズ等によって上記フィードバック制御が不安定化した場合、上記低周波信号の周波数を切り替えることによって上記フィードバック制御を再び安定化させることができる。すなわち、上記の構成によれば、より安定してフィードバック制御を営むことのできる光変調システムが実現される。
【００３２】
なお、電源装置に由来する低周波ノイズ（例えば、スイッチングレギュレータに由来するスパイクノイズ）の周波数は、温度によっても異なるし、併用される電源装置の構成によっても異なる。したがって、温度が変動したり、併用される電源装置が変更されたりすると、それまで安定であったフィードバック制御が不安定化する虞がある。このような場合であっても、上記の構成によれば、低周波信号の周波数を切り替えることによって、フィードバック制御を再び安定化させることができる。
【００３３】
なお、上記光変調システムは、上記低周波信号の周波数の切り替えを、手動で行う構成であってもよいし、自動で行う構成であってもよい。後者の場合には、上記フィードバック制御の安定性を判定する判定部を更に備え、上記判定部にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号生成部が上記低周波信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数へと自動的に切り替える構成を採用するとよい。
【００３４】
上記課題を解決するために、本発明に係る光復調システムは、低周波信号を用いたフィードバック制御によって光復調器の位相ドリフトを補償する補償機能を有する光復調システムにおいて、上記低周波信号を生成する低周波信号生成部であって、生成する上記低周波信号の周波数が切り替え可能な低周波信号生成部を備えている。
【００３５】
上記の構成によれば、上記低周波信号の周波数に近接する周波数を有する低周波ノイズ等によって上記フィードバック制御が不安定化した場合、上記低周波信号の周波数を切り替えることによって上記フィードバック制御を再び安定化させることができる。すなわち、上記の構成によれば、より安定してフィードバック制御を営むことのできる光復調システムが実現される。
【００３６】
なお、上記光復調システムは、上記低周波信号の周波数の切り替えを、手動で行う構成であってもよいし、自動で行う構成であってもよい。後者の場合には、上記フィードバック制御の安定性を判定する判定部を更に備え、上記判定部にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号生成部が上記低周波信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数へと自動的に切り替える構成を採用するとよい。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明に係る補償方法は、フィードバック制御の安定性を判定する判定工程と、上記判定工程にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える切替工程とを含んでいる。したがって、上記低周波信号の周波数に近接する周波数を有する低周波ノイズ等によって上記フィードバック制御が不安定化した場合に、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数へと切り替えることによって上記フィードバック制御を再び安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光変調システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光変調システムが備えている低周波成分検出部の構成を示す回路図である。
【図３】図１に示す光変調システムが備えている動作点制御部の構成を示す回路図である。
【図４】図１に示す光変調システムが備えている動作点制御部により生成されるバイアス電圧の値の典型的な時間変化を示すグラフである。実線は、フィードバック制御が安定に営まれている場合を示し、点線は、低周波ノイズが混入してフィードバック制御が不安定化した場合を示す。
【図５】図１に示す光変調システムが備えている低周波成分検出部により生成される位相差信号の値の典型的な時間変化を示すグラフである。実線は、フィードバック制御が安定に営まれている場合を示し、点線は、低周波ノイズが混入してフィードバック制御が不安定化した場合を示す。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光復調システムの構成を示すブロック図である。
【図７】従来の光変調システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態（以下「本実施形態」と記載）に係る光変調システムの構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る光変調システム１の構成を示すブロック図である。図２は、光変調システム１が備える低周波成分検出部１６の構成例を示す回路図である。図３は、光変調システム１が備える動作点制御部１７の構成例を示す回路図である。
【００４０】
光変調システム１は、外部から入力された入力信号＃１（データ信号）によって強度変調された光信号Ｌ２を生成し、生成した光信号Ｌ２を外部に出力するシステムである。光変調システム１は、例えば送信機に内蔵され、光通信に利用されるものである。
【００４１】
図１に示すように、光変調システム１は、光源１１と、マッハ・ツェンダ型光変調器（以下「ＭＺ型光変調器」と記載）１２と、光分岐部１３と、低周波信号生成部１４と、低周波重畳部１５と、低周波成分検出部１６と、動作点制御部１７と、判定部１８とを備えている。
【００４２】
光源１１は、連続光Ｌ１を発するための手段である。ここで、連続光とは、一定の強度を有する光のことを指す。光源１１が発した連続光Ｌ１は、ＭＺ型光変調器１２へと導かれる。光源１１は、例えば、半導体レーザにより実現することができる。なお、光源１１は、製品使用時に光変調システム１に含まれていればよく、製品出荷時に光変調システム１に含まれていることを要さない。すなわち、図１に示す光変調システム１から光源１１を省略したものも製品として流通させることが可能である。
【００４３】
ＭＺ型光変調器１２は、連続光Ｌ１を駆動信号＃３で強度変調することによって、光信号Ｌ２を生成するための手段である。ここで、連続光Ｌ１を駆動信号＃３で強度変調するとは、駆動電圧Ｖ（駆動信号＃３の値）が第１の規定値Ｖ０であれば出力光の強度を最小化（連続光Ｌ１を遮断）し、駆動電圧Ｖが第２の規定値Ｖ１であれば出力光の強度を最大化（連続光Ｌ１を透過）することを指す。ただし、ＭＺ型光変調器１２における位相変化量φは、低周波重畳部１５から供給される駆動電圧Ｖと動作点制御部１７から供給されるバイアス電圧Ｖｂとの和Ｖ＋Ｖｂによって決まる。ＭＺ型光変調器１２によって生成された光信号Ｌ２は、光分岐部１３へと導かれる。ＭＺ型光変調器１２は、例えば、ＬｉＮｂＯ３変調器（以下「ＬＮ変調器」と記載）によって実現することができる。
【００４４】
光分岐部１３は、光信号Ｌ２を分岐するための手段である。光信号Ｌ２の一部（以下「光信号Ｌ２ａ」と記載）は外部に出力され、光信号Ｌ２の一部（以下「光信号Ｌ２ｂ」と記載）は、低周波成分検出部１６へと導かれる。光分岐部１３は、例えば、光カプラにより実現することができる。
【００４５】
低周波信号生成部１４は、低周波信号＃２を生成するための手段である。低周波信号生成部１４によって生成された低周波信号＃２は、低周波重畳部１５及び低周波成分検出部１６に供給される。この低周波信号生成部１４は、生成する低周波信号＃２の周波数ｆ０を切り替え得る点に特徴がある。
【００４６】
低周波信号生成部１４の構成例を図１に示す。図１においては、第１の低周波発振器１４ａ、第２の低周波発振器１４ｂ、及びスイッチ１４ｃを備えた低周波信号生成部１４を例示している。
【００４７】
図１の構成において、第１の低周波発振器１４ａは、予め定められた周波数ｆ０ａを有する低周波信号＃２ａを生成する。この低周波信号＃２ａは、周波数ｆ０ａを有するものであればよく、その波形は任意である（正弦波、矩形波、三角波等）。第２の低周波発振器１４ｂは、予め定められた周波数ｆ０ｂを有する低周波信号＃２ｂを生成する。この低周波信号＃２ｂも、周波数ｆ０ｂを有するものであればよく、その波形は任意である（正弦波、矩形波、三角波等）。
【００４８】
ｆ０ａ及びｆ０ｂは、（１）入力信号＃１の周波数と比べて十分に小さい周波数であり、かつ、（２）互いに異なる周波数である。また、比ｆ０ａ：ｆ０ｂは、後述する理由により簡単な整数比でないことが好ましい。ここで、「簡単な整数比」とは、小さな整数で表現できる比のこと、例えば、１０以下の整数で表現できる比のことを指す（１：２、２：３、１：１０などは、何れも、簡単な整数比の例である）。一例としては、ｆ０ａ＝９０５Ｈｚ、ｆ０ｂ＝１０００Ｈｚである。
【００４９】
また、図１の構成において、低周波信号＃２ａ及び低周波信号＃２ｂは、スイッチ１４ｃに入力される。スイッチ１４ｃは、低周波信号＃２ａ又は低周波信号＃２ｂの何れかを選択し、選択した方の低周波信号を低周波信号＃２として低周波重畳部１５及び低周波成分検出部１６に供給する。換言すれば、周波数ｆ０ａ又は周波数ｆ０ｂの何れかを選択し、選択した方の周波数を有する低周波信号＃２を低周波重畳部１５及び低周波成分検出部１６に供給する。
【００５０】
なお、以下の説明においては、低周波信号＃２の周波数をｆ０と記載する。すなわち、低周波信号＃２として低周波信号＃２ａが選択されている場合にはｆ０＝ｆ０ａであり、低周波信号＃２として低周波信号＃２ｂが選択されている場合にはｆ０＝ｆ０ｂである。
【００５１】
低周波重畳部１５は、低周波信号＃２を入力信号＃１に重畳することによって、駆動信号＃３を生成するための手段である。ここで、低周波信号＃２を入力信号＃１に重畳するとは、低周波信号＃２で入力信号＃１を振幅変調することを指す。低周波重畳部１５によって生成された駆動信号＃３は、ＭＺ型光変調器１２に供給される。
【００５２】
低周波成分検出部１６は、光信号Ｌ２ｂ（より正確に言えば、光信号Ｌ２ｂを光電変換／電流電圧変換して得られる電圧信号）に含まれる、周波数ｆ０（低周波信号＃２と同一の周波数）を有する低周波成分＃４を検出するための手段である。また、低周波成分＃４の位相と低周波信号＃２の位相とを比較し、これら２つの位相の位相差に応じた値を有する位相差信号＃５を生成するための手段である。低周波成分検出部１６によって生成された位相差信号＃５は、動作点制御部１７に供給される。
【００５３】
低周波成分検出部１６の構成例を図２に示す。図２においては、フォトダイオード１６ａ、抵抗１６ｂ、帯域増幅器１６ｃ、ミキサ１６ｄ、及びＬＰＦ（ローパスフィルタ）１６ｅを備えた低周波成分検出部１６を例示している。
【００５４】
図２の構成において、光分岐部１３から供給された光信号Ｌ２ｂは、フォトダイオード１６ａによって電流信号＃１６１に変換（光電変換）され、更に、抵抗１６ｂによって電圧信号＃１６２に変換（電流電圧変換）される。この電圧信号＃１６２は、帯域増幅器１６ｃに入力される。帯域増幅器１６ｃは、増幅帯域がｆ０（低周波信号＃２と同一の周波数）近傍に制限された増幅器であり、電圧信号＃１６２に含まれる、周波数ｆ０を有する低周波成分＃４を選択的に増幅する。ここで、帯域増幅器１６ｃの増幅帯域は、周波数ｆ０ａ及びｆ０ｂの両方を含むように設定されているものとする。
【００５５】
また、図２の構成において、ミキサ１６ｄの一方の入力端子には、帯域増幅器１６ｃによって選択的に増幅された低周波成分＃４が入力され、ミキサ１６ｄの他方の入力端子には、低周波信号生成部１４によって生成された低周波信号＃２が入力される。ミキサ１６ｄは、低周波成分＃４の値と低周波信号＃２の値とを乗算する。ミキサ１６ｄの出力には、この乗算の際に生じる和の周波数成分（主に、低周波信号＃２の周波数ｆ０の２倍の周波数を有する高調波成分）が含まれている。ＬＰＦ１６ｅは、この和の周波数成分を除去し、差の周波数成分を取り出す。これにより、低周波成分＃４と低周波信号＃２との位相差に応じた値を有する位相差信号＃５を生成することができる。
【００５６】
動作点制御部１７は、位相差信号＃５に応じたバイアス電圧Ｖｂを生成すると共に、生成したバイアス電圧ＶｂをＭＺ型光変調器１２に印加するための手段である。動作点制御部１７が生成するバイアス電圧Ｖｂは、ＭＺ型光変調器１２において生じた動作点ドリフトを補償するものではあれば良いが、本実施形態においては、位相差信号＃５を積分して得られる積分値をバイアス電圧Ｖｂとしている。
【００５７】
動作点制御部１７の構成例を図３に示す。図３においては、オペアンプ（演算増幅器）１７ａ、コンデンサ１７ｂ、及び定電圧源１７ｃとを備えた動作点制御部１７を例示している。
【００５８】
図３の構成において、オペアンプ１７ａの反転入力には、位相差信号＃５が入力され、オペアンプ１７ａの非反転入力には、定電圧源１７ｃによって生成された定電圧Ｖｃｃが入力される。オペアンプ１７ａの出力と反転入力とは、コンデンサ１７ｂを介して接続されている。すなわち、オペアンプ１７ａ、コンデンサ１７ｂ、及び定電圧源１７ｃは、位相差信号＃５の値（反転入力と非反転入力との間の電位差）を積分する積分回路を構成している。位相差信号＃５の値を積分して得られた積分値は、バイアス電圧ＶｂとしてＭＺ型光変調器１２に供給される。
【００５９】
動作点制御部１７に入力される位相差信号＃５の値は、ＡＤコンバータ（不図示）によってデジタル値に変換されて判定部１８に供給される。また、動作点制御部１７から出力されるバイアス電圧Ｖｂの値は、ＡＤコンバータ（不図示）によってデジタル値に変換されて判定部１８に供給される。判定部１８は、位相差信号＃５の値、及び、バイアス電圧Ｖｂの値に基づいて、フィードバック制御の安定性を判定するための手段である。この判定部１８は、例えばマイクロコンピュータにより実現することができる。判定部１８がフィードバック制御の安定性を判定する判定方法については、後述する。
【００６０】
判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、判定部１８は、生成する低周波信号＃２の周波数ｆ０を変更するように低周波信号生成部１４を制御する。より具体的に言うと、判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、判定部１８は、低周波信号生成部１４のスイッチ１４ｃを切り替える。その結果、（１）低周波信号＃２の周波数ｆ０がｆ０ａであるときに判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移した場合には、低周波信号＃２の周波数ｆ０がｆ０ａからｆ０ｂへと切り替わり、（２）低周波信号＃２の周波数ｆ０がｆ０ｂであるときに判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移した場合には、低周波信号＃２の周波数ｆ０がｆ０ｂからｆ０ａへと切り替わる。
【００６１】
これにより、（１）低周波信号＃２の周波数ｆ０がｆ０ａであるときに、その周波数ｆ０ａを有する低周波ノイズが混入してフィードバック制御が不安定化した場合、及び、（２）低周波信号＃２の周波数ｆ０がｆ０ｂであるときに、その周波数ｆ０ｂを有する低周波ノイズが混入してフィードバック制御が不安定化した場合の双方において、フィードバック制御を安定化させることができる。すなわち、低周波ノイズが混入しても、安定したフィードバック制御を回復することができる。
【００６２】
なお、光変調システム１には、相異なる周波数を有する低周波ノイズ群が同時に混入することがある。そして、このような低周波ノイズ群に含まれる低周波ノイズの周波数同士の比は整数比になることが多い。電源装置で発生する高調波群は、このような低周波ノイズ群の典型例である。したがって、ｆ０ａ：ｆ０ｂが簡単な整数比になるように周波数ｆ０ａ，ｆ０ｂを設定した場合、低周波信号＃２の周波数ｆ０をｆ０ａからｆ０ｂへと切り替えたり、ｆ０ｂからｆ０ａへと切り替えたりしても、フィードバック制御の安定化を図れないことがある。一方、ｆ０ａ：ｆ０ｂが簡単な整数比にならないように周波数ｆ０ａ，ｆ０ｂを設定すれば、より高い確率でフィードバック制御の安定化を図ることができる。
【００６３】
次に、判定部１８がフィードバック制御の安定性を判定する判定方法について、図４〜図５を参照して説明する。
【００６４】
図４は、フィードバック制御の安定性を判定するために参照されるバイアス電圧Ｖｂの値の典型的な時間変化を示すグラフである。実線は、安定したフィードバック制御が営まれる場合を示し、点線は、低周波ノイズの混入によりフィードバック制御が不安定化した場合を示す。グラフの左端（ｔ＝０）は、光変調システム１が動作を開始した時刻、又は、低周波信号生成部１４のスイッチ１４ｃが切り替えられた時刻に対応する。
【００６５】
低周波ノイズの混入がなければ、フィードバック制御によりバイアス電圧Ｖｂが自律的に調整され、所定の時間（Ｔ０秒間）内にバイアス電圧Ｖｂが一定の値に収束する（図４の実線を参照のこと）。バイアス電圧Ｖｂが一定の値に収束した状態では、駆動電圧（駆動信号＃３の値）が規定値Ｖ０のときにＭＺ型光変調器１２の出力光の強度が最小化され、かつ、駆動電圧が規定値Ｖ１のときにＭＺ型光変調器１２の出力光の強度が最大化される。一方、低周波ノイズの混入が生じた場合、バイアス電圧Ｖｂは、一定の値に収束することなく、所定の時間が経過した後も変動し続ける（図４の点線を参照のこと）。
【００６６】
判定部１８は、時刻ｔ＞Ｔ０においてサンプリングされたバイアス電圧Ｖｂの値から変動量ΔＶｂを評価し、この変動量ΔＶｂに基づいてフィードバック制御の安定性を判定する。より具体的に言うと、この変動量ΔＶｂが予め定められた閾値Ｔｈを上回っている場合に、フィードバック制御が不安定であると判定し、そうでない場合に、フィードバック制御が安定であると判定する。
【００６７】
なお、この変動量ΔＶｂは、各種評価方法により評価することができる。例えば、期間（ｔ−Δｔ,ｔ）内にサンプリングされたバイアス電圧Ｖｂの最大値Ｖｂmaxと最小値Ｖｂminとを特定し、その差Ｖｂmax−Ｖｂminを時刻ｔにおける変動量ΔＶｂとすることが考えられる。この場合、Δｔは、例えば、ＬＰＦ１６ｅの時定数よりも長くなるように設定するとよい。ただし、動作点ドリフトの時定数（通常は数分以上）よりは十分短く設定する。
【００６８】
なお、変動量Ｖｂの評価方法はこれに限定されない。例えば、時刻ｔにおけるバイアス電圧Ｖｂ（ｔ）と時刻ｔ−Δｔにおけるバイアス電圧Ｖｂ（ｔ−Δｔ）との差の絶対値｜Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（ｔ−Δｔ）｜を、時刻ｔにおける変動量ΔＶｂとしてもよい。この場合、Δｔは、ＬＰＦ１６ｅの時定数と同程度に設定するとよい。
【００６９】
図５は、フィードバック制御の安定性を判定するために参照される位相差信号＃５の値Ｄの典型的な時間変化を示すグラフである。実線は、安定したフィードバック制御が営まれる場合を示し、点線は、低周波ノイズの混入によりフィードバック制御が不安定化した場合を示す。グラフの左端（ｔ＝０）は、光変調システム１が動作を開始した時刻、又は、低周波信号生成部１４のスイッチ１４ｃが切り替えられた時刻に対応する。
【００７０】
低周波ノイズの混入がなければ、上述したように、フィードバック制御によりバイアス電圧Ｖｂが自律的に調整され、所定の時間（Ｔ０秒間）内にバイアス電圧Ｖｂが一定の値に収束する。バイアス電圧Ｖｂが一定の値に収束した状態では、位相差信号＃５の値Ｄが０に保たれる。一方、低周波ノイズが混入した場合、バイアス電圧Ｖｂが一定の値に収束した状態が実現されず、位相差信号＃５は０でない値Ｄをもつ。
【００７１】
判定部１８は、時刻ｔ＞Ｔ０においてサンプリングされた位相差信号＃５の値Ｄ（ｔ）の移動平均に基づいて、フィードバック制御の安定性を判定する。例えば、期間（ｔ−Δｔ,ｔ）内にサンプリングされたｎ個の位相差信号＃５の値Ｄ（ｔ’）の平均値ΣＤ（ｔ’）／ｎが予め定められた閾値Ｔｈを超える場合に、フィードバック制御が不安定であると判定し、そうでない場合に、フィードバック制御が安定であると判定する。
【００７２】
判定部１８は、バイアス電圧Ｖｂの値に基づく判定結果と位相差信号＃５の値に基づく判定結果とから、最終的な判定結果を導出する。例えば、バイアス電圧Ｖｂの値に基づく判定結果と位相差信号＃５の値に基づく判定結果との両方が「安定」である場合に、フィードバック制御が安定であると判定し、そうでない場合に、フィードバック制御が不安定であると判定する。あるいは、バイアス電圧Ｖｂの値に基づく判定結果と位相差信号＃５の値に基づく判定結果との両方が「不安定」である場合に、フィードバック制御が不安定であると判定し、そうでない場合に、フィードバック制御が安定であると判定する。
【００７３】
なお、本実施形態においては、バイアス電圧Ｖｂの値に基づく判定結果と位相差信号＃５の値に基づく判定結果とを用いてフィードバック制御の安定性を判定する構成を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、バイアス電圧Ｖｂの値のみに基づいてフィードバック制御の安定性を判定するようにしてもよいし、位相差信号＃５の値のみに基づいてフィードバック制御の安定性を判定するようにしてもよい。
【００７４】
なお、バイアス電圧Ｖｂの値に基づく判定には、ＭＺ型光変調器１２の状況をより直接的に反映した判定結果が得られるというメリットがある。また、位相差信号＃５の値に基づく判定には、ＭＺ型光変調器１２における動作点ドリフトの影響を受け難いというメリットがある。本実施形態に示したように、バイアス電圧Ｖｂの値に基づく判定結果と位相差信号＃５の値に基づく判定結果とを用いてフィードバック制御の安定性を判定する場合には、両方のメリットが得られることになる。
【００７５】
また、本実施形態においては、相異なる周波数ｆ０ａ,ｆ０ｂを有する低周波信号＃２ａ，＃２ｂを生成する２つの低周波発振器１４ａ，１４ｂを備えた低周波信号生成部１４を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、低周波信号生成部１４は、相異なる周波数ｆ０［１］,ｆ０［２］,…,ｆ０［ｎ］を有する低周波信号を生成するｎ個の低周波発振器を備えていてもよい（ｎは３以上の任意の自然数）。この場合、判定部１８は、判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、低周波信号＃２の周波数ｆ０をｆ０［ｉ］からｆ０［ｉ＋１］へと（ｆ０［ｎ］からｆ０［１］へと）切り替える。低周波発振器の個数ｎを増やせば増やすほど、何れの低周波発振器を使ってもフィードバック制御を安定化させることができないという事態が生じ難くなることは明らかであろう。また、低周波信号生成部１４は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）により実現されていてもよい。この場合、判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、判定部１８は、ＶＣＯに印加する制御電圧を変更する。この場合、相異なる周波数ｆ０[１],ｆ０[２],…,ｆ０[ｎ]の各々に対応する制御電圧Ｖ１,Ｖ２,…,Ｖｎの値を格納したテーブルをメモリに記憶しておくとよい。
【００７６】
また、本実施形態においては、判定部１８における判定結果が「安定」から「不安定」に遷移する度に、低周波信号＃２の周波数ｆ０をトグル的に切り替えるものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、判定部１８における判定結果が「安定」から「不安定」に遷移する度に、予め定められた相異なるｎ個の周波数ｆ０［１］,ｆ０［２］,…,ｆ０［ｎ］のなかでフィードバック制御を最も安定に営むことができる周波数ｆ０best（例えば、バイアス電圧Ｖｂの変動量ΔＶｂが最も小さくなる周波数）を選択したうえで、低周波信号＃２の周波数ｆ０を選択した周波数ｆ０bestに設定するようにしてもよい。
【００７７】
更に、本実施形態においては、低周波信号＃２の周波数ｆ０の自動的な切り替えを実現すべく、判定部１８を備えた光変調システム１について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、低周波信号＃２の周波数ｆ０を手動で切り替える場合には、光変調システム１から判定部１８を省略してもよい。この場合、スイッチ１４ｃを、例えば、ディップスイッチなどにより構成するとよい。
【００７８】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態（以下「本実施形態」と記載）に係る光復調システムの構成について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る光復調システム２の構成を示すブロック図である。
【００７９】
光復調システム２は、ＤＢＰＳＫ変調された光信号Ｌ１を復調することによって復調信号＃２を生成し、生成した復調信号＃２（データ信号）を外部に出力するシステムである。光復調システム２は、例えば受信機に内蔵され、光通信に利用されるものである。
【００８０】
図６に示すように、光復調システム２は、遅延干渉計２１と、１対のフォトダイオード２２と、トランスインピーダンスアンプ（以下「ＴＩＡ」と記載）２３と、低周波信号生成部２４と、加算部２５と、低周波成分検出部２６と、遅延量制御部２７と、判定部２８とを備えている。
【００８１】
遅延干渉計２１は、現シンボルに対応する信号光と前シンボルに対応する信号光とを干渉合成することによって、ＤＢＰＳＫ変調された光信号Ｌ１を強度変調された光信号Ｌ２に変換するための手段である。遅延干渉計２１を構成する２つの導波路のうち、光路長が短い方の導波路には、その構成媒質を加熱するためのヒータ２１ａが設けられている。すなわち、ヒータ２１ａに印加する電圧を変化させることによって、光路長の長い導波路を通った信号光に対する光路長の短い導波路を通った信号光の遅延量が制御できるようになっている。
【００８２】
遅延干渉計２１によって得られた光信号Ｌ２は、フォトダイオード２２によって電流信号＃１に変換され、更に、ＴＩＡ２３によって差動増幅される。ＴＩＡ２３によって得られた復調信号＃２は、外部に出力されると共に、低周波成分検出部２６に供給される。
【００８３】
低周波信号生成部２４は、低周波信号＃３を生成するための手段である。低周波信号生成部２４によって生成された低周波信号＃３は、加算部２５及び低周波成分検出部２６に供給される。この低周波信号生成部２４は、第１の実施形態における低周波信号生成部１４と同様、生成する低周波信号＃３の周波数ｆ０を切り替え得る点に特徴がある。
【００８４】
低周波信号生成部２４の構成例を図６に示す。図６においては、第１の低周波発振器２４ａ、第２の低周波発振器２４ｂ、及びスイッチ２４ｃを備えた低周波信号生成部２４を例示している。
【００８５】
図６の構成において、第１の低周波発振器２４ａは、予め定められた周波数ｆ０ａを有する低周波信号＃３ａを生成する。第２の低周波発振器２４ｂは、予め定められた周波数ｆ０ｂを有する低周波信号＃３ｂを生成する。ここで、ｆ０ａ及びｆ０ｂは、（１）復調信号＃２の周波数と比べて十分に小さい周波数であり、かつ、（２）互いに異なる周波数である。また、比ｆ０ａ：ｆ０ｂは、前述した理由により簡単な整数比でないことが好ましい。一例としては、ｆ０ａ＝９．０５Ｈｚ、ｆ０ｂ＝１０Ｈｚである。
【００８６】
また、図６の構成において、低周波信号＃３ａ及び低周波信号＃３ｂは、スイッチ２４ｃに入力される。スイッチ２４ｃは、低周波信号＃３ａ又は低周波信号＃３ｂの何れかを選択し、選択した方の低周波信号を低周波信号＃３として加算部２５及び低周波成分検出部２６に供給する。換言すれば、周波数ｆ０ａ又は周波数ｆ０ｂの何れかを選択し、選択した方の周波数を有する低周波信号＃３を加算部２５及び低周波成分検出部２６に供給する。
【００８７】
なお、以下の説明においては、低周波信号＃３の周波数をｆ０と記載する。すなわち、低周波信号＃３として低周波信号＃３ａが選択されている場合にはｆ０＝ｆ０ａであり、低周波信号＃３として低周波信号＃３ｂが選択されている場合にはｆ０＝ｆ０ｂである。
【００８８】
加算部２５は、ヒータ２１ａを駆動する駆動信号＃４を生成するための手段である。具体的には、低周波信号生成部２４によって生成された低周波信号＃３の電圧値に、後述する遅延量制御部２７によって決定されたバイアス電圧Ｖｂを加算することによって、ヒータ２１ａを駆動する駆動信号＃４を生成する。
【００８９】
低周波成分検出部２６は、復調信号＃２に含まれる周波数ｆ０（低周波信号＃３と同一の周波数）を有する低周波成分＃５を検出するための手段である。また、低周波成分＃５の位相と低周波信号＃３の位相とを比較し、これら２つの位相の位相差に応じた値を有する位相差信号＃６を生成するための手段である。低周波成分検出部２６によって生成された位相差信号＃６は、遅延量制御部２７に供給される。
【００９０】
低周波成分検出部２６の構成例を図６に示す。図６においては、ピーク検出部２６ａ、ミキサ２６ｂ、及びＬＰＦ（ローパスフィルタ）２６ｃを備えた低周波成分検出部２６を例示している。図６の構成においては、ピーク検出部２６ａが低周波成分＃５（復調信号＃２の信号波形の包絡線に相当）を検出し、ミキサ２６ｂ及びＬＰＦ２６ｃが位相差信号＃６を生成する。
【００９１】
遅延量制御部２７は、位相差信号＃６に応じたバイアス電圧Ｖｂを生成するための手段である。遅延量制御部２７が生成するバイアス電圧Ｖｂは、遅延干渉計２１において生じた位相ドリフトを補償するものであれば良いが、本実施形態においては、位相差信号＃６を積分して得られる積分値をバイアス電圧Ｖｂとしている。なお、遅延量制御部２７は、第１の実施形態における動作点制御部１７と同様、オペアンプを用いた積分回路によって実現することができる。
【００９２】
遅延量制御部２７に入力される位相差信号＃６の値は、ＡＤコンバータ（不図示）によってデジタル値に変換されて判定部２８に供給される。また、遅延量制御部２７から出力されるバイアス電圧Ｖｂの値は、ＡＤコンバータ（不図示）によってデジタル値に変換されて判定部２８に供給される。判定部２８は、位相差信号＃６の値、及び、バイアス電圧Ｖｂの値に基づいて、フィードバック制御の安定性を判定するための手段である。この判定部２８は、例えばマイクロコンピュータにより実現することができる。判定部２８がフィードバック制御の安定性を判定する判定方法は、第１の実施形態において判定部１８がフィードバック制御の安定性を判定する方法と同様である。
【００９３】
判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、判定部２８は、生成する低周波信号＃３の周波数ｆ０を変更するように低周波信号生成部２４を制御する。より具体的に言うと、判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、判定部２８は、低周波信号生成部２４のスイッチ２４ｃを切り替える。その結果、（１）低周波信号＃３の周波数ｆ０がｆ０ａであるときに判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移した場合には、低周波信号＃３の周波数ｆ０がｆ０ａからｆ０ｂへと切り替わり、（２）低周波信号＃３の周波数ｆ０がｆ０ｂであるときに判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移した場合には、低周波信号＃３の周波数ｆ０がｆ０ｂからｆ０ａへと切り替わる。
【００９４】
これにより、（１）低周波信号＃３の周波数ｆ０がｆ０ａであるときに、その周波数ｆ０ａを有する低周波ノイズが混入してフィードバック制御が不安定化した場合、及び、（２）低周波信号＃３の周波数ｆ０がｆ０ｂであるときに、その周波数ｆ０ｂを有する低周波ノイズが混入してフィードバック制御が不安定化した場合の双方において、フィードバック制御を安定化させることができる。すなわち、低周波ノイズが混入しても、安定したフィードバック制御を回復することができる。
【００９５】
なお、本実施形態においても、相異なる周波数ｆ０ａ,ｆ０ｂを有する低周波信号＃３ａ，＃３ｂを生成する２つの低周波発振器２４ａ，２４ｂを備えた低周波信号生成部２４を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、低周波信号生成部２４は、相異なる周波数ｆ０［１］,ｆ０［２］,…,ｆ０［ｎ］を有する低周波信号を生成するｎ個の低周波発振器を備えていてもよい（ｎは３以上の任意の自然数）。この場合、判定部２８は、判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、低周波信号＃３の周波数ｆ０をｆ０［ｉ］からｆ０［ｉ＋１］へと（ｆ０［ｎ］からｆ０［１］へと）切り替える。低周波発振器の個数ｎを増やせば増やすほど、何れの低周波発振器を使ってもフィードバック制御を安定化させることができないという事態が生じ難くなることは明らかであろう。また、低周波信号生成部２４は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）により実現されていてもよい。この場合、判定結果が「安定」から「不安定」へと遷移する度に、判定部２８は、ＶＣＯに印加する制御電圧を変更する。この場合、相異なる周波数ｆ０[１],ｆ０[２],…,ｆ０[ｎ]の各々に対応する制御電圧Ｖ１,Ｖ２,…,Ｖｎの値を格納したテーブルをメモリに記憶しておくとよい。
【００９６】
また、本実施形態においては、判定部２８における判定結果が「安定」から「不安定」に遷移する度に、低周波信号＃３の周波数ｆ０をトグル的に切り替えるものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、判定部２８における判定結果が「安定」から「不安定」に遷移する度に、予め定められた相異なるｎ個の周波数ｆ０［１］,ｆ０［２］,…,ｆ０［ｎ］のなかでフィードバック制御を最も安定に営むことができる周波数ｆ０best（例えば、バイアス電圧Ｖｂの変動量ΔＶｂが最も小さくなる周波数）を選択したうえで、低周波信号＃３の周波数ｆ０を選択した周波数ｆ０bestに設定するようにしてもよい。
【００９７】
更に、本実施形態においては、低周波信号＃３の周波数ｆ０の自動的な切り替えを実現すべく、判定部２８を備えた光復調システム２について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、低周波信号＃３の周波数ｆ０を手動で切り替える場合には、光復調システム２から判定部２８を省略してもよい。この場合、スイッチ２４ｃを、例えば、ディップスイッチなどにより構成するとよい。
【００９８】
最後に、本実施形態においては、本発明のＤＢＰＳＫ復調器への適用例を示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。すなわち、本発明は、例えば、２つの遅延干渉計を含んで構成されるＤＱＰＳＫ復調器に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、ＭＺ型光変調器を含む光変調システムや遅延干渉計を含む光復調システムなどに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１          光変調システム
１１        光源
１２        ＭＺ型光変調器
１３        光分岐部
１４        低周波信号生成部
１５        低周波重畳部
１６        低周波成分検出部
１７        動作点制御部
１８        判定部
２          光復調システム
２１        遅延干渉計
２２        フォトダイオード
２３        トランスインピーダンスアンプ
２４        低周波信号生成部
２５        加算部
２６        低周波成分検出部
２７        遅延量制御部
２８        判定部
【図１】
2012211936.tif 000003
【図２】
2012211936.tif 000004
【図３】
2012211936.tif 000005
【図４】
2012211936.tif 000006
【図５】
2012211936.tif 000007
【図６】
2012211936.tif 000008
【図７】
2012211936.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月30日(2012.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波信号を用いたフィードバック制御によって光学デバイスの動作点ドリフト又は位相ドリフトを補償する補償方法であって、
上記フィードバック制御の安定性を判定する判定工程と、
上記判定工程にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える切替工程と、を含んでおり、
上記判定工程は、上記光学デバイスにより生成された信号に含まれる低周波成分の位相と上記低周波信号の位相との間の位相差の移動平均を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第１の判定工程、及び、上記光学デバイスに与えるバイアスであって、上記位相差に応じて定められたバイアスの変動量を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第２の判定工程の何れか一方、又は、両方を含んでいる、
ことを特徴とする補償方法。
【請求項２】
上記第１の周波数と上記第２の周波数との比が１０以下の整数で表現できる整数比でない、
ことを特徴とする請求項１に記載の補償方法。
【請求項３】
上記光学デバイスは、マッハ・ツェンダ型光変調器であり、
上記フィードバック制御によって、上記マッハ・ツェンダ型光変調器の動作点ドリフトを補償する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の補償方法。
【請求項４】
上記光学デバイスは、遅延干渉計であり、
上記フィードバック制御によって、上記遅延干渉計の位相ドリフトを補償する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の補償方法。
【請求項５】
低周波信号を用いたフィードバック制御によって光変調器の動作点ドリフトを補償する補償機能を有する光変調システムにおいて、
上記フィードバック制御の安定性を判定する判定部と、
上記低周波信号を生成する低周波信号生成部であって、上記判定部にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える低周波信号生成部とを備えており、
上記判定部は、上記光変調器により生成された信号に含まれる低周波成分の位相と上記低周波信号の位相との間の位相差の移動平均を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第１の判定部、及び、上記光変調器に与えるバイアスであって、上記位相差に応じて定められたバイアスの変動量を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第２の判定部の何れか一方、又は、両方を含んでいる、
ことを特徴とする光変調システム。
【請求項６】
低周波信号を用いたフィードバック制御によって光復調器の位相ドリフトを補償する補償機能を有する光復調システムにおいて、
上記フィードバック制御の安定性を判定する判定部と、
上記低周波信号を生成する低周波信号生成部であって、上記判定部にて上記フィードバック制御が不安定であると判定されたときに、上記低周波信号の周波数を第１の周波数から該第１の周波数とは異なる第２の周波数へと切り替える低周波信号生成部とを備えており、
上記判定部は、上記光復調器により生成された信号に含まれる低周波成分の位相と上記低周波信号の位相との間の位相差の移動平均を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第１の判定部、及び、上記光復調器に与えるバイアスであって、上記位相差に応じて定められたバイアスの変動量を予め定められた閾値と比較することによって、上記フィードバック制御の安定性を判定する第２の判定部の何れか一方、又は、両方を含んでいる、
ことを特徴とする光復調システム。