JP2013128178A - 光変調装置及び光変調方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光変調装置100において、位相変調部103には第1の駆動信号及び第1のバイアス信号が印加され、位相変調部104には第2の駆動信号及び第2のバイアス信号が印加され、π/2位相シフト部105には第3のバイアス信号が印加される。制御部112は、第1の調整期間において、第3のバイアス信号を調整し、第1の調整期間の次の第2の調整期間において、第1の駆動信号及び第1のバイアス信号を調整し、第2の調整期間の次の第3の調整期間において、第2の駆動信号及び第2のバイアス信号を調整する。制御部112は、第1の調整期間における、調整基準信号の現在値と目標値との乖離が収束する前に、第2の調整期間を開始させ、第2の調整期間における乖離が収束する前に、第3の調整期間を開始させる。
【選択図】図8
Description
a)ABC制御が収束点(最適点)に向かって大きく動くことで、位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する。
b)位相変調器とその駆動回路とは、高周波特性上、近くに実装されるのが一般的である。よって、駆動回路の出力振幅が増加すると、駆動回路の消費電力が増加し発熱が増え、この熱のあおりを受けて位相変調器の温度上昇が発生する。この影響で位相変調器の光透過特性(印加電圧 vs 光パワーロス)が短時間でシフトするため、バイアス電圧の制御をしていない区間(電圧が保持されている区間)に位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する。
[光変調装置100の構成]
図8は、実施の形態1に係る光変調装置100の構成例を示すブロック図である。図8において、光変調装置100は、光源101と、変調ユニット102と、MUX(multiplexer)106と、駆動回路107,108と、PD(Photo Diode)モニタ109と、電力モニタ110と、調整基準信号形成部111と、制御部112とを有する。また、変調ユニット102は、位相変調部103,104と、π/2位相シフト部105とを有する。変調ユニット102は、例えば、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying;差動四相位相偏移変調方式)、又は、DP-QPSK(Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying;偏波多重4位相偏移変調方式)のLN(LiNbO3)変調器に相当する。
以上の構成を有する光変調装置100の動作について説明する。図11は、光変調装置100の動作説明に供する図である。
実施の形態2は、複数の変調ユニットを有する光変調装置に関する。
図13は、実施の形態2に係る光変調装置200の構成例を示すブロック図である。図13において、光変調装置200は、変調ユニット201と、90度偏光回転子205と、MUX206と、駆動回路207と、駆動回路208と、PDモニタ209と、電力モニタ210と、調整基準信号形成部211と、制御部212とを有する。変調ユニット201は、位相変調部202と、位相変調部203と、π/2位相シフト部204とを有する。変調ユニット102及び変調ユニット201は、例えば、DP-QPSK(Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying;偏波多重4位相偏移変調方式)のLN(LiNbO3)変調器に相当する。そして、例えば、変調ユニット102は、X偏波によって送信される変調信号を形成し、変調ユニット201は、Y偏波によって送信される変調信号を形成する。
以上の構成を有する光変調装置200の動作について説明する。図14は、光変調装置200の動作説明に供する図である。
実施の形態3では、変調ユニットに対する調整を光源が発光する前に開始する。これに伴い、駆動信号及びバイアス信号に対してリミットを設ける。
図16は、実施の形態3に係る光変調装置300の構成例を示すブロック図である。図16において、光変調装置300は、制御部301を有する。制御部301は、図17に示すように、バイアス調整部311,312と、振幅調整部313と、調整期間制御部314とを有する。
以上の構成を有する光変調装置300の動作について説明する。
図18は、制御部301による第3のバイアス信号に対する調整処理の説明に供するフローチャートである。図19は、制御部301による第3のバイアス信号に対する調整処理の説明に供する図である。図19において、横軸は、バイアス調整信号の電圧値を表し、縦軸は、光変調装置300のパワーロス(つまり、光変調装置300の光出力)を表す。すなわち、図19において、横軸方向に光パワーの増減が繰り返される曲線は、バイアス調整信号に対する光変調装置300の光出力特性を表している。
OUT(z)=a*IN(z)+b*IN(z−1)+c*OUT(z−1)・・・(1)
図20は、制御部301による第1のバイアス信号又は第2のバイアス信号に対する調整処理の説明に供する図である。なお、この調整処理は、第3のバイアス信号に対する調整処理と同様であるので、図18のフローチャートを援用して説明する。また、第2の調整期間における第1のバイアス信号に対する調整処理と、第3の調整期間における第2のバイアス信号に対する調整処理とは同様であるので、ここでは、第2の調整期間における調整処理についてのみ説明する。
図21は、制御部301による第1の駆動信号又は第2の駆動信号に対する調整処理の説明に供するフローチャートである。図22は、制御部301による第1の駆動信号又は第2の駆動信号に対する調整処理の説明に供する図である。図22において、横軸は、振幅制御信号の電圧値を表し、縦軸は、光変調装置300のパワーロス(つまり、光変調装置300の光出力)を表す。第2の調整期間における第1の駆動信号に対する調整処理と、第3の調整期間における第2の駆動信号に対する調整処理とは同様であるので、ここでは、第2の調整期間における調整処理についてのみ説明する。
実施の形態4は、具体的な回路構成例に関する。図23は、光変調装置の回路構成例を示す図である。図23に示される回路構成例は、図13の光変調装置200に対応する。
101 光源
102,201 変調ユニット
103,104,202,203 位相変調部
105,204 π/2位相シフト部
107,108,207,208 駆動回路
109,209 PDモニタ
110,210 電力モニタ
111,211 調整基準信号形成部
112,212,301 制御部
121 セレクタ
122 選択制御部
131,137 パイロット生成部
132,138 同期検波部
133,134,311,312 バイアス調整部
135,136 バイアス供給回路
139,313 振幅調整部
140,314 調整期間制御部
205 90度偏光回転子
Claims (9)
- 第1の駆動信号及び第1のバイアス信号に基づいて光を変調することにより、第1の光変調信号を形成する第1の変調部と、第2の駆動信号及び第2のバイアス信号に基づいて光を変調することにより、第2の光変調信号を形成する第2の変調部と、第3のバイアス信号に基づいて前記第1の光変調信号の位相を前記第2の光変調信号に対してシフトすることにより、前記第1の光変調信号と前記第2の光変調信号との位相差をπ/2に近づける位相シフト部とを有する変調ユニットと、
前記位相シフト部において位相シフトされた、前記第1の光変調信号と前記第2の光変調信号とが合わせられた合成信号に基づいて、調整基準信号を形成する形成部と、
前記調整基準信号の現在値と目標値との乖離に基づいて、前記第1の駆動信号及び前記第2の駆動信号の振幅、並びに、前記第1のバイアス信号、前記第2のバイアス信号、及び前記第3のバイアス信号の電圧を調整する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、複数の調整期間において調整を行い、第1の調整期間における前記乖離が収束する前に、前記第1の調整期間の次の第2の調整期間を開始させる、
光変調装置。 - 前記制御部は、
前記第1の調整期間において、前記第3のバイアス信号を調整し、
前記第2の調整期間において、前記第1の駆動信号及び前記第1のバイアス信号を調整し、
前記第2の調整期間の次の第3の調整期間において、前記第2の駆動信号及び前記第2のバイアス信号を調整する、
請求項1に記載の光変調装置。 - 前記第1の駆動信号及び前記第2の駆動信号は、第1の周波数を持つ第1のパイロットが重畳され、
前記第1のバイアス信号及び前記第2のバイアス信号は、第2の周波数を持つ第2のパイロットが重畳され、
前記第3のバイアス信号は、第3のパイロットが重畳され、
前記制御部は、
前記第1の調整期間の長さを、前記第3のパイロットの1周期以上であり且つ前記第3のバイアス信号を調整したときの時定数以下に制御し、
前記第2の調整期間の長さを、前記第1のパイロットの1周期以上であり且つ前記第1の駆動信号及び前記第1のバイアス信号を調整したときの時定数以下に制御し、
前記第3の調整期間の長さを、前記第2のパイロットの1周期以上であり且つ前記第2の駆動信号及び前記第2のバイアス信号を調整したときの時定数以下に制御する、
請求項2に記載の光変調装置。 - 第1の前記変調ユニットと、
第3の駆動信号及び第4のバイアス信号に基づいて光を変調することにより、第3の光変調信号を形成する第3の変調部と、第4の駆動信号及び第5のバイアス信号に基づいて光を変調することにより、第4の光変調信号を形成する第4の変調部と、第6のバイアス信号に基づいて前記第3の光変調信号の位相を前記第4の光変調信号に対してシフトすることにより、前記第3の光変調信号と前記第4の光変調信号との位相差をπ/2に近づける第2の位相シフト部とを有する第2の変調ユニットと、
前記第2の位相シフト部において位相シフトされた、前記第3の光変調信号と前記第4の光変調信号とが合わせられた第2の合成信号に基づいて、第2の調整基準信号を形成する第2の形成部と、
をさらに具備し、
前記制御部は、第1の前記調整基準信号に基づく調整処理と、前記第2の調整基準信号に基づく調整処理とを並列に実行する、
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光変調装置。 - 前記制御部は、前記第1の調整期間を前記光が発光される前に開始させる、
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光変調装置。 - 前記制御部は、前記第3のバイアス信号の目標電圧値が許容範囲から外れる場合、前記許容範囲内の所定値に前記目標電圧値を変更する、
請求項5に記載の光変調装置。 - 前記制御部は、前記第1のバイアス信号の目標電圧値が許容範囲から外れる場合、前記許容範囲内の所定値に前記目標電圧値を変更する、
請求項5に記載の光変調装置。 - 前記制御部は、前記第1の駆動信号の目標電圧値が許容範囲から外れる場合、前記許容範囲の最小値に前記目標電圧値を変更する、
請求項5に記載の光変調装置。 - 第1の駆動信号及び第1のバイアス信号に基づいて光を変調することにより、第1の光変調信号を形成し、
第2の駆動信号及び第2のバイアス信号に基づいて光を変調することにより、第2の光変調信号を形成し、
第3のバイアス信号に基づいて前記第1の光変調信号の位相を前記第2の光変調信号に対してシフトすることにより、前記第1の光変調信号と前記第2の光変調信号との位相差をπ/2に近づけ、
位相シフトされた前記第1の光変調信号と前記第2の光変調信号とが合わせられた合成信号に基づいて、調整基準信号を形成し、
前記調整基準信号の現在値と目標値との乖離に基づいて、前記第1の駆動信号及び前記第2の駆動信号の振幅、並びに、前記第1のバイアス信号、前記第2のバイアス信号、及び前記第3のバイアス信号の電圧を調整し、
前記調整では、複数の調整期間において調整され、第1の調整期間における前記乖離が収束する前に、前記第1の調整期間の次の第2の調整期間を開始される、
光変調方法。
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