[发明专利]光调制器

说明书

实施方式的光调制器具备：第一MZI和第二MZI，其具备对CW光进行2分路的第一光耦合器、耦合第一光耦合器分路的CW光并进行输出的第二光耦合器、调整由第一光耦合器分路的CW光的相位的偏置用电极；第三光耦合器，以规定的比率耦合第一MZI和第二MZI的输出并进行输出；以及偏置调整电路，根据本装置的工作模式以第一光耦合器分路的CW光的光路长度差在差动输出放大器的输出为零电平这样的条件下成为载波波长的规定倍数的方式调整施加到偏置用电极的偏置用电源的输出电压。

技术领域

本发明涉及在使用马赫曾德尔型干涉计（MZI：Mach-Zehnder interferometer）的光发送器中改善数据信号和光电场的幅度、或数据信号和光强度之间的线性的技术。

背景技术

在高速大容量的光传送系统中，如何在单位时间内发送大量数据变得重要。积极地研究了在同一光纤内同时并列地发送由多个波长构成的信号的波长复用技术、使用配置在同一光纤内的多个芯来并列地发送多个信号的空间复用技术、或者通过这些的复合来实现高速大容量光传送的技术。

无论使用这些技术中的哪一个，都需要以某个波长为载波对其光强度或光电场施加调制来生成光调制信号。为了生成高速的光调制信号，一般组合地使用生成无调制的光的CW（Continuous Wave，连续波）光源以及连接到CW光源的输出侧的光调制器。虽然光调制器存在多种类型，但是广泛使用能够进行高速工作的MZI型光调制器。

在传统的光调制信号中，只有用光的导通状态或关断状态来表示2值的2值状态，使其与比特的1和0相对应。但是近年来，为了实现大容量化，用2ⁿ值（n为自然数）调制光强度或光电场的幅度来表现n个比特的多值调制正在成为主流。例如在n=3的情况下，使8（=2ⁿ）值与（0，0，0）、（0，0，1）、（0，1，0）、（0，1，1）、（1，0，0）、（1，0，1）、（1，1，0）、（1，1，1）相对应，由此能够用单一波长的载波表现3比特量的信息。

在此，对“光电场的幅度”和“光强度”这样的用语进行说明。虽然用数字信号调制的光调制信号的状态根据符号率而变化，但是如果是在比符号周期充分短的时间内，则也能够将光调制信号视为CW光。将CW光的频率设为f、时间设为t、光的初始相位设为φ［rad］，CW光的光电场E能够如下面的式（1）那样表示。

[数学式1]

在此，E_A表示光电场的幅度。在此，式（1）的右边写为下面的式（2）。因此，以下，存在将相位由于调制器或光波导路径上的传播延迟而变化了π的量的情况表现为“光电场的幅度E_A的符号反转”的情况。

[数学式2]

虽然将哪个符号视为正取决于定义，但是在光调制信号中，光的相位的相对变化是重要的，将哪个定义为正并不重要。

在CW光中，虽然光强度I与光电场的幅度E_A的平方成比例，但是在调制光中E_A也根据符号率而被调制。虽然有时也将在比符号周期充分长的时间内平均的光强度表现为“调制光的光强度”，但是以下设为光强度I表示在比符号周期充分短的时间内平均的瞬时强度。因此，以下的说明中的光强度I的值意味着总是根据符号率而变化的值。

在用2ⁿ个值调制光强度I或光电场E_A的幅度的情况下，设置2ⁿ-1种阈值，虽然通过判定这些阈值与光强度或光电场的大小关系来区分符号，但是期望阈值的间隔是等间隔的。这是因为，当某两个阈值的间隔较窄时，在与这些阈值之间对应的调制状态的符号中，成为容易发生由于噪声所致的传送错误。此外，在阈值的间隔不一样的情况下，在接收器中也需要与间隔不一样的阈值对应的复杂的识别电路，设计变得困难。