專利名稱：光調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光調(diào)制器，更詳細(xì)而言涉及包括QPSK調(diào)制器或者DQPSK調(diào)制器和RZ脈沖化器的光調(diào)制器。
背景技術(shù)：
光調(diào)制器是用于通過(guò)光通信網(wǎng)等將電信號(hào)變換為光信號(hào)的重要的設(shè)備。在光調(diào)制的方法中，有使光源的發(fā)光直接明滅的方法、使透射光的介質(zhì)的透射率變化的方法、通過(guò)控制光干涉計(jì)中的光相位而使干涉輸出變化的方法等幾個(gè)方法。其中，利用光干涉計(jì)的方法具有所調(diào)制的光信號(hào)輸出不包含不需要的頻譜擴(kuò)展這樣的特征。特別，在由于殘留分散而時(shí)間波形擴(kuò)展成為問(wèn)題的長(zhǎng)距離傳送路徑、多個(gè)波長(zhǎng)通道中高密度地傳送的波長(zhǎng)復(fù)用傳送中，作為主流的調(diào)制方法，使用利用光干涉計(jì)的方法。實(shí)用上提供的光干涉計(jì)型調(diào)制器是在具有大的電氣光學(xué)效果的鈮酸鋰(LiNbO3=LN)基板上，使用通過(guò)鈦擴(kuò)散形成的光波導(dǎo)路(LN波導(dǎo)路)而形成的。通過(guò)對(duì)配置于波導(dǎo)路附近的電極施加電信號(hào)電壓來(lái)進(jìn)行光相位控制。在針對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)通道直至IOGbps左右的傳送速度下，使用利用光強(qiáng)度的0N/0FF2值的調(diào)制信號(hào)。在以前的高速傳送中，為了用I個(gè)碼元高效率地傳送多個(gè)信息，使用與光信號(hào)的振幅一起還利用了相位信息的多值調(diào)制信號(hào)、利用偏振波對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用的偏振波復(fù)用信號(hào)。在40Gbps傳送中，4值、即能夠用I個(gè)碼元傳送2比特的信息的差動(dòng)4相相位調(diào)制(Differential Quadrature Phase — Shift Keying :DQPSK 調(diào)制)方式已經(jīng)得到了實(shí)用化。今后，在期待實(shí)用化的IOOGbps級(jí)傳送中，還并用了偏振波復(fù)用方式的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制方式被研究為有力候補(bǔ)之一。另外，在QPSK調(diào)制中，對(duì)各碼兀的相位值分配符號(hào)，相對(duì)于此，在DQPSK調(diào)制中，對(duì)與前一個(gè)碼元的相對(duì)相位變化值分配符號(hào)。在調(diào)制為4相的光相位的信號(hào)這樣的觀點(diǎn)中，兩者相同，且作為調(diào)制器的結(jié)構(gòu)以及物理的調(diào)制方法沒(méi)有變化。圖I示出以往的光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)。在上述那樣的高速傳送信號(hào)中，根據(jù)傳送中的非線性的抑制、碼元間遷移中的啁啾(chirp)的抑制這樣的觀點(diǎn)，經(jīng)常使用使各碼元的強(qiáng)度波形孤立/統(tǒng)一化的RZ (Return To Zero，歸零)脈沖化。如圖I所示，在以往的光調(diào)制器100中，DQPSK調(diào)制器110和RZ脈沖化器120通過(guò)偏振波保持光纖132連接。DQPSK調(diào)制器110是在由I X 2耦合器111和2 X I耦合器112夾住的2根支路波導(dǎo)路的各個(gè)中，插入有Ich用MZI調(diào)制器113和Qch用MZI調(diào)制器114的成套構(gòu)造的調(diào)制 器(巢MZI調(diào)制器)。在2根支路波導(dǎo)路的至少一方中，插入有π/2光移相器(可變移相器)115。Ich用MZI調(diào)制器113和Qch用MZI調(diào)制器114是在由I X2耦合器和2X I耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路的各個(gè)中具備調(diào)制用光移相器的通常的單一馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器。用數(shù)據(jù)信號(hào)(DataI信號(hào))來(lái)驅(qū)動(dòng)Ich用MZI調(diào)制器113的調(diào)制用光移相器，用數(shù)據(jù)信號(hào)(DataQ信號(hào))來(lái)驅(qū)動(dòng)Qch用MZI調(diào)制器114的調(diào)制用光移相器。RZ脈沖化器120是在由I X 2耦合器121和2 X I耦合器122夾住的2根支路波導(dǎo)路的各個(gè)中具備調(diào)制用光移相器123、124的通常的單一馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器(MZI調(diào)制器)。用時(shí)鐘信號(hào)(CLK信號(hào))來(lái)驅(qū)動(dòng)該調(diào)制用光移相器123、124。
從與DQPSK調(diào)制器110連接的輸入光纖131，輸入連續(xù)(CW)光，從與RZ脈沖化器120連接的輸出光纖133，輸出RZ脈沖化DQPSK信號(hào)(RZ — DQPSK信號(hào))。參照?qǐng)D2A — D，說(shuō)明馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器的動(dòng)作原理。對(duì)于調(diào)制器，假設(shè)了使用了 Z切割基板的LN調(diào)制器，但即使在使用了 X切割基板的調(diào)制器中，也成為基本上同樣的動(dòng)作。圖2A所示的MZI調(diào)制器在由1X2耦合器151和2X I耦合器152夾住的2根支路波導(dǎo)路的各個(gè)中具備調(diào)制用光移相器153、154。在使用了 Z切割基板的情況下，將驅(qū)動(dòng)電信號(hào)Vtov,輸入調(diào)制用光移相器153而成為+ν&ν/2以及輸入調(diào)制用光移相器154而成為一 V&v/2，進(jìn)行所謂推挽驅(qū)動(dòng)。另外，在使用X切割基板的情況下，在2根支路波導(dǎo)路之間配置驅(qū)動(dòng)電極。如果施加驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，則對(duì)上下的調(diào)制用光移相器，分別施加逆向的電場(chǎng)，所以自動(dòng)地推挽驅(qū)動(dòng)。所輸入的CW光在通過(guò)1X2耦合器151而二分路之后，在2根支路波導(dǎo)路的調(diào)制 用光移相器153、154中分別接受相位調(diào)制，并在2X1耦合器152中再次合流。此時(shí)，輸出信號(hào)光的電場(chǎng)相位如圖2B那樣變化。經(jīng)由調(diào)制用光移相器153的光接受正方向的相位調(diào)制，所以電場(chǎng)矢量描繪逆時(shí)針(X —O — ·)的軌跡(2 — I)。經(jīng)由調(diào)制用光移相器154的光接受負(fù)方向的相位調(diào)制，所以電場(chǎng)矢量描繪順時(shí)針的軌跡(X -O-·) (2 — 2)。兩個(gè)電場(chǎng)的矢量合成成為輸出信號(hào)光的電場(chǎng)矢量，所以輸出信號(hào)光的軌跡描繪實(shí)軸上的直線軌跡(2 — 3)。此處，如圖2C所示，如果以使支路波導(dǎo)路間的相位差發(fā)生2 31變化的方式用Data信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則輸出光的相位被調(diào)制為相位O和π。單體的MZI調(diào)制器的信號(hào)光強(qiáng)度不變化，而作為相位2值的相位調(diào)制器動(dòng)作。圖3示出以往的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位。如果對(duì)圖I所示的光調(diào)制器100輸入CW光(I - 1)，則通過(guò)1X2耦合器111分路(I - 2、1 — 3)，而輸入到Ich用MZI調(diào)制器113和Qch用MZI調(diào)制器114。如圖2C所示，通過(guò)Ich用MZI調(diào)制器113和Qch用MZI調(diào)制器114，輸出相位2值的調(diào)制信號(hào)光(I 一 4、1 一 5)。另外，在該圖中，為簡(jiǎn)化，使Ich和Qch成為相同的調(diào)制圖案“100…”，但在實(shí)際的調(diào)制中，不限于相同。使Ich側(cè)和Qch側(cè)的光程差成為四分之一波長(zhǎng)而以90°的相位差(I 一 6)合成各調(diào)制信號(hào)。其結(jié)果，對(duì)于光信號(hào)輸出，如(I 一 7)所示，能夠得到調(diào)制為相位4值的QPSK信號(hào)光。另外，在利用巢MZI調(diào)制器的QPSK調(diào)制中，由于90°相位差合成而原理上產(chǎn)生3dB的損失。另一方面，如圖2D所示，如果以使支路波導(dǎo)路間的相位差發(fā)生π變化的方式用CLK信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，則輸出光的相位不變化。單體的MZI調(diào)制器作為生成信號(hào)光強(qiáng)度波形對(duì)齊的孤立脈沖的脈沖化器而動(dòng)作。因此，如果應(yīng)用于圖I所示的光調(diào)制器100的RZ脈沖化器120,則如圖3的(I 一 8)所不,能夠原樣地確保DQPSK調(diào)制后的信號(hào)光的光相位信息,而使各碼元形成為相同的強(qiáng)度波形的孤立脈沖。另外，在RZ脈沖化中，以削減光波形的方式衰減而形成波形，所以削減的量成為原理?yè)p失。在波形形成為占空比50%的RZ脈沖的情況下，產(chǎn)生3dB的原理?yè)p失。在LN波導(dǎo)路中，存在如果長(zhǎng)時(shí)間施加電壓，則由于充電等而波導(dǎo)路的折射率偏移而干涉條件偏移的被稱為“DC漂移”的現(xiàn)象。另外，存在根據(jù)環(huán)境溫度而也使折射率偏移的被稱為“溫度漂移”的現(xiàn)象。對(duì)于這樣的干涉條件的偏移，在成套構(gòu)造的子側(cè)的MZI調(diào)制器(圖I的Ich用MZI調(diào)制器113和Qch用MZI調(diào)制器114),RZ脈沖化器等MZI調(diào)制器中，成為調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)的偏移而出現(xiàn)，在巢MZI調(diào)制器的父?jìng)?cè)的MZI中，成為Ich/Qch光信號(hào)的相對(duì)相位的正交度的偏移、即從相位差90°的偏移而出現(xiàn)。這些偏移都導(dǎo)致光信號(hào)質(zhì)量劣化而不優(yōu)選，所以需要通過(guò)適合的監(jiān)視單元探測(cè)偏移量來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償/調(diào)整。在MZI調(diào)制器的調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)的偏移的補(bǔ)償中，通過(guò)將使被稱為偏置T (Bias 一 T)的高頻信號(hào)分量和直流偏置分量合成的電氣電路插入到高頻輸入的前級(jí)，并對(duì)調(diào)制信號(hào)施加偏置電壓，來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。或者，通過(guò)與高頻電極獨(dú)立地設(shè)置對(duì)調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償/調(diào)整的專用的偏置電極并施加偏置電壓，來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于父?jìng)?cè)的MZI中的90°相位調(diào)整，通過(guò)如圖I那樣使用父?jìng)?cè)的MZI中配置的可變移相器115，調(diào)整Ich/Qch光信號(hào)的相對(duì)相位來(lái)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)的偏移、以及正交度的偏移的監(jiān)視，通常通過(guò)在各調(diào)制器的輸出中設(shè)置用光抽頭等分路的監(jiān)視輸出并監(jiān)視光輸出來(lái)進(jìn)行監(jiān)視。具體而言，DQPSK調(diào)制器110 中的監(jiān)視器設(shè)置于2X I耦合器112之后，RZ脈沖化器120中的監(jiān)視器設(shè)置于2X1耦合器122之后ο但是，在RZ脈沖化中，如上所述信號(hào)光通過(guò)多級(jí)地連接的MZI調(diào)制器，所以插入損失增加，由于RZ脈沖化而產(chǎn)生約3dB的原理?yè)p失。因此，存在調(diào)制后的光信號(hào)的強(qiáng)度大幅衰減這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)質(zhì)上損失低且調(diào)制后的光信號(hào)的強(qiáng)度衰減小的光調(diào)制器。為了達(dá)成這樣的目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種光調(diào)制器，其特征在于具備I X 2RZ脈沖化器，在由I X 2耦合器和2 X 2耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器；2個(gè)干涉計(jì)型調(diào)制器，與所述2X2耦合器的2個(gè)輸出的各個(gè)連接；以及2X I耦合器，使所述干涉計(jì)型調(diào)制器的各自的輸出合流。驅(qū)動(dòng)所述I X 2RZ脈沖化器的脈沖化信號(hào)是驅(qū)動(dòng)波形f (t)滿足f (t 一 CLK/2)=-f (t)的關(guān)系，并且振幅為V π且重復(fù)周期CLK的脈沖化信號(hào)。驅(qū)動(dòng)所述1X2RZ脈沖化器的脈沖化信號(hào)是在設(shè)為F (t)=Abs{f (t)一 V /2} —V /2、或者 F (t)=Abs{f (t)+VJi/2} — Vji/2 時(shí)，驅(qū)動(dòng)波形 f (t)滿足 F (t — CLK/2)=一 F (t)，并且振幅為2νπ且重復(fù)周期CLK的脈沖化信號(hào)。所述干涉計(jì)型調(diào)制器是在由所述I X 2RZ脈沖化器的2 X 2耦合器的輸出和合流耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器的數(shù)據(jù)調(diào)制器，具備η /2光移相器，使來(lái)自每一個(gè)所述干涉計(jì)型調(diào)制器的輸出信號(hào)的相對(duì)光相位成為90°。所述干涉計(jì)型調(diào)制器在由所述I X 2RZ脈沖化器的2 X 2耦合器的輸出和偏振波合成器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器，該馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器是在由分路耦合器和合流耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器的數(shù)據(jù)調(diào)制器，具備TE/TM偏振變換器和偏振波合成器。如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使RZ脈沖化器成為I輸入2輸出結(jié)構(gòu)，能夠得到避免與脈沖化相伴的原理?yè)p失的調(diào)制器。另外，使RZ脈沖化器的驅(qū)動(dòng)波形成為上下對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)波形(式1)，以振幅VJi進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以1X2RZ脈沖化器的2輸出的波形變得相同，能夠得到良好的調(diào)制信號(hào)。進(jìn)而，如果將該驅(qū)動(dòng)波形整形為正弦波，則還能夠?qū)⑺敵龅恼{(diào)制信號(hào)的頻譜擴(kuò)展抑制為最小限。另外，在以振幅2Vji驅(qū)動(dòng)RZ脈沖化器的驅(qū)動(dòng)波形的情況下，如果滿足(式2、3)，則1X2RZ脈沖化器的2輸出的波形變得相同，而能夠得到良好的調(diào)制信號(hào)。進(jìn)而，如果使驅(qū)動(dòng)波形成為將振幅中心設(shè)為+V π /2或者一 V π /2的三角波，則能夠?qū)⑺敵龅恼{(diào)制信號(hào)的頻譜擴(kuò)展抑制為最小限。通過(guò)使干涉計(jì)型調(diào)制器成為Ich用MZI調(diào)制器以及Qch用MZI調(diào)制器并具備π/2光移相器，能夠得到能夠避免與脈沖化相伴的原理?yè)p失的RZ - DQPSK調(diào)制器。通過(guò)使干涉計(jì)型調(diào)制器成為X偏振波用QPSK調(diào)制器以及Y偏振波用QPSK調(diào)制器并分別包括Ich用MZI調(diào)制器以及Qch用MZI調(diào)制器而構(gòu)成巢MZI調(diào)制器，能夠得到RZ —偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器。在延遲電路中，以消除波導(dǎo)路的折射率溫度依賴性的方式，將折射率溫度依賴性 為逆符號(hào)的物質(zhì)插入波導(dǎo)電路中，而能夠得到延遲電路的相位差的溫度依賴性小的調(diào)制器。


圖I是示出以往的光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的圖。圖2Α是用于說(shuō)明馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器的動(dòng)作原理的圖。圖2Β是用于說(shuō)明馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器的動(dòng)作原理的圖。圖2C是用于說(shuō)明馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器的動(dòng)作原理的圖。圖2D是用于說(shuō)明馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器的動(dòng)作原理的圖。圖3是示出以往的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位的圖。圖4是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的帶RZ脈沖化器的DQPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的圖。圖5Α是用于說(shuō)明V 驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理的圖。圖5Β是用于說(shuō)明V 驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理的圖。圖5C是用于說(shuō)明V 驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理的圖。圖6是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位的圖。 圖7Α是用于說(shuō)明2V 31驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理的圖。圖7Β是用于說(shuō)明2V 31驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理的圖。圖7C是用于說(shuō)明2V 31驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理的圖。圖8是示出2VJI驅(qū)動(dòng)的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位的圖。圖9是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的帶RZ脈沖化器的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位的圖。圖11是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的帶RZ脈沖化器的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位的圖。圖13是示出實(shí)施例I的帶RZ脈沖化器的DQPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的圖。圖14A是實(shí)施例I的熱光學(xué)移相器的剖面圖。圖14B是實(shí)施例I的延遲電路的剖面圖。圖14C是實(shí)施例I的調(diào)制器陣列的剖面圖。圖15是示出實(shí)施例2的帶RZ脈沖化器的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的圖。圖16A是實(shí)施例2的偏振波合成器的剖面圖。圖16B是實(shí)施例2的偏振波旋轉(zhuǎn)器的剖面圖。
圖16C是實(shí)施例2的調(diào)制器陣列的剖面圖。圖17A是用于說(shuō)明調(diào)整2X IRZ脈沖化器的偏置點(diǎn)的方法的圖。圖17B是用于說(shuō)明調(diào)整2X IRZ脈沖化器的偏置點(diǎn)的方法的圖。圖17C是用于說(shuō)明調(diào)整2X IRZ脈沖化器的偏置點(diǎn)的方法的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。(第I實(shí)施方式帶RZ脈沖化器的DQPSK調(diào)制器VJi驅(qū)動(dòng))圖4示出本申請(qǐng)發(fā)明的第I實(shí)施方式的帶RZ脈沖化器的DQPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)。光調(diào)制器200具備I X 2RZ脈沖化器220，在由I X 2耦合器221和2X 2耦合器222夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器223、224 ;延遲電路240，在1X2RZ脈沖化器220的2輸出的某一方(在圖3中Qch側(cè))中，插入與調(diào)制碼元速率的一半相當(dāng)?shù)难舆t；以及DQPSK調(diào)制器。DQPSK調(diào)制器具備在由1X2耦合器和2X I耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器的作為數(shù)據(jù)調(diào)制器的Ich用調(diào)制器213和Qch用調(diào)制器214、以及使來(lái)自2個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制器的輸出合流的2X1耦合器212。Ich用調(diào)制器213和Qch用調(diào)制器214的各個(gè)的輸入經(jīng)由延遲電路240而與I X2RZ脈沖化器220的2輸出連接。在Ich用調(diào)制器213和Qch用調(diào)制器214的某一方的輸出中，插入了用于相對(duì)來(lái)自Ich用調(diào)制器213的輸出信號(hào)使來(lái)自Qch用調(diào)制器214的輸出信號(hào)的相對(duì)相位差成為90°的π/2光移相器215。另夕卜，各個(gè)I X 2耦合器、2 X I耦合器也可以是使用2 X 2耦合器而對(duì)不需要的端口不連接主信號(hào)路徑的代用結(jié)構(gòu)。如果與對(duì)DQPSK調(diào)制器單純地連接了 RZ脈沖化器的以往的光調(diào)制器100比較，則在第I實(shí)施方式的光調(diào)制器200中，RZ脈沖化器的輸出側(cè)2X1耦合器成為2X2耦合器而兼作DQPSK調(diào)制器的輸入側(cè)的I X 2耦合器、以及在DQPSK調(diào)制器的支路波導(dǎo)路的一方中具備延遲電路的點(diǎn)中大幅不同。說(shuō)明第I實(shí)施方式的光調(diào)制器的動(dòng)作。最初，說(shuō)明1X2RZ脈沖化器220的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)調(diào)制用光移相器223、224的RZ脈沖信號(hào)成為以V Ji的振幅輸入了 CLK信號(hào)的(V Ji驅(qū)動(dòng))。所輸入的CW光在1X2耦合器221中被二分路之后，在調(diào)制用光移相器223、224中分別接受相位調(diào)制，在2X2耦合器222中結(jié)合而進(jìn)行干涉動(dòng)作。參照?qǐng)D5Α — C，說(shuō)明V 驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理。I X 2RZ脈沖化器220的輸出信號(hào)光的電場(chǎng)相位如圖5Α、5Β那樣變化。圖5Α不出2X2 f禹合器222的一方的輸出端口(圖4的上側(cè))，圖5B示出2X2耦合器222的另一方的輸出端口(圖4的下側(cè))。經(jīng)由調(diào)制用光移相器223的光接受正方向的相位調(diào)制，所以其電場(chǎng)矢量描繪逆時(shí)針(·一 X -O)的軌跡(3 - 11)。經(jīng)由調(diào)制用光移相器224的光接受負(fù)方向的相位調(diào)制，所以電場(chǎng)矢量描繪順時(shí)針(·一 X —O)的軌跡(3 — 12)。在2X2光耦合器222中，相對(duì)條狀路徑，交叉路徑的信號(hào)光具有90°的相位差，所以相對(duì)下側(cè)的輸出端口的信號(hào)光，上側(cè)的輸出端口的信號(hào)光如圖所示，在偏移了 90°的位置描繪軌跡。兩者的電場(chǎng)的矢量合成成為輸出信號(hào)光的電場(chǎng)矢量，所以輸出信號(hào)光的軌跡描繪實(shí)軸上的直線軌跡(3 — 2、3 — 3)。因此，在以振幅Vji的CLK信號(hào)進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)的情況下，從各輸出端口，在各碼元中光相位以及強(qiáng)度波形同樣地反復(fù)而輸出光脈沖。如圖5C所示，軌跡的運(yùn)動(dòng)方向的相位在上側(cè)的輸出端口和下側(cè)的輸出端口中相逆。因此，在上側(cè)的輸出端口成為最大輸出時(shí)，下側(cè)的輸出端口成為最小輸出，在上側(cè)的輸出端口成為最小輸出時(shí)，下側(cè)的輸出端口成為最小輸出。從上側(cè)的輸出端口輸出的光脈沖和從下側(cè)的輸出端口輸出的光脈沖的輸出定時(shí)出現(xiàn)半時(shí)鐘量、即調(diào)制碼元速率的半碼元量的偏移。
這樣，1X2RZ脈沖化器220與作為通過(guò)RZ脈沖信號(hào)而切換的光開(kāi)關(guān)動(dòng)作等價(jià)。所輸入的CW光輸出到上側(cè)的輸出端口和下側(cè)的輸出端口中的某一個(gè)，在合計(jì)觀察時(shí)，在1X2RZ脈沖化器220中，不產(chǎn)生原理?yè)p失。圖6示出第I實(shí)施方式的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位。如果對(duì)圖4所示的光調(diào)制器200輸入CW光(3 - 1)，則如圖5的說(shuō)明，在偏移了調(diào)制碼元速率的半碼元量的定時(shí)，輸出光脈沖(3 - 2、3 - 3)。對(duì)于I X 2RZ脈沖化器220的輸出信號(hào)光通過(guò)延遲電路240, —方的輸出信號(hào)光相對(duì)另一方的輸出信號(hào)光接受相當(dāng)于半碼兀量的延遲,在兩者對(duì)齊的定時(shí)輸出(3 - 4、3 - 5)。與以往的DQPSK調(diào)制器同樣地，在Ich用MZI調(diào)制器213、Qch用MZI調(diào)制器214中，分別用相位2值調(diào)制之后(3 - 6、3 - 7)，使Ich側(cè)和Qch側(cè)的光程差成為四分之一波長(zhǎng)，以90°的相位差(3 — 8)使各調(diào)制信號(hào)合成。其結(jié)果，對(duì)于光信號(hào)輸出，能夠得到如(3-9)所示被調(diào)制為相位4值，并且各碼元形成為孤立脈沖的RZ - DQPSK信號(hào)光。如果比較使用了以往的光調(diào)制器100的信號(hào)波形、圖3的(I 一 8)、和利用第I實(shí)施方式的光調(diào)制器200的信號(hào)波形、圖6的(3 — 9),則可知本實(shí)施方式的信號(hào)光的強(qiáng)度成為以往的2倍，信號(hào)光強(qiáng)度的衰減小。其中，通過(guò)如上所述，使RZ脈沖化器220成為I輸入2輸出的結(jié)構(gòu)，避免了與脈沖化相伴的原理?yè)p失。在第I實(shí)施方式中，延遲電路220配置于數(shù)據(jù)調(diào)制器(Ich用調(diào)制器213/Qch用調(diào)制器214)之前。也可以切換延遲電路220和數(shù)據(jù)調(diào)制器的順序，而使向Qch用調(diào)制器214的信號(hào)定時(shí)(DataQ信號(hào))相對(duì)向Ich用調(diào)制器213的信號(hào)定時(shí)(DataI信號(hào))提前半碼兀量。具體而言，如果在供給DataI信號(hào)的電路中，插入半碼元量的電氣延遲電路，則能夠得到同樣的結(jié)果。延遲電路240是半碼元量的延遲長(zhǎng)，但從I X 2RZ脈沖化器220輸出的光信號(hào)是碼元速率的反復(fù)光脈沖。因此，延遲長(zhǎng)是I. 5碼元量、或者(k+0. 5)碼元量(此處k是整數(shù))、即端數(shù)為O. 5碼元量的延遲長(zhǎng)即可。但是，如果k的絕對(duì)值成為相當(dāng)大的數(shù)字，則在碼元速率相對(duì)設(shè)計(jì)延遲長(zhǎng)偏移了的情況下，碼元的偏移大幅變化，端數(shù)大幅偏離O. 5碼元的延遲，所以基本上k的絕對(duì)值優(yōu)選為小的值。
另外，在RZ脈沖信號(hào)中，為了使I X 2RZ脈沖化器220的上側(cè)的輸出端口和下側(cè)的輸出端口的信號(hào)光的孤立波形成為相同的波形，優(yōu)選上下對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)波形。具體而言，相對(duì)CLK信號(hào)的半時(shí)鐘量的周期，優(yōu)選驅(qū)動(dòng)波形f (t)為滿足以下關(guān)系的驅(qū)動(dòng)波形。f (t — CLK/2) = — f (t)進(jìn)而，根據(jù)所輸出的光信號(hào)的頻譜擴(kuò)展防止的觀點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)波形相比于方形波而更優(yōu)選為正弦波。因此，在RZ脈沖信號(hào)中，相比于單純地使用CLK信號(hào)，更優(yōu)選使用通過(guò)電氣帶通濾波器或者電氣低通濾波器而使波形整形為上下對(duì)稱的正弦波的時(shí)鐘信號(hào)。此處，敘述調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)的偏移、以及正交度的偏移的監(jiān)視方法。在本申請(qǐng)實(shí)施方式的調(diào)制器結(jié)構(gòu)中，在DQPSK調(diào)制器中嵌入了 RZ脈沖化器，所以在監(jiān)視輸出的配置中需要研究。首先，最簡(jiǎn)單的方法是在圖4所示的(3 - 2)或者(3 — 3)的部位，設(shè)置用于RZ脈沖化器220的監(jiān)視器，在(3 - 9)的部位、即2X1耦合器212之后，設(shè)置用于DQPSK調(diào)制器 的監(jiān)視器的方法。RZ脈沖化器220成為2輸出，但在僅觀察一方的輸出端口的情況下，基本上與以往的RZ脈沖化器同樣地動(dòng)作。因此，通過(guò)監(jiān)視某一方的輸出端口，能夠原樣地使用以往的調(diào)整方法。DQPSK調(diào)制器在輸出無(wú)原理?yè)p失的信號(hào)光的點(diǎn)中與以往不同，但關(guān)于監(jiān)視器，能夠通過(guò)(3 - 9)的部位的監(jiān)視器，而原樣地使用以往的調(diào)整方法。(第I實(shí)施方式帶RZ脈沖化器的DQPSK調(diào)制器2VJi驅(qū)動(dòng))接下來(lái)，在第I實(shí)施方式的光調(diào)制器200中，說(shuō)明作為RZ脈沖信號(hào)，使用了對(duì)CLK信號(hào)進(jìn)行分頻(CLK/2)并設(shè)為2Vji的振幅輸入的信號(hào)的情況(2V Ji驅(qū)動(dòng))。這樣，通過(guò)2V Ji振幅的CLK/2信號(hào)來(lái)進(jìn)行RZ脈沖化的方法被稱為載波抑制RZ脈沖化(CSRZ化)。一般，如果進(jìn)行RZ脈沖化，則信號(hào)頻譜擴(kuò)展為進(jìn)行RZ脈沖化之前的約2倍，但在CSRZ脈沖化的情況下，能夠?qū)㈩l譜擴(kuò)展抑制為I. 5倍左右。因此，在要提高頻率利用效率的情況下，優(yōu)選使用。參照?qǐng)D7A - C，說(shuō)明2V 31驅(qū)動(dòng)的I X 2RZ脈沖化器的動(dòng)作原理。在進(jìn)行2V Ji驅(qū)動(dòng)的情況下，圖4的1X2RZ脈沖化器220的輸出信號(hào)光的電場(chǎng)相位如圖7A、B那樣變化。圖7A示出2X2耦合器222的一方的輸出端口(圖4的上側(cè))，圖7B示出2X2耦合器222的另一方的輸出端口(圖4的下側(cè))。1X2RZ脈沖化器220本身的結(jié)構(gòu)相同，所以與驅(qū)動(dòng)相伴的電場(chǎng)矢量的運(yùn)動(dòng)與Vn驅(qū)動(dòng)時(shí)相同，上側(cè)的輸出端口的信號(hào)光相對(duì)下側(cè)的輸出端口的信號(hào)光的相位偏移90°的情況也與Vji驅(qū)動(dòng)時(shí)相同。雖然輸出信號(hào)光的軌跡描繪實(shí)軸上的直線軌跡的點(diǎn)也相同，但驅(qū)動(dòng)脈沖的驅(qū)動(dòng)范圍成為2倍，并且，脈沖周期成為2倍，所以輸出波形的樣子(3 — 2、3 — 3)與Vji驅(qū)動(dòng)時(shí)稍微不同。具體而言，如圖7C所示，在使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅中心成為+Vji/2的情況下，1X2RZ脈沖化器220的上側(cè)輸出端口的信號(hào)光的軌跡在實(shí)軸上從正向負(fù)移動(dòng)。因此，通過(guò)CLK/2信號(hào)的一周期的驅(qū)動(dòng)，輸出2個(gè)孤立脈沖，并且，該2個(gè)孤立脈沖的光相位相差π。如果僅觀察強(qiáng)度波形，則與圖5C所示的Vji驅(qū)動(dòng)時(shí)(在CLK信號(hào)的一周期中I個(gè)孤立脈沖)不同。但是，如果還觀察光相位，則在2Vji驅(qū)動(dòng)時(shí)，針對(duì)每個(gè)碼元，相位反轉(zhuǎn)，而與Vji驅(qū)動(dòng)時(shí)大幅不同。另一方面，下側(cè)輸出端口的信號(hào)光的軌跡僅在實(shí)軸上的正范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而在CLK/2信號(hào)的一周期中往返2次，所以與V π驅(qū)動(dòng)時(shí)同樣地，在所有碼元中得到同一相位的光信號(hào)輸出。另外，從上側(cè)的輸出端口輸出的光脈沖和從下側(cè)的輸出端口輸出的光脈沖的輸出定時(shí)與Vji驅(qū)動(dòng)同樣地偏移半碼元量。因此，在2VJI驅(qū)動(dòng)的情況下，在DQPSK調(diào)制器的Ich用調(diào)制器213中，針對(duì)每個(gè)碼元輸入相位反轉(zhuǎn)了的脈沖，所以需要對(duì)驅(qū)動(dòng)調(diào)制用光移相器的DataI信號(hào)，實(shí)施針對(duì)每個(gè)碼元使比特反轉(zhuǎn)的預(yù)編碼處理。另外，如果在RZ脈沖信號(hào)中使用方形波的CLK/2信號(hào)，則來(lái)自上側(cè)輸出端口的光脈沖波形和來(lái)自下側(cè)輸出端口的光脈沖波形成為不同的形狀。在該情況下，在圖7C中考慮時(shí)，驅(qū)動(dòng)波形成為從·點(diǎn)瞬間轉(zhuǎn)移到X點(diǎn)的波形。因此，來(lái)自上側(cè)輸出端口的光脈沖波形成為占空比大的波形、即僅在脈沖寬寬的〇點(diǎn)時(shí)光強(qiáng)度成為零的波形。另一方面，來(lái)自下側(cè)輸出端口的光脈沖波形成為占空比小的波形、即除了脈沖寬窄的〇點(diǎn)時(shí)以外光強(qiáng)度幾乎成為零的波形。如果詳細(xì)計(jì)算，則該占空比在來(lái)自上側(cè)輸出端口的光脈沖中成為約67%、在來(lái)自下側(cè)輸出端口的光脈沖中成為約33%。這樣，僅在Vji驅(qū)動(dòng)時(shí)的推薦條件(上下對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)波形)下，得不到良好的動(dòng)作。 如果考慮圖7C的電氣驅(qū)動(dòng)信號(hào)與光輸出信號(hào)的關(guān)系,貝U為了使1X2RZ脈沖化器220的上側(cè)的輸出端口和下側(cè)的輸出端口的信號(hào)光的光脈沖波形成為相同的波形，驅(qū)動(dòng)波形f (t)優(yōu)選為在設(shè)為F (t) =Abs {f (t) - Vji/2} — Vn/2 時(shí)，F(xiàn) (t — CLK/2) = — F (t)成立那樣的波形。進(jìn)而，根據(jù)防止頻譜擴(kuò)展的觀點(diǎn)，為了使光脈沖波形成為正弦波形狀，驅(qū)動(dòng)波形優(yōu)選為使振幅中心成為+Vji/2的三角波。另外，在圖7中，將這樣的三角波用作驅(qū)動(dòng)信號(hào)而圖示了各波形。圖8示出2VJI驅(qū)動(dòng)的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位。如上所述，對(duì)DQPSK調(diào)制器的Ich用調(diào)制器213，輸入針對(duì)每個(gè)碼元使相位反轉(zhuǎn)的脈沖。因此，與Vji驅(qū)動(dòng)時(shí)不同的點(diǎn)為，對(duì)驅(qū)動(dòng)調(diào)制用光移相器的DataI信號(hào)，實(shí)施針對(duì)每個(gè)碼元使比特反轉(zhuǎn)的預(yù)編碼處理而動(dòng)作的點(diǎn)。1X2RZ脈沖化器220的輸出信號(hào)光(3 — 2、3 — 3)通過(guò)延遲電路240成為光脈沖的定時(shí)對(duì)齊的波形(3 - 4、3 - 5)。對(duì)于Ich用MZI調(diào)制器213的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DataI信號(hào)，通過(guò)預(yù)編碼處理針對(duì)每個(gè)碼元使比特反轉(zhuǎn)而輸入，所以例如，在原來(lái)的數(shù)據(jù)圖案是“100…”的情況下，作為“001···”輸入。因此，對(duì)于以光相位“πΟπ···”(3 —4)輸入到Ich用MZI調(diào)制器213的光信號(hào)，以光相位“ OO…”(3 — 6)輸出。在Qch用MZI調(diào)制器214中，不進(jìn)行預(yù)編碼處理而調(diào)制(3 — 7)。之后，使Ich側(cè)和Qch側(cè)的光程差成為四分之一波長(zhǎng)而以90°的相位差(3 — 8)使各調(diào)制信號(hào)合成。其結(jié)果，對(duì)于光信號(hào)輸出，能夠得到如(3 — 9)所示被調(diào)制為相位4值，并且各碼元形成為孤立脈沖的RZ - DQPSK信號(hào)光。這樣，在2V π驅(qū)動(dòng)方法中，如果比較使用了以往的光調(diào)制器100的信號(hào)波形、圖3的(I 一 8)、和利用第I實(shí)施方式的光調(diào)制器200的信號(hào)波形、圖8的(3 - 9)，則可知本實(shí)施方式的信號(hào)光的強(qiáng)度成為以往的2倍，信號(hào)光強(qiáng)度的衰減小。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)如上所述使RZ脈沖化器220成為I輸入2輸出的結(jié)構(gòu)，而避免了與脈沖化相伴的原理?yè)p失。另外，在使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅中心成為一 V 31 /2的情況下，如從圖7C可知，切換來(lái)自I X 2RZ脈沖化器220的上側(cè)端口的輸出和來(lái)自下側(cè)端口的輸出的波形，從上側(cè)端口在所有碼元中輸出同一相位的信號(hào)光，從下側(cè)端口輸出針對(duì)每個(gè)碼元使相位反轉(zhuǎn)的信號(hào)光。因此，在圖4中，對(duì)Qch用調(diào)制器214的DataQ信號(hào)，實(shí)施針對(duì)每個(gè)碼元使比特反轉(zhuǎn)的預(yù)編碼處理。(第2實(shí)施方式帶RZ脈沖化器的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器)圖9示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的帶RZ脈沖化器的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)。光調(diào)制器300在前級(jí)具備與第I實(shí)施方式的光調(diào)制器200相同結(jié)構(gòu)的1X2RZ脈沖化器320、和延遲電路340，在后級(jí)具備偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器。偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器具備X偏振波用QPSK調(diào)制器310X、Y偏振波用QPSK調(diào)制器310Υ、與X偏振波用QPSK調(diào)制器310Χ的輸出連接并將TM偏振變換為TE偏振波的偏振波旋轉(zhuǎn)器341、以及使X偏振波用QPSK調(diào)制器310Χ的光輸出和偏振波旋轉(zhuǎn)器341的光輸出合成的偏振波合成器343。此處，X偏振波/Y偏振波是指偏振波合成器的輸出中的偏振波方向。X偏振波用QPSK調(diào)制器310Χ和Y偏振波用QPSK調(diào)制器310Υ的各個(gè)具備在由 I X 2耦合器311Χ、Υ和2 X I耦合器312Χ、被Y夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器的作為數(shù)據(jù)調(diào)制器的Ich用調(diào)制器313Χ、Y和Qch用調(diào)制器314Χ、Y、以及使來(lái)自2個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制器的輸出合流的2X1耦合器312Χ、Y。在2根支路波導(dǎo)路的至少一方中，插入了用于相對(duì)來(lái)自Ich用調(diào)制器313Χ、Υ的輸出信號(hào)使來(lái)自Qch用調(diào)制器314Χ、Υ的輸出信號(hào)的相對(duì)相位差成為90°的Ji /2光移相器315Χ、Y。圖10示出第2實(shí)施方式的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位。設(shè)為在光調(diào)制器300中，使用Z切割基板，在I X 2RZ脈沖化器320中，通過(guò)上述V Ji驅(qū)動(dòng)動(dòng)作。從圖9所示的光調(diào)制器200的輸入(4 - I)至延遲電路340的輸出(4 一 4、4 一 5)為止的波形與第I實(shí)施方式的圖6的(3 - 1Γ (3 - 5)相同。在延遲電路340的輸出中，在相同的定時(shí)，輸出碼元速率下的反復(fù)脈沖。與該反復(fù)脈沖同步地，在X偏振波用QPSK調(diào)制器310Χ、Y偏振波用QPSK調(diào)制器310Υ的各個(gè)中，進(jìn)行QPSK調(diào)制，輸出調(diào)制為相位4值的QPSK信號(hào)光(4 一 6、4 一 7)。在Z切割基板中，用TM偏振光來(lái)進(jìn)行調(diào)制，所以此前用TM偏振光傳輸。從X偏振波用QPSK調(diào)制器310Χ輸出的信號(hào)光也是TM偏振光，但通過(guò)偏振波旋轉(zhuǎn)器341變換為TE偏振光(4 一8)。然后，從Y偏振波用QPSK調(diào)制器310Υ輸出的TM偏振光的信號(hào)光(4 一 7)和從偏振波旋轉(zhuǎn)器341輸出的TE偏振光的信號(hào)光(4 — 8)通過(guò)偏振波合成器343成為被偏振波復(fù)用的信號(hào)光(3 — 9)。由于對(duì)在相同的脈沖定時(shí)對(duì)各偏振波的信號(hào)光進(jìn)行偏振波復(fù)用,所以將這樣的偏振波復(fù)用信號(hào)特別稱為比特對(duì)準(zhǔn)偏振波復(fù)用。在第2實(shí)施方式中，也通過(guò)使RZ脈沖化器320成為I輸入2輸出的結(jié)構(gòu)，能夠避免與脈沖化相伴的原理?yè)p失，如果以合成X偏振波(TE偏振波)和Y偏振波(TM偏振波)而得到的偏振波復(fù)用信號(hào)來(lái)觀察，則可知整體的信號(hào)光強(qiáng)度的平均值與第I實(shí)施方式相同。另外，偏振波合成器343還能夠用單純的光耦合器來(lái)代替，但在該情況下，產(chǎn)生3dB的原理?yè)p失的點(diǎn)成為缺點(diǎn)。另外，在使用了光稱合器的情況下，在偏振波旋轉(zhuǎn)器341的性能不充分時(shí)，原樣地輸出偏振波狀態(tài)，所以產(chǎn)生X偏振波信號(hào)和Y偏振波信號(hào)的正交性偏離90°而劣化這樣的問(wèn)題。在使用了偏振波合成器343的情況下，偏振變換尚未完成的偏振波分量在偏振波合成器中消光而衰減。因此，即使偏振波旋轉(zhuǎn)器的性能稍微不充分，也高精度地確保偏振波分量的正交性。因此，并非單純的光耦合器而優(yōu)選使用偏振波合成器。
另外，在第2實(shí)施方式中，使I X2RZ脈沖化器320成為2V JI驅(qū)動(dòng)的情況的相異點(diǎn)與第I實(shí)施方式相同。作為向RZ脈沖化器320的驅(qū)動(dòng)波形，輸入圖7C所示那樣的振幅中心+V 31 /2的三角波，對(duì)Y偏振波用QPSK調(diào)制器310Y的DataYI信號(hào)、DataYQ信號(hào)這兩方實(shí)施針對(duì)每個(gè)碼元使比特反轉(zhuǎn)的預(yù)編碼處理。在向RZ脈沖化器320的三角波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅中心是一 V /2的情況下，對(duì)X偏振波用QPSK調(diào)制器310X的DataXI信號(hào)、DataXQ信號(hào)這兩方實(shí)施預(yù)編碼處理。在第2實(shí)施方 式中，使用了 Z切割基板，所以偏振波旋轉(zhuǎn)器341設(shè)置于X偏振波用QPSK調(diào)制器310X側(cè)，但在使用了 X切割基板的情況下，調(diào)制動(dòng)作的偏振波方向成為TE偏振波，所以偏振波旋轉(zhuǎn)器341設(shè)置于Y偏振波用QPSK調(diào)制器310Y側(cè)。關(guān)于第2實(shí)施方式，也敘述調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)的偏移、以及正交度的偏移的監(jiān)視方法。通常，在偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器的情況下，針對(duì)各偏振波的每個(gè)QPSK調(diào)制器，設(shè)置監(jiān)視器。因此，如果還包括RZ脈沖化器的監(jiān)視器，則需要合計(jì)3個(gè)部位處的監(jiān)視器。在第2實(shí)施方式的調(diào)制器結(jié)構(gòu)中，也與第I實(shí)施方式中的考慮方法同樣地，通過(guò)在圖9所示的(4 一 2)或者(4 一 3)的部位設(shè)置用于RZ脈沖化器320的監(jiān)視器，在(4 一 6)的部位設(shè)置用于Y偏振波用QPSK調(diào)制器310Y的監(jiān)視器，在(4 - 7)或者(4 一 8)的部位設(shè)置用于X偏振波用QPSK調(diào)制器310X的監(jiān)視器，能夠得到與以往同樣的調(diào)整方法。進(jìn)而，在第2實(shí)施方式的調(diào)制器結(jié)構(gòu)中，通過(guò)使用以下敘述的方法，能夠減少監(jiān)視部位。在對(duì)2X IRZ脈沖化器施加的RZ脈沖化信號(hào)的調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)、即偏置點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)電壓如圖17A所示偏移了的情況下，來(lái)自2X IRZ脈沖化器的輸出光的光強(qiáng)度如圖17B所示變化。這樣，如果偏置點(diǎn)偏離適應(yīng)值，則來(lái)自各輸出端口的輸出光的脈沖形狀失真。如果觀察該輸出光的光強(qiáng)度的時(shí)間平均值，則可知如圖17C所示，在最佳偏置點(diǎn)，上側(cè)輸出端口的時(shí)間平均值和下側(cè)輸出端口的時(shí)間平均值相同。因此，以使(4 - 2)和(4 - 3)的部位的光強(qiáng)度的時(shí)間平均值成為相同的方式，調(diào)整2X IRZ脈沖化器的偏置點(diǎn)即可。(4 - 2)和(4 - 3)的部位的光強(qiáng)度的時(shí)間平均值分別與(4 - 6)和(4 - 7)或者(4 - 8)中的時(shí)間平均值基本上相同。因此，在(4 一 6)的用于Y偏振波用QPSK調(diào)制器的監(jiān)視器、和(4 - 7)或者(4 - 8)的用于X偏振波用QPSK調(diào)制器的監(jiān)視器中，以使光強(qiáng)度的時(shí)間平均值成為相同的方式，調(diào)整2X IRZ脈沖化器的偏置點(diǎn)即可，能夠省略上述(4 - 2)或者(4 - 3)的用于RZ脈沖化器的監(jiān)視器。另外，對(duì)于(4 - 2)和(4 - 3)中的光輸出值，如從圖17B可知，使偏置值微小變動(dòng)了的情況的變化量最大。作為其他方法，預(yù)先在2 X IRZ脈沖化器的偏置值上重疊微小的抖動(dòng)信號(hào)，通過(guò)抖動(dòng)信號(hào)對(duì)(4 - 2)或者(4 - 3)中的光輸出的變動(dòng)進(jìn)行鎖定檢測(cè)。通過(guò)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果計(jì)算光輸出變化量成為最大的偏置點(diǎn)，能夠求出最佳偏置值。(4 - 2)或者(4 -
3)中的光輸出的變動(dòng)分別與(4 一 6)和(4 一 7)或者(4 一 8)中的光輸出的變動(dòng)基本上相同。因此，通過(guò)在(4 - 6)的用于Y偏振波用QPSK調(diào)制器的監(jiān)視器、和(4 - 7)或者(4 - 8)的用于X偏振波用QPSK調(diào)制器的監(jiān)視器中，進(jìn)行鎖定檢測(cè)，能夠調(diào)整2X IRZ脈沖化器的偏置點(diǎn)。能夠省略上述(4 - 2)或者(4 - 3)的RZ脈沖化器專用的監(jiān)視器。另外，此處敘述的監(jiān)視方法也能夠同樣地應(yīng)用于上述第I實(shí)施方式。具體而言，在(3 - 2)或者(3 - 4)和(3 - 3)或者(3 — 5)中設(shè)置監(jiān)視器，以使時(shí)間平均時(shí)相同的方式，調(diào)整2X IRZ脈沖化器的偏置點(diǎn)即可。(第3實(shí)施方式帶RZ脈沖化器的比特交織偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器)圖11示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的帶RZ脈沖化器的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)。與圖9所示的第2實(shí)施方式的相異點(diǎn)在于，無(wú)延遲電路、以及在一方的QPSK調(diào)制器(在圖11中，X偏振波用QPSK調(diào)制器410X)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(DataXI信號(hào)、DataXQ信號(hào))中插入了半碼元量的電氣延遲電路434a、b。圖12示出第3實(shí)施方式的光調(diào)制器中的光信號(hào)的強(qiáng)度波形和電場(chǎng)相位。光調(diào)制器400的輸入(5 — I)至1X2RZ脈沖化器420的輸出(5 — 2、5 — 3)的波形與第I實(shí)施方式的圖6的(3 — 1Γ (3 — 3)相同。Y偏振波用QPSK調(diào)制器410Y的輸出信號(hào)(5 — 4)和X偏振波用QPSK調(diào)制器410X的輸出信號(hào)(5 - 5)偏移半碼元而輸出。因此，在偏移了半碼元的脈沖定時(shí)，對(duì)各偏振波的信號(hào)光進(jìn)行偏振波復(fù)用(5 - 7)。該點(diǎn)與在第2實(shí)施方式中得到的信號(hào)光大幅不同。特別，將這樣的偏振波復(fù)用信號(hào)稱為比特交織偏振波復(fù)用。 在比特交織偏振波復(fù)用中，在X偏振波的脈沖峰值下，Y偏振波的脈沖成為強(qiáng)度零，相逆地在Y偏振波的脈沖峰值下，X偏振波的脈沖成為強(qiáng)度零。因此，在接收時(shí)，即使偏振分離不充分，在脈沖位置，無(wú)對(duì)方偏振波的脈沖，所以能夠抑制交叉串?dāng)_。進(jìn)而，具有如果以原來(lái)的碼元速率的倍的碼元速率進(jìn)行接收，則即使不進(jìn)行偏振分離，也能夠接收比特交織偏振波復(fù)用信號(hào)這樣的優(yōu)點(diǎn)。在第3實(shí)施方式中，通過(guò)使RZ脈沖化器420成為I輸入2輸出的結(jié)構(gòu)，也能夠避免與脈沖化相伴的原理?yè)p失，如果以合成X偏振波(TE偏振波)和Y偏振波(TM偏振波)而得到的偏振波復(fù)用信號(hào)觀察，則可知整體的信號(hào)光強(qiáng)度的平均值與第I實(shí)施方式相同。另外，在圖11中插入的半碼元量的電氣延遲電路434a、434b是與圖9的第2實(shí)施方式比較的相對(duì)的電路。因此，以與由1X2RZ脈沖化器420生成的光脈沖列符合的方式，調(diào)整各Data信號(hào)的定時(shí)，來(lái)驅(qū)動(dòng)各QPSK調(diào)制器即可。另外，關(guān)于調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)的偏移、以及正交度的偏移的監(jiān)視方法，可知能夠同樣地應(yīng)用在上述第2實(shí)施方式中敘述的方法。實(shí)施例I(帶RZ脈沖化器的DQPSK調(diào)制器)圖13示出實(shí)施例I的帶RZ脈沖化器的DQPSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例I的光調(diào)制器成為對(duì)石英系平面光波電路(PLC)基板501、502和形成了 LN調(diào)制器陣列的LN基板503進(jìn)行了端面連接的復(fù)合集成結(jié)構(gòu)。PLC波導(dǎo)路的EO效果非常小，所以無(wú)法由單體構(gòu)成調(diào)制器。另一方面，是傳輸損失為L(zhǎng)N波導(dǎo)路的十分之一以下而非常低損失的波導(dǎo)介質(zhì)。另外，彎曲波導(dǎo)路的容許彎曲半徑是2mm左右，具有高的設(shè)計(jì)自由度，所以如果是無(wú)源電路，則能夠?qū)崿F(xiàn)低損失且多彩的光回路。另一方面，LN波導(dǎo)路的傳輸損失、容許彎曲半徑大于PLC波導(dǎo)路，所以不適于構(gòu)成復(fù)雜的光回路。另一方面，如上所述具有高的EO效果，所以作為高速調(diào)制電路非常優(yōu)良。因此，在本實(shí)施方式所示的復(fù)雜的調(diào)制器的情況下，在分路/合流電路等無(wú)源電路部分中，使用PLC波導(dǎo)路，僅在調(diào)制器陣列的部分中使用LN波導(dǎo)路來(lái)集成，從而得到PLC波導(dǎo)路和LN波導(dǎo)路這雙方的優(yōu)點(diǎn)。另外，相比于通過(guò)LN波導(dǎo)路單片技術(shù)制作，能夠?qū)崿F(xiàn)更低損失且更良好的特性的調(diào)制器。結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的調(diào)制器，該優(yōu)點(diǎn)越顯著，如后述實(shí)施例2所述，在除了分路/合流電路以外還需要偏振波合成器的偏振波復(fù)用QPSK調(diào)制器中，優(yōu)點(diǎn)更大。在連接了輸入輸出光纖531、533的PLC基板501中，制作了 1X2RZ脈沖化器520的I X 2耦合器521、DQPSK調(diào)制器的Ich用調(diào)制器513和Qch用調(diào)制器514的各個(gè)的輸出側(cè)的2X1耦合器5521、Q、以及對(duì)Ich用調(diào)制器513的輸出和Qch用調(diào)制器514的輸出進(jìn)行合成的2X2f禹合器512。2X2f禹合器512的一方的輸出成為信號(hào)光輸出，另一方的輸出成為用于進(jìn)行調(diào)制器的動(dòng)作點(diǎn)調(diào)整的監(jiān)視輸出。另外，2X2耦合器是不依賴于波長(zhǎng)的耦合器(WINC)。另外,對(duì)于輸入到PLC基板501的信號(hào)光，以成為TM偏振光的方式,調(diào)整了偏振光保持輸入光纖的角度。 在PLC基板502中，制作了 I X 2RZ脈沖化器520的2 X 2耦合器522、DQPSK調(diào)制器的Ich用調(diào)制器513和Qch用調(diào)制器514的各個(gè)的輸入側(cè)的1X2耦合器5511、Q、以及插入與調(diào)制碼元速率的一半相當(dāng)?shù)难舆t的延遲電路540。由于波導(dǎo)路的折射率是約1.48，所以與比特速率43Gbps、即碼元速率21. 5Gbaud符合地，將延遲電路540的波導(dǎo)路長(zhǎng)差設(shè)為約 4. 7mm。為了調(diào)整IX 2RZ脈沖化器520、Ich用調(diào)制器513和Qch用調(diào)制器514的各個(gè)的調(diào)制動(dòng)作點(diǎn)，分別在調(diào)制器的2根支路波導(dǎo)路中，設(shè)置了熱光學(xué)移相器525a、b、555Ia、b、555Qa、b。作為用于將DQPSK調(diào)制器的Ich、Qch的信號(hào)光調(diào)整為相對(duì)相位差90°而合成的31 /2光移相器動(dòng)作的熱光學(xué)移相器515a、b設(shè)置于延遲電路540的輸出。在圖4所不的第I實(shí)施方式中，在Ich用調(diào)制器513、Qch用調(diào)制器514的輸出中，設(shè)置了 π/2光移相器。與η/2的光相位差相當(dāng)?shù)难舆t量?jī)H為光的1/4波長(zhǎng)，所以也可以如實(shí)施例I那樣設(shè)置于Ich用調(diào)制器513、Qch用調(diào)制器514之前。熱光學(xué)移相器525、555I、555Q、515設(shè)置于2根支路波導(dǎo)路的各個(gè)。其原因?yàn)?，熱光學(xué)移相器通過(guò)后述加熱控制僅在使相位延遲的方向上動(dòng)作，所以為了作為調(diào)整器在正負(fù)兩方上進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置于兩方的支路波導(dǎo)路。另外，雖然也能夠僅在一方的支路波導(dǎo)路中設(shè)置，但在該情況下，使相位調(diào)整并非一 η η而成為來(lái)進(jìn)行調(diào)整動(dòng)作，所以用于加熱調(diào)整的功耗平均變大。圖14Α不出熱光學(xué)移相器515的剖面圖。熱光學(xué)移相器由在娃基板601上的波導(dǎo)路包層602上設(shè)置的薄膜加熱器604構(gòu)成。局部地控制波導(dǎo)路芯603的溫度，通過(guò)熱光學(xué)效果使薄膜加熱器604正下的光波導(dǎo)路的折射率變化，來(lái)控制波導(dǎo)光的相位。在實(shí)施例I中,在一方的PLC基板502中設(shè)置了所有熱光學(xué)移相器,所以具有僅在單方的PLC基板中進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)這樣的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)置于無(wú)光纖連接的PLC基板502的目的在于，避免由于熱膨脹所致的芯片的伸縮而對(duì)光纖的應(yīng)力變化。圖14Β示出延遲電路540的剖面圖。在延遲電路540中，在光波導(dǎo)路的一部分中，以橫切波導(dǎo)路芯602的方式形成多個(gè)槽605，并填充了硅樹脂606。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠避免延遲電路540的光程差由于光波導(dǎo)路具有的折射率的溫度依賴性而變化，來(lái)自延遲電路540的輸出光的相位差由于溫度而大幅變化。石英系波導(dǎo)路的折射率溫度依賴性dn/dT是1X10_5，所以在上述AL=4. 7mm的延遲長(zhǎng)中，針對(duì)Λ T=30°C的溫度變動(dòng)，根據(jù)下式計(jì)算相位變化量Δφ[數(shù)I]
權(quán)利要求
1.一種光調(diào)制器，其特征在于具備 1X2RZ脈沖化器，在由1X2耦合器和2X2耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器； 2個(gè)干涉計(jì)型調(diào)制器，與所述2 X 2耦合器的2個(gè)輸出的各個(gè)連接；以及 2X I耦合器，使所述干涉計(jì)型調(diào)制器的各自的輸出合流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制器，其特征在于驅(qū)動(dòng)所述IX2RZ脈沖化器的脈沖化信號(hào)是驅(qū)動(dòng)波形f (t)滿足f (t 一 CLK/2)= — f (t)的關(guān)系，并且振幅為Vji且重復(fù)周期CLK的脈沖化信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光調(diào)制器，其特征在于所述脈沖化信號(hào)是正弦波。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制器，其特征在于 驅(qū)動(dòng)所述I X 2RZ脈沖化器的脈沖化信號(hào)是 在設(shè)為 F (t)=Abs{f (t) - Vji/2} — V /2、或者 F (t) =Abs {f (t) +Vji /2} — Vn/2 時(shí)， 驅(qū)動(dòng)波形f (t)滿足 F(t- CLK/2) = - F ⑴， 并且振幅為2V π且重復(fù)周期CLK的脈沖化信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光調(diào)制器，其特征在于所述脈沖化信號(hào)是使振幅中心成為+V /2或者一 V Ji /2的三角波。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制器，其特征在于 所述干涉計(jì)型調(diào)制器是在由所述I X 2RZ脈沖化器的2 X 2耦合器的輸出和合流耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器的數(shù)據(jù)調(diào)制器， 所述光調(diào)制器還具備 延遲電路，從所述IX2RZ脈沖化器的2X2耦合器的輸出至每一個(gè)所述干涉計(jì)型調(diào)制器的分路耦合器的輸入為止的傳輸延遲時(shí)間差成為脈沖化周期的k+0. 5倍，其中，k是整數(shù)；以及 η/2光移相器，使來(lái)自每一個(gè)所述干涉計(jì)型調(diào)制器的輸出信號(hào)的相對(duì)光相位成為90。。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制器，其特征在于 所述干涉計(jì)型調(diào)制器在由所述I X 2RZ脈沖化器的2 X 2耦合器的輸出和偏振波合成器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器， 該馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器是在由分路耦合器和合流耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器的數(shù)據(jù)調(diào)制器， 具備與所述馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器的某一方的輸出連接的TE/TM偏振變換器， 所述偏振波合成器對(duì)來(lái)自所述TE/TM偏振變換器的輸出光和所述馬赫曾德?tīng)柛缮嬗?jì)型調(diào)制器的另一方的輸出光進(jìn)行偏振波合成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光調(diào)制器，其特征在于還具備 延遲電路，從所述IX2RZ脈沖化器的2X2耦合器的輸出至所述干涉計(jì)型調(diào)制器的分路耦合器為止的傳輸延遲時(shí)間差成為脈沖化周期的k+0. 5倍，其中，k是整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光調(diào)制器，其特征在于從所述1X2RZ脈沖化器的2X2耦合器的輸出至所述偏振波合成器為止的傳輸延遲時(shí)間差是脈沖化周期的k倍，其中，k是整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或者8所述的光調(diào)制器，其特征在于 所述延遲電路是在將延遲長(zhǎng)設(shè)為AL、將在光波導(dǎo)路中被置換的材料的折射率溫度依賴性設(shè)為dn/dT時(shí)，所述材料的長(zhǎng)度是滿足下式的dLe_，
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制器，其特征在于在所述干涉計(jì)型調(diào)制器的各自的輸出中具備光輸出監(jiān)視器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光調(diào)制器，其特征在于調(diào)整所述IX2RZ脈沖化器的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作點(diǎn)，以使所述光輸出監(jiān)視器的各自的光強(qiáng)度的時(shí)間平均值成為相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制器，其特征在于在所述1X2RZ脈沖化器的所述2X2 I禹合器的輸出中的某一方或者雙方中具備光輸出監(jiān)視器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光調(diào)制器，其特征在于調(diào)整所述IX 2RZ脈沖化器的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作點(diǎn)，以使所述2X2耦合器的輸出的各個(gè)中所具備的光輸出監(jiān)視器的光強(qiáng)度的時(shí)間平均值成為相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或者13所述的光調(diào)制器，其特征在于在所述1X2RZ脈沖化器的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作點(diǎn)的偏置值上重疊微小的抖動(dòng)信號(hào)，調(diào)整所述1X2RZ脈沖化器的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作點(diǎn)，以使該抖動(dòng)信號(hào)所致的所述光輸出監(jiān)視器的光強(qiáng)度的變化量成為最大。
全文摘要
本發(fā)明提供實(shí)質(zhì)上損失低且調(diào)制后的光信號(hào)的強(qiáng)度衰減小的光調(diào)制器。光調(diào)制器具備1×2RZ脈沖化器，在由1×2耦合器和2×2耦合器夾住的2根支路波導(dǎo)路中具備調(diào)制用光移相器；2個(gè)干涉計(jì)型調(diào)制器，與所述2×2耦合器的2輸出的各個(gè)連接；以及2×1耦合器，使所述干涉計(jì)型調(diào)制器的各個(gè)的輸出合流。
文檔編號(hào)G02F1/035GK102804033SQ201180014439
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者鄉(xiāng)隆司, 山田貴, 山崎裕史, 土居芳行 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社