(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が出力する周波数ｆ0の光搬送波を分岐した二つの光信号を、入力された周波数ｆ1の電気信号によって位相変調した位相変調信号をそれぞれ出力する第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計と、当該第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計がそれぞれ出力する二つの当該位相変調信号を、さらに位相変調して結合する第３のマッハツェンダ型干渉計とを備える、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光強度変調信号を出力する光送信装置であって、
前記光強度変調信号を、光伝送路を伝送する光信号とモニタ光信号とに分岐して出力する光分岐部と、
前記モニタ光信号を電気信号に変換して、モニタ信号として出力する光検波部と、
前記モニタ信号を二つに分岐して出力する分岐部と、
分岐された一方の前記モニタ信号のうち、周波数ｆ1近傍の信号成分のみを透過させて出力する光搬送波成分抽出部と、
前記光搬送波成分抽出部が出力する信号のレベルを検出し、そのレベルに応じた光搬送波成分モニタ信号を出力する光搬送波成分レベル検出部と、
分岐された他方の前記モニタ信号のうち、周波数２×ｆ1近傍の信号成分のみを透過させて出力する残留側波帯成分抽出部と、
前記残留側波帯成分抽出部が出力する信号のレベルを検出し、そのレベルに応じた残留側波帯成分モニタ信号を出力する残留側波帯成分レベル検出部と、
前記光強度変調信号の光搬送波成分を抑圧するために、前記光搬送波成分モニタ信号に基づいて、前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計に印加するバイアス電圧を制御するとともに、前記光強度変調信号の不要な片側波帯成分を抑圧するために、前記残留側波帯成分モニタ信号に基づいて、前記第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する抑圧部とを備え、
前記抑圧部は、
前記第１のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第１のバイアス電圧供給部と、
前記第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第２のバイアス電圧供給部と、
前記第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第３のバイアス電圧供給部と、
入力された前記光搬送波成分モニタ信号のレベルの基準値を記憶する光搬送波成分基準値記憶部と、
入力された前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルの基準値を記憶する残留側波帯成分基準値記憶部と、
入力された前記光搬送波成分モニタ信号のレベルを記憶する光搬送波成分レベル記憶部と、
入力された前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルを記憶する残留側波帯成分レベル記憶部と、
前記第１及び第２の電圧供給部が供給するバイアス電圧を記憶するバイアス電圧記憶部と、
新たに入力された前記光搬送波成分モニタ信号のレベルと、前記光搬送波成分基準値記憶部が記憶する基準値及び前記光搬送波成分レベル記憶部が記憶する前記光搬送波成分モニタ信号のレベルとを比較するとともに、新たに入力された前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、前記残留側波帯成分基準値記憶部が記憶する基準値及び前記残留側波帯成分レベル記憶部が記憶する前記残留側波帯モニタ信号のレベルとを比較するモニタ信号レベル比較部と、
前記モニタ信号レベル比較部の結果に基づいて、前記第１、第２及び第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する電圧制御部とを有し、
前記電圧制御部は、前記光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、前記第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御した後で、前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、前記第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する、光送信装置。
【請求項２】
前記光分岐部は、前記第３のマッハツェンダ型干渉計に設置され、さらに位相変調された二つの前記位相変調信号を相互に干渉させて結合し、二つの前記光強度変調信号を出力する方向性結合器であって、
前記方向性結合器が出力する一方の光強度変調信号を光伝送路に出力するための第１のポートと、前記方向性結合器が出力する他方の光強度変調信号を前記光検波部に出力する第２のポートとをさらに備える、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記光分岐部は、光伝送路を伝送する前記光信号の強度が、前記モニタ光信号の強度よりも大きくなるように前記光強度変調信号を分岐することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の光送信装置。
【請求項４】
光源が出力する周波数ｆ0の光搬送波を分岐した二つの光信号を、入力された周波数ｆ1の電気信号によって位相変調した位相変調信号をそれぞれ出力する第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計と、当該第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計がそれぞれ出力する二つの当該位相変調信号を、さらに位相変調して結合する第３のマッハツェンダ型干渉計とを備える光送信装置が出力する、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光強度変調信号の光搬送波成分と、不要な片側波帯成分とを抑圧する方法であって、
前記光送信装置は、光搬送波成分基準値記憶部と、残留側波帯成分基準値記憶部と、光搬送波成分レベル記憶部と、残留側波帯成分レベル記憶部と、バイアス電圧記憶部とを備え、
前記光強度変調信号を、光伝送路を伝送する光信号とモニタ光信号とに分岐して出力するステップと、
前記モニタ光信号を電気信号に変換して、モニタ信号として出力するステップと、
前記モニタ信号を二つに分岐して出力するステップと、
分岐された一方の前記モニタ信号のうち、周波数ｆ1近傍の信号成分のみを透過させて出力するステップと、
前記周波数ｆ1近傍の信号成分のレベルを検出し、そのレベルに応じた光搬送波成分モニタ信号を出力するステップと、
分岐された他方の前記モニタ信号のうち、周波数２×ｆ1近傍の信号成分のみを透過させて出力するステップと、
前記周波数２×ｆ1近傍の信号成分のレベルを検出し、そのレベルに応じた残留側波帯成分モニタ信号を出力するステップと、
前記光搬送波成分を抑圧するために、前記光搬送波成分モニタ信号に基づいて、前記第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御するとともに、前記不要な片側波帯成分を抑圧するために、前記残留側波帯成分モニタ信号に基づいて、前記第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する抑圧ステップとを備え、
前記抑圧ステップは、
前記第１のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給するステップと、
前記第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給するステップと、
前記第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給するステップと、
入力された前記光搬送波成分モニタ信号のレベルの基準値を前記光搬送波成分基準値記憶部に記憶するステップと、
入力された前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルの基準値を前記残留側波帯成分基準値記憶部に記憶するステップと、
前記光搬送波成分モニタ信号を前記光搬送波成分レベル記憶部に記憶するステップと、
前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルを前記残留側波帯成分レベル記憶部に記憶するステップと、
前記第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を前記バイアス電圧記憶部に記憶するステップと、
新たに入力された前記光搬送波成分モニタ信号のレベルと、前記光搬送波成分基準値記憶部が記憶する基準値及び前記光搬送波成分レベル記憶部が記憶する前記光搬送波成分モニタ信号のレベルとを比較するとともに、新たに入力された前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、前記残留側波帯成分基準値記憶部が記憶する基準値及び前記残留側波帯成分レベル記憶部が記憶する前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルとを比較するステップと、
前記比較結果に基づいて、前記第１、第２及び第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する電圧制御ステップとを有し、
前記電圧制御ステップは、前記光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、前記第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御した後で、前記残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、前記第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信装置に関し、より特定的には、複数のマッハツェンダ型干渉計を含む外部光変調器を備え、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯光強度変調信号を出力する光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムでは、従来から光源を構成するレーザダイオードに注入する電流を、入力信号によって直接変調することによって、入力信号で変調された光信号を出力する直接変調方式が用いられている。レーザダイオードは、チャープ特性によってレーザダイオードの発振波長が変化する現象（チャーピング）が発生する。このため、レーザダイオードから出力される光信号を長距離伝送する場合、光ファイバ中における波長分散の影響によって、光信号の波形が劣化するとともに、信号の特性が劣化する。
【０００３】
また、無線通信システムにおいて、伝送レートを大幅に拡大するために、帯域の確保が容易なミリ波帯（３０〜３００ＧＨｚ）を利用することが検討されている。ミリ波帯を用いる無線通信システムにおいて、基地局間等の通信用の伝送路として同軸ケーブルを用いる場合、ミリ波帯の信号は、伝送路での損失が非常に大きくなる。このため、ミリ波帯の信号を、同軸ケーブルを用いて伝送する場合、数１０ｍ間隔で増幅器を設ける必要があるため、コストが非常に大きくなるという問題がある。従って、ミリ波帯の信号伝送には、伝送損失が小さい光ファイバを利用することが必須である。しかしながら、現在市販されているレーザダイオードの周波数応答特性は、１０ＧＨｚ程度である。このため、レーザダイオードは、ミリ波帯のような非常に高い周波数の信号に応答することができない。従って、レーザダイオードを用いてミリ波帯の信号を直接変調することは不可能である。
【０００４】
そこで、光信号を長距離伝送する場合や、ミリ波帯の周波数の高い信号を光信号として伝送する場合、チャーピングが生じにくく、高い周波数の信号まで応答することが可能なリチウムナイオベート（ニオブ酸リチウム）を用いたマッハツェンダ型の外部光変調器（以下、ＭＺ型変調器という）を備えた光送信装置を用いることが提案されている。
【０００５】
図２３は、ＭＺ型変調器の一般的構成を示す図である。図２３に示すＭＺ型変調器９００は、結晶基板９０１と、第１の光導波路９０２と、第２の光導波路９０３と、電極９０４と、電極９０５と、バイアス入力端子９０６と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号入力端子９０７とを備える。
【０００６】
ＭＺ型変調器９００には、光源から出力された光が入力される。入力された光は、第１の光導波路９０２及び第２の光導波路９０３の二つの導波路に向けて分岐される。バイアス入力端子９０６から入力されるバイアス電圧と、ＲＦ信号入力端子９０７から入力されるＲＦ信号の電圧とによって、結晶基板上に設けられた電極９０４と電極９０５との間に電圧が加えられる。電極９０４と電極９０５との間に電界が生じると、第１の光導波路９０２の屈折率が変化する。第１の光導波路９０２を伝搬する光は、第１の光導波路９０２の屈折率の変化に伴い、位相が変化する。第１の光導波路９０２及び第２の光導波路９０３を伝搬する光が合波されることによって、ＭＺ型変調器９００から、ＲＦ信号によって変調された信号が出力される。
【０００７】
ＭＺ型変調器は、経時変化や温度変化などの種々の条件により、バイアス電圧と光出力との関係が、初期状態から変動する現象（ＤＣドリフト）が存在する。図２４は、ＭＺ型変調器で発生するＤＣドリフトを説明する図である。図２４に示す実線は、ＭＺ型変調器の初期の位相状態である。図２４に示す一点鎖線は、ＤＣドリフトによって変動したＭＺ型変調器の位相状態である。図２４に示すように、ＭＺ型変調器は、ＤＣドリフトによって、バイアス電圧と出力される光信号のレベルとの関係が変化するため、信号特性の劣化が生じる。このため、ＭＺ型変調器のＤＣドリフトによって発生する問題を解決するための技術が、特許文献１に開示されている。
【０００８】
図２５は、特許文献１に記載された従来の光送信装置の構成を示す図である。図２５に示す光送信装置は、光源９１１と、信号源９１２と、アンプ９１３と、ＲＦ入力端子９１４と、ＭＺ型外部光変調器９１５と、光分岐部９１６と、光受信部９１７と、アンプ９１８と、差動アンプ９１９と、基準電圧入力端子９２０と、バイアス電圧入力端子９２１とを備える。
【０００９】
図２５に示す光送信装置において、光源９１１から出力される光搬送波は、ＭＺ型外部光変調器９１５に入力される。信号源９１２から出力される所定周波数ｆ1 の信号は、アンプ９１３で増幅され、ＭＺ型外部光変調器９１５に入力される。ＭＺ型外部光変調器９１５は、光搬送波を周波数ｆ1 の信号で変調した光信号を出力する。光分岐部９１６は、光信号を二つに分岐して、一方を光伝送路（図示せず）に出力し、他方をモニタ用光信号として光受信部９１７に入力する。光受信部９１７は、モニタ用光信号を電気信号に変換する。差動アンプ９１９は、アンプ９１８によって増幅された電気信号と、バイアス電圧入力端子９２０から入力されるリファレンス電圧との差分を増幅し、誤差信号として出力する。誤差信号は、ＭＺ型外部光変調器９１５のバイアス電圧入力端子９２１に入力される。このように、図２５に示す光送信装置は、モニタ用光信号と、予め定められたリファレンス電圧とを比較して、ＭＺ型外部光変調器に加えるバイアス電圧を制御し、動作点の制御を行う。
【００１０】
近年、図２３に示すＭＺ型変調器を少なくとも３つから構成された、搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型外部光変調器（以下、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器という）が検討されている。図２６は、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器の構成を示す模式図である。図２６に示すように、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器９３０は、第１のマッハツェンダ型干渉計（以下、ＭＺ型干渉計という）９３１と、第２のＭＺ型干渉計９３２と、第３のＭＺ型干渉計９３３とを備える。
【００１１】
図２６に示すＳＳＢ−ＳＣ光変調器は、光源（図示せず）から入力された光搬送波を二つに分岐する。分岐された一方の光搬送波は、第１のＭＺ型干渉計９３１に入力され、他方の光搬送波は、第２のＭＺ型干渉計９３２に入力される。第１のＭＺ型干渉計９３１は、ＲＦ信号入力端子９３５から入力されるＲＦ信号を用いて光搬送波を変調し、光変調信号を出力する。第２のＭＺ型干渉計９３２は、ＲＦ信号入力端子９３７から入力されるＲＦ信号を用いて光搬送波を変調し、光変調信号を出力する。第３のＭＺ型干渉計９３３は、第１のＭＺ型干渉計９３１から入力された光変調信号を、バイアス入力端子９３９から入力されるバイアス電圧Ｖ3 によって位相を調整し、位相を調整した光信号と第２のＭＺ型干渉計９３２から入力された光変調信号とを合波する。この結果、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器から、搬送波抑圧単一側波帯の光変調信号が出力される。
【００１２】
ＳＳＢ−ＳＣ光変調器の動作原理を、数式を用いて説明する。第１のＭＺ型干渉計９３１から出力される光変調信号の光電界Ｅ1 は、（式１）で表される。
【数１】
0004864870.tif 000002
【００１３】
（式１）において、ｍ・ｃｏｓ（ω1 ｔ）は、ＲＦ信号入力端子９３５から入力されるＲＦ信号である。φDC1 （Ｖ1 ）は、バイアス入力端子９３４から入力されるバイアス電圧Ｖ1 によって生じる、第１のＭＺ型干渉計９３１の光導波路を透過する二つの光波の位相差である。ｍは位相変調度、ω0 は入力する光搬送波の角周波数、ω1 は、ＲＦ信号の角周波数である。Ｊn は、ｎ次のベッセル関数である。なお、以下の説明では、ベッセル関数の２次以降の成分を無視する。
【００１４】
第２のＭＺ型干渉計９３２には、ＲＦ信号入力端子９３７から、第１のＭＺ型干渉計９３１に入力されるＲＦ信号ｍ・ｃｏｓ（ω1 ｔ）をヒルベルト変換した、ｍ・ｓｉｎ（ω1 ｔ）が入力される。第２のＭＺ型干渉計９３２から出力される光信号の光電界Ｅ2 は、（式２）で表される。
【数２】
0004864870.tif 000003
【００１５】
（式２）において、φDC2 （Ｖ2 ）は、バイアス入力端子９３６から入力されるバイアス電圧Ｖ2 によって生じる、第２のＭＺ型干渉計９３２の光導波路を透過する二つの光波の位相差である。（式１）及び（式２）において、Ｊ0 （ｍ）は、光搬送波成分を表し、Ｊ1 （ｍ）成分は、側波帯成分を表す。（式１）及び（式２）より、光搬送波成分Ｊ0 （φ）を最も抑圧するためのバイアス電圧は、（式１）に示すφDC1 （Ｖ1 ）と、（式２）に示すφDC2 （Ｖ2 ）との値が、それぞれπとなる点である。
【００１６】
（式１）及び（式２）において、φDC1 （Ｖ1 ）とφDC2 （Ｖ2 ）との値がそれぞれπである時、第３のＭＺ型干渉計９３３から出力される光変調信号の光電界Ｅ3 は、（式３）で表される。
【数３】
0004864870.tif 000004
【００１７】
（式３）において、φDC3 （Ｖ3 ）は、バイアス入力端子９３８から入力されるバイアス電圧Ｖ3 によって生じる、第３のＭＺ型干渉計９３３に入力される二つの光変調信号の位相差である。（式３）に示すように、第３のＭＺ型干渉計９３３から出力される光変調信号が、光搬送波成分が抑圧されるとともに、単一側波帯となるバイアス電圧は、φDC3 （Ｖ3 ）がπ／２となる点であることがわかる。このように、図２６に示すＳＳＢ−ＳＣ光変調器は、各ＭＺ型干渉計を予め定められた動作点において動作させることによって、搬送波成分を抑圧した単一側波帯の光変調信号を得ることができる。この時、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器から出力される光変調信号のスペクトラムの模式図を図２７に示す。
【００１８】
また、特許文献２には、各ＭＺ型干渉計において発生するＤＣドリフトを抑圧するために、光変調信号に重畳させたモニタ用の低周波信号に基づいて、各ＭＺ型干渉計に供給するバイアス電圧を制御するＳＳＢ−ＳＣ光変調器のバイアス制御方法及び装置が開示されている。図２８は、特許文献２に記載されている従来のＳＳＢ−ＳＣ光変調器のバイアス制御装置の構成を示す図である。図２８において、従来のＳＳＢ−ＳＣ光変調器のバイアス制御装置は、第１のＭＺ型干渉計９３１と、第２のＭＺ型干渉計９３２と、第３のＭＺ型干渉計９３３と、第１のバイアス制御部Ａと、第２のバイアス制御部Ｂと、第３のバイアス制御部Ｃと、光検出器９５９とを備える。第１のバイアス制御部Ａは、第１のＭＺ型干渉計９３１に供給するバイアス電圧を制御すると共に、モニタ用の低周波信号ｆａを発生し、第１のＭＺ型干渉計９３１が出力する光変調信号に低周波信号ｆａを重畳させる。第２のバイアス制御部Ｂは、第２のＭＺ型干渉計９３２に供給するバイアス電圧を制御すると共に、モニタ用の低周波信号ｆｂを発生し、第２のＭＺ型干渉計９３２が出力する光変調信号に低周波信号ｆｂを重畳させる。第３のバイアス制御部Ｃは、第３のＭＺ型干渉計９３３に供給するバイアス電圧を制御すると共に、モニタ用の低周波信号ｆｃを発生し、第３のＭＺ型干渉計９３３が出力する光変調信号に低周波信号ｆｃを重畳させる。光検出器９５９は、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器から出力される光変調信号を検出する。
【００１９】
第１のバイアス制御部Ａは、光検出器９５９の出力信号に含まれる低周波信号ｆａに基づいて、第１のＭＺ型干渉計９３１に供給するバイアス電圧を制御する。第２のバイアス制御部Ｂは、光検出器９５９の出力信号に含まれる低周波信号ｆｂに基づいて、第２のＭＺ型干渉計９３２に供給するバイアス電圧を制御する。第３のバイアス制御部Ｃは、光検出器９５９の出力信号に含まれる低周波信号ｆｃに基づいて、第３のＭＺ型干渉計９３３に供給するバイアス電圧を制御する。すなわち、第１〜３のバイアス制御部は、光変調信号に重畳させたモニタ用の低周波信号に基づいて、各ＭＺ型干渉計に供給するバイアス電圧を制御することで、各ＭＺ型干渉計において発生するＤＣドリフトを抑圧していた。
【特許文献１】特開平６−６７１２８号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−３１８０５２号公報
【特許文献３】特開２００１−１３３８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
図２６に示すＳＳＢ−ＳＣ光変調器は、各ＭＺ型干渉計においてＤＣドリフトが発生する。このため、各ＭＺ型干渉計の動作点を制御することが必要となる。図２６に示す構成に、図２５に示す動作点を制御するための構成を単純に適用する場合を考える。この場合、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器の出力光信号のレベルと基準電圧とを比較することで、各ＭＺ型干渉計を制御を行う。しかしながら、図２６に示すＳＳＢ−ＳＣ光変調器が出力する光信号のレベル情報だけでは、どのＭＺ型干渉計の動作点が移動したのかを判断することは極めて困難である。
【００２１】
そこで、図２６に示すＳＳＢ−ＳＣ光変調器を構成する各ＭＺ型干渉計に対して、特許文献１に示される構成を適用することが考えられる。図２９は、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器を構成する各ＭＺ型干渉計に対して、特許文献１が示す構成を適用した図である。図２９において、第１のＭＺ型干渉計９３１から出力される光信号は、方向性結合器９４４によって二つに分岐される。分岐された一方の光信号は、第３のＭＺ型干渉計９３３に入力される。分岐された他方の光信号は、光受信部９４５において電気信号に変換される。差動アンプ９４６は、変換された電気信号とバイアス電圧入力端子９４７との差分を増幅して誤差信号を生成する。差動アンプ９４６は、誤差信号を第１のＭＺ型干渉計９３１に入力する。第２のＭＺ型干渉計９３２から出力される光信号は、第１のＭＺ型干渉計９３１から出力される光信号と同様に、出力した光信号が二つに分岐され、一方が電気信号に変換される。差動アンプ９５０は、変換された電気信号とバイアス電圧入力端子９５１との差分を増幅して、誤差信号を生成する。差動アンプ９５０は、誤差信号を第２のＭＺ型干渉計９３２に入力する。第３のＭＺ型干渉計９３３から出力された光信号は、光分岐部９５２によって二つに分岐される。分岐された一方の光信号は、光受信部９５３において電気信号に変換される。差動アンプ９５４は、変換された電気信号とバイアス電圧入力端子９５１との差分を増幅して、誤差信号を生成する。差動アンプ９５４は、誤差信号を第３のＭＺ型干渉計９３３に入力する。このように、図２９に示すＳＳＢ−ＳＣ光変調器は、各ＭＺ型干渉計が出力する光信号の一部をモニタすることによって、各ＭＺ型干渉計の動作点の制御を行う。
【００２２】
しかしながら、図２９に示す構成では、各ＭＺ型干渉計に対して新たに方向性結合器を導入する場合、各ＭＺ型干渉計からモニタ信号を出力するための光導波路が必要となる。このため、図２９に示す構成では、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器における光導波路の再設計が不可欠である。また、ＭＺ型干渉計の数だけ光受信部が必要となるため、ＳＳＢ−ＳＣ型光変調器が大型化するという問題がある。
【００２３】
また、図２８に示すＳＳＢ−ＳＣ光変調器のバイアス制御方法及び装置は、各ＭＺ型干渉計に供給するバイアス電圧を制御するために、第１のＭＺ型干渉計９３１、第２のＭＺ型干渉計９３２、及び第３のＭＺ型干渉計９３３が出力する光変調信号にモニタ用の低周波信号を重畳させる必要があった。しかしながら、図２８に示すようなＳＳＢ−ＳＣ光変調器のバイアス制御方法及び装置を、例えば、特許文献３に開示されている光信号処理を用いた広帯域の角度変調装置（具体的には、光信号を広帯域に光強度変調する光強度変調部）に適用すると、モニタ用の低周波信号が、光変調信号に含まれる低周波信号に悪影響を及ぼす可能性があり、低周波信号の送信に不向きであるという問題点があった。
【００２４】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、低周波信号の送信を可能とし、ＳＳＢ−ＳＣ光変調器の光導波路の再設計を必要とせず、動作点を制御するためのモニタ用の光受信部の数を削減するとともに、各ＭＺ型干渉計の動作点を制御が可能なＳＳＢ−ＳＣ光変調器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】
【００２５】
本発明は、光源が出力する周波数ｆ0 の光搬送波を分岐した二つの光信号を、入力された周波数ｆ1 の電気信号によって位相変調した位相変調信号をそれぞれ出力する第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計と、当該第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計がそれぞれ出力する二つの当該位相変調信号を、さらに位相変調して結合する第３のマッハツェンダ型干渉計とを備える、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光強度変調信号を出力する光送信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、光強度変調信号を、光伝送路を伝送する光信号とモニタ光信号とに分岐して出力する光分岐部と、モニタ光信号を電気信号に変換して、モニタ信号として出力する光検波部と、モニタ信号を二つに分岐して出力する分岐部と、分岐された一方のモニタ信号のうち、周波数ｆ1 近傍の信号成分のみを透過させて出力する光搬送波成分抽出部と、光搬送波成分レベル抽出部が出力する信号のレベルを検出し、そのレベルに応じた光搬送波成分モニタ信号を出力する光搬送波成分レベル検出部と、分岐された他方のモニタ信号のうち、周波数２×ｆ1 近傍の信号成分のみを透過させて出力する残留側波帯成分抽出部と、残留側波帯成分レベル抽出部が出力する信号のレベルを検出し、そのレベルに応じた残留側波帯成分モニタ信号を出力する残留側波帯成分レベル検出部と、光強度変調信号の光搬送波成分を抑圧するために、光搬送波成分モニタ信号に基づいて、第１及び第２のマッハツェンダ干渉計に印加するバイアス電圧を制御するとともに、光強度変調信号の不要な片側波帯成分を抑圧するために、残留側波帯成分モニタ信号に基づいて、第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する抑圧部とを備えさせる。
【００２６】
本発明によれば、三つのマッハツェンダ型干渉計を備え、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光強度変調信号を出力する光送信装置において、当該光送信装置は、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光強度変調信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抽出して、光搬送波成分及び残留側波帯成分のレベルを検出する。そして、光搬送波成分及び残留側波帯成分のレベルに基づいて、各マッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧の値を制御する。これにより、各マッハツェンダ干渉計のＤＣドリフトによって発生する光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧することができ、常に安定した単一側波帯成分の光信号を得ることができる。
【００２７】
好ましくは、抑圧部は、入力される光搬送波成分モニタ信号に応じて、第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計にそれぞれ印加するバイアス電圧を制御するための光搬送波成分抑圧部と、入力される残留側波帯成分モニタ信号に応じて、第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御するための残留側波帯成分抑圧部とを含み、光搬送波成分抑圧部は、第１のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第１のバイアス電圧供給部と、第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第２のバイアス電圧供給部と、光搬送波成分モニタ信号のレベルの基準値を記憶する光搬送波成分基準値記憶部と、入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルを記憶する光搬送波成分レベル記憶部と第１及び第２の電圧供給部が供給するバイアス電圧を記憶する第１のバイアス電圧記憶部と、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルと、光搬送波成分基準値記憶部が記憶する基準値とを比較するとともに、当該新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルと、光搬送波成分レベル記憶部が記憶する光搬送波成分モニタ信号のレベルとを比較する光搬送波成分レベル比較部と、光搬送波成分レベル比較部の比較結果に基づいて、第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する第１の電圧制御部とを有し、残留側波帯成分検出部は、第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第３のバイアス電圧供給部と、残留側波帯成分モニタ信号のレベルの基準値を記憶する残留側波帯成分基準値記憶部と、入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルを記憶する残留側波帯成分レベル記憶部と、第３の電圧供給部が供給するバイアス電圧を記憶する第３のバイアス電圧記憶部と、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、残留側波帯成分基準値記憶部が記憶する基準値とを比較するとともに、当該新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、残留側波帯成分レベル記憶部が記憶する残留側波帯成分モニタ信号のレベルとを比較する残留側波帯成分レベル比較部と、残留側波帯成分レベル比較部の比較結果に基づいて、第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する第２の電圧制御部とを有することが望ましい。
【００２８】
好ましくは、抑圧部は、第１のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第１のバイアス電圧供給部と、第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第２のバイアス電圧供給部と、第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を供給する第３のバイアス電圧供給部と、入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルの基準値を記憶する光搬送波成分基準値記憶部と、入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルの基準値を記憶する残留側波帯成分基準値記憶部と、光搬送波成分モニタ信号及び残留側波帯成分モニタ信号のレベルを記憶するモニタ信号レベル記憶部と、第１及び第２の電圧供給部が供給するバイアス電圧を記憶するバイアス電圧記憶部と、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルと、光搬送波成分基準値記憶部が記憶する基準値及び光搬送波成分レベル記憶部が記憶する光搬送波成分のレベルとを比較するとともに、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、残留側波帯成分基準値記憶部が記憶する基準値及び残留側波帯成分レベル記憶部が記憶する光搬送波成分モニタ信号のレベルとを比較するモニタ信号レベル比較部と、モニタ信号レベル比較部の結果に基づいて、第１、第２及び第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御する電圧制御部とを有することが望ましい。
【００２９】
これにより、光搬送波成分及び残留側波帯成分のそれぞれのレベルの増減に応じて、各マッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御することが可能となる。また、各マッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧の値を一つの記憶部に記憶させるとともに、光搬送波成分モニタ信号及び残留側波帯成分モニタ信号のレベルを一つの記憶部に記憶させるため、光送信装置を小型化することができる。
【００３０】
また、バイアス電圧制御部は、光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御した後で、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御してもよいし、バイアス電圧制御部は、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、第３のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御した後で、光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値以下となるように、第１及び第２のマッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御してもよい。
【００３１】
これにより、光搬送波成分と残留側波帯成分とを抑圧する順序が決定されるため、効率良く各マッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧を制御することが可能となる。
【００３２】
また、光分岐部は、第３のマッハツェンダ型干渉計に設置され、さらに位相変調された二つの位相変調信号を相互に干渉させて結合し、二つの光強度変調信号を出力する方向性結合器であって、方向性結合器が出力する一方の光強度変調信号を光伝送路に出力するための第１のポートと、方向性結合器が出力する他方の光強度変調信号を光検波部に出力する第２のポートとをさらに備えてもよい。
【００３３】
これにより、第３のマッハツェンダ型干渉計が、二つの位相変調信号を結合させる際に、方向性結合器を用いることによって、光分岐部を省略することが可能となる。
【００３４】
また、光分岐部は、光伝送路を伝送する光信号の強度が、モニタ光信号の強度よりも大きくなるように光強度変調信号を分岐することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の光送信装置。
【００３５】
これにより、光伝送路を伝送する光信号の強度を著しく減少させることなく、光送信機器が出力する光信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、三つのマッハツェンダ型干渉計を備え、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光強度変調信号を出力する光送信装置において、当該光送信装置は、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光強度変調信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抽出して、光搬送波成分及び残留側波帯成分のレベルを検出する。そして、光搬送波成分及び残留側波帯成分のレベルに基づいて、各マッハツェンダ型干渉計に印加するバイアス電圧の値を制御する。これにより、各マッハツェンダ干渉計のＤＣドリフトによって発生する光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧することができ、常に安定した単一側波帯成分の光信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係る光送信装置は、光源１と、信号源２と、第１の入力信号分岐部３と、外部光変調器４と、変調器動作制御部５と、第１のＲＦ入力端子６と、第２の入力端子７と、第１のバイアス電圧入力端子８と、第２のバイアス電圧入力端子９と、第３のバイアス電圧入力端子１０とを備える。
【００３８】
光源１は、周波数ｆ0 の無変調の光搬送波を出力する。信号源２は、所定の周波数ｆ1 の電気信号を出力する。第１の入力信号分岐部３は、信号源２から出力された電気信号を二つに分岐し、第１の入力信号及び第２の入力信号として出力する。第１の入力信号分岐部３は、第１の入力信号と第２の入力信号との間に位相差ψを設定して、第１及び第２の入力信号を出力する。なお、位相差ψは、π／２であることが望ましい。この場合、外部光変調器４が出力する光信号は、一方の片側波帯成分のレベルが最小となる。
【００３９】
外部光変調器４は、変調器動作制御部５から供給される第１〜第３のバイアス電圧に応じて、光源１から入力される光搬送波を、信号源２から電気信号分岐部３、第１のＲＦ入力端子６及び第２のＲＦ入力端子７を介して入力される二つの電気信号によって強度変調された光信号を出力する。変調器動作制御部５から供給される第１のバイアス電圧は、第１のバイアス電圧入力端子８に入力される。同様に、第２のバイアス電圧は、第２のバイアス電圧入力端子９に入力され、第３のバイアス電圧は、第３のバイアス電圧入力端子１０を介して入力される。
【００４０】
変調器動作制御部５は、外部光変調器４から出力される光信号が、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯成分となるように、第１のバイアス電圧入力端子８、第２のバイアス電圧入力端子９、及び第３のバイアス電圧入力端子１０を介して外部光変調器４に印加する第１〜第３のバイアス電圧をそれぞれ独立に決定して出力する。変調器動作制御部５の詳細な動作については後述する。
【００４１】
図２及び図３を用いて、外部光変調器４の動作を説明する。図２は、外部光変調器４の構成の一例を示すブロック図である。図３は、外部光変調器４を構成する各ＭＺ型干渉計の出力光信号のスペクトラムの一例を示す図である。図２において、外部光変調器４は、光分岐部４１と、第１のＭＺ型干渉計４２と、第２のＭＺ型干渉計４３と、第３のＭＺ型干渉計４４とを含む。第１のＭＺ型干渉計４２、第２のＭＺ型干渉計４３及び第３のＭＺ型干渉計４４は、リチウムナイオベート（ニオブ酸リチウム）を用いたＭＺ型干渉計である。
【００４２】
第１の光分岐部４１は、光源１から入力された光搬送波を二分岐して、一方を第１のＭＺ型干渉計４２に出力し、他方を第２のＭＺ型干渉計４３に出力する。第１のＭＺ型干渉計４２及び第２のＭＺ型干渉計４３は、光搬送波を第１の入力信号分岐部３から入力された電気信号によってそれぞれ強度変調して、第３のＭＺ型干渉計４４に出力する。第３のＭＺ型干渉計４４は、第１のＭＺ型干渉計４２及び第２のＭＺ型干渉計４３から出力される光信号の位相関係を調整して、合波し、外部光変調器４から光信号を出力する。
【００４３】
第１のＭＺ型干渉計４２は、第２の光分岐部４２１と、第１の光導波路４２２と、第１の変調電極４２３と、第２の光導波路４２４と、第２の変調電極４２５と、第１の光結合部４２６と、第２の入力信号分岐部４２７とを有する。第１の変調電極４２３は、第１の光導波路４２２に対応して設置される。第２の変調電極４２５は、第２の光導波路４２４に対応して設置される。
【００４４】
第１のＭＺ型干渉計４２において、第２の光分岐部４２１は、第１の光分岐部４１から出力される光搬送波を二つに分岐し、一方を第１の光導波路４２２に出力し、他方を第２の光導波路４２４に出力する。第２の入力信号分岐部４２７は、第１のＲＦ入力端子６を介して入力される入力信号を二つに分岐して、第１及び第２の分岐入力信号を出力する。第２の入力信号分岐部４２７は、第１の分岐入力信号を第１の変調電極４２３に入力し、第２の分岐入力信号を第２の変調電極４２５に入力する。第１の光導波路４２２及び第２の光導波路４２４は、第１の変調電極４２３と第２の変調電極４２５とに印加されるバイアス電圧（以下、第１の印加バイアス電圧という）の変化によって、屈折率が変化する。第１の光導波路４２２を導波する光搬送波は、光導波路の屈折率の変化によって位相変調され、光位相変調信号として第１の光結合部４２６に入力される。第２の光導波路４２４を導波する光搬送波は、同様に位相変調され、光位相変調信号として第１の光結合部４２６に入力される。第１の光結合部４２６は、入力された二つの光位相変調信号を合波する。二つの光位相変調信号は、相互に干渉しあうことによって、光強度変調された第１の光変調信号となる。第１の光変調信号は、第３のＭＺ型干渉計４４に入力される。
【００４５】
第１の印加バイアス電圧は、第１及び第２の分岐入力信号と、第１のバイアス電圧（Ｖ11，Ｖ12）とによって生成される。第１及び第２の分岐入力信号の平均位相差は、πに設定される。第１のバイアス電圧（Ｖ11，Ｖ12）は、第１のバイアス電圧入力端子８を介して入力される。第１のバイアス電圧（Ｖ11，Ｖ12）の値は、第１の光変調信号の光搬送波成分を抑圧した両側波帯の光信号を出力するために、二つの光位相変調信号の平均位相差φがπになるように設定される。
【００４６】
二つの光位相変調信号は、このように位相変調されて第１の光結合部４２６に入力される。二つの光位相変調信号は、相互に干渉しあい、光搬送波が抑圧された両側波帯の第１の光変調信号に変換される。図３（ａ）は、第１のＭＺ型干渉計４２から出力される第１の光変調信号の光スペクトラムの一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、第１の光変調信号は、光周波数ｆ0 の光搬送波成分が抑圧された両側波帯の光変調信号となる。
【００４７】
第２のＭＺ型干渉計４３は、第３の光分岐部４３１と、第３の光導波路４３２と、第３の変調電極４３３と、第４の光導波路４３４と、第４の変調電極４３５と、第２の光結合部４３６と、第３の入力信号分岐部４３７とを有する。第３の変調電極４３３は、第３の光導波路４３２に対応して設置される。第４の変調電極４３５は、第４の光導波路４３４に対応して設置される。
【００４８】
第２のＭＺ型干渉計４３において、第３の光分岐部４３１は、第１の光分岐部４１から出力される光搬送波を二つに分岐し、一方を第３の光導波路４３２に出力し、他方を第４の光導波路４３４に出力する。第３の入力信号分岐部４３７は、第２のＲＦ入力端子６を介して入力される入力信号を二つに分岐して、第３及び第４の分岐入力信号を出力する。第３の入力信号分岐部４３７は、第３の分岐入力信号を第３の変調電極４３３に入力し、第４の分岐入力信号を第４の変調電極４３５に入力する。第３の光導波路４３２及び第４の光導波路４３４は、第３の変調電極４３３と第４の変調電極４３５とに印加されるバイアス電圧（以下、第２の印加バイアス電圧という）の変化によって、屈折率が変化する。第３の光導波路４３２を導波する光搬送波は、光導波路の屈折率の変化によって位相変調され、光位相変調信号として第２の光結合部４３６に入力される。第４の光導波路４３４を導波する光搬送波は、同様に位相変調され、光位相変調信号として第２の光結合部４３６に入力される。第２の光結合部４３６は、入力された二つの光位相変調信号を合波する。二つの光位相変調信号は、相互に干渉しあうことによって、光強度変調された第２の光変調信号となる。第２の光変調信号は、第３のＭＺ型干渉計４４に入力される。
【００４９】
第２の印加バイアス電圧は、第３及び第４の分岐入力信号と、第２のバイアス電圧（Ｖ21，Ｖ22）とによって生成される。第３及び第４の分岐入力信号の平均位相差は、πに設定される。第２のバイアス電圧（Ｖ21，Ｖ22）は、第２のバイアス電圧入力端子９を介して入力される。第２のバイアス電圧（Ｖ21，Ｖ22）の値は、第２の光変調信号の光搬送波成分を抑圧した両側波帯の光信号を出力するために、二つの光位相変調信号の平均位相差θがπになるように設定される。
【００５０】
二つの光位相変調信号は、このように位相変調されて第２の光結合部４３６に入力される。二つの光位相変調信号は、相互に干渉しあい、光搬送波が抑圧された両側波帯の第２の光変調信号に変換される。図３（ｂ）は、第２のＭＺ型干渉計４３から出力される第２の光変調信号の光スペクトラムの一例を示す図である。図３（ｂ）に示すように、第２の光変調信号は、光周波数ｆ0 の光搬送波成分が抑圧された両側波帯の光変調信号となる。
【００５１】
第３のＭＺ型干渉計４４は、第５の光導波路４４１と、第５の変調電極４４２と、第６の光導波路４４３と、第６の変調電極４４４と、第３の光結合部４４５とを有する。第５の変調電極４４２は、第５の光導波路４４１に対応して設置される。第６の変調電極４４４は、第６の光導波路４４３に対応して設置される。
【００５２】
第５の光導波路４４１及び第６の光導波路４４３は、第５の変調電極４４２と第６の変調電極４４４に印加されるバイアス電圧（以下、第３の印加バイアス電圧という）の変化によって、屈折率が変化する。第５の光導波路４４１には、第１のＭＺ型干渉計４２から第１の光変調信号が入力される。第１の光変調信号は、光導波路の屈折率の変化によって位相変調され、光位相変調信号として第３の光結合部４４５に入力される。第６の光導波路４４３には、第２のＭＺ型干渉計４３から第２の光変調信号が入力される。第２の光変調信号は、光導波路の屈折率の変化によって位相変調され、光位相変調信号として第３の光結合部４４５に入力される。第３の光結合部４４５は、入力された二つの光位相変調信号を合波する。合波される二つの光位相変調信号は、相互に干渉しあうことによって、光強度変調された第３の光変調信号となる。第３の光変調信号は、外部光変調器４が出力する光信号となる。
【００５３】
第３の印加バイアス電圧は、第３のバイアス電圧入力端子１０を介して入力される第３のバイアス電圧（Ｖ31，Ｖ32）である。第３の光変調信号が、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の変調信号となるために、第３のバイアス電圧（Ｖ31，Ｖ32）の値は、第３の光結合部に入力される二つの光位相変調信号の平均位相差がπ／２になるように設定される。図３（ｃ）は、第３の光変調信号のスペクトラムの一例を示す図である。図３（ｃ）に示すように、第３の光変調信号は、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光変調信号である。なお、第３の光変調信号が光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光変調信号となる場合、第３のＭＺ型干渉計４４に入力される第１及び第２の光変調信号は、それぞれ光搬送波成分が抑圧された両側波帯の光変調信号であることが好ましい。
【００５４】
図１を用いて、変調器動作制御部５の詳細な構成を説明する。変調器動作制御部５は、光分岐部５１と、光検波部５２と、モニタ信号分岐部５３と、光搬送波成分抽出部５４と、光搬送波成分レベル検出部５５と、光搬送波成分抑圧部５６と、残留側波帯成分抽出部５７と、残留側波帯成分レベル検出部５８と、残留側波帯成分抑圧部５９とを含む。
【００５５】
光分岐部５１は、外部光変調器４から出力される光信号を二つに分岐する。一方の光信号は、光伝送路（図示せず）を通じ、伝送される。他方の光信号は、モニタ光信号として光検波部５２に入力される。なお、光分岐部５１は、光伝送路を伝送される光信号の強度が、光検波部５２に入力される光信号の強度より大きくなるように、外部光変調器４から出力される光信号を分岐することが望ましい。
【００５６】
光検波部５２は、モニタ光信号を電気信号に変換し、モニタ信号として出力する。光検波部５２には、自乗検波特性を有するフォトダイオードなどが用いられる。光検波部５２は、光信号を自乗検波し、電気信号に変換する。モニタ信号分岐部５３は、モニタ信号を二つに分岐して、一方を光搬送波成分抽出部５４に入力し、他方を残留側波帯成分抽出部５７に入力する。
【００５７】
光搬送波成分抽出部５４は、フィルタ等が用いられる。光搬送波成分抽出部５４は、モニタ信号分岐部５３が出力した電気信号から、周波数ｆ1 近傍の信号成分を抽出して出力する。図４（ａ）に、光搬送波成分抽出部５４の透過帯域を示す。光搬送波成分レベル検出部５５は、光搬送波成分抽出部５４が抽出した周波数ｆ1 近傍の信号成分のレベルを検出し、検出信号を光搬送波成分モニタ信号として光搬送波成分抑圧部へと出力する。
【００５８】
光搬送波成分抑圧部５６は、光搬送波成分モニタ信号のレベルに応じて、外部光変調器４の動作条件を調整する。光搬送波成分抑圧部５６は、光搬送波成分レベル検出部５５から入力される検出信号のレベルが予め定められた基準値以下となるように、第１のバイアス電圧入力端子８を介して印加する第１バイアス電圧と、第２のバイアス電圧入力端子９を介して印加する第２のバイアス電圧をそれぞれ決定して出力する。
【００５９】
残留側波帯成分抽出部５７は、フィルタ等が用いられる。残留側波帯成分抽出部５７は、モニタ信号分岐部５３が出力した電気信号から、周波数２×ｆ1 近傍の信号成分を抽出して出力する。図４（ｂ）に、残留側波帯成分抽出部５７の透過帯域を示す。残留側波帯成分レベル検出部５８は、残留側波帯成分抽出部５７が抽出した周波数２×ｆ1 近傍の信号成分のレベルを検出し、検出信号を残留側波帯成分モニタ信号として残留側波帯成分抑圧部５９へと出力する。
【００６０】
残留側波帯成分抑圧部５９は、残留側波帯成分モニタ信号のレベルに応じて、外部光変調器４の動作条件を調整する。残留側波帯成分抑圧部５９は、残留側波帯成分レベル検出部５８から入力される検出信号のレベルが予め定められた基準値以下となるように、第３のバイアス電圧入力端子１０を介して印加する第３のバイアス電圧を決定して出力する。
【００６１】
変調器動作制御部５の動作について詳しく説明する。前述のように、外部光変調器４は、三つのＭＺ型干渉計を備える。外部光変調器４において、各ＭＺ型干渉計は、入力されるバイアス電圧に依存して、当該出力信号の光スペクトルが変化する。外部光変調器４から出力される光信号が、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯の光変調信号となるためには、各ＭＺ型干渉計に入力されるバイアス電圧を最適な状態に設定する必要がある。しかし、ＭＺ型干渉計は、ＤＣドリフトによってＭＺ型干渉計の最適な状態が変動する。図５は、外部光変調器４が出力する光信号のスペクトラムの模式図である。図５（ａ）は、光搬送波成分が残留する場合の外部光変調器４が出力する光信号のスペクトラムの模式図である。図５（ｂ）は、不要な片側波帯成分（以下、残留側波帯成分という）が残留する場合の外部光変調器４が出力する光信号のスペクトラムの模式図である。変調器動作制御部５は、図５に示すような不要な成分の抑圧を行うために、外部光変調器の各ＭＺ型干渉計に印加するバイアス電圧の制御を行う。
【００６２】
まず、光搬送波成分抑圧部５６の動作を説明する。光搬送波成分抑圧部５６は、外部光変調器４が出力する光信号に残留する光搬送波成分を抑圧するために、外部光変調器４の第１のＭＺ型干渉計４２に印加する第１のバイアス電圧と、第２のＭＺ型干渉計４３に印加する第２のバイアス電圧とを制御する回路である。
【００６３】
外部光変調器４が出力する光信号に光搬送波成分が残留する場合、光検波部５２は、片側波帯成分と残留する光搬送波成分との差ビート信号を生成して、光搬送波成分モニタ信号として出力する。光搬送波成分モニタ信号には、周波数ｆ1 の成分が含まれる。図４（ａ）に、光搬送波成分モニタ信号のスペクトラムの一例を示す。光搬送波成分モニタ信号は、第１のＭＺ型干渉計４２または第２のＭＺ型干渉計４３の最適動作点が、ＤＣドリフトによって変動したことを示している。この結果、外部光変調器４が出力する光信号の品質が劣化する。
【００６４】
そこで、光搬送波成分抑圧部５６は、周波数ｆ1 の成分を持つ光搬送波成分モニタ信号のレベルが予め定められた基準値以上の場合、光搬送波成分モニタ信号のレベルが最小となるように、外部光変調器４に印加する第１バイアス電圧及び第２のバイアス電圧を調整する。
【００６５】
図６は、光搬送波成分抑圧部５６の構成を示すブロック図である。光搬送波成分抑圧部５６は、第１の電圧制御部５６１と、第１の電圧供給部５６２と、第２の電圧供給部５６３と、光搬送波成分基準値記憶部５６４と、光搬送波成分レベル比較部５６５と、光搬送波成分レベル記憶部５６６と、第１のバイアス電圧記憶部５６７とを有する。なお、図６は、光搬送波成分抑圧部５６以外の構成の表示を省略している。
【００６６】
第１の電圧制御部５６１は、光搬送波成分抑圧部５６の制御を行う。第１の電圧供給部５６２は、第１のバイアス電圧入力端子８に入力する第１のバイアス電圧を供給する。第２の電圧供給部５６３は、第２のバイアス電圧入力端子９に入力する第２のバイアス電圧を供給する。光搬送波成分基準値記憶部５６４は、光搬送波成分モニタ信号のレベルの基準値を記憶する。光搬送波成分レベル比較部５６５は、光搬送波成分モニタ信号のレベルと、基準値とを比較する。光搬送波成分レベル記憶部５６６は、光搬送波成分モニタ信号のレベルを記憶する。第１のバイアス電圧記憶部５６７は、第１のバイアス電圧値を記憶する。
【００６７】
図７〜図１０を用いて、光搬送波成分抑圧部５６が行う処理を説明する。図７（ａ）は、光搬送波成分抑圧部５６が行う処理を記述したフローチャートである。図７（ａ）において、周波数ｆ1 の光搬送波成分モニタ信号が光搬送波成分抑圧部５６に入力されると、光搬送波成分レベル比較部５６５は、光搬送波成分モニタ信号のレベルと、光搬送波成分基準値記憶部５６４が保持する基準値とを比較する（ステップＳ７０１）。
【００６８】
光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値よりも大きい場合（ステップＳ７０１、Ｙｅｓ）、光搬送波成分抑圧部５６は、第１のバイアス電圧入力端子８に入力する第１のバイアス電圧の制御を行う（ステップＳ７０２）。次に光搬送波成分抑圧部５６は、第２のバイアス電圧入力端子９に入力する第２のバイアス電圧の制御を行う（ステップＳ７０３）。ステップＳ７０３の処理が終了すると、光搬送波成分抑圧部５６は、ステップＳ７０１に戻る。光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値よりも小さい場合（ステップＳ７０１、Ｎｏ）、光搬送波成分抑圧部５６は、光搬送波成分モニタ信号のレベルの判定を継続するかどうか判断し、判定を継続する場合にはステップＳ７０１に戻る。光搬送波成分抑圧部５６は、判定を継続しない場合、処理を終了する。なお、光搬送波成分抑圧部５６は、ステップＳ７０３の処理を行った後で、ステップＳ７０４に進んでもよい。また、ステップＳ７０２及びステップＳ７０３で行う処理の順番を逆にしてもよい。この場合、図７（ａ）に示す光搬送波成分抑圧部５６が行う処理の最終結果には影響を与えない。図７（ｂ）に、ステップＳ７０２とステップＳ７０３との順番を入れかえた場合のフローチャートを示す。
【００６９】
図８は、図７に示すステップＳ７０２における光搬送波成分抑圧部５６の詳細な処理を示すフローチャートである。光搬送波成分抑圧部５６において、第１の電圧制御部５６１は、入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルを光搬送波成分レベル記憶部５６６に記憶し、第１の電圧供給部５６２が第１のバイアス電圧入力端子８に供給する第１のバイアス電圧値を第１のバイアス電圧記憶部５６７に記憶する（ステップＳ７１１）。第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧を、予め決められた電圧だけ増加させる（ステップＳ７１２）。
【００７０】
ステップＳ７１２の処理を行った後、光搬送波成分抑圧部５６には、第１のバイアス電圧増加後の光搬送波成分モニタ信号が入力される。光搬送波成分レベル比較部５６５は、バイアス電圧増加前の光搬送波成分モニタ信号のレベルと、第１のバイアス電圧増加後の光搬送波成分モニタ信号のレベルとを比較する（ステップＳ７１３）。第１の電圧制御部５６１は、光搬送波成分レベル比較部５６５の比較結果から、第１のバイアス電圧増加後の光搬送波成分モニタ信号のレベルが減少しているか否かを判定する（ステップＳ７１４）。
【００７１】
図９は、ステップＳ７１４において、第１の電圧制御部５６１が第１のバイアス電圧増加後の光搬送波成分モニタ信号のレベルが減少したと判定した場合（ステップＳ７１４、Ｙｅｓ）の、光搬送波成分抑圧部５６の動作を示すフローチャートである。第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧増加後の光搬送波成分モニタ信号のレベルと第１のバイアス電圧値とを、光搬送波成分レベル記憶部５６６と第１のバイアス電圧記憶部５６７とにそれぞれ記憶する（ステップＳ７２１）。第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧を、予め決められた電圧値だけ更に増加させる（ステップＳ７２２）。
【００７２】
第１の電圧供給部５６２がさらに第１のバイアス電圧を増加させた後に、新たに光搬送波成分モニタ信号が光搬送波成分抑圧部５６に入力されると、光搬送波成分レベル比較部５６５は、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルと、光搬送波成分レベル記憶部５６６が保持する光搬送波成分モニタ信号のレベルとを比較する（ステップＳ７２３）。第１の電圧制御部５６１は、光搬送波成分レベル比較部５６５の比較結果から、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルが減少しているか否かを判定する（ステップＳ７２４）。
【００７３】
ステップＳ７２４において、光搬送波成分モニタ信号のレベルが減少している場合、第１の電圧制御部５６１は、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルと、第１のバイアス電圧値とを、光搬送波成分レベル記憶部５６６及び第１のバイアス電圧記憶部５６７にそれぞれ記憶し（ステップＳ７２５）、ステップＳ７２２に戻る。
【００７４】
ステップＳ７２４において、光搬送波成分モニタ信号のレベルが増加している場合、第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧を第１のバイアス電圧記憶部５６７が記憶するバイアス電圧値に設定する（ステップＳ７２６）。第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧値を現在の値のまま保持し（ステップＳ７２７）、処理を終了する。
【００７５】
図１０は、ステップＳ７１４において、第１の電圧制御部５６１が第１のバイアス電圧増加後の光搬送波成分モニタ信号のレベルが増加したと判定した場合（ステップＳ７１４、Ｎｏ）の、光搬送波成分抑圧部５６の動作を示すフローチャートである。第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧値を、第１のバイアス電圧記憶部５６７が記憶するバイアス電圧値の値に設定する（ステップＳ７３１）。第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧を、予め決められた電圧だけ減少させる（ステップＳ７３２）。
【００７６】
第１の電圧供給部５６２が第１のバイアス電圧を減少させた後に、新たに光搬送波成分モニタ信号が光搬送波成分抑圧部５６に入力されると、光搬送波成分レベル比較部５６５は、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルと、光搬送波成分レベル記憶部５６６が記憶する光搬送波モニタ信号のレベルとを比較する（ステップＳ７３３）。第１の電圧制御部５６１は、光搬送波成分レベル比較部５６５の比較結果から、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルが減少しているか否かを判定する（ステップＳ７３４）。
【００７７】
ステップＳ７３４において、光搬送波成分モニタ信号のレベルが減少している場合、第１の電圧制御部５６１は、新たに入力された光搬送波成分モニタ信号のレベルと、第１のバイアス電圧値とを、光搬送波成分レベル記憶部５６６及び第１のバイアス電圧記憶部５６７にそれぞれ記憶し（ステップＳ７３５）、ステップＳ７３２に戻る。
【００７８】
ステップＳ７３４において、光搬送波成分モニタ信号のレベルが増加している場合、第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧記憶部５６７に記憶されているバイアス電圧値を、第１のバイアス電圧値として設定する（ステップＳ７３６）。第１の電圧制御部５６１は、第１のバイアス電圧値を現在の値のまま保持し（ステップＳ７３７）、処理を終了する。
【００７９】
図７〜図１０に示す処理を行うことによって、光搬送波成分抑圧部５６は、第１のバイアス電圧入力端子８が第１のＭＺ型干渉計４２に印加する第１のバイアス電圧を、ＤＣドリフトによって発生する光搬送波成分が最も抑圧されるバイアス電圧に制御する。このため、光搬送波成分抑圧部５６は、外部光変調器４が出力する光信号に含まれる光搬送波成分を抑圧することが可能になる。
【００８０】
光搬送波成分抑圧部５６において、第１の電圧制御部５６１は、第２のバイアス電圧入力端子９に対しても、第２の電圧供給部５６３を通じて、上記と同様の処理を行う。これにより、光搬送波成分抑圧部５６は、第２のＭＺ型干渉計４３に印加する第２のバイアス電圧を、ＤＣドリフトによって発生する光搬送波成分が最も抑圧されるバイアス電圧に制御する。この場合、第２のバイアス電圧値は、第１のバイアス電圧値とともに、第１のバイアス電圧記憶部５６７に記憶される。なお、第２のＭＺ型干渉計４３に印加するバイアス電圧の制御は、第１のＭＺ型干渉計４２に印加するバイアス電圧の制御と同様であるため、その説明を省略する。
【００８１】
残留側波帯成分抑圧部５９の動作を説明する。残留側波帯成分抑圧部５９は、外部光変調器４が出力する光信号に残留する残留側波帯成分を抑圧するために、外部光変調器４の第３のＭＺ型干渉計４４に印加する第３のバイアス電圧を制御する回路である。
【００８２】
外部光変調器４が出力する光信号に残留側波帯成分が含まれる場合、光検波部５２は、所望の片側波帯成分と残留する光搬送波成分との差ビート信号を生成して、残留側波帯成分モニタ信号として出力する。残留側波帯成分モニタ信号には、周波数２×ｆ1 の成分が含まれる。図４（ｂ）は、残留側波帯成分モニタ信号のスペクトラムの一例を示す。残留側波帯成分モニタ信号は、第１のＭＺ型干渉計４２及び第２のＭＺ型干渉計４３の動作点が、光搬送波成分を抑圧する点に設定されている場合、第３のＭＺ型干渉計４４の最適動作点がＤＣドリフトによって変動したことを示している。この場合、外部光変調器４が出力する光信号の品質が劣化する。
【００８３】
そこで、残留側波帯成分抑圧部５９は、周波数２×ｆ1 の成分を持つ残留側波帯成分モニタ信号のレベルが、予め定められた基準値以上の場合、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが最小となるように、外部光変調器４に印加する第３のバイアス電圧を調整する。
【００８４】
図１１は、残留側波帯成分抑圧部５９の構成を示すブロック図である。残留側波帯成分抑圧部５９は、第２の電圧制御部５９１と、第３の電圧供給部５９２と、残留側波帯成分基準値記憶部５９３と、残留側波帯成分レベル比較部５９４と、残留側波帯成分レベル記憶部５９５と、第２のバイアス電圧記憶部５９６とを有する。
【００８５】
第２の電圧制御部５９１は、残留側波帯成分抑圧部５９の制御を行う。第３の電圧供給部５９２は、第３のバイアス電圧入力端子１０に入力する第３のバイアス電圧を供給する。残留側波帯成分レベル比較部５９４は、残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、残留側波帯成分基準値記憶部５９３が記憶する基準値とを比較する。残留側波帯成分基準値記憶部５９３は、残留側波帯成分モニタ信号の基準値を記憶する。残留側波帯成分レベル記憶部５９５は、残留側波帯成分モニタ信号のレベルを記憶する。第２のバイアス電圧記憶部５９６は、第３のバイアス電圧値を記憶する。
【００８６】
図１２〜図１５を用いて、残留側波帯成分抑圧部５９が行う処理を説明する。図１２は、残留側波帯成分抑圧部５９が行う処理を記述したフローチャートである。図１２において、周波数２×ｆ1 の残留側波帯成分モニタ信号が残留側波帯成分抑圧部５９に入力されると、残留側波帯成分レベル比較部５９４は、残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、残留側波帯成分基準値記憶部５９３が記憶する基準値とを比較する（ステップＳ８０１）。
【００８７】
残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値よりも大きい場合（ステップＳ８０１、Ｙｅｓ）、残留側波帯成分抑圧部５９は、第３のバイアス電圧の制御を行う（ステップＳ８０２）。残留側波帯成分抑圧部５９は、ステップＳ８０１に戻る。残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値よりも小さい場合（ステップＳ８０１、Ｎｏ）、残留側波帯成分抑圧部５９は、残留側波帯成分モニタ信号のレベルの判定を継続するかどうか判断し、判定を継続する場合にはステップＳ８０１に戻る。光搬送波成分抑圧部５６は、判定を継続しない場合、処理を終了する。なお、残留側波帯成分抑圧部５９は、ステップＳ８０２の処理の後に、ステップＳ８０３に進んでもよい。
【００８８】
図１３は、図１２に示すステップＳ８０２における残留側波帯成分抑圧部５９の詳細な処理を示すフローチャートである。残留側波帯成分抑圧部５９において、第２の電圧制御部５９１は、入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルを残留側波帯成分レベル記憶部５９５に記憶し、第３の電圧供給部５９２が供給する第３のバイアス電圧値を第２のバイアス電圧記憶部５９６記憶する（ステップＳ８１１）。第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧を、予め決められた電圧だけ増加させる（ステップＳ８１２）。
【００８９】
ステップＳ８１２の処理を行った後、残留側波帯成分抑圧部５９には、第３のバイアス電圧増加後の残留側波帯成分モニタ信号が入力される。残留側波帯成分レベル比較部５９４は、バイアス電圧増加後の残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、第３のバイアス電圧増加前の残留側波帯成分モニタ信号のレベルとを比較する（ステップＳ８１３）。第２の電圧制御部５９１は、残留側波帯成分レベル比較部５９４の比較結果から、第３のバイアス電圧増加後の残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少しているか否かを判定する（ステップＳ８１４）。
【００９０】
図１４は、ステップＳ８１４において、第２の電圧制御部５９１がバイアス電圧増加後の残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少したと判定した場合（ステップＳ８１４、Ｙｅｓ）の、残留側波帯成分抑圧部５９の動作を示すフローチャートである。第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧増加後の残留側波帯成分モニタ信号のレベルと第３のバイアス電圧値とを、残留側波帯成分レベル記憶部５９５と第２のバイアス電圧記憶部５９６とにそれぞれ保存する（ステップＳ８２１）。第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧を、予め決められた電圧値だけ更に増加させる（ステップＳ８２２）。
【００９１】
第３の電圧供給部５９２がさらに第３のバイアス電圧を増加させた後に、新たに残留側波帯成分モニタ信号が残留側波帯成分抑圧部５９に入力されると、残留側波帯成分レベル比較部５９４は、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、残留側波帯成分レベル記憶部５９５が記憶する残留側波帯成分モニタ信号のレベルとを比較する（ステップＳ８２３）。第２の電圧制御部５９１は、残留側波帯成分レベル比較部５９４の比較結果から、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少しているか否かを判定する（ステップＳ８２４）。
【００９２】
ステップＳ８２４において、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少している場合、第２の電圧制御部５９１は、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、第３のバイアス電圧値とを、残留側波帯成分レベル記憶部５９５及び第２のバイアス電圧記憶部５９６にそれぞれ記憶して（ステップＳ８２５）、ステップＳ８２２に戻る。
【００９３】
ステップＳ８２４において、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが増加している場合、第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧を第２のバイアス電圧記憶部５９６が記憶するバイアス電圧値に設定する（ステップＳ８２６）。第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧値を現在の値のまま保持し（ステップＳ８２７）、処理を終了する。
【００９４】
図１５は、ステップＳ８１４において、第２の電圧制御部５９１がバイアス電圧増加後の残留側波帯成分モニタ信号のレベルが増加したと判定した場合（ステップＳ８１４、Ｎｏ）の、残留側波帯成分抑圧部５９の動作を示すフローチャートである。第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧値を、第２のバイアス電圧記憶部５９６が記憶するバイアス電圧値の値に設定する（ステップＳ８３１）。第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧を、予め決められた電圧だけ減少させる（ステップＳ８３２）。
【００９５】
第３の電圧供給部５９２が第３のバイアス電圧を減少させた後に、新たに残留側波帯成分モニタ信号が残留側波帯成分抑圧部５９に入力されると、残留側波帯成分レベル比較部５９４は、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、残留側波帯成分レベル記憶部５９５が記憶する残留側波帯成分モニタ信号のレベルとを比較する（ステップＳ８３３）。第２の電圧制御部５９１は、残留側波帯成分レベル比較部５９４の比較結果から、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少しているか否かを判定する（ステップＳ８３４）。
【００９６】
ステップＳ８３４において、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少している場合、第２の電圧制御部５９１は、新たに入力された残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、第３のバイアス電圧値とを、残留側波帯成分レベル記憶部５９５及び第２のバイアス電圧記憶部５９６にそれぞれ記憶し（ステップＳ８３５）、ステップＳ８３２に戻る。
【００９７】
ステップＳ８３４において、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが増加している場合、第２の電圧制御部５９１は、第２のバイアス電圧記憶部５９６に記憶されているバイアス電圧値を、第３のバイアス電圧値として設定する（ステップＳ８３６）。第２の電圧制御部５９１は、第３のバイアス電圧値を現在の値のまま保持し（ステップＳ８３７）、処理を終了する。
【００９８】
残留側波帯成分抑圧部５９は、図１２〜図１５に示す処理を行うことによって、第３のＭＺ型干渉計４４に印加する第３のバイアス電圧を、ＤＣドリフトによって発生する残留側波帯成分が最も抑圧されるバイアス電圧に制御する。このため、残留側波帯成分抑圧部５９は、外部光変調器４が出力する光信号に含まれる残留側波帯成分を抑圧することが可能になる。
【００９９】
このように、第１の実施形態に係る光送信装置によれば、少なくとも三つのＭＺ型干渉計で構成された搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型外部光変調器において、各ＭＺ型干渉計のＤＣドリフトによるバイアス電圧の変動によって、光搬送波成分及び残留側波帯成分を含む光信号が出力される。本実施形態に係る光送信装置は、搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型外部光変調器から出力される光信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抽出し、光搬送波成分及び残留側波帯成分レベルに基づいて、搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型外部光変調器に印加するバイアス電圧を決定することによって、光信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧することが可能となる。
【０１００】
なお、第１のＲＦ入力端子６及び第１のバイアス電圧入力端子８は、同一端子であってもよい。また、第２のＲＦ入力端子７及び第２のバイアス電圧入力端子９は、同一端子であってもよい。
【０１０１】
また、外部光変調器４は、図１６に示すように、光信号を出力するための第１のポート１１及び第２のポート１２を備えてもよい。この場合、第１のポート１１から出力される光信号は、光伝送路（図示せず）を通じ、伝送される。第２のポート１２から出力される光信号は、光検波部５２に直接入力される。図１６に示すような外部光変調器４を用いることによって、変調器動作制御部５の光分岐部５１の構成を省略することができる。
【０１０２】
図１６に示す外部光変調器４を用いる場合、第３のＭＺ型干渉計４４は、図１７に示すように、第３の光結合部４４５に代えて、方向性結合器４４６を有してもよい。第３のＭＺ型干渉計４４において、第５の光導波路４４１と第６の光導波路４４３とを導波する二つの光位相変調信号は、方向性結合器４４６において合波され、相互に干渉しあうことによって、第３の光変調信号に変換される。第３の光変調信号は、分岐されて、第１のポート１１及び第２のポート１２からそれぞれ出力される。
【０１０３】
（第２の実施形態）
図１８は、本発明の第２の実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図である。なお、第１の実施形態と同じ構成要素には、同じ参照符号を付与し、その説明を省略する。
【０１０４】
図１８において、第２の実施形態に係る光送信装置は、光源１と、信号源２と、第１の入力信号分岐部３と、外部光変調器４と、変調器動作制御部１３と、第１のＲＦ入力端子６と、第２の入力端子７と、第１のバイアス電圧入力端子８と、第２のバイアス電圧入力端子９と、第３のバイアス電圧入力端子１０とを備える。
【０１０５】
図１８から分かるように、本発明の第２の実施形態に係る光送信装置は、第１の実施形態に係る光送信装置の変調器動作制御部５に代えて、変調器動作制御部１３を新たに備える構成である。変調器動作制御部１３を中心に、第２の実施形態に係る光送信装置を説明する。
【０１０６】
図１８に示すように、変調器動作制御部１３は、光分岐部５１と、光検波部５２と、モニタ信号分岐部５３と、光搬送波成分抽出部５４と、光搬送波成分レベル検出部５５と、残留側波帯成分抽出部５７と、残留側波帯成分レベル検出部５８と、不要成分抑圧部６０とを含む。
【０１０７】
変調器動作制御部１３において、光分岐部５１、光検波部５２、モニタ信号分岐部５３、光搬送波成分抽出部５４、光搬送波成分レベル検出部５５、残留側波帯成分抽出部５７及び残留側波帯成分レベル検出部５８は、第１の実施形態に係る光送信装置と同様の処理を行う。不要成分抑圧部６０は、外部光変調器４が出力する光信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧するために、外部光変調器４に印加するバイアス電圧を制御する。
【０１０８】
図１９は、不要成分抑圧部６０の詳細な構成を示すブロック図である。図１９において、不要成分抑圧部６０は、電圧制御部６０１と、第１の電圧供給部６０２と、第２の電圧供給部６０３と、第３の電圧供給部６０４と、光搬送波成分基準値記憶部６０５と、残留側波帯成分基準値記憶部６０６と、モニタ信号レベル比較部６０７と、モニタ信号レベル記憶部６０８と、バイアス電圧記憶部６０９とを有する。
【０１０９】
電圧制御部６０１は、不要成分抑圧部６０の制御を行う。第１の電圧供給部６０２は、第１のバイアス電圧入力端子８に入力する第１のバイアス電圧を供給する。第２の電圧供給部６０３は、第２のバイアス電圧入力端子９に入力する第２のバイアス電圧を供給する。第３の電圧供給部６０４は、第３のバイアス電圧入力端子１０に入力する第３のバイアス電圧を供給する。
【０１１０】
光搬送波成分基準値記憶部６０５は、光搬送波成分モニタ信号の基準値を記憶する。残留側波帯成分基準値記憶部６０６は、残留側波帯成分モニタ信号の基準値を記憶する。モニタ信号レベル比較部６０７は、入力される光搬送波成分モニタ信号のレベルと光搬送波成分基準値記憶部６０５が記憶する基準値とを比較するとともに、入力される残留側波帯成分モニタ信号のレベルと残留側波帯成分基準値記憶部６０６が記憶する基準値とを比較する。また、モニタ信号レベル比較部６０７は、モニタ信号レベル記憶部６０８が記憶する光搬送波成分モニタ信号のレベルと、新たに入力される光搬送波モニタ信号のレベルとを比較する。また、モニタ信号レベル比較部６０７は、モニタ信号レベル記憶部６０８が記憶する残留側波帯成分モニタ信号のレベルと、新たに入力される残留側波帯成分モニタ信号のレベルとを比較する。
【０１１１】
モニタ信号レベル記憶部６０８は、光搬送波成分モニタ信号及び残留側波帯成分モニタ信号のレベルを記憶する。バイアス電圧記憶部６０９は、第１のバイアス電圧入力端子８に印加する第１のバイアス電圧値及び第２のバイアス電圧入力端子９に印加する第２のバイアス電圧値と、第３のバイアス電圧入力端子１０に印加する第３のバイアス電圧値とを記憶する。
【０１１２】
図２０は、不要成分抑圧部６０が行う処理を記述したフローチャートである。図２０において、電圧制御部６０１は、周波数ｆ1 の光搬送波成分モニタ信号が予め定められた基準値より大きいレベルで入力されたか否かを判断する（ステップＳ９７１）。具体的には、モニタ信号レベル比較部６０７は、光搬送波成分モニタ信号のレベルが光搬送波成分基準値記憶部６０５に記憶された基準値より大きいか否かを判断する。
【０１１３】
光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値よりも大きい場合、電圧制御部６０１は、第１のバイアス電圧入力端子８に入力する第１のバイアス電圧の制御を行う（ステップＳ９７２）。次に、電圧制御部６０１は、第２のバイアス電圧入力端子９に入力する第２のバイアス電圧の制御を行う（ステップＳ９７３）。光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値よりも小さい場合、電圧制御部６０１は、ステップＳ９７４にそのまま進む。電圧制御部６０１は、外部光変調器４のバイアス電圧制御を継続するか否かを判断し（ステップＳ９７４）、継続する場合にはステップＳ９７１に戻り、継続しない場合には処理を終了する。
【０１１４】
ステップＳ９７１において、光搬送波成分モニタ信号のレベルが基準値以下の場合、電圧制御部６０１は、周波数２×ｆ1 の残留側波帯成分モニタ信号のレベルが予め定められた基準値より大きいか否かを判断する（ステップＳ９８１）。具体的には、モニタ信号レベル比較部６０７は、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが残留側波帯成分基準値記憶部６０６に記憶された基準値より大きいか否かを判断する。ステップＳ９８１において、残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値より大きい場合、電圧制御部６０１は、第３のバイアス電圧入力端子１０に入力する第３のバイアス電圧の制御を行う（ステップＳ９８２）。残留側波帯成分モニタ信号のレベルが基準値よりも小さい場合、電圧制御部６０１は、ステップＳ９８３にそのまま進む。電圧制御部６０１は、外部光変調器４のバイアス電圧制御を継続するか否かを判断し（ステップＳ９８３）、継続する場合にはステップＳ９７１に戻り、継続しない場合には処理を終了する。なお、電圧制御部６０１は、ステップＳ９８２の処理が終了後、ステップＳ９８３の処理を行ってもよい。
【０１１５】
各バイアス電圧入力端子に印加するバイアス電圧の制御は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１６】
このように、第２の実施形態に係る光送信装置によれば、少なくとも三つのＭＺ型干渉計で構成された搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型外部光変調器において、各ＭＺ型干渉計のＤＣドリフトによるバイアス電圧の変動によって、光搬送波成分及び残留側波帯成分を含む光信号が出力される。本実施形態に係る光送信装置は、搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型外部光変調器から出力される光信号から光搬送波成分及び残留側波帯成分を抽出し、光搬送波成分及び残留側波帯成分レベルに基づいて、搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型外部光変調器に印加するバイアス電圧を決定することによって、光信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧することが可能となる。また、第２の実施形態に係る光送信装置は、搬送波抑圧単一側波帯ＭＺ型光変調器に印加するバイアス電圧の制御順序を定めているため、より効率的なバイアス電圧の最適化が可能となる。このため、第２の実施形態に係る光送信装置は、第１の実施形態に係る光送信装置より早く光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧することができる。
【０１１７】
なお、光搬送波成分基準値記憶部６０５及び残留側波帯成分基準値記憶部６０６にそれぞれ記憶されている基準値は、同じ値でもよい。この場合、光搬送波成分基準値記憶部６０５及び残留側波帯成分基準値記憶部６０６を、一つの記憶部としてもよい。これにより、光送信装置の小型が可能となる。
【０１１８】
また、不要成分抑圧部６０は、図２０に示すフローチャートに代えて、図２１に示すようにステップＳ９７２とステップＳ９７３の処理を入れ代えてもよい。また、図２２に示すように、残留側波帯成分を抑圧するための処理を先に行ってもよい。しかし、不要成分抑圧部６０は、図２０または図２１に示すフローチャートを実行することが望ましい。これは、最初に光搬送波成分を抑圧するためのバイアス電圧の制御を行い、次に残留側波帯成分の抑圧するためのバイアス電圧の制御を行う方が、効率良く光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧することが出来るためである。
【０１１９】
また、第１及び第２の実施形態に係る光送信装置において、外部光変調器４は、三つのＭＺ型干渉計を含むものとして説明を行ったが、外部光変調器４は、４つ以上のＭＺ型干渉計を含んでもよい。第１及び第２の実施形態に係る光送信装置は、外部光変調器４から出力される光搬送波成分及び不要な片側波帯成分のレベルをそれぞれ検出し、各ＭＺ型干渉計に印加するバイアス電圧を決定する。このように、ＭＺ型干渉計のバイアス電圧を制御することによって、４つ以上のＭＺ型干渉計を含む外部光変調器が出力する光信号の光搬送波成分及び不要な片側波帯成分を抑圧することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明に係る光送信装置は、複数のマッハツェンダ型干渉計を含む外部光変調器が出力する光信号に含まれる光搬送波成分及び残留側波帯成分を抑圧すること等が可能であり、複数のマッハツェンダ型干渉計を含む外部光変調器を備え、光搬送波成分が抑圧された単一側波帯光強度変調信号を出力する光送信装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図
【図２】外部光変調器４の構成の一例を示すブロック図
【図３】外部光変調器を構成する各ＭＺ型干渉計が出力する光変調信号の光スペクトラムの一例を示す図
【図４】光搬送波成分抽出部５４及び残留側波帯成分抽出部の透過帯域を示す模式図
【図５】外部光変調器４が出力する光信号のスペクトラムの模式図
【図６】光搬送波成分抑圧部５６の構成を示すブロック図
【図７】光搬送波成分抑圧部５６が行う処理を記述したフローチャート
【図８】ステップＳ７０２における光搬送波成分抑圧部５６の詳細な処理を示すフローチャート
【図９】光搬送波成分モニタ信号のレベルが減少した場合の光搬送波成分抑圧部５６の動作を示すフローチャート
【図１０】光搬送波成分モニタ信号のレベルが増加した場合の光搬送波成分抑圧部５６の動作を示すフローチャート
【図１１】残留側波帯成分抑圧部５９の構成を示すブロック図
【図１２】残留側波帯成分抑圧部５９が行う処理を記述したフローチャート
【図１３】ステップＳ８０２における残留側波帯成分抑圧部５９の詳細な処理を示すフローチャート
【図１４】残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少した場合の残留側波帯成分抑圧部５９の動作を示すフローチャート
【図１５】残留側波帯成分モニタ信号のレベルが減少した場合の残留側波帯成分抑圧部５９の動作を示すフローチャート
【図１６】外部光変調器４が第１のポート１１及び第２のポート１２を含む図
【図１７】外部光変調器４が方向性結合器４４６を有する図
【図１８】本発明の第２の実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図
【図１９】不要成分抑圧部６０の詳細な構成を示すブロック図
【図２０】不要成分抑圧部６０が行う処理を記述したフローチャート
【図２１】不要成分抑圧部６０が行う処理を記述したフローチャート
【図２２】不要成分抑圧部６０が残留側波帯成分を抑圧する処理を先に行う場合のフローチャート
【図２３】ＭＺ型光変調器の一般的構成を示す図
【図２４】ＭＺ型変調器で発生するＤＣドリフトを説明する図
【図２５】特許文献１に記載された従来の光送信装置の構成を示す図
【図２６】ＳＳＢ−ＳＣ光変調器の構成を示す模式図
【図２７】ＳＳＢ−ＳＣ光変調器から出力される光信号９４３のスペクトラムの模式図
【図２８】特許文献２に記載された従来の光送信装置の構成を示す図
【図２９】ＳＳＢ−ＳＣ光変調器を構成する各ＭＺ型干渉計に対して、特許文献１が示す構成を適用した図
【符号の説明】
【０１２２】
１  光源
２  信号源
３  入力信号分岐部
４  外部光変調器
５、１３  変調器動作制御部
６、７  ＲＦ入力端子
８、９、１０  バイアス電圧入力端子
１１、１２  出力ポート
４１、５１、４２１、４３１  光分岐部
４２、４３、４４  ＭＺ型干渉計
５２  光検波部
５３  モニタ信号分岐部
５４  光搬送波成分抽出部
５５  光搬送波成分レベル検出部
５６  光搬送波成分抑圧部
５７  残留側波帯成分抽出部
５８  残留側波帯成分レベル検出部
５９  残留側波帯成分抑圧部
６０  不要成分抑圧部
４２２、４２４、４３２、４３４、４４１、４４３  光導波路
４２３、４２５、４３３、４３５、４４２、４４４  変調電極
４２６、４３６  光結合器
４２７、４３７  入力信号分岐部
５６１、５９１、６０１  電圧制御部
５６２、５６３、５９２  電圧供給部
５６４、６０５  光搬送波成分基準値記憶部
５６５  光搬送波成分レベル比較部
５６６  光搬送波成分レベル記憶部
５６７、５９６、６０９  バイアス電圧記憶部
５９３、６０６  残留側波帯成分基準値記憶部
５９４  残留側波帯成分レベル比較部
５９５  残留側波帯成分レベル記憶部
６０７  モニタ信号レベル比較部
６０８  モニタ信号レベル記憶部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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