專利名稱：光發(fā)送裝置、光接收裝置以及包括它們的光通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光發(fā)送裝置、光接收裝置以及包括它們的光通信系統(tǒng)，更具體地，涉及一種使用PSK調(diào)制來發(fā)送光信號的光發(fā)送裝置、從該光發(fā)送裝置接收光信號的光接收裝置，以及包括這些裝置的光通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，期待已建立目的在于高容量并且長距離的光傳輸系統(tǒng)的光發(fā)送裝置的實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開發(fā)。具體地，對于在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)采用適于高容量和長距離的光調(diào)制技術(shù)的光發(fā)送裝置的期待越來越高。為了滿足這種期待，提出了使用諸如DPSK(差分相移鍵控)和DQPSK(差分正交相移鍵控)的相移鍵控的光傳輸系統(tǒng)。 NRZ(非歸零)調(diào)制技術(shù)和RZ(歸零)調(diào)制技術(shù)是已知的實(shí)際光調(diào)制技術(shù)，它們實(shí)際上應(yīng)用于陸地上和海下。在使用這種調(diào)制技術(shù)的光傳輸系統(tǒng)中，用于使光傳輸信號的發(fā)送器中的組件穩(wěn)定工作的技術(shù)非常重要。 一個示例是NRZ調(diào)制中的ABC(自動偏壓控制)電路，其用于防止由于LN(鈮酸鋰)調(diào)制器的工作點(diǎn)的漂移而導(dǎo)致的傳輸信號劣化。(參見專利文獻(xiàn)1 :日本特開未審專利公報No. 03-251815)。 還有一種用于具有多個光調(diào)制單元的光SSB (單邊帶)調(diào)制器的偏壓控制方法，其中，在調(diào)制器的正常工作期間，對每個光調(diào)制單元執(zhí)行直流偏壓的適當(dāng)校正。(參見專利文獻(xiàn)2 :日本特開未審專利公報No. 2004-318052)。 專利文獻(xiàn)3(日本公報No. 2004-516743)中描述了用于接收DQPSK信號的光接收裝置的示例。在專利文獻(xiàn)3中的光接收裝置中，光信號的相位在構(gòu)成Mach-Zehnder干涉儀的一對波導(dǎo)中的一個中偏移了 n/4。 圖1是用于對采用傳統(tǒng)NRZ調(diào)制技術(shù)的具有用于NRZ的ABC電路的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的框圖。在圖1中，采用傳統(tǒng)NRZ調(diào)制的該光發(fā)送裝置包括激光二極管111 ;相位調(diào)制器221，其包括MZ(Mach-Zehnder)調(diào)制器等，通過向調(diào)制電極輸入NRZ數(shù)據(jù)信號DATA來執(zhí)行相位調(diào)制；以及用于NRZ的ABC電路550，其通過對相位調(diào)制器221的光輸出的一部分進(jìn)行監(jiān)測，來檢測疊加在數(shù)據(jù)信號DATA上的低頻信號，向相位調(diào)制器221的偏壓T形接頭(tee)(圖中未示出)施加控制信號，并對工作點(diǎn)的偏離進(jìn)行補(bǔ)償。
然而，采用NRZ調(diào)制的傳統(tǒng)光發(fā)送裝置中的ABC電路僅執(zhí)行偏壓控制，該偏壓控制對MZ調(diào)制器的工作點(diǎn)的偏離進(jìn)行補(bǔ)償，其不包括用于對諸如DQPSK的相移鍵控所需的相移單元的相移量進(jìn)行監(jiān)測的裝置，該裝置由于其預(yù)期的潛力而受到關(guān)注。因此，圖l所示的傳統(tǒng)技術(shù)不能應(yīng)用于諸如DQPSK的相移鍵控。存在的問題在于，對于采用諸如DQPSK的相移鍵控的整個光發(fā)送裝置，不存在相移和DC漂移的總體控制的概念。 此外，在專利文獻(xiàn)3中所述的光接收裝置中，需要使光信號的相位偏移;然而，并沒有采取措施來防止光學(xué)器件由于老化而導(dǎo)致的精度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種包括相位調(diào)制器的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)，其中可以對相移和DC漂移等進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?本發(fā)明的另一目的是提供一種結(jié)構(gòu)，其中可以在整個光發(fā)送裝置中對相移單元、相位調(diào)制器以及強(qiáng)度調(diào)制器中的相移和DC漂移等進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?本發(fā)明的另一目的是提供一種用于接收調(diào)制光信號的光接收裝置的結(jié)構(gòu)，其中可以對解調(diào)所接收的信號所需的相移進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)送裝置包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元。該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)南辔徊睿粩?shù)據(jù)調(diào)制單元，用于在分束光波導(dǎo)上對光信號進(jìn)行相位調(diào)制；以及電極，用于疊加低頻信號。根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)送裝置包括低頻信號疊加單元，用于產(chǎn)生具有適當(dāng)相位差的多個低頻信號，并用于將這些低頻信號提供給分束光波導(dǎo)上的電極；監(jiān)測單元，用于在分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在光信號上的低頻信號或者該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；以及相位差控制單元，用于對相移單元進(jìn)行控制，以根據(jù)監(jiān)測單元的輸出來獲得適當(dāng)?shù)南辔徊睢?根據(jù)本發(fā)明另一方面的光發(fā)送裝置發(fā)送與數(shù)據(jù)信號相對應(yīng)的調(diào)制光信號，并且包括相移單元，用于對通過對光輸入進(jìn)行分束而獲得的第一光信號和第二光信號中的至少一個的相位進(jìn)行控制，以使得該第一光信號和第二光信號在光波導(dǎo)上具有預(yù)定的相位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，用于在光波導(dǎo)上通過使用數(shù)據(jù)信號對第一和第二光信號的相位進(jìn)行調(diào)制；監(jiān)測單元，用于對通過耦合由數(shù)據(jù)調(diào)制單元進(jìn)行了調(diào)制的第一和第二光信號而獲得的調(diào)制光信號的平均光功率進(jìn)行監(jiān)測；以及控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元的輸出來控制相移單元。該數(shù)據(jù)調(diào)制單元可以包括相位添加單元，用于向根據(jù)數(shù)據(jù)信號而確定的相位添加預(yù)定的相位。 根據(jù)本發(fā)明的光接收裝置對經(jīng)相位調(diào)制的光信號進(jìn)行接收和解調(diào)，并且包括干涉儀，其包括用于使光輸入的第一分束光延遲一碼元(symbol)時間周期的第一臂，以及用于使該光輸入的第二分束光的相位偏移預(yù)定量的第二臂；光電檢測器電路，用于將來自干涉儀的光信號輸出轉(zhuǎn)換為電信號；計(jì)算電路，用于產(chǎn)生該電信號的平方信號(squaredsignal)或絕對值信號；濾波器，其與該計(jì)算電路相連，用于使除了下述頻率以外的頻率分量的至少一部分通過，該頻率是碼元頻率的整數(shù)倍；以及控制單元，用于根據(jù)該濾波器的輸出來控制第二臂中的相移量。 根據(jù)本發(fā)明，可以通過控制相移以獲得適當(dāng)?shù)南辔?，來使輸出光信號的質(zhì)量穩(wěn)定，
該相移會由于構(gòu)成光發(fā)送裝置的組件的溫度變化的波動或老化等而產(chǎn)生偏差。 另外，由于可以適當(dāng)控制對接收光信號進(jìn)行解調(diào)所需的相移，所以可以消除接收
特性的劣化。


圖1是說明包括傳統(tǒng)NRZ調(diào)制器的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的框 圖2表示與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例相關(guān)的光通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)； 圖3說明了 DQPSK調(diào)制的原理； 圖4說明了 DQPSK調(diào)制中的通信質(zhì)量的劣化； 圖5表示與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例相關(guān)的使用RZ-DQPSK調(diào)制的光發(fā)送裝置的整體結(jié)構(gòu)； 圖6表示與本發(fā)明的第一實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第一結(jié)構(gòu)； 圖7是表示在相移器中，當(dāng)n = 1時低頻信號分量的模擬結(jié)果的波形圖； 圖8是表示在相移器中，當(dāng)n = 2時低頻信號分量的模擬結(jié)果的波形圖； 圖9是表示在相移器中，當(dāng)n = 3時低頻信號分量的模擬結(jié)果的波形圖； 圖10至圖12說明了與本發(fā)明的第一實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第二至第四結(jié)
構(gòu)； 圖13至圖16說明了與本發(fā)明的第二實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第一至第四結(jié)構(gòu)； 圖17和圖18說明了與本發(fā)明的第三實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第一和第二結(jié)構(gòu)； 圖19和圖20說明了與本發(fā)明的第四實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第一和第二結(jié)構(gòu)； 圖21說明了與本發(fā)明的第五實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)； 圖22說明了與本發(fā)明的第六實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)； 圖23說明了與本發(fā)明的第七實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)； 圖24說明了與本發(fā)明的第八實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)； 圖25說明了與本發(fā)明的第九實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)； 圖26A示出了通過平方律檢測而檢測到的光功率的波形； 圖26B示出了相移量與峰值功率之間的關(guān)系； 圖27說明了使用DMPSK調(diào)制的光發(fā)送裝置的整體結(jié)構(gòu)； 圖28說明了圖27所示的控制方法的第一具體示例； 圖29說明了圖27所示的控制方法的第二具體示例； 圖30示出了使用CSRZ-DPSK調(diào)制的光發(fā)送裝置的整體結(jié)構(gòu)； 圖31示出了圖30所示的光發(fā)送裝置中的波動控制的第一結(jié)構(gòu)示例； 圖32示出了圖30所示的光發(fā)送裝置中的波動控制的第二結(jié)構(gòu)示例； 圖33說明了圖31所示的第一結(jié)構(gòu)的具體示例； 圖34說明了圖32所示的第二結(jié)構(gòu)的具體示例； 圖35表示MZ調(diào)制器中的偏壓與檢測到的低頻信號之間的關(guān)系； 圖36表示強(qiáng)度調(diào)制器中的偏壓與檢測到的低頻信號之間的關(guān)系； 圖37示出了圖31所示的光發(fā)送裝置的變型示例； 圖38說明了第十二實(shí)施例的原理； 圖39至圖41是第十二實(shí)施例的第一至第三實(shí)例； 圖42說明了第十三實(shí)施例的原理； 圖43是用于對數(shù)據(jù)信號的標(biāo)記率進(jìn)行控制的方法的簡要概覽；
圖44是對光發(fā)送裝置中的控制進(jìn)行概括的表； 圖45說明了 RZ調(diào)制器的V Ji -ABC控制； 圖46說明了包括在相位調(diào)制器中的I-臂/Q_臂的2V -ABC控制； 圖47概括了所檢測信號的比較結(jié)果； 圖48說明了第十四實(shí)施例的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)； 圖49說明了第十四實(shí)施例中的相移量調(diào)節(jié)方法的概覽； 圖50表示低頻信號的幅值與檢測到的f。分量之間的關(guān)系； 圖51A和圖51B說明了第十四實(shí)施例的效果； 圖52是第十四實(shí)施例中的相移量調(diào)節(jié)方法的流程圖； 圖53是圖52的流程圖的參照圖； 圖54說明了本發(fā)明的實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖55說明了第一實(shí)施例的光接收裝置； 圖56A和圖56B示出了差分信號的波形； 圖57A和圖57B示出了該差分信號的眼圖； 圖58A和58B表示平方信號的波形； 圖59A和59B示出了該平方信號的頻譜； 圖60表示圖55所示的光接收裝置的變型例； 圖61說明了第二實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖62A至圖62C說明了第二實(shí)施例的光接收裝置的工作原理； 圖63說明了第三實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖64A至圖64D說明了第三實(shí)施例的光接收裝置的工作原理； 圖65說明了用于接收DPSK調(diào)制信號的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖66A和圖66B示出了由圖65所示的光接收裝置接收的信號的眼圖； 圖67說明了第四實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖68A至圖68C示出了差分信號的波形； 圖69A至圖69C示出了平方信號的波形； 圖70說明了延遲時間的偏差量與平方信號的平均功率之間的關(guān)系； 圖71說明了圖67所示的光接收裝置的變型例； 圖72說明了第五實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖73A至圖73C說明了第五實(shí)施例的光接收裝置的工作原理； 圖74說明了第六實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖75A和圖75B示出了光電檢測器的輸出電流的波形； 圖76示出了該光電檢測器的輸出電流的平方時間平均功率； 圖77示出了第七實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖78示出了第八實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖79是第八實(shí)施例的光接收裝置的變型例； 圖80示出了第九實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)； 圖81A至圖81C示出了光電檢測器的輸出電流的波形； 圖82A至圖82C說明了限幅放大器的操作；
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圖83示出了該限幅放大器的輸出信號的時間平均功率； 圖84至圖86分別示出了第九實(shí)施例的光接收裝置的第一至第三變型例。
具體實(shí)施例方式
在以下說明中，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。 圖2表示與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例相關(guān)的光通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖2所示的光通信系統(tǒng)1000包括光發(fā)送裝置1010、光接收裝置1020、以及用于在以上裝置之間進(jìn)行連接的傳輸信道光纖1030。光發(fā)送裝置1010包括數(shù)據(jù)生成單元1011和調(diào)制器1012。數(shù)據(jù)生成單元1011生成要進(jìn)行發(fā)送的數(shù)據(jù)。調(diào)制器1012使用由數(shù)據(jù)生成單元1011生成的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的光信號。在這種情況下，調(diào)制方法并沒有具體地限制，而是例如為DQPSK。光接收裝置1020通過對經(jīng)由傳輸信道光纖1030發(fā)送來的光信號進(jìn)行解調(diào)來獲得數(shù)據(jù)。可以在傳輸信道光纖1030上設(shè)置光放大器或光中繼器。 圖3說明了 DQPSK (或QPSK)調(diào)制的原理。在DQPSK調(diào)制中，將2比特?cái)?shù)據(jù)(數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2)作為一個碼元進(jìn)行發(fā)送。此處，為每個碼元都分配了與數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2)的組合相對應(yīng)的相位。在圖3所示的示例中，為碼元(O，O)分配了" n/4"，為碼元(l，O)分配了"3Ji/4"，為碼元(l，l)分配了"5Ji/4"，并為碼元(O，l)分配了"7ji/4"。因此，光接收裝置可以通過檢測所接收信號的相位來重新生成數(shù)據(jù)。 為了實(shí)現(xiàn)以上相位調(diào)制，將光學(xué)CW(連續(xù)波)分束為兩部分，分束光之一由數(shù)據(jù)1進(jìn)行相位調(diào)制，而另一分束光由數(shù)據(jù)2進(jìn)行相位調(diào)制。然后，將分配給數(shù)據(jù)2的相位相對于分配給數(shù)據(jù)l的相位偏移"n/2"。換句話說，在DQPSK調(diào)制中，需要用于產(chǎn)生Ji/2相移的裝置。 圖4說明了 DQPSK調(diào)制中的通信質(zhì)量的劣化。如上所述，采用DQPSK調(diào)制的光發(fā)送裝置包括用于產(chǎn)生n/2相移的裝置。然而，當(dāng)相移量由于老化現(xiàn)象等而偏離n/2時，各個碼元在相平面上的位置也發(fā)生偏離，如圖4所示，并且光接收裝置中出現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)識別的可能性增大。因此，為了提高DQPSK調(diào)制系統(tǒng)的通信質(zhì)量，保持Ji/2相移裝置的高精度非常重要。《光發(fā)送裝置》
〈第一實(shí)施例〉 圖5是表示與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例相關(guān)的利用RZ-DQPSK調(diào)制的光發(fā)送裝置的整體結(jié)構(gòu)的概要框圖。在圖5中，RZ-DQPSK光調(diào)制發(fā)送器包括驅(qū)動信號產(chǎn)生單元IIO，用于接收輸入信號以及來自時鐘信號產(chǎn)生單元120的時鐘信號，并用于產(chǎn)生MZ(Mach-Zehnder)調(diào)制器200的驅(qū)動信號；時鐘信號產(chǎn)生單元120，用于向驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和RZ強(qiáng)度調(diào)制器300提供時鐘信號；CW光源115，用于產(chǎn)生CW(連續(xù)波)光；相移單元220，用于為通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；MZ調(diào)制器200，其包括第一臂和第二臂中的多個調(diào)制電極，以及用于向電極輸入針對DQPSK進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2的端子；以及RZ強(qiáng)度調(diào)制器300，用于對MZ調(diào)制器200的輸出進(jìn)行RZ脈沖調(diào)制。MZ調(diào)制器200包括偏壓輸入單元230和240，用于接收偏壓信號，以對各個臂的漂移進(jìn)行補(bǔ)償。RZ強(qiáng)度調(diào)制器300包括偏壓輸入單元330，用于接收偏壓信號，以對漂移進(jìn)行補(bǔ)償。例如，日本專利公報No. 2004-516743中描述了驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110的結(jié)構(gòu)和操作。
另外，本實(shí)施例的光發(fā)送裝置包括2VJi-ABC控制器500，用于對CW光源115中的波長波動和MZ調(diào)制器200中的工作點(diǎn)偏差(DC漂移)進(jìn)行補(bǔ)償；以及V -ABC控制器600，用于對RZ強(qiáng)度調(diào)制器300中的工作點(diǎn)偏差(DC漂移)進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)要進(jìn)行CSRZ調(diào)制時，應(yīng)當(dāng)包括2VJi-ABC控制器而不是VJi-ABC控制器600。例如，日本特開未審專利公報No. 2000-162563中描述了 2V ji -ABC控制器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和操作。 在與本發(fā)明的該實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置中，相移單元控制器400進(jìn)行偏壓控制(參見圖5的(1))，以使得相移單元220的相移量達(dá)到適當(dāng)?shù)闹?例如，ji/2的奇數(shù)倍，也就是光輸入的A /4的奇數(shù)倍)。ABC控制器500和600通過ABC控制對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償(參見圖5中所示的(2)、 (3)和(4))。 圖6是表示與本發(fā)明的第一實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第一結(jié)構(gòu)的框圖。圖6中的與本實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元120 ;驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110，用于產(chǎn)生針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元120的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD) 11 ;相位調(diào)制器；以及強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元120的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，該相位調(diào)制器包括相移單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊睿粩?shù)據(jù)調(diào)制單元20，其包括用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至第一臂21和第二臂22的數(shù)據(jù)端子；以及第一和第二電極23和24，其設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的對應(yīng)臂的后級，用于疊加低頻信號。該光發(fā)送裝置還包括低頻疊加單元；監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出，對相移單元12的相移量進(jìn)行控制，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾MHz也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向第一電極23提供低頻信號f。，并向第二電極24提供相位由相移器2偏移了 n Ji /2的低頻信號f。，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束成兩部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻率為2f。(較高諧波之一)；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用于將乘法器6的相位小1與BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小l延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji/2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。 由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定的。 在具有以上結(jié)構(gòu)的光發(fā)送裝置中，半導(dǎo)體激光器11產(chǎn)生光CW。光CW被分束為兩
部分，一個分束光被引導(dǎo)至數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的上側(cè)臂21，而另一分束光經(jīng)由相移單元12被
引導(dǎo)至下側(cè)臂22。此處，通過反饋控制將相移單元12的相移量控制為"n Ji/2(n為除了 0
以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))"。 設(shè)置電極23和24以分別對連接至臂21和22的輸出側(cè)的波導(dǎo)進(jìn)行偏壓。電極23和24是例如考慮波導(dǎo)的晶體取向，使用X切割或Z切割而形成的。將由低頻信號產(chǎn)生器1產(chǎn)生的低頻信號不作任何修改地提供給電極23。另一方面，將使用相移器2使其相位偏移
15了"n /2 (n為除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))"的低頻信號提供給電極24。由低頻信 號產(chǎn)生器1產(chǎn)生的低頻信號例如是正弦曲線信號或者矩形波信號，并且其幅值很小，以使 得所發(fā)送的光信號沒有受到不利影響。 盡管由數(shù)據(jù)調(diào)制單元20產(chǎn)生的光信號被引導(dǎo)至強(qiáng)度調(diào)制器31，但是其一部分 被分束并被引導(dǎo)至低速光電二極管3。例如，通過分光器對光信號進(jìn)行分束。然而，在本 發(fā)明中，對光信號進(jìn)行"分束(或分支)"并不限于通過分光器來進(jìn)行分束，而是可以通過 將Y耦合器中的光泄漏引導(dǎo)至低速光電二極管3來實(shí)現(xiàn)。例如，日本特開未審專利公報 No. 10-228006中描述了用于對MZ調(diào)制器的光泄漏進(jìn)行監(jiān)測的技術(shù)。在通過"X耦合器"對 臂21和臂22的輸出側(cè)波導(dǎo)進(jìn)行耦合時，可以將X耦合器的一個輸出引導(dǎo)至強(qiáng)度調(diào)制器31， 并且可以將X耦合器的另一輸出引導(dǎo)至低速光電二極管3。例如，日本特開未審專利公報 No. 2001-244896中描述了包括X耦合器的光調(diào)制器。 圖7是表示在相移器2中，當(dāng)n = 1時低頻信號分量的模擬結(jié)果的波形圖。此處， "n = l"表示被提供給圖6中的電極23和24的兩個低頻信號之間的相位差為n /2。
在該模擬中，通過在0度-180度的范圍內(nèi)使相移單元12的相移改變Ji/4，來觀察 f。分量和2f。分量的電頻譜。結(jié)果，當(dāng)相移單元12的相移接近"90度"，即'W2"時，獲得 以下條件。 (1)主要檢測到f。分量的電頻譜
(2)在f。分量中，功率達(dá)到其最大值
(3)在2f。分量中，功率達(dá)到其最小值 在由相移單元12提供的相移量小于"Ji/2"(圖7中的45度)時，2f。分量信號 的相位與在由相移單元12提供的相移量大于"Ji /2"(圖7中的135度)時的相位相反。
因此，對提供給相移單元12的偏壓進(jìn)行反饋控制，以使得f。分量的功率達(dá)到其最 大值，使得能夠?qū)⒂上嘁茊卧?2提供的相移量保持在"Ji /2"。另選地，對提供給相移單元 12的偏壓進(jìn)行反饋控制，以使得2f。分量的功率達(dá)到其最小值，使得能夠?qū)⒂上嘁茊卧?2 提供的相移量保持在"n /2"。在這種反饋控制中，可以通過監(jiān)測f。分量或者2f。分量的相 位來確定偏壓應(yīng)該較大還是較小。 圖8是表示在相移器2中，當(dāng)n = 2時低頻信號分量的模擬結(jié)果的波形圖。此處， "n = 2"表示提供給圖6中的電極23和24的兩個低頻信號之間的相位差為Ji 。 "n = 2"
時的模擬結(jié)果與"11= l"時的模擬結(jié)果相同。換句話說，當(dāng)!! = 2時也獲得了以上(1)-(3)
的特性。在相移單元12的相位為45度時2f。分量的相位與在相移單元12的相位為135度 時2f。分量的相位相反。 圖9是表示在相移器2中，當(dāng)n = 3時低頻信號分量的模擬結(jié)果的波形圖。此處， "n = 3"表示提供給圖6中的電極23和24的兩個低頻信號之間的相位差為3 ji /2。 "n = 3"時的模擬結(jié)果與"n = 1和2"時的模擬結(jié)果相同。換句話說，當(dāng)n = 3時也獲得了以上 (1)_(3)的特性。在相移單元12的相位為45度時2f。分量的相位與在相移單元12的相位 為135度時2f。分量的相位相反。當(dāng)n是5或以上的自然數(shù)(除了 4的倍數(shù)以外)時，結(jié) 果與n = 1、2或3的結(jié)果相同。 在圖7至圖9所示的模擬中，可以獲得電頻譜，作為低速光電二極管3的輸出。也 就是說，f。分量是包含在低速光電二極管3的輸出中的f。分量。另外，2f。分量是包含在低速光電二極管3的輸出中的2f。分量。 通過這種方式，對圖6所示的光發(fā)送裝置進(jìn)行控制，以使得當(dāng)經(jīng)由電極23和24將 低頻信號疊加在經(jīng)調(diào)制的光信號上時，提供給一個電極的低頻信號與提供給另一電極的低 頻信號之間的相位差為n Ji /2 (n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))或者近似為n ji /2。 另外，通過使用低速光電二極管3、帶通濾波器4和相位比較器5等進(jìn)行的同步檢測來提取 包含在輸出光信號中的2f。分量。通過使用反饋控制來控制相移單元12，將相移單元12的 相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)，以使2f。分量的功率達(dá)到最小。這樣，可以 使輸出光信號的質(zhì)量穩(wěn)定。 在以上實(shí)施例中，對其中低頻信號的頻率f。經(jīng)過加倍的頻率分量進(jìn)行監(jiān)測；然而， 本發(fā)明并不限于該頻率分量。換句話說，在本發(fā)明中，可以使用要疊加在經(jīng)調(diào)制的光信號上 的第n諧波(n是2或者以上的自然數(shù))來進(jìn)行反饋控制。 圖IO是描述與本發(fā)明的第一實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第二結(jié)構(gòu)的概要框圖。 在圖10中，省略了圖6中所示的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。
圖6所示的光發(fā)送裝置通過監(jiān)測低頻信號的頻率的倍頻分量(2f。)的功率來執(zhí)行 反饋控制。另一方面，圖10所示的光發(fā)送裝置通過監(jiān)測低頻信號的頻率f。的峰值功率來 執(zhí)行反饋控制。因此，該光發(fā)送裝置包括使頻率分量f。通過的BPF7、以及用于檢測BPF7的 輸出的峰值功率的峰值功率檢測器8。圖10所示的光發(fā)送裝置的其他結(jié)構(gòu)基本上與圖6所 示的光發(fā)送裝置相同。 圖IO所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；以及強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)
生單元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，該相位調(diào)制器包括相移 單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；?shù)據(jù)
調(diào)制單元20，其包括數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至第 一臂21和第二臂22 ;以及第一和第二電極23和24，其設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的對應(yīng)臂的 后級，用于疊加低頻信號。該光發(fā)送裝置還包括低頻疊加單元和監(jiān)測單元，該低頻疊加單元 包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾腿z也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器 2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))， 以從低頻信號產(chǎn)生器1向第一電極23提供低頻信號f。，并向第二電極24提供相位由相移 器2偏移了 n Ji /2的低頻信號f。，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器 的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩部分，以產(chǎn)生兩個 光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF7，其中心頻率為f。；以及峰值功率 檢測器8，用于檢測帶通濾波器BPF7的輸出的峰值功率。另外，該光發(fā)送裝置還包括圖中 未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(峰值功率檢測器8)的輸出來控制相移單元 12的相移量。 低速光電二極管3可以由低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 對包含在經(jīng)調(diào)制的光信號中的頻率f。的光功率的模擬結(jié)果與圖7至圖9中所示的相同。換句話說，頻率f。的峰值功率隨著相移單元12的相移量接近"n/2"而變大。
通過這種方式，對圖10所示的光發(fā)送裝置進(jìn)行控制，以使得當(dāng)經(jīng)由電極23和24 將低頻信號疊加在經(jīng)調(diào)制的光信號上時，提供給一個電極的低頻信號與提供給另一電極 的低頻信號之間的相位差為n Ji /2(n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))或者近似為 n Ji /2。另外，通過使用低速光電二極管3、帶通濾波器7和峰值功率檢測器8來檢測包含 在輸出光信號中的f。分量的峰值功率。通過使用反饋控制來控制相移單元12，將相移單元 12的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)，以使f。分量的峰值功率達(dá)到最大。這 樣，可以使輸出光信號的質(zhì)量穩(wěn)定。 圖11是描述與本發(fā)明的第一實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第三結(jié)構(gòu)的概要框圖。 在圖11中，省略了圖6中所示的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。
圖11所示的光發(fā)送裝置包括圖6所示的控制功能(使用2f。分量產(chǎn)生偏壓的結(jié) 構(gòu))以及圖10所示的控制功能(使用f。分量產(chǎn)生偏壓的結(jié)構(gòu))?？刂破?cont)9通過根 據(jù)這兩個控制功能(例如，平均值)來調(diào)節(jié)偏壓，以對相移單元12中的相移量進(jìn)行控制?？?制器9也可以根據(jù)這些控制功能中的任意一個來控制相移量。 圖11所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生 單元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位 調(diào)制器包括相移單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適 當(dāng)?shù)南辔徊?；?shù)據(jù)調(diào)制單元20，其包括數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和 DATA 2輸入至第一臂21和第二臂22 ;以及第一和第二電極23和24，其設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單 元20的對應(yīng)臂的后級，用于疊加低頻信號，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于 產(chǎn)生幾KHz (幾MHz也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相 位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向第 一電極23提供低頻信號f。，并向第二電極24提供相位由相移器2偏移了 n Ji /2的低頻信 號f。。該光發(fā)送裝置還包括第一監(jiān)測單元、第二監(jiān)測單元以及控制器CONT 9，該第一監(jiān)測 單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器 具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合； 帶通濾波器BPF4，其中心頻率為2f。；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器l的低頻信號的 頻率加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較， 該第二監(jiān)測單元包括低速光電二極管3 ;帶通濾波器BPF7，其中心頻率為f。；以及峰值功
率檢測器8，用于對來自帶通濾波器BPF7的信號輸出的峰值功率進(jìn)行檢測。該控制器CONT 9用于對第一監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出進(jìn)行監(jiān)測，并且當(dāng)相位小l延遲時產(chǎn)生"+ " 信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，
n/2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號，并用于對第二監(jiān)測單元(峰值功率檢測器8)的功率 變化進(jìn)行監(jiān)測，以及對相移單元12執(zhí)行偏壓控制，以使功率抵達(dá)其峰值。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。
對包含在經(jīng)調(diào)制的光信號中的頻率f。的光功率的模擬結(jié)果與圖7至圖9中所示 的相同。換句話說，隨著相移單元12的相移量接近于"n/2"，頻率f。的峰值功率變大，而 頻率2f。的峰值功率變小。 通過這種方式，在圖11所示的光發(fā)送裝置中，通過使用包含在經(jīng)調(diào)制的光信號中 的f。分量和2f。分量對相移單元12的相移量進(jìn)行控制，因此，以很高的精度將相移單元12 的相移量保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)。這樣，可以使輸出光信號的質(zhì)量更穩(wěn) 定。 圖12是描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光發(fā)送裝置的第四結(jié)構(gòu)的概要框圖。在圖
12中，省略了圖6中所示的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 在圖12所示的光發(fā)送裝置中，向電極25提供低頻信號f。。這樣，將低頻信號f。疊
加在從數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的臂21輸出的光信號上。通過利用相移器2使該低頻信號f。的相
位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))而獲得的信號被疊加在用于
控制相移單元12的偏壓(DC偏壓)上。圖12所示的光發(fā)送裝置的其他結(jié)構(gòu)基本上與圖6
所示的光發(fā)送裝置的相同。 圖12所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；以及強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)
生單元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，該相位調(diào)制器包括相移 單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊睿粩?shù)據(jù)
調(diào)制單元20，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至 第一臂21和第二臂22 ;以及電極25，其設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的臂21的后級，用于疊加 低頻信號。該光發(fā)送裝置還包括低頻疊加單元以及監(jiān)測單元，該低頻疊加單元包括低頻信 號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾腿z也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該 低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信 號產(chǎn)生器1向電極25提供低頻信號f。，并向相移單元12的偏壓輸入單元提供相位由相移 器2偏移了 n Ji /2的低頻信號f。，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器的 光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩部分，以產(chǎn)生兩個光 信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF4，其中心頻率為2f。；乘法器6，用于 使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器6的相 位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小l延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2 延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji/2的奇數(shù)倍)時 輸出"近零"信號。另外，該光發(fā)送裝置還包括圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān) 測單元(相位比較器5)的輸出來控制相移單元12的相移量。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 圖12所示的光發(fā)送裝置與圖6所示的光發(fā)送裝置的不同之處在于施加低頻信號 的位置。然而，通過圖12所示的結(jié)構(gòu)也可以獲得與圖7至圖9中所示相同的特性。S卩，隨 著相移單元12的相移量接近于n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，2f。分量變小。 因此，在圖12所示的光發(fā)送裝置中，通過反饋控制來控制相移單元12，可以將相 移單元12的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最 小。通過這種反饋控制，可以使輸出光信號的質(zhì)量穩(wěn)定。 在第一實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，可以在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，通過使用f。分量進(jìn)行 反饋控制，或者可以通過使用f。分量和2f。分量進(jìn)行反饋控制。
〈第二實(shí)施例〉 第一實(shí)施例的光發(fā)送裝置包括位于數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的前級的相移單元12。相反， 第二實(shí)施例的光發(fā)送裝置包括設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級的相移單元13。這樣，與第一 實(shí)施例相比，圖7至圖9中所示的f。分量和2f。分量的幅值變大。因此，在第二實(shí)施例中，與 第一實(shí)施例相比，對于f。分量和2f。分量的檢測更加便利，并且提高了相移量的控制精度。
圖13是描述于本發(fā)明第二實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第一結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖 13中所示的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖6所示的光發(fā)送裝置相同。然而，在圖13所示的 光發(fā)送裝置中，相移單元13設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級。在圖13中，省略了圖6示出 的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖13所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單 元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào) 制器包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元40，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1 和DATA 2輸入到第一臂41和第二臂42 ;相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲 得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；以及第一和第二電極43和44，分別設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào) 制單元40的臂42以及相移單元13的后級，用于疊加低頻信號，該低頻疊加單元包括低頻 信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾腿z也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使 該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻 信號產(chǎn)生器1向第一電極43提供低頻信號f。，并向第二電極44提供相位由相移器2偏移 了 n Ji /2的低頻信號f。。該光發(fā)送單元還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單 元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出來控制相移單元12的相移量，該監(jiān)測單元包 括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波 導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通 濾波器BPF4，其中心頻率為2f。；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器l的低頻信號的頻率 加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器6的相位小1和BPF4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng) 相位小l延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的 相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖13所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。然而，該光發(fā)送裝置將相移單元13設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級，如上所述，f。分量和2f。分量的幅值變大。 因此，在圖13所示的光發(fā)送裝置中，通過利用反饋控制來控制相移單元13，可以 將相移單元13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá) 到最小。 圖14是描述與本發(fā)明第二實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第二結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖 14中所示的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖IO所示的光發(fā)送裝置相同。然而，在圖14所示 的光發(fā)送裝置中，相移單元13設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級。在圖14中，省略了圖6示 出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖14所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單 元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào) 制器包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元40，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1 和DATA 2輸入至第一臂41和第二臂42 ;相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲 得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊睿灰约暗谝缓偷诙姌O43和44，分別設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào) 制單元40的臂42以及相移單元13的后級，用于疊加低頻信號，該低頻疊加單元包括低頻 信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾腿z也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使 該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻 信號產(chǎn)生器l向第一電極43提供低頻信號f。，并向第二電極44提供相位由相移器2偏移了 n^i/2的低頻信號f。。該光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元，其包括低速光電二極管3，用于從相 位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分， 以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 7，其中心頻率為f。； 以及峰值功率檢測器8，用于檢測帶通濾波器BPF 7的峰值功率。另外，該光發(fā)送裝置還包 括圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(峰值功率檢測器8)的輸出來控制相 移單元12的相移量。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖14所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。因此，在圖14所示的光發(fā)送裝置中，通過利用反饋控制來控制相移單元13，可以將 相移單元13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得f。分量的功率達(dá)到最 大。 圖15是描述與本發(fā)明第二實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第三結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖 15中所示的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖ll所示的光發(fā)送裝置相同。然而，在圖15所示 的光發(fā)送裝置中，相移單元13設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級。在圖15中，省略了圖6示 出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖15所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào) 制器包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元40，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1 和DATA 2輸入至第一臂41和第二臂42 ;相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲 得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；以及第一和第二電極43和44，分別設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào) 制單元40的臂42以及相移單元13的后級，用于疊加低頻信號，該低頻疊加單元包括低 頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾腿z也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于 使該低頻信號f。的相位偏移n /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低 頻信號產(chǎn)生器1向第一電極43提供低頻信號f。，并向第二電極44提供相位由相移器2偏 移了 n /2的低頻信號f。。該光發(fā)送裝置還包括第一監(jiān)測單元、第二監(jiān)測單元以及控制器 CONT 9，該第一監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻 信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這 兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻率為2f。；乘法器6，用于使來自低頻信 號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，該第二監(jiān)測單元包括低速光電二極管3 ;帶通濾波器7，其通過頻 率為f。；以及峰值功率檢測器8，用于檢測來自帶通濾波器BPF 7的信號輸出的峰值功率， 該控制器C0NT 9用于監(jiān)測第一監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出，并且當(dāng)相位小l延遲時 產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有適當(dāng)?shù)?值(例如，n/2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號，并且用于監(jiān)測第二監(jiān)測單元(峰值功率檢 測器8)的功率變化，并用于對相移單元12進(jìn)行偏壓控制，以使得功率到達(dá)其峰值。
低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖15所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制相移單元13，將相移單元 13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小并且f。 分量的功率達(dá)到最大。 圖16是描述與本發(fā)明第二實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第四結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖 16中所示的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖12所示的光發(fā)送裝置相同。然而，在圖16所示 的光發(fā)送裝置中，相移單元13設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級。在圖16中，省略了圖6示 出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖16所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31 ，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單 元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào) 制器包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元40，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1 和DATA 2輸入至第一臂41和第二臂42 ;相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲 得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；以及電極45，設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的臂41的 后級，用于疊加低頻信號，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾MHz 也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向電極45提供低頻信號 f。，并向相移單元13提供相位由相移器2偏移了 n /2的低頻信號f。。該光發(fā)送裝置還包 括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位比較器5)的 輸出來控制相移單元13的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器 的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩 個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF4，其中心頻率為2f。；乘法器6， 用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器6 的相位小1和BPF4的相位小2進(jìn)行比較，并當(dāng)相位小1延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2 延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元13的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji/2的奇數(shù)倍)時 輸出"近零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖16所示的光發(fā)送裝置中，與其他光發(fā)送裝置相同，也可以獲得圖7至圖9所 示的f。分量和2f。分量的特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制 相移單元13，將相移單元13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji/2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分 量的功率達(dá)到最小。 在第二實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，可以在圖16所示的結(jié)構(gòu)中，通過使用f。分量進(jìn)行 反饋控制，或者可以使用f。分量和2f。分量進(jìn)行反饋控制。
〈第三實(shí)施例〉 在第三實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，在執(zhí)行數(shù)據(jù)調(diào)制的MZ調(diào)制器中的光信號上疊加 低頻信號。在該結(jié)構(gòu)中，也獲得了圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的特性。在以下說 明中，將描述用于通過使用2f。分量來進(jìn)行反饋控制的結(jié)構(gòu)；然而，在第三實(shí)施例中，可以通 過使用f。分量來進(jìn)行反饋控制，或者可以通過使用f。分量和2f。分量來進(jìn)行反饋控制。
圖17是描述與本發(fā)明第三實(shí)施例相關(guān)的第一結(jié)構(gòu)的概要框圖。在該光發(fā)送裝置 中，在數(shù)據(jù)DATA1和數(shù)據(jù)DATA2中的每一個上都疊加有低頻信號。在圖17中，省略了圖6 示出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖17所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單 元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元；該相位調(diào) 制器包括相移單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng) 的相位差；以及MZ(Mach-Zehnder)調(diào)制器26，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的 數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至第一臂27和第二臂28，該低頻疊加單元包括低頻信號 產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾腿z也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低 頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號 產(chǎn)生器1向第一臂27的用于數(shù)據(jù)信號DATA 1的輸入端子提供低頻信號f。，并向第二臂28 的用于數(shù)據(jù)信號DATA 2的輸入端子提供相位由相移器2偏移了nJi/2的低頻信號f。。該 光發(fā)送單元還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出來控制相移單元12的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用 于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩 個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻 率為2f。；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器 5，用于對乘法器6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小l延遲時產(chǎn)生 "+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例 如，一2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖17所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，通過利用反饋控制來控制相移單元12，可以將相移單元12 的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，n /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。
圖18是描述與本發(fā)明第三實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的第二結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖 18中所示的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖17所示的光發(fā)送裝置相同。然而，在圖18所示 的光發(fā)送裝置中，低頻信號疊加在MZ調(diào)制器的DC偏壓信號上。在圖18中，省略了圖6示 出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖18所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單 元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào) 制器包括相移單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng) 的相位差；以及MZ(Mach-Zehnder)調(diào)制器26，其包括用于輸入預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1 和DATA 2的多個數(shù)據(jù)端子以及通過其分別將具有不同相位的低頻信號輸入至第一臂27和 第二臂28的多個偏壓端子，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾 MHz也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其 中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向第一臂27的偏壓端 子提供低頻信號f。，并向第二臂28的偏壓端子提供相位由相移器2偏移了 n Ji /2的低頻信 號f。。該光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測 單元(相位比較器5)的輸出來控制相移單元12的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光電二極 管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分 束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其 中心頻率為2f。；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位 比較器5，用于對乘法器6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小1延遲 時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有適當(dāng) 的值(例如，n /2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。
在圖18所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制相移單元12，將相移單元 12的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。
〈第四實(shí)施例〉 該光發(fā)送裝置的第四結(jié)構(gòu)基本上與第三實(shí)施例的光發(fā)送裝置相同。然而，在第四 實(shí)施例的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)中，相移單元13設(shè)置在MZ調(diào)制器(數(shù)據(jù)調(diào)制單元)的后級。在 描述第四實(shí)施例的圖19和圖20中，省略了圖6示出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號 產(chǎn)生單元120。 圖19是描述與本發(fā)明第四實(shí)施例相關(guān)的第一結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖19所示的光發(fā) 送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生針對DQPSK使用來自時鐘信 號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD) 11 ; 相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號對來自相位調(diào)制 器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào)制器包括MZ(Mach-Zehnder) 調(diào)制器46，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至第 一臂47和第二臂48 ;以及相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入 之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾MHz 也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中 n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向第一臂47的用于數(shù)據(jù) 信號DATA l的數(shù)據(jù)端子提供低頻信號f。，并向第二臂48的用于數(shù)據(jù)信號DATA 2的數(shù)據(jù)端 子提供相位由相移器2偏移了 n Ji /2的低頻信號f。。該光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元；以 及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出來控制相移 單元13的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取 低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及 對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻率為2f。；乘法器6，用于使來自低 頻信號產(chǎn)生器l的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器6的相位小l和 BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小l延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn) 生"-"信號，并且當(dāng)相移單元13的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji/2的奇數(shù)倍)時輸出"近 零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖19所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制相移單元13，將相移單元 13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。
圖20是描述與本發(fā)明第四實(shí)施例的光發(fā)送裝置相關(guān)的第二結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖 20所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生針對DQPSK 使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2 ;半導(dǎo) 體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信 號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào)制器包括MZ (Mach-Zehnder)調(diào)制器46，其包括用于輸入預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2的多個 數(shù)據(jù)端子以及通過其分別將具有不同相位的低頻信號輸入到第一臂47和第二臂48的多個 偏壓端子；以及相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供 適當(dāng)?shù)南辔徊?，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾MHz也可以接 受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n /2 (其中n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向第一臂47的偏壓端子提供低頻 信號f。，并向第二臂48的偏壓端子提供相位由相移器2偏移了 n /2的低頻信號f。。該光 發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位 比較器5)的輸出來控制相移單元13的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于 從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個 部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF4，其中心頻率為 2f。；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用 于對乘法器6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小1延遲時產(chǎn)生"+ " 信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元13的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如， n /2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖20所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制相移單元13，將相移單元 13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。
在第四實(shí)施例中，還可以通過使用f。分量來進(jìn)行反饋控制，或者可以通過使用f。 分量和2f。分量來進(jìn)行反饋控制。
〈第五實(shí)施例〉 在第五實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，用于在光信號上疊加低頻信號的電極設(shè)置在數(shù)據(jù) 調(diào)制單元的前級，而相移單元設(shè)置在這些電極的前級。在描述第五實(shí)施例的圖21中，省略 了圖6示出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖21是描述與本發(fā)明第五實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖21所 示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生針對DQPSK使用來 自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2 ;半導(dǎo)體激光 器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號對來 自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào)制器包括相移單 元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊睿坏谝缓?br> 第二電極23和24，設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的對應(yīng)臂的前級，用于疊加低頻信號；以及數(shù)據(jù) 調(diào)制單元20，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至 第一臂21和第二臂22，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾腿z 也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中 n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向第一電極23提供低頻 信號f。，并向第二電極24提供相位由相移器2偏移了 n Ji /2的低頻信號f。。該光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位比較器5) 的輸出來控制相移單元12的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制 器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生 兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻率為2f。；乘法器 6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器 6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小1延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相 位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji/2的奇數(shù) 倍)時輸出"近零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖21所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的
特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制相移單元12，將相移單元
12的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。 在第五實(shí)施例中，也可以使用f。分量進(jìn)行反饋控制，或者可以使用f。分量和2f。分
量進(jìn)行反饋控制?！吹诹鶎?shí)施例〉 在第六實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，用于在光信號上疊加低頻信號的電極設(shè)置在數(shù)據(jù) 調(diào)制單元的前級，而相移單元設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元的后級。在描述第六實(shí)施例的圖22中， 省略了圖6示出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖22是描述與本發(fā)明第六實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的概要框圖。圖22所 示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生針對DQPSK使用來 自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2 ;半導(dǎo)體激光 器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號對來 自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào)制器包括第一和 第二電極43和44，設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的對應(yīng)臂的前級，用于疊加低頻信號；數(shù)據(jù)調(diào)制 單元40，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至第 一臂41和第二臂42 ;以及相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入 之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于產(chǎn)生幾KHz(幾MHz 也可以接受)的低頻信號f。；以及相移器2，用于使該低頻信號f。的相位偏移n Ji /2 (其中 n是除了 0以及4的倍數(shù)以外的自然數(shù))，以從低頻信號產(chǎn)生器1向第一電極43提供低頻 信號f。，并向第二電極44提供相位由相移器2偏移了 n Ji /2的低頻信號f。。該光發(fā)送裝置 還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)監(jiān)測單元(相位比較器5) 的輸出來控制相移單元13的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光電二極管3，用于從相位調(diào)制 器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生 兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻率為2f。；乘法器 6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及相位比較器5，用于對乘法器 6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小1延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相 位小2延遲時產(chǎn)生"-"信號，并且當(dāng)相移單元13的相位具有適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji/2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。 低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。由于相移器2工作在低頻，所以相移器2的相移量可以是固定 的。 在圖22所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的
特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制相移單元13，將相移單元
13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。 在第六實(shí)施例中，也可以使用f。分量進(jìn)行反饋控制，或者可以使用f。分量和2f。分
量進(jìn)行反饋控制?！吹谄邔?shí)施例〉 在第一至第六實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，在一對光信號中的一個光信號上疊加低頻 信號，而在另一光信號上疊加通過使該低頻信號的相位偏移預(yù)定量而獲得的信號。另一方 面，在第七和第八實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，僅在一對光信號中的一個光信號上疊加低頻信 號。在圖23所示的示例中，經(jīng)由相移單元12的偏壓輸入端子來提供低頻信號；然而，為了疊 加低頻信號，可以經(jīng)由電極來提供低頻信號，并且可以將其疊加在數(shù)據(jù)信號DATA 1或DATA 2上，或者可以經(jīng)由數(shù)據(jù)調(diào)制單元的一個臂的偏壓端子來提供低頻信號。即使通過其中僅在 一對光信號中的一個光信號上疊加低頻信號的結(jié)構(gòu)，也可以通過模擬確認(rèn)獲得了圖7至圖 9中所示的f。分量和2f。分量的特性。 圖23是描述與本發(fā)明第七實(shí)施例相關(guān)的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的概要框圖。在圖23 中，省略了圖6示出的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖23所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單 元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào) 制器包括相移單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng) 的相位差；第一和第二電極23和24，設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的對應(yīng)臂的前級，用于疊加低 頻信號；以及數(shù)據(jù)調(diào)制單元20，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至第一臂21和第二臂22，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于 產(chǎn)生幾KHz(幾MHz也可以接受)的低頻信號f。，并經(jīng)由加法器14將該低頻信號f。提供給 相移單元12的偏壓端子。此處，低頻疊加單元可以將低頻信號提供給電極23或電極24而 不是提供給相移單元12。 該光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù) 監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出來控制相移單元12的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光 電二極管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將 光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻率為2f。；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及 相位比較器5，用于對乘法器6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小1 延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"_"信號，并且當(dāng)相移單元12的相位具有 適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。低速光電二極管3可以用低速光電二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。 在圖23所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的
特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，也可以通過利用反饋控制來控制相移單元13，將相移單元
13的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，Ji /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。 在第七實(shí)施例中，也可以使用f。分量進(jìn)行反饋控制，或者可以使用f。分量和2f。分
量進(jìn)行反饋控制?！吹诎藢?shí)施例〉 第八實(shí)施例的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)基本上與第七實(shí)施例的光發(fā)送裝置相同。然而， 在第八實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，相移單元13設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級，并且在需要用 于疊加低頻信號的電極的情況下，也將該電極設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元40的后級。
圖24是描述本發(fā)明第八實(shí)施例的概要框圖。在圖24中，省略了圖6示出的驅(qū)動 信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖24所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)生單 元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；以及低頻疊加單元，該相位調(diào) 制器包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元40，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1 和DATA 2輸入至第一臂41和第二臂42 ;相移單元13，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲 得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；以及第一和第二電極43和44，設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單 元40的對應(yīng)臂的后級，用于疊加低頻信號，該低頻疊加單元包括低頻信號產(chǎn)生器l，用于 產(chǎn)生幾KHz (幾MHz也可以接受)的低頻信號f。，并經(jīng)由加法器14將該低頻信號f。提供給 相移單元13的偏壓端子。此處，低頻疊加單元可以將低頻信號提供給電極43或電極44而 不是提供給相移單元13。 該光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù) 監(jiān)測單元(相位比較器5)的輸出來控制相移單元13的相移量，該監(jiān)測單元包括低速光 電二極管3，用于從相位調(diào)制器的光輸出中提取低頻信號，該相位調(diào)制器具有波導(dǎo)，用于將 光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合；帶通濾波器BPF 4，其中心頻率為2f。；乘法器6，用于使來自低頻信號產(chǎn)生器1的低頻信號的頻率加倍；以及 相位比較器5，用于對乘法器6的相位小1和BPF 4的相位小2進(jìn)行比較，并且當(dāng)相位小1 延遲時產(chǎn)生"+ "信號，而當(dāng)相位小2延遲時產(chǎn)生"_"信號，并且當(dāng)相移單元13的相位具有 適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)時輸出"近零"信號。低速光電二極管3可以用低速光電 二極管3'來代替，以對來自強(qiáng)度調(diào)制器31的輸出側(cè)的光信號進(jìn)行檢測。
在圖24所示的光發(fā)送裝置中，也可以獲得圖7至圖9所示的f。分量和2f。分量的 特性。因此，在該光發(fā)送裝置中，可以通過利用反饋控制來控制相移單元13，將相移單元13 的相移保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，n /2的奇數(shù)倍)，以使得2f。分量的功率達(dá)到最小。
在第八實(shí)施例中，也可以使用f。分量進(jìn)行反饋控制，或者可以使用f。分量和2f。分 量進(jìn)行反饋控制。
〈第九實(shí)施例> 以上第一至第八實(shí)施例的光發(fā)送裝置具有下述的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用于在將低頻信號疊加在光信號上的狀態(tài)下對調(diào)制器輸出功率或發(fā)送器輸出功率的變化分量進(jìn)行監(jiān)測，以及 將相移單元中的相移量控制為適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)。然而，與第九實(shí)施例相關(guān) 的光發(fā)送裝置通過具有平方律檢測器功能的RF (射頻)功率監(jiān)測器來監(jiān)測調(diào)制器輸出功率 或發(fā)送器輸出功率，并將相移單元的相移量控制為適當(dāng)?shù)闹?例如，n/2的奇數(shù)倍)，而無 需疊加低頻信號。 圖25是描述本發(fā)明第九實(shí)施例的概要框圖。在圖25中，省略了圖6示出的驅(qū)動 信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 圖25所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA l和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；以及強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn)
生單元的時鐘信號對來自相位調(diào)制單元的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，該相位調(diào)制器包括相 移單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；?br> 及MZ型調(diào)制器35，其包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2 輸入至一對臂。 該光發(fā)送裝置還包括光電二極管(PD)51，用于將相位調(diào)制器的光輸出轉(zhuǎn)換為電 信號形式，以檢測相對于相移單元12的適當(dāng)值(例如，Ji /2的奇數(shù)倍)的偏離，該相位調(diào) 制器具有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行 耦合；RF功率監(jiān)測器52，用于通過平方律檢測器來檢測光電二極管51的輸出信號，并用于 監(jiān)測峰值功率的波動；以及圖中未示出的相位差控制單元，用于根據(jù)RF功率監(jiān)測器52的輸 出來控制相移單元12。光電二極管51可以用光電二極管51'來代替，以從強(qiáng)度調(diào)制器31 的輸出側(cè)提取電信號。光電二極管51可以用高速響應(yīng)光電二極管來實(shí)現(xiàn)，該高速響應(yīng)光電 二極管符合數(shù)據(jù)信號的速度。 圖26A是表示相移單元中的相移量與輸出光信號波形之間關(guān)系的模擬結(jié)果。圖 26B是表示相移量與輸出光信號的峰值功率之間的關(guān)系的曲線圖。如圖26A和圖26B所示， 當(dāng)相移單元12的相移量為"Ji /2"時，輸出光信號的峰值功率達(dá)到最小。換句話說，如果執(zhí) 行反饋控制以使得輸出光信號的峰值功率達(dá)到最小，則可以將相移單元12的相移量可以 保持為"n/2"。 通過這種方式，第九實(shí)施例的光發(fā)送裝置使用具有平方律檢測器功能的RF功率 監(jiān)測器對光信號的峰值功率的波動進(jìn)行監(jiān)測，并可以通過根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行偏壓控制來對 相移單元進(jìn)行控制，將相移單元的相移量保持為適當(dāng)?shù)闹?例如，n /2的奇數(shù)倍)，從而可 以使輸出光信號的質(zhì)量穩(wěn)定。
〈第十實(shí)施例〉 第一至第九實(shí)施例具有下述的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用于進(jìn)行控制，以僅將相移單元的相 移量保持為適當(dāng)?shù)闹怠Ｈ欢?，第十?shí)施例具有用于使整個光發(fā)送裝置的操作穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
圖27是描述使用DMPSK調(diào)制(其中M = 2n)的光發(fā)送裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。當(dāng) "n = 2"時，DMPSK調(diào)制變?yōu)镈QPSK調(diào)制，其中可以發(fā)送四個值。圖27示出了采用DQPSK調(diào) 制作為DMPSK調(diào)制的示例的光發(fā)送裝置的整體結(jié)構(gòu)。在圖27中，省略了圖6示出的驅(qū)動信 號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。
圖27所示的光發(fā)送裝置包括時鐘信號產(chǎn)生單元；驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生針對DQPSK使用來自時鐘信號產(chǎn)生單元的時鐘信號進(jìn)行了預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和 DATA 2 ;半導(dǎo)體激光器(LD)ll ;相位調(diào)制器；以及強(qiáng)度調(diào)制器31，用于使用來自時鐘信號產(chǎn) 生單元的時鐘信號對來自相位調(diào)制器的光輸出的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，該相位調(diào)制器包括相移
單元12，用于在通過對光波導(dǎo)進(jìn)行分支而獲得的一對光輸入之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊?；?shù)據(jù)
調(diào)制單元20，包括多個數(shù)據(jù)端子，用于分別將預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號DATA 1和DATA 2輸入至第 一臂21和第二臂22 ;以及第一和第二電極23和24，設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的對應(yīng)臂的后 級，用于從相移單元控制器70疊加低頻信號。 監(jiān)測單元61對來自相位調(diào)制器的光輸出進(jìn)行監(jiān)測，以使用來自分束點(diǎn)1的光信號 對相位調(diào)制器的諸如干涉和DC漂移等的波動分量進(jìn)行監(jiān)測，并使用來自強(qiáng)度調(diào)制器31的 輸出側(cè)的分束點(diǎn)2的光信號對強(qiáng)度調(diào)制器31的DC漂移分量進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測器輸出提 供給相移單元控制器70、2V Ji -ABC控制器80和V -ABC控制器90，其中，該相位調(diào)制器具 有波導(dǎo)，用于將光束分束為兩個部分，以產(chǎn)生兩個光信號，以及對這兩個光信號進(jìn)行耦合。 相移單元控制器70根據(jù)監(jiān)測單元61的監(jiān)測器輸出對相移單元12的偏壓(圖27中的控制 信號(l))進(jìn)行控制。2VJi-ABC控制器80根據(jù)監(jiān)測單元61的監(jiān)測器輸出，對設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào) 制單元20的第一臂21中的偏壓輸入單元執(zhí)行偏壓控制(圖27中的控制信號(2))，并對 設(shè)置在數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的第二臂22中的偏壓輸入單元執(zhí)行偏壓控制(圖27中的控制信 號(3)) 。 V Ji -ABC控制器90根據(jù)監(jiān)測單元61的監(jiān)測器輸出對強(qiáng)度調(diào)制器31的偏壓輸入 單元執(zhí)行偏壓控制(圖27中的控制信號(4))。也可以僅使用來自分束點(diǎn)2的光信號而不 使用來自分束點(diǎn)1的光信號執(zhí)行以上監(jiān)測。 在以上光發(fā)送裝置中，與第一至第九實(shí)施例相同，當(dāng)在光信號上疊加低頻信號時， 監(jiān)測單元61對f。分量和/或2f。分量的功率進(jìn)行監(jiān)測。通過根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行的反饋控 制，相移單元控制器70、2V Ji -ABC控制器80和V Ji -ABC控制器90中的每一個都單獨(dú)地產(chǎn) 生對應(yīng)的偏壓。這樣，可以實(shí)現(xiàn)整個光發(fā)送裝置的穩(wěn)定操作。當(dāng)強(qiáng)度調(diào)制器31執(zhí)行CSRZ 調(diào)制時，應(yīng)該使用2V Ji -ABC控制器而不是V Ji -ABC控制器90。 圖28描述了圖27所示的控制方法的第一具體示例。在圖28中，省略了圖6示出 的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 在圖28所描述的方法中，在控制信號(1)_(4)上疊加具有相同頻率的低頻信號。 然后，通過時分的方式對控制信號(1)_(4)執(zhí)行偏壓控制和低頻信號的監(jiān)測。在該示例中， 用于產(chǎn)生低頻信號的信號產(chǎn)生器被并入在開關(guān)控制單元62中，并且經(jīng)由開關(guān)63依次將低 頻信號提供給相移控制器70、2V Ji -ABC控制器81和82，以及V Ji -ABC控制器90。
在圖28中，當(dāng)對相移單元12進(jìn)行控制時，對開關(guān)63進(jìn)行切換，以經(jīng)由相移單元控 制器70將低頻信號提供給相移單元12。此時，控制信號(2)-(4)是固定的。監(jiān)測單元61 對疊加在光信號上的低頻信號進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對相移單元12進(jìn)行控制。當(dāng)完成 對相移單元12的控制時，對開關(guān)63進(jìn)行切換，以經(jīng)由2V Ji -ABC控制器81將低頻信號提供 給數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的臂21。此時，控制信號(1)、(3)和(4)是固定的。監(jiān)測單元61對疊 加在光信號上的低頻信號進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的臂21中的DC漂 移進(jìn)行控制。以相同的方式，對數(shù)據(jù)調(diào)制單元20的臂22中的DC漂移進(jìn)行控制，并對強(qiáng)度 調(diào)制器31中的DC漂移進(jìn)行控制。盡管圖28中未示出，但是可以使用如以上第一至第八實(shí) 施例所示的方法來疊加低頻信號。此時，當(dāng)強(qiáng)度調(diào)制器31支持CSRZ時，應(yīng)該使用2V Ji -ABC
31控制器而不是V Ji -ABC控制器90。 圖29描述了圖27所示控制方法的第二具體示例。在圖29中，省略了圖6中示出 的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110和時鐘信號產(chǎn)生單元120。 在圖29所示的方法中，在控制信號(1)_(4)上疊加具有不同頻率的低頻信號。然 后，對控制信號(1)_(4)同時執(zhí)行偏壓控制和低頻信號的監(jiān)測。換句話說，如圖29所示，在 控制信號(1)至(4)上分別疊加頻率為f。至^的低頻信號。在該方法中，集中控制單元64 對相移控制器70、2V Ji -ABC控制器81和82，以及V ji -ABC控制器90進(jìn)行控制。用于產(chǎn)生 頻率為f。至f3的低頻信號的信號產(chǎn)生器例如被并入在集中控制單元64中。
作為以上第二示例的變型示例，也可以采用下述的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括第一具體示 例中的開關(guān)控制單元，通過時分的方式在控制信號上疊加具有不同頻率的低頻信號，并通 過時分方式對控制信號(1)_(4)執(zhí)行偏壓控制和監(jiān)測。另外，作為以上第一和第二具體示 例的變型示例，還可以采用下述的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，控制信號(1)_(4)中的某些疊加有具 有相同頻率的低頻信號，而其他控制信號疊加有具有不同頻率的低頻信號，并且以組合時 分和同時控制的方式來執(zhí)行監(jiān)測和偏壓控制。
〈第^^一實(shí)施例> 在第十一實(shí)施例中，與第十實(shí)施例相同，采用了用于提高整個光發(fā)送裝置的穩(wěn)定 性的結(jié)構(gòu)。然而，第i^一實(shí)施例是采用了 DMPSK調(diào)制(M = 2n)當(dāng)中的DBPSK調(diào)制(S卩，n = 1)的光發(fā)送裝置。 圖30是使用CSRZ(載波抑制歸零)-DPSK調(diào)制的光發(fā)送裝置的框圖。圖30所示的 光發(fā)送裝置105包括驅(qū)動信號產(chǎn)生器lll，用于使用輸入信號和來自時鐘信號產(chǎn)生器112 的時鐘信號產(chǎn)生要發(fā)送到MZ調(diào)制器113的驅(qū)動信號；時鐘信號產(chǎn)生器112，用于向驅(qū)動信 號產(chǎn)生器111和CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器130提供時鐘信號；CW光源115 ;MZ調(diào)制器113，包括具有 輸入端子的多個調(diào)制電極，這些輸入端子用于接收數(shù)據(jù)信號DATA1和DATA2 ;CSRZ強(qiáng)度調(diào)制 器130，用于產(chǎn)生CSRZ脈沖光信號；2VJi-ABC控制器150，用于根據(jù)來自監(jiān)測單元(圖中未 示出，用于監(jiān)測疊加在光信號上的低頻信號分量)的監(jiān)測器輸出對MZ調(diào)制器113的偏壓輸 入端子125進(jìn)行偏壓控制(圖30中的控制信號(l));以及2Vji-ABC控制器140，用于根據(jù) 以上監(jiān)測器輸出對CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器130的偏壓輸入端子135進(jìn)行偏壓控制(圖30中的控 制信號(2))。 MZ調(diào)制器113包括位于調(diào)制電極的一側(cè)的偏壓輸入端子125，而CSRZ強(qiáng)度調(diào) 制器130也包括位于調(diào)制電極的一側(cè)的偏壓輸入端子135。 通過這種方式，第十一實(shí)施例的光發(fā)送裝置可以通過使用控制信號(1)和(2)，根 據(jù)來自監(jiān)測單元(圖中未示出，用于監(jiān)測疊加在光信號上的低頻信號分量)的監(jiān)測器輸出， 對MZ調(diào)制器和CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器的偏壓波動進(jìn)行控制，來整體地穩(wěn)定工作。
圖31示出了圖30所示的光發(fā)送裝置中的波動控制的第一實(shí)例。在圖31中，省略 了圖30中示出的驅(qū)動信號產(chǎn)生器111和時鐘信號產(chǎn)生器112。 在圖31所示的方法中，通過時分的方式向MZ調(diào)制器113的偏壓輸入端子125和 CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器130的偏壓輸入端子135添加具有相同頻率的低頻信號。2V ji -ABC控制 器160以時分的方式對在分束點(diǎn)2處分束的光信號進(jìn)行監(jiān)測。另外，2V Ji -ABC控制器160 以時分的方式對MZ調(diào)制器113的偏壓輸入端子125和CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器130的偏壓輸入端 子135進(jìn)行偏壓控制，如圖31中的控制信號(1)和(2)所示。
圖32示出了圖30所示的光發(fā)送裝置中的波動控制的第二實(shí)例。在圖32中，省略 了圖30中示出的驅(qū)動信號產(chǎn)生器111和時鐘信號產(chǎn)生器112。 在圖32所示的方法中，將頻率彼此不同的低頻信號疊加在對應(yīng)的DC偏壓上。 2V -ABC控制器150對從分束點(diǎn)1分束的光信號進(jìn)行監(jiān)測，并使用圖32所示的控制信號 (1)對MZ調(diào)制器113的偏壓輸入端子125進(jìn)行偏壓控制。2Vji-ABC控制器140與2Vji-ABC 控制器150的操作并行地對在分束點(diǎn)2處分束的光信號進(jìn)行監(jiān)測，并使用圖32所示的控制 信號(2)對CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器130的偏壓輸入端子135進(jìn)行偏壓控制。
在圖32的結(jié)構(gòu)中，將在分束點(diǎn)1和2處分束的光信號分別引導(dǎo)至2V -ABC控制 器150和140 ;然而，也可以采用其中將在分束點(diǎn)2處分束的光信號引導(dǎo)至2VJi-ABC控制 器150和140的結(jié)構(gòu)。 圖33描述了圖31所示的第一結(jié)構(gòu)的具體示例。在圖33中，省略了圖30中示出 的驅(qū)動信號產(chǎn)生器111和時鐘信號產(chǎn)生器112。 在圖33中，在2Vji-ABC控制器160中，用于產(chǎn)生低頻信號f。的低頻信號產(chǎn)生器 127和138設(shè)置在偏壓輸入端子125和135附近，該2V ji -ABC控制器160包括低速光電 二極管171 ;通過頻率為f。的帶通濾波器BPF 172 ;相位比較器173，用于通過比較低頻信 號產(chǎn)生器127和138的輸出相位和BPF 172的輸出相位，對MZ調(diào)制器113中的偏壓波動和 CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器130中的偏壓波動進(jìn)行監(jiān)測；以及控制器CONT 175，用于根據(jù)監(jiān)測器輸出 對MZ調(diào)制器113和CSRZ強(qiáng)度調(diào)制器130的偏壓進(jìn)行控制。在該示例中，分別通過時分的 方式來執(zhí)行低頻信號的疊加和偏壓控制。 圖34描述了圖32所示的第二結(jié)構(gòu)的具體示例。圖34中省略了圖30中示出的驅(qū) 動信號產(chǎn)生器111和時鐘信號產(chǎn)生器112。另外，在圖34中，一個2V Ji -ABC控制器對MZ調(diào) 制器113和CSRZ調(diào)制器130進(jìn)行控制。 在圖34中，用于產(chǎn)生頻率為f。的低頻信號的低頻信號產(chǎn)生器127設(shè)置在偏壓輸 入端子125附近，而用于產(chǎn)生頻率為^的低頻信號的低頻信號產(chǎn)生器137設(shè)置在偏壓輸入 端子135附近。2V Ji -ABC控制器包括低速光電二極管161 ;通過頻率為f。的帶通濾波器 BPF 162 ;相位比較器164，用于通過比較低頻信號產(chǎn)生器127的輸出相位和BPF 162的輸 出相位，對MZ調(diào)制器113中的偏壓偏離進(jìn)行監(jiān)測；通過頻率為^的帶通濾波器BPF 163 ; 相位比較器165，通過比較低頻信號產(chǎn)生器137的輸出相位和BPF 163的輸出相位，對CSRZ 調(diào)制器130中的偏壓偏離進(jìn)行監(jiān)測；以及控制器168，用于根據(jù)相位比較器164和165的監(jiān) 測結(jié)果來控制MZ調(diào)制器113和CSRZ調(diào)制器130。 圖35表示MZ調(diào)制器113中的偏壓與圖31至圖34中所示的檢測到的低頻信號之 間的關(guān)系。如圖35所示，當(dāng)MZ調(diào)制器113中的偏壓適當(dāng)時，從輸出光信號中提取出的f。分 量達(dá)到最小，并且當(dāng)產(chǎn)生偏壓偏離時，f。分量變大。偏壓偏離位于+側(cè)時所提取的f。分量 信號的相位與偏壓偏離位于-側(cè)時所提取的f。分量信號的相位相反。因此，可以通過進(jìn)行 反饋控制來對MZ調(diào)制器113中的偏壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，以使得f。分量達(dá)到其最小值。
圖36表示CSRZ調(diào)制器130中的偏壓與圖31至圖34中所示的檢測到的低頻信號 之間的關(guān)系。如圖36所示，當(dāng)CSRZ調(diào)制器130中的偏壓適當(dāng)時，從輸出光信號中提取出的 4分量達(dá)到最小，并且當(dāng)產(chǎn)生偏壓偏離時，4分量變大。偏壓偏離位于+側(cè)時所提取的^ 分量信號的相位與偏壓偏離位于-側(cè)時所提取的4分量的相位相反。因此，可以通過進(jìn)行反饋控制來對CSRZ調(diào)制器130中的偏壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，以使得^分量達(dá)到其最小值。
圖37是圖31所示光發(fā)送裝置的變型例，其中設(shè)置有RZ強(qiáng)度調(diào)制器130a而不是 CSRZ調(diào)制器130。在該裝置中，在監(jiān)測單元130b中對在分束點(diǎn)2處分束的光信號中所包含 的f。分量進(jìn)行監(jiān)測。用于向MZ調(diào)制器113提供偏壓的2V Ji -ABC控制器130c和用于向RZ 強(qiáng)度調(diào)制器130a提供偏壓的V -ABC控制器130d中的每一個都參照監(jiān)測單元130b的監(jiān) 測結(jié)果。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，2V Ji -ABC控制器130c和V Ji -ABC控制器130d共享一個監(jiān)測單元。
如上所述，相移單元12和13可以在數(shù)據(jù)調(diào)制單元中的一對光波導(dǎo)之間提供適當(dāng) 的相位差(例如，n/2的奇數(shù)倍)。例如，作為另一實(shí)施例，可以通過在分束光波導(dǎo)上設(shè)置 薄膜加熱器來改變光波導(dǎo)的溫度，或者通過設(shè)置壓電元件等并向光波導(dǎo)施加適當(dāng)?shù)碾妷簛?對光波導(dǎo)施加應(yīng)力，以改變光波導(dǎo)的折射率。結(jié)果，可以執(zhí)行控制，以在相位調(diào)制器中的一 對光波導(dǎo)之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊睢?另外，在以上實(shí)施例中，相移單元12和13設(shè)置在一對光波導(dǎo)中的一個光波導(dǎo)中； 然而，也可以將它們設(shè)置在兩個光波導(dǎo)中。在這種情況下，可以通過對設(shè)置在這些波導(dǎo)中的 相移單元(電極、薄膜加熱器、壓電元件)不對稱地施加的電壓或溫度來適當(dāng)?shù)靥峁┫鄬ο?位差。 此外，在以上實(shí)施例，主要針對DQPSK調(diào)制進(jìn)行了說明；然而，本發(fā)明的控制可以 不加任何改變地應(yīng)用于QPSK調(diào)制。另外，本發(fā)明可以應(yīng)用于2npSK(n > 3)或QAM。然而， 當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于這些調(diào)制時，例如，應(yīng)當(dāng)使用具有四個或更多個值的多值數(shù)據(jù)作為輸入 到數(shù)據(jù)調(diào)制單元中的數(shù)據(jù)信號。 在以下描述中，將說明用于提高上述相移量的調(diào)節(jié)精度的技術(shù)。 如上所述，在DQPSK調(diào)制中，需要用于在一對光信號之間產(chǎn)生"Ji/2"相位差的相
移單元。為了使相移單元對相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過反饋控制對提供給相移單元的偏壓進(jìn)行
控制。此處，希望具有下述的結(jié)構(gòu)使用旨在減小電路(用于監(jiān)測反饋控制所使用的參數(shù))
的尺寸并降低其成本的廉價且低速的光電二極管，對經(jīng)調(diào)制的光信號的時間平均光功率進(jìn)
行監(jiān)測。然而，在DQPSK調(diào)制中，即使相位差偏離"Ji/2"，平均光功率的變化也很小，所以不
容易檢測和調(diào)節(jié)DC漂移。 鑒于以上問題，在以下的第十二和第十三實(shí)施例中，提出了下述的結(jié)構(gòu)對輸出光 信號的平均光功率相對于相移單元的DC漂移的變化進(jìn)行放大。
〈第十二實(shí)施例> 如參照圖3所述，在DQPSK調(diào)制中，每一個碼元都包括2位數(shù)據(jù)(DATA1和DATA 2)。為數(shù)據(jù)DATA 1賦值"0"或"Ji "，而為數(shù)據(jù)DATA 2賦值"ji/2"或"3 ji/2"。因此，碼 元(00， 10， ll，Ol)可以分另U表示為"Ji/4"、"3 Ji/4"、"5 Ji/4"禾口"7 Ji/4"。
在第十二實(shí)施例中，如圖38所示，為數(shù)據(jù)DATA l賦值"0"或"Ji + a "。為數(shù)據(jù)DATA 2賦值"小"或"小+ Ji + P "。此處，"小"是相移單元的相移量，理想地為"Ji /2"。 " a "和 "P "是在第十二實(shí)施例中添加的相位。 在相平面上，與數(shù)據(jù)DATA 1相對應(yīng)的信號點(diǎn)A和B，以及與數(shù)據(jù)DATA2相對應(yīng)的信 號點(diǎn)C和D表示如下。 A <formula>formula see original document page 34</formula>
B
——cosa-- C
——cos- ——sin^2 2 D
、如下。
在相平面上，與碼元(00， 10， 11，01)中的每一個相對應(yīng)的信號點(diǎn)E、F、G和H表示 E
2
(l + COS0)
2
sin^ F
乂
乂 G H
-(sina + sin(yS + ^))
(cos ^ — cos a) (sin ^ 一 sin a)
2 、 2一,—cos(〃 +州-爭"
、 乂 經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率Pave與相平面的原點(diǎn)到各個信號點(diǎn)(E至H)的距離的平方成比例。因此，經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率P^表示為以下方程(1)。4 + COS^ + COS(々-《 + 0)-C0S(O_~^) - COS(/ + 0) ( i)
p..,。 = ■
4 通常，在DQPSK調(diào)制中，"a "和"|3 "都是零。因此，在這種情況下，經(jīng)調(diào)制的光信
號的平均光功率P^保持為"l"，而與"小"無關(guān)。換句話說，當(dāng)相移單元的相移量由于老化
等而偏離n /2時，很難通過監(jiān)測平均光功率P_來檢測相移量的偏離。 相反，根據(jù)第十二實(shí)施例的光發(fā)送裝置，"a"和"!3"都不為零，因此，方程(1)中
保留了包括"小"的項(xiàng)。結(jié)果，當(dāng)相移量偏離n/2時，平均光功率P^響應(yīng)于該偏離而改變。
換句話說，通過監(jiān)測平均光功率Pare，可以容易地檢測到相移單元的相移量的變化。 " a "和"|3 "可以彼此相同或者彼此不同。另外，"a "和"|3 "可以是正相位或負(fù)
相位。因此，在第十二實(shí)施例中，"增加相位"包括沿正方向旋轉(zhuǎn)相位以及沿負(fù)方向旋轉(zhuǎn)相位。需要在允許通信質(zhì)量下降的范圍內(nèi)確定"a "和"|3 "。 圖39至圖41是第十二實(shí)施例的第一至第三實(shí)例。在這些示例中，僅描述用于添加參照圖38所說明的"a "和"|3 "的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體激光器11、相移單元13、數(shù)據(jù)調(diào)制單元40和驅(qū)動信號產(chǎn)生單元110與上述的相同。相位控制電路201對從數(shù)據(jù)調(diào)制單元40輸出的經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對相移單元13的相移量進(jìn)行控制。 在第一實(shí)例中，用于向各個MZ調(diào)制器施加數(shù)據(jù)信號電壓的一對電極中的一個電極被形成為到達(dá)位于該MZ調(diào)制器的輸出側(cè)的耦合波導(dǎo)。在圖39所示的示例中，電極202和203中的每一個都被形成為到達(dá)Y耦合器。在以上述方式形成MZ調(diào)制器的電極202和203的情況下，MZ調(diào)制器中的光信號的頻率在數(shù)據(jù)信號的邏輯值發(fā)生改變時產(chǎn)生瞬時變化，并且產(chǎn)生所謂的啁啾(chirp)。結(jié)果，獲得圖38所示的相位a和相位|3 。例如，日本特開未審專利公報No. 07-199133中描述了通過延伸MZ調(diào)制器的電極來產(chǎn)生啁啾的技術(shù)細(xì)節(jié)。
在第二實(shí)例中，提供給MZ調(diào)制器的一對數(shù)據(jù)信號的幅值彼此不同。在圖40所示的示例中，經(jīng)由衰減器元件211將數(shù)據(jù)信號DATA 1提供給MZ調(diào)制器的電極之一，并經(jīng)由衰減器元件212將數(shù)據(jù)信號DATA 2提供給MZ調(diào)制器的另一電極。此處，衰減器元件211的衰減(衰減l)和衰減器元件212的衰減(衰減2)彼此不同。于是，和第一實(shí)例相同，當(dāng)數(shù)據(jù)信號的邏輯值發(fā)生變化時產(chǎn)生啁啾，并獲得參照圖38所述的相位a 。以上說明也適用于數(shù)據(jù)信號DATA 2，通過提供彼此不同的衰減3和衰減4來獲得相位P 。
用來獲得衰減1至4的衰減元件可以是用于傳輸電信號的金屬圖案。在這種情況下，可以通過改變金屬圖案的寬度和/或長度來調(diào)節(jié)衰減。 在第三實(shí)例中，提供給MZ調(diào)制器的一對數(shù)據(jù)信號的定時彼此不同。在圖41所示的示例中，經(jīng)由延遲元件221將數(shù)據(jù)信號DATA 1提供給MZ調(diào)制器的電極之一，并經(jīng)由延遲元件222將數(shù)據(jù)信號DATA 2提供給MZ調(diào)制器的另一電極。此時，延遲元件221的延遲(延遲l)和延遲元件222的延遲(延遲2)彼此不同。于是，與第一實(shí)例相同，當(dāng)數(shù)據(jù)信號的邏輯值發(fā)生變化時產(chǎn)生啁啾，并獲得參照圖38所述的相位a 。同樣的說明也適用于數(shù)據(jù)信號DATA 2，通過提供彼此不同的延遲3和延遲4來獲得相位P 。 用來獲得延遲1至4的延遲元件可以用于傳輸電信號的金屬圖案。在這種情況下，
可以通過改變金屬圖案的長度來調(diào)節(jié)延遲?！吹谑龑?shí)施例> 通過如第十二實(shí)施例中所說明的以上方程(1)來表示經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率P^。然而，以上方程(l)是在假設(shè)數(shù)據(jù)信號的標(biāo)記率相等的情況下得到的。換句話說，以上方程(1)假設(shè)四種碼元(OO，lO，ll，Ol)以相同的頻率產(chǎn)生。 相反，在第十三實(shí)施例中，數(shù)據(jù)信號中的四種碼元的標(biāo)記率不相等。通過具有數(shù)據(jù)信號的不相等的標(biāo)記率實(shí)際上可以獲得與第十二實(shí)施例相同的效果。 圖42說明了第十三實(shí)施例的原理。在第十三實(shí)施例中，為數(shù)據(jù)DATA1賦值"0"或"h "。為數(shù)據(jù)DATA 2賦值"小"或"小+ Ji "。此處，"小"是相移單元的相移量，理想地為"Ji /2，，。 在相平面上，將與數(shù)據(jù)DATA 1相對應(yīng)的信號點(diǎn)A和B，以及與數(shù)據(jù)DATA 2相對應(yīng)的信號點(diǎn)C和D表示如下。 <formula>formula see original document page 36</formula> <formula>formula see original document page 36</formula><formula>formula see original document page 36</formula>
<formula>formula see original document page 36</formula>
在相平面上，將與碼元(OO，lO，ll，Ol)中的每一個相對應(yīng)的信號點(diǎn)E、F、G和H表示如下。<formula>formula see original document page 37</formula> 將用于傳輸碼元(OO，lO，ll，Ol)中的每一個的光功率PpPpPe和PH表示如下。用于傳輸各個碼元的光功率與從相平面的原點(diǎn)到各個信號點(diǎn)(E到H)的平方距離成比例。<formula>formula see original document page 37</formula> 當(dāng)碼元(OO，lO，ll，Ol)中的每一個的出現(xiàn)率為W"WpWe和WH時，經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率Pare表示為以下方程(2)。 <formula>formula see original document page 37</formula> 在第十三實(shí)施例中，對數(shù)據(jù)信號的標(biāo)記率進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得各個碼元的出現(xiàn)率不相等。更具體地，當(dāng)將數(shù)據(jù)信號的標(biāo)記率調(diào)節(jié)為使得碼元(00)的出現(xiàn)率WE和碼元(11)的出現(xiàn)率We之和與碼元(10)的出現(xiàn)率Wp和碼元(01)的出現(xiàn)率WH之和不同時，平均光功率P^是"小"的函數(shù)。換句話說，調(diào)制光信號的平均光功率響應(yīng)于相移單元的相移量小的改變而改變。因此，可以使用通過對經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率進(jìn)行監(jiān)測而獲得的監(jiān)測結(jié)果對相移單元進(jìn)行反饋控制。 圖43是說明用于控制數(shù)據(jù)信號的標(biāo)記率的方法的簡圖。例如，在驅(qū)動信號產(chǎn)生單元中執(zhí)行標(biāo)記率的控制。 數(shù)據(jù)信號(輸入信號序列)使其標(biāo)記率由擾頻器(scrambler) 251進(jìn)行均衡。這樣，將各個碼元(OO，lO，ll，Ol)的出現(xiàn)率調(diào)節(jié)為大致相等。對數(shù)據(jù)信號的標(biāo)記率進(jìn)行均衡的技術(shù)是公知技術(shù)。 冗余位添加單元252向由擾頻器251進(jìn)行了擾頻的數(shù)據(jù)信號添加冗余位。此時，向N比特的數(shù)據(jù)信號中添加M比特的冗余位。因此，數(shù)據(jù)速率增大了 (N+M)/N倍。使用產(chǎn)生特定碼元(例如，"00"或"11")的值作為冗余位。這樣，調(diào)制光信號的平均光功率P^為相移量小的函數(shù)，并且可以使用平均光功率作為參數(shù)對相移單元進(jìn)行反饋控制。
第十二和第十三實(shí)施例所示的各個功能都適用于第一至第八實(shí)施例的光發(fā)送裝置，并且也適用于不使用低頻信號的光發(fā)送裝置。
〈第十四實(shí)施例〉 如上所述，在第一至第八實(shí)施例的光發(fā)送裝置中，通過在光信號上疊加低頻信號，并通過對包含在來自調(diào)制器的光輸出中的f。分量和/或2f。分量進(jìn)行監(jiān)測，來對相移單元12或13的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)(相位調(diào)節(jié)ABC)。還執(zhí)行對相位調(diào)制器的DC漂移的控制(2V Ji -ABC)和對RZ調(diào)制器的DC漂移的控制(V ji -ABC)。圖44中集中地示出了這些控制。
圖45說明了 RZ調(diào)制器(圖5所示的RZ強(qiáng)度調(diào)制器300)的V -ABC控制。在該Vji-ABC控制中，將低頻信號f。疊加在調(diào)制器的驅(qū)動信號上。對包含在來自調(diào)制器的光輸出中的f。分量進(jìn)行監(jiān)測。此時，如果對調(diào)制器的偏壓值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，則檢測到的f。分量為零或最小。然而，如果偏壓偏離適當(dāng)?shù)闹挡⑶页霈F(xiàn)DC漂移，則會從調(diào)制器的光輸出中檢測到f。分量。因此，V -ABC電路對偏壓進(jìn)行反饋控制，使得從調(diào)制器的光輸出檢測到的f。分量最小。這樣，可以將偏壓點(diǎn)保持在最優(yōu)點(diǎn)。偏壓點(diǎn)沿正方向偏離時所檢測到的f。分量信號的相位與偏壓點(diǎn)沿負(fù)方向偏離時所檢測到的f。分量信號的相位相反。因此，通過監(jiān)測相位的極性，可以獲知應(yīng)該增大還是減小偏壓。 圖46說明了包括在相位調(diào)制器(圖5中所示的MZ調(diào)制器200)中的I-臂/Q-臂的2V Ji -ABC控制。另外，在該2V Ji -ABC控制中，基本上按照與V ji -ABC相同的方式，通過反饋控制將偏壓點(diǎn)保持在最優(yōu)點(diǎn)，以使f。分量最小。另外，在2V Ji -ABC中，與V Ji -ABC類似，檢測到的f。分量的相位根據(jù)偏壓點(diǎn)的偏離方向而改變。 在用于調(diào)節(jié)相移單元12或13的相移量的相位調(diào)節(jié)ABC中，如圖7至圖9所示，通過反饋控制對偏壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得f。分量達(dá)到最大，或者使得2f。分量變得最小。這樣，將相移單元12或13的相移量保持在最優(yōu)點(diǎn)。然而，在相位調(diào)節(jié)ABC中，偏壓點(diǎn)被設(shè)置在最大點(diǎn)和最小點(diǎn)的中間，因此，即使相移單元12或13的相移量偏離"Ji /2"，從調(diào)制器的光輸出中檢測到的f。分量的幅值的變化也很小。 圖47是對所檢測到的低頻信號(即，f。分量和2f。分量)的比較結(jié)果進(jìn)行概括的表。在該實(shí)施例中，疊加在光信號上的低頻信號(導(dǎo)頻信號)的頻率為1. lkHz。在自動偏壓控制中，對如圖47中的項(xiàng)目4所述的"AC分量幅值"進(jìn)行監(jiān)測。然而，與在對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償時檢測到的AC分量的幅值相比，在相位控制ABC中檢測到的AC分量的幅值非常小。在圖47所示的示例中，在相位控制ABC中檢測到的電流幅值大約為lnA。因此，與用于對相位調(diào)制器或RZ調(diào)制器的DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)目刂葡啾?，對相移單?2或13的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)更加困難。 在對相移單元12或13的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)時，如圖7至圖9所示，相移單元的相移量沿正方向偏離時所檢測到的f。分量信號的相位與相移單元的相移量沿負(fù)方向偏離時所檢測到的f。分量信號的相位相同。因此，從這一點(diǎn)也可以得出，與用于對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)目刂葡啾?，調(diào)節(jié)相移單元12或13的相移量更加困難。在第十四實(shí)施例中，給出了克服這些問題的結(jié)構(gòu)。 圖48描述了第十四實(shí)施例的光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)。在圖48中，包括一對相位調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器31的數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的結(jié)構(gòu)和操作基本上與第一至第八實(shí)施例的相同。低速光電二極管3(或者低速光電二極管3')的輸入光功率例如為大約-lOdBm。偏壓例如為士30V或更大。與偏壓相比，低頻信號的幅值足夠小，并且例如為大約100mV(大約
380. 05V Ji)。 在圖48中，偏壓產(chǎn)生器281根據(jù)來自偏壓控制器283的指令產(chǎn)生偏壓信號，并將 該信號提供給相移單元12。在該示例中，偏壓信號例如是預(yù)定范圍內(nèi)的DC電壓信號。低頻 信號產(chǎn)生器l產(chǎn)生頻率為f。的低頻信號。將該低頻信號疊加在偏壓信號上。因此，該低頻 信號也被提供給相移單元12。結(jié)果，數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的光輸出中包含f。分量。
低速光電二極管3產(chǎn)生與數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的光輸出的分束光束相對應(yīng)的電流。 IA轉(zhuǎn)換器3a將由低速光電二極管3產(chǎn)生的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。中心頻率為f。的 帶通濾波器7對I/V轉(zhuǎn)換器3a的輸出信號進(jìn)行濾波。鎖相放大器282通過使用由低頻信 號產(chǎn)生器1產(chǎn)生的低頻信號進(jìn)行同步檢測來檢測帶通濾波器7的輸出信號的幅值，并在以 恒定增益對檢測值進(jìn)行放大之后將其輸出。偏壓控制器283根據(jù)檢測到的幅值向偏壓產(chǎn)生 器281發(fā)出指令。 與以上實(shí)施例類似，可以采用對強(qiáng)度調(diào)制器31的光輸出進(jìn)行監(jiān)測的低速光電二 極管3'，而不是對數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的光輸出進(jìn)行監(jiān)測的低速光電二極管3?？梢詢H在數(shù) 據(jù)調(diào)制器單元20的兩個臂之一上設(shè)置相移單元12，或者可以在兩個臂上都設(shè)置相移單元 12。 圖49說明了第十四實(shí)施例中的相移調(diào)節(jié)方法的概要。在該說明中，向相移單元12 提供偏壓Vb^。 在周期1中，向相移單元12提供在"Vb^"和"Vb^-AV"之間振蕩的偏壓信號，并 在該狀態(tài)下執(zhí)行同步檢測。對通過同步檢測而獲得的幅值Vd^進(jìn)行存儲。"AV"是低頻信 號的幅值。接下來，在周期2中，向相移單元12提供在'113^"和'113^+A V"之間振蕩的偏 壓信號，并在該狀態(tài)下執(zhí)行同步檢測。通過相同的方式，對通過同步檢測而獲得的幅值Vd^ 進(jìn)行存儲。然后，比較"Vdrtl"和"Vdrt2 "，并根據(jù)比較結(jié)果來控制偏壓Vbias 。
為了使相移單元12的相移量最優(yōu)，需要使檢測到的幅值最大。因此，當(dāng)"Vd^ < Vdrt2"時，偏壓控制單元283確定周期2中的狀態(tài)比周期1中的狀態(tài)更接近于最優(yōu)相移 量，并產(chǎn)生用來增大偏壓的指令。另一方面，當(dāng)"Vd^ > Vd^"時，偏壓控制單元283確定周 期l中的狀態(tài)比周期2中的狀態(tài)更接近于最優(yōu)相移量，并產(chǎn)生用來減小偏壓的指令。此后， 通過重復(fù)周期1和周期2中的控制，相移單元12的相移量收斂為最優(yōu)值"Ji /2"。當(dāng)"Vd^" 和"Vd^"彼此相等時，相移單元12的相移量被確定為最優(yōu)值Ji/2，并且保持偏壓而不進(jìn)行 調(diào)制。 圖50示出了低頻信號與檢測到的f。分量的幅值之間的關(guān)系。在該圖中，當(dāng)偏壓 為大約8. 6V時，相移單元12的相移量最優(yōu)。檢測到的f。分量的幅值被表示為鎖相放大器 282的輸出信號。采用100mV-400mV的矩形波信號作為該低頻信號。 如圖50所示，隨著低頻信號的幅值變大，從數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的光輸出中檢測到 的f。分量的幅值變大。然而，當(dāng)?shù)皖l信號的幅值太大時應(yīng)該小心，因?yàn)橥ㄐ刨|(zhì)量可能劣化。 根據(jù)本實(shí)施例，通過比較從鎖相放大器282輸出的一對信號(圖49所示的Vdrtl和Vdrt2)來 確定增大/減小，可以獲得與下述結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)精度，在該結(jié)構(gòu)中，在對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償 時，通過使用f。分量信號的相位的極性來控制偏壓。 圖51A和圖51B說明了第十四實(shí)施例的效果。這些圖示出了在使用幅值為400mV 的矩形波作為低頻信號時，鎖相放大器的輸出幅值。
圖51A示出了從第一實(shí)施例等中的調(diào)制器的光輸出中檢測到的2f。分量的幅值。 在第一實(shí)施例等中，如上所述，即使相移量的偏離方向發(fā)生了變化，從調(diào)制器的輸出中獲得 的f。分量信號的相位也不改變。另一方面，在第一實(shí)施例等中，當(dāng)相移量的偏離方向發(fā)生 變化時，從調(diào)制器的輸出中獲得的2f。分量信號的相位發(fā)生了變化。因此，作為與第十四實(shí) 施例形成對比的方法，采用了使用2f。分量的方法，該方法使得能夠通過對相位進(jìn)行監(jiān)測， 來檢測相移量的偏離方向。 在第一實(shí)施例中，如上所述，執(zhí)行對2f。分量的最小值進(jìn)行檢測的反饋控制。然而， 在靠近相移量的最優(yōu)點(diǎn)的區(qū)域中，2f。分量的幅值非常小。因此，受到了噪聲的影響，相移量 控制的精度可能會下降。另外，鎖相放大器的鎖相時間變長。 圖51B示出了從第十四實(shí)施例中的調(diào)制器的光輸出中檢測到的f。分量的幅值。在 第十四實(shí)施例中，執(zhí)行對f。分量的最大值進(jìn)行檢測的反饋控制。因此，在靠近相移量的最 優(yōu)點(diǎn)的區(qū)域中，f。分量的幅值足夠大。因此，即使在出現(xiàn)噪聲的情況下，相移量控制也具有 很高的精度。另外，可以使鎖相放大器的鎖相時間變短。 如上所述，根據(jù)第十四實(shí)施例，通過對從調(diào)制器的光輸出中獲得的f。分量信號的 相位進(jìn)行監(jiān)測，可以容易地檢測到要增大還是減小相移量，因此，相移量的調(diào)節(jié)具有很高的 精度。 圖52是第十四實(shí)施例中的相移量調(diào)節(jié)方法的流程圖。圖53是圖52的流程圖的 參考圖。在該說明中，當(dāng)前偏壓被稱作"Vpre，t"。 在步驟S1中，根據(jù)偏壓控制器283的指令產(chǎn)生偏壓Va，并將該偏壓施加給相移單 元12。 "V/是比"Vpr，t"低預(yù)定值的電壓。在步驟S2中，在偏壓Va上疊加低頻信號。在 步驟S3中，通過f。分量的同步檢測，對數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的光輸出中的f。分量的幅值進(jìn) 行檢測。通過連續(xù)執(zhí)行步驟Sl至S3預(yù)定的時間段，來獲得同步檢測值Pa。
在步驟S4中，根據(jù)偏壓控制器283的指令產(chǎn)生偏壓V。，并將該偏壓施加給相移單 元12。 "V。"是比"Vpr，t"高預(yù)定值的電壓。在步驟S5中，在偏壓V。上疊加低頻信號。在 步驟S6中，通過f。分量的同步檢測，來檢測數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的光輸出中的f。分量的幅 值。通過連續(xù)執(zhí)行步驟S4-S6預(yù)定時間段，來獲得同步檢測值P。。 在步驟S7中，通過比較從步驟Sl-S6獲得的同步檢測值Pa和同步檢測值P。，來檢 測偏壓的變化方向的極性。在本說明書中，"極性"表示應(yīng)該增大還是減小偏壓。也就是說， 如果同步檢測值P。大于同步檢測值Pa，則確定為"極性+ "。另一方面，如果同步檢測值P。 小于同步檢測值Pa，則確定為"極性-"。 在步驟S8中，檢查同步檢測值Pa與同步檢測值P。之間的差異是否在誤差范圍內(nèi)。 如果該差異在誤差范圍內(nèi)，則認(rèn)為偏壓VpMsmt被調(diào)節(jié)至最優(yōu)值或者近似最優(yōu)值，并終止處 理。另一方面，如果以上差異超出了誤差范圍，則在步驟S9中，根據(jù)以上述方式檢測出的極
性來改變偏壓Vpresmt。實(shí)際上，當(dāng)獲得了 "極性+ "時，將偏壓Vpr_nt增大預(yù)定量，而當(dāng)獲得
了 "極性-"時，將偏壓Vpresent減小預(yù)定量。 通過重復(fù)以上步驟Sl-S9，對偏壓進(jìn)行控制，以使得數(shù)據(jù)調(diào)制器單元20的光輸出 中的f。分量最大，并將相移單元12的相移量調(diào)節(jié)至最優(yōu)值/2。 "V。-Vp，nt"和"Vp，nt_Va"可以比低頻信號的幅值大，可以比低頻信號的幅值小， 或者可以等于低頻信號的幅值。步驟S9中的變化量可以是常數(shù)，或者可以根據(jù)同步檢測值Pa與同步檢測值P。之間的差異來確定。 如上所述，根據(jù)第十四實(shí)施例，可以對DQPSK光發(fā)送裝置和RZ-DQPSK光發(fā)送裝置 中所需的n/2延遲元件的相移量進(jìn)行容易和精確的調(diào)節(jié)。還可以實(shí)現(xiàn)尺寸與10Gbps的 光發(fā)送裝置中使用的傳統(tǒng)自動偏壓控制電路相似的40Gbps的光發(fā)送裝置的相移量調(diào)節(jié)電 路。因此，可以提供尺寸符合國際標(biāo)準(zhǔn)化MSA(多源協(xié)議)標(biāo)準(zhǔn)的40Gbps的高速轉(zhuǎn)發(fā)器。
《光接收裝置》 下面對與本發(fā)明相關(guān)的光接收裝置進(jìn)行說明。
〈DQPSK調(diào)制接收裝置> 圖54說明了本發(fā)明實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。該光接收裝置接收經(jīng)DQPSK調(diào)制 的光信號，并對該信號進(jìn)行解調(diào)。在該示例中，通過光信號發(fā)送數(shù)據(jù)的速度例如為43Gbps， 而碼元率為21. 5G。 在圖54中，對輸入光信號進(jìn)行分束，并將其引導(dǎo)至第一路徑和第二路徑。在 第一和第二路徑中的每一個中都設(shè)置有干涉儀301 (301a和301b)。干涉儀301例如是 Mach-Zehnder延遲干涉儀。干涉儀301包括第一臂和第二臂。此處，干涉儀301的第一臂 使光信號延遲1個碼元時間。然而，干涉儀301a的第二臂使光信號的相位偏移"+ Ji /4"，而 干涉儀301b的第二臂使光信號的相位偏移"-Ji/4"。通過偏壓對各個第二臂的相移量進(jìn)行 控制。 光電檢測器(0/E轉(zhuǎn)換器)電路302 (302a和302b)將從對應(yīng)干涉儀301輸出的光 信號轉(zhuǎn)換為電信號。在該示例中，每一個光電檢測器電路302都由一對光電二極管(雙光 電二極管)構(gòu)成。當(dāng)將從干涉儀301輸出的一對光信號提供給一對光電二極管時，光電檢 測器電路302輸出表示由該對光電二極管產(chǎn)生的電流之間的差異的差分接收信號。
光電檢測器電路302輸出與由該對光電二極管產(chǎn)生的電流之間的差異相當(dāng)?shù)牟?異電流。轉(zhuǎn)阻放大器(TIA)305將該差異電流轉(zhuǎn)換為電壓信號，并輸出為差分接收信號。然 而，在以下說明中，除非另外指明，否則不對0/E轉(zhuǎn)換器電路302的輸出信號和TIA 305的 輸出信號加以區(qū)分。"光電檢測器電路"一詞可以用作涵蓋光電檢測器電路302和TIA 305 在內(nèi)的概念。 CDR(時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù))電路303 (303a和303b)從來自對應(yīng)光電檢測器電路302的 輸出信號中恢復(fù)時鐘信號和數(shù)據(jù)信號。復(fù)用器304對CDR電路303a和303b的輸出信號進(jìn) 行復(fù)用。這樣，可以獲得解調(diào)數(shù)據(jù)。例如，日本公報No. 2004-516743中描述了這種光接收 裝置的結(jié)構(gòu)和操作。 為了從在具有以上結(jié)構(gòu)的光接收裝置中接收的光信號中恢復(fù)數(shù)據(jù)，需要將各個干 涉儀301的第二臂的相移量精確地調(diào)節(jié)為"+Ji/4"或"-Ji/4"。在以下描述中，將說明用于 調(diào)節(jié)相移量的結(jié)構(gòu)和操作。
〈第一實(shí)施例> 圖55描述了第一實(shí)施例的光接收裝置。第一實(shí)施例中的光接收裝置包括平方電 路311、濾波器312、監(jiān)測單元313以及相位控制電路314。第二路徑上的結(jié)構(gòu)基本上與第一 路徑上的結(jié)構(gòu)相同，因此下文中省略對第二路徑的說明。 圖56A和圖56B示出了從光電檢測器電路302輸出的差分接收信號的波形。圖 57A和圖57B示出了該差分接收信號的眼圖(眼孔圖樣)。如果第二臂上的相移量精確地為"n /4"，則差分接收信號表現(xiàn)出穩(wěn)定的波形(如圖56A所示)，并且可以獲得具有寬眼孔 徑的眼圖，如圖57A所示。然而，當(dāng)相移量偏離"Ji/4"時，差分接收信號的波形變得不穩(wěn)定 (如圖56B所示)，并且眼圖的眼孔徑很小，如圖57B所示。順便提及，圖56B和圖57B是相 移量為"ji/4+A(A =30度)"時的模擬結(jié)果。 平方電路311對從光電檢測器電路302輸出的差分接收信號進(jìn)行平方。該平方電 路311沒有具體限制，例如可以通過包括Gilbert單元(Cell)的模擬乘法器電路來實(shí)現(xiàn)。 在這種情況下，通過使用該模擬乘法器電路將這些差分接收信號彼此相乘，來獲取差分接 收信號的平方信號。 圖58A和圖58B示出了從平方電路311輸出的平方信號的波形。圖59A和圖59B 示出了該平方信號的頻譜。當(dāng)?shù)诙壑械南嘁屏烤_地為"n/4"時，該平方信號具有其中 在碼元周期內(nèi)出現(xiàn)基本恒定值的波形，如圖58A所示。因此，在這種情況下，如圖59A所示， 在該平方信號的頻譜中僅出現(xiàn)了碼元頻率分量(該示例中為21.5GHz)及其高次諧波分量。 另一方面，當(dāng)相移量偏離"/4"時，該平方信號具有其中在隨機(jī)周期內(nèi)出現(xiàn)各種值的波形， 如圖58B所示。因此，在這種情況下，平方信號的頻譜包含各種頻率分量，如圖59B所示。
濾波器312使連續(xù)頻率分量的除了為碼元頻率的整數(shù)倍的頻率以外的至少一部 分通過。換句話說，濾波器312例如是使低于碼元頻率(本示例中為21.5GHz)的頻率通過 的低通濾波器(或帶通濾波器)，并且其對從平方電路311輸出的平方信號進(jìn)行濾波。監(jiān) 測單元313對來自濾波器312的輸出信號的功率進(jìn)行監(jiān)測。相位控制電路314根據(jù)監(jiān)測單 元313的監(jiān)測結(jié)果，對干涉儀301的第二臂的相移量進(jìn)行控制。通過例如提供給第二臂的 偏壓來控制相移量。 在以上結(jié)構(gòu)中，當(dāng)?shù)诙壑械南嘁屏康钠x為零(即，相移單元的相移量精確地 為"Ji/4")時，平方信號僅包含碼元頻率分量及其高次諧波分量。在這種情況下，由監(jiān)測單 元313檢測到的功率接近于零。然而，在出現(xiàn)相移量的偏離時，平方信號包含各種頻率分量 (尤其是比碼元率低的頻率分量)。在這種情況下，由監(jiān)測單元313檢測到的功率取決于相 移量的偏離值。因此，在執(zhí)行反饋控制以使得由監(jiān)測單元313檢測到的功率最小時，相移量 應(yīng)該保持為"n/4"。 圖60示出了圖55所示的光接收裝置的變型例。圖60所示的光接收裝置的結(jié)構(gòu) 基本上與圖55所示的光接收裝置相同。然而，該光接收裝置包括絕對值電路315而不是平 方電路311。 絕對值電路315對從光電檢測器電路302輸出的差分接收信號進(jìn)行全波整流。絕 對值電路315沒有具體限制，例如，可以通過包括多個二極管的全波整流電路或者使用運(yùn) 算放大器形成的全波整流電路來實(shí)現(xiàn)。 濾波器312、監(jiān)測單元313、相位控制電路314基本上與圖55所示的光接收裝置的 相同。另外，在該光接收裝置中，當(dāng)進(jìn)行反饋控制以使得由監(jiān)測單元313檢測到的功率最小 時，相移量應(yīng)該保持為"n /4"。
〈第二實(shí)施例> 圖61描述了第二實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施例的光接收裝置具有使 用低頻信號對相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。 在圖61中，低頻振蕩器321例如生成幾kHz到幾MHz之間的頻率范圍內(nèi)的低頻信
42號。在以下說明中，將低頻信號的頻率定義為"f。"。經(jīng)由低頻疊加電路322將該低頻信號 提供給干涉儀301的第二臂。因此，第二臂中的相移量響應(yīng)于低頻信號的電壓而周期性地 變化。因此，從干涉儀301輸出的光信號或者從光電檢測器電路302輸出的差分接收信號 包含f。分量。 與上述平方電路311的情況相同，乘法器電路323將從光電檢測器電路302輸出 的差分接收信號彼此相乘。濾波器324是低通濾波器，其使頻率2f。通過，并對來自乘法器 電路323的輸出信號進(jìn)行濾波。檢測單元325使用該低頻信號通過同步檢測從濾波器324 的輸出中檢測f。分量和/或2f。分量。相位控制電路326根據(jù)檢測單元325的檢測結(jié)果， 對干涉儀301的第二臂的相移量進(jìn)行控制。通過例如提供給第二臂的偏壓來控制相移量。 在乘法器323和濾波器324之間設(shè)置有監(jiān)測單元，用于對乘法器323的輸出信號的幅值或 功率進(jìn)行監(jiān)測，然而，在圖61中省略了該監(jiān)測單元。 圖62A至圖62C說明了第二實(shí)施例的光接收裝置的工作原理。圖62A示出了第二 臂中的相移量與干涉儀301的輸出的光功率(相對值)之間的關(guān)系。在該圖中，橫軸表示相 對于"Ji/4"的偏離。當(dāng)由相移電路326控制的相移量精確地為"Ji/4"時，在疊加低頻信 號時的相移量圍繞光功率具有其最小值的點(diǎn)周期性地變化。因此，在這種情況下，如圖62B 所示產(chǎn)生了 2f。分量。另一方面，當(dāng)相移量偏離"Ji/4"時，在疊加低頻信號時的相移量在遠(yuǎn) 離光功率具有其最小值的點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)周期性地變化。因此，在這種情況下，沒有產(chǎn)生2f。分 量，而是如圖62C所示僅獲得了 f。分量。此時，在相移量沿正側(cè)偏離時的f。分量信號的相 位與在相移量沿負(fù)側(cè)偏離時的f。分量信號的相位相反。 第二實(shí)施例的光接收裝置利用以上工作原理對第二臂中的相移量進(jìn)行優(yōu)化。換句 話說，相位控制電路326執(zhí)行反饋控制，以使得由檢測單元325檢測到的2f。分量的功率達(dá) 到最大。另選地，相位控制電路326執(zhí)行反饋控制，以使得由檢測單元325檢測到的f。分 量的功率達(dá)到最小。這樣，第二臂中的相移量保持為"n/4"。此時，通過監(jiān)測f。分量信號 的相位，可以方便地確定應(yīng)該增大還是減小相移量。
〈第三實(shí)施例> 圖63描述了第三實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。第三實(shí)施例的光接收裝置通過使 用對所接收信號的統(tǒng)計(jì)處理來調(diào)節(jié)相移量。 在圖63中，高速抽樣電路331對從光電檢測器電路302輸出的差分接收信號進(jìn)行 抽樣。抽樣定時由CDR電路303產(chǎn)生的時鐘信號和來自抽樣信號處理電路332的觸發(fā)信號 來確定。具體地，例如在碼元周期內(nèi)或者為碼元周期的整數(shù)倍的周期內(nèi)執(zhí)行抽樣。
抽樣信號處理電路332對通過抽樣而獲得的各個抽樣值的出現(xiàn)頻率進(jìn)行計(jì)算。相 位控制電路333根據(jù)由抽樣信號處理電路332獲取的出現(xiàn)頻率信息對干涉儀301的第二臂 的相移量進(jìn)行控制。例如，通過提供給第二臂的偏壓來控制相移量。 圖64A和圖64B示出了高速抽樣電路331的抽樣操作的示例。在該示例中，在比 碼元周期長三倍的周期內(nèi)執(zhí)行抽樣。在相移量精確地為"n/4"的情況下，通過抽樣而獲得 的信號電壓值僅為一個正值(+0.7)和一個負(fù)值(-0.7)，如圖64A所示。相反，在相移量偏 離"ji/4"的情況下，通過抽樣獲得了四個或更多個信號電壓值，如圖64B所示。在該示例 中，獲得了四個值(+1. 1、+0. 3、-0. 3、-1. 1)。圖64C和圖64D是抽樣信號處理電路332的 處理結(jié)果的示例，并且分別對應(yīng)于圖64A和圖64B。
第三實(shí)施例的光接收裝置使用以上工作原理對第二臂中的相移量進(jìn)行優(yōu)化。換句 話說，相位控制電路333執(zhí)行反饋控制，以減小信號電壓值的波動(例如，將信號電壓值保 持為特定的兩個值)。這樣，將第二臂的相移量保持為"n /4"。
〈DPSK(DBPSK)接收裝置> 圖65描述了用于接收DPSK調(diào)制信號的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。在圖65中，輸入信號 被引導(dǎo)至干涉儀341。該干涉儀341例如是Mach-Zehnder延遲干涉儀，并且包括第一臂和 第二臂。干涉儀341的第二臂向光信號提供1比特延遲。第二臂中的延遲時間為光信號經(jīng) 由第一臂傳輸?shù)臅r間周期以及光信號經(jīng)由第二臂傳輸?shù)臅r間周期之間的差異，并通過偏壓 對其進(jìn)行控制。 光電檢測器電路342將從干涉儀341輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光電檢測器電 路342與圖54所示的光電檢測器電路302相同，并且輸出與光信號相對應(yīng)的差分接收信 號。此處，差分接收信號的比特率為43Gbps。 CDR電路343從光電檢測器電路342的輸出 信號中恢復(fù)并輸出時鐘信號和數(shù)據(jù)信號。 為了從在具有以上結(jié)構(gòu)的光接收裝置中接收的光信號中再現(xiàn)數(shù)據(jù)，需要將干涉儀 341的第二臂的延遲時間精確地調(diào)節(jié)為"l比特"。換句話說，如果延遲時間被精確地調(diào)節(jié)為 "1比特"，則可以獲得圖66A所示的具有寬眼孔徑的眼圖(眼孔圖樣)；然而，如果延遲時間 偏離"l比特"，則眼圖的眼孔徑變小，如圖66B所示。當(dāng)眼圖的眼孔徑較小時，出現(xiàn)比特誤 差的可能性增大。在以下說明中，作為第四和第五實(shí)施例，對用于調(diào)節(jié)DBPSK光接收裝置中 的延遲時間的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行說明。
〈第四實(shí)施例〉 圖67描述了第四實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。在圖67中，平方電路351通過將 從光電檢測器電路342輸出的差分接收信號彼此相乘來產(chǎn)生平方信號。平方電路351基本 上與第一實(shí)施例中的平方電路311相同。監(jiān)測單元352通過積分來獲得該平方信號在時域 中的平均值。延遲控制電路353根據(jù)由監(jiān)測單元352獲得的該平均值，對干涉儀341的第 二臂的延遲時間進(jìn)行控制。例如，通過提供給第二臂的偏壓來控制該延遲時間。
圖68A至圖68C示出了差分接收信號的波形。圖69A至圖69C示出了通過對該差 分接收信號進(jìn)行平方而獲得的平方信號的波形。當(dāng)對延遲時間進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)時，如圖68A 和圖69A所示，差分接收信號和平方信號的幅值變大。換句話說，在這種情況下，平方信號 的平均功率變大。另一方面，當(dāng)延遲時間出現(xiàn)偏離時，如圖68B、圖68C、圖69B和圖69C所 示，差分接收信號和平方信號的幅值變小。于是在這種情況下，平方信號的平均功率也變 小。 圖70描述了延遲時間的偏離量與平方信號的平均功率之間的關(guān)系。如圖70所示， 當(dāng)延遲時間的"偏離量S "為零時，平方信號的平均功率達(dá)到其最大值。隨著"偏離量S" 變大，平方信號的平均功率變小。然而，平方信號的平均功率隨著"偏離量s"的變化而周 期性地變化。 第四實(shí)施例的光接收裝置使用以上工作原理對第二臂中的延遲時間進(jìn)行優(yōu)化。換 句話說，延遲控制電路353執(zhí)行反饋控制，以使得由監(jiān)測單元352獲得的平方信號的平均功 率達(dá)到其最大值。這樣，將第二臂中的延遲時間保持為"l比特"。 圖71描述了圖67所示的光接收裝置的變型例。圖71中的光接收裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖67中的光接收裝置的相同。然而，該光接收裝置包括絕對值電路354而不是平方 電路351。包括絕對值電路354而不是平方電路351的結(jié)構(gòu)的操作基本上與第一實(shí)施例所 述的相同?！吹谖鍖?shí)施例> 圖72描述了第五實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。在圖72中，低頻振蕩器361、低頻 疊加電路362、乘法器電路363、檢測單元364的操作基本上與第二實(shí)施例中的相同。換句 話說，向干涉儀341的第二臂提供低頻信號f。，檢測單元364檢測f。分量和2f。分量。延遲 控制電路365根據(jù)檢測單元364的檢測結(jié)果對干涉儀341的第二臂的延遲時間進(jìn)行控制。
圖73A至圖73C說明了第五實(shí)施例的光接收裝置的工作原理。圖73A示出了第二 臂中的延遲時間與干涉儀341的輸出的光功率(相對值)之間的關(guān)系。在該圖中，橫軸表 示相對于"l比特"的偏離。在由延遲控制電路365控制的延遲時間精確地為"1比特"的 情況下，產(chǎn)生2f。分量，如圖73B所示。另一方面，在延遲時間偏離"l比特"的情況下，沒有 產(chǎn)生2f。分量；然而，如圖73C所示，僅獲得了 f。分量。 第五實(shí)施例的光接收裝置利用以上工作原理對第二臂中的延遲時間進(jìn)行優(yōu)化。換 句話說，延遲控制電路365執(zhí)行反饋控制，以使得由檢測單元364檢測到的2f。分量的功率 達(dá)到其最大值。另選地，該延遲控制電路執(zhí)行反饋控制，以使得由檢測單元364檢測到的f。 分量的功率達(dá)到其最小值。這樣，將第二臂中的延遲時間保持為"n/4"。
〈第六實(shí)施例> 圖74描述了第六實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。在圖55等所示的結(jié)構(gòu)中，TIA 305 的輸出信號被引導(dǎo)至平方電路311。另一方面，在第六實(shí)施例中，TTA 305a和TIA 305b與 光電檢測器電路302的后級相連。在該示例中，以預(yù)定的比率對光電檢測器電路302的輸 出電流進(jìn)行分離，并將其提供給TIA 305a和TIA 305b。將TIA 305a的輸出信號作為主信 號發(fā)送給CDR電路303。另一方面，將TIA 305b的輸出信號作為監(jiān)測信號發(fā)送給平方電路 311。對延遲干涉儀301的相移單元的相移量進(jìn)行控制的方法與圖55中所示結(jié)構(gòu)中的方法 相同。 如上所述，本發(fā)明的光接收裝置可以通過將在TIA 305的前級中分離的電流信號 作為監(jiān)測信號，來對相移單元進(jìn)行控制。該結(jié)構(gòu)適用于第一到第五實(shí)施例。
〈第七實(shí)施例> 圖75A和圖75B示出了光電檢測器電路的輸出電流的波形。圖75A和圖75B示出 了構(gòu)成圖55中所示的光電檢測器電路302的一對光電二極管PD1和PD2的輸出電流波形 的模擬結(jié)果。 在圖55中，延遲干涉儀301輸出一對互補(bǔ)光信號。因此，該對光電二極管PD1和 PD2的輸出電流的波形彼此相反，如圖75A和圖75B所示。因此，在以下說明中，對這些光電 二極管中的一個(下文稱作光電二極管PD1)進(jìn)行說明。 只要將延遲干涉儀301的相移單元的相移量精確地調(diào)節(jié)為"Ji/4"，光電二極管 PD1的輸出電流就應(yīng)該具有兩個值(大約0. 9mA或大約0. 15mA)之一。然而，當(dāng)相移量變 為"Ji/4+22. 5度"時，光電二極管PD1的輸出電流變?yōu)樗膫€值(大約1.0mA、大約0. 75mA、 大約0. 35mA、大約0. 05mA)中的任何一個。另外，當(dāng)相移量變?yōu)?Ji /4+45度"時，光電二極 管PD1的輸出電流變?yōu)槿齻€值(大約1. lmA、大約0. 5mA、0)中的任何一個。
圖76示出了光電二極管PD1的平方輸出電流的時間平均值。該曲線圖是通過模 擬獲得的。x軸是基于下述條件的"偏離量"延遲干涉儀301的相移單元12的相移量為 "ji /4，，。 如圖76所示，當(dāng)延遲干涉儀301的相移單元的相移量為"n /4"時，光電二極管 PD1的平方輸出電流的時間平均值最小。因此，通過執(zhí)行反饋控制，以使時間平均功率最小， 延遲干涉儀301的相移單元的相移量收斂于最優(yōu)值Ji/4。 圖77示出了第七實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。第七實(shí)施例的光接收裝置的基本 結(jié)構(gòu)與圖55所示的第一實(shí)施例的相同。然而，在第七實(shí)施例中，使用負(fù)載電阻(與構(gòu)成光 電檢測器電路302的光電二極管PD1和PD2相連)兩端的電壓來執(zhí)行用于調(diào)節(jié)相移量的反 饋控制。 在圖77中，經(jīng)由負(fù)載電阻R1將偏壓1(為預(yù)定的DC電壓)提供給光電二極管PD1。 以相同的方式，經(jīng)由負(fù)載電阻R2將偏壓2(為預(yù)定的DC電壓)提供給光電二極管PD2。然 后，可以通過分別對負(fù)載電阻R1和R2兩端的電壓進(jìn)行監(jiān)測，來監(jiān)測由光電二極管PD1和 PD2產(chǎn)生的各個電流。 由光電二極管PD1和PD產(chǎn)生的電流的波形具有彼此相反的相位，如圖75A和圖 75B所示。因此，由光電二極管PD1和PD2產(chǎn)生的平方電流的時間平均值變得相同。結(jié)果， 第七實(shí)施例的反饋控制系統(tǒng)采用負(fù)載電阻R1或負(fù)載電阻R2中的任意一個兩端的電壓的平 方信號。換句話說，對延遲干涉儀301的相移單元的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得負(fù)載電阻R1 或負(fù)載電阻R2中的任意一個兩端的電壓的平方信號最小。這樣，使相移量收斂于最優(yōu)值 "ji /4，，。 在第七實(shí)施例中，可以采用絕對值電路315而不是平方電路311。反饋控制系統(tǒng)可
以采用負(fù)載電阻Rl和R2兩端的電壓。另外，還可以包括用于從流經(jīng)負(fù)載電阻Rl和R2的
電流中去除DC分量的DC截止電容器Cl和C2。此外，還可以包括用于將光電檢測器電路
302和TIA 305之間的信號線接地的電阻R3和R4。此外，第七實(shí)施例的結(jié)構(gòu)適用于DBPSK
光接收裝置?！吹诎藢?shí)施例> 圖78描述了第八實(shí)施例的光接收裝置的結(jié)構(gòu)。第八實(shí)施例的光接收裝置的基本 結(jié)構(gòu)與圖61所示的第二實(shí)施例的相同。但是，在第八實(shí)施例中，采用負(fù)載電阻R1或R2兩 端的電壓來進(jìn)行反饋控制。換句話說，當(dāng)使用f。分量時，對負(fù)載電阻Rl或R2兩端的電壓 的平方信號進(jìn)行監(jiān)測，并對相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使包含在該平方信號中的f。分量最小。在 使用2f。分量時，對負(fù)載電阻Rl或R2兩端的電壓的平方信號進(jìn)行監(jiān)測，并對相移量進(jìn)行調(diào) 節(jié)，以使包含在該平方信號中的2f。分量最大。 使用f。分量和2f。分量來調(diào)節(jié)相移量的方法的原理與參照圖62A至圖62C所述的 相同。盡管圖61中省略了監(jiān)測單元327，但是監(jiān)測單元327對平方電路311的輸出信號的 幅值或功率進(jìn)行監(jiān)測。 圖79是第八實(shí)施例的光接收裝置的變型例。在圖79所示的光接收裝置中，與圖 78所示的光接收裝置相同，使用負(fù)載電阻R1或R2兩端的電壓來執(zhí)行反饋控制。然而，在圖 79所示的光接收裝置的反饋控制系統(tǒng)中，使用了 f。分量和2f。分量。 如參照圖62A至圖62C所述，當(dāng)相移量為"Ji /4"時，由監(jiān)測單元327獲得的2f。分量最大。因此，檢測單元372獲得由濾波器371獲得的2f。分量信號的幅值或功率。相位控 制單元375對延遲干涉儀301的相移單元的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得由檢測單元372獲得 的2f。分量變得最大。另一方面，延遲干涉儀301的相移單元的相移量沿正側(cè)偏離時由監(jiān) 測單元327獲得的f。分量信號的相位與該相移單元的相移量沿負(fù)側(cè)偏離時由監(jiān)測單元327 獲得的f。分量信號的相位相反。因此，相位比較器374通過同步檢測來檢測由濾波器373 獲得的f。分量信號的相位。相位控制單元375在使用2f。分量來調(diào)節(jié)相移量時，確定應(yīng)該 參照f。分量信號增大還是減小相移量。 在第八實(shí)施例中，還可以采用DC截止電容器C1和C2以及電阻R3和R4。第八實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)也適用于DBPSK光接收裝置。
〈第九實(shí)施例> 圖80描述了第九實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。第九實(shí)施例的光接收裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖55所 示的第一實(shí)施例的相同。但是，在第九實(shí)施例中，包括限幅放大器381 、監(jiān)測單元382和相位 控制單元383，而不是第一實(shí)施例的平方電路311、濾波器312、監(jiān)測單元313和相位控制器 314。 限幅放大器381對由光電檢測器電路302產(chǎn)生的電流信號進(jìn)行放大。在該實(shí)施例 中，在通過TIA 305將從光電檢測器電路302輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號之后，將其提 供給限幅放大器381。稍后說明限幅放大器381的飽和特性。監(jiān)測單元382對限幅放大器 381的輸出信號的平均功率進(jìn)行監(jiān)測。相位控制單元383根據(jù)監(jiān)測單元382的輸出對延遲 干涉儀301的相移單元的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)。 圖81A至圖81C示出了光電檢測器電路302的輸出電流的波形。圖81A為光電二 極管PD1的輸出電流的波形，圖81B為光電二極管PD2的輸出電流的波形，而圖81C是光電 檢測器電路302的差分輸出電流(即，光電二極管PD1和PD2的輸出電流之間的差)的波 形。對這些波形進(jìn)行轉(zhuǎn)換并表示為電壓。 如圖81A至圖81C所示，最大峰值電流根據(jù)延遲干涉儀301的相移單元的相移量 而改變。具體地，當(dāng)延遲干涉儀301的相移單元的相移量為"Ji /4"時，最大峰值電流最小。 隨著相移量偏離"n/4"，最大峰值電流變大。例如，如圖81C所示，差分輸出電流的幅值在 "ji /4"時為大約1. 5mV，在"Ji /4+22. 5度"時為大約2. OmV，而在"ji /4+45度"時為大約 2.4mV。光電檢測器電路302的輸出電流的平均值是恒定的，而與相移單元的相移量無關(guān)。
圖82A至圖82C說明了限幅放大器381的操作。"Vin—。"表示相移量為"Ji /4"時 限幅放大器381的輸入信號的最大峰值電平，而"V。ut—。"表示在輸入"Vin—。"時限幅放大器 381的輸出電平。"Vin—a"表示在相移量相對于"Ji/4"偏離了" A"時限幅放大器381的輸 入信號的最大峰值電平，而"V。ut—,"表示在輸入"Vin—,"時限幅放大器381的輸出電平。另 外，如圖82A所示，限幅放大器381在輸入電壓低于閾值Vth的區(qū)域中對輸入信號進(jìn)行線性 放大，并且其增益在輸入電壓超過該閾值Vth的區(qū)域內(nèi)飽和。 在第九實(shí)施例的光接收裝置中，當(dāng)相移單元的相移量為"Ji /4"時，將限幅放大器 381的輸入信號的最大峰值電平設(shè)定為相當(dāng)于或大致相當(dāng)于"閾值Vth"。這樣，如圖82B所 示，當(dāng)相移單元的相移量為"n/4"時，對限幅放大器381的輸入信號進(jìn)行整體放大。另一 方面，當(dāng)相移單元的相移量偏離"n /4"時，限幅放大器381的輸入信號的最大峰值電平超 過了閾值Vth。因此，由于超過閾值Vth的分量屬于限幅放大器381的飽和區(qū)域，如圖82C所
47示，所以增益變小。在這種情況下，與假定執(zhí)行線性放大的情況相比，限幅放大器381的輸 出信號的幅值受到限制。 光電檢測器電路302的輸出電流的平均值是恒定的，而與相移單元的相移量無 關(guān)。因此，當(dāng)限幅放大器381的輸出信號的幅值受到限制時，限幅放大器381的輸出信號的 時間平均功率減小。換句話說，當(dāng)相移量偏離"n /4"時，限幅放大器381的輸出信號的時 間平均功率根據(jù)偏離量而減小。 圖83示出了限幅放大器381的輸出信號的時間平均功率。如上所述，當(dāng)相移單元 的相移量為"n /4(偏離=0)"時，對限幅放大器381的整個輸入信號進(jìn)行線性放大。相反， 當(dāng)相移量偏離"n /4"時，限幅放大器381的輸出信號的幅值由于增益飽和而受限。因此， 如圖83所示，當(dāng)相移量為"Ji /4(偏離=0)"時，限幅放大器381的輸出信號的時間平均功 率最大。 相位控制單元383使用以上特性對延遲干涉儀301的相移單元的相移量進(jìn)行調(diào) 節(jié)。也就是說，相移控制單元383通過反饋控制來調(diào)節(jié)相移單元的相移量，使得限幅放大 器381的輸出信號的時間平均功率(或平均幅值)最大。這樣，將相移量精確地調(diào)節(jié)為 "ji /4，，。 圖84至圖86描述了第九實(shí)施例的光接收裝置的變型例。在圖84所示的光接收 裝置中，使用負(fù)載電阻Rl或R2兩端的電壓來調(diào)節(jié)相移量。實(shí)際上，負(fù)載電阻Rl或R2兩端 的電壓被輸入至限幅放大器381。如參照圖80所述，相位控制單元383對相移單元的相移 量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使限幅放大器381的輸出信號的時間平均功率最大。使用與光電二極管相 連的負(fù)載電阻兩端的電壓來執(zhí)行反饋控制的操作與第八實(shí)施例中所述的相同。
在圖85所示的光接收裝置中，使用低頻信號f。來調(diào)節(jié)相移量。S卩，經(jīng)由低頻疊加 電路322將由低頻信號振蕩器321產(chǎn)生的低頻信號提供給干涉儀301的相移單元。這里， 如圖83所示，當(dāng)相移單元的相移量為"Ji /4"時，限幅放大器381的輸出信號的時間平均功 率最大。因此，當(dāng)相移單元的相移量為"n /4"時，限幅放大器381的輸出信號中出現(xiàn)了 2f。 分量。因此，在使用f。分量時，對限幅放大器381的輸出信號的時間平均功率進(jìn)行監(jiān)測，并 對相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得包含在該平均功率信號中的f。分量最小。在使用2f。分量時，對 限幅放大器381的輸出信號的時間平均功率進(jìn)行監(jiān)測，并對相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得包含在 該平均功率信號中的2f。分量最大。使用f。分量或2f。分量來調(diào)節(jié)相移量的方法與參照圖 62A至圖62C，或者圖73A至圖73C所述的相同。 在圖86所示的光接收裝置中，與圖85所示的光接收裝置相同，使用低頻信號來調(diào) 節(jié)相移量。然而，在該光接收裝置中，使用了f。分量和2f。分量。實(shí)際上，相位控制單元375 對延遲干涉儀301的相移單元的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得由檢測器372獲得的2f。分量最大。 此時，相位控制單元375在使用2f。分量來調(diào)節(jié)相移量時，根據(jù)f。分量信號的相位來確定應(yīng) 該增大還是減小相移量。使用f。分量和2f。分量來調(diào)節(jié)相移量的方法與參照圖79所述的 相同。 在圖85或圖86所示的結(jié)構(gòu)中，可以提供與光電檢測器電路302相連的負(fù)載電阻 R1或R2兩端的電壓，而不是TIA 305的輸出信號。 以上實(shí)施例具有下述的結(jié)構(gòu)利用限幅放大器381的飽和特性來去除超過閾值Vth 的信號分量；然而，本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。換句話說，本發(fā)明的第九實(shí)施例包括具有限幅
48電路的結(jié)構(gòu)，其中相移量為"n/4"時光電檢測器電路302的輸出信號的幅值與該閾值相 當(dāng)，該限幅電路用于將光電檢測器電路302的輸出信號限制為閾值電平。
《光發(fā)送裝置/光接收裝置的變型例》 例如，通過改變光波導(dǎo)的折射率來對相移單元的相移量(光發(fā)送裝置中的"n/2" 和光接收裝置中的"n/4")進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這種情況下，可以通過以下方式來調(diào)節(jié)光波導(dǎo) 的折射率通過設(shè)置在光波導(dǎo)附近的薄膜加熱器等來改變光波導(dǎo)的溫度；通過使用壓電元 件施加適當(dāng)?shù)碾妷簛韺獠▽?dǎo)增加應(yīng)力；或者通過施加電壓來引起電光效應(yīng)(Pockelse效 應(yīng))。 在以上實(shí)施例中，可以僅對一個光波導(dǎo)設(shè)置相移單元，或者可以對一對光波導(dǎo)中 的兩個光波導(dǎo)都設(shè)置相移單元。在后一種情況下，可以通過向設(shè)置在一對光波導(dǎo)中的相移 單元(電極、薄膜加熱器、壓電元件等)施加電壓或者不對稱地提供溫度來產(chǎn)生相對相位差。 在以上實(shí)施例中，主要針對DQPSK調(diào)制進(jìn)行了說明；然而，本發(fā)明的控制可以不加 任何改動地應(yīng)用于QPSK調(diào)制。本發(fā)明還可以應(yīng)用于2npSK(n > 3)或者QAM。然而，當(dāng)將本 發(fā)明應(yīng)用于這些調(diào)制時，應(yīng)當(dāng)采用例如4值或更多值的多值數(shù)據(jù)作為對數(shù)據(jù)調(diào)制單元的數(shù) 據(jù)信號輸入。 在使用LN(LiNb03)調(diào)制器作為調(diào)制器時，因?yàn)長N調(diào)制器具有偏振依賴性，所以理 想地，使用用于在光源和調(diào)制器之間或者多個調(diào)制器之間進(jìn)行連接的保偏光纖。優(yōu)選地，使 用保偏光纖的結(jié)構(gòu)基本上適用于所有實(shí)施例。 盡管在這些實(shí)施例中的光接收裝置中使用了限幅放大器，但是也可以使用具有限 幅功能的元件來代替限幅放大器。在對限幅元件的輸出信號進(jìn)行放大時，可以使用速度低 于限幅放大器的放大器。
權(quán)利要求
一種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，其中該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊睿粩?shù)據(jù)調(diào)制單元，用于在分束光波導(dǎo)上對光信號進(jìn)行相位調(diào)制；以及電極，用于疊加低頻信號，并且其中所述光發(fā)送裝置還包括低頻信號疊加單元，用于產(chǎn)生具有適當(dāng)相位差的多個低頻信號，并用于將這些低頻信號提供給所述分束光波導(dǎo)上的電極；監(jiān)測單元，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或者該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；以及相位差控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元，以獲得適當(dāng)?shù)南辔徊睢?br> 2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送裝置，其中，所述相移單元設(shè)置在所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元 的前級或后級。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送裝置，其中，所述監(jiān)測單元包括同步檢測單元，用于 通過光電檢測器對頻率為所述低頻信號的兩倍的信號進(jìn)行提取和同步檢測；或者峰值功率 檢測單元，用于通過光電檢測器對頻率與所述低頻信號相同的信號進(jìn)行提取，以檢測峰值 功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光發(fā)送裝置，其中所述監(jiān)測單元包括所述同步檢測單元和所 述峰值功率檢測單元。
5. —種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，其中該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)南?位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元；以及電極，其設(shè)置在與設(shè) 置有該相移單元的光波導(dǎo)不同的光波導(dǎo)上，用于疊加低頻信號，并且其中所述光發(fā)送裝置還包括低頻信號疊加單元，用于產(chǎn)生具有適當(dāng)相位差的多個低頻信號，并用于將這些低頻信 號提供給所述電極以及所述相移單元的偏壓輸入端子；監(jiān)測單元，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或 者該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；以 及相位差控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元，以獲得適當(dāng)?shù)?相位差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光發(fā)送裝置，其中所述相移單元設(shè)置在所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元的 前級或后級。
7. —種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，其中該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)南辔徊睿灰约皵?shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元，并且其中 所述光發(fā)送裝置還包括低頻信號疊加單元，用于產(chǎn)生具有適當(dāng)相位差的多個低頻信號，并用于將這些低頻信 號提供給所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元的數(shù)據(jù)輸入單元；監(jiān)測單元，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或 者該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；以 及相位差控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元，以獲得適當(dāng)?shù)?相位差。
8. —種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，其中該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)南?位差；以及數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元和偏壓輸入單元，并且 射所述光發(fā)送裝置還包括低頻信號疊加單元，用于產(chǎn)生具有適當(dāng)相位差的低頻信號，并用于將該低頻信號提供 給所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元的偏壓輸入單元；監(jiān)測單元，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或 者該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；以 及相位差控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元，以獲得適當(dāng)?shù)?相位差。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光發(fā)送裝置，其中，所述相移單元設(shè)置在所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元 的前級或后級。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光發(fā)送裝置，其中，所述監(jiān)測單元包括同步檢測單元，用于 通過光電檢測器對頻率為所述低頻信號的兩倍的信號分量進(jìn)行提取和同步檢測。
11. 一種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，其中該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)南?位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元；以及電極，其設(shè)置在所述 數(shù)據(jù)調(diào)制單元的前級，用于疊加低頻信號，并且其中所述光發(fā)送裝置還包括低頻信號疊加單元，用于產(chǎn)生具有適當(dāng)相位差的多個低頻信號，并用于將這些低頻信 號提供給所述電極；監(jiān)測單元，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或 者該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；以 及相位差控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元，以獲得適當(dāng)?shù)?相位差。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光發(fā)送裝置，其中，所述相移單元設(shè)置在所述電極的前級 或者所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元的后級。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光發(fā)送裝置，其中，所述監(jiān)測單元包括同步檢測單元，用 于通過光電檢測器對頻率為所述低頻信號的兩倍的信號進(jìn)行提取和同步檢測；或者峰值功 率檢測單元，用于通過光電檢測器對頻率與所述低頻信號相同的信號進(jìn)行提取，以檢測峰 值功率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送裝置，其中，所述低頻信號疊加單元包括相移器，該 相移器將所述低頻信號之間的相位差調(diào)節(jié)為n /2，其中n為除了 0以及4的倍數(shù)以外的自 然數(shù)。
15. —種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，其中該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)南?位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元；以及電極，其設(shè)置在所述 數(shù)據(jù)調(diào)制單元的前級或后級，用于疊加低頻信號，并且其中所述光發(fā)送裝置還包括低頻信號疊加單元，用于產(chǎn)生低頻信號，并用于將該低頻信號提供給設(shè)置在與設(shè)置有 所述相移單元或所述相移單元的偏壓輸入端子的同一光波導(dǎo)中的電極，或者提供給設(shè)置在 與設(shè)置有所述相移單元的光波導(dǎo)不同的光波導(dǎo)中的電極；監(jiān)測單元，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或 者該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；以 及相位差控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元，以獲得適當(dāng)?shù)?相位差。
16. —種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器和用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，其中該相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)南?位差；以及數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元，并且其中 所述光發(fā)送裝置還包括光電檢測器，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號； 高速功率監(jiān)測器，用于對來自E/0轉(zhuǎn)換器的電信號進(jìn)行平方檢測，以監(jiān)測峰值功率波 動；以及相位差控制單元，用于根據(jù)所述高速功率監(jiān)測器的監(jiān)測器輸出來控制所述相移單元。
17. —種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器、用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，以及用于對來自該相位調(diào)制器的光輸出信號進(jìn)行調(diào)制的強(qiáng)度調(diào)制器，其中所述相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)?相位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元；以及電極，其設(shè)置在所 述數(shù)據(jù)調(diào)制單元的后級，用于疊加低頻信號，并且其中所述光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元，用于通過在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后提取所述低頻信號，來對以下任意一項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測所述低頻信號的最大功率、頻率為所述低頻信號頻率的兩倍的高次諧波信 號的最小功率、或者該高次諧波信號的相位；相移單元控制單元，用于向所述電極提供具有適當(dāng)相位差的低頻信號，并用于根據(jù)來 自所述監(jiān)測單元的輸出，通過偏壓控制來控制所述相移單元，以使得可以獲得該適當(dāng)?shù)南?位差；第一和第二自動偏壓控制單元，用于向所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元的各個臂添加所述低頻信 號，并用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出通過偏壓控制來控制所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元；第三自動偏壓控制單元，用于向所述強(qiáng)度調(diào)制器添加所述低頻信號，并用于根據(jù)來自 所述監(jiān)測單元的輸出通過偏壓控制來控制所述強(qiáng)度調(diào)制器；以及開關(guān)控制單元，其包括開關(guān)，用于通過時分的方式對所述監(jiān)測單元、所述相移控制單元 以及所述第一至第三自動控制單元的監(jiān)測進(jìn)行控制。
18. —種光發(fā)送裝置，其包括相位調(diào)制器、用于驅(qū)動該相位調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單 元，以及用于對來自該相位調(diào)制器的光輸出信號進(jìn)行調(diào)制的強(qiáng)度調(diào)制器，其中所述相位調(diào)制器包括相移單元，用于在光波導(dǎo)上的一對分束光信號之間提供適當(dāng)?shù)?相位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其具有位于分束光波導(dǎo)上的數(shù)據(jù)輸入單元；以及電極，其設(shè)置在所 述數(shù)據(jù)調(diào)制單元的后級，用于疊加低頻信號，并且其中所述光發(fā)送裝置還包括監(jiān)測單元，用于在所述分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或 該低頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；相移單元控制單元，用于向所述電極添加具有適當(dāng)相位差的第一低頻信號，并用于根 據(jù)來自所述監(jiān)測單元的輸出，通過偏壓控制來控制所述相移單元，以獲得適當(dāng)?shù)南辔徊?；第一和第二自動偏壓控制單元，用于向所述?shù)據(jù)調(diào)制單元的各個臂添加第二和第三低 頻信號，并用于根據(jù)來自所述監(jiān)測單元的輸出，通過偏壓控制來控制所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元；第三自動偏壓控制單元，用于向所述強(qiáng)度調(diào)制器添加第四低頻信號，并用于根據(jù)來自 所述監(jiān)測單元的輸出，通過偏壓控制來控制所述強(qiáng)度調(diào)制器；以及集中控制單元，用于使所述監(jiān)測單元、所述相移單元控制單元以及所述第一至第三自 動偏壓控制單元的監(jiān)測操作的控制并行執(zhí)行。
19. 一種光發(fā)送裝置，其包括用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)信號來執(zhí)行相位調(diào)制的相位調(diào)制器、用 于對來自該相位調(diào)制器的光輸出信號進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的強(qiáng)度調(diào)制器，以及用于驅(qū)動該相位調(diào) 制器和該強(qiáng)度調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，該光發(fā)送裝置包括監(jiān)測單元，用于在分束光波導(dǎo)的耦合之后，對疊加在所述光信號上的低頻信號或該低 頻信號的高次諧波信號的最大功率、最小功率以及相位中的至少一個進(jìn)行監(jiān)測；自動偏壓控制單元，用于向所述相位調(diào)制器和所述強(qiáng)度調(diào)制器添加低頻信號，并且用 于根據(jù)來自所述監(jiān)測單元的輸出，通過偏壓控制來控制所述相位調(diào)制器和所述強(qiáng)度調(diào)制 器；以及控制單元，用于使所述監(jiān)測單元和所述自動偏壓控制單元的監(jiān)測操作中的偏壓控制以 時分的方式進(jìn)行。
20. —種光發(fā)送裝置，包括用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)信號來執(zhí)行相位調(diào)制的相位調(diào)制器、用于 對來自該相位調(diào)制器的光輸出信號進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的強(qiáng)度調(diào)制器，以及用于驅(qū)動該相位調(diào)制器和該強(qiáng)度調(diào)制器的驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，該光發(fā)送裝置包括第一監(jiān)測單元，用于對疊加在來自所述相位調(diào)制器的光輸出信號上的第一低頻信號進(jìn) 行提取，并用于監(jiān)測該第一低頻信號的相位和功率；第一自動偏壓單元，用于向所述相位調(diào)制器添加所述第一低頻信號，并用于根據(jù)來自 所述第一監(jiān)測單元的輸出，通過偏壓控制來控制所述相位調(diào)制器；第二監(jiān)測單元，用于對疊加在來自所述強(qiáng)度調(diào)制器的光輸出信號上的第二低頻信號進(jìn) 行提取，并用于監(jiān)測該第二低頻信號的相位和功率；以及第二自動偏壓單元，用于對所述強(qiáng)度調(diào)制器添加所述第二低頻信號，并用于根據(jù)來自 所述第二監(jiān)測單元的輸出，通過偏壓控制來控制所述強(qiáng)度調(diào)制器。
21. —種光發(fā)送裝置，用于發(fā)送與數(shù)據(jù)信號相對應(yīng)地進(jìn)行了調(diào)制的光信號，其包括 相移單元，用于控制通過對光輸入進(jìn)行分束而獲得的第一光信號和第二光信號中的至少一個的相位，以使得該第一光信號和第二光信號在光波導(dǎo)上具有預(yù)定的相位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，用于在所述光波導(dǎo)上通過使用數(shù)據(jù)信號對所述第一光信號和第二光信 號的相位進(jìn)行調(diào)制；監(jiān)測單元，用于對經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率進(jìn)行監(jiān)測，該經(jīng)調(diào)制的光信號是通過 對由所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元進(jìn)行了調(diào)制的第一光信號和第二光信號進(jìn)行耦合而獲得的；以及 控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元，其中，所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元包括相位添加單元，用于向根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號確定的相位添 加預(yù)定的相位。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光發(fā)送裝置，其中 所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元為Mach-Zehnder調(diào)制器，并且所述相位添加單元是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的形成用于向該Mach-Zehnder調(diào)制器的一 個波導(dǎo)提供電壓的電極，以使得該電極到達(dá)位于該Mach-Zehnder調(diào)制器的輸出側(cè)的耦合 波導(dǎo)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光發(fā)送裝置，其中 所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元為Mach-Zehnder調(diào)制器，并且所述相位添加單元是衰減元件，用于使提供給該Mach-Zehnder調(diào)制器的一對數(shù)據(jù)信 號的幅值彼此不同。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光發(fā)送裝置，其中 所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元為Mach-Zehnder調(diào)制器，并且所述相位添加單元是延遲元件，用于使提供給該Mach-Zehnder調(diào)制器的一對數(shù)據(jù)信 號的定時彼此不同。
25. —種光發(fā)送裝置，用于發(fā)送與數(shù)據(jù)信號相對應(yīng)地進(jìn)行了調(diào)制的光信號，其包括 標(biāo)記率調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)節(jié)所述數(shù)據(jù)信號的標(biāo)記率；相移單元，用于控制通過對光輸入進(jìn)行分束而獲得的第一光信號和第二光信號中的至 少一個的相位，以使得該第一光信號和第二光信號在光波導(dǎo)上具有預(yù)定的相位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，用于在所述光波導(dǎo)上通過使用其標(biāo)記率經(jīng)過調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)信號對所述第 一光信號和第二光信號的相位進(jìn)行調(diào)制；監(jiān)測單元，用于對經(jīng)調(diào)制的光信號的平均光功率進(jìn)行監(jiān)測，該經(jīng)調(diào)制的光信號是通過對由所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元進(jìn)行了調(diào)制的第一光信號和第二光信號進(jìn)行耦合而獲得的；以及控制單元，用于根據(jù)所述監(jiān)測單元的輸出來控制所述相移單元。
26. —種光發(fā)送裝置，用于發(fā)送與數(shù)據(jù)信號相對應(yīng)地進(jìn)行了調(diào)制的光信號，其包括相移單元，用于控制通過對光輸入進(jìn)行分束而獲得的第一光信號和第二光信號中的至少一個的相位，以使得該第一光信號和第二光信號在光波導(dǎo)上具有預(yù)定的相位差；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，用于在所述光波導(dǎo)上通過使用數(shù)據(jù)信號對所述第一光信號和第二光信號進(jìn)行調(diào)制；偏壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生偏壓，以對所述相移單元的相移量進(jìn)行調(diào)節(jié)；低頻疊加單元，用于在所述偏壓上疊加低頻信號；檢測單元，用于對包含在經(jīng)調(diào)制的光信號中的低頻信號的頻率分量進(jìn)行檢測，該經(jīng)調(diào)制的光信號是通過對由所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元進(jìn)行了調(diào)制的第一光信號和第二光信號進(jìn)行耦合而獲得的；以及控制單元，用于根據(jù)產(chǎn)生第一偏壓時所述檢測單元的檢測值與產(chǎn)生第二偏壓時所述檢測單元的檢測值之間的比較結(jié)果，對由所述偏壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生的偏壓進(jìn)行控制。
27. —種光接收裝置，用于對經(jīng)相位調(diào)制的光信號進(jìn)行接收和解調(diào)，其包括干涉儀，包括用于使光輸入的第一分束光延遲一碼元時間周期的第一臂，以及用于使該光輸入的第二分束光的相位偏移預(yù)定量的第二臂；光電檢測器電路，用于將從所述干涉儀輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；計(jì)算電路，用于產(chǎn)生所述電信號的平方信號或絕對值信號；濾波器，其與所述計(jì)算電路相連，用于使頻率分量中的除了碼元頻率的整數(shù)倍的頻率以外的至少一部分通過；以及控制單元，用于根據(jù)來自所述濾波器的輸出，對第二臂中的相移量進(jìn)行控制。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的光接收裝置，其中所述光電檢測器電路包括光電二極管，用于產(chǎn)生與從所述干涉儀輸出的光信號相對應(yīng)的電流；以及轉(zhuǎn)換器，用于將由該光電二極管產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號，并且其中所述計(jì)算電路產(chǎn)生從所述轉(zhuǎn)換器輸出的電信號的平方信號或絕對值信號。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的光接收裝置，其中所述光電檢測器電路包括光電二極管，用于產(chǎn)生與從所述干涉儀輸出的光信號相對應(yīng)的電流；第一轉(zhuǎn)換器，用于將由該光電二極管產(chǎn)生的電流的第一部分轉(zhuǎn)換為電壓信號；以及第二轉(zhuǎn)換器，用于將由該光電二極管產(chǎn)生的電流的第二部分轉(zhuǎn)換為電壓信號，并且其中從所述第一轉(zhuǎn)換器的輸出信號中恢復(fù)出傳輸數(shù)據(jù)，并且其中所述計(jì)算電路產(chǎn)生從所述第二轉(zhuǎn)換器輸出的電信號的平方信號或絕對值信號。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的光接收裝置，其中所述光電檢測器電路包括光電二極管，用于產(chǎn)生與從所述干涉儀輸出的光信號相對應(yīng)的電流；以及與該光電二極管相連的負(fù)載電阻，并且所述計(jì)算電路產(chǎn)生作為所述負(fù)載電阻兩端的電壓而獲得的電信號的平方信號或絕對值信號。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的光接收裝置，其中所述光電檢測器電路包括一對光電二極管，用于產(chǎn)生與來自所述干涉儀的一對光信號相對應(yīng)的電流；以及與該對光電二極管中的每一個相連的一對負(fù)載電阻，并且所述計(jì)算電路產(chǎn)生作為該對負(fù)載電阻中的任意一個兩端的電壓而獲得的電信號的平方信號或絕對值信號。
32. —種光接收裝置，用于對經(jīng)相位調(diào)制的光信號進(jìn)行接收和解調(diào)，其包括干涉儀，包括用于使光輸入的第一分束光延遲一碼元時間周期的第一臂，以及用于使該光輸入的第二分束光的相位偏移預(yù)定量的第二臂；低頻信號產(chǎn)生單元，用于向所述第二臂提供低頻信號；光電檢測器電路，用于將從所述干涉儀輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；以及控制單元，用于根據(jù)從所述電信號中提取的低頻信號或者該低頻信號的高次諧波信號的相位或功率中的至少一個，對所述第二臂中的相移量進(jìn)行控制。
33. —種光接收裝置，用于對經(jīng)相位調(diào)制的光信號進(jìn)行接收和解調(diào)，其包括干涉儀，包括用于使光輸入的第一分束光延遲一碼元時間周期的第一臂，以及用于使該光輸入的第二分束光的相位偏移預(yù)定量的第二臂；光電檢測器電路，用于將從所述干涉儀輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；抽樣單元，用于以碼元周期或者該碼元周期的整數(shù)倍的周期對所述電信號進(jìn)行抽樣；以及控制單元，用于根據(jù)由所述抽樣單元獲得的抽樣值的分布，對所述第二臂中的相移量進(jìn)行控制。
34. —種光接收裝置，用于對經(jīng)相位調(diào)制的光信號進(jìn)行接收和解調(diào)，其包括干涉儀，包括用于使光輸入的第一分束光延遲一碼元時間周期的第一臂，以及用于使該光輸入的第二分束光的相位偏移預(yù)定量的第二臂；光電檢測器電路，用于將從所述干涉儀輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；限幅電路，當(dāng)所述電信號的幅值超過閾值電平時，用于限制該電信號的幅值；以及控制單元，用于根據(jù)所述限幅電路的輸出信號的平均功率，對所述第二臂中的相移量進(jìn)行控制。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的光接收裝置，其中所述限幅電路是一放大器，用于在輸入信號的幅值小于所述閾值電平時執(zhí)行線性放大，而當(dāng)輸入信號的幅值超過所述閾值電平時，該放大器的增益達(dá)到飽和，并且其中當(dāng)所述相移量被調(diào)節(jié)為最優(yōu)值時，所述放大器的閾值電平與所述光電檢測器電路的輸出信號的幅值匹配或者大致匹配。
36. —種光接收裝置，用于對經(jīng)相位調(diào)制的光信號進(jìn)行接收和解調(diào)，其包括干涉儀，包括用于使光輸入的第一分束光通過的第一臂，以及用于使該光輸入的第二分束光延遲1比特的第二臂；光電檢測器電路，用于將從所述干涉儀輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；計(jì)算電路，用于產(chǎn)生所述電信號的平方信號或絕對值信號；以及控制單元，用于根據(jù)所述計(jì)算電路的輸出，對所述第二臂中的延遲時間進(jìn)行控制。
37. —種光接收裝置，用于對經(jīng)相位調(diào)制的光信號進(jìn)行接收和解調(diào)，其包括干涉儀，包括用于使光輸入的第一分束光通過的第一臂，以及用于使該光輸入的第二分束光延遲1比特的第二臂；低頻信號產(chǎn)生單元，用于向所述第二臂提供低頻信號；光電檢測器電路，用于將從所述干涉儀輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；以及控制單元，用于根據(jù)從所述電信號中提取出的低頻信號或者該低頻信號的高次諧波《號的功率，對所述第二臂中的延遲時間進(jìn)行控制。
38. —種光通信系統(tǒng)，其包括光發(fā)送裝置；以及根據(jù)權(quán)利要求27所述的光接收裝置，用于接收從所述光發(fā)送裝置發(fā)送的光信號。
全文摘要
光發(fā)送裝置、光接收裝置以及包括它們的光通信系統(tǒng)。相移單元在經(jīng)由構(gòu)成數(shù)據(jù)調(diào)制單元的一對臂發(fā)送的一對光信號之間提供預(yù)定的相位差，例如，π/2。在這些光信號之一上疊加低頻信號f0。在另一光信號上疊加相位相對于低頻信號f0偏移了π/2的信號。使這對光信號耦合，通過光電二極管將其一部分轉(zhuǎn)換為電信號。提取包含在該電信號中的2f0分量。通過反饋控制對提供給相移單元的偏壓進(jìn)行控制，以使2f0分量變得最小。
文檔編號G02F1/01GK101729148SQ200910179769
公開日2010年6月9日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者三浦章, 中村健太郎, 大井寬己, 幸雅洋, 延斯·拉斯穆森, 星田剛司, 桑田直樹, 甲斐雄高, 秋山祐一, 西澤義德, 高原智夫 申請人:富士通株式會社