專利名稱：光調(diào)制裝置和光調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光調(diào)制裝置和光調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，在高速·高密度波長多路光傳送系統(tǒng)中，為了補償光纖損失，實現(xiàn)長距離傳送，在傳送裝置和中間中繼器中設置光纖放大器。為了一面在接收側(cè)保持適當?shù)男旁氡?，一面加大中間中繼器的間隔，需要使輸入光纖的光功率增大。但是當增大輸入光纖的光功率時，光纖的非線性光學效應將對傳送特性給予很大的影響。特別是，在高密度波長多路傳送中，XPM(Cross Phase Modulation(交叉相位調(diào)制)效應成為問題。XPM是當在光纖中傳播波長不同的光信號時，由于色散引起群速度不同，只有很少時間同時在光纖中行進，相互之間發(fā)生相互作用，使波形惡化的效應。
現(xiàn)在人們正在對由于這種XPM引起的波形惡化進行研究。例如，M.Suyama等發(fā)表了與NRZ(Non Return to Zero(不歸零))碼比較，RZ(Return to Zero(歸零))碼一方由于XPM引起的惡化很少的報告(Optical Fiber Communiciation(OFC)1996 TechnicalDocument PD26-2)。如該報告所示的那樣，我們看到在高速·高密度波長多路光傳送系統(tǒng)中，為了用光纖放大器進行長距離傳送，RZ碼是適合的。
因此，我們采用NRZ/RZ變換器對數(shù)據(jù)信號和時鐘信號進行NRZ/RZ變換，產(chǎn)生RZ碼的輸出信號，驅(qū)動電路將這個RZ碼的輸出信號作為驅(qū)動信號，驅(qū)動光強度調(diào)制器的光調(diào)制裝置(日本專利申請公布號2001-147411)。在這種光調(diào)制裝置中，光強度調(diào)制器用RZ碼的驅(qū)動信號對從光源輸入的光進行調(diào)制，將它調(diào)制成為RZ碼的光信號。因為能夠輸出RZ碼的光信號，所以這種已有的光調(diào)制裝置作為解決XPM問題的對策是有效的。
但是，在已有的光調(diào)制裝置中，光強度調(diào)制器，NRZ/RZ變換器，驅(qū)動電路，為了用RZ碼進行工作，都需要具有寬頻帶。而且，這種寬頻帶的光強度調(diào)制器，為了工作，需要具有比窄頻帶的光強度調(diào)制器高的調(diào)制電壓。進一步，驅(qū)動寬頻帶的光強度調(diào)制器的驅(qū)動電路也需要是高速的電路，它的輸出振幅值也需要比驅(qū)動窄頻帶的光強度調(diào)制器的驅(qū)動電路大。即，需要高電壓輸出的驅(qū)動電路?？墒?，高速驅(qū)動電路具有使用的晶體管的尺寸小，耐壓小的傾向。因此，要構(gòu)成既高速又高電壓輸出的驅(qū)動電路在技術(shù)上是困難的。
所以，我們希望具有通過輸出RZ碼的光信號作為光傳送信號，能夠抑制XPM引起的惡化，并且相位調(diào)制器不需要具有寬頻帶的光調(diào)制裝置和光調(diào)制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明發(fā)明的目的是提供通過輸出RZ碼的光信號作為光傳送信號，能夠抑制XPM引起的惡化，并且相位調(diào)制器不需要具有寬頻帶的光調(diào)制裝置和光調(diào)制方法。
根據(jù)本發(fā)明的具體樣態(tài)的光調(diào)制裝置包含用NRZI碼的驅(qū)動信號驅(qū)動光，進行相位調(diào)制的相位調(diào)制器，和對從該相位調(diào)制器輸入的經(jīng)過相位調(diào)制的NRZI碼的光信號進行強度調(diào)制的強度調(diào)制器。而且，當NRZI碼的光信號不變化時，使經(jīng)過強度調(diào)制的光信號的輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定強度調(diào)制器的工作點。
這里，NRZI(Non Return to Zero Inverted(不歸零反相))碼是由生成多項式X+1表示的反饋移位寄存器生成的代碼。又，RZ(Return to Zero(歸零))碼是通過送出比碼的位時間長度短的脈沖，余下時間不送出脈沖，回到0狀態(tài)的方式的代碼。
如果根據(jù)這種光調(diào)制裝置，則相位調(diào)制器通過用NRZI碼的驅(qū)動信號驅(qū)動光，生成NRZI碼的光信號，輸入到強度調(diào)制器。而且，當輸入的經(jīng)過相位調(diào)制的NRZI碼的光信號不變化時，強度調(diào)制器不輸出經(jīng)過強度調(diào)制的光信號，從強度調(diào)制器輸出的光信號成為RZ碼的光信號。因此，強度調(diào)制器能夠輸出RZ碼的光信號作為輸出到光傳送路徑的光信號，能夠抑制XPM引起的惡化。進一步，因為相位調(diào)制器由NRZI碼的驅(qū)動信號進行驅(qū)動，所以相位調(diào)制器要求的頻帶，根據(jù)Hyquist theorem(奈奎斯特定理)，可以是數(shù)據(jù)信號位速度的大致一半。因此，相位調(diào)制器不需要寬頻帶。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的光調(diào)制裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的馬赫-曾德干涉儀的構(gòu)成的圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的馬赫-曾德干涉儀的光透過率和光頻率關(guān)系的曲線圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的NRZ/NRZI變換器的構(gòu)成的圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的數(shù)據(jù)信號和輸出信號的圖。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的相位調(diào)制器的驅(qū)動信號，相位調(diào)制器的光信號，第1光信號，第2光信號，第1光信號與第2光信號的相位差和馬赫-曾德干涉儀的光信號的關(guān)系的圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的馬赫-曾德干涉儀的光信號的頻譜的曲線圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的眼形圖的曲線圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施形態(tài)的調(diào)制頻帶和眼開口度惡化的關(guān)系的曲線圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施形態(tài)的光調(diào)制裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施形態(tài)的馬赫-曾德干涉儀的構(gòu)成的圖。
圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施形態(tài)的溫度控制電路的構(gòu)成的圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的第3實施形態(tài)的光調(diào)制裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的第4實施形態(tài)的光調(diào)制裝置的構(gòu)成的方框圖。
具體實施例方式
下面，我們參照

本發(fā)明的實施形態(tài)。
(第1實施形態(tài))圖1是表示根據(jù)第1實施形態(tài)的光調(diào)制裝置100的構(gòu)成的方框圖。光調(diào)制裝置100包含光源101，相位調(diào)制器102，馬赫-曾德干涉儀103，光帶通濾波器104，NRZ/NRZI變換器105和驅(qū)動電路106。
光源101將輸出光1輸入到相位調(diào)制器102。光源101，例如，能夠用以單縱模振蕩的半導體激光器等。相位調(diào)制器102用NRZI碼的驅(qū)動信號6驅(qū)動從光源101輸入的光1，并進行相位調(diào)制。相位調(diào)制器102受到從驅(qū)動電路106輸入到相位調(diào)制器102的驅(qū)動信號6的驅(qū)動，并進行相位調(diào)制。相位調(diào)制器102將經(jīng)過相位調(diào)制得到的NRZI碼的光信號7輸入到馬赫-曾德干涉儀103。
馬赫-曾德干涉儀103是對從相位調(diào)制器102輸入的經(jīng)過相位調(diào)制的NRZI碼的光信號7進行強度調(diào)制的強度調(diào)制器。馬赫-曾德干涉儀103將從相位調(diào)制器102輸入的光信號7分成第1光信號和第2光信號，將這個第1光信號和第2光信號合成起來進行輸出。圖2是表示馬赫-曾德干涉儀103的構(gòu)成的圖。馬赫-曾德干涉儀103包含方向性耦合器103a，方向性耦合器103b，光波導路徑103c，光波導路徑103d和相位調(diào)整器103f。
方向性耦合器103a將輸入馬赫-曾德干涉儀103的光信號7分到2條光波導路徑103c，103d。即，方向性耦合器103a將光信號7分成進入光波導路徑103c的第1光信號和進入光波導路徑103d的第2光信號。在2條光波導路徑103c，103d中，一條光波導路徑103d比另一條光波導路徑103c只長ΔL103e。
方向性耦合器103b將分到2條光波導路徑103c，103d的第1光信號和第2光信號合成起來，輸出光信號11。方向性耦合器103b，當輸入方向性耦合器103b的來自2條光波導路徑103c，103d的第1光信號和第2光信號的相位差為2kπ+π/2(k是整數(shù))時，透過并輸出光信號11，當相位差為2kπ-π/2(k是整數(shù))時，截斷光信號11，方向性耦合器103b的輸出成為消光裝狀態(tài)。
令從光源101輸入到馬赫-曾德干涉儀103的光1的強度為A0，馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的光強度為A。馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的光強度為A能夠由下列公式(1)表示。A=A01+COS(βΔL+Φ-π/2)2----(1)]]>在(1)式中，β＝(2×π×f×neff/C0)，f是光源101的頻率，C0是光速，neff是光波導路徑103c，103d的等效折射率。
又，在(1)式中，βΔL+Φ的值是輸入方向性耦合器103b的來自2條光波導路徑103c，103d的第1光信號和第2光信號的相位差。ΔL，如上所述，是為了使一條光波導路徑103d的長度比另一條光波導路徑103c的長度長而設定的。這里，理論上，來自2條光波導路徑103c，103d的第1光信號和第2光信號的相位差表示為βΔL。但是這個ΔL實際上只能設定在數(shù)mm～數(shù)10mm量級，為了使相位差βΔL具有所要的值，不能夠?qū)ⅵ預先設定在波長量級(微米單位)上。即，不能夠在初期將ΔL設定在波長量級(微米單位)上。
因此，我們通過調(diào)整Φ的值，使從2條光波導路徑103c，103d輸出的第1光信號和第2光信號的相位差具有所要的值。結(jié)果，相位差，實際上如上所述，由βΔL+Φ表示。因此，Φ是表示由于不能夠在初期將從2條光波導路徑103c，103d輸出的第1光信號和第2光信號的相位差ΔL設定在波長量級(微米單位)上而余留的相位的參數(shù)。
圖3表示從驅(qū)動電路106輸入相位調(diào)制器102的驅(qū)動相位調(diào)制器102的驅(qū)動信號6不輸入相位調(diào)制器102的狀態(tài)，即在來自光源101的光1原封不動地輸入馬赫-曾德干涉儀103的狀態(tài)中馬赫-曾德干涉儀103的光透過率與光頻率的關(guān)系的曲線圖。圖3所示的曲線的縱軸表示根據(jù)(1)式求得的馬赫-曾德干涉儀103的光透過率(A/A0)，橫軸表示光1的頻率。
圖3是表示因為將來自光源101的光1原封不動地輸入馬赫-曾德干涉儀103，所以輸入到馬赫-曾德干涉儀103的光的光強度為A0，光透過率表示為A/A0。在圖3中，光透過率成為最大的光頻率值的間隔是馬赫-曾德干涉儀103的Free Spectral Range(自由頻譜范圍)(以下稱為“FSR”)。FSR能夠從下列公式(2)的關(guān)系計算出來，并能夠表示為公式(3)。2πneff(f+FSR)ΔLC0-2πnefffΔLC0=2π----(2)]]>FSR=C0neffΔL----(3)]]>相位調(diào)整器103f對來自輸入到方向性耦合器103b的2條光波導路徑103c，103d的第1光信號和第2光信號的相位差進行調(diào)整。相位差的調(diào)整是當NRZI碼的光信號7不變化時，使輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定馬赫-曾德干涉儀103的工作點。如上所述，方向性耦合器103b，當來自2條光波導路徑103c，103d的的第1光信號和第2光信號的相位差為2kπ+π/2(k是整數(shù))時，透過并輸出光信號11，當相位差為2kπ-π/2(k是整數(shù))時，截斷光信號11，方向性耦合器103b的輸出成為消光狀態(tài)。因此，相位調(diào)整器103f，當NRZI碼的光信號7不變化時，使相位差成為2kπ-π/2(k是整數(shù))那樣地調(diào)整相位差。
又，如上所述，將相位差表示為βΔL+φ，預先設定ΔL。因此，相位調(diào)整器103f通過調(diào)整φ，進行相位差的調(diào)整。相位調(diào)整器103f，例如，能夠用加熱器等，設置在光波導路徑103d的途中。而且，作為這個相位調(diào)整器103f的加熱器能夠通過調(diào)節(jié)光波導路徑103d的溫度，使光波導路徑103d的長度伸縮，調(diào)整Φ，進行相位差的調(diào)整。
因為輸入光調(diào)制裝置100的數(shù)據(jù)信號2是NRZ碼，所以NRZ/NRZI變換器105是將這個NRZ碼的數(shù)據(jù)信號2變換成NRZI碼的輸出信號5的電路。這里，NRZ(Non Return to Zero)碼是在這個時間長度間隔內(nèi)一直不斷輸出脈沖，不回到電壓0的方式的代碼。NRZ/NRZI變換器105將輸入NRZ/NRZI變換器105的時鐘信號3用于代碼變換。
圖4是表示NRZ/NRZI變換器105的構(gòu)成的圖。NRZ/NRZI變換器105包含Exclusive-OR(異-或)電路(以下稱為“EX-OR”電路)105a和1位延遲電路105b。1位延遲電路105b使NRZ/NRZI變換器105輸出的輸出信號5延遲1位。1位延遲電路105b例如能夠由將時鐘信號3用作定時信號的觸發(fā)器電路構(gòu)成。又，在本實施形態(tài)中，1位延遲電路105b的初值為0。1位延遲電路105b將使NRZ/NRZI變換器105輸出的輸出信號5延遲1位的1位延遲信號4輸入到EX-OR電路105a。
EX-OR電路105a計算輸入光調(diào)制裝置100的數(shù)據(jù)信號2和1位延遲電路105b使NRZ/NRZI變換器105輸出的輸出信號5延遲1位的1位延遲信號4的“異”。計算結(jié)果成為NRZ/NRZI變換器105的輸出信號5。EX-OR電路105a輸出數(shù)據(jù)信號2和1位延信號4的值相同時的“0”，不同時的“1”作為計算結(jié)果。又，如上所述，因為1位遲電路105b的初值為“0”，所以EX-OR電路105a計算最初時(還沒有輸出輸出信號5時)初值“0”和數(shù)據(jù)信號2的“異”。
圖5是表示輸入到NRZ/NRZI變換器105的數(shù)據(jù)信號2和NRZ/NRZI變換器105輸出的輸出信號5的圖。在本實施形態(tài)中，用“01011001”的位列作為數(shù)據(jù)信號2。當將這個數(shù)據(jù)信號2輸入NRZ/NRZI變換器105時，作為輸出信號5，得到NRZI碼的“01101110”位列。令輸入NRZ/NRZI變換器105的數(shù)據(jù)信號2的位列為x(n)和從NRZ/NRZI變換器105輸出的輸出信號5的位列為y(n)，NRZ/NRZI變換器105進行的計算由公式(4)表示。
y(n)＝[y(n-1)+x(n)](4)(4)式的計算是由mod2的計算進行的。mod2的計算是按照0+0＝1，1+0＝1，0+1＝1，1+1＝0的計算。
從驅(qū)動電路106輸出的驅(qū)動信號6驅(qū)動相位調(diào)制器102。驅(qū)動電路106是從NRZ/NRZI變換器105輸入的電信號，即是放大NRZI碼的輸出信號5的電路。驅(qū)動電路106用放大了輸出信號5的NRZI碼的驅(qū)動信號6驅(qū)動相位調(diào)制器102。如上所述，由驅(qū)動信號6驅(qū)動的相位調(diào)制器102對從光源101輸入的光1進行調(diào)制，輸出光信號7。通過相位調(diào)制器102調(diào)制得到的光信號7能夠由下列公式(5)表示。A0cos(2πft+πVVπ+φ0)----(5)]]>在(5)式中，V是相位調(diào)制器102的驅(qū)動電壓，Vπ是相位調(diào)制器102的半波長電壓，φ0是初相位，t是時間。又，驅(qū)動電路106不一定需要輸出直到最大的Vπ。
這樣，相位調(diào)制器102由NRZI碼的驅(qū)動信號6驅(qū)動。又，驅(qū)動相位調(diào)制器102的驅(qū)動電路106也放大NRZI碼的輸出信號5，NRZ/NRZI變換器105也輸出NRZI碼的輸出信號5。因此，將相位調(diào)制器102，驅(qū)動電路106和NRZ/NRZI變換器105耦合起來所要求的綜合頻帶，根據(jù)奈奎斯特頻率的考慮(奈奎斯特定理)，當數(shù)據(jù)信號2的位速度為B(b/s)時，最好為B/2(Hz)。例如，為了得到40Gbit/sec的位速度的RZ碼的光信號11，要求相位調(diào)制器102的頻帶最好在20GHz左右。
因此，相位調(diào)制器102不需要具有寬頻帶，不需要高的調(diào)制電壓。進一步，由于相位調(diào)制器102不需要具有寬頻帶，結(jié)果作為驅(qū)動相位調(diào)制器102的驅(qū)動電路106也不需要高速，高電壓輸出。因此，在構(gòu)成高速并且高電壓輸出的驅(qū)動電路時，也不會發(fā)生由于耐壓關(guān)系引起困難那樣的問題。
其次，我們用圖6說明驅(qū)動電路106，相位調(diào)制器102和馬赫-曾德干涉儀103對從光源101輸入的光1進行調(diào)制的方法。圖6是說明驅(qū)動電路106驅(qū)動相位調(diào)制器102的驅(qū)動信號6，相位調(diào)制器102輸出的經(jīng)過相位調(diào)制的光信號7的相位狀態(tài)，馬赫-曾德干涉儀103內(nèi)部的2條光波導路徑103c，103d輸入方向性耦合器103b前的第1光信號8，第2光信號9，即光波導路徑103c，103d輸出的第1光信號8，第2光信號9的相位狀態(tài)，第1光信號與第2光信號的相位差10，和馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的光強度的關(guān)系。
又，在用圖6的說明中，為了使說明簡單起見，將馬赫-曾德干涉儀103的FSR設定在輸入NRZ/NRZI變換器105的數(shù)據(jù)信號2的1位時隙T的倒數(shù)1/T上。又，令驅(qū)動相位調(diào)制器102的驅(qū)動信號6的波形為三角波形。進一步，使相位調(diào)制器102輸出光信號7的時間與馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的時間之差為0。即，如圖6所示，光信號7和光信號11是在同一個時隙中輸出的。實際上，光信號7具有與傳送到馬赫-曾德干涉儀103的時間相當?shù)难舆t，如圖6所示，不在同一個時隙中。此外，NRZ/NRZI變換器105輸出的輸出信號5的位列用圖5所示的“01101110”。
圖6所示的驅(qū)動信號6的波形是驅(qū)動相位調(diào)制器102的信號波形。驅(qū)動信號6是放大輸出信號5的NRZI碼的電信號。如上所述，假定驅(qū)動信號6的波形為三角波形，電壓鋸齒狀地變化。即，從碼“0”到碼“1”的電壓波形直線狀上升，從碼“1”到碼“0”的電壓波形直線狀下降。這里，令“0”是電壓0，“1”是相位調(diào)制器102的半波長電壓Vπ。
圖6所示的光信號7的波形為相位調(diào)制器102輸出的經(jīng)過相位調(diào)制的的光信號7的相位狀態(tài)的波形。這個光信號7的波形是通過由圖6所示的驅(qū)動信號6驅(qū)動從光源101輸入相位調(diào)制器102的光1得到的。這個波形顯示由上述(5)式表示的光信號7的相位狀態(tài)。這里，為了說明方便起見，假定(5)式中的初相位φ0為0。光信號7的相位，如圖6所示，正弦波狀地從相位0遷移到π，或從π遷移到0。
圖6所示的第1光信號8，第2光信號9的波形分別為表示馬赫-曾德干涉儀103的2條光波導路徑103c，103d輸出的第1光信號8，第2光信號9的相位狀態(tài)的波形。第1光信號8，第2光信號9是通過分離從相位調(diào)制器102輸入的圖6所示的光信號7得到的。如圖6所示，光波導路徑103d輸出的第2光信號9，與波光波導路徑103c輸出的第1光信號8比較，延遲1個時隙。即，光波導路徑103d輸出的第2光信號9，與波光波導路徑103c輸出的第1光信號8比較，延遲相當于1個位。
又，波光波導路徑103c輸出的第1光信號8的相位狀態(tài)與光信號7的相位狀態(tài)相同，在相位0到π之間變化。另一方面，光波導路徑103d輸出的第2光信號9的相位狀態(tài)，如圖6所示，在π/2到3π/2之間變化。這是因為為了使光波導路徑103d輸出的第2光信號9的相位在π/2到3π/2之間變化，相位調(diào)整器103f調(diào)整上述的φ值。這樣，為了使第1光信號8的相位在相位0到π之間變化與光信號7的相位狀態(tài)相同，并且第2光信號9的相位在π/2到3π/2之間變化，調(diào)整Φ值，對第1光信號8與第2光信號9的相位差進行調(diào)整。又，假定馬赫-曾德干涉儀103的光波導路徑103d輸出的第2光信號9的第1位的相位為π/2。
圖6所示的光信號的相位差10是光波導路徑103c輸出的第1光信號8與光波導路徑103d輸出的第2光信號9的相位差。即，是表示在馬赫-曾德干涉儀103的方向性耦合器103b輸入的來自2條光波導路徑103c，103d的第1光信號8與第2光信號9的相位差的波形。如圖6所示，相位差10取以-π/2為中心，從+π/2到-3π/2的值。又，如上所述，由于第1光信號8的相位在0到π之間變化，第2光信號9的相位在π/2到3π/2之間變化，第2光信號9與第1光信號8比較，具有與1位相當?shù)难舆t，當NRZI碼的光信號7不變化時，使第1光信號8與第2光信號9的相位差10成為-π/2那樣地調(diào)整第1光信號8與第2光信號9的相位差10。即，當NRZI碼的光信號7不變化時，例如“1”繼續(xù)連續(xù)時，使相位差10成為-π/2那樣地進行調(diào)整。
圖6所示的光信號11的波形是表示馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的光強度的波形。馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的光強度能夠從(1)式導出。結(jié)果，當?shù)?光信號8與第2光信號9的相位差10為-π/2時，截斷馬赫-曾德干涉儀103的光信號11，光信號11的輸出成為0(消光狀態(tài))。又，當相位差10為+π/2或-3π/2時，馬赫-曾德干涉儀103透過光信號11，光信號11的輸出成為1(輸出狀態(tài))。因此，馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的波形成為圖6所示的波形。
這里，我們比較相位調(diào)制器102輸入馬赫-曾德干涉儀103的NRZI碼的光信號7和馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11。當NRZI碼的光信號7不變化時，例如“1”繼續(xù)連續(xù)時，光信號11的輸出成為“0”，成為消光狀態(tài)。另一方面，當光信號7變化時，即，從“0”到“1”，或從“1”到“0”變化時，光信號11的輸出成為“1”，成為輸出狀態(tài)。
這樣，當NRZI碼的光信號7不變化時，通過使第1光信號8與第2光信號9的相位差10成為-π/2那樣地調(diào)整相位差10，當NRZI碼的光信號7不變化時，能夠使馬赫-曾德干涉儀103輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定馬赫-曾德干涉儀103的工作點。這樣，馬赫-曾德干涉儀103在光波導路徑103d中設置相位調(diào)整器103f，通過調(diào)整相位差10，能夠容易地設定工作點。
又，馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的第1位，即，光信號11的位列的前頭成為“0”是由于假定馬赫-曾德干涉儀103的光波導路徑103d輸出的第2光信號9的相位為π/2。但是，馬赫-曾德干涉儀103的光波導路徑103d輸出的第2光信號9比光波導路徑103c輸出的第1光信號8延遲1位。因此，光信號9的第1位不僅有是π/2的情形，而且也有是3π/2的情形。在這些情形中，馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的第1位成為“1”。
這樣，當NRZI碼的光信號7不變化時，使馬赫-曾德干涉儀103輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定馬赫-曾德干涉儀103的工作點，結(jié)果，馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的波形，如圖6所示，成為RZ碼，位列成為“01011001”。這個位列與通過圖5所示的NRZ/NRZI變換器105變換代碼前的NRZ碼的數(shù)據(jù)信號2的位列相同。即，如果根據(jù)光調(diào)制裝置100，則從輸入光調(diào)制裝置100的NRZ碼的數(shù)據(jù)信號2，不使這個數(shù)據(jù)信號2的位列變化，照樣能夠得到只將代碼作為RZ碼的光信號11。結(jié)果，光調(diào)制裝置100，因為能夠輸出RZ碼的光信號11，所以能夠抑制XPM引起的惡化。
又，在用圖6的說明中，為了使說明簡單起見，馬赫-曾德干涉儀103將FSR設定在輸入NRZ/NRZI變換器105的數(shù)據(jù)信號2的1位時隙T的倒數(shù)1/T上，使第2光信號9與第1光信號8比較受到與1位相當?shù)难舆t。但是，第2光信號9的來自第1光信號8的延遲，如果在1位以下，則不限于1位。
馬赫-曾德干涉儀103，比較第2光信號9與第1光信號8，當受到與不到1位相當?shù)难舆t時，與受到與1位相當?shù)难舆t的情形比較，能夠使輸出的光信號11的干涉噪聲變小。
其次，馬赫-曾德干涉儀103將輸出的光信號11輸入光帶通濾波器104。光帶通濾波器104使從馬赫-曾德干涉儀103輸入的光信號11的頻譜狹窄。其次通過在馬赫-曾德干涉儀103中插入光帶通濾波器104，能夠壓縮光信號11的波長，能夠極大地減小由于光纖的色散產(chǎn)生的影響。又，當將光調(diào)制裝置100用作波長多路系統(tǒng)的光調(diào)制裝置時，光帶通濾波器104能夠防止對鄰接的波長信道的影響。作為光帶通濾波器104，能夠用電介質(zhì)多層膜濾波器和光纖布拉格光柵型濾波器，旋轉(zhuǎn)式光柵型濾波器，法布里-珀羅干涉型濾波器等。
又，當將光調(diào)制裝置100用作波長多路系統(tǒng)的光調(diào)制裝置時，也可以將進行波長多路的多路復用器(以下稱為“MUX”)用作光帶通濾波器104。因為進行波長多路的MUX具有帶通濾波器的特性，所以能夠利用它。如果這樣做，則能夠?qū)ⅠR赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11直接輸入進行波長多路的MUX，光調(diào)制裝置100不需要設置帶通濾波器。
下面，我們說明本發(fā)明者們進行的模擬。
(模擬1)我們進行在光調(diào)制裝置100中輸入NRZ碼的64位的位列“1010010010101010000100101101110010001010111010111110011011010010”作為數(shù)據(jù)信號2的模擬。作為模擬的參數(shù)，將NRZ碼的數(shù)據(jù)信號2的位速度設定為40Gbit/sec，將相位調(diào)制器102的調(diào)制度設定為50％(直到Vπ/2的驅(qū)動)，將馬赫-曾德干涉儀103的FSR設定在40GHz。圖7是表示作為這個模擬結(jié)果的馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11的頻譜的曲線圖。又，圖7所示的曲線的縱軸表示光信號11的輸出(dBm)，橫軸表示光頻率(GHz)，橫軸的中心值0表示193.4THz。
如圖7所示，在馬赫-曾德干涉儀103輸出的，輸入到光帶通濾波器104的光信號11的頻譜中，存在著上頻帶和下頻帶。又，光信號11能夠抑制光載波。這樣，如果用光調(diào)制裝置100，則能夠得到抑制了光載波的RZ碼的光信號11。將這種能夠得到抑制光載波的RZ碼的光信號的調(diào)制方式稱為CS-RZ(Carrier Suppressed Return to Zero(抑制載波歸零))調(diào)制方式。如果用CS-RZ調(diào)制方式，則即便在輸入光纖的光功率高的情形中，也能夠得到使由非線性光學效應引起的接收靈敏度惡化小的效果。
又，作為CS-RZ調(diào)制方式的光調(diào)制裝置，至今，都是串聯(lián)連接2個馬赫-曾德型強度調(diào)制器的裝置。在這些已有的裝置中，首先，從前段的馬赫-曾德型強度調(diào)制器得到NRZ碼的光信號。其次，在已有的裝置中，用數(shù)據(jù)信號的位速度的一半的頻率的時鐘信號驅(qū)動后段的馬赫-曾德型強度調(diào)制器。這時，在已有的裝置中，當驅(qū)動電壓0時不輸出光信號那樣地設定馬赫-曾德型強度調(diào)制器的工作點。而且，在已有的裝置中，通過用馬赫-曾德型強度調(diào)制器的光透過特性成為2次函數(shù)的部分，驅(qū)動后段的馬赫-曾德型強度調(diào)制器，得到抑制光載波的RZ碼的光信號。但是，在已有的裝置中，因為2個馬赫-曾德型強度調(diào)制器之間的相位必須嚴格一致，需要2個馬赫-曾德型強度調(diào)制器，所以構(gòu)成變得復雜。與此相反，如果用光調(diào)制裝置100，則通過將相位調(diào)制器102和馬赫-曾德干涉儀103組合起來的簡單構(gòu)成，就能夠?qū)崿F(xiàn)CS-RZ調(diào)制方式。而且，光調(diào)制裝置100，即便當輸入光纖的光功率高時，也能夠容易地得到使由非線性光學效應引起的接收靈敏度惡化小的效果。
(模擬2)其次，我們用超高斯型4次濾波器作為帶通濾波器104，將從光帶通濾波器104輸出的光信號變換成電信號，進行顯示眼形圖的模擬。此外，將超高斯型4次濾波器的半值全寬度設定在80GHz.。又，超高斯型4次濾波器，通過使光帶通濾波器104的中心頻率與光源101的振蕩波長大致一致，使從光源101輸出的光1的頻率大致一致，使調(diào)制頻譜的兩個邊帶都能通過。圖8是表示作為本模擬結(jié)果的眼形圖的曲線圖。又，如圖8所示的曲線的縱軸是任意軸，橫軸是時間(ps)。
如圖8所示，如果根據(jù)光調(diào)制裝置100，即便由于光帶通濾波器104使頻譜狹窄，也能夠得到正常的眼形圖，能夠大致得到RZ碼的電信號。又，通過使光帶通濾波器104的中心頻率與從光源101輸出的光1的頻率大致一致，使調(diào)制頻譜的兩個邊帶(上邊帶和下邊帶)都能通過，光調(diào)制裝置100能夠進行Double Side Band(雙邊帶)方式(以下稱為“DSB方式”)的調(diào)制。DSB方式的調(diào)制具有容易解調(diào)的優(yōu)點。
(模擬3)其次，我們比較用NRZ/RZ變換器，通過用RZ碼工作的驅(qū)動電路，光強度調(diào)制器，由直接得到RZ碼的光信號的已有的光調(diào)制裝置進行的光調(diào)制方法，和根據(jù)用NRZ/NRZI變換器105，驅(qū)動電路106，相位調(diào)制器102，馬赫-曾德干涉儀103，得到RZ碼的光信號11的本實施形態(tài)的光調(diào)制裝置100進行的光調(diào)制方法所要求的頻帶。為此，我們對已有的光調(diào)制裝置的光強度調(diào)制器及其驅(qū)動電路的綜合調(diào)制頻帶(綜合頻帶)與在接收器的眼開口度的關(guān)系，和本實施形態(tài)的相位調(diào)制器102及其驅(qū)動電路106的綜合調(diào)制頻帶(綜合頻帶)與在接收器的眼開口度的關(guān)系進行模擬。
圖9是表示作為模擬結(jié)果的調(diào)制頻帶與眼開口度惡化的關(guān)系的曲線圖。在如圖9所示的曲線中，橫軸是通過將綜合調(diào)制頻帶(降低3dB的頻率)f除以數(shù)據(jù)信號2的位速度B進行歸一化得到的歸一化調(diào)制頻帶f/B。又，縱軸是以當f/B＝1時的接收器的眼開口度為基準(0dB)，表示離開該基準的眼開口度的惡化。又，眼開口度是輸出波形的最大值和最小值之差的值與眼型圖的眼開口的最大值之比。
如圖9所示，在用根據(jù)本實施形態(tài)的光調(diào)制裝置100用的光調(diào)制方法中，相位調(diào)制器102及其驅(qū)動電路106的綜合調(diào)制頻帶(降低3dB的頻率)最好是數(shù)據(jù)信號2的位速度的大致一半的頻率。另一方面，在用已有的光調(diào)制裝置的已有光調(diào)制方法中，綜合調(diào)制頻帶(降低3dB的頻率)需要大致是數(shù)據(jù)信號2的位速度頻率。
(第2實施形態(tài))圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施形態(tài)的光調(diào)制裝置200的構(gòu)成的方框圖。光調(diào)制裝置200包含光源201，相位調(diào)制器202，馬赫-曾德干涉儀203，光帶通濾波器204，NRZ/NRZI變換器205，驅(qū)動電路206，O/E變換器207和溫度控制電路208。因為在圖10中，光源201，相位調(diào)制器202，光帶通濾波器204，NRZ/NRZI變換器205，驅(qū)動電路206與圖1所示的光源101，相位調(diào)制器102，光帶通濾波器104，NRZ/NRZI變換器105，驅(qū)動電路106實質(zhì)上是相同的，所以這里省略對它們的說明。
圖11是表示馬赫-曾德干涉儀203的構(gòu)成的圖。馬赫-曾德干涉儀203包含方向性耦合器203a，方向性耦合器203b，光波導路徑203c，光波導路徑203d，第1輸出端口203f，和第2輸出端口203g。因為方向性耦合器203a，光波導路徑203c與圖2所示的馬赫-曾德干涉儀103的方向性耦合器203a，光波導路徑203c實質(zhì)上是相同的，所以這里省略對它們的說明。
設定光波導路徑203d的長度只比其它的光波導路徑203c的長度長ΔL203e。方向性耦合器203b與第1輸出端口203f和第2輸出端口203g連接，將光信號輸入這兩個端口。方向性耦合器203b將分離到2條光波導路徑203c，203d的第1光信號8和第2光信號9合成起來，將合成的光信號11輸入第1輸出端口203f。又，方向性耦合器203b將與輸入到第1輸出端口203f的光信號11具有相輔關(guān)系的光信號12輸入到第2輸出端口203g。
第1輸出端口203f輸出將分離到2條光波導路徑203c，203d的第1光信號8和第2光信號9合成起來得到的光信號11。光信號11與圖12所示的馬赫-曾德干涉儀103輸出的光信號11相同，它的位列成為“01011001”。第2輸出端口203g輸出與第1輸出端口203f輸出的光信號11具有相輔關(guān)系的光信號12。光信號12與光信號11形成相輔關(guān)系。又，光信號12為了控制馬赫-曾德干涉儀103的溫度，利用溫度控制電路208。
又，第1輸出端口203f輸出的光信號11與第2輸出端口203g輸出的光信號12的功率和總是恒定的。第1輸出端口203f將光信號11輸入光帶通濾波器204。第2輸出端口203g將光信號12輸入O/E變換器207。這樣，馬赫-曾德干涉儀203，由于備有第1輸出端口203f和第2輸出端口203g，能夠從第1輸出端口203f輸出光信號11，從第2輸出端口203g輸出用于馬赫-曾德干涉儀203的溫度控制的光信號12。O/E變換器207將從第2輸出端口輸入的光信號12變換成電信號13。O/E變換器207將變換后的電信號13輸入溫度控制電路208。
溫度控制電路208利用電信號13生成溫度控制信號16。溫度控制電路208通過將溫度控制信號16輸入馬赫-曾德干涉儀203，對馬赫-曾德干涉儀203全體的溫度進行控制。溫度控制電路208通過對馬赫-曾德干涉儀203的溫度進行控制，能夠調(diào)整上述的Φ。如上所述，來自2條光波導路徑203c，203d的第1光信號8和第2光信號9的相位差10表示為βΔL+Φ，ΔL是預先設定的。因此，溫度控制電路208是通過對馬赫-曾德干涉儀203的溫度進行控制，調(diào)整Φ，對相位差10進行調(diào)整的溫度控制器。
溫度控制電路208，調(diào)整相位差10，當NRZI碼的光信號7不變化時，使第1輸出端口203f輸出的光信號11的輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定馬赫-曾德干涉儀203的工作點。如上所述，方向性耦合器203b，當來自2條光波導路徑203c，203d的第1光信號8和第2光信號9的相位差為2kπ+π/2(k是整數(shù))時，透過光信號11并將光信號11輸出到第1輸出端口203f，當相位差為2kπ-π/2(k是整數(shù))時，截斷光信號11，第1輸出端口203f的輸出成為消光狀態(tài)。
因此，溫度控制電路208，當NRZI碼的光信號7不變化時，使相位差成為2kπ-π/2(k是整數(shù))那樣地，控制馬赫-曾德干涉儀203的溫度，調(diào)整Φ。這樣，通過設置溫度控制電路208，調(diào)整相位差10，當NRZI碼的光信號7不變化時，使第1輸出端口203f輸出的光信號11的輸出成為消光狀態(tài)那樣地能夠容易地設定馬赫-曾德干涉儀203的工作點。
又，溫度控制電路208，控制馬赫-曾德干涉儀203的溫度，調(diào)整Φ，當NRZI碼的光信號7不變化時，使成為消光狀態(tài)那樣地調(diào)整相位差10，使第2輸出端口203g輸出的光信號12的光強度成為最大。因此，溫度控制電路208通過使第2輸出端口203g輸出的光信號12的光強度成為最大那樣地，控制馬赫-曾德干涉儀203的溫度，當NRZI碼的光信號7不變化時，使相位差10成為-π/2，成為消光狀態(tài)那樣地，能夠設定馬赫-曾德干涉儀203的工作點。
這樣，通過使馬赫-曾德干涉儀203的第1輸出端口203f，當經(jīng)過相位調(diào)制的NRZI碼的光信號7不變化時，不輸出光信號11那樣地，使第1輸出端口203f輸出的光信號11成為RZ碼的光信號11。因此，馬赫-曾德干涉儀203能夠輸出RZ碼的光信號11作為光傳送信號，能夠抑制XPM引起的惡化。又，通過將相位調(diào)制器202和馬赫-曾德干涉儀203組合起來的簡單構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)CS-RZ調(diào)制方式，能夠得到抑制光載波的RZ碼的光信號11。進一步，因為相位調(diào)制器202是由NRZI碼的驅(qū)動信號驅(qū)動的，所以不需要具有寬頻帶，不需要高的調(diào)制電壓，作為驅(qū)動電路206，不需要高速，高電壓輸出的驅(qū)動電路。
圖12是表示溫度控制電路208的構(gòu)成的圖。如圖12所示，溫度控制電路208包含相位比較器208a和Dither信號發(fā)生器208b。Dither信號發(fā)生器208b產(chǎn)生低頻Dither信號14。Dither信號發(fā)生器208b將產(chǎn)生Dither信號14輸入相位比較器208a。又，Dither信號發(fā)生器208b將產(chǎn)生的低頻Dither信號14重疊在相位比較器208a輸出的相位比較輸出信號15上。相位比較器208a從O/E變換器207，輸入變換得到的電信號13，從Dither信號發(fā)生器208b，輸入低頻Dither信號14。
相位比較器208a進行電信號13和低頻Dither信號14的換算，輸出這個換算結(jié)果作為相位比較輸出信號15。而且，通過將Dither信號發(fā)生器208b產(chǎn)生的低頻Dither信號14重疊在相位比較器208a輸出的相位比較輸出信號15上，產(chǎn)生馬赫-曾德干涉儀203的溫度控制信號16。這樣，溫度控制電路208利用由O/E變換器207將光信號12變換成的電信號13生成溫度控制信號16。而且，溫度控制電路208通過將溫度控制信號16輸入馬赫-曾德干涉儀203，能夠?qū)︸R赫-曾德干涉儀203的溫度進行控制。
又，在圖11所示的馬赫-曾德干涉儀203的光波導路徑203d中，沒有圖2所示的相位調(diào)整器，溫度控制電路208將馬赫-曾德干涉儀203全體的溫度作為控制對象。但是，在馬赫-曾德干涉儀203的內(nèi)部設置相位調(diào)整器，溫度控制電路208也可以將相位調(diào)整器作為控制對象。例如，與圖2相同，馬赫-曾德干涉儀203在光波導路徑203d中設置加熱器作為相位調(diào)整器，溫度控制電路208也可以將這個加熱器的溫度作為控制對象。
又，在光調(diào)制裝置200中，設置包含第1輸出端口203f和第2輸出端口203g的馬赫-曾德干涉儀203，溫度控制電路208利用第2輸出端口203g輸出的光信號12進行溫度控制。但是，光調(diào)制裝置200用包含第2輸出端口203g的馬赫-曾德干涉儀203，溫度控制電路208也可以通過不利用光信號12的方法進行溫度控制。又，光調(diào)制裝置200也可以用溫度控制電路208以外的溫度控制電器，控制馬赫-曾德干涉儀203的溫度。
(第3實施形態(tài))圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的第3實施形態(tài)的光調(diào)制裝置300的構(gòu)成的方框圖。光調(diào)制裝置300包含光源301，相位調(diào)制器302，馬赫-曾德干涉儀303，光帶通濾波器304，NRZ/NRZI變換器305，驅(qū)動電路306，O/E變換器307和溫度控制電路308。因為在圖13中，光源301，相位調(diào)制器302，馬赫-曾德干涉儀303，光帶通濾波器304，NRZ/NRZI變換器305，驅(qū)動電路306，O/E變換器307與圖10所示的光調(diào)制裝置200的光源201，相位調(diào)制器202，馬赫-曾德干涉僅203，光帶通濾波器204，NRZ/NRZI變換器205，驅(qū)動電路206，O/E變換器207實質(zhì)上是相同的，所以這里省略對它們的說明。
在圖13所示的光調(diào)制裝置300中，因為從第2輸出端口輸出的光信號12控制光源301的溫度，所以用于溫度控制電路308。馬赫-曾德干涉儀303與圖11所示的馬赫-曾德干涉儀203相同，通過備有第1輸出端口和第2輸出端口，能夠從第1輸出端口輸出光信號11，從第2輸出端口輸出用于光源301的溫度控制的光信號12。
將來自O/E變換器307的光信號12變換成的電信號13輸入溫度控制電路308。溫度控制電路308利用電信號13產(chǎn)生控制光源301的溫度的溫度控制信號17。溫度控制電路308通過將溫度控制信號17輸入光源301，控制光源301的溫度。溫度控制電路308通過控制光源301的溫度，能夠控制從光源301的輸出的光1的頻率，通過控制這個光1的頻率，能夠調(diào)整上述的Φ。因此，溫度控制電路308是通過控制光源301的溫度，控制光1的頻率，對相位差10進行調(diào)整的頻率控制器。
溫度控制電路308，當NRZI碼的光信號7不變化時，使輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定馬赫-曾德干涉儀303的工作點，對相位差10進行調(diào)整。溫度控制電路308通過當NRZI碼的光信號7不變化時，使相位差成為-π/2那樣地控制光源301的溫度，控制光源301的頻率，調(diào)整Φ。這樣，光調(diào)制裝置300通過設置溫度控制電路308，調(diào)整相位差10，當NRZI碼的光信號7不變化時，使第1輸出端口203f輸出的光信號11的輸出成為消光狀態(tài)那樣地，能夠容易地設定馬赫-曾德干涉儀303的工作點。
又，溫度控制電路308通過控制光源301的溫度，控制光源301的頻率，當NRZI碼的光信號7不變化時，使馬赫-曾德干涉儀303的第1輸出端口成為消光狀態(tài)那樣地調(diào)整相位差10，使第2輸出端口輸出的光信號12的光強度成為最大。因此，溫度控制電路308通過使第2輸出端口輸出的光信號12的光強度成為最大那樣地，控制光源301的溫度，控制光源301的頻率，當NRZI碼的光信號7不變化時，能夠調(diào)整相位差10使它成為-π/2。
這樣，通過當經(jīng)過相位調(diào)制NRZI碼的光信號7不變化時，使馬赫-曾德干涉儀303的第1輸出端口不輸出光信號11那樣地，第1輸出端口輸出的光信號11成為RZ碼的光信號11。因此，馬赫-曾德干涉儀303能夠輸出RZ碼的光信號11作為光傳送信號，能夠抑制XPM引起的惡化。又，通過將相位調(diào)制器302和馬赫-曾德干涉儀303組合起來的簡單構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)CS-RZ調(diào)制方式，能夠得到抑制光載波的RZ碼的光信號11。進一步，因為相位調(diào)制器302是由NRZI碼的驅(qū)動信號驅(qū)動的，所以不需要具有寬頻帶，不需要高的調(diào)制電壓，作為驅(qū)動電路306，不需要高速，高電壓輸出的驅(qū)動電路。
溫度控制電路308的構(gòu)成與圖12所示的溫度控制電路208的構(gòu)成實質(zhì)上是相同的。相位比較器208a進行電信號13和低頻Dither信號14的換算，輸出這個換算結(jié)果作為相位比較輸出信號15。而且，通過將Dither信號發(fā)生器208b產(chǎn)生的低頻Dither信號14重疊在相位比較器208a輸出的相位比較輸出信號15上，產(chǎn)生光源301的溫度控制信號17。此外，光調(diào)制裝置300也可以用溫度控制電路208以外的溫度控制器，控制光源301的溫度。又，光調(diào)制裝置300也可以用控制光源301溫度以外的方法，控制光源301的頻率。
(第4實施形態(tài))圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的第4實施形態(tài)的光調(diào)制裝置400的構(gòu)成的方框圖。光調(diào)制裝置400包含多個光源401a，401b，多個相位調(diào)制器402a，402b，馬赫-曾德干涉儀403，多個光帶通濾波器404a，404b，多個NRZ/NRZI變換器405a，405b，多個驅(qū)動電路406a，406b和MUX407。此外，在圖14中，多個光源401a，401b，多個相位調(diào)制器402a，402b，光梳狀濾波器404，多個NRZ/NRZI變換器405a，405b，多個驅(qū)動電路406a，406b在圖示中分別只有2個，但是實際上，可以是多個(2個以上)，也可以設置任意的許多個。
在圖14中，多個光源401a，401b，多個NRZ/NRZI變換器405a，405b，多個驅(qū)動電路406a，406b分別與圖1所示的光調(diào)制裝置100的光源101，光帶通濾波器104，NRZ/NRZI變換器105，驅(qū)動電路106實質(zhì)上是相同的，所以這里省略對它們的說明。
多個相位調(diào)制器402a，402b與圖1所示的光調(diào)制裝置100的多個相位調(diào)制器102相同，由NRZI碼的驅(qū)動信號6對光1進行相位調(diào)制。多個相位調(diào)制器402a，402b分別將通過相位調(diào)制得到的NRZI碼的光信號7輸入MUX407。
MUX407使從多個相位調(diào)制器402a，402b輸入的多個NRZI碼的光信號7波長多路化。MUX407將對多個光信號7進行波長多路化得到的光信號18輸入馬赫-曾德干涉儀403。
馬赫-曾德干涉儀403對包含在對從MUX407輸入的多個光信號7進行波長多路化得到的光信號18中的多個光信號7進行強度調(diào)制。如圖3所示，馬赫-曾德干涉儀403的光透過率，對于光的頻率周期地變化。因此，馬赫-曾德干涉儀403能夠在圖3所示的波形的波谷部分，周期地進行強度調(diào)制。因此，1臺馬赫-曾德干涉儀403在各周期分別對包含在對多個光信號7進行波長多路化得到的光信號18中的多個光信號7進行強度調(diào)制。
即，使波長多路化信號的頻率間隙成為馬赫-曾德干涉儀403的FER的整數(shù)倍那樣地設定波長多路化信號的頻率間隙。馬赫-曾德干涉儀403與圖1所示的光調(diào)制裝置100的馬赫-曾德干涉儀103相同，對各光信號7進行強度調(diào)制，輸出多個RZ碼的光信號11。馬赫-曾德干涉儀403將通過強度調(diào)制得到的多個光信號11輸入周期地通過多個波長信號的光梳狀濾波器404。
但是，因為馬赫-曾德干涉儀403在各個周期分別對在對包含在經(jīng)過波長多路化的光信號18中的多個光信號7進行強度調(diào)制，所以需要使馬赫-曾德干涉儀403的第2光信號9的來自第1光信號8的延遲在1位以下。即，馬赫-曾德干涉儀403與第1光信號8比較，使第2光信號9延遲相當于1位以下。具體地說，馬赫-曾德干涉儀403滿足(3)式那樣地設定ΔL，將FSR設定在數(shù)據(jù)信號2的1位時隙的時隙T的倒數(shù)1/T上，或者設定在不到1位時隙T的時隙T′的倒數(shù)1/T′上。因此，馬赫-曾德干涉儀103能夠使第2光信號9，與第1光信號8比較，延遲相當于1位以下。
這樣，光調(diào)制裝置400通過包含多個光源401a，401b，多個相位調(diào)制器402a，402b，光梳狀濾波器404，多個NRZ/NRZI變換器405a，405b，多個驅(qū)動電路406a，406b和MUX407，能夠用1臺馬赫-曾德干涉儀403對由MUX407波長多路化的多個光信號7進行強度調(diào)制。因此，能夠達到使光調(diào)制裝置400小型化，低成本化的目的。
(第5實施形態(tài))通過用圖1，圖10，圖13，圖14所示的光調(diào)制裝置100，200，300，400的光調(diào)制方法得到的光信號11的頻譜，如圖7所示地抑制光載波頻率。利用這一點，使光帶通濾波器104，204，304，404a，404b的中心頻率從光源101，201，301，401a，401b輸出的光1的頻率挪開。因此，光帶通濾波器104，204，304，404a，404b能夠使調(diào)制頻譜邊帶中的一個邊帶比另一個邊帶更多地通過并提取。
例如，光帶通濾波器104，204，304，404a，404b能夠使上邊帶比下邊帶多地通過并提取。如果這樣做，則光調(diào)制裝置100，200，300，400能夠容易地進行Single Side Band(單邊帶)方式(以下稱為“SSB方式”)的調(diào)制。光調(diào)制裝置100，200，300，400，當用SSB調(diào)制方式作為高密度波長多路調(diào)制方式時，與DSB調(diào)制方式比較，因為只用一半的頻帶寬度，所以能夠達到大致2倍的傳送容量。又，因為光信號的頻譜寬度變窄，使受到的光纖色散的影響變得微不足道。
以上，我們沿著各實施形態(tài)說明了根據(jù)本發(fā)明的一個實施形態(tài)的光調(diào)制裝置，但是本發(fā)明不限定于這些實施形態(tài)的記載。例如，馬赫-曾德干涉儀103，203，303，403包含方向性耦合器，但是代替方向性耦合器，也可以包含Y分支。此外，包含Y分支時，為了使馬赫-曾德干涉儀103，203，303，403的輸出成為消光狀態(tài)，必須將從2條光波導路徑輸出的的第1光信號8和第2光信號9的相位差10調(diào)整到π，這樣一來，為了使馬赫-曾德干涉儀103，203，303，403的輸出成為消光狀態(tài)的相位差10由于馬赫-曾德干涉儀103，203，303，403的構(gòu)造的不同而不同。
又，光調(diào)制裝置也可以用大容量光學系統(tǒng)的馬赫-曾德干涉儀作為馬赫-曾德干涉儀103，203，303，403。又，光調(diào)制裝置也可以用馬赫-曾德干涉儀以外的調(diào)制器作為強度調(diào)制器。又，為了說明方便起見，使相位調(diào)制器102，202，302，402的相位調(diào)制度為π，但是如果在不超過π的范圍內(nèi)，則即便是任何的值，同樣能夠得到RZ碼的光信號11。又，光調(diào)制裝置100，200，300，400包含NRZ/NRZI變換器105，205，305，405a，405b，但是輸入光調(diào)制裝置的數(shù)據(jù)信號2是NRZI碼，則能夠省略NRZ/NRZI變換器。
對于那些熟練的技術(shù)人員來說能夠容易地知道附加的優(yōu)點和修改，在它的較廣泛的方面本發(fā)明不限于這里顯示和描述的具體細節(jié)和各個實施形態(tài)。因此，可以實施各種不同的修改而沒有偏離由附加的權(quán)利要求書和它們的等效物定義的普遍的創(chuàng)造性概念的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.光調(diào)制裝置，它包含用NRZI碼的驅(qū)動信號驅(qū)動光，進行相位調(diào)制的相位調(diào)制器，和對從該相位調(diào)制器輸入的經(jīng)過相位調(diào)制的NRZI碼的光信號進行強度調(diào)制，當上述NRZI碼的光信號不變化時，使上述經(jīng)過強度調(diào)制的光信號的輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定工作點的強度調(diào)制器。
2.權(quán)利要求項1的裝置，其中上述強度調(diào)制器將從上述相位調(diào)制器輸入的光信號分成第1光信號和第2光信號，將該第1光信號和該第2光信號合成起來進行輸出，通過調(diào)整上述第1光信號和上述第2光信號的相位差，設定上述強度調(diào)制器的工作點。
3.權(quán)利要求項2的裝置，其中上述強度調(diào)制器包含進行上述相位差調(diào)整的相位調(diào)整器。
4.權(quán)利要求項2的裝置，它進一步包含通過控制上述強度調(diào)制器的溫度進行上述相位差調(diào)整的溫度控制器。
5.權(quán)利要求項4的裝置，其中上述強度調(diào)制器包含輸出經(jīng)過強度調(diào)制的光信號的第1輸出端口和輸出與輸出到該第1輸出端口的光信號具有相輔關(guān)系的光信號的第2輸出端口，上述溫度控制器根據(jù)從上述第2輸出端口輸出的光信號，生成溫度控制信號，用該溫度控制信號對上述強度調(diào)制器的溫度進行控制。
6.權(quán)利要求項2的裝置，它進一步包含通過控制輸入上述相位調(diào)制器的光的頻率，進行上述相位差調(diào)整的頻率控制器。
7.權(quán)利要求項6的裝置，其中上述頻率控制器通過控制上述光的光源溫度，控制上述光的頻率。
8.權(quán)利要求項7的裝置，其中上述強度調(diào)制器包含輸出經(jīng)過強度調(diào)制的光信號的第1輸出端口和輸出與輸出到該第1輸出端口的光信號具有相輔關(guān)系的光信號的第2輸出端口，上述頻率控制器根據(jù)從上述第2輸出端口輸出的光信號，生成溫度控制信號，用該溫度控制信號控制上述光源的溫度。
9.權(quán)利要求項2的裝置，其中上述強度調(diào)制器包含輸出經(jīng)過強度調(diào)制的光信號的第1輸出端口和輸出與輸出到該第1輸出端口的光信號具有相輔關(guān)系的光信號的第2輸出端口，使輸出到該第2輸出端口的光信號的光強度成為最大那樣地，設定上述強度調(diào)制器的工作點。
10.權(quán)利要求項1的裝置，它進一步包含當輸入NRZ碼的信號時，將該NRZ碼的信號變換成上述NRZI碼的信號的NRZ/NRZI變換器。
11.權(quán)利要求項1的裝置，它進一步包含使上述強度調(diào)制器輸出的光信號的頻譜狹窄的光帶通濾波器。
12.權(quán)利要求項11的裝置，其中上述光帶通濾波器使上述光信號的調(diào)制頻譜的兩個邊帶都通過。
13.權(quán)利要求項11的裝置，其中上述光帶通濾波器使上述光信號的調(diào)制頻譜邊帶中的一個邊帶比另一個邊帶更多地通過。
14.權(quán)利要求項1的裝置，其中上述強度調(diào)制器對多個經(jīng)過上述相位調(diào)制的NRZ1碼的光信號進行強度調(diào)制。
15.光調(diào)制方法，它包含相位調(diào)制器通過用NRZI碼的驅(qū)動信號驅(qū)動光，進行相位調(diào)制，強度調(diào)制器對從上述相位調(diào)制器輸入的經(jīng)過相位調(diào)制的NRZI碼的光信號進行強度調(diào)制，當上述NRZI碼的光信號不變化時，上述強度調(diào)制器使經(jīng)過強度調(diào)制的光信號的輸出成為消光狀態(tài)。
16.權(quán)利要求項15的方法，其中上述強度調(diào)制器通過將經(jīng)過上述相位調(diào)制的光信號分成第1光信號和第2光信號，將該第1光信號和該第2光信號合成起來進行輸出，實施強度調(diào)制，通過調(diào)整上述第1光信號和上述第2光信號的相位差，形成上述光信號的輸出的消光狀態(tài)。
17.權(quán)利要求項16的方法，其中上述相位差的調(diào)整是用包含在上述強度調(diào)制器中的相位調(diào)整器進行的。
18.權(quán)利要求項16的方法，其中上述相位差的調(diào)整是通過控制上述強度調(diào)制器的溫度進行的。
19.權(quán)利要求項16的方法，其中上述相位差的調(diào)整是通過控制輸入上述相位調(diào)制器的光的頻率進行的。
20.權(quán)利要求項15的方法，其上述強度調(diào)制器將經(jīng)過強度調(diào)制的光信號輸出到第1輸出端口，將與輸出到該第1輸出端口光信號具有相輔關(guān)系的光信號輸出到第2輸出端口，通過使上述第2輸出端口輸出的光信號的光強度成為最大，形成上述光信號的輸出的消光狀態(tài)。
全文摘要
光調(diào)制裝置包含通過用NRZI碼的驅(qū)動信號驅(qū)動光，進行相位調(diào)制的相位調(diào)制器，和對從該相位調(diào)制器輸入的經(jīng)過相位調(diào)制的NRZI碼的光信號進行強度調(diào)制的強度調(diào)制器。而且，當NRZI碼的光信號不變化時，使經(jīng)過強度調(diào)制的光信號的輸出成為消光狀態(tài)那樣地設定強度調(diào)制器的工作點。
文檔編號H04B10/548GK1410800SQ02143509
公開日2003年4月16日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者井邊博之, 宮地正英 申請人:株式會社東芝