(57)【要約】【課題】強度変調器の動作点の見直しが必要となった際に、動作点を容易に最適化する。【解決手段】強度変調器１００において第１の光強度検出部１０２はマッハツェンダ型光変調部１０１からの光の強度を表す信号を出力する。直流バイアス出力部３０２ａは強度変調器１００へバイアス電圧の直流成分を出力する。低周波信号出力部３０３ａは低周波信号をバイアス電圧の交流成分として強度変調器１００へ出力する。同期検波部３０１Ａは、低周波信号を参照信号として用いて第１の光強度検出部１０２からの出力に対して同期検波を行う。直流バイアス出力部３０２ａにおいて、同期検波部３０１Ａにより得られた検波信号を用いたフィードバック制御が行われる。位相設定部３０５は、強度変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相との間の位相差を設定する。【選択図】図１
2016075880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信器であって、
データ信号としての電圧信号を出力するデータ信号駆動部と、
前記データ信号駆動部から出力された前記データ信号に応じて光の位相を変調する位相変調器と、
クロック信号としての電圧信号を出力するクロック信号駆動部と、
前記位相変調器に光学的に接続され、前記クロック信号駆動部から出力された前記クロック信号に応じて強度を変調する強度変調器とを備え、前記強度変調器は、
前記強度変調器の外部から印加されるバイアス電圧によって規定される動作点を基準として前記クロック信号により動作するマッハツェンダ型光変調部と、
前記マッハツェンダ型光変調部からの光の強度を表す信号を出力する第１の光強度検出部とを含み、前記光送信器はさらに
前記強度変調器へ前記バイアス電圧を出力する制御部を備え、前記制御部は、
前記強度変調器へ前記バイアス電圧の直流成分を出力する直流バイアス出力部と、
前記クロック信号の周波数よりも低い周波数を有する低周波信号を前記バイアス電圧の交流成分として前記強度変調器へ出力する低周波信号出力部と、
前記低周波信号を参照信号として用いて前記第１の光強度検出部からの出力に対して同期検波を行う同期検波部とを含み、前記直流バイアス出力部において、前記同期検波部により得られた検波信号を用いたフィードバック制御が行われ、前記制御部はさらに
前記強度変調器へ入力される前記低周波信号の位相と、前記同期検波部に入力される前記低周波信号の位相との間の位相差を設定する位相設定部とを含む、
光送信器。
【請求項２】
前記位相設定部は、前記強度変調器への前記クロック信号の入力が停止される場合に、前記強度変調器から光が出力されるように前記位相差を設定する、請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記位相設定部は、前記強度変調器への前記クロック信号の入力が開始される場合に、前記クロック信号の振幅の大きさに応じて前記位相差を設定する、請求項１または２に記載の光送信器。
【請求項４】
前記位相変調器は、前記強度変調器から出力された光の位相を変調するものであり、前記位相変調器は、前記位相変調器から出力される光の強度を表す信号を出力する第２の光強度検出部を有し、
前記制御部は、前記第２の光強度検出部からの信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号の強度をモニタするモニタ部とを含み、前記モニタ部は前記増幅部からの信号の強度の基準値を記憶し、前記増幅部は前記基準値に応じて増幅量を制御する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項５】
光送信器の制御方法であって、
前記光送信器は
データ信号としての電圧信号を出力するデータ信号駆動部と、
前記データ信号駆動部から出力された前記データ信号に応じて光の位相を変調する位相変調器と、
クロック信号としての電圧信号を出力するクロック信号駆動部と、
前記位相変調器に光学的に接続され、前記クロック信号駆動部から出力された前記クロック信号に応じて強度を変調する強度変調器とを含み、前記強度変調器は、
前記強度変調器の外部から印加されるバイアス電圧によって規定される動作点を基準として前記クロック信号により動作するマッハツェンダ型光変調部と、
前記マッハツェンダ型光変調部からの光の強度を表す信号を出力する光強度検出部とを含み、前記光送信器はさらに
前記強度変調器へ前記バイアス電圧を出力する制御部を含み、前記制御部は、
前記強度変調器へ前記バイアス電圧の直流成分を出力する直流バイアス出力部と、
前記クロック信号の周波数よりも低い周波数を有する低周波信号を前記バイアス電圧の交流成分として前記強度変調器へ出力する低周波信号出力部と、
前記低周波信号を参照信号として用いて前記光強度検出部からの出力に対して同期検波を行う同期検波部とを含み、前記直流バイアス出力部において、前記同期検波部により得られた検波信号を用いたフィードバック制御が行われ、
前記光送信器の制御方法は、
前記光送信器が用いる変調方式の種別についての情報である変調方式情報を取得する工程と、
前記クロック信号の振幅の大きさについての情報である振幅情報を取得する工程と、
前記変調方式情報および前記振幅情報に基づいて、前記強度変調器へ入力される前記低周波信号の位相と、前記同期検波部に入力される前記低周波信号の位相との間の位相差を設定する工程と、
前記位相差を設定する工程の後に、前記強度変調器への前記クロック信号の入力が停止された状態で前記位相変調器の出力を観測する工程とを備える、光送信器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器およびその制御方法に関し、特に、強度変調器を有する光送信器およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムに用いる伝送符号として、非線形耐力の高いＤＭＰＳＫ（Differential Multiple Phase Shift Keying：多値光差動位相シフト変調）方式が広く検討されている。特に、ＤＭＰＳＫ方式にパルスカーバを組み合わせることでシンボル間の光強度をゼロとするＲＺ(Return to Zero)−ＤＭＰＳＫ変調方式は、高い有用性を有すると考えられている。
【０００３】
特開２０１０−２４３９５３号公報（特許文献１）によれば、ＲＺ−ＤＭＰＳＫ変調方式による光送信器として、強度変調を行うＲＺ変調器と、ＲＺ変調器の出力に対して位相変調を行うＤＭＰＳＫ変調器とを有する光送信器が開示されている。ＲＺ変調器へクロック信号としての電圧信号が入力される際には、ＲＺ変調器の変調の動作点を規定するＤＣ（直流）バイアス電圧も加えられる。ＲＺ変調器からの光出力信号の劣化を抑えるためには、変調器の経時的な変動に応じて変調器の光路長を微調整する必要がある。このため光送信器には、変調器からの光の強度をモニタするモニタ部と、ＤＣバイアス電圧を微調整するバイアス制御回路とが設けられる。バイアス電圧の最適化は、変調器のバイアス電圧をディザリングするディザリング信号と、モニタ部で検出される光強度との同期検波を利用したフィードバック制御により行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４３９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＺ変調器にクロック信号が入力されていない場合においてバイアス電圧を変化させると、モニタ部で検出される光強度は周期的に変化する。ここで、光出力の１周期の変化に対応する電圧を２Ｖπと定義する。またＲＺ変調器にクロック信号が入力されていない場合にバイアス電圧の調整によって光出力が取り得る強度の最大値をＶｍａｘと定義する。また、このバイアス電圧を用いた場合に強度がＶｍａｘから３ｄＢ低下するようなクロック信号の電圧振幅をＶｘと定義する。
【０００６】
ＲＺ変調器の変調方式は、ＣＳ(Carrier-Suppressed)ＲＺ変調と、３３％ＲＺ変調との２種類に分類される。クロック信号の振幅ＶｃがＶｘ以上２Ｖπ以下の場合、モニタ部で検出される光強度が最大になるようにＤＣバイアス電圧がフィードバック制御されるとＣＳＲＺ変調が行われ、逆に光強度が最小になるようにＤＣバイアス電圧がフィードバック制御されると３３％ＲＺ変調が行われる。一方、クロック信号の振幅がＶｘ未満の場合、モニタ部で検出される光強度が最大になるようにＤＣバイアス電圧が制御されると３３％ＲＺ変調が行われ、逆に光強度が最小になるようにＤＣバイアス電圧が制御されるとＣＳＲＺ変調が行われる。
【０００７】
ＲＺ-ＤＭＰＳＫ信号を生成する光送信器において位相変調の波形を検査することが求められる場合がある。この場合、強度変調を行うＲＺ変調器による変調を停止させる必要がある。その目的でＲＺ変調器へのクロック信号の入力が単純に停止されたとすると、位相変調器によって位相変調された波形を確認することができるかどうかは、ＲＺ変調の方式と振幅Ｖｃの大きさとに依存する。具体的には、Ｖｘ≦Ｖｃ≦２ＶπでのＣＳＲＺ変調、または、Ｖｃ＜Ｖｘでの３３％変調においては、光強度が最大になるようにＤＣバイアスにフィードバック制御が行われる結果、ＲＺ変調器は変調を行うことなく光を透過させる。よって位相変調器による変調波形を確認することができる。一方、Ｖｘ≦Ｖｃ≦２Ｖπでの３３％ＲＺ変調、または、Ｖｃ＜ＶｘでのＣＳＲＺ変調においては、光強度が最小になるようにＤＣバイアスにフィードバック制御が行われる結果、ＲＺ変調器は消光状態となるので、位相変調器による変調波形を確認することができなくなる。言い換えれば、強度変調器の動作点が不適切である結果、位相変調器による変調波形を確認することができなくなる。よって強度変調器の動作点の見直しが必要となる。
【０００８】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、強度変調器の動作点の見直しが必要となった際に、動作点を容易に最適化することができる光変調器およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光送信器は、データ信号駆動部と、位相変調器と、クロック信号駆動部と、強度変調器と、制御部とを有する。データ信号駆動部はデータ信号としての電圧信号を出力する。位相変調器は、データ信号駆動部から出力されたデータ信号に応じて光の位相を変調する。クロック信号駆動部は、クロック信号としての電圧信号を出力する。強度変調器は、位相変調器に光学的に接続されており、クロック信号駆動部から出力されたクロック信号に応じて強度を変調する。強度変調器は、マッハツェンダ型光変調部と、第１の光強度検出部とを有する。マッハツェンダ型光変調部は、強度変調器の外部から印加されるバイアス電圧によって規定される動作点を基準としてクロック信号により動作する。第１の光強度検出部は、マッハツェンダ型光変調部からの光の強度を表す信号を出力する。制御部は強度変調器へバイアス電圧を出力する。制御部は、直流バイアス出力部と、低周波信号出力部と、同期検波部と、位相設定部とを有する。直流バイアス出力部は強度変調器へバイアス電圧の直流成分を出力する。低周波信号出力部は、クロック信号の周波数よりも低い周波数を有する低周波信号をバイアス電圧の交流成分として強度変調器へ出力する。同期検波部は、低周波信号を参照信号として用いて第１の光強度検出部からの出力に対して同期検波を行う。直流バイアス出力部において、同期検波部により得られた検波信号を用いたフィードバック制御が行われる。位相設定部は、強度変調器へ入力される低周波信号の位相と、同期検波部に入力される低周波信号の位相との間の位相差を設定する。
【００１０】
本発明の光送信器の制御方法において制御される光送信器は、データ信号駆動部と、位相変調器と、クロック信号駆動部と、強度変調器と、制御部とを有する。データ信号駆動部はデータ信号としての電圧信号を出力する。位相変調器は、データ信号駆動部から出力されたデータ信号に応じて光の位相を変調する。クロック信号駆動部はクロック信号としての電圧信号を出力する。強度変調器は、位相変調器に光学的に接続されており、クロック信号駆動部から出力されたクロック信号に応じて強度を変調する。強度変調器は、マッハツェンダ型光変調部と、光強度検出部とを有する。マッハツェンダ型光変調部は、強度変調器の外部から印加されるバイアス電圧によって規定される動作点を基準としてクロック信号により動作する。光強度検出部は、マッハツェンダ型光変調部からの光の強度を表す信号を出力する。制御部は強度変調器へバイアス電圧を出力する。制御部は、直流バイアス出力部と、低周波信号出力部と、同期検波部とを有する。直流バイアス出力部は強度変調器へバイアス電圧の直流成分を出力する。低周波信号出力部は、クロック信号の周波数よりも低い周波数を有する低周波信号をバイアス電圧の交流成分として強度変調器へ出力する。同期検波部は、低周波信号を参照信号として用いて光強度検出部からの出力に対して同期検波を行う。直流バイアス出力部において、同期検波部により得られた検波信号を用いたフィードバック制御が行われる。光送信器の制御方法は次の工程を有する。光送信器が用いる変調方式の種別についての情報である変調方式情報が取得される。クロック信号の振幅の大きさについての情報である振幅情報が取得される。変調方式情報および振幅情報に基づいて、強度変調器へ入力される低周波信号の位相と、同期検波部に入力される低周波信号の位相との間の位相差が設定される。位相差が設定された後に、強度変調器へのクロック信号の入力が停止された状態で位相変調器の出力が観測される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光送信器によれば、位相設定部により設定される位相差を変更することにより、直流バイアス出力部に対するフィードバック制御の動作が変更される。これにより強度変調器の動作点が変更される。よって、強度変調器へのクロック信号の入力が停止された状態で位相変調器の出力を観測する際、または光送信器の変調方式を変更する際のように、強度変調器の動作点の見直しが必要となった際に、強度変調器の動作点を、位相設定部による位相差の設定により容易に最適化することができる。
【００１２】
本発明の光送信器の制御方法によれば、強度変調器へ入力される低周波信号の位相と、同期検波部に入力される低周波信号の位相との間の位相差を変更することにより、直流バイアス出力部に対するフィードバック制御の動作が変更される。これにより強度変調器の動作点が変更される。よって、位相変調器の出力を観測するために強度変調器へのクロック信号の入力が停止される場合に、観測に必要な光の強度が確保されるように、強度変調器の動作点を容易に最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における光送信器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の光送信器が有する強度変調器としてのＲＺ変調器のＣＳＲＺ変調方式および３３％変調方式の各々における動作をＶｘ≦Ｖｃ≦２Ｖπの場合について例示するグラフ図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、強度変調器としてのＲＺ変調器へのクロック信号の入力を停止しつつ位相変調器としてのＤＭＰＳＫ変調器の出力を観測するための、光送信器の制御方法を概略的に示すフロー図である。
【図４】図３における位相差の設定方法をより具体的に示すフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、クロック信号の入力が停止された状態から、クロック信号の入力を再開することで光送信器を任意の変調方式により動作させる、光送信器の制御方法を概略的に示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態２における光送信器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２における光送信器の制御方法を概略的に示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１を参照して、本実施の形態の光送信器９０１は、光源１と、クロック信号駆動部２と、データ信号駆動部３と、電流電圧変換部４ａと、ＲＺ変調器１００（強度変調器）と、ＤＭＰＳＫ変調器２００（位相変調器）と、制御部３００Ａとを有する。
【００１６】
光源１としては、光通信に適用可能な任意のものを用い得る。たとえば、光源１は、ＩｎＰ系化合物半導体混晶を構成材料とする半導体レーザを用いた１．５μｍ波長帯の連続波(ＣＷ:Continuous Wave)光源である。なお光源１の波長帯は特に限定されず、１．３μｍ波長帯など他の波長帯が用いられてもよい。また光源１はＣＷ光源に限定されるものではなくパルス光源であってもよい。また半導体レーザの代わりに、固体レーザなど、半導体以外の媒質を用いたレーザが用いられてもよい。
【００１７】
クロック信号駆動部２はＲＺ変調器１００のクロック信号としての電圧信号を出力する。データ信号駆動部３はデータ信号としての電圧信号を出力する。クロック信号のタイミングは、データ信号のシンボル間の中間遷移状態においてＲＺ変調器１００が消光状態となるように調整される。
【００１８】
ＲＺ変調器１００は、クロック信号駆動部２から出力されたクロック信号に応じて強度を変調する。ＲＺ変調器１００は、ＲＺ変調部１０１（マッハツェンダ型光変調部）と、光強度検出部１０２（第１の光強度検出部）と、光導波路１０３ａおよび１０３ｂとを有する。ＲＺ変調部１０１は、ＲＺ変調器１００の外部から印加されるバイアス電圧によって規定される動作点を基準としてクロック信号により動作する。光強度検出部１０２は、ＲＺ変調部１０１からの光の強度を表す電気信号を出力する。光強度検出部１０２は、たとえば低速フォトダイオードである。光導波路１０３ａはＲＺ変調部１０１への入力光を導き、光導波路１０３ｂはＲＺ変調部１０１からの出力光を導く。
【００１９】
ＤＭＰＳＫ変調器２００は、データ信号駆動部３から出力されたデータ信号に応じて光の位相を変調する。ＤＭＰＳＫ変調器２００としては、たとえばＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying：差動四相位相偏移変調）変調器を用い得る。ＤＭＰＳＫ変調器２００は、データ変調部２０１と、光強度検出部２０２（第２の光強度検出部）と、光導波路２０３ａおよび２０３ｂとを有する。光強度検出部２０２（第２の光強度検出部）は、ＤＭＰＳＫ変調器２００のデータ変調部２０１から出力される光の強度を表す電気信号を出力する。光強度検出部２０２は、たとえば低速フォトダイオードである。光導波路２０３ａはデータ変調部２０１への入力光を導き、光導波路２０３ｂはデータ変調部２０１からの出力光を導く。
【００２０】
光源１と、ＤＭＰＳＫ変調器２００と、ＲＺ変調器１００とは、この順に光学的に接続されている。具体的には、光源１は光導波路２０３ａに接続されている。また光導波路２０３ｂと１０３ａとが互いに光学的に接続されている。光導波路１０３ｂは、光送信器９０１の出力光を導く。光学的な接続には、たとえば光ファイバを用い得る。
【００２１】
制御部３００Ａは、同期検波部３０１Ａと、直流バイアス出力部３０２ａと、低周波信号出力部３０３ａと、加算部３０４ａと、位相設定部３０５と、増幅部３０６ａと、モニタ部３０７ａとを有する。直流バイアス出力部３０２ａはＲＺ変調器１００へバイアス電圧の直流成分を出力する。低周波信号出力部３０３ａは、クロック信号の周波数よりも十分に低い周波数を有する低周波信号をバイアス電圧の交流成分としてＲＺ変調器１００へ出力する。加算部３０４ａは、直流バイアス出力部３０２ａおよび低周波信号出力部３０３ａからの出力を加算することで得たバイアス電圧をＲＺ変調器１００へ出力する。
【００２２】
増幅部３０６ａは、光強度検出部１０２から電流電圧変換部４ａを介して入力された電圧信号を増幅する。モニタ部３０７ａは増幅部３０６ａからの信号の強度をモニタする。
【００２３】
同期検波部３０１Ａは、増幅部３０６ａによって増幅された光強度検出部１０２からの出力に対して、低周波信号出力部３０３ａからの低周波信号を参照信号として用いて同期検波を行う。直流バイアス出力部３０２ａにおいて、同期検波部３０１Ａにより得られた検波信号を用いたフィードバック制御が行われる。位相設定部３０５は、ＲＺ変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相との間の位相差を設定する。具体的には位相設定部３０５は、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が停止される場合に、ＲＺ変調器１００が消光状態を取らないようにすることでＲＺ変調器１００から光が出力されるように位相差を設定する。また位相設定部３０５は、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が開始される場合に、クロック信号の振幅の大きさに応じて位相差を設定する。位相設定部３０５の動作の詳細は後述する。
【００２４】
なお位相設定部３０５は、図１においては低周波信号出力部３０３ａと加算部３０４ａとの間に配置されているが、低周波信号出力部３０３ａと同期検波部３０１Ａとの間に配置されてもよい。
【００２５】
ＲＺ変調器１００およびＤＭＰＳＫ変調器２００の各々は、たとえばニオブ酸リチウムを用いた基板に形成されている。この場合、ＲＺ変調部１０１およびデータ変調部２０１を、ニオブ酸リチウム結晶を構成材料として用いたマッハツェンダ型光変調器として構成し得る。マッハツェンダ型光変調器は、電界印加による屈折率変化（いわゆる電気光学効果）を利用した変調器である。マッハツェンダ型光変調器は、いわゆるマッハツェンダ干渉計として構成されており、２つのＹ分岐光導波路の間に、電極が形成された２つの光導波路が並列に設けられている。マッハツェンダ型光変調器は、マッハツェンダ干渉計を通過する光に対して光強度変化を付与する。この光強度変化は、上記２つの光導波路間の位相差に応じて生じる。この位相差は、変調電極に入力された変調信号とバイアス電極に印加されたバイアス電圧とによる屈折率変化によって制御される。マッハツェンダ型光変調器は、低チャープといった高い信号品質と高速性との両立が可能な光変調器である。またデータ変調部２０１は内部に単数または複数のマッハツェンダ型光変調部を有し得る。各マッハツェンダ変調部で、データ信号駆動部３から入力される信号を元に光の変調が行われる。
【００２６】
次にＲＺ変調器１００の動作について、以下に説明する。
【００２７】
Ｖｘ≦Ｖｃ≦２Ｖπの場合、ＣＳＲＺ変調を行うためには、クロック信号を受けたＲＺ変調器１００から出力される光強度が最大になるように直流バイアス出力部３０２ａにフィードバック制御が行われる。ＲＺ変調器１００から出力される光強度を最大化するフィードバック制御によって、ＲＺ変調部１０１の動作点を規定するバイアス電圧それ自体は、ＲＺ変調部１０１の光出力が最小となる電圧（図２の左のグラフにおいて最小の光出力を与える電圧）とされる。なお図２の左のグラフにおいて、矢印ＣＳＲＺは、上記バイアスを中心としたクロック信号の振幅範囲を表している。また図２の右上のグラフは、Ｖｘ≦Ｖｃ≦２Ｖπを満たすクロック信号が印加される条件の下、ＣＳＲＺ変調により光出力の最大強度が得られる様子を示している。
【００２８】
上記のように、ＲＺ変調器１００からの出力光の強度が最大になるように直流バイアス出力部３０２ａにフィードバック制御が行われている場合、ＲＺ変調部１０１へのクロック信号の入力が停止されると、光出力の強度がＲＺ変調部１０１の動作点のみによって決まることになる。よってＲＺ変調部１０１の動作点は、光出力が最小となる電圧（図２の左のグラフにおいて最小の光出力を与える電圧）から、光出力が最大となる電圧（図２の左のグラフにおいて最大の光出力を与える電圧）へとシフトする。この結果、ＤＭＰＳＫ変調器２００からの光が、さらなる変調を受けることなくＲＺ変調器１００を通過する。すなわち、ＲＺ変調器１００の挿入損分だけパワーを損失した光がＲＺ変調器１００から出力される。よってＤＭＰＳＫ変調器２００によるデータ変調波形を確認することができる。Ｖｃ＜Ｖｘでの３３％ＲＺ変調の場合も同様である。
【００２９】
一方、Ｖｘ≦Ｖｃ≦２Ｖπの場合において３３％ＲＺ変調を行うためには、クロック信号を受けたＲＺ変調器１００から出力される光強度が最小になるように直流バイアス出力部３０２ａにフィードバック制御が行われる。ＲＺ変調器１００から出力される光強度を最小化するフィードバック制御によって、ＲＺ変調部１０１の動作点を規定するバイアス電圧それ自体は、ＲＺ変調部１０１の光出力が最大となる電圧（図２の左のグラフにおいて最大の光出力を与える電圧）とされる。なお図２の左のグラフにおいて、矢印３３％ＲＺは、上記バイアスを中心としたクロック信号の振幅範囲を表している。また図２の右上のグラフは、Ｖｘ≦Ｖｃ≦２Ｖπを満たすクロック信号が印加される条件の下、３３％ＲＺ変調により光出力の最小強度が得られる様子を示している。
【００３０】
上記のように、ＲＺ変調器１００からの出力光の強度が最小になるように直流バイアス出力部３０２ａにフィードバック制御が行われている場合、ＲＺ変調部１０１へのクロック信号の入力が停止されると、光出力の強度がＲＺ変調部１０１の動作点のみによって決まることになる。よって、仮にフィードバック制御に何ら変更が生じないとすると、ＲＺ変調部１０１の動作点は、光出力が最大となる電圧（図２の左のグラフにおいて最大の光出力を与える電圧）から、光出力が最小となる電圧（図２の左のグラフにおいて最小の光出力を与える電圧）へとシフトする。この結果、前段のＤＭＰＳＫ変調器２００からの入力光が消光された状態でＲＺ変調器１００から出力される。言い換えれば、ＲＺ変調器１００から光が実質的に出力されない。Ｖｃ＜ＶｘでのＣＳＲＺ変調の場合も同様である。
【００３１】
上記消光状態ではＤＭＰＳＫ変調器２００によるデータ変調波形を確認することができないので、ＲＺ変調器１００の動作点を規定するバイアス電圧を変更する必要がある。本実施の形態においてはバイアス電圧の変更が、位相設定部３０５による低周波信号の位相の変更により行われる。具体的には、低周波信号の位相を反転することで、同期検波部３０１Ａで得られる検波信号の符号を反転する。その結果、直流バイアス出力部３０２ａへのフィードバック制御によって到達するバイアス電圧が変更される。これによりＲＺ変調器１００の消光状態が解消される。よってＤＭＰＳＫ変調器２００によるデータ変調波形を確認することができるようになる。
【００３２】
図３は、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力を停止しつつＤＭＰＳＫ変調器２００の出力を観測するための、光送信器９０１の制御方法を概略的に示す。
【００３３】
ステップＳ１０にて、光送信器９０１の制御条件に関する情報が取得される。具体的には、ステップＳ１１にて、光送信器９０１が用いている変調方式の種別についての情報である変調方式情報が取得される。またステップＳ１２にて、クロック信号の振幅の大きさについての情報である振幅情報が取得される。
【００３４】
ステップＳ２０にて、上述した変調方式情報および振幅情報に基づいて、ＲＺ変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相との間の位相差が設定される。位相差の設定方法の詳細については後述する。
【００３５】
ステップＳ３０にて、上記のように位相差が設定された後に、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が停止された状態でＤＭＰＳＫ変調器２００の出力が観測される。なおクロック信号の入力停止のタイミングは任意である。
【００３６】
図４を参照して、位相差の具体的な設定方法（図３：ステップＳ２０）について、以下に説明する。
【００３７】
ステップＳ２１にて、変調方式情報についての判別が行われる。具体的には、ＣＳＲＺ変調が用いられている場合はステップＳ２２ａへ処理が進められ、３３％変調が用いられている場合はステップＳ２２ｂへ処理が進められる。
【００３８】
ステップＳ２２ａにて、クロック信号の振幅についての判別が行われる。具体的には、Ｖｃ＜Ｖｘが満たされる場合はステップＳ２３ａへ処理が進められる。逆にＶｃ＜Ｖｘが満たされない場合、言い換えればＶｃ≧Ｖｘが満たされる場合は、ステップＳ２３ｂへ処理が進められる。
【００３９】
ステップＳ２２ｂにて、クロック信号の振幅についての判別が行われる。具体的には、Ｖｃ＜Ｖｘが満たされる場合はステップＳ２３ｃへ処理が進められる。逆にＶｃ＜Ｖｘが満たされない場合、言い換えればＶｃ≧Ｖｘが満たされる場合は、ステップＳ２３ｄへ処理が進められる。
【００４０】
ステップＳ２３ａにて、位相設定部３０５は位相反転動作を行う。すなわち低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号を、位相を反転した上で加算部３０４ａへ出力する。これにより、加算部３０４ａからＲＺ変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、低周波信号出力部３０３ａから同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相とが互いに反転されたものとなるように、両者の間での位相差が設定される。ステップＳ２３ｄにおいても同様の処理が行われる。
【００４１】
ステップＳ２３ｂにて、位相設定部３０５は位相保持動作を行う。すなわち低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号を、位相を保持しつつ加算部３０４ａへ出力する。これにより、加算部３０４ａからＲＺ変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、低周波信号出力部３０３ａから同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相との間での位相差がゼロとされる。ステップＳ２３ｃにおいても同様の処理が行われる。
【００４２】
上記のような位相差の設定の下でＲＺ変調部１０１へのクロック信号の入力が停止されると、ＲＺ変調部１０１の動作点は、直流バイアス出力部３０２ａのフィードバック制御によって、光出力が最大となる電圧とされる。この結果、前段のＤＭＰＳＫ変調器２００からの入力光が、さらなる変調を受けることなくＲＺ変調器１００を通過する。すなわち、ＲＺ変調器１００の挿入損分だけパワーを損失した光がＲＺ変調器１００から出力される。よってＤＭＰＳＫ変調器２００によるデータ変調波形を確認することができる。
【００４３】
図５を参照して、次に、クロック信号の入力が停止された状態（たとえば、図３のステップＳ３０）から、光送信器９０１を任意の変調方式により動作させる、光送信器９０１の制御方法について、以下に説明する。
【００４４】
ステップＳ４０にて、光送信器９０１が用いることになる制御条件に関する情報が取得される。具体的には、ステップＳ４１にて、光送信器９０１が用いることになる変調方式の種別についての情報である変調方式情報が取得される。またステップＳ４２にて、光送信器９０１が用いることになる位相差についての情報である位相情報が取得される。位相情報は、本実施の形態においては、「反転」または「保持」である。「反転」は、加算部３０４ａからＲＺ変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、低周波信号出力部３０３ａから同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相とが互いに反転されたものとなるように、両者の間での位相差が設定されることを意味する。すなわち低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号を、位相を反転した上で加算部３０４ａへ出力することを意味する。一方、「保持」は、加算部３０４ａからＲＺ変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、低周波信号出力部３０３ａから同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相との間での位相差がゼロとされることを意味する。すなわち低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号を、位相を保持しつつ加算部３０４ａへ出力することを意味する。
【００４５】
ステップＳ５１にて、クロック信号の振幅についての判別が行われる。具体的には、Ｖｃ＜Ｖｘが満たされる場合はステップＳ５２ａへ処理が進められる。逆にＶｃ＜Ｖｘが満たされない場合、言い換えればＶｃ≧Ｖｘが満たされる場合は、ステップＳ５２ｂへ処理が進められる。
【００４６】
ステップＳ５２ａにて、位相情報についての判別が行われる。具体的には、位相情報が「反転」である場合、ステップＳ５３ａへ処理が進められる。ステップＳ５３ｃにおいても同様の処理が行われる。一方、位相情報が「反転」でない場合、言い換えれば位相情報が「保持」である場合、ステップＳ５３ｂへ処理が進められる。ステップＳ５３ｄにおいても同様の処理が行われる。
【００４７】
ステップ５３ａにて、低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号は、位相が反転された上で加算部３０４ａへ出力される。これにより、ＲＺ変調器１００へクロック信号が入力されれば、直流バイアス出力部３０２ａのフィードバック制御の結果、ＲＺ変調器１００はＣＳＲＺ変調を行う。なおクロック信号の入力開始のタイミングは任意である。
【００４８】
ステップ５３ｂにて、低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号は、位相が保持されつつ加算部３０４ａへ出力される。これにより、ＲＺ変調器１００へクロック信号が入力されれば、直流バイアス出力部３０２ａのフィードバック制御の結果、ＲＺ変調器１００は３３％ＲＺ変調を行う。なおクロック信号の入力開始のタイミングは任意である。
【００４９】
ステップ５３ｃにて、低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号は、位相が反転された上で加算部３０４ａへ出力される。これにより、ＲＺ変調器１００へクロック信号が入力されれば、直流バイアス出力部３０２ａのフィードバック制御の結果、ＲＺ変調器１００は３３％ＲＺ変調を行う。なおクロック信号の入力開始のタイミングは任意である。
【００５０】
ステップ５３ｄにて、低周波信号出力部３０３ａから入力された低周波信号は、位相が保持されつつ加算部３０４ａへ出力される。これにより、ＲＺ変調器１００へクロック信号が入力されれば、直流バイアス出力部３０２ａのフィードバック制御の結果、ＲＺ変調器１００はＣＳＲＺ変調を行う。なおクロック信号の入力開始のタイミングは任意である。
【００５１】
以上のように、振幅情報および位相情報を取得することにより（ステップＳ４０）、３３％ＲＺ変調またはＣＳＲＺ変調を選択することができる。
【００５２】
本実施の形態の光送信器９０１によれば、位相設定部３０５により設定される位相差を変更することにより、直流バイアス出力部３０２ａに対するフィードバック制御の動作が変更される。これによりＲＺ変調器１００の動作点が変更される。よって、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が停止された状態でＤＭＰＳＫ変調器２００の出力を観測する際、または光送信器の変調方式を変更する際のように、ＲＺ変調器１００の動作点の見直しが必要となった際に、ＲＺ変調器１００の動作点を、位相設定部３０５による位相差の設定により容易に最適化することができる。
【００５３】
また位相設定部３０５は、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が停止される場合に、ＲＺ変調器１００から光が出力されるように位相差を設定する。これにより、クロック信号の入力停止によってそのままではＲＺ変調器１００が消光状態となる場合であっても、消光状態が位相差の変更により解消される。よってＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が停止された状態でＤＭＰＳＫ変調器２００の出力を観測することができる。
【００５４】
また位相設定部３０５は、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が開始される場合に、図５に示すように、クロック信号の振幅Ｖｃの大きさに応じて位相差を設定する。これにより、クロック信号の入力開始にともなう光送信器の通常動作への移行に際して、所望の変調方式を選択することができる。
【００５５】
本実施の形態の光送信器９０１の制御方法によれば、ＲＺ変調器１００へ入力される低周波信号の位相と、同期検波部３０１Ａに入力される低周波信号の位相との間の位相差を変更することにより、直流バイアス出力部３０２ａに対するフィードバック制御の動作が変更される。これによりＲＺ変調器１００の動作点が変更される。よって、ＤＭＰＳＫ変調器２００の出力を観測するためにＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が停止される場合に、観測に必要な光の強度が確保されるように、ＲＺ変調器１００の動作点を容易に最適化することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図６を参照して、本実施の形態の光送信器９０２においては、光源１と、ＲＺ変調器１００と、ＤＭＰＳＫ変調器２００とが、この順に光学的に接続されている。よってＤＭＰＳＫ変調器２００は、ＲＺ変調器１００から出力された光の位相を変調する。具体的には、光源１は光導波路１０３ａに接続されている。また光導波路１０３ｂと２０３ａとが互いに光学的に接続されている。光導波路２０３ｂは、光送信器９０２の出力光を導く。光送信器９０２は、光強度検出部２０２からの電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部４ｂを有する。
【００５７】
光送信器９０２は制御部３００Ａ（図１）に代わり制御部３００Ｂを有する。制御部３００Ｂは、制御部３００Ａの構成に加えて、直流バイアス出力部３０２ｂと、低周波信号出力部３０３ｂと、加算部３０４ｂと、増幅部３０６ｂと、モニタ部３０７ｂとを有する。直流バイアス出力部３０２ｂはＤＭＰＳＫ変調器２００へバイアス電圧の直流成分を出力する。低周波信号出力部３０３ｂは、クロック信号の周波数よりも十分に低い周波数を有する低周波信号をバイアス電圧の交流成分としてＤＭＰＳＫ変調器２００へ出力する。加算部３０４ｂは、直流バイアス出力部３０２ｂおよび低周波信号出力部３０３ｂからの出力を加算することで得たバイアス電圧をＤＭＰＳＫ変調器２００へ出力する。
【００５８】
増幅部３０６ｂは、光強度検出部２０２から電流電圧変換部４ｂを介して入力された電圧信号を増幅する。モニタ部３０７ｂは、増幅部３０６ｂからの信号の強度をモニタする。またモニタ部３０７ｂは、上記モニタ結果に基づき、増幅部３０６ｂからの信号の強度の基準値を記憶する。基準値としてどのモニタ結果を選択するかについては後述する。増幅部３０６ｂはこの基準値に応じて増幅量を制御する。増幅部３０６ｂによって増幅された出力は同期検波部３０１Ｂへ入力される。
【００５９】
同期検波部３０１Ｂは、前述した同期検波部３０１Ａ（図１）と同様の機能を行うだけでなく、増幅部３０６ｂによって増幅された光強度検出部２０２からの出力に対して、低周波信号出力部３０３ｂからの低周波信号を参照信号として用いて同期検波を行う。同期検波部３０１Ｂにより得られた検波信号を用いて、直流バイアス出力部３０２ｂにおいてフィードバック制御が行われる。これにより直流バイアス出力部３０２ｂから出力される電圧値が適正化される。
【００６０】
なおＤＭＰＳＫ変調器２００には、各々がフィードバック制御される複数種類のバイアス電圧が同時に適用され得る。バイアス電圧の種類の数は変調方式によって異なる。たとえばＤＭＰＳＫとしてＤＱＰＳＫが用いられる場合は３種類のバイアス電圧が用いられる。
【００６１】
さらに図７を参照して、増幅部３０６ｂの増幅量の制御方法について、以下に説明する。
【００６２】
ステップＳ６０にて、ＲＺ変調器１００およびＤＭＰＳＫ変調器２００の各々が安定状態にある時にモニタ部３０７ｂがモニタしている増幅部３０６ｂからの信号の強度が、モニタ部３０７ｂに基準値として記憶される。基準値は、たとえば、モニタ部３０７ｂへの入力電圧の実効値である。ステップＳ７０にて、次に、ＲＺ変調器１００の変調方式およびクロック信号振幅の少なくともいずれかが変更される。ステップＳ８０にて、次に、ＲＺ変調器１００が安定状態となるまで待機処理がなされる。ステップＳ９０にて、次に、上記基準値に応じて増幅部３０６ｂは増幅量を制御する。具体的には、モニタ部３０７ｂへ上記基準値と同程度の実効値が入力されるように、増幅部３０６ｂの増幅量が制御される。特にクロック信号の振幅が大きく変化すると、ＤＭＰＳＫ変調器２００へ入力されるＲＺ変調器１００からの光出力の強度も大きく変化するので、増幅量が大きく変更される。
【００６３】
なおＲＺ変調器１００が上記「安定状態」にある時とは、ＲＺ変調器１００のバイアス電圧制御、およびクロック信号駆動部２からの入力が安定しており、その結果、ＲＺ変調器１００からの光出力の変化が、ある程度の変化量以下の時である。この変化量は、たとえば実効値として０．２ｄＢ程度である。またＤＭＰＳＫ変調器２００が上記「安定状態」にある時とは、ＲＺ変調器１００からの光出力、ＤＭＰＳＫ変調器２００のバイアス電圧制御、およびデータ信号駆動部３からの入力が安定しており、その結果、ＤＭＰＳＫ変調器２００からの光出力の変化が、ある程度の変化量以下の時である。この変化量は、たとえば実効値として０．２ｄＢ程度である。
【００６４】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６５】
実施の形態１と同様に本実施の形態においても、ＲＺ変調器１００へのクロック信号の入力が停止された状態でＤＭＰＳＫ変調器２００の出力を観測する際、または光送信器の変調方式を変更する際のように、ＲＺ変調器１００の動作点の見直しが必要となった際に、位相設定部３０５による位相差の設定によりＲＺ変調器１００の動作点を最適化することができる。ここで、本実施の形態ではＲＺ変調器１００の下流側にＤＭＰＳＫ変調器２００が配置されているため、ＲＺ変調器１００の出力光の状態が変われば、ＤＭＰＳＫ変調器２００から出力される光の強度も変動する。仮に増幅部３０６ｂの増幅量が常に一定であると、上記変動に応じて、モニタ部３０７ｂでモニタされる電圧値が飽和したり極端に小さくなったりする可能性がある。その場合、モニタ部３０７ｂからの信号を用いたフィードバック制御によるバイアス電圧制御の安定性が劣化する。
【００６６】
本実施の形態においては、ＲＺ変調器１００の下流側に設けられたＤＭＰＳＫ変調器２００から出力される光の強度がＲＺ変調器１００の変調方式の変更の影響で変化した場合であっても、増幅部３０６ｂの増幅量が基準値に応じて制御されるので、上記強度を表す信号をモニタ部３０７ｂが適正な強度で取得することができる。よって上記信号を用いたフィードバック制御が安定化される。
【００６７】
また本実施の形態においては、ＤＭＰＳＫ変調器２００の上流側にＲＺ変調器１００が配置されている。つまり位相変調器の上流側にＲＺ変調器１００が配置されている。この配置の利点は、位相変調器としてＤＰ-ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying：偏波多重４値位相変調）変調器などの偏波多重変調器が適用される場合に特に大きい。なぜならば、ＲＺ変調器を用いた強度変調は１つの偏波に対してしか行うことができないため、ＲＺ変調器が偏波多重変調器の下流側に配置されたとすると各偏波に対してＲＺ変調器を設ける必要が生じるためである。これに対して位相変調器の上流側にＲＺ変調器が配置されている場合、偏波多重変調器を用いつつ、１つのＲＺ変調器のみで光送信器を構成し得る。
【００６８】
なお上記各実施の形態における光送信器の制御部の機能は、光送信器に設けられたマイクロコンピュータなどに制御方法を実行させるコンピュータプログラムを用いてソフトウエア処理により実現されてもよい。また上述した光送信器を用いることにより、光送信器から送信された光信号を光ファイバを伝送させて光受信機に受信させる光通信システムが構成されてもよい。また、上述した光送信器を２台以上用いることにより、２台以上の光送信器から送信された光信号を波長多重して光ファイバを伝送させ、受信側で波長分離させて波長ごとに２台以上の光受信器で受信させるＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）光通信システムが構成されてもよい。
【００６９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  光源、２  クロック信号駆動部、３  データ信号駆動部、４ａ，４ｂ  電流電圧変換部、１００  ＲＺ変調器（強度変調器）、１０１  ＲＺ変調部（マッハツェンダ型光変調部）、１０２  第１の光強度検出部、２０２  第２の光強度検出部、１０３ａ，１０３ｂ，２０３ａ，２０３ｂ  光導波路、２００  ＤＭＰＳＫ変調器（位相変調器）、２０１  データ変調部、３００Ａ，３００Ｂ  制御部、３０１Ａ，３０１Ｂ  同期検波部、３０２ａ，３０２ｂ  直流バイアス出力部、３０３ａ，３０３ｂ  低周波信号出力部、３０４ａ，３０４ｂ  加算部、３０５  位相設定部、３０６ａ，３０６ｂ  増幅部、３０７ａ，３０７ｂ  モニタ部、９０１，９０２  光送信器。
【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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