專利名稱：光調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光調(diào)制器，尤其涉及一種可通過。"值化為自然數(shù))的正交相位振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)方式(包括利用了偏振波合成等的復(fù)合方式)而運(yùn)行的光調(diào)制器。
背景技術(shù)：
在光通信技術(shù)中，為了提高傳送的信號(hào)密度，正進(jìn)行著16QAM以上的多階調(diào)制方式的光調(diào)制器的開發(fā)。如專利文獻(xiàn)I或2所示,在將正交相移鍵控(Quadrature Phase-Shift Keying,QPSK)構(gòu)造配置成嵌套型的構(gòu)成的調(diào)制器中，產(chǎn)生施加了適當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)度比、且適當(dāng)?shù)南辔徽{(diào)整的二進(jìn)制相移鍵控(Binary Phase-Shift Keying, BPSK)信號(hào),通過使其合波,可產(chǎn)生幅移鍵控(Amplitude-Shift Keying, ASK)信號(hào)、QAM 信號(hào)。例如，在圖10的構(gòu)造中，來自含有馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)型光波導(dǎo)MZl的光調(diào)制部和含有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)MZ2的光調(diào)制部的光輸出振幅比為2:1、相位差為O或Ji時(shí)，可產(chǎn)生四階的ASK信號(hào)。并且，在圖11的構(gòu)造中，來自MZl和MZ2的光輸出振幅比為1:1、相位差為± π/2時(shí)，可產(chǎn)生QPSK信號(hào)。
具體而言，通過對(duì)圖1所示的QPSK構(gòu)造的一個(gè)波導(dǎo)設(shè)置光強(qiáng)度調(diào)整部，使各自的QPSK信號(hào)的輸出振幅比為2:1。并且，各自的QPSK構(gòu)造中的來自各自的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)(MZ光波導(dǎo))的輸出光的相位差為± /2，來自各自的QPSK構(gòu)造的輸出光的相位差為O或π。圖1中的X — Y座標(biāo)中顯示的點(diǎn)，是表示通過來自各馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)或光波導(dǎo)的合波部的輸出光所獲得的信號(hào)狀態(tài)的示意圖。為產(chǎn)生16QAM信號(hào)，如圖1所示，MZ光波導(dǎo)至少需要四個(gè)，并且需要使它們的輸出合波，因此僅基本構(gòu)造就會(huì)使元件本身變大。并且，需要使來自各MZ光波導(dǎo)的光輸出振幅比一定，因此光強(qiáng)度調(diào)整機(jī)構(gòu)是必須的。作為光強(qiáng)度調(diào)整機(jī)構(gòu)，使用衰減器、用于強(qiáng)度調(diào)制的MZ光波導(dǎo)等追加元件，但它們均是使整體元件增大的一個(gè)因素。作為光強(qiáng)度調(diào)整機(jī)構(gòu)之一，可考慮使分支光波導(dǎo)部分的分支比為非對(duì)稱的方法，但存在易于受到制造偏差等的影響的缺點(diǎn)。并且，也可考慮在外部電路中調(diào)整輸入RF信號(hào)(調(diào)制信號(hào))的振幅比，從而調(diào)整光強(qiáng)度的方法。這種情況下，用于RF信號(hào)控制的調(diào)整點(diǎn)增加。另一方面，在現(xiàn)有例的BPSK信號(hào)的偏壓調(diào)整等中，如專利文獻(xiàn)3和圖5所示，偏壓點(diǎn)是調(diào)制曲線的底部，使輸入振幅為2VJI CNn是調(diào)制曲線的半波長電壓)，對(duì)于信號(hào)輸入，重疊頻率f的低頻抖動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行輸入。在偏壓調(diào)整時(shí)，對(duì)于光輸出，將頻率2f成分變得最大的點(diǎn)設(shè)定為偏壓點(diǎn)。并且，檢波使用光輸出的分支光，通過帶通濾波器按照各頻率進(jìn)行分離，用受光元件(PD)等光檢測元件對(duì)它們進(jìn)行檢波。因存在多個(gè)由一個(gè)MZ型光波導(dǎo)構(gòu)成的光調(diào)制部，所以對(duì)于施加到各光調(diào)制部的抖動(dòng)信號(hào)的選擇，存在以下兩種:(I)以分時(shí)方式對(duì)各自的光調(diào)制部施加相同頻率的抖動(dòng)信號(hào)。(2)同時(shí)向各自的光調(diào)制部施加不同頻率的抖動(dòng)信號(hào)。在上述(I)中，使用的頻率較少即可，因此可使檢波頻帶較窄。但因逐個(gè)調(diào)整光調(diào)制部的偏壓，所以在此期間其他光調(diào)制部的偏壓點(diǎn)會(huì)偏移(drifted)，對(duì)偏壓偏移的耐性變差。在上述(2)中，可同時(shí)調(diào)整多個(gè)光調(diào)制部，因此對(duì)偏壓偏移的耐性變強(qiáng)。但需要檢波多個(gè)頻率。對(duì)于QAM控制，考慮到對(duì)偏移的應(yīng)對(duì)較為重要，因此一般情況下優(yōu)選時(shí)間浪費(fèi)較少的上述(2)的方法。但是，在上述(2)中，產(chǎn)生抖動(dòng)信號(hào)頻率的選擇問題。即，在選擇施加到各光調(diào)制部的抖動(dòng)信號(hào)的頻率不同的頻率時(shí)，必須使各頻率不互相為兩倍地進(jìn)行選擇。例如，如果在某一個(gè)光調(diào)制部中使用的抖動(dòng)信號(hào)頻率是f，那么在其他光調(diào)制部中，需要選擇2f或者f/2頻率以外的頻率。因存在該頻率限制，所以在要控制的光調(diào)制部的個(gè)數(shù)較多的QAM中，難以進(jìn)行抖動(dòng)信號(hào)的頻率選擇。并且，作為上述抖動(dòng)信號(hào)頻率選擇問題的解決方法之一，如圖6或圖7所示，可考慮安裝多個(gè)用于偏壓調(diào)整的 光檢測元件(PD)的方法。圖6中，在將具有MZ型光波導(dǎo)的兩個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)的各BPSK機(jī)構(gòu)中配置受光元件(PD)。圖7的構(gòu)成是，在具有一個(gè)MZ型光波導(dǎo)的各光調(diào)制部上安裝一個(gè)受光元件(PD)。尤其是在圖7所示的構(gòu)造中，對(duì)于多個(gè)光調(diào)制部的偏壓控制，可使用相同頻率的抖動(dòng)信號(hào)。但是，需要用于安裝受光元件(PD)的空間，并且各受光元件分散配置，因此用于處理光檢測元件的電流輸出的電布線變得復(fù)雜。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 94988號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2009 - 244682號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特許第3723358號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是，提供一種光調(diào)制器，其可解決上述問題，即使是具有多個(gè)設(shè)有MZ型光波導(dǎo)的光調(diào)制部的、可通過2n階(η是自然數(shù))的QAM方式運(yùn)行的光調(diào)制器，也可容易地實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度比調(diào)整。并且，提供一種在各光調(diào)制部的偏壓控制中、可抑制施加到光調(diào)制部的抖動(dòng)信號(hào)的頻率的種類的光調(diào)制器。為解決上述問題，技術(shù)方案I涉及的發(fā)明是一種光調(diào)制器，具有光調(diào)制部，該光調(diào)制部具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)、和調(diào)制在該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)中傳送的光波的調(diào)制電極，如下形成整體的光波導(dǎo):將該光調(diào)制部在同一基板上以并聯(lián)狀態(tài)配置多個(gè)，分支一個(gè)輸入波導(dǎo)以連接到各光調(diào)制部的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，并且將來自該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的輸出合波，以一個(gè)輸出波導(dǎo)輸出，該光調(diào)制器的特征在于，向各光調(diào)制部的調(diào)制電極施加相同強(qiáng)度的調(diào)制信號(hào)，對(duì)至少一部分光調(diào)制部設(shè)定包括該光調(diào)制部的調(diào)制電極在內(nèi)的機(jī)械構(gòu)造，以使由該光調(diào)制部的該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值相對(duì)于由其他光調(diào)制部通過該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值最大的最大振幅值成為1/2η (η是自然數(shù))。
技術(shù)方案2涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I所述的光調(diào)制器中，該光調(diào)制部的機(jī)械構(gòu)造設(shè)定為，調(diào)制電極的長度和其他光調(diào)制部的長度相比為Icos—1 (1-21-11)}/^ (η是自然數(shù))。技術(shù)方案3涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I所述的光調(diào)制器中，對(duì)于該光調(diào)制部的機(jī)械構(gòu)造，按照各光調(diào)制部調(diào)整形成光波導(dǎo)的脊峰的深度、構(gòu)成調(diào)制電極的信號(hào)電極的寬度、信號(hào)電極和接地電極的間隔、調(diào)制電極和光波導(dǎo)的位置關(guān)系、光波導(dǎo)的寬度、極化反轉(zhuǎn)構(gòu)造、基板厚度、或者基板下的介電常數(shù)中的任意一個(gè)。技術(shù)方案4涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，將兩個(gè)QPSK構(gòu)造并聯(lián)，該QPSK構(gòu)造如下構(gòu)成:將兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，對(duì)來自各馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出賦予相位差土 η /2并合波，其中，第IQPSK構(gòu)造內(nèi)的各光調(diào)制部和第2QPSK構(gòu)造內(nèi)的各光調(diào)制部中的半波長電壓的比為1:2，第IQPSK構(gòu)造和第2QPSK構(gòu)造中的光輸出的振幅比為2:1，將來自兩個(gè)QPSK構(gòu)造的光輸出以相位差O或合波，產(chǎn)生16QAM光信號(hào)。技術(shù)方案5涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，將兩個(gè)ASK構(gòu)造并聯(lián)，該ASK構(gòu)造如下構(gòu)成:將半波長電壓的比為1:2的兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出的振幅比為2:1，對(duì)來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出以相位差O或π合波，其中，對(duì)來自兩個(gè)ASK構(gòu)造的光輸出以相位差± π/2合波，產(chǎn)生16QAM光信號(hào)。
技術(shù)方案6涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，并聯(lián)兩個(gè)如下形成的構(gòu)造:將半波長電壓的比為1:2的兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出的振幅比為2:1，對(duì)來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出以相位差土 π /2合波,其中，對(duì)來自兩個(gè)構(gòu)造的光輸出以相位差土 π /2合波,產(chǎn)生16QAM光信號(hào)。技術(shù)方案7涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I至6中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，在上述機(jī)械構(gòu)造不同的光調(diào)制部內(nèi)，對(duì)兩個(gè)光調(diào)制部輸入相同頻率f的抖動(dòng)信號(hào)，控制各自的驅(qū)動(dòng)偏壓，并且該兩個(gè)光調(diào)制部的半波長電壓的比為1:2，上述比的前者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率2f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，上述比的后者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓。技術(shù)方案8涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，設(shè)為光調(diào)制部各自的半波長電壓的比為[H / {cos — 1 (I — 21 — °)} ]: [ π / {cos-1 (I —21 一1M]:…:[π/lcos-1 (1 — 21—η)}] (η為自然數(shù))、各自的光輸出的振幅比為1/2°:1/21:…:1/2η，且具有相同半波長電壓的光調(diào)制部兩兩一組并聯(lián)配置2 (n+1)個(gè)的構(gòu)造，產(chǎn)生通過來自具有相同半波長電壓的光調(diào)制部的光輸出的相位差以土 π/2合波、來自具有不同半波長電壓的光調(diào)制部的光輸出的相位差以31 /2 Xm合波而構(gòu)成的4n+1QAM光信號(hào),其中，η是自然數(shù)，m是整數(shù)。技術(shù)方案9涉及的發(fā)明的特征是，在技術(shù)方案I至3、及8中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，在上述機(jī)械構(gòu)造不同的光調(diào)制部內(nèi)，對(duì)兩個(gè)光調(diào)制部輸入相同頻率f的抖動(dòng)信號(hào)，控制各自的驅(qū)動(dòng)偏壓，并且該兩個(gè)光調(diào)制部的半波長電壓的比是1:X (X > 1)，上述比的前者的光調(diào)制部中，至該光調(diào)制部的輸入信號(hào)的振幅是半波長電壓的兩倍，根據(jù)來自該光調(diào)制部的光輸出或放射光中含有的頻率2f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，上述比的后者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓。根據(jù)技術(shù)方案I涉及的發(fā)明，光調(diào)制器具有光調(diào)制部，該光調(diào)制部具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)、和調(diào)制在該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)中傳送的光波的調(diào)制電極，如下形成整體的光波導(dǎo):將該光調(diào)制部在同一基板上以并聯(lián)狀態(tài)配置多個(gè)，分支一個(gè)輸入波導(dǎo)以連接到各光調(diào)制部的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，并且將來自該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的輸出合波，以一個(gè)輸出波導(dǎo)輸出，其中，向各光調(diào)制部的調(diào)制電極施加相同強(qiáng)度的調(diào)制信號(hào)，對(duì)至少一部分光調(diào)制部設(shè)定包括該光調(diào)制部的調(diào)制電極在內(nèi)的機(jī)械構(gòu)造，以使由該光調(diào)制部的該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值相對(duì)于由其他光調(diào)制部通過該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值最大的最大振幅值成為l/2n(n是自然數(shù))，因此，可容易地進(jìn)行光調(diào)制器內(nèi)的光強(qiáng)度比調(diào)整。尤其是，無需現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)衰減器這樣的光強(qiáng)度調(diào)整機(jī)構(gòu)、分支光波導(dǎo)部分的分支比的調(diào)整，或者在外部電路中對(duì)調(diào)制信號(hào)的振幅比的調(diào)整。因此，沒有追加新的構(gòu)成部件，從而可實(shí)現(xiàn)元件的小型化、集成化，且不易受制造偏差的影響，可期待穩(wěn)定的成品率。并且，輸入到光調(diào)制器的RF信號(hào)振幅恒定即可，無需與輸入信號(hào)相關(guān)的調(diào)整點(diǎn)。根據(jù)技術(shù)方案2涉及的發(fā)明，光調(diào)制部的機(jī)械構(gòu)造設(shè)定為，調(diào)制電極的長度和其他光調(diào)制部的長度相比為{cos—1 (1-21-11)}/^ (η是自然數(shù))，因此，僅調(diào)整制造時(shí)的調(diào)制電極的形狀就可容易地進(jìn)行光強(qiáng)度比的調(diào)整。
根據(jù)技術(shù)方案3涉及的發(fā)明，對(duì)于光調(diào)制部的機(jī)械構(gòu)造，按照各光調(diào)制部調(diào)整形成光波導(dǎo)的脊峰的深度、構(gòu)成調(diào)制電極的信號(hào)電極的寬度、信號(hào)電極和接地電極的間隔、調(diào)制電極和光波導(dǎo)的位置關(guān)系、光波導(dǎo)的寬度、極化反轉(zhuǎn)構(gòu)造、基板厚度、或者基板下的介電常數(shù)中的任意一個(gè)，因此，僅調(diào)整制造光調(diào)制器時(shí)的光波導(dǎo)、或調(diào)制電極的形狀及配置，就可容易地進(jìn)行強(qiáng)度比的調(diào)整。根據(jù)技術(shù)方案4涉及的發(fā)明，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，將兩個(gè)QPSK構(gòu)造并聯(lián)，該QPSK構(gòu)造如下構(gòu)成:將兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，對(duì)來自各馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出賦予相位差土 η/2并合波，其中，第IQPSK構(gòu)造內(nèi)的各光調(diào)制部和第2QPSK構(gòu)造內(nèi)的各光調(diào)制部中的半波長電壓的比為1:2，第IQPSK構(gòu)造和第2QPSK構(gòu)造中的光輸出的振幅比為2:1，將來自兩個(gè)QPSK構(gòu)造的光輸出以相位差O或η合波，產(chǎn)生16QAM光信號(hào)，因此，可提供一種可容易地進(jìn)行光調(diào)制器內(nèi)的光強(qiáng)度比調(diào)整的光調(diào)整器，尤其可提供一種16QAM調(diào)制器。根據(jù)技術(shù)方案5涉及的發(fā)明，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，將兩個(gè)ASK構(gòu)造并聯(lián)，該ASK構(gòu)造如下構(gòu)成:將半波長電壓的比為1:2的兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出的振幅比為2:1，對(duì)來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出以相位差O或合波，其中，對(duì)來自兩個(gè)ASK構(gòu)造的光輸出以相位差土 π/2合波,產(chǎn)生16QAM光信號(hào)，因此,可提供一種可容易地進(jìn)行光調(diào)制器內(nèi)的光強(qiáng)度比調(diào)整的光調(diào)整器，尤其可提供一種16QAM調(diào)制器。根據(jù)技術(shù)方案6涉及的發(fā)明，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，并聯(lián)兩個(gè)如下形成的構(gòu)造:將半波長電壓的比為1:2的兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出的振幅比為2:1，對(duì)來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出以相位差土 π /2合波,其中，對(duì)來自兩個(gè)構(gòu)造的光輸出以相位差土 π /2合波，產(chǎn)生16QAM光信號(hào)，由此可提供如上構(gòu)成的光調(diào)制器，尤其可提供16QAM調(diào)制器。根據(jù)技術(shù)方案7涉及的發(fā)明，在上述機(jī)械構(gòu)造不同的光調(diào)制部內(nèi)，對(duì)兩個(gè)光調(diào)制部輸入相同頻率f的抖動(dòng)信號(hào)，控制各自的驅(qū)動(dòng)偏壓，并且該兩個(gè)光調(diào)制部的半波長電壓的比為1:2，上述比的前者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率2f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，上述比的后者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，因此，至少可通過光調(diào)制部的個(gè)數(shù)的一半以下的頻率f的種類，同時(shí)進(jìn)行所有光調(diào)制部的偏壓控制。根據(jù)技術(shù)方案8涉及的發(fā)明，設(shè)為光調(diào)制部各自的半波長電壓的比為[π / {cos-1(1-21-°)}] Jji/Icos-1 (1-21-1)}]:…:[Ji/lcos—1 (1-21-)}] (η 為自然數(shù))、各自的光輸出的振幅比為1/2°:1/21:…:l/2n，且具有相同半波長電壓的光調(diào)制部兩兩一組并聯(lián)配置2 (n+1)個(gè)的構(gòu)造，產(chǎn)生通過來自具有相同半波長電壓的光調(diào)制部的光輸出的相位差以土 π/2合波、來自具有不同半波長電壓的光調(diào)制部的光輸出的相位差以Ji/2Xm (m是整數(shù))合波而構(gòu)成的4n+1QAM光信號(hào)，因此，可提供一種可容易地進(jìn)行光調(diào)制器內(nèi)的光強(qiáng)度比調(diào)整的光調(diào)整器，尤其可提供4n+1QAM調(diào)制器。根據(jù)技術(shù)方案9涉及的發(fā)明，在機(jī)械構(gòu)造不同的光調(diào)制部內(nèi)，對(duì)兩個(gè)光調(diào)制部輸入相同頻率f的抖動(dòng)信號(hào)，控制各自的驅(qū)動(dòng)偏壓，并且該兩個(gè)光調(diào)制部的半波長電壓的比是1:X (X > 1)，上述比的前者的光調(diào)制部中，至該光調(diào)制部的輸入信號(hào)的振幅是半波長電壓的兩倍，根據(jù)來自該光調(diào)制 部的光輸出或放射光中含有的頻率2f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，上述比的后者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，因此，可通過比光調(diào)制部的個(gè)數(shù)少的頻率f的種類，同時(shí)進(jìn)行所有光調(diào)制部的偏壓控制。


圖1是表示現(xiàn)有的16QAM用的光調(diào)制器的概要的圖。圖2是表示本發(fā)明的光調(diào)制器的概要的圖，尤其是說明使用了兩個(gè)QPSK構(gòu)造的例子的圖。圖3是表示本發(fā)明的光調(diào)制器的概要的圖，尤其是說明使用了兩個(gè)ASK構(gòu)造的例子的圖。圖4是表示本發(fā)明的光調(diào)制器的圖，是說明配置有追加元件的例子的圖。圖5是說明與光調(diào)制器的偏壓控制相關(guān)的現(xiàn)有例的圖。圖6是說明配置和來自各QPSK構(gòu)造的輸出對(duì)應(yīng)的受光元件的例子的圖。圖7是說明配置和來自所有MZ型光波導(dǎo)的輸出對(duì)應(yīng)的受光元件的例子的圖。圖8是說明在本發(fā)明的光調(diào)制器中配置有一個(gè)受光元件的例子的圖。圖9是說明本發(fā)明的光調(diào)制器中的偏壓控制方法的圖。圖10是說明產(chǎn)生四階ASK信號(hào)的光調(diào)制部的圖。圖11是說明產(chǎn)生QPSK信號(hào)的光調(diào)制部的圖。
圖12是說明產(chǎn)生其他16QAM光信號(hào)的光調(diào)制器的圖。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說明本發(fā)明的光調(diào)制器。如圖2所示，本發(fā)明的光調(diào)制器具有光調(diào)制部，該光調(diào)制部具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)(MZl至MZ4)、和調(diào)制在該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)中傳送的光波的調(diào)制電極(El至E4)，如下形成整體光波導(dǎo):將該光調(diào)制部在同一基板上以并聯(lián)狀態(tài)配置多個(gè)，分支一個(gè)輸入波導(dǎo)以連接到各光調(diào)制部的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，并且將來自該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的輸出合波，以一個(gè)輸出波導(dǎo)輸出，該光調(diào)制器的特征是，向各光調(diào)制部的調(diào)制電極施加相同強(qiáng)度的調(diào)制信號(hào)，對(duì)至少一部分光調(diào)制部設(shè)定包括該光調(diào)制部的調(diào)制電極在內(nèi)的機(jī)械構(gòu)造，以使由該光調(diào)制部的該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值相對(duì)于由其他光調(diào)制部通過該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值最大的最大振幅值成為1/2η (η為自然數(shù))。在本發(fā)明的光調(diào)制器中，“光調(diào)制部”是指，將一個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)(例如MZl至ΜΖ4中的任意一個(gè))、和調(diào)制在該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)中傳送的光波的調(diào)制電極(El至Ε4中的任意一個(gè))組合來實(shí)現(xiàn)調(diào)制功能的最小單元。在圖2中，僅示意調(diào)制電極的信號(hào)電極的作用部(電極所形成的電場對(duì)在光波導(dǎo)中傳送的光波產(chǎn)生調(diào)制作用的電極部分)的長度，但實(shí)際上，調(diào)制電極由信號(hào)電極和接地電極構(gòu)成，還存在將調(diào)制信號(hào)導(dǎo)入或?qū)С鲎饔貌康男盘?hào)線。形成有光波導(dǎo)、調(diào)制電極的基板是強(qiáng)電介質(zhì)基板，例如可使用鈮酸鋰、鉭酸鋰、PLZT (鋯鈦酸鉛鑭)、石 英類的材料、及它們的組合。尤其優(yōu)選使用電光效應(yīng)強(qiáng)的鈮酸鋰(LN)、鉭酸鋰(LT)結(jié)晶。光波導(dǎo)可通過在基板上形成脊峰的方法、調(diào)整基板的一部分的折射率的方法、或結(jié)合兩者的方法來形成。在脊峰型波導(dǎo)中，為了留下作為光波導(dǎo)的基板部分，將其他部分機(jī)械切削，或通過實(shí)施蝕刻而化學(xué)性去除。并且，也可在光波導(dǎo)的兩側(cè)形成槽。在調(diào)整折射率的方法中，其構(gòu)成是，通過使用Ti等的熱擴(kuò)散法、質(zhì)子交換法等，使與光波導(dǎo)對(duì)應(yīng)的基板表面的一部分的折射率大于基板自身的折射率。調(diào)制電極由信號(hào)電極(El至Ε4，僅表示一部分)和接地電極(未圖示)等構(gòu)成。調(diào)制電極可通過Ti和Au的電極圖案的形成、及鍍金屬方法等形成。并且，各電極根據(jù)需要與基板之間介入配置SiO2膜等緩沖層。緩沖層具有防止在光波導(dǎo)中傳送的光波被調(diào)制電極吸收或散射的效果。并且，作為緩沖層的構(gòu)成，根據(jù)需要，可組裝用于緩和薄板的熱釋電效應(yīng)的Si I旲等。本發(fā)明的光調(diào)制器的特征是，對(duì)從具有MZ型光波導(dǎo)、及調(diào)制在該MZ型光波導(dǎo)中傳送的光波的調(diào)制電極的光調(diào)制部輸出的輸出光的光強(qiáng)度，通過以下方法進(jìn)行調(diào)整:( I)對(duì)各光調(diào)制部的調(diào)制電極施加相同強(qiáng)度的調(diào)制信號(hào)；(2)調(diào)制包括該光調(diào)制部的調(diào)制電極在內(nèi)的機(jī)械構(gòu)造。并且，使光強(qiáng)度如下構(gòu)成:由該光調(diào)制部的該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值相對(duì)于由其他光調(diào)制部通過調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值最大的最大振幅值成為1/2η (η為自然數(shù))，從而可提供16QAM信號(hào)等、2η階QAM (η為自然數(shù))等多階調(diào)制方式的光調(diào)制器。作為光調(diào)制部的機(jī)械構(gòu)造的調(diào)整方法之一，調(diào)制電極的長度(調(diào)制電極或信號(hào)電極的作用部的長度)和其他光調(diào)制部的調(diào)制電極的長度相比，設(shè)定為{cos—1 (1-21-11)}/^(η是自然數(shù))。即，通過僅調(diào)整制造時(shí)的調(diào)制電極的形狀(長度)，可容易地進(jìn)行光強(qiáng)度比的調(diào)整。在此說明進(jìn)彳丁光強(qiáng)度調(diào)整時(shí)的光振幅和V π的關(guān)系。從光調(diào)制部(MZ型光波導(dǎo))輸出的光波形P (t)以下式表現(xiàn)。其中，Vpp是RF輸入信號(hào)振幅，Ptl是最大光振幅，《 1是輸入信號(hào)的角頻率。(數(shù)學(xué)式I)
權(quán)利要求
1.一種光調(diào)制器，具有光調(diào)制部，該光調(diào)制部具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)、和調(diào)制在該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)中傳送的光波的調(diào)制電極，如下形成整體的光波導(dǎo):將該光調(diào)制部在同一基板上以并聯(lián)狀態(tài)配置多個(gè)，分支一個(gè)輸入波導(dǎo)以連接到各光調(diào)制部的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，并且將來自該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的輸出合波，以一個(gè)輸出波導(dǎo)輸出，該光調(diào)制器的特征在于， 向各光調(diào)制部的調(diào)制電極施加相同強(qiáng)度的調(diào)制信號(hào)， 對(duì)至少一部分光調(diào)制部設(shè)定包括該光調(diào)制部的調(diào)制電極在內(nèi)的機(jī)械構(gòu)造，以使由該光調(diào)制部的該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值相對(duì)于由其他光調(diào)制部通過該調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值最大的最大振幅值成為l/2n，其中，η是自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，該光調(diào)制部的機(jī)械構(gòu)造設(shè)定為，調(diào)制電極的長度和其他光調(diào)制部的調(diào)制電極的長度相比為{cos—1 (I其中，n是自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，對(duì)于該光調(diào)制部的機(jī)械構(gòu)造，按照各光調(diào)制部調(diào)整形成光波導(dǎo)的脊峰的深度、構(gòu)成調(diào)制電極的信號(hào)電極的寬度、信號(hào)電極和接地電極的間隔、調(diào)制電極和光波導(dǎo)的位置關(guān)系、光波導(dǎo)的寬度、極化反轉(zhuǎn)構(gòu)造、基板厚度、或者基板下的介電常數(shù)中的任意一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，將兩個(gè)QPSK構(gòu)造并聯(lián)，該QPSK構(gòu)造如下構(gòu)成:將兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，對(duì)來自各馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出賦予相位差± /2并合波，其中，第IQPSK構(gòu)造內(nèi)的各光調(diào)制部和第2QPSK構(gòu)造內(nèi)的各光調(diào)制部中的半波長電壓的比為1:2，第IQPSK構(gòu)造和第2QPSK構(gòu)造中的光輸出的振幅比為2:1，將來自兩個(gè)QPSK構(gòu)造的光輸出以相位差O或Ji合波，產(chǎn)生16QAM光信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，將兩個(gè)ASK構(gòu)造并聯(lián)，該ASK構(gòu)造如下構(gòu)成:將半波長電壓的比為1:2的兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出的振幅比為2:1，對(duì)來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出以相位差O或合波，其中，對(duì)來自兩個(gè)ASK構(gòu)造的光輸出以相位差土 Ji/2合波，產(chǎn)生16QAM光信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于，將四個(gè)光調(diào)制部并聯(lián)配置并形成嵌套型QAM構(gòu)造，并聯(lián)兩個(gè)如下形成的構(gòu)造:將半波長電壓的比為1:2的兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)配置成嵌套狀，來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出的振幅比為2:1，對(duì)來自兩個(gè)馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光輸出以相位差±π/2合波，其中，對(duì)來自兩個(gè)構(gòu)造的光輸出以相位差土 π/2合波,產(chǎn)生16QAM光信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于，在上述機(jī)械構(gòu)造不同的光調(diào)制部內(nèi)，對(duì)兩個(gè)光調(diào)制部輸入相同頻率f的抖動(dòng)信號(hào)，控制各自的驅(qū)動(dòng)偏壓，并且該兩個(gè)光調(diào)制部的半波長電壓的比為1:2，上述比的前者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率2f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，上述比的后者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于，設(shè)為光調(diào)制部各自的半波長電壓的比為[/{cos-1 (I —21-0)}] h/lcos-1 (1-21-1)}]:…:[π/lcos-1(1- 21,}]'各自的光輸出的振幅比為1/2°:1/21:…:l/2n，且具有相同半波長電壓的光調(diào)制部兩兩一組并聯(lián)配置2 (n+1)個(gè)的構(gòu)造，產(chǎn)生通過來自具有相同半波長電壓的光調(diào)制部的光輸出的相位差以土 π /2合波、來自具有不同半波長電壓的光調(diào)制部的光輸出的相位差以η /2 Xm合波而構(gòu)成的4n+1QAM光信號(hào)，其中，η是自然數(shù)，m是整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3、及8中的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于，在上述機(jī)械構(gòu)造不同的光調(diào)制部內(nèi)，對(duì)兩個(gè)光調(diào)制部輸入相同頻率f的抖動(dòng)信號(hào)，控制各自的驅(qū)動(dòng)偏壓，并且該兩個(gè)光調(diào)制部的半波長電壓的比是1:x，其中X ^ 1，上述比的前者的光調(diào)制部中，至該光調(diào)制部的輸入信號(hào)的振幅是半波長電壓的兩倍，根據(jù)來自該光調(diào)制部的光輸出或放射光中含有的頻率2f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓，上述比的后者的光調(diào)制部根據(jù)來自該光調(diào)制部的輸出光或放射光中含有的頻率f的成分，控制該光調(diào)制部的驅(qū)動(dòng)偏壓。 ·
全文摘要
一種光調(diào)制器，容易實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度比調(diào)整。光調(diào)制器具有光調(diào)制部，光調(diào)制部具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)和調(diào)制在馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)中傳送的光波的調(diào)制電極，如下形成整體光波導(dǎo)將光調(diào)制部在同一基板上以并聯(lián)狀態(tài)配置多個(gè)，分支一個(gè)輸入波導(dǎo)以連接到各光調(diào)制部的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，并且將來自馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的輸出合波，以一個(gè)輸出波導(dǎo)輸出，其中，向各光調(diào)制部的調(diào)制電極施加相同強(qiáng)度的調(diào)制信號(hào)，對(duì)至少一部分光調(diào)制部設(shè)定包括光調(diào)制部的調(diào)制電極在內(nèi)的機(jī)械構(gòu)造，以使由該光調(diào)制部的調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值相對(duì)于由其他光調(diào)制部通過調(diào)制信號(hào)調(diào)制的光輸出的振幅值最大的最大振幅值成為1/2n。
文檔編號(hào)G02F1/01GK103226251SQ20131003878
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者細(xì)川洋一, 日隈薰, 川西哲也, 菅野敦史 申請(qǐng)人:住友大阪水泥股份有限公司, 獨(dú)立行政法人情報(bào)通信研究機(jī)構(gòu)