JP2003234703A - 光送信回路 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主信号光である交番位相反転パルス光にでき
るだけ劣化を与えない安価なバイアス制御回路を備え
る。 【解決手段】 波長λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 H
z の信号で変調して交番位相反転パルス光を出力する光
変調器を備えた光送信回路において、光変調器にバイア
ス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、周波数分解
能がf0 Hz 以下で、光変調器の出力光の光パワースペク
トルを測定する光パワースペクトル測定手段と、光変調
器の出力光の光パワースペクトルの測定により、波長λ
0 のキャリアスペクトル成分のパワー密度が最小になる
ように、あるいは両側帯波スペクトル成分のパワー密度
が最大になるように、バイアス電圧印加手段を介してバ
イアス電圧を制御する制御回路とを備える。
るだけ劣化を与えない安価なバイアス制御回路を備え
る。 【解決手段】 波長λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 H
z の信号で変調して交番位相反転パルス光を出力する光
変調器を備えた光送信回路において、光変調器にバイア
ス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、周波数分解
能がf0 Hz 以下で、光変調器の出力光の光パワースペク
トルを測定する光パワースペクトル測定手段と、光変調
器の出力光の光パワースペクトルの測定により、波長λ
0 のキャリアスペクトル成分のパワー密度が最小になる
ように、あるいは両側帯波スペクトル成分のパワー密度
が最大になるように、バイアス電圧印加手段を介してバ
イアス電圧を制御する制御回路とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバなどの
伝送媒体が有する波長分散により生じる伝送品質の劣化
に対して、その劣化の割合が小さい光信号を生成する光
送信回路に関する。
伝送媒体が有する波長分散により生じる伝送品質の劣化
に対して、その劣化の割合が小さい光信号を生成する光
送信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送システムは、波長多重技術（ＷＤ
Ｍ技術）により比較的容易に大容量化が可能となってい
るが、１波長あたりのビットレートの高速化も盛んに研
究されている。その理由は、１波長あたりのビットレー
トを高速化することにより、装置コストを低減し、装置
の小型化および低消費電力化によりシステムトータルの
イニシャルコスト、ランニングコストが低減できるから
である。すでに、40Ｇbit/s/CHを実現する電気回路は実
用段階にある（参考文献１：M.Yoneyama et al.,"A 40-
Gbit/s Optical Repeater Circuits using InAlAs/InGa
As HEMT DigitalIC Chip Set", IEEE MTT-S Digest, WE
1 D-2,1997)。
Ｍ技術）により比較的容易に大容量化が可能となってい
るが、１波長あたりのビットレートの高速化も盛んに研
究されている。その理由は、１波長あたりのビットレー
トを高速化することにより、装置コストを低減し、装置
の小型化および低消費電力化によりシステムトータルの
イニシャルコスト、ランニングコストが低減できるから
である。すでに、40Ｇbit/s/CHを実現する電気回路は実
用段階にある（参考文献１：M.Yoneyama et al.,"A 40-
Gbit/s Optical Repeater Circuits using InAlAs/InGa
As HEMT DigitalIC Chip Set", IEEE MTT-S Digest, WE
1 D-2,1997)。
【０００３】一方、１波長あたりのビットレートを高速
化するには、波長分散による伝送可能距離制限、光ファ
イバの非線形性による光ファイバへの入力パワー制限な
どが問題になる。波長分散による伝送可能距離制限には
分散補償技術の適用が有効である。入力パワー制限に
は、従来から光伝送システムで用いられてきたＮＲＺ符
号と比較するとＲＺ符号が耐力を有しており、１波長あ
たり40Ｇbit/s の伝送実験の報告ではＲＺ系符号を用い
たものが大半を占める状況にある。ＲＺ系符号の中で
も、交番位相反転パルスを用いたＣＳ（Carrier Suppre
ssed) −ＲＺ符号（参考文献２：Y.Miyamoto et al.,Di
g.OFC'96, PD25）、ＤＣＳ（Duo-binary Carrier Suppr
essed)−ＲＺ符号（参考文献３：Y.Miyamoto et al.,Di
g.OFC'01, TuU4）が光ファイバの非線形性による入力パ
ワー制限、波長分散による伝送可能距離制限のいずれに
も比較的緩やかであることから、有望視されている。
化するには、波長分散による伝送可能距離制限、光ファ
イバの非線形性による光ファイバへの入力パワー制限な
どが問題になる。波長分散による伝送可能距離制限には
分散補償技術の適用が有効である。入力パワー制限に
は、従来から光伝送システムで用いられてきたＮＲＺ符
号と比較するとＲＺ符号が耐力を有しており、１波長あ
たり40Ｇbit/s の伝送実験の報告ではＲＺ系符号を用い
たものが大半を占める状況にある。ＲＺ系符号の中で
も、交番位相反転パルスを用いたＣＳ（Carrier Suppre
ssed) −ＲＺ符号（参考文献２：Y.Miyamoto et al.,Di
g.OFC'96, PD25）、ＤＣＳ（Duo-binary Carrier Suppr
essed)−ＲＺ符号（参考文献３：Y.Miyamoto et al.,Di
g.OFC'01, TuU4）が光ファイバの非線形性による入力パ
ワー制限、波長分散による伝送可能距離制限のいずれに
も比較的緩やかであることから、有望視されている。
【０００４】ＣＳ−ＲＺ符号、ＤＣＳ−ＲＺ符号の生成
方法として、現在一般的に使用されている方法として
は、比較的容易に実現できるマッハツェンダ型光変調器
を用いる方法（参考文献２，３）がある。このマッハツ
ェンダ型光変調器を用いる方法では、交番位相反転パル
スの繰り返し周波数の１／２の周波数の正弦波により光
変調器を駆動し、交番位相反転パルス光を生成する。こ
のときに光変調器に印加する電圧は、光変調器のオンオ
フ比を最大とするのに必要十分な電圧である半波長電圧
Ｖπの２倍である。この正弦波電圧と光変調器の透過損
失が最大となる電圧値を直流バイアス電圧として印加す
る必要がある。
方法として、現在一般的に使用されている方法として
は、比較的容易に実現できるマッハツェンダ型光変調器
を用いる方法（参考文献２，３）がある。このマッハツ
ェンダ型光変調器を用いる方法では、交番位相反転パル
スの繰り返し周波数の１／２の周波数の正弦波により光
変調器を駆動し、交番位相反転パルス光を生成する。こ
のときに光変調器に印加する電圧は、光変調器のオンオ
フ比を最大とするのに必要十分な電圧である半波長電圧
Ｖπの２倍である。この正弦波電圧と光変調器の透過損
失が最大となる電圧値を直流バイアス電圧として印加す
る必要がある。
【０００５】ところで、マッハツェンダ型光変調器は光
の干渉を用いる方法であるので、出力光パワーの印加電
圧特性（入出力特性）が変動することが知られている
（参考文献４：十文字 他、電子情報通信学会論文誌Ｃ
−Ｉ，J75-C-1, pp.17-26, 1992)。なかでも、電圧を印
加すると入出力特性がシフトする現象はＤＣドリフトと
呼ばれ、Ｚ-cutのニオブ酸リチウムを材料として作製さ
れているマッハツェンダ型光変調器では、実用化する際
の大きな課題であった。これに対して、入出力特性の変
動を検出し、光変調器に印加する電圧をフィードバック
制御する回路（データ信号は一般に直流成分をカットし
てマッハツェンダ型光変調器に印加されることから、バ
イアス電圧制御回路と呼ばれる）が提案され、実用化さ
れている（参考文献５：特許2642499 号公報、参考文献
６：特許2866901 号公報，特許2869585 号公報、参考文
献７：特開平10−246874号公報）。
の干渉を用いる方法であるので、出力光パワーの印加電
圧特性（入出力特性）が変動することが知られている
（参考文献４：十文字 他、電子情報通信学会論文誌Ｃ
−Ｉ，J75-C-1, pp.17-26, 1992)。なかでも、電圧を印
加すると入出力特性がシフトする現象はＤＣドリフトと
呼ばれ、Ｚ-cutのニオブ酸リチウムを材料として作製さ
れているマッハツェンダ型光変調器では、実用化する際
の大きな課題であった。これに対して、入出力特性の変
動を検出し、光変調器に印加する電圧をフィードバック
制御する回路（データ信号は一般に直流成分をカットし
てマッハツェンダ型光変調器に印加されることから、バ
イアス電圧制御回路と呼ばれる）が提案され、実用化さ
れている（参考文献５：特許2642499 号公報、参考文献
６：特許2866901 号公報，特許2869585 号公報、参考文
献７：特開平10−246874号公報）。
【０００６】参考文献５の「光送信器、光変調器の制御
回路および光変調方法」は、データ信号に低周波信号を
重畳し、光変調器の出力の一部を受光して得られる低周
波信号のレベルから入出力特性のドリフトを検出し、低
周波信号の位相からずれの方向を検出する方法である。
参考文献７の「光変調器制御回路」は、データ信号では
なくバイアス電圧に低周波信号を重畳する点が参考文献
５と異なるが、入出力特性のドリフトを検出する方法は
ほぼ同様である。参考文献６の「光変調装置」は、ドリ
フトの検出用に主信号光とは異なるプローブ光を進行波
型電極を有する光変調器（高速のマッハツェンダ型光変
調器はほとんどがこのタイプ）の逆方向から入力し、こ
の逆方向から入力した光は変調されない特徴を利用して
ドリフトの検出に用いる方法である。
回路および光変調方法」は、データ信号に低周波信号を
重畳し、光変調器の出力の一部を受光して得られる低周
波信号のレベルから入出力特性のドリフトを検出し、低
周波信号の位相からずれの方向を検出する方法である。
参考文献７の「光変調器制御回路」は、データ信号では
なくバイアス電圧に低周波信号を重畳する点が参考文献
５と異なるが、入出力特性のドリフトを検出する方法は
ほぼ同様である。参考文献６の「光変調装置」は、ドリ
フトの検出用に主信号光とは異なるプローブ光を進行波
型電極を有する光変調器（高速のマッハツェンダ型光変
調器はほとんどがこのタイプ）の逆方向から入力し、こ
の逆方向から入力した光は変調されない特徴を利用して
ドリフトの検出に用いる方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】参考文献５の構成は、
光変調器をＶπで駆動することが前提であり、２Ｖπで
変調すると、低周波信号成分が打ち消しあうように作用
するので、誤差信号を検出できず、バイアス電圧を制御
することができない。
光変調器をＶπで駆動することが前提であり、２Ｖπで
変調すると、低周波信号成分が打ち消しあうように作用
するので、誤差信号を検出できず、バイアス電圧を制御
することができない。
【０００８】また、参考文献７は、変調信号の包絡線検
波を行う構成であるので、光電変換器や直流・低周波除
去回路、包絡線検波回路に交番位相反転パルス光の繰り
返し周波数と同等以上の帯域が必要になる。したがっ
て、例えばＣＳ−ＲＺ符号やＤＣＳ−ＲＺ符号が有効で
ある20Ｇbit/s 以上の高速の伝送システムへの適用を考
えると、制御回路が非常に高価なものになる。
波を行う構成であるので、光電変換器や直流・低周波除
去回路、包絡線検波回路に交番位相反転パルス光の繰り
返し周波数と同等以上の帯域が必要になる。したがっ
て、例えばＣＳ−ＲＺ符号やＤＣＳ−ＲＺ符号が有効で
ある20Ｇbit/s 以上の高速の伝送システムへの適用を考
えると、制御回路が非常に高価なものになる。
【０００９】参考文献６の構成は、検出用の光源が必要
になるために比較的高価になることや、交番位相反転パ
ルス光生成ではバイアス電圧を光変調器の出力が最小と
なる値にするためプローブ光のレベルが低くなり、検出
が困難になる問題があった。また、ＷＤＭ伝送システム
では、プローブ光が他チャネルへのノイズとなる可能性
があり、プローブ光の波長選択にも十分な注意が必要で
あった。
になるために比較的高価になることや、交番位相反転パ
ルス光生成ではバイアス電圧を光変調器の出力が最小と
なる値にするためプローブ光のレベルが低くなり、検出
が困難になる問題があった。また、ＷＤＭ伝送システム
では、プローブ光が他チャネルへのノイズとなる可能性
があり、プローブ光の波長選択にも十分な注意が必要で
あった。
【００１０】本発明は、主信号光である交番位相反転パ
ルス光にできるだけ劣化を与えない安価なバイアス制御
回路を備えた光送信回路を提供することを目的とする。
ルス光にできるだけ劣化を与えない安価なバイアス制御
回路を備えた光送信回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、波長
λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 Hz の信号で変調して
交番位相反転パルス光を出力する光変調器を備えた光送
信回路において、光変調器にバイアス電圧を印加するバ
イアス電圧印加手段と、周波数分解能がf0 Hz以下で、
光変調器の出力光の光パワースペクトルを測定する光パ
ワースペクトル測定手段と、光変調器の出力光の光パワ
ースペクトルの測定により、波長λ0 のキャリアスペク
トル成分のパワー密度が最小になるように、あるいは両
側帯波スペクトル成分のパワー密度が最大になるよう
に、バイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御
する制御回路とを備える。
λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 Hz の信号で変調して
交番位相反転パルス光を出力する光変調器を備えた光送
信回路において、光変調器にバイアス電圧を印加するバ
イアス電圧印加手段と、周波数分解能がf0 Hz以下で、
光変調器の出力光の光パワースペクトルを測定する光パ
ワースペクトル測定手段と、光変調器の出力光の光パワ
ースペクトルの測定により、波長λ0 のキャリアスペク
トル成分のパワー密度が最小になるように、あるいは両
側帯波スペクトル成分のパワー密度が最大になるよう
に、バイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御
する制御回路とを備える。
【００１２】請求項２の発明は、波長λ0 の連続光を繰
り返し周波数f0 Hz の信号で変調して交番位相反転パル
ス光を出力する光変調器を備えた光送信回路において、
光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手
段と、光変調器の出力光を電気信号に変換し、その電気
信号から周波数f0 Hz のＲＦスペクトルを抽出するＲＦ
スペクトル抽出手段と、ＲＦスペクトル成分が最小にな
るようにバイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を
制御する制御回路とを備える。請求項３の発明は、光変
調器の出力光を電気信号に変換し、その電気信号から周
波数２f0 Hz のＲＦスペクトルを抽出するＲＦスペクト
ル抽出手段と、ＲＦスペクトル成分が最大になるように
バイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御する
制御回路とを備える。
り返し周波数f0 Hz の信号で変調して交番位相反転パル
ス光を出力する光変調器を備えた光送信回路において、
光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手
段と、光変調器の出力光を電気信号に変換し、その電気
信号から周波数f0 Hz のＲＦスペクトルを抽出するＲＦ
スペクトル抽出手段と、ＲＦスペクトル成分が最小にな
るようにバイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を
制御する制御回路とを備える。請求項３の発明は、光変
調器の出力光を電気信号に変換し、その電気信号から周
波数２f0 Hz のＲＦスペクトルを抽出するＲＦスペクト
ル抽出手段と、ＲＦスペクトル成分が最大になるように
バイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御する
制御回路とを備える。
【００１３】請求項４の発明は、波長λ0 の連続光を繰
り返し周波数f0 Hz の信号で変調して交番位相反転パル
ス光を出力する光変調器を備えた光送信回路において、
光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手
段と、光変調器の出力光から波長λ0 のキャリアスペク
トル成分を抽出する光フィルタと、キャリアスペクトル
成分の光を電気信号に変換する光電変換器と、電気信号
のパワーが最小になるようにバイアス電圧印加手段を介
してバイアス電圧を制御する制御回路とを備える。ここ
で、光フィルタは、波長λ0 のキャリアスペクトル成分
を透過する透過型狭帯域光フィルタ、または波長λ0 の
キャリアスペクトル成分を反射する反射型狭帯域光フィ
ルタ、または透過（反射）帯域に周期性を有し、透過
（反射）波長が波長λ0 と一致し、光変調器の出力光の
両側帯波スペクトル成分を選択的に阻止しながらキャリ
アスペクトル成分を抽出する周期性狭帯域光フィルタで
ある（請求項５）。
り返し周波数f0 Hz の信号で変調して交番位相反転パル
ス光を出力する光変調器を備えた光送信回路において、
光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手
段と、光変調器の出力光から波長λ0 のキャリアスペク
トル成分を抽出する光フィルタと、キャリアスペクトル
成分の光を電気信号に変換する光電変換器と、電気信号
のパワーが最小になるようにバイアス電圧印加手段を介
してバイアス電圧を制御する制御回路とを備える。ここ
で、光フィルタは、波長λ0 のキャリアスペクトル成分
を透過する透過型狭帯域光フィルタ、または波長λ0 の
キャリアスペクトル成分を反射する反射型狭帯域光フィ
ルタ、または透過（反射）帯域に周期性を有し、透過
（反射）波長が波長λ0 と一致し、光変調器の出力光の
両側帯波スペクトル成分を選択的に阻止しながらキャリ
アスペクトル成分を抽出する周期性狭帯域光フィルタで
ある（請求項５）。
【００１４】請求項６の発明は、波長λ0 の連続光を繰
り返し周波数f0 Hz の信号で変調して交番位相反転パル
ス光を出力する光変調器を備えた光送信回路において、
光変調器の出力光から、波長λ0 に対して周波数f0 Hz
だけ長波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を
抽出する光フィルタと、スペクトル成分の光を電気信号
に変換する光電変換器と、電気信号のパワーが最大にな
るようにバイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を
制御する制御回路とを備える。ここで、光フィルタは、
波長λ0 に対して周波数f0 Hz だけ長波長側または短波
長側にずれたスペクトル成分を透過する透過型狭帯域光
フィルタ、または波長λ0 に対して周波数f0 Hz だけ長
波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を反射す
る反射型狭帯域光フィルタ、または透過（反射）帯域に
周期性を有し、透過（反射）波長が波長λ0 に対して周
波数f0 Hz だけ長波長側または短波長側にずれており、
光変調器の出力光のキャリアスペクトル成分を選択的に
阻止しながら両側帯波スペクトル成分を抽出する周期性
狭帯域光フィルタである（請求項７）。
り返し周波数f0 Hz の信号で変調して交番位相反転パル
ス光を出力する光変調器を備えた光送信回路において、
光変調器の出力光から、波長λ0 に対して周波数f0 Hz
だけ長波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を
抽出する光フィルタと、スペクトル成分の光を電気信号
に変換する光電変換器と、電気信号のパワーが最大にな
るようにバイアス電圧印加手段を介してバイアス電圧を
制御する制御回路とを備える。ここで、光フィルタは、
波長λ0 に対して周波数f0 Hz だけ長波長側または短波
長側にずれたスペクトル成分を透過する透過型狭帯域光
フィルタ、または波長λ0 に対して周波数f0 Hz だけ長
波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を反射す
る反射型狭帯域光フィルタ、または透過（反射）帯域に
周期性を有し、透過（反射）波長が波長λ0 に対して周
波数f0 Hz だけ長波長側または短波長側にずれており、
光変調器の出力光のキャリアスペクトル成分を選択的に
阻止しながら両側帯波スペクトル成分を抽出する周期性
狭帯域光フィルタである（請求項７）。
【００１５】また、請求項４または請求項６に記載の光
送信回路において、光フィルタは、透過（反射）帯域を
可変できる構成であり、制御回路は、光フィルタの透過
（反射）帯域を可変させながら電気信号のパワーが最小
または最大になるようにバイアス電圧印加手段を介して
バイアス電圧を制御する構成としてよい（請求項８）。
送信回路において、光フィルタは、透過（反射）帯域を
可変できる構成であり、制御回路は、光フィルタの透過
（反射）帯域を可変させながら電気信号のパワーが最小
または最大になるようにバイアス電圧印加手段を介して
バイアス電圧を制御する構成としてよい（請求項８）。
【００１６】また、請求項５または請求項７に記載の光
送信回路において、反射型狭帯域光フィルタはファイバ
グレーティングフィルタであり、その透過光を光送信回
路の出力光とする構成としてもよい（請求項９）。ま
た、周期性狭帯域光フィルタは、透過波長と阻止波長を
２つの出力ポートに分離する構成であり、透過波長を出
力する出力ポートに光電変換器を接続し、阻止波長を出
力する出力ポートを光送信回路の出力ポートとする構成
としてもよい（請求項１０）。
送信回路において、反射型狭帯域光フィルタはファイバ
グレーティングフィルタであり、その透過光を光送信回
路の出力光とする構成としてもよい（請求項９）。ま
た、周期性狭帯域光フィルタは、透過波長と阻止波長を
２つの出力ポートに分離する構成であり、透過波長を出
力する出力ポートに光電変換器を接続し、阻止波長を出
力する出力ポートを光送信回路の出力ポートとする構成
としてもよい（請求項１０）。
【００１７】また、請求項６に記載の光送信回路におい
て、光フィルタは、波長λ0 に対して周波数f0 Hz だけ
長波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を透過
する透過型狭帯域光フィルタまたは周期性狭帯域光フィ
ルタであり、その透過光を光電変換器に接続するととも
に光送信回路の出力光とする構成としてもよい（請求項
１１）。
て、光フィルタは、波長λ0 に対して周波数f0 Hz だけ
長波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を透過
する透過型狭帯域光フィルタまたは周期性狭帯域光フィ
ルタであり、その透過光を光電変換器に接続するととも
に光送信回路の出力光とする構成としてもよい（請求項
１１）。
【００１８】また、請求項９または請求項１１に記載の
光送信回路において、光フィルタが分散媒質で構成さ
れ、光送信回路の出力光に対する分散補償を行う構成と
してもよい（請求項１２）。
光送信回路において、光フィルタが分散媒質で構成さ
れ、光送信回路の出力光に対する分散補償を行う構成と
してもよい（請求項１２）。
【００１９】また、請求項５に記載の光送信回路におい
て、波長λ0 のキャリアスペクトル成分を反射する反射
型狭帯域光フィルタにレーザ光源の出力光の一部を分岐
して入力し、反射したキャリアスペクトル成分のパワー
密度が最大になるように光源の波長を制御する構成とし
てもよい（請求項１３）。
て、波長λ0 のキャリアスペクトル成分を反射する反射
型狭帯域光フィルタにレーザ光源の出力光の一部を分岐
して入力し、反射したキャリアスペクトル成分のパワー
密度が最大になるように光源の波長を制御する構成とし
てもよい（請求項１３）。
【００２０】また、請求項１〜４，６のいずれかに記載
の光送信回路において、波長λ0 の連続光を光変調器に
入力する構成に代えて、波長λ0 の連続光をデータ信号
により変調した信号光を光変調器に入力する構成として
もよい（請求項１４）。
の光送信回路において、波長λ0 の連続光を光変調器に
入力する構成に代えて、波長λ0 の連続光をデータ信号
により変調した信号光を光変調器に入力する構成として
もよい（請求項１４）。
【００２１】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の光送信回路の第１の実施形態を示す。図において、
レーザ光源１１から出力される波長λ0 の連続光は、マ
ッハツェンダ型光変調器１２に入力される。マッハツェ
ンダ型光変調器１２の電極に印加される入力信号１，２
は、繰り返し周波数f0 Hz の正弦波であり、互いに位相
が反転している。マッハツェンダ型光変調器１２の電極
にはコンデンサ１３およびバイアスＴ１５が接続され、
バイアス電圧印加手段１４からバイアスＴ１５を介して
バイアス電圧が印加される。
明の光送信回路の第１の実施形態を示す。図において、
レーザ光源１１から出力される波長λ0 の連続光は、マ
ッハツェンダ型光変調器１２に入力される。マッハツェ
ンダ型光変調器１２の電極に印加される入力信号１，２
は、繰り返し周波数f0 Hz の正弦波であり、互いに位相
が反転している。マッハツェンダ型光変調器１２の電極
にはコンデンサ１３およびバイアスＴ１５が接続され、
バイアス電圧印加手段１４からバイアスＴ１５を介して
バイアス電圧が印加される。
【００２２】ここで、プッシュプル型電極構成のマッハ
ツェンダ型光変調器１２を用いて交番位相反転パルス光
を生成する方法について説明する。なお、プッシュプル
型電極構成のマッハツェンダ型光変調器１２で生成した
光信号は、強度変化に対応する位相変化が生じない「チ
ャープフリー」であることが知られている。交番位相反
転パルス光には、チャープがないことが望ましいので、
この光変調器が一般に使用される。ただし、ＬiＮbＯ3
Ｘcut 基板や、半導体、ポリマー上に作製されたマッハ
ツェンダ型光変調器は、単一電極でチャープフリーの交
番位相反転パルス光に適用できるので、この場合には入
力信号は１つでよい。
ツェンダ型光変調器１２を用いて交番位相反転パルス光
を生成する方法について説明する。なお、プッシュプル
型電極構成のマッハツェンダ型光変調器１２で生成した
光信号は、強度変化に対応する位相変化が生じない「チ
ャープフリー」であることが知られている。交番位相反
転パルス光には、チャープがないことが望ましいので、
この光変調器が一般に使用される。ただし、ＬiＮbＯ3
Ｘcut 基板や、半導体、ポリマー上に作製されたマッハ
ツェンダ型光変調器は、単一電極でチャープフリーの交
番位相反転パルス光に適用できるので、この場合には入
力信号は１つでよい。
【００２３】マッハツェンダ型光変調器１２に入力され
た波長λ0 の連続光は、２つの電極に印加されるf0Hzの
正弦波により変調される。この正弦波の振幅は光変調器
の半波長電圧Ｖπであり、位相が反転して印加される。
バイアス電圧印加手段１４から光変調器に印加されるバ
イアス電圧は、光変調器の透過率が最小になる値に設定
される。このような条件で回路を構成したときに生成さ
れる光パルスは、繰り返し周波数２f0Hzの交番位相反転
パルス光となる。
た波長λ0 の連続光は、２つの電極に印加されるf0Hzの
正弦波により変調される。この正弦波の振幅は光変調器
の半波長電圧Ｖπであり、位相が反転して印加される。
バイアス電圧印加手段１４から光変調器に印加されるバ
イアス電圧は、光変調器の透過率が最小になる値に設定
される。このような条件で回路を構成したときに生成さ
れる光パルスは、繰り返し周波数２f0Hzの交番位相反転
パルス光となる。
【００２４】図２は、マッハツェンダ型光変調器１２の
入出力特性を示す。透過率が最小となる点を境に光出力
の位相が反転する。このときの交番位相反転パルス光の
光スペクトルを図２中に示す。レーザ光源１１からマッ
ハツェンダ型光変調器１２に入力される連続光のキャリ
ア成分が存在しない一方で、光源の中心波長からf0Hz長
波長側とf0Hz短波長側に線スペクトルが存在する特徴が
ある。
入出力特性を示す。透過率が最小となる点を境に光出力
の位相が反転する。このときの交番位相反転パルス光の
光スペクトルを図２中に示す。レーザ光源１１からマッ
ハツェンダ型光変調器１２に入力される連続光のキャリ
ア成分が存在しない一方で、光源の中心波長からf0Hz長
波長側とf0Hz短波長側に線スペクトルが存在する特徴が
ある。
【００２５】ここで、最適バイアス電圧がＤＣドリフト
等で初期値からずれた場合、出力される交番位相反転パ
ルス光は、図３のようにレベルに大小が生じる。このと
きの光スペクトルは、図３中に示すように、スペクトル
の中心部分にキャリア成分の線スペクトルが発生する。
これは、最適なバイアス電圧では、位相がπのパルスと
位相が０のパルスが打ち消し合うためにキャリア成分が
発生していなかったものが、バイアス電圧が最適値から
ずれることでパルスに大小が生じ、打ち消されずに残る
成分があってキャリア成分が現れるためである。
等で初期値からずれた場合、出力される交番位相反転パ
ルス光は、図３のようにレベルに大小が生じる。このと
きの光スペクトルは、図３中に示すように、スペクトル
の中心部分にキャリア成分の線スペクトルが発生する。
これは、最適なバイアス電圧では、位相がπのパルスと
位相が０のパルスが打ち消し合うためにキャリア成分が
発生していなかったものが、バイアス電圧が最適値から
ずれることでパルスに大小が生じ、打ち消されずに残る
成分があってキャリア成分が現れるためである。
【００２６】また、最適バイアス点からずれてパルスに
大小が生じていることは、f0Hzの周波数成分がパルス信
号に重畳されていることになる。バイアス電圧値を最適
に設定すると、f0Hzの成分は最小になる。f0＝10ＧHzと
したときの交番位相反転パルス光を光スペクトルアナラ
イザで観測した結果を図４に示す。また、狭帯域の光フ
ィルタでキャリア成分の線スペクトルを選択的に抽出
し、バイアス電圧を変えて光パワーメータで測定した実
験結果を図５に示す。図６には、f0＝５ＧHzのときの交
番位相反転パルス光を広帯域光電変換器で検出し、ＲＦ
スペクトルアナライザで５ＧHzのＲＦパワースペクトル
を観測した結果を示す。いずれの場合にも、最適バイア
ス電圧で値が最小となっていることがわかる。すなわ
ち、最適バイアス電圧で両側帯波のスペクトルパワーは
最大となり、交番位相反転パルス光の繰り返し周波数で
ある２f0HzのＲＦスペクトルは最大となる。
大小が生じていることは、f0Hzの周波数成分がパルス信
号に重畳されていることになる。バイアス電圧値を最適
に設定すると、f0Hzの成分は最小になる。f0＝10ＧHzと
したときの交番位相反転パルス光を光スペクトルアナラ
イザで観測した結果を図４に示す。また、狭帯域の光フ
ィルタでキャリア成分の線スペクトルを選択的に抽出
し、バイアス電圧を変えて光パワーメータで測定した実
験結果を図５に示す。図６には、f0＝５ＧHzのときの交
番位相反転パルス光を広帯域光電変換器で検出し、ＲＦ
スペクトルアナライザで５ＧHzのＲＦパワースペクトル
を観測した結果を示す。いずれの場合にも、最適バイア
ス電圧で値が最小となっていることがわかる。すなわ
ち、最適バイアス電圧で両側帯波のスペクトルパワーは
最大となり、交番位相反転パルス光の繰り返し周波数で
ある２f0HzのＲＦスペクトルは最大となる。
【００２７】本発明は、以上を考慮してマッハツェンダ
型光変調器１２の出力光の光スペクトルを観測し、波長
λ0 のキャリアスペクトル成分のパワー密度が最小とな
るようにバイアス点を制御するものである。図１に示す
第１の実施形態では、マッハツェンダ型光変調器１２の
出力光の一部を光分岐手段１６で分岐して光パワースペ
クトル測定手段１７に入力する。光パワースペクトル測
定手段１７は、波長（光周波数）分解能がf0Hz以下であ
る市販の光スペクトルアナライザを用いることができ
る。光パワースペクトル測定手段１７では、波長分解能
f0Hz以下で光変調器の出力光からキャリアスペクトル成
分（波長λ0 ）のみを抜き出し、そのパワー密度に比例
した直流電圧信号を制御回路１８に出力する。制御回路
１８では、キャリアスペクトル成分のパワー密度が最小
となるようにバイアス電圧印加手段１４に制御信号を出
力し、光変調器のバイアス電圧を制御する。このような
バイアス電圧制御を行うことにより、マッハツェンダ型
光変調器１２から交番位相反転パルス光が出力される。
型光変調器１２の出力光の光スペクトルを観測し、波長
λ0 のキャリアスペクトル成分のパワー密度が最小とな
るようにバイアス点を制御するものである。図１に示す
第１の実施形態では、マッハツェンダ型光変調器１２の
出力光の一部を光分岐手段１６で分岐して光パワースペ
クトル測定手段１７に入力する。光パワースペクトル測
定手段１７は、波長（光周波数）分解能がf0Hz以下であ
る市販の光スペクトルアナライザを用いることができ
る。光パワースペクトル測定手段１７では、波長分解能
f0Hz以下で光変調器の出力光からキャリアスペクトル成
分（波長λ0 ）のみを抜き出し、そのパワー密度に比例
した直流電圧信号を制御回路１８に出力する。制御回路
１８では、キャリアスペクトル成分のパワー密度が最小
となるようにバイアス電圧印加手段１４に制御信号を出
力し、光変調器のバイアス電圧を制御する。このような
バイアス電圧制御を行うことにより、マッハツェンダ型
光変調器１２から交番位相反転パルス光が出力される。
【００２８】なお、制御回路１８は、両側帯波のパワー
密度が最大になるようにバイアス電圧印加手段１４に制
御信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御するよ
うにしても同様である。
密度が最大になるようにバイアス電圧印加手段１４に制
御信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御するよ
うにしても同様である。
【００２９】（第２の実施形態）図７は、本発明の光送
信回路の第２の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、
図１に示す第１の実施形態における光パワースペクトル
測定手段１７に代えて、光電変換器２１、バンドパスフ
ィルタ２２およびＲＦパワー検出回路２３を用いるとこ
ろにある。
信回路の第２の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、
図１に示す第１の実施形態における光パワースペクトル
測定手段１７に代えて、光電変換器２１、バンドパスフ
ィルタ２２およびＲＦパワー検出回路２３を用いるとこ
ろにある。
【００３０】光分岐手段１６で分岐したマッハツェンダ
型光変調器１２の出力光の一部を光電変換器２１で電気
信号に変換し、バンドパスフィルタ２２で周波数f0Hzの
ＲＦ成分を抽出してＲＦパワー検出回路２３に入力す
る。ＲＦパワー検出回路２３は、入力したＲＦパワーに
比例した直流電圧を制御回路２４に与える。制御回路２
４は、入力した直流電圧が最小になるようにバイアス電
圧印加手段１４に制御信号を出力し、光変調器のバイア
ス電圧を制御する。
型光変調器１２の出力光の一部を光電変換器２１で電気
信号に変換し、バンドパスフィルタ２２で周波数f0Hzの
ＲＦ成分を抽出してＲＦパワー検出回路２３に入力す
る。ＲＦパワー検出回路２３は、入力したＲＦパワーに
比例した直流電圧を制御回路２４に与える。制御回路２
４は、入力した直流電圧が最小になるようにバイアス電
圧印加手段１４に制御信号を出力し、光変調器のバイア
ス電圧を制御する。
【００３１】なお、バンドパスフィルタ２２で周波数２
f0HzのＲＦ成分を抽出し、制御回路２４でそのＲＦパワ
ーが最大になるようにバイアス電圧印加手段１４に制御
信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御するよう
にしてもよい。
f0HzのＲＦ成分を抽出し、制御回路２４でそのＲＦパワ
ーが最大になるようにバイアス電圧印加手段１４に制御
信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御するよう
にしてもよい。
【００３２】（第３の実施形態）図８は、本発明の光送
信回路の第３の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、
図１に示す第１の実施形態における光パワースペクトル
測定手段１７に代えて、透過型狭帯域光フィルタ３１お
よび光電変換器３２を用いるところにある。
信回路の第３の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、
図１に示す第１の実施形態における光パワースペクトル
測定手段１７に代えて、透過型狭帯域光フィルタ３１お
よび光電変換器３２を用いるところにある。
【００３３】透過型狭帯域光フィルタ３１の透過帯域の
中心波長はレーザ光源１１の発振波長λ0 と等しく、20
ｄＢダウンの透過帯域幅をf0Hz以下とし、交番位相反転
パルス光の両側帯波スペクトルを遮断するものを用い
る。この透過型狭帯域光フィルタ３１を用いてマッハツ
ェンダ型光変調器１２の出力光からキャリアスペクトル
成分（波長λ0 ）のみを抜き出し、光電変換器３２で直
流電圧に変換して制御回路３３に入力する。制御回路３
３では、入力した直流電圧が最小になるようにバイアス
電圧印加手段１４に制御信号を出力し、光変調器のバイ
アス電圧を制御する。
中心波長はレーザ光源１１の発振波長λ0 と等しく、20
ｄＢダウンの透過帯域幅をf0Hz以下とし、交番位相反転
パルス光の両側帯波スペクトルを遮断するものを用い
る。この透過型狭帯域光フィルタ３１を用いてマッハツ
ェンダ型光変調器１２の出力光からキャリアスペクトル
成分（波長λ0 ）のみを抜き出し、光電変換器３２で直
流電圧に変換して制御回路３３に入力する。制御回路３
３では、入力した直流電圧が最小になるようにバイアス
電圧印加手段１４に制御信号を出力し、光変調器のバイ
アス電圧を制御する。
【００３４】なお、透過型狭帯域光フィルタ３１でマッ
ハツェンダ型光変調器１２の出力光から両側帯波のスペ
クトル成分のうち一方のみを抜き出し、制御回路３３で
その値が最大になるようにバイアス電圧印加手段１４に
制御信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御する
ようにしてもよい。
ハツェンダ型光変調器１２の出力光から両側帯波のスペ
クトル成分のうち一方のみを抜き出し、制御回路３３で
その値が最大になるようにバイアス電圧印加手段１４に
制御信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御する
ようにしてもよい。
【００３５】また、第２の実施形態の光電変換器２１の
帯域はf0Hz以上必要であるが、本実施形態の光電変換器
３２は直流成分を検出すればよいので、安価なフォトダ
イオードを用いることができる。
帯域はf0Hz以上必要であるが、本実施形態の光電変換器
３２は直流成分を検出すればよいので、安価なフォトダ
イオードを用いることができる。
【００３６】図９は、透過型狭帯域光フィルタ３１の透
過帯域の測定例を示す。ここでは、ファイバグレーティ
ングを２個縦続接続する構成の光フィルタを用いた。こ
の例ではf0＝10ＧHzに適合する。本実施形態で要求する
透過型狭帯域光フィルタは、両側帯波のスペクトルの透
過を阻止でき、キャリア成分を透過できればよいので、
周期性フィルタを用いることも可能である。周期性フィ
ルタの周期は２f0Hzが望ましいが、厳密に２f0Hzでなく
ても両側帯波のスペクトルの透過を阻止できればよい。
あるいは、キャリア成分を阻止し両側帯波を透過させ、
両側帯波のスペクトルパワーの合計値が最大になるよう
に制御してもよい。
過帯域の測定例を示す。ここでは、ファイバグレーティ
ングを２個縦続接続する構成の光フィルタを用いた。こ
の例ではf0＝10ＧHzに適合する。本実施形態で要求する
透過型狭帯域光フィルタは、両側帯波のスペクトルの透
過を阻止でき、キャリア成分を透過できればよいので、
周期性フィルタを用いることも可能である。周期性フィ
ルタの周期は２f0Hzが望ましいが、厳密に２f0Hzでなく
ても両側帯波のスペクトルの透過を阻止できればよい。
あるいは、キャリア成分を阻止し両側帯波を透過させ、
両側帯波のスペクトルパワーの合計値が最大になるよう
に制御してもよい。
【００３７】（第４の実施形態）図１０は、本発明の光
送信回路の第４の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第３の実施形態の透過型狭帯域光フィルタ３１に代
えて反射型狭帯域光フィルタ４１を用いるところにあ
る。反射型狭帯域光フィルタ４１は、光サーキュレータ
４２を介して光分岐手段１６と光電変換器３２に接続さ
れる。本実施形態の反射型狭帯域光フィルタ４１として
は、例えばファイバグレーティングなどを用いることが
できる。なお、反射型狭帯域光フィルタ４１も周期的な
反射特性を有するものを用いてもよい。
送信回路の第４の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第３の実施形態の透過型狭帯域光フィルタ３１に代
えて反射型狭帯域光フィルタ４１を用いるところにあ
る。反射型狭帯域光フィルタ４１は、光サーキュレータ
４２を介して光分岐手段１６と光電変換器３２に接続さ
れる。本実施形態の反射型狭帯域光フィルタ４１として
は、例えばファイバグレーティングなどを用いることが
できる。なお、反射型狭帯域光フィルタ４１も周期的な
反射特性を有するものを用いてもよい。
【００３８】（第５の実施形態）図１１は、本発明の光
送信回路の第５の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第３の実施形態の透過型狭帯域光フィルタ３１（第
４の実施形態の反射型狭帯域光フィルタ４１と光サーキ
ュレータ４２）に代えて可変光フィルタ５１を用い、制
御回路５２からの制御信号により透過帯域を変えながら
光パワーを測定する構成にある。
送信回路の第５の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第３の実施形態の透過型狭帯域光フィルタ３１（第
４の実施形態の反射型狭帯域光フィルタ４１と光サーキ
ュレータ４２）に代えて可変光フィルタ５１を用い、制
御回路５２からの制御信号により透過帯域を変えながら
光パワーを測定する構成にある。
【００３９】可変光フィルタ５１の透過帯域の可変幅
は、３f0Hz＋レーザの長期安定度分（ＤＷＤＭ用ＬＤで
±20ＧHz程度）があればよい。このとき、光パワーが最
大値をとるときが２点あるが、交番位相反転パルス光の
両側帯波スペクトルを一つずつ可変光フィルタ５１で抽
出しているためであるので、この２点の中間点での光パ
ワーを最小とするようにバイアス電圧印加手段１４に制
御信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御するよ
うにしてもよい。あるいは、いずれか一方のピーク値が
最大になるようにバイアス電圧を制御してもよい。
は、３f0Hz＋レーザの長期安定度分（ＤＷＤＭ用ＬＤで
±20ＧHz程度）があればよい。このとき、光パワーが最
大値をとるときが２点あるが、交番位相反転パルス光の
両側帯波スペクトルを一つずつ可変光フィルタ５１で抽
出しているためであるので、この２点の中間点での光パ
ワーを最小とするようにバイアス電圧印加手段１４に制
御信号を出力し、光変調器のバイアス電圧を制御するよ
うにしてもよい。あるいは、いずれか一方のピーク値が
最大になるようにバイアス電圧を制御してもよい。
【００４０】（第６の実施形態）図１２は、本発明の光
送信回路の第６の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第３の実施形態の光分岐手段１６および透過型狭帯
域光フィルタ３１に代えて、光サーキュレータ６１と反
射型狭帯域光フィルタ６２を用いるところにある。マッ
ハツェンダ型光変調器１２の出力光を光サーキュレータ
６１を介して反射型狭帯域光フィルタ６２に入射し、反
射させたキャリア成分を光サーキュレータ６１を介して
光電変換器３２に入力する。反射型狭帯域光フィルタ６
２として用いるファイバグレーティングの透過特性およ
び反射特性の例を図１３に示す。ここでは、f0＝20ＧHz
以上であればよい。
送信回路の第６の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第３の実施形態の光分岐手段１６および透過型狭帯
域光フィルタ３１に代えて、光サーキュレータ６１と反
射型狭帯域光フィルタ６２を用いるところにある。マッ
ハツェンダ型光変調器１２の出力光を光サーキュレータ
６１を介して反射型狭帯域光フィルタ６２に入射し、反
射させたキャリア成分を光サーキュレータ６１を介して
光電変換器３２に入力する。反射型狭帯域光フィルタ６
２として用いるファイバグレーティングの透過特性およ
び反射特性の例を図１３に示す。ここでは、f0＝20ＧHz
以上であればよい。
【００４１】なお、本実施形態は機能的には第４の実施
形態と同等であるが、キャリア成分を抽出してバイアス
制御を行うと同時に、出力光からキャリア成分を除去す
ることができるので、例えばバイアス電圧が最適点から
ずれたとしても出力光の品質が劣化することはない。
形態と同等であるが、キャリア成分を抽出してバイアス
制御を行うと同時に、出力光からキャリア成分を除去す
ることができるので、例えばバイアス電圧が最適点から
ずれたとしても出力光の品質が劣化することはない。
【００４２】（第７の実施形態）図１４は、本発明の光
送信回路の第７の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第６の実施形態の光サーキュレータ６１と反射型狭
帯域光フィルタ６２に代えて、周期性狭帯域光フィルタ
７１を用いるところにある。周期性狭帯域光フィルタ７
１としては、マッハツェンダ型干渉計フィルタや方向性
結合器型フィルタなど２ポートあるフィルタであれば、
一方のポートからキャリア成分を取り出してバイアス制
御に供し、他方のポートからキャリア成分を除去した出
力光を取り出すことができる。
送信回路の第７の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第６の実施形態の光サーキュレータ６１と反射型狭
帯域光フィルタ６２に代えて、周期性狭帯域光フィルタ
７１を用いるところにある。周期性狭帯域光フィルタ７
１としては、マッハツェンダ型干渉計フィルタや方向性
結合器型フィルタなど２ポートあるフィルタであれば、
一方のポートからキャリア成分を取り出してバイアス制
御に供し、他方のポートからキャリア成分を除去した出
力光を取り出すことができる。
【００４３】（第８の実施形態）図１５は、本発明の光
送信回路の第８の実施形態を示す。第６の実施形態で
は、反射型狭帯域光フィルタ６２で反射させたキャリア
成分を光サーキュレータ６１を介して光電変換器３２に
入力していたが、本実施形態では反射型狭帯域光フィル
タ６２で反射させたキャリア成分を光アイソレータ８１
で遮断し、反射型狭帯域光フィルタ６２の透過光を出力
光とするとともに、その一部を光分岐手段８２で分岐し
て光電変換器３２に入力する。反射型狭帯域光フィルタ
６２として用いるファイバグレーティングの透過特性お
よび反射特性の例を図１３に示す。
送信回路の第８の実施形態を示す。第６の実施形態で
は、反射型狭帯域光フィルタ６２で反射させたキャリア
成分を光サーキュレータ６１を介して光電変換器３２に
入力していたが、本実施形態では反射型狭帯域光フィル
タ６２で反射させたキャリア成分を光アイソレータ８１
で遮断し、反射型狭帯域光フィルタ６２の透過光を出力
光とするとともに、その一部を光分岐手段８２で分岐し
て光電変換器３２に入力する。反射型狭帯域光フィルタ
６２として用いるファイバグレーティングの透過特性お
よび反射特性の例を図１３に示す。
【００４４】したがって、第６の実施形態では反射型狭
帯域光フィルタ６２で反射させたキャリア成分のパワー
が最小になるようにバイアス電圧を制御していたが、本
実施形態では反射型狭帯域光フィルタ６２を透過する両
側帯波成分のパワーが最大になるようにバイアス電圧を
制御する。
帯域光フィルタ６２で反射させたキャリア成分のパワー
が最小になるようにバイアス電圧を制御していたが、本
実施形態では反射型狭帯域光フィルタ６２を透過する両
側帯波成分のパワーが最大になるようにバイアス電圧を
制御する。
【００４５】また、第６の実施形態および本実施形態で
は、反射型狭帯域光フィルタ６２としてファイバグレー
ティングを用いたときにその透過光（両側帯波）が出力
光となる。したがって、ファイバグレーティングに分散
を有するものを用い、かつ光伝送路の分散を補償するよ
うな分散値に設定すれば、図１２および図１５の構成に
より光伝送路の分散補償が可能となる。
は、反射型狭帯域光フィルタ６２としてファイバグレー
ティングを用いたときにその透過光（両側帯波）が出力
光となる。したがって、ファイバグレーティングに分散
を有するものを用い、かつ光伝送路の分散を補償するよ
うな分散値に設定すれば、図１２および図１５の構成に
より光伝送路の分散補償が可能となる。
【００４６】（第９の実施形態）図１６は、本発明の光
送信回路の第９の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第４の実施形態においてバイアス制御のために出力
光からキャリア成分を抽出する反射型狭帯域光フィルタ
４１を利用し、反射波長に一致するように光源波長λ0
を制御するところにある。レーザ光源９５は、発振波長
λ0 を制御できるものが必要であり、例えばＤＢＲレー
ザまたはＤＦＢレーザの温度を制御する構成により対応
する。レーザ光源９５から出力される波長λ0 の連続光
の一部は、光分岐手段９１で分岐され、光サーキュレー
タ９２を介して反射型狭帯域光フィルタ４１に入力さ
れ、反射光が光サーキュレータ９２を介して光電変換器
９３に入力される。制御回路９４は、光電変換器９３の
出力電圧が最大になるようにレーザ光源９５を制御す
る。これにより、バイアス制御のためのキャリア成分の
抽出と、光源波長制御のためのキャリア成分の抽出が同
じ光フィルタで実現するので、両者を一致させることが
できる。
送信回路の第９の実施形態を示す。本実施形態の特徴
は、第４の実施形態においてバイアス制御のために出力
光からキャリア成分を抽出する反射型狭帯域光フィルタ
４１を利用し、反射波長に一致するように光源波長λ0
を制御するところにある。レーザ光源９５は、発振波長
λ0 を制御できるものが必要であり、例えばＤＢＲレー
ザまたはＤＦＢレーザの温度を制御する構成により対応
する。レーザ光源９５から出力される波長λ0 の連続光
の一部は、光分岐手段９１で分岐され、光サーキュレー
タ９２を介して反射型狭帯域光フィルタ４１に入力さ
れ、反射光が光サーキュレータ９２を介して光電変換器
９３に入力される。制御回路９４は、光電変換器９３の
出力電圧が最大になるようにレーザ光源９５を制御す
る。これにより、バイアス制御のためのキャリア成分の
抽出と、光源波長制御のためのキャリア成分の抽出が同
じ光フィルタで実現するので、両者を一致させることが
できる。
【００４７】（第１０の実施形態）図１７は、本発明の
光送信回路の第１０の実施形態を示す。本実施形態の特
徴は、第１の実施形態から第８の実施形態のレーザ光源
１１とマッハツェンダ型光変調器１２との間に、データ
信号変調用の光変調手段を備えるところにある。光変調
手段は、ここではマッハツェンダ型光変調器１０１と光
分岐手段１０２とバイアス制御回路１０３とバイアスＴ
１０４から構成される。また、交番位相反転パルス光を
生成するマッハツェンダ型光変調器１２のバイアス電圧
制御を行う構成は、ここでは第３の実施形態のものを示
すが、他の実施形態のものでも同様である。また、第９
の実施形態との組合せも可能である。
光送信回路の第１０の実施形態を示す。本実施形態の特
徴は、第１の実施形態から第８の実施形態のレーザ光源
１１とマッハツェンダ型光変調器１２との間に、データ
信号変調用の光変調手段を備えるところにある。光変調
手段は、ここではマッハツェンダ型光変調器１０１と光
分岐手段１０２とバイアス制御回路１０３とバイアスＴ
１０４から構成される。また、交番位相反転パルス光を
生成するマッハツェンダ型光変調器１２のバイアス電圧
制御を行う構成は、ここでは第３の実施形態のものを示
すが、他の実施形態のものでも同様である。また、第９
の実施形態との組合せも可能である。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、交番位
相反転パルス光を生成する光変調器を備えた光送信回路
において、その出力光をモニタし、そのキャリアスペク
トル成分のパワー密度が最小になるように、あるいはそ
の両側帯波スペクトル成分のパワー密度が最大になるよ
うに光変調器のバイアス電圧を制御することにより、必
要最小限の損失で安定した交番位相反転パルス光を出力
することができる。
相反転パルス光を生成する光変調器を備えた光送信回路
において、その出力光をモニタし、そのキャリアスペク
トル成分のパワー密度が最小になるように、あるいはそ
の両側帯波スペクトル成分のパワー密度が最大になるよ
うに光変調器のバイアス電圧を制御することにより、必
要最小限の損失で安定した交番位相反転パルス光を出力
することができる。
【図１】本発明の光送信回路の第１の実施形態を示す
図。
図。
【図２】マッハツェンダ型光変調器１２の入出力特性を
示す図。
示す図。
【図３】バイアス電圧が最適値からずれた場合の入出力
特性を示す図。
特性を示す図。
【図４】交番位相反転パルス光の光スペクトルを示す
図。
図。
【図５】交番位相反転パルス光のキャリア成分のバイア
ス電圧依存性を示す図。
ス電圧依存性を示す図。
【図６】交番位相反転パルス光のf0成分のＲＦパワーの
バイアス電圧依存性を示す図。
バイアス電圧依存性を示す図。
【図７】本発明の光送信回路の第２の実施形態を示す
図。
図。
【図８】本発明の光送信回路の第３の実施形態を示す
図。
図。
【図９】透過型狭帯域光フィルタ３１の透過特性の測定
例を示す図。
例を示す図。
【図１０】本発明の光送信回路の第４の実施形態を示す
図。
図。
【図１１】本発明の光送信回路の第５の実施形態を示す
図。
図。
【図１２】本発明の光送信回路の第６の実施形態を示す
図。
図。
【図１３】ファイバグレーティングの透過・反射特性を
示す図。
示す図。
【図１４】本発明の光送信回路の第７の実施形態を示す
図。
図。
【図１５】本発明の光送信回路の第８の実施形態を示す
図。
図。
【図１６】本発明の光送信回路の第９の実施形態を示す
図。
図。
【図１７】本発明の光送信回路の第１０の実施形態を示
す図。
す図。
１１ レーザ光源
１２ 光変調器
１３ コンデンサ
１４ バイアス電圧印加手段
１５ バイアスＴ
１６，８２，９１ 光分岐手段
１７ 光パワースペクトル測定手段
１８，２４，３３，５２，９４ 制御回路
２１，３２，９３ 光電変換器
２２ バンドパスフィルタ
２３ ＲＦパワー検出回路
３１ 透過型狭帯域光フィルタ
４１，６２ 反射型狭帯域光フィルタ
４２，６１，９２ 光サーキュレータ
５１ 可変光フィルタ
７１ 周期性狭帯域光フィルタ
８１ 光アイソレータ
１０１ 光変調手段
１０２ 光分岐手段
１０３ バイアス制御回路
１０４ バイアスＴ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｂ 10/14
10/26
10/28
(72)発明者 松浦 暁彦
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA01 CA05 DA03
EA05 EB15 FA01 FA04 HA13
5K002 AA01 AA02 BA04 BA05 BA13
BA21 DA05 EA05 FA01
Claims (14)
- 【請求項１】 波長λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 H
z の信号で変調して交番位相反転パルス光を出力する光
変調器を備えた光送信回路において、 前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、 周波数分解能がf0 Hz 以下で、前記光変調器の出力光の
光パワースペクトルを測定する光パワースペクトル測定
手段と、 前記光変調器の出力光の光パワースペクトルの測定によ
り、波長λ0 のキャリアスペクトル成分のパワー密度が
最小になるように、あるいは両側帯波スペクトル成分の
パワー密度が最大になるように、前記バイアス電圧印加
手段を介してバイアス電圧を制御する制御回路とを備え
たことを特徴とする光送信回路。 - 【請求項２】 波長λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 H
z の信号で変調して交番位相反転パルス光を出力する光
変調器を備えた光送信回路において、 前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、 前記光変調器の出力光を電気信号に変換し、その電気信
号から周波数f0 Hz のＲＦスペクトルを抽出するＲＦス
ペクトル抽出手段と、 前記ＲＦスペクトル成分が最小になるように前記バイア
ス電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御する制御回
路とを備えたことを特徴とする光送信回路。 - 【請求項３】 波長λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 H
z の信号で変調して交番位相反転パルス光を出力する光
変調器を備えた光送信回路において、 前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、 前記光変調器の出力光を電気信号に変換し、その電気信
号から周波数２f0 HzのＲＦスペクトルを抽出するＲＦ
スペクトル抽出手段と、 前記ＲＦスペクトル成分が最大になるように前記バイア
ス電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御する制御回
路とを備えたことを特徴とする光送信回路。 - 【請求項４】 波長λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 H
z の信号で変調して交番位相反転パルス光を出力する光
変調器を備えた光送信回路において、 前記光変調器にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、 前記光変調器の出力光から波長λ0 のキャリアスペクト
ル成分を抽出する光フィルタと、 前記キャリアスペクトル成分の光を電気信号に変換する
光電変換器と、 前記電気信号のパワーが最小になるように前記バイアス
電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御する制御回路
とを備えたことを特徴とする光送信回路。 - 【請求項５】 請求項４に記載の光送信回路において、 前記光フィルタは、前記波長λ0 のキャリアスペクトル
成分を透過する透過型狭帯域光フィルタ、または前記波
長λ0 のキャリアスペクトル成分を反射する反射型狭帯
域光フィルタ、または透過（反射）帯域に周期性を有
し、透過（反射）波長が前記波長λ0 と一致し、前記光
変調器の出力光の両側帯波スペクトル成分を選択的に阻
止しながらキャリアスペクトル成分を抽出する周期性狭
帯域光フィルタであることを特徴とする光送信回路。 - 【請求項６】 波長λ0 の連続光を繰り返し周波数f0 H
z の信号で変調して交番位相反転パルス光を出力する光
変調器を備えた光送信回路において、 前記光変調器の出力光から、波長λ0 に対して周波数f0
Hz だけ長波長側または短波長側にずれたスペクトル成
分を抽出する光フィルタと、 前記スペクトル成分の光を電気信号に変換する光電変換
器と、 前記電気信号のパワーが最大になるように前記バイアス
電圧印加手段を介してバイアス電圧を制御する制御回路
とを備えたことを特徴とする光送信回路。 - 【請求項７】 請求項６に記載の光送信回路において、 前記光フィルタは、前記波長λ0 に対して周波数f0 Hz
だけ長波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を
透過する透過型狭帯域光フィルタ、または前記波長λ0
に対して周波数f0 Hz だけ長波長側または短波長側にず
れたスペクトル成分を反射する反射型狭帯域光フィル
タ、または透過（反射）帯域に周期性を有し、透過（反
射）波長が前記波長λ0 に対して周波数f0 Hz だけ長波
長側または短波長側にずれており、前記光変調器の出力
光のキャリアスペクトル成分を選択的に阻止しながら両
側帯波スペクトル成分を抽出する周期性狭帯域光フィル
タであることを特徴とする光送信回路。 - 【請求項８】 請求項４または請求項６に記載の光送信
回路において、 前記光フィルタは、透過（反射）帯域を可変できる構成
であり、 前記制御回路は、前記光フィルタの透過（反射）帯域を
可変させながら前記電気信号のパワーが最小または最大
になるように前記バイアス電圧印加手段を介してバイア
ス電圧を制御する構成であることを特徴とする光送信回
路。 - 【請求項９】 請求項５または請求項７に記載の光送信
回路において、 前記反射型狭帯域光フィルタはファイバグレーティング
フィルタであり、その透過光を光送信回路の出力光とす
る構成であることを特徴とする光送信回路。 - 【請求項１０】 請求項５または請求項７に記載の光送
信回路において、 前記周期性狭帯域光フィルタは、透過波長と阻止波長を
２つの出力ポートに分離する構成であり、透過波長を出
力する出力ポートに光電変換器を接続し、阻止波長を出
力する出力ポートを光送信回路の出力ポートとする構成
であることを特徴とする光送信回路。 - 【請求項１１】 請求項６に記載の光送信回路におい
て、 前記光フィルタは、前記波長λ0 に対して周波数f0 Hz
だけ長波長側または短波長側にずれたスペクトル成分を
透過する透過型狭帯域光フィルタまたは周期性狭帯域光
フィルタであり、その透過光を２分岐して光電変換器に
接続するとともに光送信回路の出力光とする構成である
ことを特徴とする光送信回路。 - 【請求項１２】 請求項９または請求項１１に記載の光
送信回路において、 前記光フィルタが分散媒質で構成され、光送信回路の出
力光に対する分散補償を行う構成であることを特徴とす
る光送信回路。 - 【請求項１３】 請求項５に記載の光送信回路におい
て、 前記波長λ0 のキャリアスペクトル成分を反射する反射
型狭帯域光フィルタにレーザ光源の出力光の一部を分岐
して入力し、反射したキャリアスペクトル成分のパワー
密度が最大になるように前記光源の波長を制御する構成
であることを特徴とする光送信回路。 - 【請求項１４】 請求項１〜４，６のいずれかに記載の
光送信回路において、 波長λ0 の連続光を前記光変調器に入力する構成に代え
て、波長λ0 の連続光をデータ信号により変調した信号
光を前記光変調器に入力する構成であることを特徴とす
る光送信回路。
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|---|---|---|---|
| JP2002030406A JP3764686B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 光送信回路 |
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| EP03290297A EP1335509B1 (en) | 2002-02-07 | 2003-02-06 | Optical transmission circuit |
| DE60331983T DE60331983D1 (de) | 2002-02-07 | 2003-02-06 | Optische Übertragungsschaltung |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030406A JP3764686B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 光送信回路 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=27606507
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1335509B1 (ja) |
| JP (1) | JP3764686B2 (ja) |
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