JP2002287103A - 光変調器 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電気導波路20と光導波路10を備えた光変調器10
0に関し、光導波路10に入力される作用量80の高周波帯
域における減衰を少なくする。 【解決手段】フィルタ30が変調信号71を作用量80の周波
数特性を等化する信号に変換して電気導波路20に与え
る。また、フィルタ30が、電気導波路20における表皮効
果に起因する作用量80の周波数特性を近似する。
0に関し、光導波路10に入力される作用量80の高周波帯
域における減衰を少なくする。 【解決手段】フィルタ30が変調信号71を作用量80の周波
数特性を等化する信号に変換して電気導波路20に与え
る。また、フィルタ30が、電気導波路20における表皮効
果に起因する作用量80の周波数特性を近似する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光変調器に関し、特
に、電気導波路と光導波路を備えた光変調器に関するも
のである。近年、光通信技術は著しい発展を遂げ、基幹
情報通信網は高速光通信で行われ、各家庭にも光ファイ
バが導入されようとしている。これに伴い、大量の情報
を高速で伝送するための基本的通信技術の一つである、
情報を光波に乗せる光変調器の高速化が、ますます重要
になって来ている。
に、電気導波路と光導波路を備えた光変調器に関するも
のである。近年、光通信技術は著しい発展を遂げ、基幹
情報通信網は高速光通信で行われ、各家庭にも光ファイ
バが導入されようとしている。これに伴い、大量の情報
を高速で伝送するための基本的通信技術の一つである、
情報を光波に乗せる光変調器の高速化が、ますます重要
になって来ている。
【０００２】
【従来の技術】従来の光変調器として、例えば、LiNbO3
（リチュウムナイオベート、以後、LNと略称する。）の
マッハツェンダ型光変調器は、LN光位相変調器とマッハ
ツェンダ型干渉計を組み合わせた伝送特性の良い光強度
変調器であり、2.4GHz、10GHz、40GHz等の高速光伝送の
送信器に多く用いられている。
（リチュウムナイオベート、以後、LNと略称する。）の
マッハツェンダ型光変調器は、LN光位相変調器とマッハ
ツェンダ型干渉計を組み合わせた伝送特性の良い光強度
変調器であり、2.4GHz、10GHz、40GHz等の高速光伝送の
送信器に多く用いられている。
【０００３】図12は、光位相変調器100'の構成例を示し
ており、この光変調器100'は、電気導波路20（通常、電
極と称する。）と光導波路10とで構成されている。電気
導波路20には、変調信号発生部40からの変調信号71がド
ライバ50を経由して変調信号71aとして入力されてい
る。
ており、この光変調器100'は、電気導波路20（通常、電
極と称する。）と光導波路10とで構成されている。電気
導波路20には、変調信号発生部40からの変調信号71がド
ライバ50を経由して変調信号71aとして入力されてい
る。
【０００４】電気導波路20は、入力した変調信号71aを
作用量（変調量）80に変換して光導波路10に与える。こ
の作用量80は、電気導波路20が、光導波路10を伝搬する
光波81に変調を与える作用量である。
作用量（変調量）80に変換して光導波路10に与える。こ
の作用量80は、電気導波路20が、光導波路10を伝搬する
光波81に変調を与える作用量である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】例えば、電気光学効果
による光位相変調の場合、作用量80は、変調電圧V（電
界E）とその作用区間Lの積に比例する。例えば、進行波
型光位相変調器には、電気導波路20の金属における表皮
効果による抵抗があるため、変調信号の周波数が上がる
につれてｆ1/2の周波数特性を発生して帯域が狭くなる
（図5(1)の特性曲線A参照）。従って、進行波型光位相
変調器の作用量80には、表皮効果に起因する高周波数領
域における減衰が発生する（同図(1)の特性曲線B参
照）。
による光位相変調の場合、作用量80は、変調電圧V（電
界E）とその作用区間Lの積に比例する。例えば、進行波
型光位相変調器には、電気導波路20の金属における表皮
効果による抵抗があるため、変調信号の周波数が上がる
につれてｆ1/2の周波数特性を発生して帯域が狭くなる
（図5(1)の特性曲線A参照）。従って、進行波型光位相
変調器の作用量80には、表皮効果に起因する高周波数領
域における減衰が発生する（同図(1)の特性曲線B参
照）。
【０００６】また、集中定数型光位相変調器の作用量80
の帯域は、高周波数領域における減衰が発生する。この
減衰は、電気導波路（電極）20とドライバ50間のインピ
ーダンス整合のための抵抗R（図示せず）、及び電気導
波路20の静電容量C（図示せず）や浮遊容量で決まる周
波数特性から決定される。なお、この周波数特性は図示
していない。
の帯域は、高周波数領域における減衰が発生する。この
減衰は、電気導波路（電極）20とドライバ50間のインピ
ーダンス整合のための抵抗R（図示せず）、及び電気導
波路20の静電容量C（図示せず）や浮遊容量で決まる周
波数特性から決定される。なお、この周波数特性は図示
していない。
【０００７】いずれの光変調器も、減衰が大きくなるこ
とにより、符号間干渉が増加して光波形は劣化する。従
って本発明は、電気導波路と光導波路を備えた光変調器
において、光導波路に入力される作用量の高周波帯域に
おける減衰を少なくすることを課題とする。
とにより、符号間干渉が増加して光波形は劣化する。従
って本発明は、電気導波路と光導波路を備えた光変調器
において、光導波路に入力される作用量の高周波帯域に
おける減衰を少なくすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の光変調器は、光波を伝搬する光導波路と、
該光波を変調信号によって変調するための作用量を該光
導波路に与える電気導波路と、該変調信号を、該作用量
の周波数特性を近似する信号に変換して該電気導波路に
与えるフィルタと、を有することを特徴としている。
め、本発明の光変調器は、光波を伝搬する光導波路と、
該光波を変調信号によって変調するための作用量を該光
導波路に与える電気導波路と、該変調信号を、該作用量
の周波数特性を近似する信号に変換して該電気導波路に
与えるフィルタと、を有することを特徴としている。
【０００９】図１は、本発明に係る光変調器100の原理
(1)を示している。変調信号発生部40から出力される変
調信号71は、光波81を変調するための信号である。電気
導波路20は、光変調器に制御方式、例えば、電気光学効
果等に基づき変調信号72を変換した作用量80を光導波路
10に与える。
(1)を示している。変調信号発生部40から出力される変
調信号71は、光波81を変調するための信号である。電気
導波路20は、光変調器に制御方式、例えば、電気光学効
果等に基づき変調信号72を変換した作用量80を光導波路
10に与える。
【００１０】この作用量80は、電気導波路20自体の、例
えば、集中定数型光位相変調器における浮遊容量や、後
述する進行波型光位相変調器における表皮効果等に起因
する周波数特性を有している。従って、変調信号71と同
じ変調信号72を、電気導波路20に入力した場合、光導波
路10を伝搬する光波81は、周波数特性を有する作用量80
により変調された光波82になる。
えば、集中定数型光位相変調器における浮遊容量や、後
述する進行波型光位相変調器における表皮効果等に起因
する周波数特性を有している。従って、変調信号71と同
じ変調信号72を、電気導波路20に入力した場合、光導波
路10を伝搬する光波81は、周波数特性を有する作用量80
により変調された光波82になる。
【００１１】そこで本発明では、フィルタ30が変調信号
71を作用量80の周波数特性（電気導波路自体の周波数特
性でない）を等化する変調信号72に変換して電気導波路
20に入力する。これにより、作用量80の周波数特性は、
低周波領域から高周波領域まで近似されて平坦に近くな
り、光変調器100は、変調信号71の周波数に依存しない
光変調を行うことが可能になる。
71を作用量80の周波数特性（電気導波路自体の周波数特
性でない）を等化する変調信号72に変換して電気導波路
20に入力する。これにより、作用量80の周波数特性は、
低周波領域から高周波領域まで近似されて平坦に近くな
り、光変調器100は、変調信号71の周波数に依存しない
光変調を行うことが可能になる。
【００１２】なお、同図は原理図であるため、図16に示
したドライバ50は省略されている。また、本発明では、
上記の発明において、該作用量の周波数特性が、該電気
導波路における表皮効果に起因する特性であってもよ
い。すなわち、上述したように、電気導波路20の抵抗
は、表皮効果によりf1/2の周波数特性を有する。従っ
て、作用量80は、抵抗の周波数特性に起因する周波数特
性を有することになる。この作用量80の周波数特性をフ
ィルタ30は近似する。
したドライバ50は省略されている。また、本発明では、
上記の発明において、該作用量の周波数特性が、該電気
導波路における表皮効果に起因する特性であってもよ
い。すなわち、上述したように、電気導波路20の抵抗
は、表皮効果によりf1/2の周波数特性を有する。従っ
て、作用量80は、抵抗の周波数特性に起因する周波数特
性を有することになる。この作用量80の周波数特性をフ
ィルタ30は近似する。
【００１３】図２は、例えば、表皮効果に起因する作用
量80の周波数特性を近似する原理を示している。同図
(2)は、電気導波路20のモデルを示しており、変調電源4
0、その内部抵抗42、表皮効果抵抗22を有する電気導波
路20、及び終端抵抗44が直列接続されている。抵抗42，
44及び電気導波路20のインピーダンスZの値は、R0であ
る。
量80の周波数特性を近似する原理を示している。同図
(2)は、電気導波路20のモデルを示しており、変調電源4
0、その内部抵抗42、表皮効果抵抗22を有する電気導波
路20、及び終端抵抗44が直列接続されている。抵抗42，
44及び電気導波路20のインピーダンスZの値は、R0であ
る。
【００１４】同図(1)は、電気導波路20の電圧vの分布を
示している。電気導波路20が光導波路10に作用量80を与
える作用区間の位置は、作用区間の長さLで正規化した
長さ（距離）xで示されている。従って、電気導波路20
の入力端子では、x＝0、終端端子では、x＝1である。電
圧vは、距離xと変調信号の周波数fの関数であるから次
式(1)で示される。
示している。電気導波路20が光導波路10に作用量80を与
える作用区間の位置は、作用区間の長さLで正規化した
長さ（距離）xで示されている。従って、電気導波路20
の入力端子では、x＝0、終端端子では、x＝1である。電
圧vは、距離xと変調信号の周波数fの関数であるから次
式(1)で示される。
【００１５】
【数１】 従って、表皮効果がある場合、入力端子の電圧v(f，0)
と終端端子の電圧v(f，1)の関係を示す伝達関数（S21パ
ラメータ）は次式(2)で示される。
と終端端子の電圧v(f，1)の関係を示す伝達関数（S21パ
ラメータ）は次式(2)で示される。
【００１６】
【数２】 ここで、αは定数である。電圧v(f，x)をv(f，0)＝1で
正規化すると式(2)は次式(3)になり、従って、出力電圧
v(f，1)は式(4)で示される。
正規化すると式(2)は次式(3)になり、従って、出力電圧
v(f，1)は式(4)で示される。
【００１７】
【数３】
【００１８】
【数４】 この式(4)の周波数特性は、後述する図5(1)の減衰量の
曲線Aに相当する。電気導波路20に分布する電圧v(f，x)
は、入力端子からの距離xに対して指数関数で減衰する
ので次式(5)で示される。
曲線Aに相当する。電気導波路20に分布する電圧v(f，x)
は、入力端子からの距離xに対して指数関数で減衰する
ので次式(5)で示される。
【００１９】
【数５】 ここで、βは、周波数fに依存する係数である。式(5)に
x＝1を代入した終端子の電圧v(f，1)は、式(4)に一致す
るので次式(6)が成り立つ。
x＝1を代入した終端子の電圧v(f，1)は、式(4)に一致す
るので次式(6)が成り立つ。
【００２０】
【数６】 従って、β(f)は、次式(7)で示すことができる。
【００２１】
【数７】 式(7)を式(5)に代入すると、電圧v(f，x)は次式(8)で示
すことができる。
すことができる。
【００２２】
【数８】 この式の曲線が図2(1)に示されている。ここで、光波81
（図１参照）を位相変調する作用量80を変調周波数fの
関数q(f)とする。位相変調が電気光学効果で行われるも
のとすれば、作用量q(f)は、微視的に見れば電圧vと距
離xの積になるので次式(9)が成り立つ。
（図１参照）を位相変調する作用量80を変調周波数fの
関数q(f)とする。位相変調が電気光学効果で行われるも
のとすれば、作用量q(f)は、微視的に見れば電圧vと距
離xの積になるので次式(9)が成り立つ。
【００２３】
【数９】 この式(9)に式(8)を代入して積分値を求めると作用量q
(f)は次式(10)で示すことができる。
(f)は次式(10)で示すことができる。
【００２４】
【数１０】 すなわち、フィルタ30は、式(10)の作用量q(f)の周波数
特性の逆補償（等化）を行えばよい。
特性の逆補償（等化）を行えばよい。
【００２５】また、本発明では、上記の発明において、
該電気導波路が、電気光学効果により該光波の光位相変
調を行うことができる。また、本発明では、上記の発明
において、該電気導波路と該光導波路と間の電気光学効
果が作用する区間長と、該電気導波路に与える電圧値と
を相互に決定してもよい。
該電気導波路が、電気光学効果により該光波の光位相変
調を行うことができる。また、本発明では、上記の発明
において、該電気導波路と該光導波路と間の電気光学効
果が作用する区間長と、該電気導波路に与える電圧値と
を相互に決定してもよい。
【００２６】上述したように、例えば、電気導波路20の
表皮効果による抵抗で周波数特性が発生して帯域が狭く
なる。この対策として従来の光変調器100は、電気導波
路20の長さLを短くして、表皮効果の影響を少なくして
帯域を確保していた。しかし、電気導波路20の長さを短
くした場合、光導波路10を通過する光波81の位相変調
は、電圧V×導波路長Lに比例するため、必要な電圧Vπ
（通常は半波長電圧と呼ぶ）が高くなる。
表皮効果による抵抗で周波数特性が発生して帯域が狭く
なる。この対策として従来の光変調器100は、電気導波
路20の長さLを短くして、表皮効果の影響を少なくして
帯域を確保していた。しかし、電気導波路20の長さを短
くした場合、光導波路10を通過する光波81の位相変調
は、電圧V×導波路長Lに比例するため、必要な電圧Vπ
（通常は半波長電圧と呼ぶ）が高くなる。
【００２７】このため、変調信号の周波数が上がるにつ
れて光変調器100を駆動するドライバ50（図16参照）
は、出力電圧が高く、且つ帯域が広い性能が要求され、
非常に作り難くなっていた。図３は、図2(1)に示した電
気導波路20における距離xと電圧v(f，x)に関係を示して
いる。上述したように、該電気導波路20が該光導波路10
に与える作用量q(f)は、作用区間(0，1)における作用電
圧vの積分で表される。
れて光変調器100を駆動するドライバ50（図16参照）
は、出力電圧が高く、且つ帯域が広い性能が要求され、
非常に作り難くなっていた。図３は、図2(1)に示した電
気導波路20における距離xと電圧v(f，x)に関係を示して
いる。上述したように、該電気導波路20が該光導波路10
に与える作用量q(f)は、作用区間(0，1)における作用電
圧vの積分で表される。
【００２８】本発明の光変調器では、表皮効果に起因す
る作用量q(f)の周波数特性をフィルタで近似している。
従って、図３に示すように電気導波路20に加える変調信
号72を低い電圧v1（v1＜1）に設定し、作用量q1(f)＝q
(f)を満足する作用区間（0，x 1）を決定することができ
る。このときの正規化されたx1は長さ“１”より長くな
る。
る作用量q(f)の周波数特性をフィルタで近似している。
従って、図３に示すように電気導波路20に加える変調信
号72を低い電圧v1（v1＜1）に設定し、作用量q1(f)＝q
(f)を満足する作用区間（0，x 1）を決定することができ
る。このときの正規化されたx1は長さ“１”より長くな
る。
【００２９】このように、電気導波路20を駆動する電圧
vを低くすることで、電気導波路20のドライバ50の設計
が容易になる。なお、逆に、電気光学効果の作用区間長
x2に、例えば、x2＜1という制限がある場合、同図に示
すように電気光学効果作用区間長(0，x2)に基づき、作
用量q2(f)＝q(f)を満足する電圧v2を決定することも可
能である。この場合、正規化された電圧v2は電圧“１”
より高くなる。
vを低くすることで、電気導波路20のドライバ50の設計
が容易になる。なお、逆に、電気光学効果の作用区間長
x2に、例えば、x2＜1という制限がある場合、同図に示
すように電気光学効果作用区間長(0，x2)に基づき、作
用量q2(f)＝q(f)を満足する電圧v2を決定することも可
能である。この場合、正規化された電圧v2は電圧“１”
より高くなる。
【００３０】また、本発明では、上記の発明において、
該フィルタを多段直列接続した複数の定抵抗フィルタで
構成してもよい。すなわち、インピーダンスが整合した
複数の定抵抗フィルタを直接接続してフィルタを構成す
ることができる。さらに、定抵抗フィルタで構成したフ
ィルタを電気導波路にインピーダンスが整合して直接接
続することも可能である。
該フィルタを多段直列接続した複数の定抵抗フィルタで
構成してもよい。すなわち、インピーダンスが整合した
複数の定抵抗フィルタを直接接続してフィルタを構成す
ることができる。さらに、定抵抗フィルタで構成したフ
ィルタを電気導波路にインピーダンスが整合して直接接
続することも可能である。
【００３１】また、本発明では、上記の発明において、
該フィルタを、アンプを介して多段直列接続されたもの
で構成してもよい。すなわち、図４に示すように、例え
ば、フィルタ32#1〜32#3をアンプ31#1，31#2を介して多
段直列接続してフィルタ30を構成することができる。な
お、アンプ31#3は電気導波路20を駆動するドライバであ
る。
該フィルタを、アンプを介して多段直列接続されたもの
で構成してもよい。すなわち、図４に示すように、例え
ば、フィルタ32#1〜32#3をアンプ31#1，31#2を介して多
段直列接続してフィルタ30を構成することができる。な
お、アンプ31#3は電気導波路20を駆動するドライバであ
る。
【００３２】さらに、本発明では、上記の発明におい
て、１又は２つの光変調器でマッハツェンダ型光変調器
を構成することが可能である。すなわち、本発明の光変
調器100とマッハツェンダ型干渉計と組み合わせてマッ
ハツェンダ型光変調器を構成することが可能である。光
変調器100をマッハツェンダ型干渉計における２つの光
路の１つに配置したタイプのマッハツェンダ型光変調器
と、両方の光路に配置したタイプのマッハツェンダ型光
変調器とが可能である。
て、１又は２つの光変調器でマッハツェンダ型光変調器
を構成することが可能である。すなわち、本発明の光変
調器100とマッハツェンダ型干渉計と組み合わせてマッ
ハツェンダ型光変調器を構成することが可能である。光
変調器100をマッハツェンダ型干渉計における２つの光
路の１つに配置したタイプのマッハツェンダ型光変調器
と、両方の光路に配置したタイプのマッハツェンダ型光
変調器とが可能である。
【００３３】
【発明の実施の形態】本発明に係る光変調器の実施例
(1)を図５に示した減衰量と作用量に基づき説明する。
本光変調器100の構成は、図１に示した光変調器100と同
様であり、12GHz用のLN光変調器100である。その電気導
波路20のS21パラメータの周波数特性は、図5(1)におい
て減衰量（破線A）として示されている。
(1)を図５に示した減衰量と作用量に基づき説明する。
本光変調器100の構成は、図１に示した光変調器100と同
様であり、12GHz用のLN光変調器100である。その電気導
波路20のS21パラメータの周波数特性は、図5(1)におい
て減衰量（破線A）として示されている。
【００３４】この減衰量は、表皮効果に起因した電気導
波路20の減衰量であり、同図(2)の表に周波数(GHz)と減
衰量の関係が数値で示されている。この関係は上述した
式(4)に従う。以下に、減衰量の周波数特性から作用量
の周波数特性を求める。
波路20の減衰量であり、同図(2)の表に周波数(GHz)と減
衰量の関係が数値で示されている。この関係は上述した
式(4)に従う。以下に、減衰量の周波数特性から作用量
の周波数特性を求める。
【００３５】同図(1)又は(2)において、通常使用が予定
される減衰量Aが−６dBになる周波数は14GHzである。こ
の数値を式(2)に代入すると次式(11)が成立し、αを求
めることができる。
される減衰量Aが−６dBになる周波数は14GHzである。こ
の数値を式(2)に代入すると次式(11)が成立し、αを求
めることができる。
【００３６】
【数１１】 このαの値を式(10)に代入して作用量q(f)の周波数特性
を求める。その計算結果が、同図(2)に示され、そのグ
ラフが同図(1)の作用量（実線B）で示されている。この
作用量が、電気導波路20から光導波路10の光波を変調す
る量である。作用量q(f)の周波数特性を近似するために
は、同図(1)の作用量q(f)の周波数特性を等化するフィ
ルタ30（図１参照）を用いればよい。
を求める。その計算結果が、同図(2)に示され、そのグ
ラフが同図(1)の作用量（実線B）で示されている。この
作用量が、電気導波路20から光導波路10の光波を変調す
る量である。作用量q(f)の周波数特性を近似するために
は、同図(1)の作用量q(f)の周波数特性を等化するフィ
ルタ30（図１参照）を用いればよい。
【００３７】本発明に係る光変調器の実施例(2)を図６
に示した減衰量と作用量に基づき説明する。同図(1)、
(2)には、それぞれ、電気導波路20の駆動電圧を下げる
ためにその作用区間を長くした場合における減衰量の予
想周波数特性のグラフ（破線A）又は数値が示されてい
る。同図(1)又は(2)から減衰量が−６dBになる周波数は
７GHzであることが分かる。
に示した減衰量と作用量に基づき説明する。同図(1)、
(2)には、それぞれ、電気導波路20の駆動電圧を下げる
ためにその作用区間を長くした場合における減衰量の予
想周波数特性のグラフ（破線A）又は数値が示されてい
る。同図(1)又は(2)から減衰量が−６dBになる周波数は
７GHzであることが分かる。
【００３８】実施例(1)と同様に、次式(12)からαを求
めることができる。
めることができる。
【００３９】
【数１２】 実施例(1)と同様に、作用量q(f)の周波数特性の計算結
果が、同図(2)の作用量の行に示され、そのグラフが同
図(1)の作用量q(f)（実線B）で示されている。
果が、同図(2)の作用量の行に示され、そのグラフが同
図(1)の作用量q(f)（実線B）で示されている。
【００４０】以下に、作用量q(f)を等化するためのフィ
ルタについて説明する。図7(1)に示された実線Cは、作
用量q(f)の周波数特性を等化するために必要なフィルタ
30（図１参照）の理想的な等化量の周波数特性を示して
いる。同図(2)は、抵抗R1，R2及び容量C1で構成された
基本フィルタを示している。このフィルタの周波数特性
が、同図(3)に示されている。フィルタ30は、この基本
フィルタを３段直列接続して構成する。
ルタについて説明する。図7(1)に示された実線Cは、作
用量q(f)の周波数特性を等化するために必要なフィルタ
30（図１参照）の理想的な等化量の周波数特性を示して
いる。同図(2)は、抵抗R1，R2及び容量C1で構成された
基本フィルタを示している。このフィルタの周波数特性
が、同図(3)に示されている。フィルタ30は、この基本
フィルタを３段直列接続して構成する。
【００４１】各基本フィルタの周波数（f1，f2）（図7
(3)参照）が、それぞれ、（0.1GHz，0.105GHz）、（0.8
GHz，0.88GHz）、（4.5GHz，5.76GHz）である場合、フ
ィルタの周波数特性は、同図(1)のフィルタ特性（破線
D）で示される。この周波数特性は、理想等化量（実線
C）にかなり近似しており、フィルタ30は３段の基本フ
ィルタで構成することが可能であること分かる。
(3)参照）が、それぞれ、（0.1GHz，0.105GHz）、（0.8
GHz，0.88GHz）、（4.5GHz，5.76GHz）である場合、フ
ィルタの周波数特性は、同図(1)のフィルタ特性（破線
D）で示される。この周波数特性は、理想等化量（実線
C）にかなり近似しており、フィルタ30は３段の基本フ
ィルタで構成することが可能であること分かる。
【００４２】基本フィルタからフィルタ30を構成する方
式には、(1)図４と同様に基本フィルタを、アンプを介
して接続する方式、及び(2)基本フィルタを定抵抗フィ
ルタに変形して直接直列接続する方式がある。以下に、
基本フィルタを定抵抗フィルタで構成する実施例を示
す。
式には、(1)図４と同様に基本フィルタを、アンプを介
して接続する方式、及び(2)基本フィルタを定抵抗フィ
ルタに変形して直接直列接続する方式がある。以下に、
基本フィルタを定抵抗フィルタで構成する実施例を示
す。
【００４３】図８は、基本フィルタの構成例を示してお
り、同図(1)〜(3)は、それぞれ、図7(3)の周波数特性を
示す定抵抗フィルタ（タイプ１）〜定抵抗フィルタ（タ
イプ３）を示している。このように、定抵抗型の基本フ
ィルタとして種々のタイプが可能である。
り、同図(1)〜(3)は、それぞれ、図7(3)の周波数特性を
示す定抵抗フィルタ（タイプ１）〜定抵抗フィルタ（タ
イプ３）を示している。このように、定抵抗型の基本フ
ィルタとして種々のタイプが可能である。
【００４４】図9及び図10は、それぞれ、図8(3)に示し
た定抵抗フィルタ（タイプ３）の集中定数及び分布定数
回路図を示している。図11は、定抵抗フィルタ（タイプ
３）のパラメータS21の周波数特性を示している。曲線
E、Fは、それぞれ、図13の集中定数又は図10の分布定数
による周波数特性を示している。分布定数で解析した定
抵抗フィルタ（タイプ３）の特性は、1.4GHz以下で集中
定数の特性に近似している。
た定抵抗フィルタ（タイプ３）の集中定数及び分布定数
回路図を示している。図11は、定抵抗フィルタ（タイプ
３）のパラメータS21の周波数特性を示している。曲線
E、Fは、それぞれ、図13の集中定数又は図10の分布定数
による周波数特性を示している。分布定数で解析した定
抵抗フィルタ（タイプ３）の特性は、1.4GHz以下で集中
定数の特性に近似している。
【００４５】従って、図7(3)に示した周波数（f1，f2）
が、それぞれ、（0.1GHz，0.105GHz）、（0.8GHz，0.88
GHz）、（4.5GHz，5.76GHz）である基本フィルタを、図
８(3)に示した定抵抗フィルタ（タイプ３）で構成す
る。そして、これらの３つの定抵抗フィルタを直接接続
することで、図7(1)の特性Dを有する等化フィルタ30を
構成することが可能である。
が、それぞれ、（0.1GHz，0.105GHz）、（0.8GHz，0.88
GHz）、（4.5GHz，5.76GHz）である基本フィルタを、図
８(3)に示した定抵抗フィルタ（タイプ３）で構成す
る。そして、これらの３つの定抵抗フィルタを直接接続
することで、図7(1)の特性Dを有する等化フィルタ30を
構成することが可能である。
【００４６】（付記１）光波を伝搬する光導波路と、該
光波を変調信号によって変調するための作用量を該光導
波路に与える電気導波路と、該変調信号を、該作用量の
周波数特性を近似する信号に変換して該電気導波路に与
えるフィルタと、を有することを特徴とした光変調器。
光波を変調信号によって変調するための作用量を該光導
波路に与える電気導波路と、該変調信号を、該作用量の
周波数特性を近似する信号に変換して該電気導波路に与
えるフィルタと、を有することを特徴とした光変調器。
【００４７】（付記２）付記１において、該作用量の周
波数特性が、該電気導波路における表皮効果に起因する
特性であることを特徴とした光変調器。（付記３）付記
２において、該電気導波路が、電気光学効果により該光
波の光位相変調を行うことを特徴とした光変調器。
波数特性が、該電気導波路における表皮効果に起因する
特性であることを特徴とした光変調器。（付記３）付記
２において、該電気導波路が、電気光学効果により該光
波の光位相変調を行うことを特徴とした光変調器。
【００４８】（付記４）付記３において該電気導波路と
該光導波路との間の電気光学効果が作用する区間長と、
該電気導波路に与える電圧値とが相互に決定されること
を特徴とした光変調器。（付記５）付記１において、該
フィルタが、多段直列接続した複数の定抵抗フィルタで
構成されていることを特徴とした光変調器。
該光導波路との間の電気光学効果が作用する区間長と、
該電気導波路に与える電圧値とが相互に決定されること
を特徴とした光変調器。（付記５）付記１において、該
フィルタが、多段直列接続した複数の定抵抗フィルタで
構成されていることを特徴とした光変調器。
【００４９】（付記６）付記１において、該フィルタ
が、アンプを介して多段直列接続されたもので構成され
ていることを特徴とした光変調器。（付記７）付記１に
おいて、１又は２つの光変調器でマッハツェンダ型光変
調器を構成したことを特徴とした光変調器。
が、アンプを介して多段直列接続されたもので構成され
ていることを特徴とした光変調器。（付記７）付記１に
おいて、１又は２つの光変調器でマッハツェンダ型光変
調器を構成したことを特徴とした光変調器。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光変
調器によれば、フィルタが変調信号を作用量の周波数特
性を近似する信号に変換して電気導波路に与えるように
構成したので、光導波路に入力される作用量の高周波帯
域における減衰を少なくすることが可能になる。これに
より、符号間干渉による光波形の劣化を少なくすること
ができる。
調器によれば、フィルタが変調信号を作用量の周波数特
性を近似する信号に変換して電気導波路に与えるように
構成したので、光導波路に入力される作用量の高周波帯
域における減衰を少なくすることが可能になる。これに
より、符号間干渉による光波形の劣化を少なくすること
ができる。
【００５１】また、該フィルタが、該電気導波路におけ
る表皮効果に起因する該作用量の周波数特性を近似する
ことにより、該電気導波路と該光導波路との作用区間を
長くすることが可能になる。これにより、例えば、進行
波型光位相変調器の電気導波路20を駆動する電圧を低く
することが可能になり電気導波路20のドライバ50の設計
が容易になる。
る表皮効果に起因する該作用量の周波数特性を近似する
ことにより、該電気導波路と該光導波路との作用区間を
長くすることが可能になる。これにより、例えば、進行
波型光位相変調器の電気導波路20を駆動する電圧を低く
することが可能になり電気導波路20のドライバ50の設計
が容易になる。
【００５２】さらに、本発明の光変調器でマッハツェン
ダ型光変調器を構成することにより、このマッハツェン
ダ型光変調器は高周波数帯域における減衰が少ないもの
とすることが可能になる。
ダ型光変調器を構成することにより、このマッハツェン
ダ型光変調器は高周波数帯域における減衰が少ないもの
とすることが可能になる。
【図１】本発明に係る光変調器の原理(1)を示したブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明に係る光変調器の原理(2)を示したグラ
フ図及びブロック図である。
フ図及びブロック図である。
【図３】本発明に係る光変調器の原理(3)を示したグラ
フ図である。
フ図である。
【図４】本発明に係る光変調器のフィルタ例を示した回
路図である。
路図である。
【図５】本発明に係る光変調器の実施例(1)における減
衰量及び作用量の周波数特性を示したグラフ図及び表で
ある。
衰量及び作用量の周波数特性を示したグラフ図及び表で
ある。
【図６】本発明に係る光変調器の実施例(2)における減
衰量及び作用量の周波数特性を示したグラフ図及び表で
ある。
衰量及び作用量の周波数特性を示したグラフ図及び表で
ある。
【図７】本発明に係る光変調器の実施例(2)におけるフ
ィルタ例及びその周波数特性を示した図である。
ィルタ例及びその周波数特性を示した図である。
【図８】本発明に係る光変調器におけるフィルタ（タイ
プ１〜３）の構成例を示した図である。
プ１〜３）の構成例を示した図である。
【図９】本発明に係る光変調器におけるフィルタを構成
する定抵抗フィルタを集中定数表示した回路図である。
する定抵抗フィルタを集中定数表示した回路図である。
【図１０】本発明に係る光変調器におけるフィルタを構
成する定抵抗フィルタを分布定数表示した回路図であ
る。
成する定抵抗フィルタを分布定数表示した回路図であ
る。
【図１１】本発明に係る光変調器における定抵抗フィル
タの周波数特性を示した図である。
タの周波数特性を示した図である。
【図１２】従来の光変調器の構成例示したブロック図で
ある。
ある。
100,100' 光変調器 10 光導波路 20 電気導波路 30 フィルタ 31#1〜31#3 アン
プ 32#1〜32#3 フィルタ 40 変調信号発生
部、変調電源 42 内部抵抗 44 終端抵抗 50 ドライバ 71，71a，72 変
調信号号 80 作用量 81，82 光波 R1，R2 抵抗 C1 容量 Z インピーダンス 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
プ 32#1〜32#3 フィルタ 40 変調信号発生
部、変調電源 42 内部抵抗 44 終端抵抗 50 ドライバ 71，71a，72 変
調信号号 80 作用量 81，82 光波 R1，R2 抵抗 C1 容量 Z インピーダンス 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (5)
- 【請求項１】光波を伝搬する光導波路と、 該光波を変調信号によって変調するための作用量を該光
導波路に与える電気導波路と、 該変調信号を、該作用量の周波数特性を近似する信号に
変換して該電気導波路に与えるフィルタと、 を有することを特徴とした光変調器。 - 【請求項２】請求項１において、 該作用量の周波数特性が、該電気導波路における表皮効
果に起因する特性であることを特徴とした光変調器。 - 【請求項３】請求項２において、 該電気導波路が、電気光学効果により該光波の光位相変
調を行うことを特徴とした光変調器。 - 【請求項４】請求項３において、 該電気導波路と該光導波路との間の電気光学効果が作用
する区間長と、該電気導波路に与える電圧値とが相互に
決定されることを特徴とした光変調器。 - 【請求項５】請求項１において、 該フィルタが、多段直列接続した複数の定抵抗フィルタ
で構成されていることを特徴とした光変調器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092204A JP3717418B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 光変調器 |
| US09/942,738 US6674927B2 (en) | 2001-03-28 | 2001-08-31 | Optical modulator with reduced deterioration of optical waveform in high frequency band |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092204A JP3717418B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 光変調器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002287103A true JP2002287103A (ja) | 2002-10-03 |
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| CN109143719A (zh) * | 2017-06-27 | 2019-01-04 | 中国科学院半导体研究所 | 高频电极以及包含其的马赫增德尔电光调制器 |
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-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001092204A patent/JP3717418B2/ja not_active Expired - Fee Related
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