(57)【要約】      （修正有）【課題】ＢＯＣＤＡ用途の複数の光変調部を備えた光変調器に対して、長時間安定的に作動し、所望のバイアス点に容易に設定することのできる光変調器のバイアス制御方法及び装置を提供する。【解決手段】光変調器は、変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートを、各光変調部毎に備え、各ポートに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧幅で電圧をスキャンしながら、出力光強度変化を測定して、ポートに印加する電圧を、光変調器からの出力光の光強度が所定の値になるように決定する初期準備工程と、初期準備工程を全てのポートに対して、スキャンに係るタイミングが重ならないように、順次行い、その後各ポートに半波長電圧以下の変動幅で所定印加電圧値の付近で電圧をスキャンしながら、出力光強度変化を測定し、出力光が所定の値となるように印加電圧を微調整する工程を、行う。【選択図】図２
2013210522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調部を複数備えた光変調器に対し、各光変調部のバイアス電圧を制御する、ＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、
該光変調器は、前記光変調部を構成する変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートを、各光変調部毎に対応して備え、
該ポートに、該ポートに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧幅で電圧をスキャンしながら印加すると共に、該光変調器からの出力光の強度変化を測定して、該光変調部に対応する半波長電圧を測定すると共に、測定後に該ポートに印加する電圧を、該光変調器からの出力光の光強度が所定の値になるように印加電圧値（所定印加電圧値）を決定する初期準備工程と、
該初期準備工程を全てのポートに対して、該スキャンに係るタイミングが重ならないように、順次行い、
全ての初期準備工程が終了した後、該ポートには、当該ポートに対して測定した半波長電圧以下の変動幅で変化する電圧を該所定印加電圧値の付近でスキャンしながら、該光変調器からの出力光の強度変化を測定し、該出力光が前記所定の値となるように印加電圧を調整する微調整工程を、全てのポートに対して、各スキャンに係るタイミングが重ならないように行うことを特徴とするＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、各光変調部を構成するマッハツェンダー型光導波路は、互いに接続又は一方の光導波路の一部に組み込まれていることを特徴とするＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該光変調器は、１つの主マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路に、２つの副マッハツェンダー型光導波路を１つずつ組み込んだ光単側波帯（ＳＳＢ）変調器であることを特徴とするＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該初期準備工程及び該微調整工程で使用する光変調器からの出力光は、全てのポートに対して同一の出力光を使用することを特徴とするＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該光変調器がＢＯＣＤＡ向けに動作開始した後は、各ポートには、該ポートに対応した所定印加電圧値が印加されることを特徴とするＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該所定印加電圧値は、各光変調部における光変調曲線の最大値、最小値、又は当該曲線の変曲点のいずれか一つであり、ＢＯＣＤＡ測定中は、該バイアス制御が止まっていることを特徴とするＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法。
【請求項７】
電気光学効果を有する基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調部を複数備えた光変調器に対し、各光変調部のバイアス電圧を制御する、ＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御装置において、
該光変調器は、前記光変調部を構成する変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートを、各光変調部毎に対応して有し、
該光変調器からの出力光を受光する受光素子と、
該ポートに印加する印加電圧を調整するバイアス制御回路とを備え、
該バイアス制御回路では、該ポートに、該ポートに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧幅で電圧をスキャンしながら印加すると共に、該受光素子の出力に基づき、該光変調器からの出力光の強度変化を測定して、該光変調部に対応する半波長電圧を測定すると共に、測定後に該ポートに印加する電圧を、該光変調器からの出力光の光強度が所定の値になるように印加電圧値（所定印加電圧値）を決定する初期準備工程と、
該初期準備工程を全てのポートに対して、該スキャンに係るタイミングが重ならないように、順次行い、
全ての初期準備工程が終了した後、該ポートには、当該ポートに対して測定した半波長電圧以下の変動幅で変化する電圧を該所定印加電圧値の付近でスキャンしながら、該光変調器からの出力光の強度変化を測定し、該出力光が前記所定の値となるように印加電圧を調整する微調整工程を、全てのポートに対して、各スキャンに係るタイミングが重ならないように行うことを特徴とするＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリルアン光相関領域解析法（Brillouin Optical  Correlation-Domain Analysis，ＢＯＣＤＡ）に用いる光変調器のバイアス制御方法及び装置に関し、特に、マッハツェンダー型光導波路を含む光変調部を複数備えた、ＢＯＣＤＡに用いる光変調器に対するバイアス制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野におけるＤＱＰＳＫ変調（Differential Quadrature  Phase Shift keying，差動四相位相偏移変調）や、光信号を無線信号（変調された搬送波）で強度変調して光ファイバで伝送するＲＯＦ（Radio Over Fiber）システムにおいて、ネスト型導波路構造の光ＳＳＢ変調装置が利用されている。
【０００３】
ネスト型導波路とは、１つの主マッハツェンダー型導波路の２つの分岐導波路に、２つの副マッハツェンダー型導波路を１つずつ組み込んだ、入れ子型の光導波路を意味している。ネスト型導波路を有する光変調器では、主マッハツェンダー型導波路と、２つの副マッハツェンダー型導波路の各々に、光導波路を伝播する光波を変調するための変調電極を備えた光変調部が設けられる。
【０００４】
光変調器は、ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する基板に形成されており、光変調器を駆動する変調信号のバイアス点が、光変調器の温度変化や駆動に伴う焦電効果などの影響でシフトする温度ドリフト現象や、印加した電圧に応じて経時的にシフトするＤＣドリフト現象が発生する。これらを補償するには、各光変調部において、バイアス制御を行う必要がある。
【０００５】
光変調器に対してバイアス制御を行う方法としては、例えば特許文献１において、光導波路から放射されるオフモードの光を導波するスラブ型光導波路を備え、該スラブ型光導波路から放射される光を光検知器で感知し、該光検知器からの出力に基づいてバイアスを変化させる制御装置が開示されている。
【０００６】
また、ネスト構造を有するＳＳＢ変調器や、複数の光変調部を有する光変調器に対する従来のバイアス制御方法としては、光計測に必要な周波数から大きく離れた高周波数信号を光変調器に重畳し、高周波成分の光信号のみを取り出してその平均パワーなどを測定することでバイアス点のドリフト量を測定し、当該測定に基づきバイアス制御を行っていた。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のバイアス制御装置では、複数の光変調部を有する光変調器に対して個別にバイアス制御することはできなかった。また、複数の光変調部を有する光変調器に対する従来のバイアス制御方法は、高周波成分を重畳する構成や、高周波成分の光信号のみを抽出する構成などを必要としている。特に、特許文献２に示すようなＢＯＣＤＡ用途では高周波成分を重畳及び解析する際に同周波数帯のノイズ成分によって測定感度を低下させることや、光変調器の構成が複雑になることでコスト増の要因となっていた。ＢＯＣＤＡでは、周波数変換器として光変調器が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１５５１８号公報
【特許文献２】特開２００９−３１０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決し、複数の光変調部を備えたＢＯＣＤＡに用いる光変調器に対しても、長時間安定的に作動し、所望のバイアス点に容易に設定することのできるＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電気光学効果を有する基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調部を複数備えた光変調器に対し、各光変調部のバイアス電圧を制御する、ＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該光変調器は、前記光変調部を構成する変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートを、各光変調部毎に対応して備え、該ポートに、該ポートに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧幅で電圧をスキャンしながら印加すると共に、該光変調器からの出力光の強度変化を測定して、該光変調部に対応する半波長電圧を測定すると共に、測定後に該ポートに印加する電圧を、該光変調器からの出力光の光強度が所定の値になるように印加電圧値（所定印加電圧値）を決定する初期準備工程と、該初期準備工程を全てのポートに対して、該スキャンに係るタイミングが重ならないように、順次行い、全ての初期準備工程が終了した後、該ポートには、当該ポートに対して測定した半波長電圧以下の変動幅で変化する電圧を該所定印加電圧値の付近でスキャンしながら、該光変調器からの出力光の強度変化を測定し、該出力光が前記所定の値となるように印加電圧を調整する微調整工程を、全てのポートに対して、各スキャンに係るタイミングが重ならないように行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、各光変調部を構成するマッハツェンダー型光導波路は、互いに接続又は一方の光導波路の一部に組み込まれていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該光変調器は、１つの主マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路に、２つの副マッハツェンダー型光導波路を１つずつ組み込んだ光単側波帯（ＳＳＢ）変調器であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該初期準備工程及び該微調整工程で使用する光変調器からの出力光は、全てのポートに対して同一の出力光を使用することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該光変調器がＢＯＣＤＡ向けに動作開始した後は、各ポートには、該ポートに対応した所定印加電圧値が印加されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該所定印加電圧値は、各光変調部における光変調曲線の最大値、最小値、又は当該曲線の変曲点のいずれか一つであり、ＢＯＣＤＡ測定中は、該バイアス制御が止まっていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明は、電気光学効果を有する基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調部を複数備えた光変調器に対し、各光変調部のバイアス電圧を制御する、ＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御装置において、該光変調器は、前記光変調部を構成する変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートを、各光変調部毎に対応して有し、該光変調器からの出力光を受光する受光素子と、該ポートに印加する印加電圧を調整するバイアス制御回路とを備え、該バイアス制御回路では、該ポートに、該ポートに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧幅で電圧をスキャンしながら印加すると共に、該受光素子の出力に基づき、該光変調器からの出力光の強度変化を測定して、該光変調部に対応する半波長電圧を測定すると共に、測定後に該ポートに印加する電圧を、該光変調器からの出力光の光強度が所定の値になるように印加電圧値（所定印加電圧値）を決定する初期準備工程と、該初期準備工程を全てのポートに対して、該スキャンに係るタイミングが重ならないように、順次行い、全ての初期準備工程が終了した後、該ポートには、当該ポートに対して測定した半波長電圧以下の変動幅で変化する電圧を該所定印加電圧値の付近でスキャンしながら、該光変調器からの出力光の強度変化を測定し、該出力光が前記所定の値となるように印加電圧を調整する微調整工程を、全てのポートに対して、各スキャンに係るタイミングが重ならないように行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明により、気光学効果を有する基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調部を複数備えた光変調器に対し、各光変調部のバイアス電圧を制御する、ＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御方法において、該光変調器は、前記光変調部を構成する変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートを、各光変調部毎に対応して備え、該ポートに、該ポートに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧幅で電圧をスキャンしながら印加すると共に、該光変調器からの出力光の強度変化を測定して、該光変調部に対応する半波長電圧を測定すると共に、測定後に該ポートに印加する電圧を、該光変調器からの出力光の光強度が所定の値になるように印加電圧値（所定印加電圧値）を決定する初期準備工程と、該初期準備工程を全てのポートに対して、該スキャンに係るタイミングが重ならないように、順次行い、全ての初期準備工程が終了した後、該ポートには、当該ポートに対して測定した半波長電圧以下の変動幅で変化する電圧を該所定印加電圧値の付近でスキャンしながら、該光変調器からの出力光の強度変化を測定し、該出力光が前記所定の値となるように印加電圧を調整する微調整工程を、全てのポートに対して、各スキャンに係るタイミングが重ならないように行うため、複数の光変調部を備える光変調器に対しても、簡単な構成で、それぞれの光変調部に対して個別にバイアス制御することができ、所望のバイアス点に容易に設定でき、長時間安定した特性を得ることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明により、各光変調部を構成するマッハツェンダー型光導波路は、互いに接続又は一方の光導波路の一部に組み込まれているため、複数の光変調部が互いに連携している場合でも、個別に光変調部のバイアス制御を容易に行うことができる。
【００１９】
請求項３に係る発明により、光変調器は、１つの主マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路に、２つの副マッハツェンダー型光導波路を１つずつ組み込んだ光単側波帯（ＳＳＢ）変調器であるため、ＤＱＰＳＫ変調やＲＯＦシステムにおいて良く用いられるＳＳＢ変調器に対して、簡単な構成で、各光変調部に対して個別にバイアス制御することができ、所望のバイアス点に容易に設定できると共に、長時間安定した特性を得ることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明により、初期準備工程及び微調整工程で使用する光変調器からの出力光は、全てのポートに対して同一の出力光を使用するため、出力光を検出するための受光素子を少なくすることができる。しかも、１つの出力光に含まれる多数の光変調部の状態を個別に把握でき、光変調部のバイアスを容易に制御することができる。
【００２１】
なお、出力光としては、光変調器からの信号光だけでなく、光変調器の用途や目的に応じて光導波路の合波部から放射される放射モード光も使用することが可能である。
【００２２】
請求項５に係る発明により、光変調器がＢＯＣＤＡ向けに動作開始した後は、各ポートには、該ポートに対応した所定印加電圧値が印加されるため、光変調器の動作中に各光変調部のバイアスを最適に維持することができる。しかも、動作中にバイアス制御を行わないため、バイアス電圧が変動せず、光変調器の特性を劣化させない。
【００２３】
請求項６に係る発明により、所定印加電圧値は、各光変調部における光変調曲線の最大値、最小値、又は当該曲線の変曲点のいずれか一つであり、ＢＯＣＤＡ測定中は、該バイアス制御が止まっているため、光変調器の用途や目的に応じて所定の値を選択でき、所望のバイアス制御を行うことができる。しかも、ＢＯＣＤＡ測定中は、バイアス制御が止まっているため、ＢＯＣＤＡ測定中にバイアスが変動し測定精度が低下する等の不具合を生じることもない。
【００２４】
請求項７に係る発明により、電気光学効果を有する基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調部を複数備えた光変調器に対し、各光変調部のバイアス電圧を制御する、ＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御装置において、該光変調器は、前記光変調部を構成する変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートを、各光変調部毎に対応して有し、該光変調器からの出力光を受光する受光素子と、該ポートに印加する印加電圧を調整するバイアス制御回路とを備え、該バイアス制御回路では、該ポートに、該ポートに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧幅で電圧をスキャンしながら印加すると共に、該受光素子の出力に基づき、該光変調器からの出力光の強度変化を測定して、該光変調部に対応する半波長電圧を測定すると共に、測定後に該ポートに印加する電圧を、該光変調器からの出力光の光強度が所定の値になるように印加電圧値（所定印加電圧値）を決定する初期準備工程と、該初期準備工程を全てのポートに対して、該スキャンに係るタイミングが重ならないように、順次行い、全ての初期準備工程が終了した後、該ポートには、当該ポートに対して測定した半波長電圧以下の変動幅で変化する電圧を該所定印加電圧値の付近でスキャンしながら、該光変調器からの出力光の強度変化を測定し、該出力光が前記所定の値となるように印加電圧を調整する微調整工程を、全てのポートに対して、各スキャンに係るタイミングが重ならないように行うため、複数の光変調部を備える光変調器に対しても、簡単な構成で、それぞれの光変調部に対して個別にバイアス制御することができ、所望のバイアス点を容易に設定でき、長時間安定した特性を得ることができるＢＯＣＤＡに用いる光変調器のバイアス制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用される、複数の光変調部を備えた光変調器の例を示す図である。
【図２】本発明の光変調器のバイアス制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の光変調器のバイアス制御方法における、初期準備工程の動作状態を説明するグラフである。
【図４】本発明の光変調器のバイアス制御方法における、微調整工程の動作状態を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
図１は、マッハツェンダー型光導波路（２〜８）と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極（Ａ〜Ｇ）とを有する光変調部を複数備えた光変調器の一例を示した図である。本発明のバイアス制御方法及び装置が適用できる光変調器としては、図１（ａ）に示すような、１つの主マッハツェンダー型光導波路２の２つの分岐導波路に、２つの副マッハツェンダー型光導波路３，４を１つずつ組み込んだ光単側波帯（ＳＳＢ）変調器１、図１（ｂ）に示すような、２つのマッハツェンダー型導波路５，６を直列に接続した光変調器、図１（ｃ）に示すような、１つの主マッハツェンダー型光導波路７の２つの分岐導波路のうち、一方の分岐導波路にのみ、副マッハツェンダー型光導波路８を組み込んだ光変調器等、光変調部を複数備えた種々の光変調器に対して好適に使用することができる。
以下では、実施例として図１（ａ）に示すＳＳＢ変調器を使用した場合を中心に説明する。ＢＯＣＤＡの周波数変換器には、ＳＳＢ変調器が好適に用いることが可能である。
【００２７】
図１（ａ）に示される光変調器１は、電気光学効果を有する基板（不図示）に形成されたマッハツェンダー型光導波路２〜４と、該マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極（Ａ〜Ｃ）とを有する光変調部を複数備えている。なお、変調電極は、信号電極と接地電極から構成され、バイアス印加用に独立した電極を別途設ける場合もある。図１では、これらの変調電極を簡略化して示している。
【００２８】
また、光変調器は、各変調電極にバイアス電圧を印加する入力ポートを有し、ここでは各電極に付された符号を用いて「ポートＡ」というように言う。
【００２９】
光変調器１は、光変調部を構成する変調電極の一部にバイアス電圧を印加するためのポートＡ〜Ｃを、各光変調部毎に対応して有し、光変調器１からの出力光９を受光する受光素子１０と、ポートＡ〜Ｃに印加する印加電圧を調整するバイアス制御回路（不図示）とを備えている。バイアス制御回路は、後述するバイアス制御方法に基づいて動作している。
【００３０】
本発明に使用される電気光学効果を有する基板としては、種々の公知の材料を用いることが可能であり、例えばニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）、及び石英系の材料などが利用することが可能である。マッハツェンダー型の光導波路は、Ｔｉなどを熱拡散法やプロトン交換法などで基板表面に拡散させたり、リッジ型の凸部を形成することにより、電気光学効果を有する基板上に形成できる。変調電極は、変調信号を印加する信号電極や接地電極から構成され、基板上に、Ｔｉ・Ａｕの電極パターンの形成及び金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体ＳｉＯ２等のバッファ層を設け、光導波路の上側に形成した電極による光波の吸収や散乱を抑制することも可能である。
【００３１】
また、光変調部を構成する変調電極は、図１では、一本の折れ曲がった実線で簡略化して示している。実際は、必要な数の信号電極や接地電極を用いて、マッハツェンダー型光導波路を構成する２つの分岐導波路の一方に変調信号を印加するように構成したり、２つの分岐導波路に互いに逆の変調信号を印加するように構成することが可能である。当然、２つの分岐導波路に別々の変調信号を印加することもできる。バイアス電圧は、変調信号に重畳する形で、信号電極に印加することも可能であるが、信号電極とは別にバイアス印加用の電極を別途形成することも可能である。
【００３２】
本発明の説明で使用する「ポート」とは、各マッハツェンダー型光導波路を含む光変調部にバイアス電圧を印加することを可能とするための、各光変調部の変調電極の少なくとも一部に電気的に接続されている端子を意味している。バイアス制御回路の制御によって、当該ポートには、所定のバイアス電圧が印加される。
【００３３】
バイアス制御回路は、光変調器内の各光変調部に、各ポートＡ〜Ｃを介して印加するバイアス電圧を制御している。また、バイアス制御回路では、光変調器からの出力光を受光する受光素子１０の出力に従い、バイアス電圧を調整し、各ポートに印加している。出力光としては、図１のように、光変調器１の信号光９を用いることが可能である。ただし、光導波路の合波部等から放射される放射モード光９’を用いることも可能である。符号１０’は、このような放射モード光を受光する受光素子を示している。
【００３４】
次に、図１（ａ）に示したバイアス制御装置を用いて、光変調器のバイアス電圧を制御する方法について説明する。本発明のバイアス制御方法の特徴は、バイアス制御の手順には、少なくとも初期準備工程と微調整工程とを含んでいる。
【００３５】
図２は、バイアス制御方法の動作フローを示すフローチャートの一例である。ステップ１〜７が初期準備工程であり、ステップ８〜１３が微調整工程である。また、図３は、バイアス制御方法の初期準備工程を説明するグラフである。図２の上半分は、各ポートに印加するバイアス電圧の時間変化を示し、下半分は、同時刻における光変調器からの出力光の強度変化を示している。また、図４は、微調整工程におけるグラフであり、図３と同様に、上半分が各ポートに印加するバイアス電圧の時間変化を示し、下半分は、同時刻における光変調器からの出力光の強度変化を示している。
【００３６】
初期準備工程では、バイアス制御回路が、各ポートＡ〜Ｃに、当該ポートＡ〜Ｃに対応する光変調部の半波長電圧を超える電圧（図２では、−６Ｖ〜＋６Ｖ）の変動幅（図２では、１２Ｖ）で電圧をスキャンしながら印加する。そして、受光素子１０の出力に基づき、光変調器１からの出力光９の強度変化を測定して、該光変調部に対応する半波長電圧を測定している。そして、測定後にポートＡ〜Ｃに印加する電圧を、光変調器１からの出力光９の光強度が所定の値になるように印加電圧値（所定印加電圧値）を決定している。
【００３７】
このことは、図３のグラフの上半分で各ポートにおいて、印加バイアス電圧を三角波状に変化させ、その間、光出力強度が変調曲線の半波長分以上（図では１波長分以上）変化している。このことから、印加バイアス電圧が、半波長電圧以上の電圧の変化幅でスキャンされていることを示している。半波長電圧とは、光出力における最小点と最大点との間の入力電圧幅である。本発明は、一例として、この出力光強度の変化に基づき、半波長分の変化をもたらす印加バイアス電圧を特定することで、半波長電圧を測定することが可能である。図３のグラフから、測定される半波長電圧は、約４〜６Ｖであることが分かる。
【００３８】
図２では、三角波状に印加バイアス電圧をスキャンした後は、例えば、出力光強度が最大値となる位置に、印加バイアス電圧を設定し、維持している。なお、三角波状にスキャンする印加バイアス電圧の変化幅（図２では、１２Ｖ）は、半波長電圧以上であることを必要としているが、この基準となる半波長電圧は、設計者側が想定した数値であっても良いし、当該光変調器について予め測定した数値であっても良い。
【００３９】
半波長電圧を測定した後は、図２及び３に示すように、バイアス制御回路は、光変調器の出力光の強度が所定の値となるようにポート毎に印加電圧を調整している。本実施例においては、この所定の値として出力光強度の最大値を選択した場合を説明しているが、当該所定の値としては、光変調器の用途や目的に合わせて、最大値以外にも光変調曲線の最小値や、光変調曲線における変曲点等を適宜選択することができる。図３を参照すると、各ポートのスキャンのタイミングは重なっておらず、また、ポートＣの所定印加電圧値は２．４Ｖ付近、ポートＢの所定印加電圧値は−２．０Ｖ付近、ポートＡの所定印加電圧値は１．２Ｖ付近であることがわかる。
【００４０】
図２及び図３では、主マッハツェンダー型光導波路２のポートＣをスキャンし、次いで副マッハツェンダー型光導波路４のポートＢをスキャンし、最後に副導波路３のポートＡをスキャンする場合が例示されている。スキャンする順番としてはこれに限られず、最初に副マッハツェンダー型光導波路のいずれかをスキャンしても良い。本発明のバイアス制御方法で重要なことは、このような初期準備工程を全てのポートに対して、各々のスキャンに係るタイミングが重ならないようにすることである。スキャンに係るタイミングが各ポート間で重なると、出力光に複数の光変調部の影響が混在し、バイアス電圧の調整が複雑になり、正確なバイアス制御が行えなくなる。そして、全てのポートについて、順次行い、全ての初期準備工程が終了した時点で、初期準備工程が完了となる。
【００４１】
次に、微調整工程について説明する。微調整工程では、バイアス制御回路は、各ポートＡ〜Ｃに、当該ポートＡ〜Ｃに対して測定した半波長電圧以下の変動幅（図４では、約１Ｖ程度）で変化する電圧を該所定印加電圧値の付近でスキャンしながら印加する。そして、光変調器１からの出力光９の強度変化を測定（図４の下半部の図参照）し、出力光９が前記所定の値となるように印加電圧を調整する。この微調整工程は、全てのポートＡ〜Ｃに対して、各スキャンに係るタイミングが重ならないように行われる。
【００４２】
図４を参照すると、各ポートの印加電圧は、所定印加電圧値付近で小刻みに変動しており、この微調整工程によって、この小刻みな変動をさらに調整し、より正確なバイアス制御を行うことができる。この変動幅（図４では約１Ｖ）は、初期準備工程において測定したそれぞれのポートの半波長電圧（約４〜６Ｖ）以下である。
【００４３】
微調整工程は、まず、ポートＣの印加電圧を、ポートＣの所定印加電圧値付近でスキャンし、印加電圧を、出力光９の強度が最大となる値に調整する。この際に、スキャンする電圧幅を大きくとりすぎると、電気的損失や熱の発生により光変調器の特性の劣化等の不具合が生じてしまうため、所定印加電圧値から１Ｖ弱程度の変動幅でスキャンすることが好ましい。
【００４４】
そして、図４にも示すように、ポートＣについての微調整工程終了後、ポートＢ、ポートＡについても同様に微調整工程を行う。この際も、初期準備工程と同様に、各ポートをスキャンするタイミングが重ならないようにする。
【００４５】
そして、図２に示すように、全てのポートに微調整工程を行う一連のサイクルを、光変調器にＢＯＣＤＡ測定信号が印加されるまで行う。ＢＯＣＤＡ測定開始信号とは、光変調器の動作を開始させる信号のことであり、全てのポートについて微調整工程を行った後に、測定開始信号が印加され、光変調器が動作している場合には、バイアス制御回路は、各ポートへのスキャンは行わず、既に測定している、各ポートに対応した所定印加電圧値を印加する。
【００４６】
ＢＯＣＤＡ測定に向けて光変調器が動作している間は、バイアス制御回路は各ポートに所定印加電圧値を印加し続けるが、ＢＯＣＤＡ測定に向けての光変調器の動作が停止した後は、再び各ポートに対し初期準備工程を行い、バイアス制御を行う。なお、ＢＯＣＤＡ測定に向けての光変調器の動作時間が短く、ドリフト量が比較的小さいと判断できる場合には、光変調器の停止後に、初期準備工程を省略して微調整工程を行ってもよい。
【００４７】
本実施例のように、ＢＯＣＤＡ測定に向けて光変調器が作動するまで、各ポートの印加電圧を調整することで、常に光変調器の出力光強度が最大となる値に保つことが可能になり、長時間安定したバイアス制御を行うことができる。なお、本実施例においては、ネスト構造のＳＳＢ変調器を中心に説明したが、図１（ｂ）、（ｃ）や、例示されていない複数の光変調部を備える光変調器に対しても本発明は好適に使用でき、上述した優れた効果を奏することが可能である。
【００４８】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で設計変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、ＢＯＣＤＡ用途の複数の光変調部を備えた光変調器に対しても、長時間安定的に作動し、所望のバイアス点に容易に設定することのできる光変調器のバイアス制御方法及び装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１      ＳＳＢ変調器
２〜８  マッハツェンダー型光導波路
９      出射信号光
９’    放射モード光
１０    受光素子
１０’  放射モード光用受光素子
Ａ〜Ｇ  ポート
【図１】
2013210522.tif 000003
【図２】
2013210522.tif 000004
【図３】
2013210522.tif 000005
【図４】
2013210522.tif 000006