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公開番号2024051704
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022158005
出願日2022-09-30
発明の名称光送信機、及びバイアス制御方法
出願人富士通株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02F 1/025 20060101AFI20240404BHJP(光学)
要約【課題】挿入損失の波長依存性を抑制した光送信機とバイアス制御方法を提供する。
【解決手段】光送信機は、InP系材料を用いたマッハツェンダ型の光変調器と、前記光変調器に印加される直流バイアスを制御するバイアス制御部と、前記光変調器の出力光をモニタしてモニタ信号を生成するモニタ部と、前記バイアス制御部によるバイアス制御の前段で、波長に応じて前記モニタ信号の利得を前記光変調器の挿入損失の波長依存性を補償する方向に補正する補正部と、を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ＩｎＰ系材料を用いたマッハツェンダ型の光変調器と、
前記光変調器に印加される直流バイアスを制御するバイアス制御部と、
前記光変調器の出力光をモニタしてモニタ信号を生成するモニタ部と、
前記バイアス制御部によるバイアス制御の前段で、波長に応じて前記モニタ信号の利得を前記光変調器の挿入損失の波長依存性を補償する方向に補正する補正部と、
を有する光送信機。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記モニタ部は、前記光変調器の前記出力光の一部を検出する光検出器と、前記光検出器で得られる光電流を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプと、前記トランスインピーダンスアンプから出力される電圧信号に含まれる所定の周波数成分を取り出すバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタで取り出された前記所定の周波数成分を増幅する電気アンプと、を含み
前記補正部は、波長に応じて前記電気アンプの利得を補正する、
請求項１に記載の光送信機。
【請求項３】
前記モニタ部は、前記光変調器の前記出力光の一部を検出する光検出器と、前記光検出器で得られる光電流を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプと、前記トランスインピーダンスアンプから出力される電圧信号に含まれる所定の周波数成分を取り出すバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタで取り出された前記所定の周波数成分を増幅する電気アンプと、を含み
前記補正部は、波長に応じて前記トランスインピーダンスアンプの利得を補正する、
請求項１に記載の光送信機。
【請求項４】
前記バイアス制御部は前記モニタ信号の利得をデジタル的に調整するデジタルゲイン調整部を有し、
前記補正部は、波長に応じて前記デジタルゲイン調整部のデジタルゲインを補正する、
請求項１に記載の光送信機。
【請求項５】
前記バイアス制御部は、現在の波長チャネルの設定情報を取得する波長チャネルデータ取得部を有し、
前記補正部は、前記波長チャネルデータ取得部で取得された設定情報に基づいて、前記モニタ信号の利得を調整する補正値を決定する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の光送信機。
【請求項６】
前記バイアス制御部は前記光変調器に印加される前記直流バイアスにディザ信号を重畳し、利得補正された前記モニタ信号に含まれるディザ成分と前記ディザ信号との位相誤差を小さくする方向に前記直流バイアスの電圧値を制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の光送信機。
【請求項７】
ＩｎＰ系材料を用いたマッハツェンダ型の光変調器の直流バイアスにディザ信号を重畳し、
前記光変調器の出力光をモニタして、前記ディザ信号と同じ周波数で変動するディザ成分を含むモニタ信号を生成し、
前記モニタ信号の利得を、前記光変調器の挿入損失の波長依存性を補償するように波長に応じて補正し、
補正された前記モニタ信号を用いて前記光変調器のバイアス制御を行う、
バイアス制御方法。
【請求項８】
前記光変調器の出力光の一部を光検出器で検出し、前記光検出器から出力される光電流を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプの利得を波長に応じて補正する、
請求項７に記載のバイアス制御方法。
【請求項９】
前記光変調器の出力光から前記ディザ信号と同じ周波数で変動するディザ成分を取り出し、前記ディザ成分を増幅する電気アンプの利得を波長に応じて補正する、
請求項７に記載のバイアス制御方法。
【請求項１０】
前記モニタ信号をデジタル変換し、デジタルモニタ信号のデジタルゲインを波長に応じて補正する、
請求項７に記載のバイアス制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光送信器、及びバイアス制御方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の通信の高速化、大容量化の要求に対応するため、外部変調器を用いた多値変調が採用されている。コアネットワークでは、長い間、ニオブ酸リチウム（ＬＮ：Lithium Niobate）を用いたＬＮ変調器が使われてきた。近年、ＬＮ変調器に対して、小型の特徴を持つＩｎＰ系材料を用いたＩｎＰベースの変調器の性能が向上してきており、商用化段階にきている。ＩｎＰ系材料として、例えば、ＩＮＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＧａＡｓなどがあり、これらの材料の厚膜、もしくは多重量子井戸構造を用いて変調器が形成される。
【０００３】
ＬＮ変調器やＩｎＰ系材料を用いたマッハツェンダ型変調器（ＭＺＭ）では、温度変化、経年変化などにより、動作点を規定する直流（ＤＣ）バイアスがドリフトする。ＤＣバイアスを光変調器の動作点に維持するために、自動バイアス制御（ＡＢＣ：Auto Bias Control）が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－６７９３３号公報
特開２００９－２６５２８３号公報
特開２０１２－２５７１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＩｎＰベースの光変調器では、電界の印加によりバンドギャップが変化することで光吸収率が変わり、光の進行速度、すなわち位相が変化する。すなわち、ＩｎＰベースの光変調器の光吸収特性は、波長依存性を有する。一方、光通信の伝送帯域の広帯域化が進められており、光変調器の動作帯域も拡張されつつある。高周波域では、パワー特性を維持した状態で帯域を拡げることが難しく、一般に帯域補償が行われている。帯域補償は、高周波域での波長対パワー特性を平坦化するために、低周波域での利得を低下させて帯域全体の利得を平坦化する処理である。この帯域補償により、出力レベルが低下するだけではなく、補償量によって損失にばらつきが生じる。高周波帯域補償による損失ばらつきは、ＬＮ変調器では問題とされてこなかった。しかし、ＩｎＰ系材料を用いた光変調器では、高周波帯域補償による損失ばらつきと、光吸収特性の波長依存性とが相まって、挿入損失の波長依存性が無視できないものになっている。ＩｎＰベースの光変調器の挿入損失の波長依存性はＡＢＣ制御にも影響し、ＤＣバイアスを正しい動作点に維持することが困難になる。
【０００６】
本開示は、挿入損失の波長依存性を抑制した光送信機とバイアス制御方法を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態において、光送信機は、
ＩｎＰ系材料を用いたマッハツェンダ型の光変調器と、
前記光変調器に印加される直流バイアスを制御するバイアス制御部と、
前記光変調器の出力光をモニタしてモニタ信号を生成するモニタ部と、
前記バイアス制御部によるバイアス制御の前段で、波長に応じて前記モニタ信号の利得を前記光変調器の挿入損失の波長依存性を補償する方向に補正する補正部と、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
挿入損失の波長依存性を抑制した光送信機とバイアス制御方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
ＭＺＭの挿入損失の波長依存性を示す図である。
実施形態の光送信機を用いた光トランシーバモジュールの模式図である。
実施形態の光送信機の模式図である。
ＭＺＭの電圧対光パワー特性を示す図である。
チャネル対応情報の一例を示す図である。
実施形態のバイアス制御のフローチャートである。
波長依存性補正のフローチャートである。
補正値決定の一例を示す図である。
挿入損失の波長依存性を補償する補正例を示す図である。
光送信機の変形例の模式図である。
光送信機の別の変形例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態の光送信機の構成とバイアス制御方法を述べる前に、図１を参照して、ＩｎＰ系材料を用いた光変調器で問題となる挿入損失の波長依存性を説明する。図１の横軸は波長、縦軸は光検出レベルの中心波長に対する相対値（％）である。搬送波がＩｎＰベースの光変調器で変調される際に生じる挿入損失は、波長によって大きく変わる。Ｃバンドを含む１５２８ｎｍから１５６６ｎｍの波長域で、中心波長である１５４７ｎｍの光検出レベルを１００％とすると、短波長側の１５２８ｎｍでは、中心波長に対して＋１０％の光検出レベルを示すが、長波長側の１５６５ｎｍでは、中心波長に対して－３０％となり、挿入損失が大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

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