光変調装置、光変調器の制御方法、及び光変調器の制御装置
【課題】光の通過損失が増大することを抑制しつつ、位相調整を行うことが可能な光変調装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂに第２ＭＭＩ３４を介して第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂが接続するマッハツェンダ型光変調器１０と、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に対して位相制御信号を入力すると共に、位相制御信号を位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路１２と、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを伝搬する光を変調させる変調信号を、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた変調用電極４２に差動信号として入力する駆動回路１４と、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路５０と、を備える光変調装置である。
【解決手段】本発明は、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂに第２ＭＭＩ３４を介して第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂが接続するマッハツェンダ型光変調器１０と、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に対して位相制御信号を入力すると共に、位相制御信号を位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路１２と、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを伝搬する光を変調させる変調信号を、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた変調用電極４２に差動信号として入力する駆動回路１４と、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路５０と、を備える光変調装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調装置、光変調器の制御方法、及び光変調器の制御装置に関し、特に、マッハツェンダ型光変調器を有する光変調装置、光変調器の制御方法、及び光変調器の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光に信号を乗せて光ファイバで伝送する光通信システムにおいて、光源から出射されたレーザ光を強度変調して光信号を生成する光変調器が利用されている。光変調器として例えばマッハツェンダ型光変調器が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
マッハツェンダ型光変調器は、入力された光を分岐する分岐部と、分岐された光を伝搬させる２つの光導波路と、光導波路を伝搬した光を再び合波させる合波部と、の導波路構成を有し、光を合波させる時の干渉条件によって光のオン・オフを行う光変調器である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マッハツェンダ型光変調器の導波路を製造する際には、導波路の幅や長さ等に製造ばらつきが少なからず発生し、２つの光導波路を通過した光の位相差が設定値から外れてしまう場合がある。このような位相差のズレを調整するために、２つの光導波路夫々に設けられた電極に電圧を印加することで、位相調整を行うことがなされている。
【０００６】
このような位相調整において、位相差のズレが大きい場合には、位相調整の幅も大きくなる。位相調整の幅を大きくするには、電極を長くするか、電極に印加する電圧を大きくすることで対処できるが、この場合、光の通過損失が増大してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光の通過損失が増大することを抑制しつつ、位相調整を行うことが可能な光変調装置、光変調器の制御方法、及び光変調器の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型の光変調器と、前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調装置である。本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【０００９】
上記構成において、前記位相調整回路による切替えと、前記信号極性反転回路による前記差動信号の極性の反転と、は連動してなされる構成とすることができる。この構成によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることを抑制できるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことができる。
【００１０】
上記構成において、前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、前記位相制御信号を入力する前記位相調整用電極を切替え、前記信号極性反転回路は、前記絶対値が前記所定値を超える場合に前記差動信号の極性を反転させる構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路及び前記信号極性反転回路に通知する位相調整量判断回路を備える構成とすることができる。この構成によれば、位相調整回路による位相制御信号を入力する位相調整用電極の切替えと、信号極性反転回路による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００１２】
上記構成において、前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に前記位相調整用電極に入力する前記位相制御信号を切替え、前記信号極性反転回路は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいて、前記差動信号の極性を反転させる構成とすることができる。この構成によれば、変調用光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる。
【００１３】
上記構成において、前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路に通知する位相調整量判断回路と、前記２つの出力光導波路における前記光の強度の変動傾向を判断して、前記信号極性反転回路に通知する光強度判断回路と、を備える構成とすることができる。この構成によれば、位相調整回路による位相制御信号を入力する位相調整用電極の切替えと、信号極性反転回路による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００１４】
上記構成において、前記所定値は、０．５πである構成とすることができる。この構成によれば、位相調整の幅をより小さくすることができる。
【００１５】
本発明は、２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御方法であって、前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して入力される位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える制御と、前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる差動信号からなる変調信号の極性を反転させる制御と、をなすことを特徴とする光変調器の制御方法である。本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【００１６】
上記構成において、前記切替える制御と前記反転させる制御とは、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされる構成とすることができる。
【００１７】
上記構成において、前記切替える制御は、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされ、前記反転させる制御は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいてなされる構成とすることができる。この構成によれば、変調用光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる。
【００１８】
本発明は、２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御装置であって、前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調器の制御装置である。本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、比較例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ間の断面模式図の例であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ間の断面模式図の例である。
【図３】図３は、実施例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【図４】図４は、実施例１に係る光変調装置の制御について説明するフローチャートである。
【図５】図５は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が−０．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。
【図６】図６は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が＋０．５π又は−１．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。
【図７】図７は、実施例２に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【図８】図８は、実施例２に係る光変調装置の制御について説明するフローチャートである。
【図９】図９は、実施例３に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、比較例１に係る光変調装置について説明する。図１は、比較例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。図１のように、比較例１に係る光変調装置は、マッハツェンダ型光変調器１０と、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、を主として備える。
【００２２】
マッハツェンダ型光変調器１０は、半導体基板上のメサ状の光導波路の経路を組み合わせて構成される光変調器である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ間の断面模式図の例であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ間の断面模式図の例である。
【００２３】
図２（ａ）のように、光導波路は、半導体基板１６上に形成されている。光導波路は、半導体基板１６上において、下クラッド層１８ａ、コア２０、上クラッド層１８ｂがこの順にメサ状に積層された構造を有している。半導体基板１６の上面、光導波路の上面及び側面には、パッシベーション膜２２及び絶縁膜２４が順に積層されている。
【００２４】
半導体基板１６は、例えばＩｎＰ等の半導体からなる。下クラッド層１８ａ及び上クラッド層１８ｂは、例えばＩｎＰ等の半導体からなる。コア２０は、下クラッド層１８ａ及び上クラッド層１８ｂよりもバンドギャップエネルギが小さい半導体からなり、例えばＩｎＧａＡｓＰ等からなる。これにより、コア２０を通過する光が下クラッド層１８ａ及び上クラッド層１８ｂによって閉じ込められる。パッシベーション膜２２は、例えばＩｎＰ等の半導体からなる。絶縁膜２４は、例えばＳｉＮ等の絶縁体からなる。
【００２５】
図１のように、マッハツェンダ型光変調器１０には、第１入力端２６ａに接続された第１入力光導波路２８ａが設けられ、第２入力端２６ｂに接続された第２入力光導波路２８ｂが設けられている。第１入力光導波路２８ａ及び第２入力光導波路２８ｂは、第１ＭＭＩ（Multi Mode Interference）３０で合流し、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに分岐する。マッハツェンダ型光変調器１０の長手方向を対称軸とした場合に、第１光導波路３２ａは第１入力端２６ａと同じ側に配置され、第２光導波路３２ｂは第２入力端２６ｂと同じ側に配置されている。
【００２６】
第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂは第２ＭＭＩ３４で合流し、第１出力端３６ａに接続された第１出力光導波路３８ａと、第２出力端３６ｂに接続された第２出力光導波路３８ｂと、に分岐する。第１光導波路３２ａを通過してきた光と第２光導波路３２ｂを通過してきた光とには、第２ＭＭＩ３４によって位相差が付加されるが、この点については、以下において説明から省略する。マッハツェンダ型光変調器１０の長手方向を対称軸とした場合に、第１出力端３６ａは第２光導波路３２ｂと同じ側に配置され、第２出力端３６ｂは第１光導波路３２ａと同じ側に配置されている。第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長との間には、あらかじめ差が設けられている。例えば、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差を付加させる光路長差が設けられている。言い換えると、例えば第１光導波路３２ａに、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差を付加させる位相シフタが設けられている。
【００２７】
第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂの夫々には、位相調整用電極４０及び変調用電極４２が設けられている。位相調整用電極４０及び変調用電極４２は、互いに離間している。位相調整用電極４０及び変調用電極４２の位置関係は特に限定されるものではないが、ここでは、位相調整用電極４０は変調用電極４２よりも光入力端側に配置されている。第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂの夫々には、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の光強度を検出する光強度検出電極４４が設けられている。
【００２８】
図２（ｂ）のように、変調用電極４２は、上クラッド層１８ｂ上において、コンタクト層４６を介して配置されている。コンタクト層４６は、例えばＩｎＧａＡｓ等の半導体からなる。なお、上クラッド層１８ｂとコンタクト層４６との間には、パッシベーション膜２２及び絶縁膜２４は設けられていない。また、位相調整用電極４０及び光強度検出電極４４も同様に上クラッド層１８ｂ上にコンタクト層４６を介して配置されている。位相調整用電極４０、変調用電極４２、及び光強度検出電極４４は、例えばＡｕ等の金属からなる。
【００２９】
図１に戻り、各変調用電極４２の一端には、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂ夫々を伝搬する光を変調させる変調用の電圧が駆動回路１４により印加される。各変調用電極４２に印加される変調用の電圧には、逆バイアスのＤＣバイアス電圧がかけられている。各変調用電極４２の他端には、終端抵抗４８が接続されている。各変調用電極４２に変調用の電圧が印加されると、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂにおいてコア２０の屈折率が変化し、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを通過する光の位相が変化する。
【００３０】
駆動回路１４は、第１光導波路３２ａに設けられた変調用電極４２と、第２光導波路３２ｂに設けられた変調用電極４２と、に変調信号として差動信号を入力する。つまり、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加すると、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にはＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加する。反対に、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加すると、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にはＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加する。このように、第１光導波路３２ａの変調用電極４２に印加される電圧と第２光導波路３２ｂの変調用電極４２に印加される電圧とに電位差があることで、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とにその電位差に応じた位相差が付加される。
【００３１】
例えば、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加し、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加した場合に、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに＋０．５πの位相差が付加される。また、例えば、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加し、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加した場合に、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差が付加される。
【００３２】
上述したように、第１光導波路３２ａには、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差を付加させる位相シフタがあらかじめ設けられている。したがって、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブされる電圧が印加され、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧が印加されると、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差は０になる。反対に、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧が印加され、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧が印加されると、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差は−πになる。このように、各変調用電極４２に差動信号として変調用の電圧が印加されると、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差は、０と−πとを交互に繰り返すことになる。
【００３３】
第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が０である場合は、第１入力端２６ａから入力された光は第１出力端３６ａから出力され、第２出力端３６ｂからは出力されない。反対に、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が−πである場合は、第１入力端２６ａから入力された光は第２出力端３６ｂから出力され、第１出力端３６ａからは出力されない。このように、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差に応じて、第１入力端２６ａから入力された光が出力される出力端が第１出力端３６ａと第２出力端３６ｂとの間で切り替る。これにより、第１出力端３６ａ又は第２出力端３６ｂからの出力光信号を変調光信号として利用することができる。ここでは、第１出力端３６ａからの出力光信号を変調光信号として利用する。
【００３４】
マッハツェンダ型光変調器１０の光導波路を製造する際には、導波路の幅や長さ等に製造ばらつきが少なからず発生し、第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長とが設定値から外れてしまうことがある。これにより、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が設定値から外れてしまうことがある。このような位相差のズレを補正するための位相調整を行う回路が位相調整回路１２である。
【００３５】
位相調整回路１２は、各位相調整用電極４０に位相制御信号となるＤＣ電圧を印加して、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂにおいてコア２０の屈折率を変化させ、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを伝搬する光の位相を変化させることで位相調整を行う。具体的には、位相調整回路１２は、各光強度検出電極４４で検出される光強度に基づいて、各位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧をフィードバック制御する。第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が０と−πとを交互に繰り返す場合には、第１出力端３６ａから出力される光の強度と第２出力端３６ｂから出力される光の強度とは、一定の時間幅で同じ大きさとなる。そこで、位相調整回路１２は、第１出力光導波路３８ａの光強度検出電極４４で検出された光強度と、第２出力光導波路３８ｂの光強度検出電極４４で検出された光強度と、が同じ大きさとなるように、各位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧を調整する。これにより、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が０と−πとを交互に繰り返すようにでき、製造ばらつきによる位相差のズレを補正することができる。なお、位相制御の方法としては、上記したＤＣ電圧による制御のほか、電流注入による制御も可能である。
【００３６】
ここで、位相調整回路１２による位相調整について詳しく説明する。まず、以下のように定義をする。
光導波路の製造ばらつきにより生じる位相シフト量を初期位相差ΔΦＯＳとする。
第１光導波路３２ａにあらかじめ設けられた位相シフタにより生じる位相シフト量をΦＰＳとする。言い換えると、第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長との間にあらかじめ設けられた光路長差による位相シフト量をΦＰＳとする。なお、光路長差（位相シフタ）は、例えば第１光導波路３２ａの導波路長と第２光導波路３２ｂの導波路長とを物理的に変えることで設けることができる。また、導波路の幅を物理的に変えることでも設けることができる。
第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加されたＤＣ電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ１Ａとし、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に印加されたＤＣ電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ２Ａとする。
各変調用電極４２に印加される変調用の電圧には逆バイアスのＤＣバイアス電圧がかけられており、第１光導波路３２ａの変調用電極４２に印加されたＤＣバイアス電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ１Ｂとし、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２に印加されたＤＣバイアス電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ２Ｂとする。
【００３７】
これにより、第１光導波路３２ａにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ１は、ΦＤＣ１＝ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ＋ΦＤＣ１Ｂと表すことができる。同様に、第２光導波路３２ｂにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ２は、ΦＤＣ２＝ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ＋ΦＤＣ２Ｂと表すことができる。なお、通常、駆動回路１４により各変調用電極４２に印加されるＤＣバイアス電圧の大きさは同じであることから、ΦＤＣ１Ｂ＝ΦＤＣ２Ｂとすることができ、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差は、ΦＤＣ１−ΦＤＣ２＝（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ）と表すことができる。
【００３８】
ここで、初期位相差ΔΦＯＳは、−πから＋πの間でばらつくことが考えられ、また、位相シフト量ΦＰＳは、例えば−０．５πであることから、このような場合における位相調整回路１２による位相調整を表１により説明する。上述したように、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加することで、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに＋０．５πの位相差が付加される。反対に、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加することで、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差が付加される。このことから、第１光導波路３２ａにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ１と、第２光導波路３２ｂにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ２と、の差（（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ））が−０．５πとなれば、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を０と−πとで交互に繰り返し変化させることができる。
【００３９】
表１のように、初期位相差ΔΦＯＳが−πから０の間である場合は、位相調整回路１２によって第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に、初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相シフトが生じるＤＣ電圧が印加されることで、ΦＤＣ１−ΦＤＣ２を−０．５πとすることができる。また、初期位相差ΔΦＯＳが０から＋πの間である場合は、位相調整回路１２によって第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に、初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相シフトが生じるＤＣ電圧が印加されることで、ΦＤＣ１−ΦＤＣ２を−０．５πとすることができる。このような位相調整回路１２の制御により、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を０と−πとで交互に繰り返し変化させることができ、第１出力端３６ａからの出力光信号を変調光信号として利用できる。
【表１】
【００４０】
しかしながら、上述のような位相調整回路１２の制御では、初期位相差ΔΦＯＳが−π〜＋πの間でばらつく場合には、位相調整回路１２による位相調整の幅は０〜−πの範囲となる。位相調整回路１２による位相調整の幅を大きくするには、位相調整用電極４０を長くするか、位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧を大きくする必要があるが、共に光の通過損失が増大してしまう。そこで、光の通過損失が増大することを抑制しつつ、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を調整することが可能な実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００４１】
図３は、実施例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。図３のように、実施例１に係る光変調装置は、マッハツェンダ型光変調器１０と、出力ポート切替え回路５４を有する位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０と、位相調整量判断回路５２と、を主として備える。マッハツェンダ型光変調器１０は、比較例１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００４２】
位相調整回路１２は、出力ポート切替え回路５４で選択された位相調整用電極４０に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加して、位相差のズレを補正するための位相調整を行う。具体的には、位相調整回路１２は、各光強度検出電極４４で検出される光強度が同じ大きさとなるように、出力ポート切替え回路５４で選択された位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加する。出力ポート切替え回路５４は、第１光導波路３２ａあるいは第２光導波路３２ｂの何れか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、位相制御信号であるＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方から他方に交換、すなわち切替え選択を実施する。
【００４３】
駆動回路１４は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた各変調用電極４２に、ＤＣバイアス電圧がかけられた変調用の電圧を印加する。駆動回路１４は、第１光導波路３２ａの変調用電極４２に入力する変調信号と第２光導波路３２ｂの変調用電極４２に入力する変調信号とを差動信号として入力する。
【００４４】
信号極性反転回路５０は、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、駆動回路１４から出力される差動信号の信号極性を反転させる。
【００４５】
位相調整量判断回路５２は、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が所定値を超えるかを判断し、所定値を超えると判断した場合、その旨を位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０に通知する。
【００４６】
ここで、実施例１に係る光変調装置の制御について説明する。図４は、実施例１に係る光変調装置の制御方法を示すフローチャートである。表２は、初期位相差ΔΦＯＳを補正する位相調整を説明するための表である。図４のように、位相調整回路１２は、位相差のズレを補正するために、第１光導波路３２aの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方にＤＣ電圧を印加して位相調整を行う（ステップＳ１０）。
【００４７】
位相調整回路１２による位相調整は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方に印加するＤＣ電圧をΔＶのステップで変化させて行う。そして、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合に、位相調整が完了する。なお、ΔＶは任意の大きさを設定することができ、より精度の高い位相調整をするには、ΔＶは小さい方が好ましい。また、位相調整は、印加するＤＣ電圧を０Ｖから始める場合が好ましい。
【００４８】
次いで、位相調整量判断回路５２は、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が所定値を超えるかを判断する（ステップＳ１２）。なお、所定値は、０からπの間で任意に定めることができ、実施例１では、例えば０．５πとする。比較例１で述べたように、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差（（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ））を−０．５πとすれば、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を０と−πとで交互に繰り返し変化させることができる。このために、比較例１では、表１のように、初期位相差ΔΦＯＳが−πから０の間である場合は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相変化を生じさせている。また、初期位相差ΔΦＯＳが＋πから０の間である場合は、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相変化を生じさせている。しかしながら、この方法では、初期位相差ΔΦＯＳの絶対値が０．５πよりも大きい場合には、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が０．５πを超えることから、実施例１では、このような場合に、位相調整量判断回路５２は位相調整量が所定値を超えると判断して、位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０にその旨を通知する。
【００４９】
位相調整量の絶対値が所定値を超えることを通知された出力ポート切替え回路５４は、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方から他方に切替えて選択する（ステップＳ１４）。例えば、表２のように、初期位相差ΔΦＯＳの絶対値が０．５πよりも大きくて位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合には、出力ポート切替え回路５４は、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を他方に切替えて選択する。
【００５０】
次いで、位相調整量の絶対値が所定値を超えることを通知された信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の信号極性を反転させる（ステップＳ１６）。例えば、表２のように、初期位相差ΔΦＯＳの絶対値が０．５πよりも大きくて位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合は、信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の信号極性を反転させる。
【００５１】
次いで、位相調整回路１２は、出力ポート切替え回路５４によって切替えられた位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して位相調整を行う（ステップＳ１８）。位相調整は、ステップＳ１０と同様に、印加するＤＣ電圧を０ＶからΔＶのステップで変化させて行い、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合に、位相調整が完了する。ここで、信号極性反転回路５０により駆動回路１４から出力される差動信号は反転されている。このため、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理を変調信号の論理に一致させるには、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差（（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ））を、−０．５πから±πずらした＋０．５π又は−１．５πとする必要がある。
【００５２】
図５及び図６を用いて、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が±πずれることによって、出力光信号の論理と変調信号の論理とがどのような関係になるかを説明する。図５は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が−０．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。図６は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が＋０．５π又は−１．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。図５のように、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が−０．５πである場合は、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理と変調信号の論理とが一致する。一方、図６のように、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が＋０．５π又は−１．５πである場合は、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理は変調信号の論理に対して反転してしまう。
【００５３】
このことから、信号極性反転回路５０により駆動回路１４から出力される差動信号を反転させた場合には、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差を＋０．５π又は−１．５πとすることで、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理を変調信号の論理に一致させることができる。
【００５４】
表２のように、初期位相差ΔΦＯＳが−πから−０．６πの間である場合、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０から第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に切替えることで、位相調整量が０から−０．４πの範囲内で、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差を＋０．５πとできる。また、初期位相差ΔＯＳが＋０．６πから＋πの間である場合、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０から第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に切替えることで、位相調整量が０から−０．４πの範囲内で、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差を−１．５πとできる。このように、実施例１に係る光変調装置では、初期位相差ΔΦＯＳが−πから＋πの間でばらつく場合でも、位相調整回路１２による位相調整の幅を０から−０．５πの範囲内にすることができる。
【表２】
【００５５】
以上説明してきたように、実施例１に係る光変調装置は、マッハツェンダ型光変調器１０と、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０と、を備える。位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に対して位相制御信号を入力するとともに、位相制御信号を、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０の間で切替える機能を有する。即ち、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０の間で位相制御信号であるＤＣ電圧を切替えて、第１光導波路３２ａを通過する光と第２光導波路３２ｂを通過する光との位相差を調整する。信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる。このような位相調整回路１２と信号極性反転回路５０を備えることで、マッハツェンダ型光変調器１０に対して、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に入力する位相制御信号を夫々の位相調整用電極４０の間で切替える制御ができる。また、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを伝搬する光を変調させる差動信号からなる変調信号の極性を反転させる制御ができる。これにより、表２で説明したように、位相調整回路１２による位相調整の幅を比較例１に比べて小さくすることが可能となる。よって、位相調整用電極４２に印加するＤＣ電圧が大きくなることの抑制が可能となり、光の通過損失を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。また、図５及び図６で説明したように、変調光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることが可能となる。
【００５６】
実施例１では、位相調整回路１２による第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合に、位相調整回路１２は位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替え、信号極性反転回路５０は差動信号の極性を反転させる場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。位相調整用電極４０を切替えるタイミングの位相調整量の絶対値及び差動信号の極性を反転させるタイミングの位相調整量の絶対値は、０からπの間で任意に定める所定値とすることができる。即ち、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替え、信号極性反転回路５０は、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に差動信号の極性を反転させる場合とすることができる。つまり、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を切替え、信号極性反転回路５０は、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に差動信号の極性を反転させる場合とすることができる。しかしながら、位相調整回路１２は、位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合に位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替える場合が好ましく、信号極性反転回路５０も、位相調整用電極４０の切替えに連動して、位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合に、差動信号の極性を反転させる場合が好ましい。これにより、位相調整回路１２による位相調整の幅をより小さくすることができる。また、変調信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる。
【００５７】
また、実施例１のように、位相調整回路１２による位相調整量を判断して、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０に通知する位相調整量判断回路５２を備える場合が好ましい。これにより、位相調整回路１２による第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量を随時判断することができ、位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替えと、信号極性反転回路５０による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００５８】
実施例１では、マッハツェンダ型光変調器１０と、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０と、を備える光変調装置について説明した。ここで、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０とは、マッハツェンダ型光変調器１０を制御する制御装置として機能する。
【００５９】
実施例１では、第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長との間にあらかじめ差を設けて、−０．５πの位相シフト量ΦＰＳをあらかじめ設けた場合を例に示したが、この場合に限られる訳ではない。第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長とを同じ長さとして、位相シフト量ΦＰＳを０とする場合でもよい。しかしながら、あらかじめ位相シフト量ΦＰＳを設けておくことで、駆動回路１４により変調用電極４２に入力する変調信号のＨ（ハイ）とＬ（ロー）との電位差を小さくすることができる。
【００６０】
実施例１では、マッハツェンダ型光変調器１０は、入力光導波路が２本設けられている場合を例に示したが、これに限られる訳ではなく、入力光導波路が１本の場合でも同様の方法を適用することができる。また、実施例１では、位相調整回路１２は、各光強度検出電極４４で検出される光強度が同じ大きさとなるように、位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して位相調整を行う場合を例に示したが、これに限らず、その他の方法により位相調整を行う場合でもよい。
【００６１】
また、実施例１では、位相調整量が所定値を超える場合に、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を切替え、差動信号の極性を反転させる場合を例に示したがこれに限られる訳ではない。例えば、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０と第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０とに印加する電圧をスイープさせ、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光との光強度が同じになる電圧の絶対値の小さい方をとってもよい。
【実施例２】
【００６２】
実施例１に係る光変調装置では、変調光信号として利用する出力光信号の論理が変調信号の論理と反転状態に合わせこまれる場合が起こり得る。そこで、実施例２に係る光変調装置は、変調光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる場合の例である。
【００６３】
図７は、実施例２に係る光変調装置の上面模式図の例である。図７のように、実施例２に係る光変調装置は、各光強度検出電極４４で検出された光強度を判断する光強度判断回路５６をさらに備える。光強度判断回路５６は、各光強度検出電極４４で検出された光強度により、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさであるかを判断する。また、光強度判断回路５６は、位相調整回路１２での位相調整によって、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度がどのような変動傾向にあったかを判断して、信号極性反転回路５０に通知する。その他の構成については、図３に示した実施例１に係る光変調装置と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００６４】
図８は、実施例２に係る光変調装置の制御方法を示すフローチャートである。図８のように、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０にＤＣ電圧Ｖｐ１を印加し、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０にはＤＣ電圧Ｖｐ２を印加せずに位相調整を行う（ステップＳ２０）。
【００６５】
次いで、位相調整量判断回路５２は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ１の絶対値が所定閾値Ｖｔｈを超えるかを判断する（ステップＳ２２）。ここで、所定閾値Ｖｔｈは、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が０．５πとなる電圧値と定めることができる。ステップＳ２２でＤＣ電圧Ｖｐ１の絶対値が所定閾値Ｖｔｈを超えないと判断した場合（Ｎｏの場合）、光強度判断回路５６は、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさであるかを判断する（ステップＳ２４）。
【００６６】
ステップＳ２４で光の強度が同じ大きさでないと判断した場合（Ｎｏの場合）、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ１を、ΔＶだけ変化させて位相調整を行う（ステップＳ２６）。ここで、ΔＶは任意の大きさを設定することができ、より精度の高い位相調整をするにはΔＶは小さい方が好ましい。例えば、ΔＶは、０．１Ｖである場合が好ましく、０．０５Ｖである場合がより好ましい。また、位相調整回路１２による位相調整は、ＤＣ電圧Ｖｐ１を０Ｖから始める場合が好ましい。
【００６７】
第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合は（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）、光強度判断回路５６は、位相調整回路１２による位相調整によって、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向にあったかどうかを判断する（ステップＳ２８）。
【００６８】
ステップＳ２８で第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向にあったと判断した場合は（Ｙｅｓの場合）、信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる（ステップＳ３０）。ステップＳ２８で増加傾向になかったと判断された場合は（Ｎｏの場合）、信号極性反転回路５０は、差動信号の極性を反転させない。
【００６９】
ステップＳ２２において、位相調整量判断回路５２が、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ１の絶対値が所定閾値Ｖｔｈを超えると判断した場合（Ｙｅｓの場合）、位相調整回路１２は、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０にＤＣ電圧Ｖｐ２を印加し、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０にはＤＣ電圧Ｖｐ１を印加せずに位相調整を行う（ステップＳ３２）。
【００７０】
次いで、光強度判断回路５６は、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさであるかを判断する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４で光の強度が同じ大きさでないと判断した場合（Ｎｏの場合）、位相調整回路１２は、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ２を、ΔＶだけ変化させて位相調整を行う（ステップＳ３６）。
【００７１】
第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合は（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）、光強度判断回路５６は、位相調整回路１２による位相調整によって、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向にあったかどうかを判断する（ステップＳ３８）。
【００７２】
ステップＳ３８で第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向になかったと判断された場合は（Ｎｏの場合）、信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる（ステップＳ３０）。ステップＳ２８で増加傾向であったと判断された場合は（Ｙｅｓの場合）、信号極性反転回路５０は、差動信号の極性を反転させない。
【００７３】
以上説明してきたように、実施例２に係る光変調装置によれば、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替える。そして、信号極性反転回路５０は、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度の変動傾向に基づいて、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる。これにより、第１出力端３６ａから出力される変調光信号として利用する出力光信号の論理を変調信号の論理に一致させることができる。
【００７４】
また、実施例２のように、位相調整回路１２による位相調整量を判断して、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相調整回路１２に通知する位相調整量判断回路５２と、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度の変動傾向を判断して、信号極性反転回路５０に通知する光強度判断回路５６と、を備える場合が好ましい。これにより、位相調整回路１２による第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の判断と、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度の変動傾向の判断と、を随時行うことができる。よって、位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替と、信号極性反転回路５０による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００７５】
実施例２では、初めに、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加し、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０には位相制御信号であるＤＣ電圧を印加しない制御の場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。初めに、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加し、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０には位相制御信号であるＤＣ電圧を印加しない制御の場合でもよい。
【実施例３】
【００７６】
図９は、実施例３に係る光変調装置の上面模式図の例である。図９のように、実施例３に係る光変調装置は、位相調整量判断回路５２が設けられていない点で、図３に示した実施例１に係る光変調装置と異なる。この点以外は、実施例１に係る光変調装置と同じである。
【００７７】
実施例１に係る光変調装置では、製造ばらつきにより生じる初期位相差ΔΦＯＳを補正する位相調整を、位相調整の幅を小さくして行うことができることを説明した。ここで、初期位相差ΔΦＯＳは各デバイスで固有の値であることから、事前に位相調整量判断回路５２を接続して、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０及び差動信号の信号極性の反転の有無を、位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０に設定することで、位相調整量判断回路５２を設けなくても、位相調整の幅を小さくすることができる。実施例３に係る光変調装置は、このような場合の例である。
【００７８】
つまり、実施例３に係る光変調装置は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に対して位相制御信号を入力するとともに、位相制御信号を夫々の位相調整用電極４０の間で切替える機能を有する位相調整回路１２を備える。また、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路５０を備える。このような位相調整回路１２と信号極性反転回路５０を備えることで、実施例３に係る光変調装置によっても、位相調整用電極４２に印加するＤＣ電圧が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。また、変調光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることが可能となる。
【００７９】
位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替えと、信号極性反転回路５０による差動信号の極性の反転と、は連動してなされる場合が好ましい。また、位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替えと、信号極性反転回路５０による差動信号の極性の反転と、が同時になされる場合でもよい。これにより、小さな位相調整の幅により、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差の調整を実現できる。
【００８０】
実施例１から実施例３では、第１出力端３６ａから出力される出力光信号と第２出力端３６ｂから出力される出力光信号とのクロスポイントの狙い値が５０％である場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。クロスポイントが５０％以外の値を狙い値とする場合でもよい。
【００８１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ マッハツェンダ型光変調器
１２ 位相調整回路
１４ 駆動回路
１６ 半導体基板
１８ａ 下クラッド層
１８ｂ 上クラッド層
２０ コア
２２ パッシベーション膜
２４ 絶縁膜
２６ａ 第１入力端
２６ｂ 第２入力端
２８ａ 第１入力光導波路
２８ｂ 第２入力光導波路
３０ 第１ＭＭＩ
３２ａ 第１光導波路
３２ｂ 第２光導波路
３４ 第２ＭＭＩ
３６ａ 第１出力端
３６ｂ 第２出力端
３８ａ 第１出力光導波路
３８ｂ 第２出力光導波路
４０ 位相調整用電極
４２ 変調用電極
４４ 光強度検出電極
４６ コンタクト層
４８ 終端抵抗
５０ 信号極性反転回路
５２ 位相調整量判断回路
５４ 出力ポート切替え回路
５６ 光強度判断回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調装置、光変調器の制御方法、及び光変調器の制御装置に関し、特に、マッハツェンダ型光変調器を有する光変調装置、光変調器の制御方法、及び光変調器の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光に信号を乗せて光ファイバで伝送する光通信システムにおいて、光源から出射されたレーザ光を強度変調して光信号を生成する光変調器が利用されている。光変調器として例えばマッハツェンダ型光変調器が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
マッハツェンダ型光変調器は、入力された光を分岐する分岐部と、分岐された光を伝搬させる２つの光導波路と、光導波路を伝搬した光を再び合波させる合波部と、の導波路構成を有し、光を合波させる時の干渉条件によって光のオン・オフを行う光変調器である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マッハツェンダ型光変調器の導波路を製造する際には、導波路の幅や長さ等に製造ばらつきが少なからず発生し、２つの光導波路を通過した光の位相差が設定値から外れてしまう場合がある。このような位相差のズレを調整するために、２つの光導波路夫々に設けられた電極に電圧を印加することで、位相調整を行うことがなされている。
【０００６】
このような位相調整において、位相差のズレが大きい場合には、位相調整の幅も大きくなる。位相調整の幅を大きくするには、電極を長くするか、電極に印加する電圧を大きくすることで対処できるが、この場合、光の通過損失が増大してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光の通過損失が増大することを抑制しつつ、位相調整を行うことが可能な光変調装置、光変調器の制御方法、及び光変調器の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型の光変調器と、前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調装置である。本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【０００９】
上記構成において、前記位相調整回路による切替えと、前記信号極性反転回路による前記差動信号の極性の反転と、は連動してなされる構成とすることができる。この構成によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることを抑制できるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことができる。
【００１０】
上記構成において、前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、前記位相制御信号を入力する前記位相調整用電極を切替え、前記信号極性反転回路は、前記絶対値が前記所定値を超える場合に前記差動信号の極性を反転させる構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路及び前記信号極性反転回路に通知する位相調整量判断回路を備える構成とすることができる。この構成によれば、位相調整回路による位相制御信号を入力する位相調整用電極の切替えと、信号極性反転回路による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００１２】
上記構成において、前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に前記位相調整用電極に入力する前記位相制御信号を切替え、前記信号極性反転回路は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいて、前記差動信号の極性を反転させる構成とすることができる。この構成によれば、変調用光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる。
【００１３】
上記構成において、前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路に通知する位相調整量判断回路と、前記２つの出力光導波路における前記光の強度の変動傾向を判断して、前記信号極性反転回路に通知する光強度判断回路と、を備える構成とすることができる。この構成によれば、位相調整回路による位相制御信号を入力する位相調整用電極の切替えと、信号極性反転回路による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００１４】
上記構成において、前記所定値は、０．５πである構成とすることができる。この構成によれば、位相調整の幅をより小さくすることができる。
【００１５】
本発明は、２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御方法であって、前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して入力される位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える制御と、前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる差動信号からなる変調信号の極性を反転させる制御と、をなすことを特徴とする光変調器の制御方法である。本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【００１６】
上記構成において、前記切替える制御と前記反転させる制御とは、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされる構成とすることができる。
【００１７】
上記構成において、前記切替える制御は、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされ、前記反転させる制御は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいてなされる構成とすることができる。この構成によれば、変調用光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる。
【００１８】
本発明は、２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御装置であって、前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調器の制御装置である。本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、位相調整用電極に印加するＤＣ電圧等が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、比較例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ間の断面模式図の例であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ間の断面模式図の例である。
【図３】図３は、実施例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【図４】図４は、実施例１に係る光変調装置の制御について説明するフローチャートである。
【図５】図５は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が−０．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。
【図６】図６は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が＋０．５π又は−１．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。
【図７】図７は、実施例２に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【図８】図８は、実施例２に係る光変調装置の制御について説明するフローチャートである。
【図９】図９は、実施例３に係る光変調装置の上面模式図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、比較例１に係る光変調装置について説明する。図１は、比較例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。図１のように、比較例１に係る光変調装置は、マッハツェンダ型光変調器１０と、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、を主として備える。
【００２２】
マッハツェンダ型光変調器１０は、半導体基板上のメサ状の光導波路の経路を組み合わせて構成される光変調器である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ間の断面模式図の例であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ間の断面模式図の例である。
【００２３】
図２（ａ）のように、光導波路は、半導体基板１６上に形成されている。光導波路は、半導体基板１６上において、下クラッド層１８ａ、コア２０、上クラッド層１８ｂがこの順にメサ状に積層された構造を有している。半導体基板１６の上面、光導波路の上面及び側面には、パッシベーション膜２２及び絶縁膜２４が順に積層されている。
【００２４】
半導体基板１６は、例えばＩｎＰ等の半導体からなる。下クラッド層１８ａ及び上クラッド層１８ｂは、例えばＩｎＰ等の半導体からなる。コア２０は、下クラッド層１８ａ及び上クラッド層１８ｂよりもバンドギャップエネルギが小さい半導体からなり、例えばＩｎＧａＡｓＰ等からなる。これにより、コア２０を通過する光が下クラッド層１８ａ及び上クラッド層１８ｂによって閉じ込められる。パッシベーション膜２２は、例えばＩｎＰ等の半導体からなる。絶縁膜２４は、例えばＳｉＮ等の絶縁体からなる。
【００２５】
図１のように、マッハツェンダ型光変調器１０には、第１入力端２６ａに接続された第１入力光導波路２８ａが設けられ、第２入力端２６ｂに接続された第２入力光導波路２８ｂが設けられている。第１入力光導波路２８ａ及び第２入力光導波路２８ｂは、第１ＭＭＩ（Multi Mode Interference）３０で合流し、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに分岐する。マッハツェンダ型光変調器１０の長手方向を対称軸とした場合に、第１光導波路３２ａは第１入力端２６ａと同じ側に配置され、第２光導波路３２ｂは第２入力端２６ｂと同じ側に配置されている。
【００２６】
第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂは第２ＭＭＩ３４で合流し、第１出力端３６ａに接続された第１出力光導波路３８ａと、第２出力端３６ｂに接続された第２出力光導波路３８ｂと、に分岐する。第１光導波路３２ａを通過してきた光と第２光導波路３２ｂを通過してきた光とには、第２ＭＭＩ３４によって位相差が付加されるが、この点については、以下において説明から省略する。マッハツェンダ型光変調器１０の長手方向を対称軸とした場合に、第１出力端３６ａは第２光導波路３２ｂと同じ側に配置され、第２出力端３６ｂは第１光導波路３２ａと同じ側に配置されている。第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長との間には、あらかじめ差が設けられている。例えば、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差を付加させる光路長差が設けられている。言い換えると、例えば第１光導波路３２ａに、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差を付加させる位相シフタが設けられている。
【００２７】
第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂの夫々には、位相調整用電極４０及び変調用電極４２が設けられている。位相調整用電極４０及び変調用電極４２は、互いに離間している。位相調整用電極４０及び変調用電極４２の位置関係は特に限定されるものではないが、ここでは、位相調整用電極４０は変調用電極４２よりも光入力端側に配置されている。第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂの夫々には、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の光強度を検出する光強度検出電極４４が設けられている。
【００２８】
図２（ｂ）のように、変調用電極４２は、上クラッド層１８ｂ上において、コンタクト層４６を介して配置されている。コンタクト層４６は、例えばＩｎＧａＡｓ等の半導体からなる。なお、上クラッド層１８ｂとコンタクト層４６との間には、パッシベーション膜２２及び絶縁膜２４は設けられていない。また、位相調整用電極４０及び光強度検出電極４４も同様に上クラッド層１８ｂ上にコンタクト層４６を介して配置されている。位相調整用電極４０、変調用電極４２、及び光強度検出電極４４は、例えばＡｕ等の金属からなる。
【００２９】
図１に戻り、各変調用電極４２の一端には、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂ夫々を伝搬する光を変調させる変調用の電圧が駆動回路１４により印加される。各変調用電極４２に印加される変調用の電圧には、逆バイアスのＤＣバイアス電圧がかけられている。各変調用電極４２の他端には、終端抵抗４８が接続されている。各変調用電極４２に変調用の電圧が印加されると、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂにおいてコア２０の屈折率が変化し、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを通過する光の位相が変化する。
【００３０】
駆動回路１４は、第１光導波路３２ａに設けられた変調用電極４２と、第２光導波路３２ｂに設けられた変調用電極４２と、に変調信号として差動信号を入力する。つまり、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加すると、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にはＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加する。反対に、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加すると、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にはＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加する。このように、第１光導波路３２ａの変調用電極４２に印加される電圧と第２光導波路３２ｂの変調用電極４２に印加される電圧とに電位差があることで、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とにその電位差に応じた位相差が付加される。
【００３１】
例えば、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加し、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加した場合に、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに＋０．５πの位相差が付加される。また、例えば、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加し、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加した場合に、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差が付加される。
【００３２】
上述したように、第１光導波路３２ａには、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差を付加させる位相シフタがあらかじめ設けられている。したがって、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブされる電圧が印加され、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧が印加されると、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差は０になる。反対に、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧が印加され、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧が印加されると、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差は−πになる。このように、各変調用電極４２に差動信号として変調用の電圧が印加されると、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差は、０と−πとを交互に繰り返すことになる。
【００３３】
第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が０である場合は、第１入力端２６ａから入力された光は第１出力端３６ａから出力され、第２出力端３６ｂからは出力されない。反対に、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が−πである場合は、第１入力端２６ａから入力された光は第２出力端３６ｂから出力され、第１出力端３６ａからは出力されない。このように、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差に応じて、第１入力端２６ａから入力された光が出力される出力端が第１出力端３６ａと第２出力端３６ｂとの間で切り替る。これにより、第１出力端３６ａ又は第２出力端３６ｂからの出力光信号を変調光信号として利用することができる。ここでは、第１出力端３６ａからの出力光信号を変調光信号として利用する。
【００３４】
マッハツェンダ型光変調器１０の光導波路を製造する際には、導波路の幅や長さ等に製造ばらつきが少なからず発生し、第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長とが設定値から外れてしまうことがある。これにより、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が設定値から外れてしまうことがある。このような位相差のズレを補正するための位相調整を行う回路が位相調整回路１２である。
【００３５】
位相調整回路１２は、各位相調整用電極４０に位相制御信号となるＤＣ電圧を印加して、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂにおいてコア２０の屈折率を変化させ、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを伝搬する光の位相を変化させることで位相調整を行う。具体的には、位相調整回路１２は、各光強度検出電極４４で検出される光強度に基づいて、各位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧をフィードバック制御する。第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が０と−πとを交互に繰り返す場合には、第１出力端３６ａから出力される光の強度と第２出力端３６ｂから出力される光の強度とは、一定の時間幅で同じ大きさとなる。そこで、位相調整回路１２は、第１出力光導波路３８ａの光強度検出電極４４で検出された光強度と、第２出力光導波路３８ｂの光強度検出電極４４で検出された光強度と、が同じ大きさとなるように、各位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧を調整する。これにより、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差が０と−πとを交互に繰り返すようにでき、製造ばらつきによる位相差のズレを補正することができる。なお、位相制御の方法としては、上記したＤＣ電圧による制御のほか、電流注入による制御も可能である。
【００３６】
ここで、位相調整回路１２による位相調整について詳しく説明する。まず、以下のように定義をする。
光導波路の製造ばらつきにより生じる位相シフト量を初期位相差ΔΦＯＳとする。
第１光導波路３２ａにあらかじめ設けられた位相シフタにより生じる位相シフト量をΦＰＳとする。言い換えると、第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長との間にあらかじめ設けられた光路長差による位相シフト量をΦＰＳとする。なお、光路長差（位相シフタ）は、例えば第１光導波路３２ａの導波路長と第２光導波路３２ｂの導波路長とを物理的に変えることで設けることができる。また、導波路の幅を物理的に変えることでも設けることができる。
第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加されたＤＣ電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ１Ａとし、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に印加されたＤＣ電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ２Ａとする。
各変調用電極４２に印加される変調用の電圧には逆バイアスのＤＣバイアス電圧がかけられており、第１光導波路３２ａの変調用電極４２に印加されたＤＣバイアス電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ１Ｂとし、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２に印加されたＤＣバイアス電圧で生じる位相シフト量をΦＤＣ２Ｂとする。
【００３７】
これにより、第１光導波路３２ａにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ１は、ΦＤＣ１＝ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ＋ΦＤＣ１Ｂと表すことができる。同様に、第２光導波路３２ｂにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ２は、ΦＤＣ２＝ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ＋ΦＤＣ２Ｂと表すことができる。なお、通常、駆動回路１４により各変調用電極４２に印加されるＤＣバイアス電圧の大きさは同じであることから、ΦＤＣ１Ｂ＝ΦＤＣ２Ｂとすることができ、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差は、ΦＤＣ１−ΦＤＣ２＝（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ）と表すことができる。
【００３８】
ここで、初期位相差ΔΦＯＳは、−πから＋πの間でばらつくことが考えられ、また、位相シフト量ΦＰＳは、例えば−０．５πであることから、このような場合における位相調整回路１２による位相調整を表１により説明する。上述したように、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を印加することで、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに＋０．５πの位相差が付加される。反対に、第１光導波路３２ａの変調用電極４２にＬ（ロー）にドライブさせる電圧を、第２光導波路３２ｂの変調用電極４２にＨ（ハイ）にドライブさせる電圧を印加することで、第１光導波路３２ａを伝搬する光と第２光導波路３２ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差が付加される。このことから、第１光導波路３２ａにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ１と、第２光導波路３２ｂにおいてＤＣ電圧による位相変化量ΦＤＣ２と、の差（（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ））が−０．５πとなれば、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を０と−πとで交互に繰り返し変化させることができる。
【００３９】
表１のように、初期位相差ΔΦＯＳが−πから０の間である場合は、位相調整回路１２によって第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に、初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相シフトが生じるＤＣ電圧が印加されることで、ΦＤＣ１−ΦＤＣ２を−０．５πとすることができる。また、初期位相差ΔΦＯＳが０から＋πの間である場合は、位相調整回路１２によって第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に、初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相シフトが生じるＤＣ電圧が印加されることで、ΦＤＣ１−ΦＤＣ２を−０．５πとすることができる。このような位相調整回路１２の制御により、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を０と−πとで交互に繰り返し変化させることができ、第１出力端３６ａからの出力光信号を変調光信号として利用できる。
【表１】
【００４０】
しかしながら、上述のような位相調整回路１２の制御では、初期位相差ΔΦＯＳが−π〜＋πの間でばらつく場合には、位相調整回路１２による位相調整の幅は０〜−πの範囲となる。位相調整回路１２による位相調整の幅を大きくするには、位相調整用電極４０を長くするか、位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧を大きくする必要があるが、共に光の通過損失が増大してしまう。そこで、光の通過損失が増大することを抑制しつつ、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を調整することが可能な実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００４１】
図３は、実施例１に係る光変調装置の上面模式図の例である。図３のように、実施例１に係る光変調装置は、マッハツェンダ型光変調器１０と、出力ポート切替え回路５４を有する位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０と、位相調整量判断回路５２と、を主として備える。マッハツェンダ型光変調器１０は、比較例１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００４２】
位相調整回路１２は、出力ポート切替え回路５４で選択された位相調整用電極４０に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加して、位相差のズレを補正するための位相調整を行う。具体的には、位相調整回路１２は、各光強度検出電極４４で検出される光強度が同じ大きさとなるように、出力ポート切替え回路５４で選択された位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加する。出力ポート切替え回路５４は、第１光導波路３２ａあるいは第２光導波路３２ｂの何れか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、位相制御信号であるＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方から他方に交換、すなわち切替え選択を実施する。
【００４３】
駆動回路１４は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた各変調用電極４２に、ＤＣバイアス電圧がかけられた変調用の電圧を印加する。駆動回路１４は、第１光導波路３２ａの変調用電極４２に入力する変調信号と第２光導波路３２ｂの変調用電極４２に入力する変調信号とを差動信号として入力する。
【００４４】
信号極性反転回路５０は、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、駆動回路１４から出力される差動信号の信号極性を反転させる。
【００４５】
位相調整量判断回路５２は、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が所定値を超えるかを判断し、所定値を超えると判断した場合、その旨を位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０に通知する。
【００４６】
ここで、実施例１に係る光変調装置の制御について説明する。図４は、実施例１に係る光変調装置の制御方法を示すフローチャートである。表２は、初期位相差ΔΦＯＳを補正する位相調整を説明するための表である。図４のように、位相調整回路１２は、位相差のズレを補正するために、第１光導波路３２aの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方にＤＣ電圧を印加して位相調整を行う（ステップＳ１０）。
【００４７】
位相調整回路１２による位相調整は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方に印加するＤＣ電圧をΔＶのステップで変化させて行う。そして、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合に、位相調整が完了する。なお、ΔＶは任意の大きさを設定することができ、より精度の高い位相調整をするには、ΔＶは小さい方が好ましい。また、位相調整は、印加するＤＣ電圧を０Ｖから始める場合が好ましい。
【００４８】
次いで、位相調整量判断回路５２は、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が所定値を超えるかを判断する（ステップＳ１２）。なお、所定値は、０からπの間で任意に定めることができ、実施例１では、例えば０．５πとする。比較例１で述べたように、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差（（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ））を−０．５πとすれば、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差を０と−πとで交互に繰り返し変化させることができる。このために、比較例１では、表１のように、初期位相差ΔΦＯＳが−πから０の間である場合は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相変化を生じさせている。また、初期位相差ΔΦＯＳが＋πから０の間である場合は、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して初期位相差ΔΦＯＳを打ち消すような−πから０の位相変化を生じさせている。しかしながら、この方法では、初期位相差ΔΦＯＳの絶対値が０．５πよりも大きい場合には、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が０．５πを超えることから、実施例１では、このような場合に、位相調整量判断回路５２は位相調整量が所定値を超えると判断して、位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０にその旨を通知する。
【００４９】
位相調整量の絶対値が所定値を超えることを通知された出力ポート切替え回路５４は、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０又は第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０のいずれか一方から他方に切替えて選択する（ステップＳ１４）。例えば、表２のように、初期位相差ΔΦＯＳの絶対値が０．５πよりも大きくて位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合には、出力ポート切替え回路５４は、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を他方に切替えて選択する。
【００５０】
次いで、位相調整量の絶対値が所定値を超えることを通知された信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の信号極性を反転させる（ステップＳ１６）。例えば、表２のように、初期位相差ΔΦＯＳの絶対値が０．５πよりも大きくて位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合は、信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の信号極性を反転させる。
【００５１】
次いで、位相調整回路１２は、出力ポート切替え回路５４によって切替えられた位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して位相調整を行う（ステップＳ１８）。位相調整は、ステップＳ１０と同様に、印加するＤＣ電圧を０ＶからΔＶのステップで変化させて行い、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合に、位相調整が完了する。ここで、信号極性反転回路５０により駆動回路１４から出力される差動信号は反転されている。このため、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理を変調信号の論理に一致させるには、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差（（ΦＰＳ＋ΦＤＣ１Ａ）−（ΔΦＯＳ＋ΦＤＣ２Ａ））を、−０．５πから±πずらした＋０．５π又は−１．５πとする必要がある。
【００５２】
図５及び図６を用いて、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が±πずれることによって、出力光信号の論理と変調信号の論理とがどのような関係になるかを説明する。図５は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が−０．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。図６は、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が＋０．５π又は−１．５πである場合の出力光信号の論理と変調信号の論理との関係を説明する模式図である。図５のように、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が−０．５πである場合は、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理と変調信号の論理とが一致する。一方、図６のように、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差が＋０．５π又は−１．５πである場合は、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理は変調信号の論理に対して反転してしまう。
【００５３】
このことから、信号極性反転回路５０により駆動回路１４から出力される差動信号を反転させた場合には、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差を＋０．５π又は−１．５πとすることで、第１出力端３６ａから出力される出力光信号の論理を変調信号の論理に一致させることができる。
【００５４】
表２のように、初期位相差ΔΦＯＳが−πから−０．６πの間である場合、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０から第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に切替えることで、位相調整量が０から−０．４πの範囲内で、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差を＋０．５πとできる。また、初期位相差ΔＯＳが＋０．６πから＋πの間である場合、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０から第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に切替えることで、位相調整量が０から−０．４πの範囲内で、ΦＤＣ１とΦＤＣ２との差を−１．５πとできる。このように、実施例１に係る光変調装置では、初期位相差ΔΦＯＳが−πから＋πの間でばらつく場合でも、位相調整回路１２による位相調整の幅を０から−０．５πの範囲内にすることができる。
【表２】
【００５５】
以上説明してきたように、実施例１に係る光変調装置は、マッハツェンダ型光変調器１０と、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０と、を備える。位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に対して位相制御信号を入力するとともに、位相制御信号を、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０の間で切替える機能を有する。即ち、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０の間で位相制御信号であるＤＣ電圧を切替えて、第１光導波路３２ａを通過する光と第２光導波路３２ｂを通過する光との位相差を調整する。信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる。このような位相調整回路１２と信号極性反転回路５０を備えることで、マッハツェンダ型光変調器１０に対して、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に入力する位相制御信号を夫々の位相調整用電極４０の間で切替える制御ができる。また、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂを伝搬する光を変調させる差動信号からなる変調信号の極性を反転させる制御ができる。これにより、表２で説明したように、位相調整回路１２による位相調整の幅を比較例１に比べて小さくすることが可能となる。よって、位相調整用電極４２に印加するＤＣ電圧が大きくなることの抑制が可能となり、光の通過損失を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。また、図５及び図６で説明したように、変調光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることが可能となる。
【００５６】
実施例１では、位相調整回路１２による第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合に、位相調整回路１２は位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替え、信号極性反転回路５０は差動信号の極性を反転させる場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。位相調整用電極４０を切替えるタイミングの位相調整量の絶対値及び差動信号の極性を反転させるタイミングの位相調整量の絶対値は、０からπの間で任意に定める所定値とすることができる。即ち、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替え、信号極性反転回路５０は、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に差動信号の極性を反転させる場合とすることができる。つまり、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を切替え、信号極性反転回路５０は、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に差動信号の極性を反転させる場合とすることができる。しかしながら、位相調整回路１２は、位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合に位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替える場合が好ましく、信号極性反転回路５０も、位相調整用電極４０の切替えに連動して、位相調整量の絶対値が０．５πを超える場合に、差動信号の極性を反転させる場合が好ましい。これにより、位相調整回路１２による位相調整の幅をより小さくすることができる。また、変調信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる。
【００５７】
また、実施例１のように、位相調整回路１２による位相調整量を判断して、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０に通知する位相調整量判断回路５２を備える場合が好ましい。これにより、位相調整回路１２による第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量を随時判断することができ、位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替えと、信号極性反転回路５０による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００５８】
実施例１では、マッハツェンダ型光変調器１０と、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０と、を備える光変調装置について説明した。ここで、位相調整回路１２と、駆動回路１４と、信号極性反転回路５０とは、マッハツェンダ型光変調器１０を制御する制御装置として機能する。
【００５９】
実施例１では、第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長との間にあらかじめ差を設けて、−０．５πの位相シフト量ΦＰＳをあらかじめ設けた場合を例に示したが、この場合に限られる訳ではない。第１光導波路３２ａの光路長と第２光導波路３２ｂの光路長とを同じ長さとして、位相シフト量ΦＰＳを０とする場合でもよい。しかしながら、あらかじめ位相シフト量ΦＰＳを設けておくことで、駆動回路１４により変調用電極４２に入力する変調信号のＨ（ハイ）とＬ（ロー）との電位差を小さくすることができる。
【００６０】
実施例１では、マッハツェンダ型光変調器１０は、入力光導波路が２本設けられている場合を例に示したが、これに限られる訳ではなく、入力光導波路が１本の場合でも同様の方法を適用することができる。また、実施例１では、位相調整回路１２は、各光強度検出電極４４で検出される光強度が同じ大きさとなるように、位相調整用電極４０にＤＣ電圧を印加して位相調整を行う場合を例に示したが、これに限らず、その他の方法により位相調整を行う場合でもよい。
【００６１】
また、実施例１では、位相調整量が所定値を超える場合に、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０を切替え、差動信号の極性を反転させる場合を例に示したがこれに限られる訳ではない。例えば、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０と第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０とに印加する電圧をスイープさせ、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光との光強度が同じになる電圧の絶対値の小さい方をとってもよい。
【実施例２】
【００６２】
実施例１に係る光変調装置では、変調光信号として利用する出力光信号の論理が変調信号の論理と反転状態に合わせこまれる場合が起こり得る。そこで、実施例２に係る光変調装置は、変調光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることができる場合の例である。
【００６３】
図７は、実施例２に係る光変調装置の上面模式図の例である。図７のように、実施例２に係る光変調装置は、各光強度検出電極４４で検出された光強度を判断する光強度判断回路５６をさらに備える。光強度判断回路５６は、各光強度検出電極４４で検出された光強度により、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさであるかを判断する。また、光強度判断回路５６は、位相調整回路１２での位相調整によって、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度がどのような変動傾向にあったかを判断して、信号極性反転回路５０に通知する。その他の構成については、図３に示した実施例１に係る光変調装置と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００６４】
図８は、実施例２に係る光変調装置の制御方法を示すフローチャートである。図８のように、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０にＤＣ電圧Ｖｐ１を印加し、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０にはＤＣ電圧Ｖｐ２を印加せずに位相調整を行う（ステップＳ２０）。
【００６５】
次いで、位相調整量判断回路５２は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ１の絶対値が所定閾値Ｖｔｈを超えるかを判断する（ステップＳ２２）。ここで、所定閾値Ｖｔｈは、位相調整回路１２による位相調整量の絶対値が０．５πとなる電圧値と定めることができる。ステップＳ２２でＤＣ電圧Ｖｐ１の絶対値が所定閾値Ｖｔｈを超えないと判断した場合（Ｎｏの場合）、光強度判断回路５６は、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさであるかを判断する（ステップＳ２４）。
【００６６】
ステップＳ２４で光の強度が同じ大きさでないと判断した場合（Ｎｏの場合）、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ１を、ΔＶだけ変化させて位相調整を行う（ステップＳ２６）。ここで、ΔＶは任意の大きさを設定することができ、より精度の高い位相調整をするにはΔＶは小さい方が好ましい。例えば、ΔＶは、０．１Ｖである場合が好ましく、０．０５Ｖである場合がより好ましい。また、位相調整回路１２による位相調整は、ＤＣ電圧Ｖｐ１を０Ｖから始める場合が好ましい。
【００６７】
第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合は（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）、光強度判断回路５６は、位相調整回路１２による位相調整によって、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向にあったかどうかを判断する（ステップＳ２８）。
【００６８】
ステップＳ２８で第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向にあったと判断した場合は（Ｙｅｓの場合）、信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる（ステップＳ３０）。ステップＳ２８で増加傾向になかったと判断された場合は（Ｎｏの場合）、信号極性反転回路５０は、差動信号の極性を反転させない。
【００６９】
ステップＳ２２において、位相調整量判断回路５２が、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ１の絶対値が所定閾値Ｖｔｈを超えると判断した場合（Ｙｅｓの場合）、位相調整回路１２は、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０にＤＣ電圧Ｖｐ２を印加し、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０にはＤＣ電圧Ｖｐ１を印加せずに位相調整を行う（ステップＳ３２）。
【００７０】
次いで、光強度判断回路５６は、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさであるかを判断する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４で光の強度が同じ大きさでないと判断した場合（Ｎｏの場合）、位相調整回路１２は、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に印加するＤＣ電圧Ｖｐ２を、ΔＶだけ変化させて位相調整を行う（ステップＳ３６）。
【００７１】
第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度と第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度とが同じ大きさになった場合は（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）、光強度判断回路５６は、位相調整回路１２による位相調整によって、第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向にあったかどうかを判断する（ステップＳ３８）。
【００７２】
ステップＳ３８で第１出力光導波路３８ａを伝搬する光の強度が増加傾向になかったと判断された場合は（Ｎｏの場合）、信号極性反転回路５０は、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる（ステップＳ３０）。ステップＳ２８で増加傾向であったと判断された場合は（Ｙｅｓの場合）、信号極性反転回路５０は、差動信号の極性を反転させない。
【００７３】
以上説明してきたように、実施例２に係る光変調装置によれば、位相調整回路１２は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相制御信号を入力する位相調整用電極４０を切替える。そして、信号極性反転回路５０は、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度の変動傾向に基づいて、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる。これにより、第１出力端３６ａから出力される変調光信号として利用する出力光信号の論理を変調信号の論理に一致させることができる。
【００７４】
また、実施例２のように、位相調整回路１２による位相調整量を判断して、位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に位相調整回路１２に通知する位相調整量判断回路５２と、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度の変動傾向を判断して、信号極性反転回路５０に通知する光強度判断回路５６と、を備える場合が好ましい。これにより、位相調整回路１２による第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂのいずれか一方の位相調整量の判断と、第１出力光導波路３８ａ及び第２出力光導波路３８ｂを伝搬する光の強度の変動傾向の判断と、を随時行うことができる。よって、位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替と、信号極性反転回路５０による差動信号の極性反転の有無と、を随時変更することができる。
【００７５】
実施例２では、初めに、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加し、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０には位相制御信号であるＤＣ電圧を印加しない制御の場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。初めに、第２光導波路３２ｂの位相調整用電極４０に位相制御信号であるＤＣ電圧を印加し、第１光導波路３２ａの位相調整用電極４０には位相制御信号であるＤＣ電圧を印加しない制御の場合でもよい。
【実施例３】
【００７６】
図９は、実施例３に係る光変調装置の上面模式図の例である。図９のように、実施例３に係る光変調装置は、位相調整量判断回路５２が設けられていない点で、図３に示した実施例１に係る光変調装置と異なる。この点以外は、実施例１に係る光変調装置と同じである。
【００７７】
実施例１に係る光変調装置では、製造ばらつきにより生じる初期位相差ΔΦＯＳを補正する位相調整を、位相調整の幅を小さくして行うことができることを説明した。ここで、初期位相差ΔΦＯＳは各デバイスで固有の値であることから、事前に位相調整量判断回路５２を接続して、ＤＣ電圧を印加する位相調整用電極４０及び差動信号の信号極性の反転の有無を、位相調整回路１２及び信号極性反転回路５０に設定することで、位相調整量判断回路５２を設けなくても、位相調整の幅を小さくすることができる。実施例３に係る光変調装置は、このような場合の例である。
【００７８】
つまり、実施例３に係る光変調装置は、第１光導波路３２ａ及び第２光導波路３２ｂに設けられた位相調整用電極４０に対して位相制御信号を入力するとともに、位相制御信号を夫々の位相調整用電極４０の間で切替える機能を有する位相調整回路１２を備える。また、駆動回路１４から出力される差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路５０を備える。このような位相調整回路１２と信号極性反転回路５０を備えることで、実施例３に係る光変調装置によっても、位相調整用電極４２に印加するＤＣ電圧が大きくなることの抑制が可能となるため、光の通過損失の増加を抑制しつつ、位相調整を行うことが可能となる。また、変調光信号として利用する出力光信号の論理と変調信号の論理とを一致させることが可能となる。
【００７９】
位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替えと、信号極性反転回路５０による差動信号の極性の反転と、は連動してなされる場合が好ましい。また、位相調整回路１２による位相制御信号を入力する位相調整用電極４０の切替えと、信号極性反転回路５０による差動信号の極性の反転と、が同時になされる場合でもよい。これにより、小さな位相調整の幅により、第１光導波路３２ａを通過した光と第２光導波路３２ｂを通過した光との位相差の調整を実現できる。
【００８０】
実施例１から実施例３では、第１出力端３６ａから出力される出力光信号と第２出力端３６ｂから出力される出力光信号とのクロスポイントの狙い値が５０％である場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。クロスポイントが５０％以外の値を狙い値とする場合でもよい。
【００８１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ マッハツェンダ型光変調器
１２ 位相調整回路
１４ 駆動回路
１６ 半導体基板
１８ａ 下クラッド層
１８ｂ 上クラッド層
２０ コア
２２ パッシベーション膜
２４ 絶縁膜
２６ａ 第１入力端
２６ｂ 第２入力端
２８ａ 第１入力光導波路
２８ｂ 第２入力光導波路
３０ 第１ＭＭＩ
３２ａ 第１光導波路
３２ｂ 第２光導波路
３４ 第２ＭＭＩ
３６ａ 第１出力端
３６ｂ 第２出力端
３８ａ 第１出力光導波路
３８ｂ 第２出力光導波路
４０ 位相調整用電極
４２ 変調用電極
４４ 光強度検出電極
４６ コンタクト層
４８ 終端抵抗
５０ 信号極性反転回路
５２ 位相調整量判断回路
５４ 出力ポート切替え回路
５６ 光強度判断回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型の光変調器と、
前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、
前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、
前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
前記位相調整回路による切替えと、前記信号極性反転回路による前記差動信号の極性の反転と、は連動してなされることを特徴とする請求項１記載の光変調装置。
【請求項３】
前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、前記位相制御信号を入力する前記位相調整用電極を切替え、
前記信号極性反転回路は、前記絶対値が前記所定値を超える場合に前記差動信号の極性を反転させることを特徴とする請求項２記載の光変調装置。
【請求項４】
前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路及び前記信号極性反転回路に通知する位相調整量判断回路を備えることを特徴とする請求項３記載の光変調装置。
【請求項５】
前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、前記位相制御信号を入力する前記位相調整用電極を切替え、
前記信号極性反転回路は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいて、前記差動信号の極性を反転させることを特徴とする請求項１記載の光変調装置。
【請求項６】
前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路に通知する位相調整量判断回路と、
前記２つの出力光導波路における前記光の強度の変動傾向を判断して、前記信号極性反転回路に通知する光強度判断回路と、を備えることを特徴とする請求項５記載の光変調装置。
【請求項７】
前記所定値は、０．５πであることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項記載の光変調装置。
【請求項８】
２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御方法であって、
前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して入力される位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える制御と、
前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる差動信号からなる変調信号の極性を反転させる制御と、をなすことを特徴とする光変調器の制御方法。
【請求項９】
前記切替える制御と前記反転させる制御とは、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされることを特徴とする請求項８記載の光変調器の制御方法。
【請求項１０】
前記切替える制御は、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされ、前記反転させる制御は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいてなされることを特徴とする請求項８記載の光変調器の制御方法。
【請求項１１】
２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御装置であって、
前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、
前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、
前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調器の制御装置。
【請求項１】
２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型の光変調器と、
前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、
前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、
前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
前記位相調整回路による切替えと、前記信号極性反転回路による前記差動信号の極性の反転と、は連動してなされることを特徴とする請求項１記載の光変調装置。
【請求項３】
前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、前記位相制御信号を入力する前記位相調整用電極を切替え、
前記信号極性反転回路は、前記絶対値が前記所定値を超える場合に前記差動信号の極性を反転させることを特徴とする請求項２記載の光変調装置。
【請求項４】
前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路及び前記信号極性反転回路に通知する位相調整量判断回路を備えることを特徴とする請求項３記載の光変調装置。
【請求項５】
前記位相調整回路は、前記位相調整回路による前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合に、前記位相制御信号を入力する前記位相調整用電極を切替え、
前記信号極性反転回路は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいて、前記差動信号の極性を反転させることを特徴とする請求項１記載の光変調装置。
【請求項６】
前記位相調整量を判断して、前記位相調整量の絶対値が前記所定値を超える場合に前記位相調整回路に通知する位相調整量判断回路と、
前記２つの出力光導波路における前記光の強度の変動傾向を判断して、前記信号極性反転回路に通知する光強度判断回路と、を備えることを特徴とする請求項５記載の光変調装置。
【請求項７】
前記所定値は、０．５πであることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項記載の光変調装置。
【請求項８】
２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御方法であって、
前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して入力される位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える制御と、
前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる差動信号からなる変調信号の極性を反転させる制御と、をなすことを特徴とする光変調器の制御方法。
【請求項９】
前記切替える制御と前記反転させる制御とは、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされることを特徴とする請求項８記載の光変調器の制御方法。
【請求項１０】
前記切替える制御は、前記２つの光導波路のいずれか一方の位相調整量の絶対値が所定値を超える場合になされ、前記反転させる制御は、前記２つの出力光導波路を伝搬する光の強度の変動傾向に基づいてなされることを特徴とする請求項８記載の光変調器の制御方法。
【請求項１１】
２つの出力光導波路に合分波部を介して２つの光導波路が接続するマッハツェンダ型光変調器の制御装置であって、
前記２つの光導波路夫々に設けられた位相調整用電極に対して位相制御信号を入力するとともに、前記位相制御信号を前記位相調整用電極夫々の間で切替える機能を有する位相調整回路と、
前記２つの光導波路を伝搬する光を変調させる変調信号を、前記２つの光導波路夫々に設けられた変調用電極に差動信号として入力する駆動回路と、
前記駆動回路から出力される前記差動信号の極性を反転させる信号極性反転回路と、を備えることを特徴とする光変調器の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１１８２７２（Ｐ２０１２−１１８２７２Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７６２２（Ｐ２０１０−２６７６２２）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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