JPH04294318A - 光変調器バイアス自動制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば光通信システ
ムに用いられる光変調器のバイアスを自動調整する光変
調器バイアス自動制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光通信システムにおいては、レー
ザダイオードを駆動電流で変調して電気信号に比例した
光の強度信号を得る直接変調方式が用いられていた。し
かし、伝送速度が数Ｇｂｉｔ／ｓ越える超高速・広帯域
光通信システムにおいては、直接変調時に光の波長が変
化するチャーピング現象が伝送容量を制限する要因とな
っていた。一方、外部変調方式、なかでもマッハツェン
ダ型光導波路を用いた光変調器はチャーピングが非常に
小さく、１０ＧＨｚ以上の動作帯域も比較的容易に得ら
れるため大容量光通信システムへの適用が期待されてい
る。

【０００３】マッハツェンダ型光導波路を用いた光変調
器のなかにリチウムナイオベイト（Ｌｉｔｈｉｕｍ　　
Ｎｉｏｂａｔｅ）変調器がある。これは、容易な製作法
で広帯域の動作が得られるため、最も一般的な光変調器
となっている。ただ、実用化に際して、光変調器の動作
点変動が最大の問題点であった。

【０００４】動作点の変動を図８を用いて説明する。図
に示すように、光変調器を変調信号Ｓ（ｔ）で変調した
場合の光変調器からの出射光Ｉ（ｔ）は以下の式で表さ
れる。

【０００５】

【数１】

【０００６】ここで、βは変調度、δは動作点の位相で
ある。変調信号Ｓ（ｔ）として２値のディジタル信号を
考える。β＝πとし、適当なＤＣ電圧を印加して初期の
位相δが図中ａで示すようにπ／２になるように選ぶと
、図中Ａに示すように変調信号に応じて完全にオン・オ
フする信号光が得られる。δが時間経過しても変わらな
ければ問題ないが、通常のリチウムナイオベイト変調器
はドリフト現象によって動作点が変動してしまう。ドリ
フトには、温度変化がもたらす焦電効果による熱ドリフ
トと、電極に印加したＤＣ電圧が素子表面に形成する電
荷分布によるＤＣドリフトがある。いずれにしても、こ
れらドリフトによる動作点変動を補償するために、最適
な動作点になるようＤＣ電圧（バイアス）を印加するこ
とが必要である。

【０００７】従来例１．以上の問題を解決するための装
置として図９に示す様なものがあった（従来例１）。こ
の図は桑田他、「マッハツェンダ型光変調器用自動バイ
アス制御回路の検討」電子情報通信学会春季全国大会Ｂ
−９１６に示されたブロック図である。図において１は
レーザ光源、２はレーザ光、３はリチウムナイオベイト
変調器、４は光ファイバ、５はファイバカップラ、６は
信号光、７は受光器、８は変調信号入力端子、９は、バ
イアス電圧入力端子、１０は変調信号源、１０１は位相
検出器、１０２はループフィルタ、１０３はバイアス供
給回路、１０４は低周波信号源、１０５は低周波重畳回
路である。

【０００８】従来例１の光変調器バイアス自動制御回路
は以下のように動作する。低周波重畳回路１０５によっ
てあらかじめ変調信号を周波数ｆの低周波信号で振幅変
調しておく。出射光はその一部がファイバカップラ５で
分岐され、受光器７で信号光の包絡線であるｆ成分を検
出する。位相検出器１０１で検出した信号と、低周波信
号源１０４の位相を比較する。動作点δが最適であるπ
／２からずれると、ずれた方向によって包絡線の位相と
低周波信号源１０４の位相が反転する。これを位相検出
器１０１で検出し、最適な動作点に戻すようバイアス供
給回路１０３が変調器にバイアス電圧を印加する。

【０００９】従来例２．従来例１の方法は、変調器を余
分な信号で変調しなければならず、この信号がシステム
設計上好ましくないという問題点があった。かかる問題
を解決するために図１０に示すような装置が従来から考
えられていた。この技術は例えば特開昭５９−１７５２
７号公報の「光変調器のバイアス制御装置」に示されて
いる。図１０において、１〜１０は図９で示した従来回
路と同一のものである。１１はループフィルタ、１２は
基準電圧、１３はループフィルタ１１からの出力電圧と
基準電圧１２とを比較しその差に相当する電圧を発生す
る誤差検出回路、１４は誤差検出回路１３で発生した電
圧に比例するバイアス電圧を光変調器３に与えるバイア
ス電圧発生回路である。

【００１０】従来例２の光変調器バイアス自動制御回路
は以下のように動作する。説明の補助として図８を用い
る。図８において光変調器の動作点が最適なａの状態か
ら、ｂやｃに変動した場合、信号光はＢ、Ｃのように振
幅が小さく歪んだ状態になる。この信号光を変調信号よ
り十分遅い応答速度の受光器で検出すると、平均パワー
に比例した信号が得られる。動作点がｂのようにδの減
少する方向にずれた場合、信号光の平均パワーはＢに示
す通り減少する。逆に動作点がｃのようにδの増加する
方向にずれた場合、信号光の平均パワーはＣに示す通り
増加する。このことを数式を用いて説明する。簡単のた
め変調信号を各周波数ωの正弦波とする。このとき信号
光Ｉ（ｔ）は次式のように表される。

【００１１】

【数２】

【００１２】この式をベッセル関数を用いて展開すると
次式のようになる。

【００１３】

【数３】

【００１４】第１項、２項は直流成分、第３項はωの奇
数倍の高調波成分、第４項はωの偶数倍の高調波成分で
ある。応答速度がωより十分遅い受光器で検出したとき
得られる信号（検波電流）ｉは、受光器の感度をｓとし
て次式で表される。

【００１５】

【数４】

【００１６】検波電流ｉは負荷抵抗Ｒで電圧ｖに変換さ
れて受光器から出力されるものとすると、出力電圧ｖは
次式で表される。

【００１７】

【数５】

【００１８】これを図１１に表す。動作点の位相が最適
値であるπ／２からずれるにしたがって出力電圧ｖも変
化し、δがゼロからπまで変化する間に、ｖは図中に示
した値だけ変動する。

【００１９】以上のことをふまえて図１０を説明する。 ファイバカップラ５によって取り出された信号光の一部
は受光器７に導かれる。受光器７は信号光の平均パワー
に比例した電圧を出力する。基準電圧１２は、δがπ／
２すなわち光変調器が最適な動作点であるときの信号光
の平均パワーを受光器７が検出したときに発生する電圧
値に設定しておく。もし動作点の位相が増加する方向に
ドリフトが生じた場合、図１１からわかるように受光器
７の出力する電圧も増加する。その差を誤差検出回路が
１３が検出し、動作点の位相が減少する方向にバイアス
電圧発生回路がＤＣ電圧を光変調器３に与え、動作点は
再び最適なところに戻される。これとは逆に動作点の位
相が減少する方向にドリフトが生じた場合の動作も同様
であり、受光器７の出力する電圧は減少する。その差を
誤差検出回路が１３が検出し、動作点の位相が増加する
方向にバイアス電圧発生回路がＤＣ電圧を光変調器３に
与え、動作点は再び最適なところに戻される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来の光変調器バイア
ス自動制御回路は以上のように構成されており、なんら
かの要因により変調器に入射するレーザ光の強度が変動
すると、光変調器の動作点が変動したのと区別がつかな
くなり誤動作を起こすという問題点があった。また、図
１２に示すように、変調信号の速度に対して変調器の帯
域が通常の場合（ａ）と、変調信号の速度に対して変調
器の帯域が広い場合（ｂ）とを、比較すると、バイアス
点を変化させる要因となるｘ領域が（ｂ）のほうが小さ
いため（ｘ１＞ｘ２）、変調信号の速度に対して変調器
の帯域が広い場合（ｂ）の方が、バイアス点が変化して
も、モニタした平均光パワーは、わずかしか変動せず、
したがって制御を行いにくいという問題点があった。

【００２１】この発明はかかる問題を解決するためにな
されたもので、レーザ光の強度が変動しても、あるいは
、変調器の帯域が広く従来のモニタ方法では平均光パワ
ーがわずかしか変動しない場合でも誤動作なく、動作点
を最適に制御できる光変調器バイアス自動制御回路を提
供することを目的としている。さらに変調信号がディジ
タル信号であった場合、そのマーク率が変動した場合に
も正常に動作する光変調器バイアス自動制御回路を提供
することを目的としている。また、電源たち上げ時に動
作点の位相がいかなる領域にあろうとも正常に動作する
光変調器バイアス自動制御回路を提供することを目的と
している。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第一の発明に係わる光変
調器バイアス自動制御回路は、以下の要素を有するもの
である。（ａ）強度変調された第一の光信号とこの光信
号とは位相が反転した第二の光信号を出力する光変調器
と、（ｂ）この光変調器から出力される第一と第二の光
信号の平均パワーをそれぞれモニタする受光器と、（ｃ
）受光器から得られた第一と第二の光信号の平均パワー
を演算（減算）する演算（減算）回路と、（ｄ）演算（
減算）回路から得られた出力信号に基づいて、上記光変
調器に与えるバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生
手段。

【００２３】第二の発明に係わる光変調器バイアス自動
制御回路は、以下の要素を有するものである。（ａ）光
の強度変調を行う光変調器と、（ｂ）上記光変調器の出
力光の平均パワーをモニタする受光器と、（ｃ）変調信
号のマーク率を検出するマーク率検出回路と、（ｄ）こ
のマーク率検出回路の出力信号に応じた基準電圧を発生
する電圧発生回路と、（ｅ）受光器から得られた光信号
の平均パワーと電圧発生回路から得られた基準電圧を入
力し、上記光変調器に与えるバイアス電圧を発生するバ
イアス電圧発生手段。

【００２４】第三の発明に係わる光変調器バイアス自動
制御回路は、以下の要素を有するものである。（ａ）光
の強度変調を行う光変調器、（ｂ）上記光変調器の出力
光の平均パワーをモニタする受光器、（ｃ）この受光器
から得られた光信号の平均パワーを入力し、上記光変調
器に与えるバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生手
段、（ｄ）以下の要素を有し、上記受光器から得られた
光信号の平均パワーを入力し、上記光変調器の動作点の
位相を所定の値だけ変化させるバイアス電圧補正手段、
（ｄ１）受光器から得られた光信号の平均パワーを入力
し、この平均パワーが所定の範囲にあるかを判別する比
較手段、（ｄ２）上記比較手段の判別の結果に応じて所
定の信号を発生する補正信号発生手段、（ｄ３）補正信
号発生手段により発生した信号により、バイアス電圧発
生手段により発生したバイアス電圧を補正する補正手段
。

【００２５】

【作用】第一の発明に係る光変調器バイアス自動制御回
路においては、光変調器の動作点変動に応じて変化した
信号光の平均パワーを変調器の相補出力を用いて検出し
、演算（減算）回路が相補出力の差を取ることにより従
来の倍の電力差を得られるので変調器のバイアス電圧を
制御し易くなる。

【００２６】また、第二の発明に係る光変調器バイアス
自動制御回路においては、マーク率検出回路によりマー
ク率を検出し、電圧発生回路は、このマーク率変動に応
じて基準電圧を変化させるため、マーク率が変化しても
常に最適な動作点が維持される。

【００２７】また、第三の発明に係る光変調器バイアス
自動制御回路においては、従来の光変調器バイアス自動
制御回路にバイアス電圧補正手段を付加し、比較手段が
受光器からの出力が所定の範囲にあるかを判別すること
により、制御可能な範囲か否かを判定する。補正信号発
生手段は、上記比較手段の判別の結果、制御不可能領域
である場合、これを制御可能な領域に移すような所定の
信号を発生する。補正手段は、補正信号発生手段により
発生した信号により、バイアス電圧発生手段により発生
したバイアス電圧を補正するので、バイアスが制御可能
な領域にホップし、動作点の位相がどの様な領域にあろ
うとも誤動作しなくなる。

【００２８】

【実施例】実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す
ブロック図である。図において４１はリチウムナイオベ
イト変調器であるが、リチウムナイオベイト変調器３と
は異なるものである。このタイプのリチウムナイオベイ
ト変調器は、例えば以下の文献に詳しく示されている。 「Ｈ．Ｈａｇａ　　ｅｔ．ａｌ．，”ＬｉＮｂＯ３　　
Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ−Ｗａｖｅ　　Ｌｉｇｈｔ　　Ｍ
ｏｄｕｌａｔｏｒ／Ｓｗｉｔｃｈ　　ｗｉｔｈ　　ａｎ
　　Ｅｔｃｈｅｄ　　Ｇｒｏｏｖｅ”，ＩＥＥＥ　　Ｊ
ｏｕｎａｌ　　ｏｆ　　ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ．，ｖｏｌ．ＱＥ−２２，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ
　　１９８６．」

【００２９】従来例１または従来例２
で説明したリチウムナイオベイト変調器３はマッハツェ
ンダ干渉計の出力分岐部分がＹ分岐であるのに対して、
第一の発明に係る光変調器バイアス自動制御回路に用い
るリチウムナイオベイト変調器４１は非対称Ｘ分岐のタ
イプで、２つの光出力ポートを持つ。非対称Ｘ分岐は通
常のマッハツェンダ干渉計におけるハーフミラーと同様
の働きをし、２本の導波路からは互いに相補的な光出力
を得る。つまり、図２（ａ）のＰ及び図２（ｂ）のＱに
示すように、２つのポートからは位相が反転した第一と
第二の光信号が得られる。従って、ファイバカップラ５
によって取り出された信号光を光電変換した受光器７の
出力信号と、受光器４２の出力信号も互いに相補的な関
係になっている。 そして、受光器７と受光器４２の出力電圧の差を出力す
るのが減算回路４３である。また、９０は、バイアス電
圧発生手段である。

【００３０】図３はリチウムナイオベイト変調器４１の
動作点の位相δに対する受光器７と４２の検波電流の差
を描いたものである。それぞれの受光器の逆相成分を出
力するため、図１１に示した検波電流と比べて倍の大き
さの検波電流が得られる。このことは制御系の感度が２
倍良くなることに相当する。たとえば、図２（ａ）のＰ
及び図２（ｂ）のＱに示した信号の平均パワ−を５．０
とすると、両者の差を出力するのが減算回路４３で５．
０−（−５．０）＝１０．０ という結果を得ることができる。

【００３１】基準電圧４４は、δがπ／２すなわち光変
調器が最適な動作点であるときの信号光の平均パワーを
検出したときに減算回路４３が発生する電圧値に設定し
ておく。もし動作点の位相が増加する方向にドリフトが
生じた場合、図３からわかるように減算回路４３の出力
する電圧も増加する。その差を誤差検出回路が１３が検
出し、動作点の位相が減少する方向にバイアス電圧発生
回路がＤＣ電圧を光変調器４１に与え、動作点は再び最
適なところに戻される。これとは逆に動作点の位相が減
少する方向にドリフトが生じた場合の動作も同様である
。減算回路４３の出力する電圧は減少する。その差を誤
差検出回路が１３が検出し、動作点の位相が増加する方
向にバイアス電圧発生回路がＤＣ電圧を光変調器４１に
与え、動作点は再び最適なところに戻される。

【００３２】さらに、この構成では、それぞれの受光器
の同相成分をキャンセルできるため、レーザ光２のパワ
ー変動をキャンセルすることができる。たとえば、図２
（ａ）のＰ及び図２（ｂ）のＱに示した信号の平均パワ
−を５．０とし、レーザ光２のパワー変動によりＰから
Ｒへ変化し、同様に、ＱからＳに変化した場合、信号Ｒ
の平均パワ−が４．５とすると、信号Ｓの平均パワ−は
５．５となる。そして、減算回路４３で両者の差を出力
すると、 ４．５−（−５．５）＝１０．０ という結果を得ることができ、レーザ光のパワー変動に
影響されないことが分かる。以上のように、この構成を
用いれば、制御系の感度向上と、レーザ光のパワー変動
キャンセルを同時に達成できる。

【００３３】実施例２．図４は他の実施例を示すブロッ
ク図である。図において、６１はマーク率検出回路、６
２は基準電圧発生回路、６３は１１と同様のループフィ
ルタである。マーク率検出回路６１は、単純な検波器で
構成された信号の平均パワー検出器でもよい。これまで
に述べた実施例は信号光の平均パワーをモニタする構成
であったため、仮にバイアスの位相は変動していなくと
も、変調信号のマーク率が変動して低周波成分の増減が
あっただけで信号光の平均パワーが変動してしまう。こ
のとき、制御回路はこれをバイアス位相の変動とみなし
、誤った制御を行ってしまうという問題があった。図４
の構成によると、マーク率変動をマーク率検出回路６１
で検出し、それに応じた基準電圧を基準電圧発生回路６
２が発生する。マーク率に応じて基準電圧を変動させる
ため、正確にバイアス位相の変化のみを知ることができ
る。以上のような構成にすれば変調信号のマーク率に依
存しないバイアス自動制御が可能となる。

【００３４】実施例３．これまで述べた実施例は動作点
の位相δが±π／２の範囲にある場合のみ正常に動作す
るものであった。つまり、図３、図１１において、入出
力特性の曲線の傾きが正である範囲（動作点位相δが０
からπ）にあれば、所望の位相であるπ／２に制御する
ことができた。しかし、入出力特性の曲線の傾きが負で
ある範囲（πから２πにある場合や−πから０にある場
合）では制御の向きが逆になるため回路が動作しないと
いう問題が生じる。使用するリチウムナイオベイト変調
器のドリフトが小さく、立ち上げ時に動作点の位相があ
る程度決まっている場合は、これまで述べた実施例でバ
イアスの自動制御は実現できるが、ドリフトが非常に大
きく、立ち上げ時の動作点の位相がわからない場合には
、図３、図１１における入出力特性の曲線の傾きが正・
負いずれの領域でも、動作点位相δを正しくπ／２に制
御できるようにすることが必要になる。

【００３５】図５はこのことを実現する実施例を示すブ
ロック図である。図において７１はループフィルタ、７
２ａ，７２ｂは基準電圧ＶＨ、ＶＬ、７３ａ，７３ｂは
コンパレータ、７４ａ，７４ｂはトグルフリップフロッ
プ回路、７５ａ，７５ｂはバイアス電圧発生回路、７６
は加算回路である。

【００３６】動作を図６を用いて説明する。所望の動作
点位相は点Ｂで示したδ＝π／２である。変調器立ち上
げ時の動作点位相が、入出力特性の傾きが正の領域にあ
った場合（点ＡからＣの領域）、実施例２までの回路で
正常に制御できる。しかし、変調器立ち上げ時の動作点
位相が、πから２πや−πから０であった場合（点Ｃか
らＥの領域）、実施例２までの回路では、δを点Ｂにま
でもっていくことができず、点Ｃや点Ｅで止まってしま
う。本実施例はこのことを利用して、変調器立ち上げ時
の動作点位相が、入出力特性の傾きの負の領域にあった
場合、バイアス位相を＋π／２または−π／２ホップさ
せ、入出力特性の傾きが正の領域にもってくる機能を備
えるものである。

【００３７】図５において点線で囲んだ部分以外は図１
０の実施例と同一のものである。また、８１は比較手段
、８２は補正信号発生手段、８３は補正手段であり、８
０は、これらを有するバイアス電圧補正手段である。

【００３８】電源たち上げ時には、点線で囲んだ部分以
外の図１０の実施例と同一のループ（以後、これを通常
のループと呼ぶ）によってバイアスが制御されはじめる
。それと同時に受光器７の出力電圧は点線で囲んだ部分
に分岐されモニタされる。２つのコンパレータ７３ａ，
７３ｂが受光器７の出力電圧を基準電圧と比較する。こ
こで基準電圧７２ａは図６の入出力特性の山の部分に近
い電圧ＶＨ、基準電圧７２ｂは図６の入出力特性の谷の
部分に近い電圧ＶＬである。

【００３９】もし電源たち上げ時の動作点位相が入出力
特性の傾きが正の領域にあった場合（図６の点ＡからＣ
の領域）、通常のループによって即座に目的の位相であ
る点Ｂに収束する。このときバイアス電圧発生回路７５
ａ，７５ｂはＯＦＦであり、なにも電圧を発生しない。

【００４０】しかし、動作点位相が入出力特性の傾きの
負の領域にあった場合、さきに述べたように制御は点Ｃ
や点Ｅで止まってしまう。そこで、制御が点Ｃや点Ｅで
止まってしまったことを検出するために２つのコンパレ
ータ７３ａ，７３ｂが設けられている。制御が点Ｃで止
まった場合、受光器７の出力電圧は基準電圧７２ａのＶ
Ｈより大きいためコンパレータ７３ａはＨｉｇｈを出力
する。続いてコンパレータ７３ａに接続されたトグルフ
リップフロップ回路がＨｉｇｈを出力し、それを受けて
バイアス電圧発生回路７５ａがＯＮになり動作点の位相
をπ／２減じる電圧−Ｖπ／２を出力する。この電圧は
加算回路７６によってリチウムナイオベイト変調器３に
印加される。同時に動作点位相は入出力特性の傾きが正
の領域にはいるため、通常のループによって、動作点位
相は所望の点Ｂに収束する。

【００４１】また、制御が点Ｅで止まった場合、受光器
７の出力電圧は基準電圧７２ｂのＶＬより小さいためコ
ンパレータ７３ｂはＨｉｇｈを出力する。続いてコンパ
レータ７３ｂに接続されたトグルフリップフロップ回路
がＨｉｇｈを出力し、それを受けてバイアス電圧発生回
路７５ａがＯＮになり動作点の位相をπ／２増加させる
電圧Ｖπ／２を出力する。この電圧は加算回路７６によ
ってリチウムナイオベイト変調器３に印加される、と同
時に動作点位相は入出力特性の傾きが正の領域にはいる
ため、通常のループによって、動作点位相は所望の点Ｂ
に収束する。

【００４２】本実施例は、ＤＣドリフトなどによりバイ
アス電圧発生回路１４が発生できる電圧範囲を逸脱する
ような領域に入ってしまい、制御が点Ｃや点Ｅで止まっ
てしまった場合にも対応できる。このとき再びコンパレ
ータ７３ａもしくは７３ｂがＯＮになる。するとトグル
フリップフロップ回路７４ａもしくは７４ｂがＯＦＦに
なり、ＯＮであったバイアス電圧発生回路７５ａもしく
は７５ｂがＯＦＦになり電圧の発生をやめる。同時に、
動作点位相は入出力特性の傾きが正の領域にはいるため
、通常のループによって、動作点位相は所望の点Ｂに収
束する。以上この様な構成にすれば、電源たち上げ時に
動作点位相が入出力特性の傾きの正・負いづれの領域に
あろうとも正しく動作点を制御できるようになる。

【００４３】以上この実施例では、光の強度変調を行う
光変調器と、上記光変調器の出力光の平均パワーをモニ
タする受光器と、この受光器に接続された誤差検出回路
と、上記光変調器に与えるバイアス電圧を発生するバイ
アス電圧発生回路を備え、光変調器の動作点の位相を、
ある任意の位相を基準としてθ［ラジアン］と表した場
合、θが正の領域 　　　　　　　　　　　　　　２ｎπ＜｜θ｜＜（２ｎ
＋１）π　　　　ｎは整数（０、１・・）の範囲にある
か、負の領域 　　　　　　（２ｎ＋１）π＜｜θ｜＜２ｎπ　　　　
　　　　　　　　ｎは整数（０、１・・）の範囲にある
かを判別する比較手段と、上記判別の結果に応じて上記
光変調器の動作点の位相をある決められた値だけ変化さ
せる補正信号発生手段を備えたことを特徴とする光変調
器バイアス自動制御回路を説明した。

【００４４】実施例４．図７はこれまでに述べた実施例
をすべて合成したものである。図において９１ａ，９１
ｂは基準電圧発生回路であり、変調信号のマーク率に応
じて図７における基準電圧ＶＨ、ＶＬを変化させた電圧
を発生する。この様な構成にすれば、レーザ光２のパワ
ー変動にも、変調信号のマーク率変動にも依存せず、制
御回路の感度が、従来例の倍に向上した光変調器バイア
ス自動制御回路が得られる。また、動作点の位相がいか
なる領域にあろうとも正しくバイアスの自動制御が行え
る。

【００４５】実施例５．ところで、これまでの説明はリ
チウムナイオベイト変調器を用いる場合に関するもので
あったが、その他の誘電体もしくは半導体で構成された
マッハツェンダ型の光変調器にも利用できることはいう
までもない。

【００４６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４７】第一の発明によれば、光変調器として非対
称Ｘ分岐で構成されたものを用い、２つの相補信号の平
均パワーの差が所定の値と一致するように制御するので
、光源のレベル変動があっても正しくバイアスの自動制
御が行える。また変調信号の速度に対して変調器の帯域
が広い場合でも、正しくバイアスの自動制御が行える。

【００４８】また、第二の発明によれば、平均パワーを
一致させるべき所定の値を変調ディジタル信号のマーク
率変動に応じて変化させる構成にすることにより、変調
ディジタル信号のマーク率が変動した場合にも、正しく
バイアスの自動制御が行える。

【００４９】また、第三の発明によれば、動作点の位相
を検出し、制御可能な領域にホップさせる構成とするこ
とにより、動作点の位相がいかなる領域にあろうとも正
しくバイアスの自動制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光変調器バイアス自動制御回路
の実施例１を示すブロック図である。

【図２】この発明に係る光変調器バイアス自動制御回路
の実施例１の動作を示す図である。

【図３】この発明に係る光変調器バイアス自動制御回路
の実施例１の動作を示す図である。

【図４】この発明に係る光変調器バイアス自動制御回路
の実施例２を示すブロック図である。

【図５】この発明に係る光変調器バイアス自動制御回路
の実施例３を示すブロック図である。

【図６】この発明に係る光変調器バイアス自動制御回路
の実施例３の動作を示す図である。

【図７】この発明に係る光変調器バイアス自動制御回路
の実施例４を示すブロック図である。

【図８】光変調器の動作点変動を説明するための入出力
特性図である。

【図９】従来例１の光変調器バイアス自動制御回路を示
すブロック図である。

【図１０】従来例２の光変調器バイアス自動制御回路を
示すブロック図である。

【図１１】従来例２の補助説明を行う入出力特性図であ
る。

【図１２】従来例の光変調器バイアス自動制御回路の問
題点を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　レーザ光源 ２　　　　レーザ光 ３　　　　リチウムナイオベイト変調器４　　　　光フ
ァイバ ５　　　　ファイバカップラ ６　　　　信号光 ７　　　　受光器 ８　　　　変調信号入力端子 ９　　　　バイアス電圧入力端子 １０　　　　変調信号源 １１　　　　ループフィルタ １２　　　　基準電圧 １３　　　　誤差検出回路 １４　　　　バイアス電圧発生回路 ３１　　　　ファイバカップラ ３２　　　　受光器 ３３　　　　除算回路 ３４　　　　基準電圧 ４１　　　　リチウムナイオベイト変調器４２　　　　
受光器 ４３　　　　減算回路 ４４　　　　基準電圧 ６１　　　　マーク率検出回路 ６２　　　　基準電圧発生回路 ６３　　　　ループフィルタ ７１　　　　ループフィルタ ７２ａ　　基準電圧ＶＨ ７２ｂ　　基準電圧ＶＬ ７３ａ　　コンパレータ ７３ｂ　　コンパレータ ７４ａ　　トグルフリップフロップ回路７４ｂ　　トグ
ルフリップフロップ回路７５ａ　　バイアス電圧発生回
路 ７５ｂ　　バイアス電圧発生回路 ７６　　　　加算回路 ８０　　　　バイアス電圧補正手段 ８１　　　　比較手段 ８２　　　　補正信号発生手段 ８３　　　　補正手段 ９０　　　　バイアス電圧発生手段 ９１ａ　　基準電圧発生回路 ９１ｂ　　基準電圧発生回路 １０１　　位相検出器 １０２　　ループフィルタ １０３　　バイアス供給回路 １０４　　低周波信号源 １０５　　低周波重畳回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　以下の要素を有する光変調器バイアス
   自動制御回路 （ａ）強度変調された第一の光信号とこの光信号とは位
   相が異なる第二の光信号を出力する光変調器と、（ｂ）
   この光変調器から出力される第一と第二の光信号のパワ
   ーをそれぞれモニタする受光器と、（ｃ）受光器から得
   られた第一と第二の光信号のパワーを演算する演算回路
   と、（ｄ）演算回路から得られた出力信号に基づいて、
   上記光変調器に与えるバイアス電圧を発生するバイアス
   電圧発生手段。
2. 【請求項２】　　以下の要素を有する光変調器バイアス
   自動制御回路 （ａ）光の強度変調を行う光変調器と、（ｂ）上記光変
   調器の出力光のパワーをモニタする受光器と、（ｃ）変
   調信号のマーク率を検出するマーク率検出回路と、（ｄ
   ）このマーク率検出回路の出力信号に応じた基準電圧を
   発生する電圧発生回路と、（ｅ）受光器から得られた光
   信号のパワーと電圧発生回路から得られた基準電圧を入
   力し、上記光変調器に与えるバイアス電圧を発生するバ
   イアス電圧発生手段。
3. 【請求項３】　　以下の要素を有する光変調器バイアス
   自動制御回路 （ａ）光の強度変調を行う光変調器、（ｂ）上記光変調
   器の出力光のパワーをモニタする受光器、（ｃ）この受
   光器から得られた光信号のパワーを入力し、上記光変調
   器に与えるバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生手
   段、（ｄ）以下の要素を有し、上記受光器から得られた
   光信号のパワーを入力し、上記光変調器の動作点の位相
   を所定の値だけ変化させるバイアス電圧補正手段、（ｄ
   １）受光器から得られた光信号のパワーを入力し、この
   パワーが所定の範囲にあるかを判別する比較手段、（ｄ
   ２）上記比較手段の判別の結果に応じて所定の信号を発
   生する補正信号発生手段、（ｄ３）補正信号発生手段に
   より発生した信号により、バイアス電圧発生手段により
   発生したバイアス電圧を補正する補正手段。