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JP2007256552A - Driver of optical modulator - Google Patents

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JP2007256552A JP2006080014A JP2006080014A JP2007256552A JP 2007256552 A JP2007256552 A JP 2007256552A JP 2006080014 A JP2006080014 A JP 2006080014A JP 2006080014 A JP2006080014 A JP 2006080014A JP 2007256552 A JP2007256552 A JP 2007256552A
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driver of an optical modulator directly connecting two Mach-Zehnder optical wave guides, that can apply correctly phase adjusted modulation signals to the modulating electrodes of the two Mach-Zehnder optical wave guides and suppress the degradations of the optical signals output from the optical modulator. <P>SOLUTION: The optical modulator driver, which outputs RZ light signals from the modulator to the optical modulator having two Mach-Zehnder optical wave guides 40, 41 disposed in series, has a logic circuit 45 to input the NRZ modulation signals output from a single signal source 44, a first driver circuit 46 to amplify the NRZ modulation signal output from this logic circuit, and a second driver circuit 49 to amplify the clock pulses output from this logic circuit. The output of this first driver circuit is applied to the above first modulating electrode, and the output of the second driver circuit is applied to the above second modulating electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光変調器の駆動装置に関し、特に、2つのマッハツェンダ型光導波路を有する光変調器に、NRZ変調信号とクロックパルスとを印加する光変調器の駆動装置に関する。   The present invention relates to an optical modulator driving device, and more particularly to an optical modulator driving device that applies an NRZ modulation signal and a clock pulse to an optical modulator having two Mach-Zehnder type optical waveguides.

従来、光通信分野において、電気光学効果を有する基板上に光導波路や変調電極を形成した導波路型光変調器が多用されている。このような光変調器においては、高速・大容量通信や安定した長距離伝送などを実現するため、2つのマッハツェンダ型光導波路を有する光変調器に対し、NRZ(Non Return to Zero)の変調信号と、クロックパルスとを印加し、RZ(Return to Zero)の光変調信号を、光変調器から出力する方法が提案されている。   Conventionally, in the field of optical communication, a waveguide-type optical modulator in which an optical waveguide and a modulation electrode are formed on a substrate having an electro-optic effect has been widely used. In such an optical modulator, an NRZ (Non Return to Zero) modulation signal is used for an optical modulator having two Mach-Zehnder type optical waveguides in order to realize high-speed, large-capacity communication and stable long-distance transmission. And a clock pulse are applied to output an RZ (Return to Zero) optical modulation signal from the optical modulator.

図1は、従来のNRZ変調信号からRZ光信号を出力させるための光変調方式の概略を示す図である。
2つのマッハツェンダ型光導波路1,2を直列に接続した光変調器に対し、連続波(CW)光を入射し、第1のマッハツェンダ型光導波路1を含む光変調部においてNRZ光信号を形成し、さらに、第2のマッハツェンダ型光導波路2を含む光変調部においてRZ光信号に変調されて、光変調器から出射される。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an optical modulation method for outputting an RZ optical signal from a conventional NRZ modulation signal.
Continuous wave (CW) light is incident on an optical modulator in which two Mach-Zehnder type optical waveguides 1 and 2 are connected in series, and an NRZ optical signal is formed in the optical modulation unit including the first Mach-Zehnder type optical waveguide 1. Further, the light modulation unit including the second Mach-Zehnder type optical waveguide 2 is modulated into an RZ optical signal and emitted from the light modulator.

第1のマッハツェンダ型光導波路1を含む光変調部においては、信号源5よりNRZデータの変調信号を出力し、該変調信号をドライバ回路6により増幅して変調電極3に印加する。
また、第2のマッハツェンダ型光導波路2を含む光変調部においては、クロック発生器7よりクロックパルスを出力し、該パルスをドライバ回路8により増幅して変調電極4に印加する。
In the optical modulation unit including the first Mach-Zehnder type optical waveguide 1, a modulation signal of NRZ data is output from the signal source 5, and the modulation signal is amplified by the driver circuit 6 and applied to the modulation electrode 3.
In the optical modulation unit including the second Mach-Zehnder type optical waveguide 2, a clock pulse is output from the clock generator 7, and the pulse is amplified by the driver circuit 8 and applied to the modulation electrode 4.

図2は、NRZ変調信号からRZ光信号を出力させるための光変調方式を示し、特にRZ光信号の周波数の1/2の周波数を有するクロックパルスを光変調器の変調曲線のボトムに印加する光変調方式の概略を示す図である。つまり、RZ光信号のスペクトルを見ると搬送波が抑圧されているCS(Carrier Suppressed)RZ光信号となるように構成されている。   FIG. 2 shows an optical modulation method for outputting an RZ optical signal from an NRZ modulation signal, and in particular, a clock pulse having a frequency half that of the RZ optical signal is applied to the bottom of the modulation curve of the optical modulator. It is a figure which shows the outline of a light modulation system. In other words, the RZ optical signal spectrum is configured to be a CS (Carrier Suppressed) RZ optical signal in which the carrier wave is suppressed.

図1の光変調器と同様に、2つのマッハツェンダ型光導波路10,11を有し、第1のマッハツェンダ型光導波路10を含む光変調部においては、信号源15から出力されるNRZデータの変調信号をドライバ回路16で増幅し、変調電極12に印加する。
他方、第2のマッハツェンダ型光導波路11を含む光変調部においては、マッハツェンダ型光導波路を構成する2つの分岐導波路に対し、各変調電極13,14が設けられ、これらの変調電極には、光変調器から出力されるRZ光信号の周波数の1/2の周波数を有し互いに逆位相となるクロックパルスが印加されている。
Similar to the optical modulator of FIG. 1, the optical modulation unit having two Mach-Zehnder type optical waveguides 10 and 11 and including the first Mach-Zehnder type optical waveguide 10 modulates NRZ data output from the signal source 15. The signal is amplified by the driver circuit 16 and applied to the modulation electrode 12.
On the other hand, in the optical modulation unit including the second Mach-Zehnder type optical waveguide 11, the modulation electrodes 13 and 14 are provided for the two branch waveguides constituting the Mach-Zehnder type optical waveguide. Clock pulses having a frequency half that of the RZ optical signal output from the optical modulator and having opposite phases are applied.

変調電極13,14に印加するクロックパルスは、クロック発生器17から出力されるクロックパルスを180°ハイブリッド回路18に入力し、該180°ハイブリッド回路18より互いに逆相状態の2つのクロックパルスを出力し、ドライバ回路19,20により増幅して、各変調電極13,14に印加される。
なお、図2のようなCS−RZ光信号を出力する光変調器は、以下の特許文献1又は2に開示されている。
特開2001−147411号公報 特開2002−23121号公報
As the clock pulse applied to the modulation electrodes 13 and 14, the clock pulse output from the clock generator 17 is input to the 180 ° hybrid circuit 18, and two clock pulses in opposite phases are output from the 180 ° hybrid circuit 18. The signal is amplified by the driver circuits 19 and 20 and applied to the modulation electrodes 13 and 14.
An optical modulator that outputs a CS-RZ optical signal as shown in FIG. 2 is disclosed in Patent Document 1 or 2 below.
JP 2001-147411 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-23121

図1又は図2の光変調方式においては、変調信号を発生する手段として、信号源5,15とクロックパルス発生器7,17との2つの変調信号発生手段が必要となる上、両者の同期をとる必要があり、同期回路などの何らかの同期手段9,21を必要とする。このため、光変調器の駆動装置が複雑化し、高コスト化する原因となっていた。   In the optical modulation system shown in FIG. 1 or FIG. 2, two modulation signal generating means, ie, signal sources 5 and 15 and clock pulse generators 7 and 17 are required as means for generating a modulation signal, and the two are synchronized. Therefore, some synchronization means 9, 21 such as a synchronization circuit is required. For this reason, the driving device of the optical modulator is complicated, which causes high cost.

これに対し、特許文献3においては、図3に示すように、信号源34からのNRZ変調信号を2つに分岐させ、一方をドライバ回路35を介して増幅して、第1のマッハツェンダ型光導波路30を含む光変調部の変調電極32に印加している。また、他方の変調信号は、クロック抽出部36を介してクロックパルスに変換され、位相調整部37で所定の位相に制御された後、ドライバ回路38で増幅され、第2のマッハツェンダ型光導波路31を含む光変調部の変調電極33に印加する。
特開2002−311400号公報
On the other hand, in Patent Document 3, as shown in FIG. 3, the NRZ modulation signal from the signal source 34 is branched into two, and one is amplified via the driver circuit 35 to obtain the first Mach-Zehnder type optical waveguide. The light is applied to the modulation electrode 32 of the light modulation unit including the waveguide 30. The other modulation signal is converted into a clock pulse through the clock extraction unit 36, controlled to a predetermined phase by the phase adjustment unit 37, then amplified by the driver circuit 38, and the second Mach-Zehnder optical waveguide 31. Is applied to the modulation electrode 33 of the light modulation section.
JP 2002-311400 A

図3の光変調方式においては、信号源34の信号がドライバ回路35に直接入力され、かつ増幅されるため、仮に信号源34からの信号の品質が低下した場合には、光変調器から出力される光信号の劣化は顕著なものとなる。つまり、信号源からの信号の品質が、光変調器の性能を直接影響を与える原因となっていた。
また、図1又は図2のように変調信号を発生する手段として、信号源とクロックパルス発生器を利用する場合は勿論のこと、図3のように単一の信号源を利用する場合においても、各マッハツェンダ型光導波路を含む光変調部の変調電極に印加する変調信号は、正確に位相を調整することが必要であり、温度変化や光変調器への信号線の接続状況により、信号の品質や位相が容易に変化し、適正なRZ光信号が得られないという問題を生じていた。
In the optical modulation system of FIG. 3, the signal from the signal source 34 is directly input to the driver circuit 35 and amplified, so that if the signal quality from the signal source 34 deteriorates, the signal is output from the optical modulator. Degradation of the optical signal is significant. That is, the quality of the signal from the signal source has directly affected the performance of the optical modulator.
Further, as a means for generating a modulation signal as shown in FIG. 1 or FIG. 2, not only when a signal source and a clock pulse generator are used, but also when a single signal source is used as shown in FIG. The modulation signal to be applied to the modulation electrode of the optical modulation unit including each Mach-Zehnder type optical waveguide needs to be accurately adjusted in phase, and depending on the temperature change and the connection state of the signal line to the optical modulator, The quality and phase are easily changed, and a proper RZ optical signal cannot be obtained.

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、2つのマッハツェンダ型光導波路を直接に接続した光変調器の駆動装置において、装置の複雑化や高コスト化を抑制すると共に、2つのマッハツェンダ型光導波路に係る変調電極に正確に位相調整された変調信号を印加でき、光変調器から出力される光信号の劣化を抑制した光変調器の駆動装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in an optical modulator driving device in which two Mach-Zehnder type optical waveguides are directly connected, while suppressing the complexity and cost increase of the device. To provide a drive device for an optical modulator that can apply a modulated signal whose phase is accurately adjusted to the modulation electrodes of the two Mach-Zehnder type optical waveguides, and that suppresses the deterioration of the optical signal output from the optical modulator. .

請求項1に係る発明では、2つのマッハツェンダ型光導波路を直列に配置すると共に、各マッハツェンダ型光導波路内を通過する光を変調するための変調電極を各々のマッハツェンダ型光導波路に対して設けた光変調器に対し、一方のマッハツェンダ型光導波路に係る第1の変調電極にはNRZ変調信号を入力し、他方のマッハツェンダ型光導波路に係る第2の変調電極にはクロックパルスを入力し、該光変調器からRZ光信号を出力させる光変調器の駆動装置において、単一の信号源から出力されるNRZ変調信号が入力されるロジック回路と、該ロジック回路から出力されるNRZ変調信号を増幅する第1のドライバ回路と、該ロジック回路から出力されるクロックパルスを増幅する第2のドライバ回路とを有し、該第1のドライバ回路の出力を上記第1の変調電極に印加すると共に、該第2のドライバ回路の出力を上記第2の変調電極に印加することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, two Mach-Zehnder type optical waveguides are arranged in series, and a modulation electrode for modulating light passing through each Mach-Zehnder type optical waveguide is provided for each Mach-Zehnder type optical waveguide. For the optical modulator, an NRZ modulation signal is input to the first modulation electrode of one Mach-Zehnder optical waveguide, and a clock pulse is input to the second modulation electrode of the other Mach-Zehnder optical waveguide, In an optical modulator driving apparatus that outputs an RZ optical signal from an optical modulator, a logic circuit to which an NRZ modulation signal output from a single signal source is input, and an NRZ modulation signal output from the logic circuit is amplified A first driver circuit, and a second driver circuit for amplifying a clock pulse output from the logic circuit, and the first driver circuit And it applies an output to the first modulation electrode, the output of the second driver circuit and applying to the second modulation electrode.

本発明が対象とする光変調器は、2つのマッハツェンダ型光導波路のうち、光の進行方向からみて上流側のマッハツェンダ型光導波路にNRZ変調信号を用いるものに限らず、上流側のマッハツェンダ型光導波路にクロックパルスを用い、下流側のマッハツェンダ型光導波路にNRZ変調信号を用いるように構成しても良い。また、1つのマッハツェンダ型光導波路を有する光変調器を2つ用い、両者を直列に接続して2つのマッハツェンダ型光導波路を構成することも可能である。   The optical modulator to which the present invention is applied is not limited to one using an NRZ modulation signal in the upstream Mach-Zehnder type optical waveguide, as viewed from the traveling direction of the light, but the upstream Mach-Zehnder type optical waveguide. A clock pulse may be used for the waveguide, and an NRZ modulation signal may be used for the downstream Mach-Zehnder type optical waveguide. It is also possible to use two optical modulators having one Mach-Zehnder type optical waveguide and connect them in series to form two Mach-Zehnder type optical waveguides.

また、第2の変調電極には、図1に示すようにNRZ変調信号と同じ周波数のクロックパルスを印加するだけでなく、図2に示すように当該周波数の1/2の周波数を有するクロックパルスに分周して印加することも可能である。   Further, not only a clock pulse having the same frequency as that of the NRZ modulation signal is applied to the second modulation electrode as shown in FIG. 1, but also a clock pulse having a frequency half that of the frequency as shown in FIG. It is also possible to apply by dividing the frequency.

請求項2に係る発明では、請求項1に記載の光変調器の駆動装置において、少なくとも該ロジック回路、該第1及び第2のドライバ回路は、同一の接続基板上に形成されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the optical modulator driving device according to the first aspect, at least the logic circuit and the first and second driver circuits are formed on the same connection substrate. Features.

請求項3に係る発明では、請求項1又は2に記載の光変調器の駆動装置において、該ロジック回路から第1又は第2の変調電極との間に、インバータ回路又は位相調整回路の少なくとも一つを有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical modulator driving device according to the first or second aspect, at least one of an inverter circuit or a phase adjustment circuit is provided between the logic circuit and the first or second modulation electrode. It is characterized by having one.

請求項4に係る発明では、請求項1乃至3のいずれかに記載の光変調器の駆動装置において、該ロジック回路は、クロック抽出機能を有する波形整形回路であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical modulator driving device according to any one of the first to third aspects, the logic circuit is a waveform shaping circuit having a clock extraction function.

請求項1に係る発明により、単一の信号源から出力されるNRZ変調信号が入力されるロジック回路を用いて、NRZ変調信号とクロックパルスとを発生しているため、変調信号の発生手段が一つで済み、NRZ変調信号とクロックパルスとの同期をとる手段も不要となる。これにより、光変調器の駆動装置を簡略化でき、コストの増加を抑制することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, since the NRZ modulation signal and the clock pulse are generated using the logic circuit to which the NRZ modulation signal output from the single signal source is input, the modulation signal generating means One is sufficient, and no means for synchronizing the NRZ modulation signal and the clock pulse is required. As a result, the drive device for the optical modulator can be simplified, and an increase in cost can be suppressed.

請求項2に係る発明により、ロジック回路、第1及び第2のドライバ回路は、同一の接続基板上に形成されているため、接続基板に導入する信号線はNRZ変調信号の信号線のみとなるため信号線の接続状態の影響を抑制でき、該ロジック回路から各ドライバ回路を経て各変調電極に至るまでの信号線の状態を、同一基板上で常に所定の状態に保持することが可能となるため、各変調電極に正確に位相調整された変調信号を印加することが可能となる。また、位相状態を決める信号線が同一基板上に形成されているため、各回路間の温度差が少なく、温度変化に対しても極めて安定な光変調器の駆動装置を提供することができる。   According to the invention of claim 2, since the logic circuit and the first and second driver circuits are formed on the same connection board, the signal line introduced into the connection board is only the signal line of the NRZ modulation signal. Therefore, the influence of the connection state of the signal line can be suppressed, and the state of the signal line from the logic circuit through each driver circuit to each modulation electrode can be always kept in a predetermined state on the same substrate. Therefore, it is possible to apply a modulation signal whose phase is accurately adjusted to each modulation electrode. In addition, since the signal lines for determining the phase state are formed on the same substrate, it is possible to provide an optical modulator driving device that has a small temperature difference between the circuits and is extremely stable against temperature changes.

請求項3に係る発明により、ロジック回路から第1又は第2の変調電極との間に、インバータ回路又は位相調整回路の少なくとも一つを有するため、ロジック回路から出力されるクロックパルスが、NRZ変調信号と逆位相で出力されるにも拘らず、インバータ回路や位相調整手段により、NRZ変調信号とクロックパルスとを、各々の変調電極に適正な位相状態で印加することが可能となる。   According to the invention of claim 3, since at least one of the inverter circuit or the phase adjustment circuit is provided between the logic circuit and the first or second modulation electrode, the clock pulse output from the logic circuit is subjected to NRZ modulation. In spite of being output in phase opposite to the signal, the inverter circuit and the phase adjusting means can apply the NRZ modulation signal and the clock pulse to each modulation electrode in an appropriate phase state.

請求項4に係る発明により、ロジック回路は、クロック抽出機能を有する波形整形回路であるため、仮に信号源からの信号の品質が劣化した場合でも、ロジック回路で適正な信号に整形され、該ロジック回路で抽出されたクロックパルスと併せて、極めて品質の高い光信号を生成することが可能となる。   According to the invention of claim 4, since the logic circuit is a waveform shaping circuit having a clock extraction function, even if the quality of the signal from the signal source is deteriorated, the logic circuit is shaped into an appropriate signal by the logic circuit. In combination with the clock pulse extracted by the circuit, it becomes possible to generate an optical signal of extremely high quality.

以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
図4は、本発明に係る光変調器の駆動装置の概略を示したものである。
本発明に利用される光変調器は、2つのマッハツェンダ型光導波路40,41を直列に配置したものである。ただし、1つのマッハツェンダ型光導波路を有する光変調器を2つ直列に接続しても良い。
各マッハツェンダ型光導波路を含む光変調部には、変調電極42,43が形成されている。変調電極は、変調信号を印加する信号電極と接地される接地電極から構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using preferred examples.
FIG. 4 shows an outline of an optical modulator driving apparatus according to the present invention.
The optical modulator used in the present invention has two Mach-Zehnder type optical waveguides 40 and 41 arranged in series. However, two optical modulators having one Mach-Zehnder type optical waveguide may be connected in series.
Modulation electrodes 42 and 43 are formed in the light modulation section including each Mach-Zehnder type optical waveguide. The modulation electrode includes a signal electrode that applies a modulation signal and a ground electrode that is grounded.

また、変調電極は、図2に示すようにマッハツェンダ型光導波路の2つの分岐光導波路に対して独立して設けることも可能である。この場合には、後述するロジック回路45から出力されるクロックパルスを、分周器により1/2の周波数に変換し、図2に示した180°ハイブリッド回路に入力し、該180°ハイブリッド回路より互いに逆相状態の2つのクロックパルスを出力し、さらにドライバ回路により各信号を増幅して、各々の変調電極に印加するよう構成することができる。なお、180°ハイブリッド回路とドライバ回路とを組み込んだ差動出力型ドライバ回路を利用することも可能である。   Also, the modulation electrode can be provided independently for the two branch optical waveguides of the Mach-Zehnder type optical waveguide as shown in FIG. In this case, a clock pulse output from a logic circuit 45, which will be described later, is converted to a half frequency by a frequency divider and input to the 180 ° hybrid circuit shown in FIG. Two clock pulses in opposite phases can be output, and each signal can be amplified by a driver circuit and applied to each modulation electrode. A differential output type driver circuit incorporating a 180 ° hybrid circuit and a driver circuit can also be used.

変調電極42,43に印加される変調信号は、単一の信号源44により生成されている。信号源44からはNRZ変調信号が出力され、ロジック回路45に入力される。
本発明に用いるロジック回路45には、クロック抽出機能を有する波形整形回路を使用する。これは、NRZ変調信号からクロックパルスを抽出するだけでなく、NRZ変調信号が仮に劣化していても、該ロジック回路で適正な信号に整形され、該ロジック回路で抽出されたクロックパルスと併せて、品質の高い変調信号を供給することを可能とするものである。これにより、極めて品質の高い光信号を生成することができる。
ロジック回路45からは、入力信号に対応したNRZ変調信号と、入力信号の周波数と同じ周波数を有するクロックパルスとが出力される。ただし、出力されるNRZ変調信号とクロックパルスとの位相は、逆相状態となっている。
The modulation signal applied to the modulation electrodes 42 and 43 is generated by a single signal source 44. An NRZ modulation signal is output from the signal source 44 and input to the logic circuit 45.
As the logic circuit 45 used in the present invention, a waveform shaping circuit having a clock extraction function is used. This is not only to extract the clock pulse from the NRZ modulation signal, but even if the NRZ modulation signal is degraded, it is shaped into an appropriate signal by the logic circuit and combined with the clock pulse extracted by the logic circuit. It is possible to supply a modulated signal with high quality. Thereby, an extremely high quality optical signal can be generated.
The logic circuit 45 outputs an NRZ modulation signal corresponding to the input signal and a clock pulse having the same frequency as the frequency of the input signal. However, the phase of the output NRZ modulation signal and the clock pulse is in an opposite phase state.

ロジック回路45から出力されたNRZ変調信号は、ドライバ回路46により所定の値に増幅され、第1のマッハツェンダ型光導波路40の第1の変調電極42に印加される。
他方、ロジック回路45から出力されたクロックパルスは、インバータ回路47や位相調整器48を経てドライバ回路49に導入され、所定の信号強度に増幅されて、第2のマッハツェンダ型光導波路の第2の変調電極43に印加される。
The NRZ modulation signal output from the logic circuit 45 is amplified to a predetermined value by the driver circuit 46 and applied to the first modulation electrode 42 of the first Mach-Zehnder optical waveguide 40.
On the other hand, the clock pulse output from the logic circuit 45 is introduced into the driver circuit 49 through the inverter circuit 47 and the phase adjuster 48, amplified to a predetermined signal intensity, and then the second pulse of the second Mach-Zehnder type optical waveguide. Applied to the modulation electrode 43.

インバータ回路47や位相調整器48は、本発明において不可欠なものではなく、ロジック回路45から第1の変調電極42までの信号線の長さと、ロジック回路45から第2の変調電極43までの信号線の長さとが、各変調電極に印加される変調信号の位相を所定の関係に設定することが可能な場合は、省略することができる。
また、インバータ回路や位相調整器は、NRZ変調信号を用いる第1の変調電極側に設けることも可能である。
The inverter circuit 47 and the phase adjuster 48 are not indispensable in the present invention. The length of the signal line from the logic circuit 45 to the first modulation electrode 42 and the signal from the logic circuit 45 to the second modulation electrode 43 are not necessary. The length of the line can be omitted if the phase of the modulation signal applied to each modulation electrode can be set in a predetermined relationship.
Further, the inverter circuit and the phase adjuster can be provided on the first modulation electrode side using the NRZ modulation signal.

以上の構成により、第1のマッハツェンダ型光導波路にCW光を入射してNRZ光信号を形成し、該NRZ光信号を第2のマッハツェンダ型光導波路に入射してRZ光信号に変換し、光変調器から出力させる。
本発明の光変調器の駆動装置は、図4のように第1の変調電極42に、NRZ変調信号を印加するものに限らず、第1の変調電極42にクロックパルスを印加し、第2の変調電極にNRZ変調信号を印加するよう構成することも可能である。
With the above configuration, CW light is incident on the first Mach-Zehnder optical waveguide to form an NRZ optical signal, and the NRZ optical signal is incident on the second Mach-Zehnder optical waveguide to convert it to an RZ optical signal. Output from the modulator.
The optical modulator driving device of the present invention is not limited to applying an NRZ modulation signal to the first modulation electrode 42 as shown in FIG. 4, but applies a clock pulse to the first modulation electrode 42, and the second It is also possible to apply an NRZ modulation signal to the modulation electrode.

次に、本発明の駆動装置に接続基板110を使用する場合について、図5により説明する。
100は、電気光学効果を有する基板であり、該基板上には2つのマッハツェンダ型光導波路101,102が形成されている。また、各マッハツェンダ型光導波路内を通過する光を変調するための変調電極が形成されている。ここでは、図面を簡略化するため、信号電極103,104のみが示されている。光変調器を構成する材料や構造については、特に限定されるものではないが、例えば、電気光学効果を有する基板としては、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、PLZT(ジルコン酸チタン酸鉛ランタン)、及び石英系の材料が利用可能である。また、基板上の光導波路は、Tiなどを熱拡散法やプロトン交換法などで基板表面に拡散させることにより形成することができる。さらに、変調電極を構成する信号電極や接地電極などは、Ti・Auの電極パターンの形成及び金メッキ方法などにより形成することが可能である。またさらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体SiO等のバッファ層を設けることも可能である。
Next, the case where the connection substrate 110 is used in the drive device of the present invention will be described with reference to FIG.
Reference numeral 100 denotes a substrate having an electro-optic effect, and two Mach-Zehnder type optical waveguides 101 and 102 are formed on the substrate. Further, a modulation electrode for modulating light passing through each Mach-Zehnder type optical waveguide is formed. Here, in order to simplify the drawing, only the signal electrodes 103 and 104 are shown. The material and structure constituting the optical modulator are not particularly limited. For example, as a substrate having an electrooptic effect, lithium niobate, lithium tantalate, PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), And quartz based materials are available. The optical waveguide on the substrate can be formed by diffusing Ti or the like on the substrate surface by a thermal diffusion method or a proton exchange method. Further, the signal electrode, the ground electrode, and the like constituting the modulation electrode can be formed by forming a Ti / Au electrode pattern, a gold plating method, or the like. Furthermore, if necessary, a buffer layer such as dielectric SiO 2 can be provided on the surface of the substrate after the optical waveguide is formed.

光変調器の傍には、アルミナ、窒化アルミなどの低誘電損失材料などで形成された接続基板110が配置されている。接続基板110上には、ロジック回路111、ドライバ回路112,114が配置され、さらにインバータ回路又は位相調整器などの位相調整手段113が、図4に係る説明で詳述したように必要に応じて配置されている。
光変調器の傍には、さらに終端器130,131が配置され、信号電極103,104を伝搬する変調信号の反射を防止している。
A connection substrate 110 made of a low dielectric loss material such as alumina or aluminum nitride is disposed beside the optical modulator. On the connection substrate 110, a logic circuit 111 and driver circuits 112 and 114 are arranged, and a phase adjusting means 113 such as an inverter circuit or a phase adjuster is provided as necessary in detail as described in the description of FIG. Has been placed.
Terminators 130 and 131 are further arranged near the optical modulator to prevent reflection of the modulated signal propagating through the signal electrodes 103 and 104.

光変調器、接続基板110、及び終端器130,131は、金属製等の筐体140内に気密封止され、光変調器モジュールを構成している。
光変調器には、筐体140の外部より入力用光ファイバ105と、出力用光ファイバ106が接続されている。また、接続基板110には、筐体140の外部より信号源120の信号線が導入され、ロジック回路111に繋がる線路に接続されている。
The optical modulator, the connection substrate 110, and the terminators 130 and 131 are hermetically sealed in a housing 140 made of metal or the like to constitute an optical modulator module.
An input optical fiber 105 and an output optical fiber 106 are connected to the optical modulator from the outside of the housing 140. Further, the signal line of the signal source 120 is introduced into the connection substrate 110 from the outside of the housing 140 and is connected to a line connected to the logic circuit 111.

このように、光変調器モジュールに導入される信号線は、信号源120からのNRZ変調信号を導入する信号線の1本だけであり、接続作業が容易な上、2つのマッハツェンダ型光導波路の各変調電極に印加される変調信号の位相ズレを考慮する必要も無い。
しかも、接続基板110上には、ロジック回路、ドライバ回路などが配置されており、ロジック回路から各ドライバ回路を経て各変調電極に至るまでの信号線の状態を、同一基板上で常に所定の状態に保持することが可能となる。これにより、各変調電極に正確に位相調整された変調信号を印加することが可能となる。さらに、位相状態を決める信号線や回路素子が同一基板上に形成されているため、温度変化に対しても極めて安定な光変調器の駆動装置を提供することができる。
Thus, the signal line introduced into the optical modulator module is only one of the signal lines for introducing the NRZ modulation signal from the signal source 120, and the connection work is easy and the two Mach-Zehnder type optical waveguides are connected. There is no need to consider the phase shift of the modulation signal applied to each modulation electrode.
In addition, a logic circuit, a driver circuit, and the like are arranged on the connection substrate 110, and the state of the signal line from the logic circuit to each modulation electrode through each driver circuit is always in a predetermined state on the same substrate. It is possible to hold it. Thereby, it is possible to apply a modulation signal whose phase is accurately adjusted to each modulation electrode. Furthermore, since the signal lines and circuit elements that determine the phase state are formed on the same substrate, it is possible to provide an optical modulator driving device that is extremely stable against temperature changes.

以上説明したように、本発明によれば、2つのマッハツェンダ型光導波路を直接に接続した光変調器の駆動装置において、装置の複雑化や高コスト化を抑制すると共に、2つのマッハツェンダ型光導波路に係る変調電極に正確に位相調整された変調信号を印加でき、光変調器から出力される光信号の劣化を抑制した光変調器の駆動装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, in an optical modulator drive device in which two Mach-Zehnder type optical waveguides are directly connected, the complexity and cost of the device are suppressed, and the two Mach-Zehnder type optical waveguides are suppressed. Therefore, it is possible to provide an optical modulator driving apparatus that can apply a modulated signal whose phase is accurately adjusted to the modulation electrode according to the present invention, and that suppresses deterioration of the optical signal output from the optical modulator.

従来のRZ光変調方式を示す概略図である。It is the schematic which shows the conventional RZ light modulation system. 従来のRZ光変調方式を示す概略図であり、クロックパルスに1/2周波数を用いるものを示す。It is the schematic which shows the conventional RZ light modulation system, and shows what uses a 1/2 frequency for a clock pulse. 従来のRZ光変調方式を示す概略図であり、クロックパルスをNRZ変調信号を用いて生成するものを示す。It is the schematic which shows the conventional RZ light modulation system, and shows what produces | generates a clock pulse using an NRZ modulation signal. 本発明に係る光変調器の駆動装置の概略図である。It is the schematic of the drive device of the optical modulator which concerns on this invention. 本発明に係る光変調器の駆動装置に接続基板を用いるものを示す図である。It is a figure which shows what uses a connection board | substrate for the drive device of the optical modulator which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,10,11,30,31,40,41,101,102 マッハツェンダ型光導波路
3,4,12,13,14,32,33,42,43 変調電極
5,15,34,44,120 NRZ変調信号の信号源
7,17 クロックパルス発生器
6,8,16,19,20,35,38,46,49,112,114 ドライバ回路
9,21 同期手段
18 180°ハイブリッド回路
36 クロック抽出部
37 位相調整部
45,111 ロジック回路
47 インバータ回路
48 位相調整器
100 光変調器用基板
103,104 信号電極
105,106 光ファイバ
110 接続基板
113 位相調整手段
130,131 終端器
140 光変調器モジュールの筐体
1, 2, 10, 11, 30, 31, 40, 41, 101, 102 Mach-Zehnder type optical waveguides 3, 4, 12, 13, 14, 32, 33, 42, 43 Modulating electrodes 5, 15, 34, 44, 120 NRZ modulation signal source 7, 17 clock pulse generator 6, 8, 16, 19, 20, 35, 38, 46, 49, 112, 114 driver circuit 9, 21 synchronization means 18 180 ° hybrid circuit 36 clock extraction Unit 37 phase adjusting unit 45, 111 logic circuit 47 inverter circuit 48 phase adjuster 100 optical modulator substrate 103, 104 signal electrode 105, 106 optical fiber 110 connection substrate 113 phase adjusting means 130, 131 terminator 140 optical modulator module Enclosure

Claims (4)

2つのマッハツェンダ型光導波路を直列に配置すると共に、各マッハツェンダ型光導波路内を通過する光を変調するための変調電極を各々のマッハツェンダ型光導波路に対して設けた光変調器に対し、一方のマッハツェンダ型光導波路に係る第1の変調電極にはNRZ変調信号を入力し、他方のマッハツェンダ型光導波路に係る第2の変調電極にはクロックパルスを入力し、該光変調器からRZ光信号を出力させる光変調器の駆動装置において、
単一の信号源から出力されるNRZ変調信号が入力されるロジック回路と、
該ロジック回路から出力されるNRZ変調信号を増幅する第1のドライバ回路と、
該ロジック回路から出力されるクロックパルスを増幅する第2のドライバ回路とを有し、
該第1のドライバ回路の出力を上記第1の変調電極に印加すると共に、該第2のドライバ回路の出力を上記第2の変調電極に印加することを特徴とする光変調器の駆動装置。
Two Mach-Zehnder type optical waveguides are arranged in series, and one modulation modulator for modulating light passing through each Mach-Zehnder type optical waveguide is provided for each Mach-Zehnder type optical waveguide. An NRZ modulation signal is input to the first modulation electrode related to the Mach-Zehnder optical waveguide, a clock pulse is input to the second modulation electrode related to the other Mach-Zehnder optical waveguide, and an RZ optical signal is received from the optical modulator. In the drive device of the optical modulator to be output,
A logic circuit to which an NRZ modulation signal output from a single signal source is input;
A first driver circuit for amplifying an NRZ modulation signal output from the logic circuit;
A second driver circuit for amplifying a clock pulse output from the logic circuit;
An optical modulator driving device, wherein the output of the first driver circuit is applied to the first modulation electrode, and the output of the second driver circuit is applied to the second modulation electrode.
請求項1に記載の光変調器の駆動装置において、少なくとも該ロジック回路、該第1及び第2のドライバ回路は、同一の接続基板上に形成されていることを特徴とする光変調器の駆動装置。   2. The optical modulator driving device according to claim 1, wherein at least the logic circuit and the first and second driver circuits are formed on the same connection substrate. apparatus. 請求項1又は2に記載の光変調器の駆動装置において、該ロジック回路から第1又は第2の変調電極との間に、インバータ回路又は位相調整回路の少なくとも一つを有することを特徴とする光変調器の駆動装置。   3. The optical modulator driving device according to claim 1, further comprising at least one of an inverter circuit and a phase adjustment circuit between the logic circuit and the first or second modulation electrode. Drive device for optical modulator. 請求項1乃至3のいずれかに記載の光変調器の駆動装置において、該ロジック回路は、クロック抽出機能を有する波形整形回路であることを特徴とする光変調器の駆動装置。
4. The optical modulator drive device according to claim 1, wherein the logic circuit is a waveform shaping circuit having a clock extraction function.
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