(57)【要約】【課題】光信号の品質を向上させることが可能な光変調器を提供する。【解決手段】光変調器１０２は、電気信号を光信号に変換する。メインマッハツェンダ干渉計１１２は、主入力光路１４１から一端で分岐し、他端で結合して主出力光路１４６に接続される第１アーム１４３及び第２アーム１４４を含む。第１電極１２１及び第２電極１２２はそれぞれ、印加される電圧に応じて、対応する第１アーム１４３又は第２アーム１４４を伝搬する光の位相を変化させ、その光のパワーを減衰させる。制御部１１５は、第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように、測定部１１４により測定された光のパワーに基づいて第１電極１２１及び第２電極１２２の一方へ印加する電圧を制御する。制御部１１５は、第１電極１２１及び第２電極１２２の他方へ印加する電圧を電気信号に応じて制御する。【選択図】図１
2013167703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換するための光変調器であって、
入力光が伝搬する主入力光路、前記主入力光路から一端で分岐し、他端で結合する第１光路及び第２光路、並びに、前記第１光路及び前記第２光路の前記他端に接続され、前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光の干渉光である前記光信号が伝搬する主出力光路を含むメインマッハツェンダ干渉計と、
前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーを測定する測定部と、
印加される電圧に応じて、前記第１光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させる第１変調部と、
印加される電圧に応じて、前記第２光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させる第２変調部と、
前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように、前記測定部によって測定された光のパワーに基づいて前記第１変調部及び前記第２変調部の一方へ印加する電圧を制御する光パワー補正部と、
前記第１変調部及び前記第２変調部の他方へ印加する電圧を前記電気信号に応じて制御する通信制御部とを備える
ことを特徴とする光変調器。
【請求項２】
前記メインマッハツェンダ干渉計は、
前記第１変調部によって伝搬する光の位相が変化し又はパワーが減衰する前記第１光路の部分と前記第１光路の前記一端との間の前記第１光路において分岐して結合する第３光路及び第４光路を含む第１サブマッハツェンダ干渉計と、
前記第２変調部によって伝搬する光の位相が変化し又はパワーが減衰する前記第２光路の部分と前記第２光路の前記一端との間の前記第２光路において分岐して結合する第５光路及び第６光路を含む第２サブマッハツェンダ干渉計とを含み、
前記測定部は、前記第１光路、前記第２光路、前記第３光路及び前記第４光路の各々を伝搬する光のパワーを測定し、
前記光変調器は、さらに、
印加される電圧に応じて、前記第３光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させる第３変調部と、
印加される電圧に応じて、前記第４光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させる第４変調部と、
印加される電圧に応じて、前記第５光路を伝搬する光の位相を変化させる第５変調部と、
印加される電圧に応じて、前記第６光路を伝搬する光の位相を変化させる第６変調部とを備え、
前記光パワー補正部は、前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなり、前記第３光路及び前記第４光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように、前記測定部によって測定された光のパワーに基づいて、前記第１変調部及び前記第２変調部の前記一方と、前記第３変調部及び前記第４変調部の一方とへ印加する電圧を制御し、
前記通信制御部は、前記第１変調部及び前記第２変調部の前記他方と、前記第３変調部及び前記第４変調部の他方と、前記第５変調部及び前記第６変調部の他方とのそれぞれに印加する電圧を前記電気信号に応じて制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記測定部は、前記第１光路、前記第２光路、前記第３光路、前記第４光路、前記第５光路、及び前記第６光路の各々を伝搬する光のパワーを測定し、
前記第５変調部は、印加される電圧に応じて、前記第５光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させ、
前記第６変調部は、印加される電圧に応じて、前記第６光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させ、
前記光パワー補正部は、前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなり、前記第３光路及び前記第４光路の各々の各々を伝搬する光のパワーが等しくなり、かつ、前記第５光路及び前記第６光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように、前記測定部によって測定された光のパワーに基づいて、前記第１変調部及び前記第２変調部の前記一方と、前記第３変調部及び前記第４変調部の前記一方と、前記第５変調部及び前記第６変調部の一方とへ印加する電圧を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記光変調器は、さらに、前記通信制御部によって前記第３変調部及び前記第４変調部の前記他方に電圧が印加された場合に生じる前記第１サブマッハツェンダ干渉計及び前記第２サブマッハツェンダ干渉計の各々から出力された光の位相のずれを、前記測定部によって測定された光のパワーに基づいて前記第１変調部及び前記第２変調部の前記他方へ電圧を印加することによって補正する位相関係補正部を備える
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光変調器。
【請求項５】
前記位相関係補正部は、さらに、前記通信制御部によって前記第５変調部及び前記第６変調部の前記他方に電圧が印加された場合に生じる前記第１サブマッハツェンダ干渉計及び前記第２サブマッハツェンダ干渉計の各々から出力された光の位相のずれを、前記測定部によって測定された光のパワーに基づいて前記第１変調部及び前記第２変調部の前記他方へ電圧を印加することによって補正する
ことを特徴とする請求項４に記載の光変調器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の光変調器と、
前記電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記主出力光路を伝搬する光信号を送出する送出部とを備える
ことを特徴とする光送信装置。
【請求項７】
一端で分岐し、他端で結合する第１光路及び第２光路を含むメインマッハツェンダ干渉計を備える光変調器の補正方法であって、
前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーを測定し、
前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように、前記測定された光のパワーに基づいて、前記第１光路又は前記第２光路を伝搬する光のパワーを減衰させる
ことを特徴とする光変調器の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の位相変調を用いた通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光送信装置は、光通信システムにおいて、電気信号を光信号に変換して送出する装置である。電気信号を光信号に変換する光変調器の１つに、低チャーピングで高速動作が可能なマッハツェンダ型の光変調器がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された光送信装置は、半導体レーザ等の光源からの光を入力して、２本の光導波路（光路）にそれぞれ独立して電圧を印加する信号用電極とバイアス用電極とを有するマッハツェンダ型の光変調器を備える。そして、特許文献１に記載された光送信装置は、さらに、信号用電極の一端に駆動信号を加える変調器駆動回路と、信号用電極の他端に接続した終端器と、バイアス用電極に動作点安定化のバイアス電圧を印加する動作点制御回路とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２４１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１に記載された光送信装置では、例えば製造時の誤差などによって光変調器から出力される光における消光比が小さくなり、光信号の品質が悪くなることがある。
【０００６】
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたもので、光信号の品質を向上させることが可能な光変調器など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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る光変調器は、電気信号を光信号に変換するための光変調器であって、
入力光が伝搬する主入力光路、前記主入力光路から一端で分岐し、他端で結合する第１光路及び第２光路、並びに、前記第１光路及び前記第２光路の前記他端に接続され、前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光の干渉光である前記光信号が伝搬する主出力光路を含むメインマッハツェンダ干渉計と、
前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーを測定する測定部と、
印加される電圧に応じて、前記第１光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させる第１変調部と、
印加される電圧に応じて、前記第２光路を伝搬する光の位相を変化させるとともに、当該光のパワーを減衰させる第２変調部と、
前記第１光路及び前記第２光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように、前記測定部によって測定された光のパワーに基づいて前記第１変調部及び前記第２変調部の一方へ印加する電圧を制御する光パワー補正部と、
前記第１変調部及び前記第２変調部の他方へ印加する電圧を前記電気信号に応じて制御する通信制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１光路及び第２光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように、測定された光のパワーに基づいて第１光路又は第２光路を伝搬する光のパワーを減衰させる。これにより、第１光路及び第２光路の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるので、主出力光路を伝搬する光信号の消光比を向上させることができる。したがって、光信号の品質を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制御部が備える機能的な構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る補正制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る通信制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。また、同一の要素に関して重複する説明は省略する。
【００１１】
光送信装置は、光信号によって通信するための光通信システムを構成する装置の一つであり、電気信号を光信号に変換するための装置である。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る光送信装置１００は、図１に示すように、電気信号取得部１０１と、光変調器１０２と、送出部１０３とを備える。
【００１３】
電気信号取得部１０１は、通信回線１０５を介して電気信号を取得するインタフェースである。光変調器１０２は、電気信号取得部１０１により取得された電気信号に応じた光信号を生成して出力する。光変調器１０２の詳細は後述する。送出部１０３は、光変調器１０２から出力された光信号を光送信装置１００の外部の伝送光路１０６へ送出するためのインタフェースである。
【００１４】
光変調器１０２は、ＩｎＰやＧａＡｓなどの半導体を用いたマッハツェンダ（ＭＺ）型の変調器である。光変調器１０２は、同図に示すように、光源１１１と、メインＭＺ干渉計１１２と、第１〜第２電極１２１〜１２２及び第１〜第２印加部１３１〜１３２を含む位相関係調整部１１３と、第３〜第６電極１２３〜１２６と、第３〜第６印加部１３３〜１３６と、測定部１１４と、制御部１１５とを備える。
【００１５】
光源１１１は、例えば半導体レーザ、固体レーザなどから構成され、時間的に連続で一定のパワーの光を発する。
【００１６】
メインＭＺ干渉計１１２は、光源１１１から発せられる光を分波し干渉させる。メインＭＺ干渉計１１２は、同図に示すように、主入力光路１４１と、主分波器１４２と、第１アーム（第１光路）１４３と、第２アーム（第２光路）１４４と、主合成器１４５と、主出力光路１４６とを備える。
【００１７】
主入力光路１４１は、光源１１１から発せられる光が一端から入射し、その入射した光が伝搬する光路である。主入力光路１４１の他端は主分波器１４２に接続されている。
【００１８】
第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々は、一端が主分波器１４２に接続され、他端が主合成器１４５に接続された光路である。すなわち、第１アーム１４３及び第２アーム１４４は、主分波器１４２によって分岐し、主合成器１４５によって結合された光路である。第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々は、独立した光路であって、等しい光路長を有する。第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々の詳細については後述する。
【００１９】
主出力光路１４６は、一端が主合成器１４５に接続され、他端が送出部１０３に接続された光路である。
【００２０】
第１アーム１４３は、同図に示すように、第１アーム側入力光路１５１と、第１サブＭＺ干渉計１５２と、第１アーム側出力光路１５３とを含む。第１サブＭＺ干渉計１５２は、第１分波器１６１と、第１合成器１６２と、第３アーム（第３光路）１６３と、第４アーム（第４光路）１６４とを備える。
【００２１】
第１アーム側入力光路１５１は、一端が主分波器１４２に接続され、他端が第１分波器１６１に接続された光路である。
【００２２】
第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々は、一端が第１分波器１６１に接続され、他端が第１合成器１６２に接続された光路である。すなわち、第３アーム１６３及び第４アーム１６４は、第１分波器１６１によって分岐し、第１合成器１６２によって結合された光路である。第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々は、独立した光路であって、等しい光路長を有する。
【００２３】
第１アーム側出力光路１５３は、一端が第１合成器１６２に接続され、他端が主合成器１４５に接続された光路である。
【００２４】
第２アーム１４４は、同図に示すように、第２アーム側入力光路１７１と、第２サブＭＺ干渉計１７２と、第２アーム側出力光路１７３とを含む。第２サブＭＺ干渉計１７２は、第２分波器１８１と、第２合成器１８２と、第５アーム（第５光路）１８３と、第６アーム（第６光路）１８４とを備える。
【００２５】
第２アーム側入力光路１７１は、一端が主分波器１４２に接続され、他端が第２分波器１８１に接続された光路である。
【００２６】
第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々は、一端が第２分波器１８１に接続され、他端が第２合成器１８２に接続された光路である。すなわち、第５アーム１８３及び第６アーム１８４は、第２分波器１８１によって分岐され、第２合成器１８２によって結合された光路である。第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々は、独立した光路であって、等しい光路長を有する。
【００２７】
第２アーム側出力光路１７３は、一端が第２合成器１８２に接続され、他端が主合成器１４５に接続された光路である。
【００２８】
位相関係調整部１１３は、制御部１１５による制御の下で、第１アーム側出力光路１５３を伝搬する光の位相と第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相とを所定の関係に調整する。
【００２９】
位相関係調整部１１３は、上述のように、第１電極１２１と、第１印加部１３１と、第２電極１２２と、第２印加部１３２とを含む。
【００３０】
第１電極１２１は、第１アーム側出力光路１５３に設けられる電極である。第１印加部１３１は、制御部１１５による制御の下で、第１電極１２１に電圧を印加する。
【００３１】
第１電極１２１は、第１印加部１３１により印加される電圧に応じて、第１アーム１４３を伝搬する光の位相を変化させるとともに、第１アーム１４３を伝搬する光のパワーを減衰させる。
【００３２】
詳細には、第１電極１２１に順バイアスの電圧が印加されると、キャリアプラズマ効果などにより、第１アーム側出力光路１５３を伝搬する光は、第１電極１２１の近傍で位相を変えて伝搬する。第１電極１２１に逆バイアスの電圧が印加されると、量子閉じ込めシュタルク効果などにより、第１アーム側出力光路１５３を伝搬する光は、第１電極１２１の近傍で位相を変えかつパワーを減衰させて、伝搬する。
【００３３】
ここで、順バイアスの電圧とは、アームの材料の物性によって定まる基準値より大きい電圧をいう。また、逆バイアスの電圧とは、その基準値以下の電圧をいう。
【００３４】
第２電極１２２は、第２アーム側出力光路１７３に設けられる電極である。第２印加部１３２は、制御部１１５による制御の下で、第２電極１２２に電圧を印加する。
【００３５】
第２電極１２２は、第２印加部１３２により印加される電圧に応じて、第２アーム１４４を伝搬する光の位相を変化させるとともに、第２アーム１４４を伝搬する光のパワーを減衰させる。
【００３６】
詳細には、第２電極１２２に順バイアスの電圧が印加されると、キャリアプラズマ効果などにより、第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光は、第２電極１２２の近傍で位相を変えて伝搬する。第２電極１２２に逆バイアスの電圧が印加されると、量子閉じ込めシュタルク効果などにより、第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光は、第２電極１２２の近傍で位相を変えかつパワーを減衰させて、伝搬する。
【００３７】
第３〜第６電極１２３〜１２６はそれぞれ、第３〜第６アーム１６３，１６４，１８３，１８４に設けられる電極である。第３〜第６印加部１３３〜１３６はそれぞれ、制御部１１５による制御の下で、第３〜第６電極１２３〜１２６に電圧を印加する。
【００３８】
第３電極１２３は、第３印加部１３３により印加される電圧に応じて、第３アーム１６３を伝搬する光の位相を変化させるとともに、第３アーム１６３を伝搬する光のパワーを減衰させる。
【００３９】
詳細には、第３電極１２３に順バイアスの電圧が印加されると、キャリアプラズマ効果などにより、第３アーム１６３を伝搬する光は、第３電極１２３の近傍で位相を変えて伝搬する。第３電極１２３に逆バイアスの電圧が印加されると、量子閉じ込めシュタルク効果などにより、第３アーム１６３を伝搬する光は、第３電極１２３の近傍で位相を変えかつパワーを減衰させて、伝搬する。
【００４０】
第４〜第６電極１２４〜１２６についても第３電極１２３と同様である。すなわち、第４〜第６電極１２４〜１２６はそれぞれ、対応する第４〜第６印加部１３４〜１３６により印加される電圧に応じて、第４〜第６アーム１６４，１８３，１８４を伝搬する光の位相を変化させるとともに、第４〜第６アーム１６４，１８３，１８４を伝搬する光のパワーを減衰させる。
【００４１】
詳細には、第４〜第６電極１２４〜１２６に順バイアスの電圧が印加されると、それぞれに対応する第４〜６アーム１６４，１８３，１８４を伝搬する光は、第４〜第６電極１２４〜１２６の近傍で位相を変えて伝搬する。第４〜第６電極１２４〜１２６に逆バイアスの電圧が印加されると、第４〜第６電極１２４〜１２６のそれぞれに対応する第４〜６アーム１６４，１８３，１８４を伝搬する光は、第４〜第６電極１２４〜１２６の近傍で位相を変えかつパワーを減衰させて、伝搬する。
【００４２】
なお、第１〜第６印加部１３１〜１３６の各々は例えば、アンプ、コンデンサなどの回路素子から構成される。
【００４３】
測定部１１４は、各アーム１４３，１４４，１６３，１６４，１８３，１８４を伝搬する光のパワーを測定し、測定した結果を含む電気信号（測定信号）を出力する。
【００４４】
詳細には、第１アーム１４３では、測定部１１４は、第１電極１２１が設けられる部分と主合成器１４５との間を伝搬する光のパワーを測定する。第２アーム１４４では、測定部１１４は、第２電極１２２が設けられる部分と主合成器１４５との間を伝搬する光のパワーを測定する。
【００４５】
第３アーム１６３では、測定部１１４は、第３電極１２３が設けられる部分と第１合成器１６２との間を伝搬する光のパワーを測定する。第４アーム１６４では、測定部１１４は、第４電極１２４が設けられる部分と第１合成器１６２との間を伝搬する光のパワーを測定する。
【００４６】
第５アーム１８３では、測定部１１４は、第５電極１２５が設けられる部分と第２合成器１８２との間を伝搬する光のパワーを測定する。第６アーム１８４では、測定部１１４は、第６電極１２６が設けられる部分と第２合成器１８２との間を伝搬する光のパワーを測定する。
【００４７】
制御部１１５は、光送信装置１００を制御し、例えばマイクロプロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）などから構成される。制御部１１５は、例えばマイクロプロセッサがＲＡＭを作業領域としながら、ＲＯＭに予め格納されたソフトウェアプログラムを実行することによって、予め定められた処理を実行する。
【００４８】
一般に、メインＭＺ干渉計１１２の各アーム１４３，１４４にサブＭＺ干渉計１５２，１７２を設けた干渉計を有する光変調器１０２は、ＤｕａｌＰａｒａｌｌｅｌ変調器（ＤＰ変調器）などと称さる。ＤＰ変調器は、四位相偏移（ＱＰＳＫ）変調方式に好適に採用される。
【００４９】
制御部１１５は、予め定められる変調方式としてのＱＰＳＫ変調方式に従って、電気信号を光信号に変換し、その光信号を送出するための制御を行う。制御部１１５は、機能的には、図２に示すように、通信制御部１９１と補正制御部１９２とを備える。
【００５０】
通信制御部１９１は、ＱＰＳＫ変調方式に従って、電気信号取得部１０１により取得された電気信号に応じた光信号を生成するための制御を行う。
【００５１】
詳細には、通信制御部１９１は、第１アーム側出力光路１５３及び第２アーム側出力光路１７３との各々を伝搬する光の位相がπ／２だけずれるように、位相関係調整部１１３を制御する。例えば、通信制御部１９１は、第１アーム側出力光路１５３及び第２アーム側出力光路１７３の一方（直角位相側アーム）を伝搬する光の位相を直角位相とし、その他方（同相側アーム）を伝搬する光の位相を同相のままにする。
【００５２】
第３アーム１６３及び第４アーム１６４の一方（駆動側アーム）について、通信制御部１９１は、電気信号に応じて、駆動側アームに対応する第３印加部１３３又は第４印加部１３４に所定の大きさの電圧を印加させる。例えば、通信制御部１９１は、駆動側アームに対応する第３印加部１３３又は第４印加部１３４に、電気信号に応じて、参照側アームを伝搬する光の位相に対する駆動側アームを伝搬する光の位相を同相と逆相とのいずれかに切り替える大きさの電圧を印加させる。
【００５３】
第３アーム１６３及び第４アーム１６４の他方（参照側アーム）について、通信制御部１９１は、伝搬する光の位相を一定（同相）にする。
【００５４】
第５アーム１８３及び第６アーム１８４の一方（駆動側アーム）について、通信制御部１９１は、電気信号に応じて、駆動側アームに対応する第５印加部１３５又は第６印加部１３６に所定の大きさの電圧を印加させる。例えば、通信制御部１９１は、駆動側アームに対応する第５印加部１３５又は第６印加部１３６に、電気信号に応じて、参照側アームを伝搬する光の位相に対する駆動側アームを伝搬する光の位相を同相と逆相とのいずれかに切り替える大きさの電圧を印加させる。
【００５５】
第５アーム１８３及び第６アーム１８４の他方（参照側アーム）について、通信制御部１９１は、伝搬する光の位相を一定（同相）にする。
【００５６】
補正制御部１９２は、電気信号に応じた光信号を生成する前提として、各ＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２の特性を補正するための制御を行う。
【００５７】
ここで、ＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２の特性は、例えば製造された個々の具体的なＭＺ干渉計１１２（１５２，１７２）のアーム１４３及び１４４（１６３及び１６４、１８３及び１８４）の各々を伝搬する光のパワーの不均衡を含む。また、ＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２の特性は、第１サブＭＺ干渉計１５２及び第２サブＭＺ干渉計１７２の各々の駆動側アームの位相を変化させることに伴う第１サブＭＺ干渉計１５２及び第２サブＭＺ干渉計１７２から出力される光の位相の関係のずれを含む。
【００５８】
補正制御部１９２は、図２に示すように、測定信号取得部２０１と、光パワー補正部２０２と、位相関係補正部２０３とを含む。
【００５９】
測定信号取得部２０１は、測定部１１４から測定信号を取得する。
【００６０】
光パワー補正部２０２は、各ＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２ごとに、アーム１４３及び１４４、１６３及び１６４、１８３及び１８４の各々を伝搬する光のパワーを等しくするための制御を行う。
【００６１】
詳細には、光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて、第１アーム側出力光路１５３及び第２アーム側出力光路１７３のうち、伝搬する光のパワーが大きい方に対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２に、メイン光パワー均衡電圧を印加させる。ここで、メイン光パワー均衡電圧とは、メインＭＺ干渉計１１２の第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる大きさの逆バイアスの電圧である。
【００６２】
また、光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて、第３アーム１６３及び第４アーム１６４のうち、伝搬する光のパワーが大きい方に対応する第３印加部１３３又は第４印加部１３４に、第１サブ光パワー均衡電圧を印加させる。ここで、第１サブ光パワー均衡電圧とは、第１サブＭＺ干渉計１５２の第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる大きさの逆バイアスの電圧である。
【００６３】
さらに、光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて、第５アーム１８３及び第６アーム１８４のうち、伝搬する光のパワーが大きい方に対応する第５印加部１３５又は第６印加部１３６に、第２サブ光パワー均衡電圧を印加させる。ここで、第２サブ光パワー均衡電圧とは、第２サブＭＺ干渉計１７２の第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる大きさの逆バイアスの電圧である。
【００６４】
位相関係補正部２０３は、第１サブＭＺ干渉計１５２及び第２サブＭＺ干渉計１７２の各々から出力される光の位相関係のずれを補正するための制御を行う。
【００６５】
詳細には例えば、第３印加部１３３又は第４印加部１３４が、第１サブＭＺ干渉計１５２の駆動側アーム１６３又は１６４を伝搬する光を逆相とする順バイアスの電圧を印加した場合に、第１サブＭＺ干渉計１５２及び第２サブＭＺ干渉計１７２の各々から出力される光の位相関係がπ／２からずれる。この場合にπ／２からずれた位相関係をπ／２とするように、位相関係補正部２０３は、直角位相側アーム１４３又は１４４に対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２に印加させる順バイアスの電圧の大きさを補正する。
【００６６】
また、第５印加部１３５又は第６印加部１３６が、第２サブＭＺ干渉計１７２の駆動側アーム１８３又は１８４を伝搬する光を逆相とする順バイアスの電圧を印加した場合に、第１サブＭＺ干渉計１５２及び第２サブＭＺ干渉計１７２の各々から出力される光の位相関係がπ／２からずれる。この場合にπ／２からずれた位相関係をπ／２とするように、位相関係補正部２０３は、直角位相側アーム１４３又は１４４に対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２に印加させる順バイアスの電圧の大きさを補正する。
【００６７】
これまで、本発明の一実施形態に係る光送信装置１００の構成について説明した。ここから、光送信装置１００における動作について、図を参照して説明する。
【００６８】
（補正制御処理）
光送信装置１００は、例えば起動直後に、図３のフローチャートに示す補正制御処理を実行する。補正制御処理は、各ＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２の特性を補正するための処理である。
【００６９】
なお、補正制御処理は、光送信装置１００の起動直後に限らず、例えばボタンなどから構成される操作部（図示せず）をユーザが操作することによって、光送信装置１００が補正制御処理の実行指示を受け付けた時に実行されてもよい。
【００７０】
測定信号取得部２０１が測定部１１４から測定信号を取得する（ステップＳ１０１）。
【００７１】
光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて第３印加部１３３又は第４印加部１３４に逆バイアスの電圧を印加させることによって、第１サブＭＺ干渉計１５２における第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように補正する（ステップＳ１０２）。
【００７２】
詳細には、光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて、第３アーム１６３及び第４アーム１６４のうち、それぞれを伝搬する光のパワーが大きい方を参照側アームと決定する。なお、駆動側アームは、参照側アームとは異なる方のアームとして決定される。そして、光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて、参照側アームに対応する第３印加部１３３又は第４印加部１３４に第１サブ光パワー均衡電圧を印加させる。
【００７３】
これによって、第３電極１２３又は第４電極１２４に第１サブ光パワー均衡電圧が印加される。そのため、印加された第３電極１２３又は第４電極１２４に対応する第３アーム１６３又は第４アーム１６４を伝搬する光のパワーが減衰して、第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる。
【００７４】
例えば、測定信号が示す第４アーム１６４を伝搬する光のパワーが第３アーム１６３を伝搬する光のパワーより大きい場合、光パワー補正部２０２は、第４アーム１６４を参照側アームと、第３アーム１６３を駆動側アームと決定する。この場合、光パワー補正部２０２は、測定信号を参照しながら、第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるまで次第に大きな逆バイアスの電圧を第４印加部１３４に印加させる。これによって、第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる。
【００７５】
第１サブＭＺ干渉計１５２における光パワー補正処理（ステップＳ１０２）を実行することによって、製造誤差などによって生じる第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々を伝搬する光のパワーの不均衡が補正される。そのため、第１サブＭＺ干渉計１５２から出力される光の消光比が向上し、その結果、光変調器１０２から出力される光の消光比も向上する。したがって、電気信号が変換された光信号の品質を向上させることが可能になる。
【００７６】
光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて第５印加部１３５又は第６印加部１３６に逆バイアスの電圧を印加させることによって、第２サブＭＺ干渉計１７２における第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように補正する（ステップＳ１０３）。
【００７７】
第２サブＭＺ干渉計１７２における光パワー補正処理（ステップＳ１０３）の詳細は、上述の第１サブＭＺ干渉計１５２における光パワー補正処理（ステップＳ１０２）の詳細と同様である。すなわち、ステップＳ１０３における処理の詳細は、ステップＳ１０２における処理に関する説明の第３アーム１６３、第４アーム１６４、第３印加部１３３及び第４印加部１３４のそれぞれを、第５アーム１８３、第６アーム１８４、第５印加部１３５及び第６印加部１３６に置き換えたものである。
【００７８】
これによって、第２サブ光パワー均衡電圧が第５電極１２５又は第６電極１２６に印加される。そのため、印加された第５電極１２５又は第６電極１２６に対応する第５アーム１８３又は第６アーム１８４を伝搬する光のパワーが減衰して、第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる。
【００７９】
例えば、測定信号が示す第６アーム１８４を伝搬する光のパワーが第５アーム１８３を伝搬する光のパワーより大きい場合、光パワー補正部２０２は、第６アーム１８４を参照側アームと、第５アーム１８３を駆動側アームと決定する。この場合、光パワー補正部２０２は、測定信号を参照しながら、第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるまで次第に大きな逆バイアスの電圧を第６印加部１３６に印加させる。これによって、第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる。
【００８０】
第２サブＭＺ干渉計１７２における光パワー補正処理（ステップＳ１０３）を実行することによって、製造誤差などによって生じる第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々を伝搬する光のパワーの不均衡が補正される。そのため、第２サブＭＺ干渉計１７２から出力される光の消光比が向上し、その結果、光変調器１０２から出力される光の消光比も向上する。したがって、電気信号が変換された光信号の品質を向上させることが可能になる。
【００８１】
光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて第１印加部１３１又は第２印加部１３２に逆バイアスの電圧を印加させることによって、メインＭＺ干渉計１１２における第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるように補正する（ステップＳ１０４）。
【００８２】
詳細には、光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて、第１アーム１４３及び第２アーム１４４のうち、それぞれを伝搬する光のパワーが大きい方を同相側アームと決定する。なお、直角位相側アームは、同相側アームとは異なる方のアームとして決定される。そして、光パワー補正部２０２は、測定信号に基づいて、同相側アームに対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２にメイン光パワー均衡電圧を印加させる。
【００８３】
これによって、第１電極１２１又は第２電極１２２にメイン光パワー均衡電圧が印加される。そのため、印加された第１電極１２１又は第２電極１２２に対応する第１アーム１４３又は第２アーム１４４を伝搬する光のパワーが減衰して、第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる。
【００８４】
例えば、測定信号が示す第１アーム１４３を伝搬する光のパワーが第２アーム１４４を伝搬する光のパワーより大きい場合、光パワー補正部２０２は、第１アーム１４３を同相側アームと、第２アーム１４４を直角位相側アームと決定する。この場合、光パワー補正部２０２は、測定信号を参照しながら、第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなるまで次第に大きな逆バイアスの電圧を第１印加部１３１に印加させる。これによって、第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々を伝搬する光のパワーが等しくなる。
【００８５】
メインＭＺ干渉計１１２における光パワー補正処理（ステップＳ１０４）を実行することによって、製造誤差などによって生じる第１アーム１４３及び第２アーム１４４の各々を伝搬する光のパワーの不均衡が補正される。そのため、メインＭＺ干渉計１１２から出力される光の消光比が向上し、その結果、光変調器１０２から出力される光の消光比も向上する。したがって、電気信号が変換された光信号の品質を向上させることが可能になる。
【００８６】
位相関係補正部２０３は、直角位相側アームに対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２を制御することによって、第１アーム側出力光路１５３と第２アーム側出力光路１７３との各々を伝搬する光の位相をπ／２ずれたものにする（ステップＳ１０５）。
【００８７】
例えば、第２アーム１４４が直角位相側アームと決定された場合、位相関係補正部２０３は、第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相がπ／２ずれるように第２印加部１３２に順バイアスを印加する。その結果、第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相が、第１アーム側出力光路１５３を伝搬する光の位相よりもπ／２ずれる。
【００８８】
位相関係補正部２０３は、第１サブＭＺ干渉計１５２の駆動側アームを伝搬する光の位相を逆相にする大きさの順バイアスの電圧を第３印加部１３３又は第４印加部１３４に印加させる（ステップＳ１０６）。
【００８９】
例えば、第３アーム１６３が駆動側アームと決定された場合、位相関係補正部２０３は、観測信号を参照しながら、第３アーム１６３を伝搬する光が第４アーム１６４を伝搬する光の逆相となる順バイアスの電圧を第３印加部１３３に印加させる。
【００９０】
これによって、第３アーム１６３及び第４アーム１６４の各々を伝搬する光の位相がπずれるだけでなく、第１サブＭＺ干渉計１５２及び第２サブＭＺ干渉計１７２の各々から出力される光の位相の関係もずれる。そのため、ステップＳ１０５において調整された第１アーム側出力光路１５３及び第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相の関係もずれる。
【００９１】
位相関係補正部２０３は、位相関係調整部１１３を制御することによって、第１アーム側出力光路１５３と第２アーム側出力光路１７３との各々を伝搬する光の位相がπ／２ずれたものとなるように補正する（ステップＳ１０７）。
【００９２】
例えば、第２アーム１４４が直角位相側アームと決定された場合、位相関係補正部２０３は、観測信号を参照しながら、第２アーム側出力光路１５３を伝搬する光の位相が第１アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相よりπ／２ずれるように、第２印加部１３２に印加させる順バイアスの電圧の大きさを制御する。
【００９３】
これによって、第１アーム側出力光路１５３を伝搬する光の位相と第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相とがπ／２ずれた関係となるので、ほぼ設計時に想定された位相関係の光を干渉させて光信号を生成することができる。したがって、光信号の品質を向上させることが可能になる。
【００９４】
位相関係補正部２０３は、第２サブＭＺ干渉計１７２の駆動側アームを伝搬する光の位相を逆相にする大きさの順バイアスの電圧を第５印加部１３５又は第６印加部１３６に印加させる（ステップＳ１０８）。
【００９５】
例えば、第５アーム１８３が駆動側アームと決定された場合、位相関係補正部２０３は、観測信号を参照しながら、第５アーム１８３を伝搬する光が第６アーム１８４を伝搬する光の逆相となる順バイアスの電圧を第５印加部１３５に印加させる。
【００９６】
これによって、第５アーム１８３及び第６アーム１８４の各々を伝搬する光の位相がπだけずれるだけでなく、第１サブＭＺ干渉計１５２及び第２サブＭＺ干渉計１７２の各々から出力される光の位相の関係もずれる。そのため、ステップＳ１０７において調整された第１アーム側出力光路１５３及び第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相の関係もずれる。
【００９７】
位相関係補正部２０３は、ステップＳ１０７における処理と同様に、位相関係調整部１１３を制御することによって、第１アーム側出力光路１５３と第２アーム側出力光路１７３との各々を伝搬する光の位相がπ／２ずれたものとなるように補正する（ステップＳ１０９）。光送信装置１００は補正制御処理を終了する。
【００９８】
これによって、第１アーム側出力光路１５３を伝搬する光の位相と第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相とがπ／２ずれた関係となるので、ほぼ設計時に想定された位相関係の光を干渉させて光信号を生成することができる。したがって、光信号の品質を向上させることが可能になる。
【００９９】
補正制御処理が終了すると、光変調器１０２は、例えば光送信装置１００の稼働中、補正制御部１９２から通知を受けた通信制御部１９１の制御の下で、補正制御処理によって補正された状態を維持する。
【０１００】
詳細には、同相側アームに対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２は、メイン光パワー均衡電圧の印加を継続する。駆動側アームに対応する第３印加部１３３又は第４印加部１３４は、第１サブ光パワー均衡電圧の印加を継続する。駆動側アームに対応する第５印加部１３５又は第６印加部１３６は、第２サブ光パワー均衡電圧の印加を継続する。また、直交位相側アームに対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２は、補正された順バイアスの電圧の印加を継続する。
【０１０１】
これまで説明したように、補正制御処理のステップＳ１０２〜ステップＳ１０４を実行することによって、製造誤差などによって生じる光変調器１０２が備えるＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２のすべてについて、アーム１４３及び１４４、１６３及び１６４、１８３及び１８４の各々を伝搬する光のパワーの不均衡が補正される。そのため、光変調器１０２から出力される光の消光比を、ＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２の一部におけるアームの各々を伝搬する光のパワーの不均衡を補正する場合よりもさらに向上させることができる。したがって、電気信号が変換された光信号の品質を、ＭＺ干渉計１１２，１５２，１７２の一部におけるアームを伝搬する光のパワーの不均衡を補正する場合よりもさらに向上させることが可能になる。
【０１０２】
また、補正制御処理のステップＳ１０６〜ステップＳ１０９を実行することによって、第１アーム側出力光路１５３を伝搬する光の位相と第２アーム側出力光路１７３を伝搬する光の位相とがπ／２ずれた関係となるように補正される。そのため、ほぼ設計時に想定された位相関係の光を干渉させて光信号を生成することができる。したがって、光信号の品質を向上させることが可能になる。
【０１０３】
（通信制御処理）
光送信装置１００は、補正制御処理が実行された後、稼働中に繰り返して、図４のフローチャートに示す通信制御処理を実行する。通信制御処理は、電気信号に応じた光信号を生成し、生成した光信号を送出するための処理である。
【０１０４】
電気信号取得部は、通信回線１０５を介して電気信号を取得する（ステップＳ１１１）。
【０１０５】
通信制御部１９１は、電気信号に応じて、第１サブＭＺ干渉計１５２の駆動側アームに対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２と、第２サブＭＺ干渉計１７２の駆動側アームに対応する第３印加部１３３又は第４印加部１３４とに印加させる（ステップＳ１１２）。
【０１０６】
これによって、電気信号に応じた光信号がメインＭＺ干渉計１１２において生成され、メインＭＺ干渉計１１２から出力される。
【０１０７】
ここで、ＱＰＳＫ変調方式の１つであるＤＱＰＳＫ変調方式（差動四相位相偏移変調方式）の場合を例に、電気信号に応じた光信号が生成される際の光送信装置１００の動作について説明する。
【０１０８】
通信制御部１９１は、電気信号に基づいて差分信号を生成する。ここで生成される差分信号は、取得された電気信号を２ｂｉｔずつに分けた場合に、２ｂｉｔの電気信号の各々と、それと所定の関係（例えば、直前）にある２ｂｉｔの電気信号との差分を示す電気信号である。
【０１０９】
第１サブＭＺ干渉計１５２では第３アーム１６３が駆動側アームと決定された場合、通信制御部１９１は、差分信号が示す２ｂｉｔの一方の値（０又は１）に応じて第３印加部１３３に印加させる順バイアスの電圧を制御する。これによって、第３アーム１６３を伝搬する光は、電気信号に応じて同相と逆相とに切り替えられる。
【０１１０】
このとき、通信制御部１９１は、補正制御部１９２から通知を受けて、参照側アームである第４アーム１６４に対応する第４印加部１３４に第１サブ光パワー均衡電圧を印加させている。
【０１１１】
そのため、差分信号が示す２ｂｉｔの一方の値を示す、消光比が良好な干渉光を第１サブＭＺ干渉計１５２から出力させることが可能になる。
【０１１２】
また、第２サブＭＺ干渉計１７２では第５アーム１８３が駆動側アームと決定された場合、通信制御部１９１は、差分信号が示す２ｂｉｔの他方の値（０又は１）に応じて第５印加部１３５に印加させる順バイアスの電圧を制御する。これによって、第５アーム１８３を伝搬する光は、電気信号に応じて同相と逆相とに切り替えられる。
【０１１３】
このとき、通信制御部１９１は、補正制御部１９２から通知を受けて、参照側アームである第６アーム１８４に対応する第６印加部１３６に第２サブ光パワー均衡電圧を印加させている。
【０１１４】
そのため、差分信号が示す２ｂｉｔの他方の値を示す、消光比が良好な干渉光を第２サブＭＺ干渉計１７２から出力させることが可能になる。
【０１１５】
さらに、通信制御部１９１は、補正制御部１９２から通知を受けて、直交位相側アームに対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２に、補正制御部１９２により補正された順バイアスの電圧を印加させている。同時に、通信制御部１９１は、補正制御部１９２から通知を受けて、同相側アームに対応する第１印加部１３１又は第２印加部１３２に、メイン光パワー均衡電圧を印加させている。
【０１１６】
そのため、差分信号を示す（すなわち、電気信号に応じた）、消光比が良好でかつほぼ設計時に想定された位相関係の光を干渉させた高品質の光信号をメインＭＺ干渉計１１２において生成させることが可能になる。
【０１１７】
メインＭＺ干渉計１１２において生成された光信号は、メインＭＺ干渉計１１２から主出力光路１４６を介して出力される。
【０１１８】
送出部１０３は、主出力光路１４６を介して出力される光信号を取得し、外部の伝送光路１０６へ送出する（ステップＳ１１３）。光送信装置１００は、通信制御処理を終了する。
【０１１９】
このように、通信制御処理を実行することによって、消光比が良好な高品質の光信号を送出することが可能になる。また、ほぼ設計時に想定された位相関係の光を干渉させた高品質の光信号を送出することが可能になる。
【０１２０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、一実施形態に限定されるものではなく、一実施形態に種々の変更を加えた態様やそれらと均等な技術的範囲をも含む。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、光の位相変調を利用する光変調器、そのような光変調器を備える光送信装置などに好適に利用される。
【符号の説明】
【０１２２】
１００  光送信装置
１０１  電気信号取得部
１０２  光変調器
１０３  送出部
１１２  メインＭＺ干渉計
１１３  位相関係調整部
１１４  測定部
１１５  制御部
１２１〜１２６  第１〜第６電極
１３１〜１３６  第１〜第６印加部
１４１  主入力光路
１４３  第１アーム
１４４  第２アーム
１４６  主出力光路
１５２  第１サブＭＺ干渉計
１６３  第３アーム
１６４  第４アーム
１７２  第２サブＭＺ干渉計
１８３  第５アーム
１８４  第６アーム
１９１  通信制御部
１９２  補正制御部
２０１  測定信号取得部
２０２  光パワー補正部
２０３  位相関係補正部
【図１】
2013167703.tif 000003
【図２】
2013167703.tif 000004
【図３】
2013167703.tif 000005
【図４】
2013167703.tif 000006