[发明专利]光调制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光调制器，尤其涉及一种可通过2ⁿ值（n为自然数）的正交相位振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）方式（包括利用了偏振波合成等的复合方式）而运行的光调制器。

背景技术

在光通信技术中，为了提高传送的信号密度，正进行着16QAM以上的多阶调制方式的光调制器的开发。

如专利文献1或2所示，在将正交相移键控（Quadrature Phase-Shift Keying，QPSK）构造配置成嵌套型的构成的调制器中，产生施加了适当的光强度比、且适当的相位调整的二进制相移键控（Binary Phase-Shift Keying，BPSK）信号，通过使其合波，可产生幅移键控（Amplitude-Shift Keying，ASK）信号、QAM信号。

例如，在图10的构造中，来自含有马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）型光波导MZ1的光调制部和含有马赫-曾德尔型光波导MZ2的光调制部的光输出振幅比为2：1、相位差为0或π时，可产生四阶的ASK信号。并且，在图11的构造中，来自MZ1和MZ2的光输出振幅比为1：1、相位差为±π/2时，可产生QPSK信号。

具体而言，通过对图1所示的QPSK构造的一个波导设置光强度调整部，使各自的QPSK信号的输出振幅比为2：1。并且，各自的QPSK构造中的来自各自的马赫-曾德尔型光波导（MZ光波导）的输出光的相位差为±π/2，来自各自的QPSK构造的输出光的相位差为0或π。图1中的X－Y座标中显示的点，是表示通过来自各马赫-曾德尔型光波导或光波导的合波部的输出光所获得的信号状态的示意图。

为产生16QAM信号，如图1所示，MZ光波导至少需要四个，并且需要使它们的输出合波，因此仅基本构造就会使元件本身变大。

并且，需要使来自各MZ光波导的光输出振幅比一定，因此光强度调整机构是必须的。作为光强度调整机构，使用衰减器、用于强度调制的MZ光波导等追加元件，但它们均是使整体元件增大的一个因素。

作为光强度调整机构之一，可考虑使分支光波导部分的分支比为非对称的方法，但存在易于受到制造偏差等的影响的缺点。并且，也可考虑在外部电路中调整输入RF信号（调制信号）的振幅比，从而调整光强度的方法。这种情况下，用于RF信号控制的调整点增加。

另一方面，在现有例的BPSK信号的偏压调整等中，如专利文献3和图5所示，偏压点是调制曲线的底部，使输入振幅为2Vπ（Vπ是调制曲线的半波长电压），对于信号输入，重叠频率f的低频抖动信号而进行输入。在偏压调整时，对于光输出，将频率2f成分变得最大的点设定为偏压点。并且，检波使用光输出的分支光，通过带通滤波器按照各频率进行分离，用受光元件（PD）等光检测元件对它们进行检波。

因存在多个由一个MZ型光波导构成的光调制部，所以对于施加到各光调制部的抖动信号的选择，存在以下两种：

（1）以分时方式对各自的光调制部施加相同频率的抖动信号。

（2）同时向各自的光调制部施加不同频率的抖动信号。

在上述（1）中，使用的频率较少即可，因此可使检波频带较窄。但因逐个调整光调制部的偏压，所以在此期间其他光调制部的偏压点会偏移（drifted），对偏压偏移的耐性变差。

在上述（2）中，可同时调整多个光调制部，因此对偏压偏移的耐性变强。但需要检波多个频率。对于QAM控制，考虑到对偏移的应对较为重要，因此一般情况下优选时间浪费较少的上述（2）的方法。

但是，在上述（2）中，产生抖动信号频率的选择问题。即，在选择施加到各光调制部的抖动信号的频率不同的频率时，必须使各频率不互相为两倍地进行选择。例如，如果在某一个光调制部中使用的抖动信号频率是f，那么在其他光调制部中，需要选择2f或者f/2频率以外的频率。因存在该频率限制，所以在要控制的光调制部的个数较多的QAM中，难以进行抖动信号的频率选择。

并且，作为上述抖动信号频率选择问题的解决方法之一，如图6或图7所示，可考虑安装多个用于偏压调整的光检测元件（PD）的方法。图6中，在将具有MZ型光波导的两个光调制部并联的各BPSK机构中配置受光元件（PD）。图7的构成是，在具有一个MZ型光波导的各光调制部上安装一个受光元件（PD）。尤其是在图7所示的构造中，对于多个光调制部的偏压控制，可使用相同频率的抖动信号。但是，需要用于安装受光元件（PD）的空间，并且各受光元件分散配置，因此用于处理光检测元件的电流输出的电布线变得复杂。