JP3445176B2 - 光送信機 - Google Patents
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Description
光送信機に関する。
い、変調速度が増大している。レーザダイオードの直接
強度変調では、波長チャーピングが問題である。チャー
ピングは、光信号が波長分散を有する光ファイバを通過
するときに波形の歪みを引き起こす。ファイバ損失の観
点からは、シリカファイバに適用されるのに最も望まし
い波長は1.55μmである。この波長では、ノーマル
なファイバは大体18ps/km/nmの波長分散を有
する。これは伝送距離を制限する。この問題を避けるた
めに、外部変調器に対する期待が高まっている。
(リチウムナイオベート)を基本材料としたマッハツェ
ンダ型の光変調器(LN変調器)が開発されている。光
源からの一定強度の連続波光(CW光)がLN変調器に
供給され、光の干渉を用いたスイッチング動作によっ
て、強度変調された光信号が得られる。
動作点ドリフトを生じさせることである。動作点ドリフ
トに対処するために、LN変調器から出力される光がモ
ニタリングされ、その結果得られる電気信号に基づいて
動作点安定化のための制御が行われる。
ク図である。この光送信機は、CW光である光ビームを
出力する光源としてのレーザダイオード(LD)2と、
LD2からの光ビームを受け主信号に基づき光ビームを
変調することにより光信号を出力する外部変調器4とを
備えている。レーザダイオード2から出力される光ビー
ムのパワーが一定に保たれるようにするために、レーザ
ダイオード2の駆動電流は、LD電流制御回路6により
一定に保たれている。また、レーザダイオード2から出
力される光ビームの波長が一定に保たれるようにするた
めに、レーザダイオード2の近傍には図示しないサーミ
スタ等の温度センサが設けられており、その温度センサ
による検出温度が一定になるように、LD温度制御回路
8によりフィードバック制御が行われている。
流れを表しており、細い実線は光信号または光ビームの
流れを表している。
電流制御回路6によりレーザダイオード2の駆動電流が
一定に保たれているので、レーザダイオード2の経時劣
化等によりレーザダイオード2の特性が変化すると、レ
ーザダイオード2から出力される光ビームのパワーが変
化することがある。この点を改良した光送信機について
図2により説明する。
ック図である。レーザダイオード2から出力される光ビ
ームのパワーに関してフィードバック制御を行うため
に、光出力一定制御(APC)回路10が設けられてい
る。レーザダイオード2はフォワードビーム及びバック
ワードビームを出力する。フォワードビームは外部変調
器4に供給される。バックワードビームはバックパワー
モニタ12に供給され、LD電流制御回路14は、バッ
クパワーモニタ12により検出されたバックワードビー
ムのパワーが一定になるようにレーザダイオード2に供
給される駆動電流を制御する。フォワードビームのパワ
ーはバックワードビームのパワーに比例するので、この
ようなフィードバック制御によって、フォワードビーム
のパワーを一定に保つことができる。
来の改良された光送信機にあっても、光信号の出力パワ
ーを高精度に一定に保つことが困難であるという問題が
ある。即ち、レーザダイオード2から出力される光ビー
ムのパワーはフィードバック制御により一定に保たれる
のであるが、外部変調器4に関する温度等の外部環境変
化により外部変調器4の損失が変動し、その結果、外部
変調器4から出力される光信号のパワーが変動してしま
うのである。
えた光送信機の光信号の出力パワーを高精度に一定に保
つことにある。
光送信機の光信号の出力パワー及び波長を高精度に一定
に保つことにある。
機の第1の構成として、光ビームを出力する光源と、上
記光ビームを受け主信号に基づき上記光ビームを変調す
ることにより光信号を出力する、ニオブ酸リチウム基板
を用いた外部変調器と、上記外部変調器から出力された
光信号のパワーを検出するパワーモニタと、上記パワー
モニタにより検出されたパワーが一定になるように上記
光源を制御する第1の制御ユニットと、上記パワーモニ
タの出力に基き上記外部変調器の動作点を制御するバイ
アス制御回路と、上記バイアス制御回路による制御と上
記第1の制御ユニットによる制御を切替える切替部とを
備えた光送信機が提供される。また、本発明による光送
信機の第2の構成として、上記第1の構成の光送信機で
あって、上記切替部は、上記バイアス制御回路による制
御開始より、上記バイアス制御回路による制御により上
記外部変調器の動作点が安定する時間より長い所定の時
間後に、上記第1の制御ユニットによる制御に切替える
ことを特徴とする光送信機が提供される。 また、本発明
による光送信機の第3の構成として、上記第1の構成の
光送信機であって、上記外部変調器に供給されるバイア
ス電圧が安定となったことを検出するバイアスモニタを
備え、上記切替部は、上記バイアスモニタがバイアス電
圧の安定を検出したときに、上記第1の制御ユニットに
よる制御に切替えることを特徴とする光送信機が提供さ
れる。 また、本発明による光送信機の第4の構成とし
て、上記第1乃至第3の構成のいずれかの光送信機であ
って、上記光ビームの波長を検出する波長モニタと、上
記波長モニタにより検出された波長が一定になるように
上記光源を制御する第2の制御ユニットとを更に備えた
光送信機が提供される。 また、本発明による光送信機の
第5の構成として、上記第4の構成の光送信機であっ
て、上記第1の制御ユニットの動作に応じて、上記第2
の制御ユニットの動作を変化させることを特徴とする光
送信機が提供される。
れた光信号のパワーが検出され、検出されたパワーが一
定になるように光源が制御されるので、外部変調器の損
失の変動に関わらずこの光送信機から出力される光信号
のパワーが高精度に一定に保たれ、本発明の目的の1つ
が達成される。
態を詳細に説明する。
態を示すブロック図である。この光送信機は、光ビーム
を出力する光源としてのレーザダイオード(LD)2
と、レーザダイオード2から出力された光ビームを受け
る外部変調器4とを備えている。外部変調器4は、図示
しない駆動回路から供給される主信号に基づき受けた光
ビームを変調して光信号を生成し、この光信号を出力す
る。外部変調器4としては、後述するマッハツェンダ型
光変調器、電界吸収型光変調器、その他の光変調器を用
いることができる。
は、光カプラ等からなるビームスプリッタ16を介して
この光送信機から出力される。ビームスプリッタ16で
は、光信号の一部がモニタビームとして取り出され、こ
のモニタビームはパワーモニタ18に供給される。パワ
ーモニタ18は、供給されたモニタビームに基づき、こ
の光送信機から出力される光信号のパワーを検出する。
されたパワーが一定になるようにレーザダイオード2を
制御するための第1の制御ユニットが用いられる。この
実施形態では、第1の制御ユニットは、LD電流制御回
路20によって提供されている。制御回路20は、パワ
ーモニタ18により検出されたパワーが一定になるよう
に制御された駆動電流をレーザダイオード2に供給す
る。
ド2の温度を一定に保つために、LD温度制御回路8が
設けられている。制御回路8は、LD2の近傍に設けら
れる図示しないサーミスタ等の温度センサからの信号を
受け、レーザダイオード2の温度が一定に保たれるよう
に例えばレーザダイオード2の近傍に設けられる図示し
ないペルチェ素子の駆動電流を制御する。
で光信号のパワーを検出し、その検出結果に基づきレー
ザダイオード2の駆動電流が制御されるので、外部変調
器4の損失の変動に関わらずこの光送信機から出力され
る光信号の出力パワーを高精度に一定に保つことができ
る。また、レーザダイオード2の温度がLD温度制御回
路8によって一定に保たれるので、この光送信機から出
力される光信号の波長を一定に保つことができる。
ダイオード2の温度が一定に保たれる結果、定常的な動
作条件においては、レーザダイオード2の発振波長は一
定に保たれる。しかしながら、LD電流制御回路20に
よってレーザダイオード2の駆動電流が制御される結
果、駆動電流の変化に従ってレーザダイオード2の発振
波長が変化するかもしれない。特に、光送信機が波長分
割多重(WDM)システムに適用される場合には、隣接
チャネル間のクロストークを防止するために、光源の波
長の高精度な安定化が要求される。このような要求に対
処するための実施形態を図4により説明する。
態を示すブロック図である。この実施形態では、レーザ
ダイオード2の温度を一定に保つための制御回路8(図
3参照)に代えて、レーザダイオード2の発振波長が一
定に保たれるようにするための波長モニタ22及びLD
温度制御回路24が採用されている。
びバックワードビームを出力する。フォワードビームは
外部変調器4に供給され、バックワードビームは波長モ
ニタ22に供給される。フォワードビーム及びバックワ
ードビームの波長は等しいので、この構成により波長モ
ニタ22はレーザダイオード2の発振波長を検出するこ
とができる。LD温度制御回路24は、波長モニタ22
により検出された波長が一定に保たれるように、レーザ
ダイオード2の温度を制御する。
1実施形態に比べてレーザダイオード2の発振波長を更
に高精度に安定化することができ、この光送信機から出
力される光信号のパワー及び波長を高精度に一定に保つ
ことができる。
般的なレーザダイオードの特性が示されている。図5の
(A)は光出力波長(任意単位)とLD温度(任意単
位)との関係を示している。LD温度が上昇するのに従
って、光出力波長は長くなる。また、図5の(B)は光
出力波長(任意単位)と駆動電流(任意単位)との関係
を表している。駆動電流が増大するのに従って、光出力
波長は長くなる。
たときに、そのレーザダイオードについて図5の(A)
及び(B)に示される関係を予め把握しておくことによ
って、駆動電流の変化による波長変動をLD温度により
補償することができる。具体的には次の通りである。
波長の変化)の補償の例を示す図である。縦軸はレーザ
ダイオードの温度(℃)、横軸はレーザダイオードの駆
動電流(mA)を表している。右下がりの5本の線は代
表的な等波長線を表している。
ードの出力パワーを一定に保つためにレーザダイオード
の駆動電流が−ΔI変化してB点に移行したものとす
る。このとき、波長の電流係数(図5の(B)のグラフ
の傾斜)をZ(nm/mA)とすると、波長変化は−Δ
IZ(nm)となる。従って、波長の温度係数(図5の
(A)に示されるグラフの傾斜)をQ(nm/℃)とす
ると、レーザダイオードの温度をΔIZ/Q(℃)上昇
させてC点に移行させることによって、A点における波
長と同じ波長を得ることができ、波長変化の補償が可能
になる。
(mA)増大してA点からB´点に移行した場合には、
レーザダイオードの温度をΔIZ/Q(℃)低下させて
C´点に移行させることによって、同様にして波長変化
を補償することができる。
ことができる幾つかの実施形態を説明する。
態を示すブロック図である。LD電流制御回路20とレ
ーザダイオード2との間には電流モニタ26が設けられ
ている。電流モニタ26は、制御回路20からレーザダ
イオード2に供給される駆動電流を検出する。補償ユニ
ット28は、レーザダイオード2から出力される光ビー
ムの波長が一定になるように、電流モニタ26により検
出された駆動電流の変化に応じてレーザダイオード2の
温度を変化させる。具体的には、補償ユニット28の出
力信号に基づいて、LD温度制御回路30がレーザダイ
オード2の温度を変化させる。
ニット28が、レーザダイオード2の駆動電流の増加に
対して線形的にレーザダイオード2の温度を減少させる
ことによって、駆動電流の変化による波長変動を補償す
ることができる。
路20は、光出力一定制御(APC)のための回路32
を構成している。
態を示すブロック図である。ここでは、図7に示される
補償ユニット28がアナログ制御を行っているのと対比
して、ディジタル信号処理に適合するように変更された
補償ユニット28´が用いられている。
より検出された駆動電流の変化に対応する波長変化を記
憶するための記憶手段(ここではリードオンリーメモリ
(ROM)34)と、記憶手段の記憶内容に基づき波長
を補償するために必要なレーザダイオード2の温度変化
を算出する手段(CPU36)とを含む。電流モニタ2
6によるモニタ出力は、A/D(アナログ/ディジタ
ル)変換機38を介してCPU36に取り込まれ、CP
U36による算出結果は、D/A(ディジタル/アナロ
グ)変換機40を介してLD温度制御回路30に供給さ
れる。
ると、レーザダイオード2から出力される光ビームの波
長を実際に測定すること無しに、得られる光信号の出力
パワー及び波長を高精度に一定に保つことができる。
態を示すブロック図である。この実施形態は、図7に示
される第3実施形態と対比して、外部変調器4がマッハ
ツェンダ型光変調器等の動作点を決定するためのバイア
ス電圧を受ける変調器によって提供されている点で特徴
づけられる。APCのための回路32に含まれるパワー
モニタ18に自動バイアス制御回路42が接続されてお
り、制御回路42は外部変調器4の動作点が安定化され
るように外部変調器4に供給されるバイアス電圧を制御
する。
部変調器4に供給される主信号に低周波信号を重畳する
手段と、外部変調器4から出力される光信号に含まれる
低周波成分が少なくなるようにバイアス電圧を制御する
手段とから構成することができる。
る場合、低周波信号に従ってこの光送信機から出力され
る光信号のパワーが変動するので、LD電流制御回路2
0と自動バイアス制御回路42とを同時に動作させる
と、これらの制御が競合し光信号の出力パワーが不所望
に変動する恐れがある。このため、外部変調器4に与え
られるバイアス電圧が安定になるまでLD電流制御回路
20の動作が遮断されていることが望ましい。
は、パワーモニタ18の出力信号または自動バイアス制
御回路42の出力信号に基づき、バイアスモニタ44
が、外部変調器4に供給されるバイアス電圧が安定にな
ったことを検出し、その検出結果に基づき、スイッチ回
路46がLD電流制御回路20の動作のオン/オフを行
うようにしている。即ち、バイアス電圧が安定になるま
ではスイッチ回路46によりLD電流制御回路20の動
作がオフにされ、バイアス電圧が安定になったときにス
イッチ回路46はLD電流制御回路20の動作をオンに
する。これにより、自動バイアス制御回路42による制
御とLD電流制御回路20による制御とが競合すること
が防止され、光信号の出力パワーが不所望に変動する恐
れが無くなる。
回路42に接続されて直接バイアス電圧を測定すること
によりバイアス電圧の安定化を検出することができ、或
いは、パワーモニタ18に接続されて前述した低周波信
号に対応する低周波成分の振幅に基づきバイアス電圧の
安定化を検出することができる。後者については、自動
バイアス制御回路42の具体的な回路構成と共に後述す
る。前者の場合の動作を図10により説明する。
の動作を示す図である。自動バイアス制御回路42によ
るバイアス電圧の制御の結果、バイアス電圧はある一定
の値に収束される。それによるバイアス電圧の安定化が
バイアスモニタ44により検出され、バイアス電圧が安
定になったときにスイッチ回路46によりLD電流制御
回路20の動作がオンにされ、APCが開始される。バ
イアス電圧が安定化された時点で、外部変調器4の出力
は安定化されているので、この時点でAPCの動作が開
始されることにより、制御の競合による不安定動作が防
止される。
アス電圧が安定になるまでLD電流制御回路20の動作
を遮断するために、LD電流制御回路20及び自動バイ
アス制御回路42を切替えるためのスイッチと、このス
イッチに接続されるタイマとを設け、このタイマにより
バイアス電圧が安定化されるまでの大まかな時間を設定
してもよい。
形態を示すブロック図である。ここでは、図4に示され
る第2実施形態に対応して、パワーモニタ18及びLD
電流制御回路20の具体的な回路構成が示されている。
力された光信号の一部を受けるフォトダイオード48
と、フォトダイオード48に流れる光電流を電圧信号に
変換する抵抗器50とを含む。
8からの電圧信号と供給された参照電圧とを比較してこ
れらの間の誤差信号を出力する演算増幅器52と、演算
増幅器52からの誤差信号を制御入力としてレーザダイ
オード2に駆動電流を供給するトランジスタ54とを含
む。
幅器52のマイナス入力ポートに供給され、電圧源58
によって与えられる参照電圧は演算増幅器52のプラス
入力ポートに供給される。演算増幅器52の出力ポート
はトランジスタ54のベースに接続される。レーザダイ
オード2のアノードは接地され、カソードはトランジス
タ54のコレクタに接続される。トランジスタ54のエ
ミッタは抵抗56を介してマイナス電源に接続される。
される光信号の平均パワーに基づきレーザダイオード2
の駆動電流がフィードバック制御されるので、外部変調
器4の損失の変動に関わらずこの光送信機から出力され
る光信号の出力パワーを高精度に一定に保つことができ
る。
形態を示すブロック図である。ここでは、図7に示され
る第3実施形態の具体的構成が示されている。パワーモ
ニタ18及びLD電流制御回路20の具体的構成は図1
1に示されるのと同様である。
却によりレーザダイオード2の温度を調節するための図
示しないペルチェ素子が設けられており、このペルチェ
素子に電流を流すための一対の端子(TEC+)及び
(TEC−)が設けられている。レーザダイオード2の
素子の近傍には温度に応じて変化する抵抗Rthを有する
サーミスタ62が設けられている。サーミスタ62の一
端はマイナス電源V- に接続され、サーミスタ62の他
端はレファレンス抵抗Rref を介してプラス電源V+ に
接続されている。
との接続点の電位Vt にはサーミスタ62の温度が反映
される。
及びペルチェ駆動回路66を含む。演算増幅器64のプ
ラス入力ポートには参照電圧Vref が入力され、演算増
幅器64のマイナス入力ポートには前述の電圧Vt が入
力される。ペルチェ駆動回路66は、電圧Vt が参照電
圧Vref に一致するようにペルチェ素子に電流を流す。
即ち、ペルチェ駆動回路66は端子(TEC+)に接続
され、端子(TEC−)は抵抗60を介して接地されて
いる。
じてレーザダイオード2の温度を変化させて波長の補償
を行うために、抵抗56における電圧降下が反転増幅器
68(電流モニタ26)により検出される。つまり、抵
抗56に流れるレーザダイオード2の駆動電流Iは、反
転増幅器68により電圧信号VImに変換される。ここ
で、Aを定数とすると、VIm =−AIである。この電
圧信号VIm は抵抗RC を介してサーミスタ62とレフ
ァレンス抵抗Rref との間の接続点に供給される。こ
のとき次式が成り立つ。
RC =(V+ −Vt )/Rref 従って、Rth,VIm及びIの変化をそれぞれΔRth,Δ
VIm及びΔIとすると、次式が得られる。
2 /C)AΔI ここでCは定数である。
と、Δλ1 =ZΔIである。
係を1次式で近似してその傾きを−Y(nm/Ω)とす
ると、波長補正量Δλ2 は次式で与えられる。
次式が得られる。
で、上式が満足されるように反転増幅器68の利得を設
定することによって、レーザダイオード2の駆動電流の
変化に関わらず常に一定の波長が保たれることになる。
示す図である。LN変調器は、LiNbO3 (リチウム
ナイオベート)を基本材料としたマッハツェンダ型の光
変調器である。
り提供される光導波構造74を有している。誘電体チッ
プ72はリチウムナイオベートからなり、この場合Ti
(チタン)の熱拡散によって光導波構造74が得られ
る。
受ける入力ポート76と、出力ポート78を有してい
る。光導波構造74は、更に、入力ポート76及び出力
ポート78にそれぞれ光学的に接続される第1のY分岐
80及び第2のY分岐82と、Y分岐80及び82間を
接続する第1及び第2のパス84及び86とを有してい
る。
は、第1のY分岐80で光パワーが実質的に二等分され
る第1及び第2のビームに分岐される。第1及び第2の
ビームはそれぞれパス84及び86により導波され、第
2のY分岐82で干渉する。
ビーム間の位相差に応じて、出力ポート78において出
力ビームが得られる結合モードと、Y分岐82から誘電
体チップ72内に漏洩ビームが放射される漏洩モードと
が切替えられ、それにより強度変調された光信号が出力
ポート78から出力される。
せるために、第1のパス84上には接地電極88が設け
られており、第2のパス86上には信号電極90が設け
られている。
り、その入力端90Aはコネクタ92の内部導体に接続
され、出力端90Bはコネクタ94の内部導体に接続さ
れている。また、コネクタ92及び94のシールド並び
に接地電極88は接地されている。
により形成される。図示はしないが、誘電体チップ72
と電極88及び90との間にSi及び/又はSiO2 か
らなる安定化用の単一または複数のバッファ層が設けら
れていてもよい。
ついて説明する。一般に、LN変調器においては、温度
変化や経時変化により動作特性曲線がドリフトする(動
作点ドリフト)。図14において、符号96及び98は
それぞれ動作点ドリフトが生じていない場合における動
作特性曲線及び出力光信号波形を表しており、符号10
0及び102はそれぞれ正電圧の方向に動作点ドリフト
が生じた場合における動作特性曲線及び出力光信号波形
を表している。符号104は入力主信号または変調信号
(駆動電圧)の波形である。
加に対して周期的に増減するものとして表される。図示
された例では、その周期性は正弦波によって与えられて
いる。従って、バイナリ信号としての入力信号の各論理
値(ハイレベル及びローレベル)に対応して光パワーの
極小値及び極大値がそれぞれ得られる電圧V0 及びV 1
を用いて前述の結合モードと漏洩モードの有効な切替え
を行うことによって、効率的なバイナリ変調を行うこと
ができる。
及びV1 が一定であると、動作特性曲線の周期性により
符号102で示されるように出力光信号の消光比が劣化
するとともに波形歪みが生じる。従って、動作点ドリフ
トが生じたときにそのドリフト量をdVとすると、電圧
V0 及びV1 をそれぞれ(V0 +dV)及び(V1 +d
V)として、動作点ドリフトを補償することが要求され
る。
形態を示すブロック図である。ここでは、図9に示され
る第5実施形態に対応して、自動バイアス制御回路4
2、バイアスモニタ44及びスイッチ回路46の具体的
構成が示されている。
LN変調器が用いられている。レーザダイオード2から
の光ビームは、外部変調器4の入力ポート76(図13
参照)に供給される。外部変調器4の出力ポート78か
ら出力された光信号の一部はビームスプリッタ16によ
り抽出されてフォトダイオード48に供給される。フォ
トダイオード48に生じた光電流は、抵抗50により電
圧信号に変換され、この電圧信号は、キャパシタ10
6、帯域通過フィルタ(BPF)108、振幅検出回路
110及び増幅器112を通って位相比較回路114に
供給される。
振器116から出力される低周波信号(パイロット信
号)が用いられる。パイロット信号は位相比較回路11
4及び変調器駆動回路118に供給されている。変調器
駆動回路118は、例えば、データ入力信号(主信号)
を増幅する可変増幅器と、その出力に接続される低域通
過フィルタとから構成され得る。この場合、パイロット
信号により可変利得増幅器の利得が変化させられ、それ
によりパイロット信号がデータ入力信号に重畳される。
低域通過フィルタの採用により、パイロット信号は、デ
ータ入力信号のローレベル及びハイレベルの両方に互い
に逆相に重畳される。その結果得られた信号は、変調信
号としてキャパシタ120を介して外部変調器4にコネ
クタ92(図13参照)から供給される。
路により提供される。位相比較回路114は、発振器1
16からの低周波信号とフォトダイオード48からの電
圧信号に含まれる低周波成分との位相比較を行う。その
位相比較の結果は位相比較回路114の出力信号のDC
成分に表れるので、そのDC成分に従って外部変調器4
のバイアス電圧が制御される。具体的には、位相比較回
路114の出力信号は、低域通過フィルタ(LPF)1
22及びインダクタ124を介してバイアス電圧として
端子94(図13参照)から外部変調器4に供給され
る。変調信号に関して外部変調器4の端子94を終端す
るために、端子94はキャパシタ126及び抵抗128
を介して接地されている。
圧がフィードバック制御されることにより、外部変調器
4の動作点が安定化される。このフィードバックループ
においては、フォトダイオード48からの電圧信号に含
まれる低周波成分が最小となるようにバイアス電圧が調
節される。
動作点安定化の原理が示されている。符号130は入力
電気信号の波形、即ち変調器駆動回路118(図15参
照)が出力する変調信号の波形を示している。
うに、入力電気信号130の両レベルが最大及び最小の
出力光パワーを与える動作特性曲線によって決定され
る。
号134または136で示されるように電圧軸方向にシ
フトすると、出力光信号には低周波成分が生じるように
なり、シフトの方向は低周波成分の位相に反映される。
即ち、特性曲線134及び136がそれぞれ与える出力
光信号の包絡線の位相は180°異なる。従って、図1
5に示されるように位相比較回路114を用いて例えば
同期検波を行うことによって、低周波成分が最小になる
ようなフィードバック制御を行うことができ、外部変調
器4の動作点が安定化される。
ッチ138により、フォトダイオード48の出力レベル
が一定になるようにLD電流制御回路20がレーザダイ
オード2のバイアス電流を制御する第1の制御モード
と、電流モニタ26により検出されるレーザダイオード
2の駆動電流が一定になるような制御を行う第2の制御
モードとが切替えられる。具体的には、振幅検出回路1
10により検出される低周波成分の振幅が予め定められ
た値よりも大きい場合には、遮断回路140がスイッチ
138により第2の制御モードを選択し、振幅検出回路
110により検出される低周波成分の振幅が予め定めら
れた値よりも小さくなったときに、遮断回路140がス
イッチ138により第1の制御モードを選択する。
おける制御とAPCのための制御との競合が阻止され、
安定な制御が可能になる。
ングを行う光デバイスにおいては、干渉により本質的に
生じる波長変動(チャーピング)を用いてプリチャーピ
ングを行うことができる。プリチャーピングとは、送信
光信号の1パルス内に波長(周波数)の変動を予め与え
ておくことにより、波長分散及び非線形効果による伝送
波形の劣化を抑制するための方法である。
の動作特性曲線が示されている。印加電圧として1つの
安定点Vb1の近傍の領域142を用いて、17Bの左
側に示されるような正の電圧パルスを与えると、領域1
42においては印加電圧(V)の増大に従って光パワー
(P)が増大するので、17Cの左側に示すように電圧
パルスと同じ極性で正の光パルスが出力される。このと
き、17Dの左側に示すように、光パルスの立上り部分
では波長が平均値よりも短くなり立下り部分では長くな
る。即ち、1つの光パルスにおいて、波長が時間(t)
とともに短波長(青側)から長波長(赤側)へシフトす
る。この現象はレッドシフトと称される。
4を用いて、17Bの右側に示されるような負の電圧パ
ルスを与えると、領域144においては印加電圧の増大
に従って光パワーが減少することから、17Cの右側に
示すように、電圧パルスとは逆極性の正の光パルスが出
力される。このとき、17Dの右側に示すように、光パ
ルスの立上り部分では波長が長波長側にシフトし、立下
り部分では短波長側にシフトする。即ち、1つの光パル
スにおいて波長が時間とともに長波長(赤側)から短波
長(青側)へシフトする。この現象はブルーシフトと称
される。
る。
αは正の値をとり、ブルーシフトの場合、チャープパラ
メータαは負の値をとる。
ファイバの零分散波長よりも短くて正常分散の領域にあ
るとき、長波長の光は短波長の光よりも光ファイバ中を
速く進むので、予め0<α(レッドシフト)のプリチャ
ーピングを与えておくことによりパルスの圧縮が生じ、
アイ開口度が大きくなる。
波長の光は長波長の光よりも光ファイバ中を速く進むの
で、予めα<0(ブルーシフト)のプリチャーピングを
与えておくことによって、アイ開口度が大きくなる。
チャープパラメータαの値を調節することによって、シ
ステム全体の伝送条件を最適化することができる。
形態を示すブロック図である。この実施形態は図15に
示される第8実施形態と対比して、得られる光信号のチ
ャープパラメータの符号の切替えが可能である点で特徴
づけられる。そのために、発振器116と位相比較回路
114との間に反転回路146が設けられており、反転
回路146の動作は、チャープパラメータ設定端子14
8に供給される信号により制御される。反転回路146
が動作していないときには、図17の17Aに示される
領域142が選択されて正のチャープパラメータが得ら
れ、反転回路146が動作しているときには、領域14
4が選択されて負のチャープパラメータが得られる。反
転回路146は、変調器駆動回路118と発振器116
との間に設けられていてもよいし、位相比較回路114
の他の入力に設けられていてもよい。
スタート)に関する信号が供給される端子を表してい
る。端子148により動作点が変更された場合或いは端
子150によりシステムが立上げられた場合には、自動
バイアス制御回路42の動作が定常状態になく、外部変
調器4のバイアス電圧が安定化されていないので、バイ
アス電圧が安定になるまでAPCのための制御は遮断さ
れるべきである。そこで、この実施形態では、端子14
8及び150とスイッチ138との間にタイマ152が
設けられている。これにより、バイアス電圧が安定にな
るまでの予め定められた期間はスイッチ138により前
述した第2の制御モードが選択され、バイアス電圧が安
定になった後に第1の制御モードに切替えられる。
る制御とAPCのための制御とが競合することが防止さ
れ、安定な制御が可能になる。
外部変調器を備えた光送信機の光信号の出力パワー及び
/又は波長を高精度に一定に保つことができる光送信機
の提供が可能になるという効果が生じる。
である。
図である。
示すブロック図である。
示すブロック図である。
オードの特性を示す図である。
示すブロック図である。
示すブロック図である。
示すブロック図である。
動作を示す図である。
態を示すブロック図である。
態を示すブロック図である。
す図である。
態を示すブロック図である。
の図である。
タの切替を説明するための図である。
態を示すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 光ビームを出力する光源と、 上記光ビームを受け主信号に基づき上記光ビームを変調
することにより光信号を出力する、ニオブ酸リチウム基
板を用いた外部変調器と、 上記外部変調器から出力された光信号のパワーを検出す
るパワーモニタと、 上記パワーモニタにより検出されたパワーが一定になる
ように上記光源を制御する第1の制御ユニットと、 上記パワーモニタの出力に基き上記外部変調器の動作点
を制御するバイアス制御回路と、 上記バイアス制御回路による制御と上記第1の制御ユニ
ットによる制御を切替える切替部と を備えた光送信機。 - 【請求項2】 請求項1に記載の光送信機であって、 上記切替部は、上記バイアス制御回路による制御開始よ
り、上記バイアス制御回路による制御により上記外部変
調器の動作点が安定する時間より長い所定の時間後に、
上記第1の制御ユニットによる制御に切替えることを特
徴とする光送信機。 - 【請求項3】 請求項1に記載の光送信機であって、 上記外部変調器に供給されるバイアス電圧が安定となっ
たことを検出するバイアスモニタを備え、 上記切替部は、上記バイアスモニタがバイアス電圧の安
定を検出したときに、上記第1の制御ユニットによる制
御に切替えることを特徴とする光送信機。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の光送
信機であって、 上記光ビームの波長を検出する波長モニタと、 上記波長モニタにより検出された波長が一定になるよう
に上記光源を制御する第2の制御ユニットとを更に備え
た光送信機。 - 【請求項5】 請求項4に記載の光送信機であって、 上記第1の制御ユニットの動作に応じて、上記第2の制
御ユニットの動作を変化させることを特徴とする光送信
機。
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