專利名稱：光相位調(diào)制器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及^il信，特別是將光作為載Mia行處理并對其進《預制的方法。
背景技術(shù)：
在當前的^M信系統(tǒng)中，4頓著利用了光弓驢的二值的調(diào)制解調(diào)技術(shù)。具 體地說，在發(fā)送側(cè)將數(shù)字信息的"0"和"1"轉(zhuǎn)換為光3驢的通斷，將轉(zhuǎn)換后 的信息發(fā)邀合光纖。在光纖中傳播的光在接收側(cè)進行光電轉(zhuǎn)換，復原原來的信 息。近年來，伴隨著因特網(wǎng)的大規(guī)模普及，對^ii信系統(tǒng)要求的通信容量飛躍 發(fā)展。為了使通信容量加大，迄今為ihi要使通斷光的速度、即發(fā)送側(cè)的調(diào)制 皿上升。但是，在提高調(diào)制速度來增^il信容量的方法中，存在如下的問題。首先，為了高速iW斷光，需^W倉誕高3IX作的新的電子設(shè)備和光設(shè)備。 要開發(fā)新的設(shè)備需要費用和時間。此外，若調(diào)制鵬上升，由于光纖的波長分 散，被限制的可j彌距離就變短。 —船也，若腿率成為2倍，由于波長分散， ^!l距離就被限制為1/4。同樣地，若調(diào)制體上升，ltt纖的極化分散限制 的可^^r距離就變短。 一般地，若4魏率成為2倍，^!i距離就被極化分散限制為1/2。因此，就，作為增規(guī)信容量的光調(diào)希懈調(diào)方式，不是以前的光弓艘的二值調(diào)制，而是研究了4頓光的相位的調(diào)審懈調(diào)方式。特別是由于Q P S K ( Q uaternary Phase Shift Keying,光相位調(diào) 制器)具有以下示出的特征，因此特別引人注目。艮P，在QPSK中，由于 符號率是位速率的一半，因此，就不需要按以前的光強度的二值調(diào)制中 所需的位速率工作的超高速電子設(shè)備和光設(shè)備。此夕卜，在QPSK中，被光 纖的波長分散限制的通信距離，能夠比以前的光強度的二值調(diào)制方式延 長為4倍。此外，被極化分散限制的通信距離也比光強度的二值調(diào)制方 式延長為2倍。這樣，QPSK就適于長距離通信系統(tǒng)。專利文獻1中公開了 QPSK的具體的調(diào)制解調(diào)方式。圖2中示出QPSK 的發(fā)送機的結(jié)構(gòu)和工作原理(用標記400示出QPSK調(diào)制器)。從激光器100 輸出的光，在1X2的光耦合器101中被分為2個系統(tǒng)。將分支后的光輸入至lj二 值的相位調(diào)制器102X和102Y中。通信用的信息數(shù)據(jù)串在串聯(lián)/并聯(lián)(S / P)轉(zhuǎn)換電路300中被分離為2個 系統(tǒng)的麵串(分別將2個系統(tǒng)的娜串稱作I和Q)。艦，若設(shè)原來的信息 數(shù)據(jù)串的1個時隙為T，貝U2個系統(tǒng)(I和Q)的I^串的1個時隙就是2T。時 隙2T的倒lt就是QPSK的符號率。在驅(qū)動電路106C和106D中，將繊串轉(zhuǎn)換為適于調(diào)制的^jl脈沖。例如， 調(diào)整電J1E沖和偏置電壓，使得數(shù)字信號的"0"對應于光的相位0， "1"對應 于光的相位兀。然后，分別向相位調(diào)審IJ器102X和102Y輸入來自驅(qū)動鵬106C 和106D的電ffiE沖信號。在二值相位調(diào)審幡102X和102Y中調(diào)制從激光器100 輸出的光。由相位調(diào)制器102X調(diào)制的光在相位器103中改變由直流偏置3決定 的4。在理想的QPSK^I器中，4>是兀/2。從相位器103輸出的光201A和從二值相位調(diào)制器102X輸出的光201B,由 2X1的光耦合器104進行合成。被合成的光成為縦光200。將錢光200發(fā) i^合作為^tl通咯的光纖。圖3A中示出m光200的信號空間。圖3A示出了 d> =冗/ 2時的理想的信號點。圖3A中，用〇示出的信號點， 系列1和 Q分別為"0"和"1"時的電場。在QPSK的^M器中，正確地設(shè)定相位4)為兀 / 2是十分錢的。若相位4)從兀/2偏移，合成了從2臺二值相位調(diào)制器輸出的光201A和 201B的光200就如圖3B戶;f^，在偏移的狀態(tài)下進行合成，成為已進行了強度調(diào) 制的光。艮P，信號點離原點的距離的平方與光的弓驢成正比，但在圖3B中，信 號點(0， 0)和信號點(1， 1)離原點的距離與其他2個信號點(1， 0)和(0， 1)離原點的距離不同。為了將相位ci)設(shè)定為冗/2，非專利:Wl利用了由化，半導體的GaAs 基板弓l起的二光子吸收。由二光子吸收產(chǎn)生的信號的電流與光的強度的平方成 正比。這樣，若控制相位cH吏得該信號成為最小，作為結(jié)果，就將從2臺馬赫 —錢德爾調(diào)制器(MZ調(diào)制器)輸出的光201A和201B的相^M設(shè)定為兀/2。從而，例如在艦了GaAs、 InP^H^t/半導體的調(diào)制器中，艦了二光子吸收的控制方法是有效的。另一方面，在不使用化合物半導體的調(diào)帝幡，例如艦強電介MM料的鈮^I里(LiNba，以下簡稱LN)等的調(diào)審lj器中，幾乎都 不引起二光子吸收，難以適用雜制方法。但是，在圖2示出的QPSK，機的二值相位調(diào)制器中，使用馬赫一錢德爾 調(diào)庫幡的情況很多。圖5示出MZ調(diào)制器的調(diào)制特性。圖5的縱軸示出用^r入光功率(Pin)對 MZ調(diào)帶藤的光輸出功率(Pout)進行了標準化的值，橫軸示出由驅(qū)動鵬向MZ 調(diào)帝U器內(nèi)部的兩個光波導MJ^施加的電腿(VI—V2)。 MZ調(diào)制器的調(diào)帝膀'鵬 式子(1)標。數(shù)學式1<formula>formula see original document page 8</formula> ... (1)V:n是光的相位為了變化兀而必需的^。光的相位在該V:r以下是0， 在V兀以上是Ji 。在{頓MZ調(diào)制器作為相位調(diào)制器的情況下，利用該相ti^化。 ltW卜，在^頓MZ調(diào)審螺作為弓驢調(diào)制器的情況下，禾U用式子(1)標的特性。{頓圖4,詳細說明弓破調(diào)制器的工作。利用驅(qū)動電路(圖2的106C和 106D)， 4頓錢的數(shù)字i^ (例如，1、 0、 1、 1、 1、 0、 1、 0、 1、 0、 1、 1、 1)轉(zhuǎn)換為電壓振幅為V兀、直流偏置為V:n的秘脈沖。禾,己轉(zhuǎn)換為電J1E 沖的數(shù)字,驅(qū)動MZ調(diào)制器。根據(jù)圖4所示的調(diào)制特性(用數(shù)學式(1)標 的特性)，MZ調(diào)制器的輸出光成為作為圖4所示的光信號的光弓驢,斷的信 號。下面， <頓圖5，詳細說明作為相位調(diào)審lj器的工作。禾,驅(qū)動電路(圖2 的106C和106D)， 4 ，的數(shù)字 (例如，1、 0、 1、 1、 1、 0、 1、 0、 1、 0、 1、 1、 1)轉(zhuǎn)換為腿振幅為2XV3t、直流偏置為Var的腿脈沖，來驅(qū)動 MZ調(diào)制器。如圖5戶B的調(diào)帶膀'鵬,，在驅(qū)動^ffi小于V:n的情況下，光的 相錢0，在驅(qū)動頓大于V兀的情況下，光的相艦為兀。這樣，從MZ調(diào)制 器輸出的光的強度就一定(嚴謹?shù)卣f，^g在驅(qū)動^E脈沖的上升時間和下降 時間之間變化)，光的相位變化為0和兀(在該例子中是ir、0、兀、兀、丌、 0、 兀、0、、 0、 兀、兀、31)0另外，已知鵬了在很多^1信系統(tǒng)中鵬的LN的MZ調(diào)制器的暢一光輸出特性，由于周圍驢和偏置電壓所弓胞的帶電等，會與時間一起變化。圖7 具體itt^該J嫁。艮P，在初始狀態(tài)中，MZ調(diào)制器翻圖7的虛線示出的調(diào)制 特性。但是，MZ調(diào)制器隨時間的纟超，其調(diào)帝膀性如實^^^i也變化。 化 如圖7戶標，在驅(qū)動幅軸上，調(diào)制特性橫向偏移。形卜，這樣的漂移J嫁就 成為M^加了一定的偏置^E而被驅(qū)動的MZ調(diào)帶J^^尋至啲^E沖隨時間改變光 脈沖的微和相位。其結(jié)果，漂移I嫁引起^I信系統(tǒng)的衝譜性(鵬率等) 的劣化。不僅是MZ調(diào)制器的調(diào)制特性，在光光相位調(diào)審U器的相位器中也引起漂移現(xiàn) 象。用圖2說明該瞎況。相位器103的相位4)ffi31直流偏置3被設(shè)定成作為理 想值的"/2。但是，由于偏移現(xiàn)象，相^^器103按設(shè)定時的直流偏置3進行工 作，相位4)就隨時間從k /2偏移。若相位d)從兀/ 2偏移，就如圖3B戶;f^， 成為進行了不需要的強度調(diào)制的光，通信特性變差。為了抑制用該LN制作的MZ調(diào)制器的調(diào)帝勝性的漂移!Eim所弓胞的影響， 提出了會隨用于作為弓驢調(diào)制器進行工作時的對策。例如，職專利文獻2，如 圖6所^feM低頻(f0)對光調(diào)制器的驅(qū)動電JBt行了振幅調(diào)制。然后，禾, 光耦合器將從光調(diào)制器輸出的光的一部，行分支，對通過分支取出的 行 光電轉(zhuǎn)換。再有，圖6所示的驅(qū)動^Jl信號包含著與信息i^串相對應的電壓 信號，在圖6中，將驅(qū)動電壓信號標為單純的O、 l的重復圖形。但是，實際 上如圖4所示，驅(qū)動^E信號與隨機的數(shù)據(jù)串相對應著。這樣，要注意在圖6 以外的圖中也使用了該簡便的標己。另外，在沒有漂移;嫁的影響，而魏光調(diào)審螺施加了最佳的偏置腿的 情況下，如圖6所示，在從MZ調(diào)制器輸出的光Mm加光電轉(zhuǎn)^的信號中不包 含戰(zhàn)的版頻(f0)成分，僅檢測出2XfO的頻率成分的信號。但是，如圖7 戶標，若由于調(diào)審晚性的漂移1^而偏置電壓從最佳點偏移，則從MZ調(diào)制器輸 出的光中就包含上述的低頻(f0)成分。這樣，對產(chǎn)生的信號進行光電轉(zhuǎn)換， 將光電轉(zhuǎn)換后的光反饋到調(diào)制器的偏置頓。然后，控制偏置腿使該怖頻(f 0 ) 成分成為最小。艮口，該偏置秘成為發(fā)生了漂移麟的調(diào)帝晚性的最佳偏置點。 從而，M l騙置^a制為最佳，就會辦抑制漂移5嫁的影響。該方法會辦在作為3M調(diào)制器^的MZ調(diào)制器中，，但不能 : QPSK 的相位^^制的情況中,。專利: 1(日本)特表2004—516743號公報專利彌2(日本)特許第2642499號說明書非專利文獻1R.A.Griffin、 "Integrated DQPSK Transmitters"、 0FC2005、 0呢3為了抑制光相位調(diào)制器的相位器(圖2的103)的特性隨時間的變化，如 上戶誠地提出了{頓調(diào)制器 的二光子吸收的現(xiàn)有技術(shù)。但是，在用化合物 半導體以外的材料、例如用強電介Mt才料的LN制作的光調(diào)帶藤中，二光子吸收 概率太低，不能4頓該現(xiàn)有技術(shù)。ltW卜，也發(fā)明了抑制用LN審iJ作的光調(diào)制器的 漂移Iim所弓胞的影響的方法，但該方法在3雖調(diào)第lJ器中有效，但是不倉調(diào)于 光光相位調(diào)制器。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明用于解決光光相位調(diào)制器的特性隨時間變化的問題。更詳細地說， 本發(fā)明解決由于光光相位調(diào)制器的相位器的相位特性和MZ調(diào)制器的調(diào)帝膀性隨時間共同變化的漂移5嫁所弓胞的通信特性不穩(wěn)定地變動的問題。然后，本發(fā) 明能夠適用于具有不僅由化合物半導體，而且由除此以外的材料構(gòu)成的相位器 和MZ調(diào)審lj器的光光相位調(diào)制器。本發(fā)明的4像性的一例表示如下。艮P，一種光相位調(diào)偉幡，輸出調(diào)制光，其具有并列酉度的2臺相位調(diào)制器，戶;f^相位調(diào)制器輸出利用輸入的信息信號進行了相位調(diào)制的光；相位器，移動利用±^相位調(diào)制器中的第一相位調(diào)制 器進行了相位調(diào)帝啲光的相位并輸出；以及合波器，將戰(zhàn)相位器的輸出光和 J^相位調(diào)帝螺中的第二相位調(diào)制器的輸出艦行合波；向J^第一相位調(diào)制 器輸入在信息信號中重疊了第一頻率的信號的驅(qū)動信號，向，第二相位調(diào)制 器輸入在信息信號中重疊了第二頻率的信號的驅(qū)動信號，J^相位器根據(jù)肚 述調(diào)制光抽取的，第一頻率與i^第二頻率^^t和的頻率的信號的檢測 量，向施加給±^相位器的電壓反饋±^檢測量，使相移量成為期望值即丌/2。 財卜， 一種光相位調(diào)制器，輸出調(diào)制光，其具有并列隨的2臺相位調(diào) 制器，M^相位調(diào)制器輸出禾鵬輸入的信息信^a行了相位調(diào)制的光；相位器， 移動利用戰(zhàn)相位調(diào)制器中的第一相位調(diào)制器進行了相位調(diào)制的光的相位并輸 出；以及合波器，將Jl^相位器的輸出光和，相位調(diào)制器中的第二相位調(diào)制器的輸出皿行合波；向，第一相位調(diào)制器輸入在信息信號中重疊了第一頻 率的信號的驅(qū)動信號，向，第二相位調(diào)制器輸入在信息信號中重疊了第二頻 率的信號的驅(qū)動信號，上述各相位調(diào)第IJ，制施加給各個J^相位調(diào)制器的偏 置電壓，使得i^Ul^調(diào)制光抽取的J^第一頻率和i^第二頻率的信號的檢測 量成為最小。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，M31向決定相位器的相移量的驅(qū)動^ffiS行反饋， 倉,穩(wěn)定相移量(例如，成為兀/ 2)，光光相位調(diào)帝i藤的工作變得穩(wěn)定。形卜， M:向相位調(diào)制器的驅(qū)動信號(例如直流偏置)施加反饋，即使相位調(diào)制器的 調(diào)制特性漂移，也會,使調(diào)制特性穩(wěn)定，光光相位調(diào)制器的工作變得穩(wěn)定。其 結(jié)果，育辦構(gòu)m^定的通i言系統(tǒng)。


圖l是示出本發(fā)明的第一實施方式的結(jié)構(gòu)的，圖。 圖2是光QPSK ^^機的結(jié)構(gòu)和工作的說明圖。 圖3A是示出在相位空間中的QPSK信號的理想的信號點配置的圖。 圖3B是示出在相位空間中的QPSK信號的不理想的信號點酉還的圖。 圖4是艦MZ調(diào)審幡作為弓驢調(diào)制器時的驅(qū)動電壓與光輸出之間絲的說 明圖。圖5是鵬MZ調(diào)希職作為相位調(diào)制器時的驅(qū)動電壓與光輸出之間絲的說 明圖。圖6是娜MZ調(diào)制器作為弓驢調(diào)律幡時，進行了振幅調(diào)制的驅(qū)動電壓信號 與光輸出之間M的說明圖。圖7是鵬MZ調(diào)制器作為弓艘調(diào)制器時，調(diào)帝膀性已漂移的情況下的、進 行了振幅調(diào)制后的驅(qū)動電壓信號與 出之間關(guān)系的說明圖。圖8是在本發(fā)明的第一實施方式中，以反相進行了振幅調(diào)制的驅(qū)動4E信 號與調(diào)制特'fet間關(guān)系的說明圖。圖9是在本發(fā)明的第二實施方式中《頓MZ調(diào)希幡作為相位調(diào)制器時，以同 相進行了振幅調(diào)制的驅(qū)動^il信號、調(diào)制特性和輸出^t間關(guān)系的說明圖。圖10標出本發(fā)明的第三實施方式的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖11是在本發(fā)明的第三實M^中作為相位調(diào)帝U制頓的MZ調(diào)制器的調(diào)制特性已漂移的情況下的、以同相進行了振幅調(diào)制的驅(qū)動電壓信號與光輸出之 間關(guān)系的說明圖。圖12是示出本發(fā)明的第四實施方式的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖13是示出本發(fā)明的第五實 式的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖14是示出本發(fā)明的第一實施方式的MZ調(diào)制器的驅(qū)動鵬的具體結(jié)構(gòu)例 的方框圖。圖15是示出本發(fā)明的第二實施方式的MZ調(diào)制器的驅(qū)動電路的另外具體結(jié) 構(gòu)例的^H圖。
具體實施方式
使用圖l、圖10、圖12和圖13等說明本發(fā)明的實施方式。 〈第一實施方式〉首先，艦圖1說明本發(fā)明的第一實施方式的光的光相位調(diào)審U器。 從激光器100輸出的連續(xù)光在1X 2的光耦合器皿中被分支為2個系統(tǒng)。 將分支后的光分別輸入到MZ調(diào)制器102A和102B。 MZ調(diào)制器102A根據(jù)信息數(shù) 據(jù)串1的數(shù)字信號"0"和"1"，將光的相位調(diào)制為"0"和"兀"。驅(qū)動頓各106A將信息數(shù)據(jù)串1轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電壓脈沖串，并進一步在驅(qū)動電 壓脈沖串上中附加直流偏置1，使得MZ調(diào)制器102A作為相位調(diào)制器進行工作。 圖5中示出具體的^jl振幅和直流偏置的設(shè)定。財卜，驅(qū)動電路106A利用從振 蕩電路107A輸出的頻率fl的信號，對戰(zhàn)驅(qū)動脈沖串進行振幅調(diào)制。^!tk， 假設(shè)頻率f 1是比信息 串1的，率充^H氐的頻率(例如，在信息 串1 的^I率是10Gbit / s的情況下，fl是lKHz以下)。因此，對MZ調(diào)制器102A 施加圖8所示的信號。再有，圖14中示出驅(qū)動電路106A和106B的具體結(jié)構(gòu)。 信息M串M^文大器1001 Wf(大到驅(qū)動MZ調(diào)制器所必需的振幅(具體 地是2XV兀)，4頓混頻器(乘法喊)1002和加法鵬1003， Xit^:后的信 號振幅調(diào)制從振蕩鵬107A輸出的低頻信號(fl)。然后，利用加法鵬1004 加上直流偏置，使f雜MZ調(diào)帝i擺102A上施加期望的偏置。再有，圖14是MZ調(diào)制器具有一，入電極時的驅(qū)動,的HI，在MZ 調(diào)制器具有所謂兩相驅(qū)動電極的情況下、和從另外的端子施加直流偏置的情況下，就成為與圖14所示的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)不同的另外的電路結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路。 但是，M在圖14 ^的驅(qū)動電珞中使用公知技術(shù)，會辦容易地得到這^ 例的電路結(jié)構(gòu)。MZ調(diào)制器102B也對應信息娜串2的數(shù)字信號"0"和"1"，將光的相 位調(diào)制為"0"和"兀"。驅(qū)動電路106B離息 串2轉(zhuǎn)換為驅(qū)動極脈沖 串，在轉(zhuǎn)換后的驅(qū)動電壓脈沖串上施加直流偏置2，使得MZ調(diào)制器102B作為相 位調(diào)制器進行工作。此外，該驅(qū)動頓各106B禾,來自振蕩鵬107B的頻率f2 的信號，對戰(zhàn)驅(qū)動脈沖串進行振幅調(diào)制。艦，頻率f 2是比信息,串2 的頓率充州氏的頻率。再有，振蕩電路107A和振蕩電路107B用不同的振蕩電路構(gòu)成，但若會辦 ^F同頻率(fl、 f2)的信號，也可以是一個振蕩電路。財卜，由振蕩鵬107A和振蕩鵬107B頓的信號的頻率也可以相等。禾ij用相位器103，將從2臺相位調(diào)制器102A、 102B輸出的光的一方(圖1 中是從MZ相位調(diào)審螺1 (102A)輸出的光)的相位移動扒相移小最好是兀/ 2。相位器103的相移d>由M加在相位器103上的^ffi決定。從相位器103輸出的光201A和從MZ調(diào)制器102B輸出的光201B，通過利 用2X1的光耦合器104進行合波。該合鵬的光魏加了 QPSK調(diào)制的光，是 為了在艦信中傳輸 而頓的光信號。該光^1信路路即光纖中傳播，發(fā) 徵光接收器。從光相位調(diào)制器400輸出的光的大部分如上所m作為通信中使用的光 200而被弓(導到通信鵬，但1分在1X 2光耦合器105中分離后被弓l導到光 電轉(zhuǎn)換％5各111。該被分離的光信號在光電轉(zhuǎn)換電路lll中轉(zhuǎn)換為電信號500， 并輸入到混頻器112。另一方面，從振蕩TO107A和振蕩鵬107B輸出的信號的1分，m 混頻器115頓為具有鶴頻(|fl—f2|)成分的信號。將頓微器(BPF) 113的中心頻率設(shè)定為差頻(I f 1 一f 2 I )，將^1濾波器113的輸出弓l導到混頻 器112。在振幅調(diào)制的調(diào)制度小的情況下，被弓I導妾嗨頻器H2中進行了轉(zhuǎn)換的電 信號500中存棚式子(2)給出的差鵬分，因此，在混頻器112的輸出中包 含有與信號500中的恙，分成正比的信號。M;使混頻器112的輸出信號通過低通搶波器(LPF) 114，就抽取了與i^'皿分成正比的信號。數(shù)學式2掛匕4>標由相位器103 的相移量，A!表示MZ調(diào)審l藤l的調(diào)審孵 性的漂移量，A2標MZ調(diào)制器2的調(diào)帶將性的漂移量，m,標施加給MZ調(diào)制 器1的驅(qū)動電壓信號的振幅調(diào)制度，nfc標施加給MZ調(diào)制器2的驅(qū)動腿信號 的振幅調(diào)制度。It[^卜，J,是一次貝塞耳函數(shù)。総學式2可知，與該差鵬分成正比的信號具有如下'M:在相位器103 的相位(J)是兀/2日將于零，在4>是丌/2以下時成為正H,在巾是兀/2以 上時成為負值。因此，若M3i^動放大器116將該信號錢在相位器103的直 流偏置3上(直流偏置3是如前戶;Mife相位器103的相移4)^j理想值即兀/ 2 時的電壓)，小就穩(wěn)定為期望的沉/2。在第一實施方式中，說明了將^1濾波器113的中心頻率設(shè)定為差頻(lfl —f2|)的情況，但在電信號500中也包含著和頻(fl+f2)成分。因此，也 可以將^1濾波器113的中心頻率設(shè)定為和頻(f 1 +f 2 )，使用和頻(f 1 +f 2 ) 成爐行反饋控制。此外，在第一實施方式中，，了1X2的光耦合器105,《旦也可以將;)t相 位調(diào)制器400內(nèi)部的2 X1的光耦合器104變更為2 X 2的光^^器，將輸出端 口的一個作為光電轉(zhuǎn)換電路lll，將另一個作為通信中^的光200。再者，在一個材料(例如，LN等強電介Mt才料和GaAs、 InP等化激半導 體)的 ±集成了光相位調(diào)制器400的情況下，也會辦適用本實施方式。再有，以下戶腿的其他實施方式也可以適用于^^化的光相位調(diào)帝幡。〈第二實施方式〉第二實駄式與第一實驗式的光光相位調(diào)審幡的結(jié)構(gòu)相同，但MZ調(diào)制器 對驅(qū)動^E信號的振幅調(diào)制的方法不同。具體地說，圖9中示出第二鄉(xiāng)方式 中的MZ調(diào)制器的驅(qū)動腿信號和調(diào)審孵性的絲。錢二實施方式中，光的相誠為"0"的驅(qū)動^E信號電平(圖9的VI —V2=0)中的振幅調(diào)制和光的相皿為"n "的驅(qū)動頓信號電平(圖9的VI —V2=2V:n)中的振幅調(diào)錢二實施方式的情況下，為了控制Jli共給MZ調(diào)制器的偏置腿而必要的 差鵬分lfl—f21 (或者，和鵬分fl+f2)的鵬比第一實施方式的差頻 成分的3M小，但利用該差頻成M控制偏置電壓是充分的。這樣，，二實 施方式中，使用該差頻成分，使相位器103的相移》穩(wěn)定為Jt /2。圖15中示出第二實施方式的驅(qū)動電珞106A和106B的具體例。直流偏置和 從振蕩電路107A、 107B輸出的怖頻信號Mii加法電路1012相加。禾U用加法電 路1013，將加法頓各1012的輸出與振幅l^文大為2XV:rt的信息 串的信號 相加。禾,從加法鵬1013輸出的信號來驅(qū)動MZ調(diào)制器。〈第三實施方式〉下面，使用圖10說明第三實施方式。第三實施方式與，的第一實施方式 不同，4頓從2臺振蕩電路107A和107B輸出的怖頻信號(頻率fl和f2)，來 補償2臺MZ調(diào)制器的調(diào)制特性的漂移I嫁。具體地說，施加給2臺MZ調(diào)制器102A和102B的驅(qū)動4ffi信號與戰(zhàn)第二 實施方式相同，對圖9示出的相位為"0"的驅(qū)動信號電平和相位為"兀"的驅(qū) 動信號電平賦予的低頻信號(頻率fO)的振幅調(diào)制是同相的。錢三 方式 的情況下，如圖11戶際，在MZ調(diào)制器102A和102B的調(diào)制特性漂移的情況下， 對從MZ調(diào)制器102A和102B輸出的jta行頻率fO的振幅調(diào)制。在正確地設(shè)定 了 MZ調(diào)帝螺102A和102B的偏置feffi的情況下，如圖9戶標，MZ調(diào)制器102A 和102B的輸出光的強度在頻率fO處不變動(在頻率2XfO處振動)。因此，3M^制施加給MZ調(diào)制器102A和102B的偏置電壓，使得從MZ調(diào) 制器102A和102B輸出的光的頻率fO的成分成為最小，就倉辦實m^MZ調(diào)制 器102A和102B的調(diào)庫,性的漂移進行了孝M嘗的光相位調(diào)制器。并且，從2臺振蕩電路107A和107B輸出的信號的頻率也可以相等。鄉(xiāng)三實施方式中，如圖10所示，分別對2臺MZ調(diào)制器102A和102B施 加頻率fl和f2的信號，光耦合器105取出從光相位調(diào)制器400輸出的光的一 部分。將取出的輸出光的一部分在光電轉(zhuǎn)換鵬lll中轉(zhuǎn)換為電信號500。從該 電信號500抽取頻率為I f 1 —f 2 I (或者f 1 +f 2 )的成分。然后，艦ltt取 的信號，制相位器103，使得相位器103的相移4)成為兀/2。該點與，的第二實施方式相同。鄉(xiāng)三鄉(xiāng)方式中，禾傭混頻器117A和^1滄波器(LPF) 118A抽取電信號500中的頻率為fl的成分，禾U用混頻器117B和低通滄波器(LPF) 118B抽 取頻率為f2的成分。然后，禾傭差動放大器119A和119B，分別將翻取的信 號和直流偏置1超流偏置2相加。在利用低頻信號的振幅調(diào)制的調(diào)制度m小 的情況下，電信號500中的頻率為fl (或者f2)的成分,OT數(shù)學式3^。數(shù)學式3sin(2. △) /(2. ;r.w).cos(2.;r'/1.0 … (3)艦，Jl是一次貝塞耳函數(shù)，此外，△標MZ調(diào)制器的調(diào)制特性的漂移 量。從m學式3可知，在A是0時，頻率fl的成分成為0，在厶是正時， 頻率fl的成分成為正，在△是負時，頻率f 1的成分成為負。因此，ffi3i利 用電信號500將以該頻率f 1振動的成分反^^合直流偏置，，鵬制MZ調(diào)制器使 得調(diào)制特性的漂移量△為0。這樣就補償了 MZ調(diào)審幡102A和102B的調(diào)偉膀性 的漂移?！吹谒膶嵤┓绞健礷頓圖12說明第四實施方式。錢四實施方式中，與戰(zhàn)的第三實施方式 的相同點在于，為了穩(wěn)定2臺MZ調(diào)制器102A和102B， MZ調(diào)制器102A和102B 分別使用由振蕩電路107A、 107B4^的信號(分別是頻率fl和f2)。但是，^^四 方式中，為了將相位器103的相移4)穩(wěn)定在"/2,沒 有如上述第三實施方劃P樣禾傭電信號500中包含的頻率為lfl一f2| (或者 fl+f2)的信號，而是4頓電信號500的高'鵬分。若相位器103從理想的相 移兀/ 2偏移，貝咖圖3戶標，^f言號點離原點的距離就不同。由于信號點隨躬率進行變化，因此，例如信號點如10Gbit / s等這樣地 高速(與頻率f 1和f 2相比，相差幾個MI^以上)變化。因此，在電信號 500中，頻率比fl、 f2和fl+f2充分高，由圖12的帶通^IM器(BPF) 115 抽取符號率禾號的信號。^tt取的高z^^分M^動放大器116反微合相位器 103的直流偏置3，這樣就使相位器103的相移》穩(wěn)定在兀/2。〈第五實施方式〉<頓圖13說明第五鄉(xiāng)方式。鄉(xiāng)五實施方式中，假想了 2臺MZ調(diào)制器 102A和102B的調(diào)希鵬性穩(wěn)定的情況。該瞎況下，不需要^J^的第四實^"式 中iOT的低頻信號用的振蕩器。^五實施方式中，為了穩(wěn)定相位器103,與第四實施方式同樣地，抽取光相位調(diào)制器的輸出光的一部分，在將翻取的 行了光電轉(zhuǎn)換的電信號500中，由低通、搶波器(LPF) 114A抽取以符號ffit進 行變動的頻率成分。然后，Mtt取的信號M3i^動放大器116A反^^合相位器103 的直流偏置3，這樣就使相位器103的相移cJ)穩(wěn)定在:rr /2。再有，作為一例，低通濾波器114A可以使用iUh頻率是符號率的一半禾號 的頓微器。
權(quán)利要求
1. 一種光相位調(diào)制器，輸出調(diào)制光、其特征在于，具有并列配置的2臺相位調(diào)制器，所述相位調(diào)制器輸出利用輸入的信息信號進行了相位調(diào)制的光；相位器，移動利用上述相位調(diào)制器中的第一相位調(diào)制器進行了相位調(diào)制的光的相位并輸出；以及合波器，將上述相位器的輸出光和上述相位調(diào)制器中的第二相位調(diào)制器的輸出光進行合波；向上述第一相位調(diào)制器輸入在信息信號中重疊了第一頻率的信號的驅(qū)動信號，向上述第二相位調(diào)制器輸入在信息信號中重疊了第二頻率的信號的驅(qū)動信號，上述相位器根據(jù)從上述調(diào)制光抽取的上述第一頻率與上述第二頻率之差或之和的頻率的信號的檢測量，向施加給上述相位器的電壓反饋上述檢測量，使相移量成為期望值即π/2。
2、 如權(quán)利要求l戶腐的光相位調(diào)制器，賺征在于，還具有振蕩器，輸出±^第一頻率的信號和不同于上述第一頻率的±^二頻率的信號；分支器，抽10Ul^合波器輸出的光的1分；光電轉(zhuǎn)換部，對由J^分支^4取的^S行光電轉(zhuǎn)換；以及濾波器，從由戰(zhàn)光電轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換的電信號中，抽取±^第一頻率與戰(zhàn)第二頻率^^L和的頻率的成分；向±^—相位調(diào)制器輸入利用±^第一頻率的信號對±^信息信^ 行了振幅調(diào)制的第一驅(qū)動信號，向Jl^二相位調(diào)制器輸Af鵬J^第二頻率的信號對J^信息信鎖行了振幅調(diào)制的第二驅(qū)動信號，，相位器根據(jù)由±^滄波，取的±^第一頻率與±^第二頻率^或之和的頻率的信號的檢測量，向施加給戰(zhàn)相位器的電壓反饋Jl^檢測量，使相移量^期望f直即兀/ 2。
3、 如權(quán)利要求2戶腿的光相位調(diào)制器，^#征在于， 戰(zhàn)相位調(diào)制器是MZ調(diào)制器，驅(qū)動戰(zhàn)MZ調(diào)制器，使得利用戰(zhàn)MZ調(diào)制器的光輸出的相^t應于"0" 的驅(qū)動信號電平進行的振幅調(diào)制和禾傭光輸出的相m應于"兀"的驅(qū)動信號 電平進行的振幅調(diào)制，成為相互反相。
4、 如權(quán)利要求2戶腿的光相位調(diào)帝U器，辦征在于， 戰(zhàn)相位調(diào)制器是MZ調(diào)制器，驅(qū)動戰(zhàn)MZ調(diào)制器，使得利用戰(zhàn)MZ調(diào)制器的光輸出的相ji^應于"0" 的驅(qū)動信號電平進行的振幅調(diào)制和禾傭光輸出的相m應于"兀"的驅(qū)動信號 電平進行的振幅調(diào)制，成為相互同相。
5、 如權(quán)利要求4戶腿的光相位調(diào)制器，辦征在于， 還具備搶波器，戶脫搶波器從由戰(zhàn)光電轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換的電信號中，分另咖取戰(zhàn)第一頻執(zhí)戰(zhàn)第二頻率的成分；戰(zhàn)相位調(diào)制驗制施加給各個戰(zhàn)相位調(diào)制器的偏置電壓，使得由戰(zhàn) 濾波器抽取的戰(zhàn)第一頻率和戰(zhàn)第二頻率的信號的檢測量成為最小。
6、 如權(quán)利要求1戶脫的光相位調(diào)制器，期寺征在于， 戰(zhàn)第一頻率和戰(zhàn)第二頻對目等。
7、 一種光相位調(diào)制器，輸出調(diào)制光，，征在于，具有 并列酉還的2臺相位調(diào)制器，臓相位調(diào)制器輸出禾傭輸入的信息信鎖行了相位調(diào)制的光；相位器，移動利用Jt^相位調(diào)制器中的第一相位調(diào)制器進行了相位調(diào)制的 光的相位并輸出；以及合波器，將i^相位器的輸出光和戰(zhàn)相位調(diào)制器中的第1位調(diào)制器的 輸出^S行合波；向Jl^一相位調(diào)制器輸入在信息信號中M了第一頻率的信號的驅(qū)動信號，向J^B二相位調(diào)制器輸入在信息信號中重疊了第二頻率的信號的驅(qū)動信號，，各相位調(diào)制 制施加給#^±^相位調(diào)制器的偏置％]1，使得M 述調(diào)制 取的±^—頻率和±^二頻率的信號的檢測皿為最小。
8、 如權(quán)利要求7戶脫的光相位調(diào)帝幡，辦征在于，還具有振蕩器，輸出JL^一頻率的信號和不同于，第一頻率的上述第二頻率 的信號；分支器，抽取yf^U^合波器輸出的光的"lfP分； 光電轉(zhuǎn)換部，對由，分支 取的皿行光電轉(zhuǎn)換；以及 、搶波器，從由戰(zhàn)光電轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換的電信號中，抽取戰(zhàn)第一頻舞B戰(zhàn) 第二頻率的成分；向J^一相位調(diào)制器輸入利用J^第一頻率的信號對戰(zhàn)信息信號進行 了振幅調(diào)制的第一驅(qū)動信號，向J^二相位調(diào)制器輸Af,，第二頻率的信號對，信息信號進行 了振幅調(diào)制的第二驅(qū)動信號，±^各相位調(diào)制鵬制施加給補戰(zhàn)相位調(diào)制器的偏置電壓，使得由上 述濾波，取的i^第一頻，B，第二頻率的信號的檢測S^為最小。
9、 如權(quán)利要求8戶腿的光相位調(diào)制器，賺征在于， 戰(zhàn)相位調(diào)制器是MZ調(diào)制器，驅(qū)動上述MZ調(diào)制器，使得禾傭上述MZ調(diào)制器的光輸出的相^t應于"0" 的驅(qū)動信號電平進行的振幅調(diào)制和禾,光輸出的相,應于"^ "的驅(qū)動信號 電平進行的振幅調(diào)制，成為相互同相。
10、 如權(quán)利要求9戶脫的光相位調(diào)制器，辦征在于， ，光相位調(diào)制器還具有向J^相位調(diào)制器供給驅(qū)動信號的驅(qū)動電路； ，驅(qū)動電路具有第一加法器，將JJ^一，二頻率信號與規(guī)定的直流偏置相加；放大器，將上述信息信號放大成上述光輸出的相位在"0"和 "兀"之間進fi^制的電平；第二加法器，將來自±^第一加法器的輸出與來 自J^(大器的輸出相加，作為輸入到戰(zhàn)MZ調(diào)制器的驅(qū)動信號。
11、 如權(quán)利要求8至10中^^砂;M的光相位調(diào)制器，，征在于， ±^相位器 由±^溏波 取的±^—頻率與J^第二頻率^或之和的頻率的信號的檢測量，向施加給戰(zhàn)相位器的電壓反饋±^檢測量，使相移MJ^期望值即m /2。
12、 如權(quán)利要求7戶腿的光相位調(diào)制器，辦征在于，戰(zhàn)第一頻,戰(zhàn)第二頻糊等。
13、 一種光相位調(diào)制器，輸出調(diào)制光，辦征在于，具有并列配置的2臺相位調(diào)制器，戶;M相位調(diào)制器輸出利用輸入的信息信鎖行了相位調(diào)制的光；相位器，移動利用，相位調(diào)制器中的第一相位調(diào)制器進行了相位調(diào)制的 光的相位并輸出；以及合波器，將J^相位器的輸出光和Jl^相位調(diào)制器中的第二相位調(diào)帝螺的 輸出娜亍合波；J^相位器根據(jù)i^U^調(diào)制光抽取的、比戰(zhàn)信息信號的錢率低的頻率 的信號的檢測量，為了使相移量成為期望值即m /2，向施加給j^相位器的電 壓反饋，檢測量。
14、 如權(quán)利要求13戶服的光相位調(diào)制器，辦征在于，還具有分支器，抽10^^^合波 出的光的一部分；光電轉(zhuǎn)換部，對由±^分支 取的，行光電轉(zhuǎn)換；以及濾波器，從由Jd^光電轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換的電信號中，抽取比上述信息信號的位速率低的頻率的信號；±^相位器基于由±^濾波器抽取的、比Jl^信息信號的，率低的頻率的信號的檢測量，為了使相移量成為期望值即兀/2，向施加給J^相位器的電壓反饋，檢測量。
全文摘要
一種光相位調(diào)制器，補償光光相位調(diào)制器的特性的經(jīng)時變化。該光相位調(diào)制器具有并列配置的2臺相位調(diào)制器，相位調(diào)制器輸出利用輸入的信息信號進行了相位調(diào)制的光；相位器，移動利用相位調(diào)制器中的第一相位調(diào)制器進行了相位調(diào)制的光的相位并輸出；以及合波器，將上述相位器的輸出光和上述相位調(diào)制器中的第二相位調(diào)制器的輸出光進行合波；向上述第一相位調(diào)制器輸入在信息信號中重疊了第一頻率的信號的驅(qū)動信號，向上述第二相位調(diào)制器輸入在信息信號中重疊了第二頻率的信號的驅(qū)動信號，上述相位器根據(jù)從上述調(diào)制光抽取的上述第一頻率與上述第二頻率之差或之和的頻率的信號的檢測量，向施加給上述相位器的電壓反饋上述檢測量，使相移量成為期望值即π/2。
文檔編號H04B10/12GK101232330SQ20071012915
公開日2008年7月30日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
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