(57)【要約】【課題】位相変調光信号の劣化を生ずることなく、データ変調部を介する光信号の位相差を所定の位相差に制御することができる光送信装置、及び当該装置を備える光試験装置を提供する。【解決手段】光送信装置１は、分岐された光信号Ｌ１１，Ｌ１２間にπ／２の位相差を与えるπ／２位相シフト部２２と、外部から入力されるデータ信号Ｄ１，Ｄ２を用いて光信号Ｌ１１，Ｌ１２をそれぞれ変調する変調器２３ａ，２３ｂと、結合された光信号Ｌ１１，Ｌ１２に対してＲＺ強度変調を行うＲＺ変調器３０と、データ信号Ｄ１，Ｄ２を乗算した信号とフォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１とを乗算して得られる信号を用いてπ／２位相シフト部２２によって与えられる光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差がπ／２になるように調整する位相調整回路４８とを備える。【選択図】図１
2009246578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を分岐して得られる第１，第２光信号が所定の位相差を有するように当該第１，第２光信号の少なくとも一方の位相を制御するとともに、外部から入力される第１，第２データ信号に応じて前記第１，第２光信号をそれぞれ変調する変調部を備え、当該変調部を介した前記第１，第２光信号を結合した位相変調光信号を出力する光送信装置において、
前記第１データ信号と前記第２データ信号とを乗算する第１演算部と、
前記位相変調光信号を受光する受光部と、
前記第１演算部の出力信号と前記受光部から出力される受光信号とを乗算する第２演算部と、
前記第２演算部の出力信号を用いて前記変調部により制御される第１，第２光信号間の位相差を調整する位相調整部と
を備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項２】
前記第２演算部の出力信号を平均化する平均化処理部を備えており、
前記位相調整部は、前記平均化処理部で平均化された信号を用いて前記第１，第２光信号間の位相差を調整する
ことを特徴とする請求項１記載の光送信装置。
【請求項３】
前記第１演算部の出力信号の周波数を低減する第１ローパスフィルタと、
前記受光部から出力される受光信号の周波数を低減する第２ローパスフィルタとを備えており、
前記第２演算部は、前記第１，第２ローパスフィルタを介した信号を乗算する
ことを特徴とする請求項２記載の光送信装置。
【請求項４】
前記第１データ信号の周波数を低減する第３ローパスフィルタと、
前記第２データ信号の周波数を低減する第４ローパスフィルタと、
前記受光部から出力される受光信号の周波数を低減する第５ローパスフィルタとを備えており、
前記第１演算部は、前記第３，第４ローパスフィルタを介した信号を乗算し、
前記第２演算部は、前記第１演算部の出力信号と前記第５ローパスフィルタを介した信号とを乗算する
ことを特徴とする請求項２記載の光送信装置。
【請求項５】
前記位相調整部は、前記平均化処理部で平均化された信号と前記受光部から出力される受光信号を平均化した信号とを用いて、前記変調部における前記第１，第２光信号の位相差の目標位相差からのずれ量の絶対値を算出し、当該絶対値を用いて前記第１，第２光信号間の位相差を調整することを特徴とする請求項２記載の光送信装置。
【請求項６】
位相変調光信号を受光する光受信装置の試験を行う光試験装置において、
前記光受信装置に受光される前記位相変調光信号を送信する請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光送信装置を備えることを特徴とする光試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相変調光信号を送信する光送信装置及び当該装置を備える光試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光伝送システムの大容量化及び長距離化を実現する研究開発が盛んに行われている。特に、光伝送システムの最大伝送速度を１０Ｇｂｐｓ（bit per second）から４０Ｇｂｐｓに引き上げるべく、ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying：差動位相偏移変調）やＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying：差動４相位相偏移変調）等の位相変調方式を用いた光伝送システムの実用化が期待されている。
【０００３】
以下の特許文献１には、光源からの光を分岐して変調するデータ変調部をなす一対のアームと、これらアームの各々を介する光信号に対して所定の位相差（例えば、π／２）を与える位相シフト部とを備え、上記データ変調部を介した光信号を結合して位相変調光信号として送信する光送信装置において、アーム部の各々を介する信号に対して所定の低周波信号を重畳し、低周波信号が重畳された光信号を結合して得られる位相変調光信号に含まれる低周波信号のパワー最大値、パワー最小値、位相の少なくとも１つに基づいて位相シフト部を制御する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−４３６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した特許文献１に開示された技術においては、位相シフト部を制御するために、データ変調部をなす一対のアームの各々を介する光信号に対して低周波信号を重畳し、この低周波信号が重畳された光信号を結合して位相変調光信号を得ている。しかしながら、低周波信号を重畳することによって光送信装置から送信される位相変調光信号の位相が変化するため、位相変調信号の劣化が引き起こされるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、位相変調光信号の劣化を生ずることなく、データ変調部を介する光信号の位相差を所定の位相差に制御することができる光送信装置、及び当該装置を備える光試験装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の光送信装置は、入力光を分岐して得られる第１，第２光信号（Ｌ１１，Ｌ１２）が所定の位相差を有するように当該第１，第２光信号の少なくとも一方の位相を制御するとともに、外部から入力される第１，第２データ信号（Ｄ１，Ｄ２）に応じて前記第１，第２光信号をそれぞれ変調する変調部（２０）を備え、当該変調部を介した前記第１，第２光信号を結合した位相変調光信号（Ｌ１）を出力する光送信装置（１）において、前記第１データ信号と前記第２データ信号とを乗算する第１演算部（４４）と、前記位相変調光信号を受光する受光部（４３）と、前記第１演算部の出力信号と前記受光部から出力される受光信号（Ｒ１）とを乗算する第２演算部（４５）と、前記第２演算部の出力信号を用いて前記変調部により制御される第１，第２光信号間の位相差を調整する位相調整部（４８）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、外部から入力される第１，第２データ信号が第１演算部で乗算されるとともに、第１演算部の出力信号と受光部から出力される受光信号とが第２演算部で乗算され、この第２演算部の出力信号を用いて位相調整部により第１，第２光信号間の位相差が調整される。
また、本発明の光送信装置は、前記第２演算部の出力信号を平均化する平均化処理部（４６）を備えており、前記位相調整部は、前記平均化処理部で平均化された信号を用いて前記第１，第２光信号間の位相差を調整することを特徴としている。
また、本発明の光送信装置は、前記第１演算部の出力信号の周波数を低減する第１ローパスフィルタ（５１）と、前記受光部から出力される受光信号の周波数を低減する第２ローパスフィルタ（５２）とを備えており、前記第２演算部は、前記第１，第２ローパスフィルタを介した信号を乗算することを特徴としている。
また、本発明の光送信装置は、前記第１データ信号の周波数を低減する第３ローパスフィルタ（６１ａ）と、前記第２データ信号の周波数を低減する第４ローパスフィルタ（６１ｂ）と、前記受光部から出力される受光信号の周波数を低減する第５ローパスフィルタ（６２）とを備えており、前記第１演算部は、前記第３，第４ローパスフィルタを介した信号を乗算し、前記第２演算部は、前記第１演算部の出力信号と前記第５ローパスフィルタを介した信号とを乗算することを特徴としている。
また、本発明の光送信装置は、前記位相調整部が、前記平均化処理部で平均化された信号と前記受光部から出力される受光信号を平均化した信号とを用いて、前記変調部における前記第１，第２光信号の位相差の目標位相差からのずれ量の絶対値を算出し、当該絶対値を用いて前記第１，第２光信号間の位相差を調整することを特徴としている。
本発明の光試験装置は、位相変調光信号を受光する光受信装置の試験を行う光試験装置において、前記光受信装置に受光される前記位相変調光信号を送信する上記の何れかに記載の光送信装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外部から入力される第１，第２データ信号を第１演算部で乗算するとともに、第１演算部の出力信号と受光部から出力される受光信号とを第２演算部で乗算し、この第２演算部の出力信号を用いて位相調整部により第１，第２光信号間の位相差を調整している。このため、従来のように第１，第２光信号間の位相差を調整するために用いる低周波信号を位相変調光信号に重畳する必要が無い。よって、位相変調光信号の劣化を生ずることなく、データ変調部を介する光信号の位相差を所定の位相差に制御することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による光送信装置及び光試験装置について詳細に説明する。
【０００９】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による光送信装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の光送信装置１は、光源１０、変調部２０、ＲＺ変調器３０、アンプ４１ａ，４１ｂ、ドライバ４２ａ，４２ｂ、フォトダイオード４３（受光部）、ミキサ４４（第１演算部）、ミキサ４５（第２演算部）、平均化処理部４６，４７、及び位相調整回路４８（位相調整部）を備えており、外部から入力されるデータ信号Ｄ１（第１データ信号）及びデータ信号Ｄ２（第２データ信号）に基づいて変調された位相変調光信号Ｌ１を生成して送信する。尚、本実施形態の光送信装置１は、ＤＱＰＳＫ方式により変調した位相変調光信号Ｌ１を送信するものであるとする。
【００１０】
光源１０は、例えばレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）であり連続光（ＣＷ光：Continuous Wave）を射出する。変調部２０は、対をなすＩアーム２１ａ及びＱアーム２１ｂを有するマッハツェンダ変調器を備えており、光源１０からの連続光をＩアーム２１ａを介する光信号Ｌ１１（第１光信号）とＱアーム２１ｂを介する光信号Ｌ１２（第２光信号）とに２分岐し、外部から入力されるデータ信号Ｄ１，Ｄ２に応じた変調を光信号Ｌ１１，Ｌ１２の各々に対して行い、その後にそれらを結合（合波）して位相変調光信号を生成する。図１に示す例では、Ｉアーム２１ａには変調器２３ａが設けられており、Ｑアーム２１ｂにはπ／２位相シフト部２２と変調器２３ｂとが設けられている。尚、π／２位相シフト部２２は、Ｑアーム２１ｂではなくＩアーム２１ａに設けられていても良い。
【００１１】
π／２位相シフト部２２は、Ｉアーム２１ａを介する光信号Ｌ１１とＱアーム２１ｂを介する光信号Ｌ１２との間にπ／２の位相差を与えるものである。このπ／２位相シフト部２２は、例えば光信号Ｌ１２が伝播する光導波路を挟むように配置された一対の電極を備えており、この一対の電極に所定の電圧（ＤＣバイアス）が印加されることにより、光信号Ｌ１１，Ｌ１２間にπ／２の位相差を与えるものである。尚、π／２位相シフト部２２が備える一対の電極に印加する電圧を微調整することによって位相差の微調整が可能である。
【００１２】
変調器２３ａは、ドライバ４２ａから出力される駆動信号に応じて、Ｉアーム２１ａを介する光信号Ｌ１１を位相変調する。この変調器２３ａは、例えば光信号Ｌ１１が伝播する光導波路を挟むように配置された一対の変調電極と同光導波路に近接して設けられた１つの電極とを備える構成であり、ドライバ４２ａからの駆動信号が一対の変調電極に印加されることによりＩアーム２１ａを介する光信号Ｌ１１が位相変調され、所定の電圧（ＤＣバイアス）が電極に印加されることにより動作点が調整される。
【００１３】
変調器２３ｂは、ドライバ４２ｂから出力される駆動信号に応じて、Ｑアーム２１ｂを介する光信号Ｌ１２を位相変調する。この変調器２３ａも、変調器２３ｂと同様に、例えば光信号Ｌ１２が伝播する光導波路を挟むように配置された一対の変調電極と同光導波路に近接して設けられた１つの電極とを備える構成であり、ドライバ４２ｂからの駆動信号が一対の変調電極に印加されることによりＱアーム２１ｂを介する光信号Ｌ１２が位相変調され、所定の電圧（ＤＣバイアス）が電極に印加されることにより動作点が調整される。
【００１４】
ＲＺ変調器３０は、変調部２０で生成された位相変調光信号に対して更にＲＺ強度変調を行い、変調部２０の変調器２３ａ，２３ｂにおいて光信号Ｌ１，Ｌ２が変調されるときに生ずる不要な信号成分が除去された位相変調光信号Ｌ１を生成する。このＲＺ変調器３０は、例えば一方のアームに変調電極と電極とを備えるマッハツェンダ変調器であって、外部から入力されるＲＺ信号Ｓ１がＲＺ変調器３０の変調電極に印加されることにより変調部２０で生成された位相変調光信号がＲＺ強度変調される。また、所定の電圧（ＤＣバイアス）が電極に印加されることによりＲＺ変調器３０の動作点が調整される。
【００１５】
アンプ４１ａ，４１ｂは、外部から入力されるデータ信号Ｄ１，Ｄ２を所定の増幅率でそれぞれ増幅する。尚、データ信号Ｄ１，Ｄ２の周波数は２０ＧＨｚ程度である。ドライバ４２ａ，４２ｂは、アンプ４１ａ，４１ｂで増幅されたデータ信号Ｄ１，Ｄ２がそれぞれ入力されて、これらのデータ信号Ｄ１，Ｄ２に応じた駆動信号を変調器２３ａ，２３ｂにぞれぞれ出力する。フォトダイオード（ＰＤ）４３は、変調部２０で生成された位相変調光信号の一部を受光してその強度を示す受光信号Ｒ１を出力する。尚、受光信号Ｒ１の周波数は２０ＧＨｚ程度である。また、フォトダイオード４３に代えて、ＲＺ変調器３０から出力される位相変調光信号Ｌ１の一部を受光するフォトダイオード４３′を用いても良い。
【００１６】
ミキサ４４は、アンプ４１ａで増幅されたデータ信号Ｄ１とアンプ４１ｂで増幅されたデータ信号Ｄ２とを乗算する。ミキサ４５は、ミキサ４４の出力信号とフォトダイオードＰＤから出力される受光信号Ｒ１とを乗算する。平均化処理部４６はミキサ４５の出力信号の平均化処理を行い、平均化処理部４７は、フォトダイオードＰＤから出力される受光信号Ｒ１の平均化処理を行う。位相調整回路４８は、平均化処理部４６，４７から出力される信号を用いて変調部２０における光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差の目標位相差からのずれ量の絶対値（ずれ量そのもの）を算出し、このずれ量の絶対値を用いてその位相差を調整する。具体的に、位相調整回路４８は、光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が「π／２」になるように調整する。
【００１７】
以上の構成の光送信装置１は、外部から入力されるデータ信号Ｄ１，Ｄ２をミキサ４４で乗算した信号とフォトダイオード４３から出力される受信信号Ｒ１とをミキサ４５で乗算して得られる信号を用いて変調部２０における光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が「π／２」になるように調整している。以下、その原理について説明する。
【００１８】
まず、フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１について説明する。図２は、フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１の波形の一例を示す図であって、（ａ）は光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が９０度（π／２）である場合の受光信号Ｒ１の波形の例を示す図であり、（ｂ）は光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が１１０度である場合の受光信号Ｒ１の波形の例を示す図である。
【００１９】
光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が目標とする位相差（９０度（π／２））である場合には、図２（ａ）に示す通り、受光信号Ｒ１は正規化した振幅の最大振幅がほぼ「１」であって、所々で振幅が小さくなる谷部Ｖ１が現れる波形になる。これに対し、光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が１１０度であって、目標とする位相差（９０度（π／２））からずれている場合には、図２（ｂ）に示す通り、波形自体は図２（ａ）に示す受光信号Ｒ１と同様であるものの、最大振幅がほぼ「１．２」である第１波形Ｗ１と最大振幅がほぼ「０．８」である第２波形Ｗ２とが現れる。
【００２０】
いま、ＤＱＰＳＫ方式により変調された位相変調光信号Ｌ１をｙ（ｔ）とすると、位相変調光信号Ｌ１は複素平面上では以下の（１）式で表すことができる。
【数１】
2009246578.tif 000003
但し、上記（１）式中の変数は以下の通りである。
Ｉ（ｔ）：データ信号Ｄ１の値（１，−１）
Ｑ（ｔ）：データ信号Ｄ２の値（１，−１）
θ：光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差
θ０：全体の位相回転
【００２１】
フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１をＰＯとすると、上記（１）式で示される位相変調光信号Ｌ１をフォトダイオード４３で受光して得られる受光信号Ｒ１は以下の（２）式で表される。
【数２】
2009246578.tif 000004
但し、上記（２）式中のｋは、フォトダイオード４３の感度等に依存する定数である。
【００２２】
図２（ｂ）に示す第１波形Ｗ１は、フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１であるＰＯが最大になる場合に得られる波形である。受光信号Ｒ１の最大値ＰＯｍａｘは、データ信号Ｄ１の値Ｉ（ｔ）とデータ信号Ｄ２の値Ｑ（ｔ）との符号が一致する場合、つまりデータ信号Ｄ１の値Ｉ（ｔ）及びデータ信号Ｄ２の値Ｑ（ｔ）が共に「１」である場合又は共に「−１」である場合に得られ、以下の（３）式で表される。
【数３】
2009246578.tif 000005
【００２３】
これに対し、図２（ｂ）に示す第２波形Ｗ２は、フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１であるＰＯが最小になる場合に得られる波形である。受光信号Ｒ１の最小値ＰＯｍｉｎは、データ信号Ｄ１の値Ｉ（ｔ）とデータ信号Ｄ２の値Ｑ（ｔ）との符号が異なる場合、つまりデータ信号Ｄ１の値Ｉ（ｔ）及びデータ信号Ｄ２の値Ｑ（ｔ）が（１，−１）である場合、又は（−１，１）である場合に得られ、以下の（４）式で表される。
【数４】
2009246578.tif 000006
【００２４】
上記（３）式と（４）式との差を求めると以下の（５）式になり、光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差に応じた値が得られることが分かる。
【数５】
2009246578.tif 000007
このため、上記（５）式で示される受光信号Ｒ１の最大値ＰＯｍａｘと最小値ＰＯｍｉｎとの差分を用いてπ／２位相シフト部２２を調整すれば光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差を目標位相差にすることができると考えられる。
【００２５】
上記（５）式に示される受光信号Ｒ１の最大値と最小値との差分（ＰＯｍａｘ−ＰＯｍｉｎ）は、データ信号Ｄ１，Ｄ２を乗算した信号とフォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１とを乗算して得られる信号（ミキサ４５の出力信号）の時間平均を求めることで得られる。以下、その原理について説明する。
【００２６】
ミキサ４５の出力信号ＶＯは、上述した（２）式を用いて以下の（６）式で表される。
【数６】
2009246578.tif 000008
ここで、データ信号Ｄ１，Ｄ２が、それぞれ値「１」，「−１」を同数だけ取るとすると、ミキサ４５の出力信号ＶＯの平均値ＡＶＯは以下の（７）式で表される。
【数７】
2009246578.tif 000009
【００２７】
上記（７）式を参照すると、ミキサ４５の出力信号の平均値ＡＶＯは光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差θに応じた値になって、上記（５）式と同じ形の式になる。このため、上記（５）式に示される受光信号Ｒ１の最大値と最小値との差分（ＰＯｍａｘ−ＰＯｍｉｎ）が、データ信号Ｄ１，Ｄ２を乗算した信号とフォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１とを乗算して得られる信号（ミキサ４５の出力信号）の時間平均を求めることで得られることが分かる。
【００２８】
図３は、変調部２０における光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差と平均化処理部４６から出力される信号との関係を示すシミュレーション結果である。図３を参照すると、平均化処理部４６から出力される信号は、上記（７）式に示される通り、光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差が目標位相差である９０度（π／２）又は−９０度（−π／２）のときに零になることが分かる。また、平均化処理部４６から出力される信号の傾斜方向（接線の傾き）は、光信号Ｌ１，Ｌ２の目標位相差を９０度（π／２）に設定する場合と、−９０度（−π／２）に設定するする場合とで逆になるため、π／２移相シフト部２２の調整を行う場合には注意が必要になる。
【００２９】
ここで、平均化処理部４６から出力される信号のみでは、変調部２０における光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差の目標位相差からのずれ量の絶対値が分からない。このため、位相調整回路４８がπ／２位相シフト部２２を制御する上での適切な制御定数を設定することができない場合がある。本実施形態では、フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１を平均化処理部４７で平均化して得られる信号を用い、平均化処理部４６から出力される信号を正規化することで、変調部２０における光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差の目標位相差からのずれ量の絶対値を求めている。
【００３０】
フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１の平均値ＡＰＯ（平均化処理部４７から出力される信号）は、以下の（８）式で表される。
【数８】
2009246578.tif 000010
従って、平均化処理部４６，４７から出力される信号の比は以下の（９）式で表される。
【数９】
2009246578.tif 000011
【００３１】
ここで、光信号Ｌ１，Ｌ２の目標位相差を９０度（π／２）に設定し、この目標位相差からのずれ量の絶対値をΔθとすると、ずれ量の絶対値Δθは以下の（１０）式で表される。
【数１０】
2009246578.tif 000012
位相調整回路４８は、上記（１０）式から目標位相差からのずれ量の絶対値Δθを算出し、この絶対値Δθを用いてπ／２位相シフト部２２を制御することにより、光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差を調整する。
【００３２】
図４は、光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差の目標位相差からのずれ量と位相調整回路４８で算出されるずれ量の絶対値との関係を示すシミュレーション結果である。図４に示す通り、位相調整回路４８で算出されるずれ量の絶対値は変調部２０における光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差とほぼ等しく、これらの関係を示すグラフは原点を通る直線状になっていることが分かる。
【００３３】
次に、本実施形態による光送信装置１の動作について説明する。光源１０からの連続光が変調部２０に入射すると、例えば１対１の強度比でＩアーム２１ａを介する光信号Ｌ１１とＱアーム２１ｂを介する光信号Ｌ１２とに分岐される。Ｉアーム２１ａに分岐された光信号Ｌ１１は、変調器２３ａにおいて外部から入力されるデータ信号Ｄ１に応じた変調を受ける。これに対し、Ｑアーム２１ｂに分岐された光信号Ｌ１２は、まずπ／２位相シフト部２２においてπ／２だけ位相が変化して光信号Ｌ１１に対してπ／２の位相差が与えられ、次いで変調器２３ｂにおいて外部から入力されるデータ信号Ｄ２に応じた変調を受ける。
【００３４】
その後、変調器２３ａ，２３ｂの各々で変調を受けた光信号Ｌ１１，Ｌ１２は結合（合波）され、変調部２０からは光信号Ｌ１１，Ｌ１２が結合された位相変調光信号が出力される。この位相変調光信号は、ＲＺ変調器３０に入射して外部から入力されるＲＺ信号Ｓ１に応じたＲＺ強度変調が行われる。これにより、ＲＺ変調器３０からは、変調器２３ａ，２３ｂにおいて光信号Ｌ１，Ｌ２が変調されるときに生ずる不要な信号成分が除去された位相変調光信号Ｌ１が送信される。尚、変調部２０から出力された位相変調光信号の一部はフォトダイオード４３で受光され、フォトダイオード４３からは受光信号Ｒ１が出力される。
【００３５】
以上の動作とともに、外部から入力されたデータ信号Ｄ１，Ｄ２（アンプ４１ａ，４１ｂにより増幅されたデータ信号Ｄ１，Ｄ２）がミキサ４４で乗算され、その後ミキサ４４の出力信号とフォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１とがミキサ４５で乗算される。そして、平均化処理部４６においてミキサ４５の出力信号に対する平均化処理が行われ、ミキサ４５の出力信号の平均値を示す信号が平均化処理部４６から位相調整回路４８に入力される。また、平均化処理部４７においてフォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１に対する平均化処理が行われ、受光信号Ｒ１の平均値を示す信号が平均化処理部４７から位相調整回路４８に入力される。
【００３６】
位相調整回路４８は、平均化処理部４６，４７から出力される信号を用いて変調部２０における光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差の目標位相差からのずれ量の絶対値（ずれ量そのもの）を算出する。具体的には、平均化処理部４６，４７から出力される信号を前述した（１０）式に代入してずれ量の絶対値Δθを求める。そして、このずれ量の絶対値Δθを用いて位相調整回路４８がπ／２位相シフト部２２を制御することにより、変調部２０における光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が目標位相（９０度（π／２））に調整される。
【００３７】
以上の通り、本実施形態の光送信装置１は、外部から入力されるデータ信号Ｄ１，Ｄ２を乗算した信号とフォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１とを乗算して得られる信号を用いて変調部２０における光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が「π／２」になるように調整している。このため、従来のように、π／２位相シフト部２２の調整を行うために位相変調光信号Ｌ１に対して低周波信号を重畳する必要が無い。よって、本実施形態では、位相変調光信号Ｌ１の劣化を生ずることなく、変調部２０を介する光信号Ｌ１１，Ｌ１２の位相差を所定の位相差に制御することができる。ここで、変調部２０を介する光信号Ｌ１１，Ｌ１２の位相差の調整は、目標位相差からのずれ量の絶対値（ずれ量そのもの）に基づいて行っているため、短時間で目標位相差に調整することが可能である。
【００３８】
〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態による光送信装置の要部構成を示すブロック図である。図５に示す通り、本実施形態の光送信装置２は、図１に示す光送信装置１にローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１（第１ローパスフィルタ）及びローパスフィルタ５２（第２ローパスフィルタ）を追加した構成である。ローパスフィルタ５１は、周波数が２０ＧＨｚ程度であるミキサ４４の出力信号の周波数を数百ＭＨｚに低減する。同様に、ローパスフィルタ５２は、周波数が２０ＧＨｚ程度である受光信号Ｒ１の周波数を数百ＭＨｚに低減する。
【００３９】
これらローパスフィルタ５１，５２設けてミキサ４４の出力信号及び受光信号Ｒ１の周波数を低減するのは、ミキサ４５の回路構成を複雑化することなく、ミキサ４５で容易に乗算を実現するためである。ここで、ローパスフィルタ５１，５２を設けると、ミキサ４４の出力信号及び受光信号Ｒ１の信号レベルが低下する。このため、位相調整回路４８では、これらの信号レベルの低下分を補正する必要がある。
【００４０】
以上の光送信装置２においても、外部から入力されるデータ信号Ｄ１，Ｄ２を乗算した信号とフォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１とを乗算して得られる信号を用いて変調部２０における光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が「π／２」になるように調整される。このため、本実施形態でも、位相変調光信号Ｌ１の劣化を生ずることなく、変調部２０を介する光信号Ｌ１１，Ｌ１２の位相差を所定の位相差に制御することができる。また、本実施形態においても、目標位相差からのずれ量の絶対値（ずれ量そのもの）に基づいて光信号Ｌ１１，Ｌ１２間の位相差が調整されるため、短時間で目標位相差に調整することが可能である。更に、本実施形態では、ミキサ４５の回路構成を簡素化できるため、コストを低減することが可能である。
【００４１】
〔第３実施形態〕
図６は、本発明の第３実施形態による光送信装置の要部構成を示すブロック図である。図６に示す通り、本実施形態の光送信装置３は、図１に示す光送信装置１にローパスフィルタ（ＬＰＦ）６１ａ（第３ローパスフィルタ）、ローパスフィルタ６１ｂ（第４ローパスフィルタ）、ローパスフィルタ６２（第５ローパスフィルタ）、及びコンデンサ６３，６４を追加した構成である。
【００４２】
ローパスフィルタ６１ａ，６１ｂは周波数が２０ＧＨｚ程度であるデータ信号Ｄ１，Ｄ２の周波数を数百ＭＨｚにそれぞれ低減する。同様に、ローパスフィルタ６２は、周波数が２０ＧＨｚ程度である受光信号Ｒ１の周波数を数百ＭＨｚに低減する。これらローパスフィルタ６１ａ，６１ｂ，６２は、ミキサ４４，４５の回路構成を複雑化することなくミキサ４４，４５の各々で容易に乗算を実現するために設けられる。
【００４３】
コンデンサ６３はミキサ４４からミキサ４５に入力される信号の直流成分を除去し、コンデンサ６４はローパスフィルタ６２からミキサ４５に入力される信号の直流成分を除去する。このコンデンサ６３，６４を設けることで、例えばデータ信号Ｄ１の値「１」と値の数「−１」が異なる場合、データ信号Ｄ２の値「１」と値の数「−１」が異なる場合、及び受光信号の「Ｈ（ハイ）」レベルと「Ｌ（ロー）」レベルとの数が相違する場合に生ずるオフセットの影響を排除することができる。
【００４４】
以上の光送信装置３においても、第２実施形態と同様に、位相変調光信号Ｌ１の劣化を生ずることなく、変調部２０を介する光信号Ｌ１１，Ｌ１２の位相差を所定の位相差に制御することができる。また、本実施形態においても、短時間で目標位相差に調整することが可能である。更に、本実施形態では、ミキサ６３，６４の回路構成を簡素化できるため、コストを低減することが可能である。
【００４５】
以上、本発明の実施形態による光送信装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、第３実施形態の光送信装置３が備えるコンデンサ６３，６４と同様のコンデンサを第１，第２実施形態の光送信装置１，２にも適用することが可能である。また、上記第１〜第３実施形態では、Ｑアーム２１ｂにπ／２位相シフト部２２と変調器２３ｂとが別々に設けられている構成を例に挙げて説明したが、π／２位相シフト部２２の機能と変調器２３ｂの機能とを兼ね備える変調器のみがＱアーム２１ｂに設けられている構成にも本発明を適用することが可能である。
【００４６】
また、本発明の光送信装置は、位相変調光信号を受光する光受信装置の試験を行う光試験装置に設けることも可能である。本発明の光送信装置を光試験装置に設けることで、位相変化等の劣化が生じていない位相変調光信号を用いて高い精度で光受信装置を試験することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態による光送信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】フォトダイオード４３から出力される受光信号Ｒ１の波形の一例を示す図である。
【図３】変調部２０における光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差と平均化処理部４６から出力される信号との関係を示すシミュレーション結果である。
【図４】光信号Ｌ１，Ｌ２間の位相差の目標位相差からのずれ量と位相調整回路４８で算出されるずれ量の絶対値との関係を示すシミュレーション結果である。
【図５】本発明の第２実施形態による光送信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態による光送信装置の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１                光送信装置
２０              変調部
４３              フォトダイオード
４４，４５        ミキサ
４６              平均化処理部
４８              位相調整回路
５１，５２        ローパスフィルタ
６１ａ，６１ｂ    ローパスフィルタ
６２              ローパスフィルタ
Ｄ１，Ｄ２        データ信号
Ｌ１              位相変調光信号
Ｌ１１，Ｌ１２    光信号
Ｒ１              受光信号
【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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