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公開番号2024070167
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-22
出願番号2022180613
出願日2022-11-10
発明の名称光変調器、光送信器及び光変調器のバイアス電圧調整方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類G02F 1/01 20060101AFI20240515BHJP(光学)
要約【課題】簡易な信号測定によってバイアス電圧を調整可能な光変調器を提供する。
【解決手段】MZ光変調器101には、2本のアームの一方にMZ光変調器10が配置され、他方にMZ光変調器20が配置される。光検出器31は、MZ光変調器10からの変調光L1をモニタし、モニタ結果を示すモニタ信号M1を出力する。光検出器32は、MZ光変調器20からの変調光L2をモニタし、モニタ結果を示すモニタ信号M2を出力する。光検出器33は、MZ光変調器101からの光信号L3をモニタし、モニタ結果を示すモニタ信号M3を出力する。バイアス生成部1は、モニタ信号M1～M3に基づいて、前記第1～第3のMZ光変調器に与えるバイアス電圧V1～V3のそれぞれを独立して調整する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
２本のアームの一方に第１のマッハツェンダ型光変調器が配置され、前記２本のアームの他方に第２のマッハツェンダ型光変調器が配置される、第３のマッハツェンダ型光変調器と、
前記第１のマッハツェンダ型光変調器からの第１の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第１のモニタ信号を出力する第１の光検出器と、
前記第２のマッハツェンダ型光変調器からの第２の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第２のモニタ信号を出力する第２の光検出器と、
前記第３のマッハツェンダ型光変調器からの第３の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第３のモニタ信号を出力する第３の光検出器と、
前記第１～第３のモニタ信号に基づいて、前記第１～第３のマッハツェンダ型光変調器に与える第１～第３のバイアス電圧のそれぞれを独立して調整するバイアス電圧生成部と、を備える、
光変調器。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記バイアス電圧生成部は、前記第１及び第２のバイアス電圧を調整した後に、前記第３のバイアス電圧を調整する、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記光変調器及び前記光検出器は、同じ半導体基板上に形成される半導体装置として構成される、
請求項１又は２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記第３のマッハツェンダ型光変調器に光を出力する光源は半導体装置として構成され、前記光変調器及び前記光検出器と、前記同じ半導体基板上に形成される、
請求項３に記載の光変調器。
【請求項５】
前記第１～第３のマッハツェンダ型光変調器のそれぞれの出力端に配置された２入力２出力の第１～第３のカプラをさらに備え、
前記第１の光検出器は、前記第１のカプラの一方の出力からの前記第１の出力光を検出し、
前記第２の光検出器は、前記第２のカプラの一方の出力からの前記第２の出力光を検出し、
前記第３の光検出器は、前記第３のカプラの一方の出力からの前記第３の出力光を検出し、
前記第１のカプラの他方の出力は前記第３のカプラの一方の入力と接続され、前記第２のカプラの他方の出力は前記第３のカプラの他方の入力と接続され、
前記第３のカプラの出力の他方からは、前記光変調器の出力光が出力される、
請求項１又は２に記載の光変調器。
【請求項６】
前記第１～第３の光検出器のそれぞれは、前記第１～第３のマッハツェンダ型光変調器ごとのモニタを行い、他のマッハツェンダ型光変調器のモニタ結果を含む信号を出力しない、
請求項１又は２に記載の光変調器。
【請求項７】
前記第１及び第２の出力光は、前記第１及び第２の出力光が前記第３のマッハツェンダ型光変調器によって合波されて前記第３の出力光となった後に、前記第３の光検出器が前記第１及び第２のマッハツェンダ型光変調器に与える前記第１及び第２のバイアス電圧を調整するために検出する信号を含まない、
請求項１又は２に記載の光変調器。
【請求項８】
光源と、
前記光源からの光を変調して光信号を出力する光変調器と、を備え、
前記光変調器は、
２本のアームの一方に第１のマッハツェンダ型光変調器が配置され、前記２本のアームの他方に第２のマッハツェンダ型光変調器が配置される、第３のマッハツェンダ型光変調器と、
前記第１のマッハツェンダ型光変調器からの第１の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第１のモニタ信号を出力する第１の光検出器と、
前記第２のマッハツェンダ型光変調器からの第２の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第２のモニタ信号を出力する第２の光検出器と、
前記第３のマッハツェンダ型光変調器からの第３の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第３のモニタ信号を出力する第３の光検出器と、
前記第１～第３のモニタ信号に基づいて、前記第１～第３のマッハツェンダ型光変調器に与える第１～第３のバイアス電圧のそれぞれを独立して調整するバイアス電圧生成部と、を備える、
光送信器。
【請求項９】
２本のアームの一方に第１のマッハツェンダ型光変調器が配置され、前記２本のアームの他方に第２のマッハツェンダ型光変調器が配置される、第３のマッハツェンダ型光変調器において、
前記第１のマッハツェンダ型光変調器からの第１の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第１のモニタ信号を出力し、
前記第２のマッハツェンダ型光変調器からの第２の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第２のモニタ信号を出力し、
前記第３のマッハツェンダ型光変調器からの第３の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第３のモニタ信号を出力し、
前記第１～第３のモニタ信号に基づいて、前記第１～第３のマッハツェンダ型光変調器に与える第１～第３のバイアス電圧のそれぞれを独立して調整する、
光変調器のバイアス電圧調整方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光変調器、光送信器及び光変調器のバイアス電圧調整方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザ光を所定の変調方式で変調して光信号を送信するにあたり、各種に光変調器が用いられている。例えば、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）信号を送信する場合には、Ｉチャネル（Inphase Channel）及びＱチャネル（Quadrature Channel）のそれぞれに１つのマッハツェンダ（ＭＺ：Mach-Zehnder）型光変調器（以下、ＭＺ変調器）を設け、２つのＭＺ光変調器を合波して光信号を送信する構成が知られている（特許文献１及び２）。
【０００３】
例えば、光変調器の出力に１つのモニタ用フォトダイオードを接続し、出力光の強度をモニタして、バイアス点変動による出力ずれが小さくなるようにバイアス電圧をフィードバック制御する構成が提案されている（特許文献１）。この構成では、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３、以下ＬＮ）光変調器が２つのＭＺ光変調器を有し、２つのＭＺ光変調器の出力光を合波した光を光信号として出力している。そのため、２つのＭＺ光変調器のそれぞれに与えるバイアス電圧に加え、２つのＭＺ光変調器の出力光を合波する前に一方の出力光の位相を調整するためのバイアス電圧を調整する必要がある。よって、この構成では、１つのモニタ用フォトダイオードのみで検出した情報に基づいて、これらのバイアス電圧を調整している。
【０００４】
また、１つのモニタ用フォトダイオードの情報だけから、これらのバイアス電圧を調整するために、各ＭＺ光変調器の出力光にディザ（ｄｉｔｈｅｒ）信号などのバイアス電圧調整用の信号を重畳して、バイアス点の変化を検知する手法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２１／１１７１５９号
特開２０１３－１６８４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１及び２にかかる構成では、光変調器としてＬＮ光変調器を用いており、ＬＮ光変調器の外部にモニタ用フォトダイオードを接続しなければならないため、全体のサイズが大きくなってしまう。よって、これらを１つのパッケージ内に収めようとしても、パッケージサイズが大きくなってしまい、その結果、コストも高くなってしまう。
【０００７】
また、各ＭＺ光変調器の出力光にディザ信号などのバイアス電圧調整用の信号を重畳する場合には、高性能な検出器や測定機材、高度な波形信号処理技術が必要となり、さらなる高コスト化を招いてしまう。
【０００８】
本開示は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、簡易な信号測定によってバイアス電圧を調整可能な光変調器を提供することを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様である光変調器は、２本のアームの一方に第１のマッハツェンダ型光変調器が配置され、前記２本のアームの他方に第２のマッハツェンダ型光変調器が配置される、第３のマッハツェンダ型光変調器と、前記第１のマッハツェンダ型光変調器からの第１の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第１のモニタ信号を出力する第１の光検出器と、前記第２のマッハツェンダ型光変調器からの第２の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第２のモニタ信号を出力する第２の光検出器と、前記第３のマッハツェンダ型光変調器からの第３の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第３のモニタ信号を出力する第３の光検出器と、前記第１～第３のモニタ信号に基づいて、前記第１～第３のマッハツェンダ型光変調器に与える第１～第３のバイアス電圧のそれぞれを独立して調整するバイアス電圧生成部と、を備えるものである。
【００１０】
本開示の一態様である光送信器は、光源と、前記光源からの光を変調して光信号を出力する光変調器と、を備え、前記光変調器は、２本のアームの一方に第１のマッハツェンダ型光変調器が配置され、前記２本のアームの他方に第２のマッハツェンダ型光変調器が配置される、第３のマッハツェンダ型光変調器と、前記第１のマッハツェンダ型光変調器からの第１の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第１のモニタ信号を出力する第１の光検出器と、前記第２のマッハツェンダ型光変調器からの第２の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第２のモニタ信号を出力する第２の光検出器と、前記第３のマッハツェンダ型光変調器からの第３の出力光をモニタし、モニタ結果を示す第３のモニタ信号を出力する第３の光検出器と、前記第１～第３のモニタ信号に基づいて、前記第１～第３のマッハツェンダ型光変調器に与える第１～第３のバイアス電圧のそれぞれを独立して調整するバイアス電圧生成部と、を備えるものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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