[发明专利]光调制器和发射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光通信的马赫-曾德尔型光调制器和发射器。

背景技术

采用诸如铌酸锂(LiNbO₃)或钽酸锂(LiTaO₂)的电光晶体的光波导器件是如下形成的：构图之后在晶体基板的一部分上热扩散金属膜或在安息香酸中实现质子交换来形成光波导，然后在形成的光波导附近设置信号电极。具有分支干涉型光波导结构的马赫-曾德尔型光调制器就是这样一种采用电光晶体的光波导器件。

通信中通常使用二值调制模式，其中信号电平为0或1。但是近年来，已经逐渐开发出使用三值或四值以增大传输容量的多值调制模式。多值信号是为光输出强度、光的相位以及它们的组合提供多个值的信号。日本专利申请特开公报No.2005-221874中给出了这样一个示例。

使用马赫-曾德尔型光调制器为光输出强度提供多个值的方法包括通过使用经电耦合器进行了波组合的多值电信号向平行光波导之一施加电场以生成多值信号光的方法，以及使用独立的电信号向两个平行光波导中的每一个施加电场以生成多值信号光的方法。由于通过使用独立的电信号向两个平行光波导中的每一个施加电场的方法不需要电耦合器，所以不会发生电信号损耗和波段劣化，因此这种方法在成本和大小方面占有优势。

图21示出了常规光调制器的结构。常规光调制器2100包括入射光波导2101、一对光波导2102a和2102b、一对信号电极2103A和2103B，以及出射光波导2104。从入射光波导2101进入的光分叉，并通过光波导2102a和光波导2102b传输。通过光波导2102a和光波导2102b传输的光在出射光波导2104中彼此干涉，并作为信号光被发射。

信号电极2103A和信号电极2103B沿光波导2102a和光波导2102b设置。例如，当使用Z向切割晶体基板时，信号电极2103A和信号电极2103B分别布置在光波导2102a和光波导2102b的正上方。当向信号电极2103A和信号电极21 03B输入电信号并且施加电压时，Z轴方向上的电场使光波导2102a和光波导2102b的折射率发生变化。

光调制器2100对信号电极2103A和信号电极2103B处的电信号进行控制，以在分别通过光波导2102a和光波导2102b传输的光之间产生相位差。例如，当分别向信号电极2103A和信号电极2103B施加+V∏/2和-V∏/2的电压时，通过光波导2102a和光波导2102b传输的光之间的相位差是180°，并且从出射光波导2104发射出的信号光的输出强度为0。

图22A示出了当信号电极103A和信号电极103B中的电信号都为ON时常规光调制器中的每个光波导的光电场的第一示例。在此示例中，通过光波导2102a传输的光A和通过光波导2102b传输的光B之间的相位差为180°，而从出射光波导2104发射出的信号光的输出强度为0。

图22B示出了当信号电极103A中的电信号为ON而信号电极103B中的电信号为OFF时常规光调制器中的每个光波导的光电场的第二示例。在此示例中，从出射光波导2104发射出的信号光C的输出强度为1/3，而相位为-71°。

图22C示出了当信号电极103A中的电信号为OFF而信号电极103B中的电信号为ON时常规光调制器中的每个光波导的光电场的第三示例。在此示例中，从出射光波导2104发射出的信号光C的输出强度为2/3，而相位为+48°。

图22D示出了当信号电极103A和信号电极103B中的电信号都为OFF时常规光调制器中的每个光波导的光电场的第四示例。在此示例中，通过光波导2102a传输的光A和通过光波导2102b传输的光B之间的相位差为0，从出射光波导2104发射出的信号光的输出强度为1，而相位为0。以这种方式来组合光波导2102a的输入信号和光波导2102b的输入信号使得从出射光波导2104发射出的信号光C的输出强度可以有四个值。

但是，在常规光调制器中，由于从出射光波导传发射出的信号光C的相位根据强度调制而变化，所以信号光C中会发生波长啁啾，从而改变了信号光C的波长。因此，波形会由于传输期间的波长色散而劣化，从而导致在接收侧难以进行解调。

在将常规光调制器的强度调制与相位调制相结合来进行大容量多值调制时，从出射光波导发射出的信号光C的相位根据强度调制而改变，因此，此变化分量转变成相位调制信号中的噪声，导致难以在接收侧进行解调。

为了解决这些问题，本发明的目的是提供一种在生成多值信号光时减小波长啁啾并便于在接收侧进行解调的光调制器，以及提供一种应用此光调制器的发射器。

发明内容