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JP2018004979A - Optical modulation device and optical modulation method - Google Patents

Optical modulation device and optical modulation method Download PDF

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JP2018004979A
JP2018004979A JP2016132298A JP2016132298A JP2018004979A JP 2018004979 A JP2018004979 A JP 2018004979A JP 2016132298 A JP2016132298 A JP 2016132298A JP 2016132298 A JP2016132298 A JP 2016132298A JP 2018004979 A JP2018004979 A JP 2018004979A
Authority
JP
Japan
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phase
amplitude
output
modulation device
electrode
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Pending
Application number
JP2016132298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
山本 浩史
Hiroshi Yamamoto
浩史 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily take a power balance between I phase and Q phase.SOLUTION: An optical modulation device comprises an amplitude modulation section 100 for modulating an amplitude of an optical signal to be input, a phase modulation section 110 for modulating a phase of the optical signal in which an amplitude is modulated by the amplitude modulation section 100, a bias drive section 120 for applying a reverse bias voltage to an output electrode of the phase modulation section 110, a current detection section 130 for detecting current flowing in the output electrode of the phase modulation section 110 and a control section 140 for controlling an amplitude modulated by the amplitude modulation section 100 so as to take a power balance between I phase and Q phase on the basis of a value of the current detected by the current detection section 130.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光変調装置および光変調方法に関する。   The present invention relates to an optical modulation device and an optical modulation method.

近年の高速光通信では、光信号を変調する変調器に対して、外部から高周波のアナログ信号を変調信号として印加し、その変調信号を用いて光の位相関係を制御して、変調された光信号を送信信号とする位相変調方式が用いられている。この位相変調に用いられている変調器として、マッハツェンダー型光変調器であるLN(LiNbO3)変調器や半導体変調器等が挙げられる。
これらの変調器を用いて、偏波多重と組み合わせた変調フォーマットにて、周波数利用効率の向上を目的に直交振幅変調(QAM)や送信端での電気的な補償によって、波長スペクトルの占有率を下げるような変調方式が注目を浴びている。これらの多様なアナログ変調信号対して、変調器のバイアス電圧を最適な状態に制御すること、および駆動する振幅を最適に制御することが必要である。
In recent high-speed optical communications, a modulated optical signal is applied to a modulator that modulates an optical signal by applying a high-frequency analog signal from the outside as a modulation signal and controlling the phase relationship of the light using the modulation signal. A phase modulation method using a signal as a transmission signal is used. Examples of the modulator used for the phase modulation include a LN (LiNbO3) modulator, a semiconductor modulator, and the like, which are Mach-Zehnder optical modulators.
Using these modulators, in the modulation format combined with polarization multiplexing, the occupancy rate of the wavelength spectrum can be reduced by quadrature amplitude modulation (QAM) and electrical compensation at the transmission end for the purpose of improving frequency utilization efficiency. Lowering modulation schemes are attracting attention. For these various analog modulation signals, it is necessary to optimally control the modulator bias voltage and the driving amplitude.

一方、伝送容量の高密度化を進めるため、近年は、アナログコヒーレントオプティクスとして、プラガブルの光送受信器の開発が進んでいる。このプラガブル光送受信器はその容積が小さいため、一般的に用いられるLN変調器の実装が困難である。そこで、プラガブル光送受信器には小型の半導体変調器を採用するケースが増えている。   On the other hand, in order to increase the density of transmission capacity, in recent years, development of pluggable optical transceivers as analog coherent optics has been progressing. Since this pluggable optical transceiver has a small volume, it is difficult to mount a commonly used LN modulator. Therefore, there are an increasing number of cases where a small-sized semiconductor modulator is used for the pluggable optical transceiver.

図7は、一般的なマッハツェンダー型光変調器の構造の一例を示す図である。光信号は、図7に示したマッハツェンダー型光変調器を用いて生成される。波長可変光源がマッハツェンダー型変調器(以下、DP−MZMと称する)に入力し、導波路内にて分岐して、Inner931の変調部に入力する。Inner931は、分岐したそれぞれの導波路において、それぞれバイアス電極を有する。図7に示した例では、Inner931は、複数の導波路において、XIP901、XIN902、XQP903、XQN904、YIP905、YIN906、YQP907、YQN908の電極を有する。Inner931の後段には、RF932が接続され、さらにその後段にはOuter933が接続されている。図7に示した例では、Outer933は、I相(In Phase)−Q相(Quadrature Phase)間の位相を制御する。また、Outer933は、複数の導波路において、XMP911、XMN912、YMP913、YMN914の電極を有する。また、X偏波のOuter933の出力の先には、π/2位相シフタ921が設けられている。
図7に示した例では、Inner931およびOuter933の各電極にバイアス電圧を印加し、最適なバイアス状態を保持しながら、高周波の変調信号をRF932が有する電極に加えることで位相変調を実現している。この変調器構造では、X偏波とY偏波とにそれぞれモニタ端子941,942が配置されており、各偏波の出力パワーをモニタすることが可能である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the structure of a general Mach-Zehnder optical modulator. The optical signal is generated using the Mach-Zehnder optical modulator shown in FIG. A wavelength tunable light source is input to a Mach-Zehnder type modulator (hereinafter referred to as DP-MZM), branched in the waveguide, and input to the modulation section of Inner 931. The Inner 931 has a bias electrode in each branched waveguide. In the example illustrated in FIG. 7, the Inner 931 includes electrodes of XIP901, XIN902, XQP903, XQN904, YIP905, YIN906, YQP907, and YQN908 in a plurality of waveguides. The RF 932 is connected to the subsequent stage of the Inner 931, and the Outer 933 is connected to the subsequent stage. In the example illustrated in FIG. 7, the Outer 933 controls the phase between the I phase (In Phase) and the Q phase (Quadrature Phase). Further, the Outer 933 has electrodes of XMP 911, XMN 912, YMP 913, and YMN 914 in a plurality of waveguides. Further, a π / 2 phase shifter 921 is provided at the tip of the output of the X-polarized outer 933.
In the example shown in FIG. 7, phase modulation is realized by applying a bias voltage to each electrode of Inner 931 and Outer 933 and applying a high frequency modulation signal to the electrode of RF 932 while maintaining an optimal bias state. . In this modulator structure, monitor terminals 941 and 942 are arranged for the X polarization and the Y polarization, respectively, and the output power of each polarization can be monitored.

また、駆動振幅を制御して、光出力パワーを変更させる技術が考えられている(例えば、特許文献1,2参照。)。   Further, a technique for changing the optical output power by controlling the drive amplitude has been considered (for example, see Patent Documents 1 and 2).

特開2014−206633号公報JP 2014-206633 A 特表2015−528257号公報Special table 2015-528257 gazette

上述した技術においては、X偏波とY偏波とのそれぞれに1つのモニタ端子しか持たない。そのため、X−Y偏波間のパワーバランスを取ることができるが、I相−Q相間のパワーそれぞれについては、分離してモニタすることができない。したがって、運用途中において、I相−Q相間のパワーバランスをモニタして、パワーバランスを保つことが困難であるという問題点がある。さらに、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)などの多値変調フォーマットなどでは、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)よりもシンボル間距離が小さくなるため、I相−Q相間パワーインバランスによる特性劣化がより顕著となる。そのため、I相−Q相間およびX−Y偏波間のパワーバランスを取ることは非常に重要な制御となる。   In the technique described above, only one monitor terminal is provided for each of the X polarization and the Y polarization. Therefore, power balance between XY polarized waves can be obtained, but power between I phase and Q phase cannot be separately monitored. Therefore, there is a problem that it is difficult to maintain the power balance by monitoring the power balance between the I phase and the Q phase during operation. Furthermore, in multi-level modulation formats such as QAM (Quadrature Amplitude Modulation), the inter-symbol distance is smaller than that of QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), and therefore, characteristic degradation due to power imbalance between I-phase and Q-phase becomes more remarkable. . Therefore, it is a very important control to balance the power between the I phase and the Q phase and between the XY polarized waves.

本発明の目的は、上述した課題を解決する光変調装置および光変調方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical modulation device and an optical modulation method that solve the above-described problems.

本発明の光変調装置は、
入力する光信号の振幅を変調する振幅変調部と、
前記振幅変調部が振幅を変調した光信号の位相を変調する位相変調部と、
前記位相変調部の出力電極に逆バイアス電圧を印加するバイアス駆動部と、
前記出力電極に流れる電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部が検知した電流の値に基づいて、前記光信号のI相(In Phase)−Q相(Quadrature Phase)間のパワーバランスを取るように、前記振幅変調部において変調する振幅を制御する制御部とを有する。
また、本発明の光変調方法は、
入力する光信号の振幅を変調する処理と、
前記振幅が変調された光信号の位相を変調する処理と、
前記位相を変調する回路の出力電極に逆バイアス電圧を印加する処理と、
前記出力電極に流れる電流を検知する処理と、
前記検知した電流の値に基づいて、前記光信号のI相(In Phase)−Q相(Quadrature Phase)間のパワーバランスを取るように、前記振幅を変調する回路における振幅を制御する処理とを行う。
The light modulation device of the present invention comprises:
An amplitude modulator for modulating the amplitude of the input optical signal;
A phase modulator that modulates the phase of an optical signal whose amplitude is modulated by the amplitude modulator;
A bias driver for applying a reverse bias voltage to the output electrode of the phase modulator;
A current detector for detecting a current flowing through the output electrode;
Based on the value of the current detected by the current detection unit, the amplitude modulated in the amplitude modulation unit is controlled so as to balance the power between the I phase (In Phase) and the Q phase (Quadrature Phase) of the optical signal. And a control unit.
Further, the light modulation method of the present invention includes:
Processing to modulate the amplitude of the input optical signal;
Processing to modulate the phase of the optical signal whose amplitude is modulated;
Applying a reverse bias voltage to the output electrode of the circuit that modulates the phase;
A process of detecting a current flowing through the output electrode;
A process for controlling the amplitude in the circuit for modulating the amplitude so as to balance the power between the I phase (In Phase) and the Q phase (Quadrature Phase) of the optical signal based on the detected current value; Do.

以上説明したように、本発明においては、I相−Q相間のパワーバランスを容易に取ることができる。   As described above, in the present invention, the power balance between the I phase and the Q phase can be easily obtained.

本発明の光変調装置の第1の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the optical modulation apparatus of this invention. 本発明の光変調装置の第2の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the optical modulation apparatus of this invention. 図2に示した、バイアス駆動部、電流検知部および制御部の詳細の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detail of a bias drive part, an electric current detection part, and a control part which were shown in FIG. Innerの各電極の電圧の極性の相関の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correlation of the polarity of the voltage of each electrode of Inner. 本発明の光変調装置の第4の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 4th Embodiment of the optical modulation apparatus of this invention. 図5に示した太枠線の内部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example inside the thick frame line shown in FIG. 一般的なマッハツェンダー型光変調器の構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of a general Mach-Zehnder type optical modulator.

本発明では、半導体変調器特有の特性を用いて、光の送信信号特性を最適な状態に維持することを目的として、変調器内部の4つの変調部から出力する光のパワーバランスを保つ方法を提案する。   In the present invention, there is provided a method for maintaining the power balance of light output from the four modulation units in the modulator for the purpose of maintaining the optical transmission signal characteristic in an optimum state by using characteristics specific to the semiconductor modulator. suggest.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)

図1は、本発明の光変調装置の第1の実施の形態を示す図である。
本形態における光変調装置は図1に示すように、振幅変調部100と、位相変調部110と、バイアス駆動部120と、電流検知部130と、制御部140とを有している。なお、図1には、本発明の光変調装置が具備する構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical modulation device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the light modulation device according to this embodiment includes an amplitude modulation unit 100, a phase modulation unit 110, a bias drive unit 120, a current detection unit 130, and a control unit 140. FIG. 1 shows an example of main components related to the present embodiment among the components included in the light modulation device of the present invention.

振幅変調部100は、入力する光信号の振幅を変調する。位相変調部110は、振幅変調部100が振幅を変調した光信号の位相を変調する。バイアス駆動部120は、位相変調部110の出力電極に逆バイアス電圧を印加する。電流検知部130は、位相変調部110の出力電極に流れる電流を検知する。制御部140は、電流検知部130が検知した電流の値に基づいて、光信号のI相−Q相間のパワーバランスを取るように、振幅変調部100が変調する振幅を制御する。   The amplitude modulation unit 100 modulates the amplitude of the input optical signal. The phase modulation unit 110 modulates the phase of the optical signal whose amplitude is modulated by the amplitude modulation unit 100. The bias driver 120 applies a reverse bias voltage to the output electrode of the phase modulator 110. The current detection unit 130 detects a current flowing through the output electrode of the phase modulation unit 110. Based on the value of the current detected by the current detection unit 130, the control unit 140 controls the amplitude modulated by the amplitude modulation unit 100 so as to balance the power between the I phase and the Q phase of the optical signal.

このように、制御部140が、位相変調部110の出力電極に流れる電流の値に基づいて、光信号のI相−Q相間のパワーバランスを取るように、振幅変調部100が変調する振幅を制御するため、I−Q間およびX−Y偏波間のパワーバランスを取ることができる。
(第2の実施の形態)
Thus, the amplitude modulated by the amplitude modulation unit 100 is adjusted so that the control unit 140 balances the power between the I phase and the Q phase of the optical signal based on the value of the current flowing through the output electrode of the phase modulation unit 110. In order to control, the power balance between IQ and XY polarization can be taken.
(Second Embodiment)

図2は、本発明の光変調装置の第2の実施の形態を示す図である。
本形態における光変調装置は図2に示すように、RF101と、Outer111と、Inner151とを有している。
まず、波長可変光源がX偏波とY偏波とに分岐され、それぞれの偏波がI相(X−I,Y−I)とQ相(X−Q,Y−Q)とに分岐される。さらにそれぞれが、P側とN側とに分岐される。Inner151の変調部は、バイアス電極であるXIP201、XIN202、XQP203、XQN204、YIP205、YIN206、YQP207、YQN208を具備する。Inner151内の各電極の後段には、入力する光信号の振幅を変調する振幅変調部であるRF101が備えられており、RF101には、Inner151内の各電極に対応する電極が具備されている。RF101の後段には、位相変調部であるOuter111が設けられている。具体的には、RF101内の各電極の後段に、I相とQ相とのそれぞれについて出力電極XMP211、XMN212、YMP213およびYMN214が設けられている。さらにその後段において、X偏波とY偏波とを偏波多重させるために、X偏波側にπ/2位相シフタ221が設けられている。ここまでの構成は、図7に示した一般的なマッハツェンダー型光変調器の構造と同じである。本形態においては、このXMP211をX−I、XMN212をX−Q、YMP213をY−I、YMN214をY−Qのモニタ端子として利用する。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the light modulation device of the present invention.
As shown in FIG. 2, the light modulation device in this embodiment includes an RF 101, an Outer 111, and an Inner 151.
First, the wavelength tunable light source is branched into an X polarization and a Y polarization, and each polarization is branched into an I phase (XI, YI) and a Q phase (XQ, YQ). The Furthermore, each branches to the P side and the N side. The modulation unit of Inner 151 includes bias electrodes XIP201, XIN202, XQP203, XQN204, YIP205, YIN206, YQP207, and YQN208. Subsequent to each electrode in the Inner 151, an RF 101 that is an amplitude modulation unit that modulates the amplitude of the input optical signal is provided. The RF 101 includes an electrode corresponding to each electrode in the Inner 151. At the subsequent stage of the RF 101, an Outer 111 that is a phase modulation unit is provided. Specifically, output electrodes XMP 211, XMN 212, YMP 213, and YMN 214 are provided for each of the I phase and the Q phase after each electrode in the RF 101. Further, in the subsequent stage, a π / 2 phase shifter 221 is provided on the X polarization side in order to multiplex the X polarization and the Y polarization. The configuration so far is the same as the structure of the general Mach-Zehnder type optical modulator shown in FIG. In this embodiment, the XMP 211 is used as a monitor terminal for X-I, the XMN 212 as X-Q, the YMP 213 as Y-I, and the YMN 214 as Y-Q monitor terminals.

図2に示した光変調装置は、さらに、バイアス駆動部121と、電流検知部131と、制御部141とを有している。なお、図2には、本発明の光変調装置が具備する構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。
バイアス駆動部121は、Outer111の出力電極であるXMP211、XMN212、YMP213およびYMN214に逆バイアス電圧を印加する。このとき、バイアス駆動部121は、X偏波およびY偏波それぞれについて、Outer111のI相の出力電極(XMP211,YMP213)およびQ相の出力電極(XMN212,YMN214)に逆バイアス電圧を印加する。
電流検知部131は、Outer111の出力電極であるXMP211、XMN212、YMP213およびYMN214に流れる電流を検知する。このとき、電流検知部131は、X偏波およびY偏波それぞれについて、Outer111のI相の出力電極(XMP211,YMP213)およびQ相の出力電極(XMN212,YMN214)に流れる電流を検知する。
制御部141は、電流検知部131が検知した電流の値に基づいて、光信号のI相−Q相間のパワーバランスを取るように、RF101において変調する振幅を制御する。このとき、制御部141は、I相の出力の大きさとQ相の出力の大きさとが同じとなるように、RF101において変調する振幅を制御するものであっても良い。あるいは、制御部141は、I相の出力の大きさおよびQ相の出力の大きさが所定の値になるように、RF101において変調する振幅を制御するものであっても良い。具体的には、制御部141は、電流検知部131が検知したXMP211の電流に基づいて、X−Iの駆動振幅を調整する。また、制御部141は、電流検知部131が検知したXMN212の電流に基づいて、X−Qの駆動振幅を調整する。また、制御部141は、電流検知部131が検知したYMP213の電流に基づいて、Y−Iの駆動振幅を調整する。また、制御部141は、電流検知部131が検知したYMN214の電流に基づいて、Y−Qの駆動振幅を調整する。さらに、制御部141は、バイアス駆動部121の電圧を制御する。
The light modulation device shown in FIG. 2 further includes a bias drive unit 121, a current detection unit 131, and a control unit 141. FIG. 2 shows an example of main components related to the present embodiment among the components included in the light modulation device of the present invention.
The bias drive unit 121 applies a reverse bias voltage to the XMP 211, XMN 212, YMP 213, and YMN 214 that are output electrodes of the Outer 111. At this time, the bias drive unit 121 applies reverse bias voltages to the I-phase output electrodes (XMP211 and YMP213) and the Q-phase output electrodes (XMN212 and YMN214) of the Outer 111 for each of the X polarization and the Y polarization.
The current detection unit 131 detects a current flowing through the XMP 211, XMN 212, YMP 213, and YMN 214 that are output electrodes of the Outer 111. At this time, the current detection unit 131 detects the current flowing through the I-phase output electrodes (XMP211 and YMP213) and the Q-phase output electrodes (XMN212 and YMN214) of the Outer 111 for each of the X polarization and the Y polarization.
Based on the value of the current detected by the current detection unit 131, the control unit 141 controls the amplitude modulated in the RF 101 so as to balance the power between the I phase and the Q phase of the optical signal. At this time, the control unit 141 may control the amplitude modulated in the RF 101 so that the magnitude of the I-phase output and the magnitude of the Q-phase output are the same. Alternatively, the control unit 141 may control the amplitude modulated in the RF 101 so that the magnitude of the I-phase output and the magnitude of the Q-phase output have predetermined values. Specifically, the control unit 141 adjusts the drive amplitude of XI based on the current of the XMP 211 detected by the current detection unit 131. In addition, the control unit 141 adjusts the X-Q drive amplitude based on the current of the XMN 212 detected by the current detection unit 131. The control unit 141 adjusts the Y-I drive amplitude based on the current of the YMP 213 detected by the current detection unit 131. Further, the control unit 141 adjusts the Y-Q drive amplitude based on the current of the YMN 214 detected by the current detection unit 131. Further, the control unit 141 controls the voltage of the bias drive unit 121.

図3は、図2に示した、バイアス駆動部121、電流検知部131および制御部141の詳細の一例を示す図である。電流検知部131は、抵抗132、AMP133およびADC134を有する。
抵抗132は0.1〜1Ω程度の抵抗値を持つ抵抗器であり、XMP211、XMN212、YMP213およびYMN214それぞれに対応して1つずつ、合計4つ設けられる。
増幅器であるAMP133は、XMP211、XMN212、YMP213およびYMN214それぞれに対応して1つずつ、合計4つが接続され、抵抗132における電圧降下を電圧−電流変換する。
アナログ−デジタル変換器であるADC134は、AMP133の出力をアナログ信号からデジタル信号へ変換して、制御部141へ出力する。このADC134を用いることで、Inner151からの光出力をモニタすることができる。
増幅器であるAMP122は、XMP211、XMN212、YMP213およびYMN214それぞれに対応して1つずつ、合計4つ設けられ、それぞれ増幅した電圧をXMP211、XMN212、YMP213およびYMN214に印加する。このAMP122は、バイアス駆動部121に含まれるものであっても良い。
DRV−IC142は、ドライバである。DRV−IC142は、制御部141に含まれていても良い。DRV−IC142は、制御部141からの指示に従って、RF101へ振幅変調を調整するための信号を送信する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the details of the bias driving unit 121, the current detection unit 131, and the control unit 141 illustrated in FIG. The current detection unit 131 includes a resistor 132, an AMP 133, and an ADC 134.
The resistors 132 are resistors having a resistance value of about 0.1 to 1Ω, and a total of four resistors are provided, one for each of XMP211, XMN212, YMP213, and YMN214.
The amplifiers AMP 133 are connected to each of the XMP 211, XMN 212, YMP 213, and YMN 214, and a total of four are connected, and the voltage drop in the resistor 132 is converted from voltage to current.
The ADC 134, which is an analog-digital converter, converts the output of the AMP 133 from an analog signal to a digital signal and outputs it to the control unit 141. By using this ADC 134, the optical output from the Inner 151 can be monitored.
A total of four amplifiers AMP122 are provided corresponding to XMP211, XMN212, YMP213, and YMN214, respectively, and the amplified voltages are applied to XMP211, XMN212, YMP213, and YMN214, respectively. This AMP 122 may be included in the bias drive unit 121.
The DRV-IC 142 is a driver. The DRV-IC 142 may be included in the control unit 141. The DRV-IC 142 transmits a signal for adjusting amplitude modulation to the RF 101 in accordance with an instruction from the control unit 141.

このように、Outer111の出力電極を用いてInner151からの光出力をモニタし、モニタした結果に基づいて、RF101における振幅の変調を制御する。そのため、RF101の電極への高周波信号印加有無によらず、各経路を通る光出力パワーに比例して動作することとなる。つまり、RF101による変調、無変調に依存せず、パワーバランスを取ることが可能となる。また、光変調装置が運用中であっても、光変調装置における他の制御に影響を及ぼすことなく、電流をモニタすることができる。これらの電流値をあらかじめ製品製造時にCalibrationしておき、この電流を維持するようにADC134で得たモニタ値を制御部141が計算して、DRV−IC142への制御信号を制御し、変調信号を大きくまたは小さくする。これにより、各Innerからの出力光パワーのバランスを取ることが可能である。さらに、X−I、X−Q、Y−I、Y−Qの出力光パワーバランスを取ることが可能となるため、I相−Q相間だけではなく、X−Y偏波間のパワーバランスも同様に容易に取ることが可能となる。
(第3の実施の形態)
In this way, the optical output from the Inner 151 is monitored using the output electrode of the Outer 111, and the modulation of the amplitude in the RF 101 is controlled based on the monitored result. Therefore, it operates in proportion to the optical output power passing through each path, regardless of whether or not a high-frequency signal is applied to the electrode of RF101. That is, it is possible to achieve power balance without depending on modulation or non-modulation by the RF 101. Further, even when the light modulation device is in operation, the current can be monitored without affecting other controls in the light modulation device. These current values are calibrated in advance at the time of product manufacture, the control unit 141 calculates the monitor value obtained by the ADC 134 so as to maintain this current, controls the control signal to the DRV-IC 142, and controls the modulation signal. Make it bigger or smaller. Thereby, it is possible to balance the output light power from each Inner. Furthermore, since it is possible to balance the output light power of XI, XQ, YI, and YQ, the power balance not only between the I phase and the Q phase but also between the XY polarized waves is the same. Can be easily taken.
(Third embodiment)

図4は、Innerの各電極の電圧の極性の相関の一例を示す図である。
図4に示すように、Innerの各電極のダイナミックレンジが負電圧から正電圧にわたるとき、一方の電極が正電圧(順バイアス)であり、他方の電圧が負電圧(逆バイアス)である領域(図4中、F/R,R/F)が生じる。ここで、一方の電極を第1電極(XIP,XQP,YIP,YQP)とし、他方の電極を第2電極(XIN,XQN,YIN,YQN)とする。なお、一方の電極を第2電極とし、他方の電極を第1電極とするものであっても良い。
このような場合であっても、第1の電極と第2の電極との相関をあらかじめ把握しておくことにより、逆バイアスの電極のモニタ結果に基づいて、準バイアスの電極のモニタ値を換算することができる。
(第4の実施の形態)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the correlation of the polarity of the voltage of each inner electrode.
As shown in FIG. 4, when the dynamic range of each inner electrode ranges from a negative voltage to a positive voltage, a region in which one electrode is a positive voltage (forward bias) and the other voltage is a negative voltage (reverse bias) ( In FIG. 4, F / R, R / F) occur. Here, one electrode is a first electrode (XIP, XQP, YIP, YQP), and the other electrode is a second electrode (XIN, XQN, YIN, YQN). One electrode may be the second electrode and the other electrode may be the first electrode.
Even in such a case, by monitoring the correlation between the first electrode and the second electrode in advance, the monitor value of the quasi-bias electrode is converted based on the monitor result of the reverse-bias electrode. can do.
(Fourth embodiment)

図5は、本発明の光変調装置の第4の実施の形態を示す図である。
本形態における光変調装置は図5に示すように、RF101と、バイアス駆動部121と、電流検知部131と、制御部141と、Inner152と、Outer112とを有している。Inner152の内部に具備された電極およびOuter112の内部に具備された電極については、第2の実施の形態におけるInner151の内部に具備された電極およびOuter111の内部に具備された電極と同じである。
FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the light modulation device of the present invention.
As shown in FIG. 5, the light modulation device in this embodiment includes an RF 101, a bias drive unit 121, a current detection unit 131, a control unit 141, an inner 152, and an outer 112. The electrode provided in the inner 152 and the electrode provided in the outer 112 are the same as the electrode provided in the inner 151 and the electrode provided in the outer 111 in the second embodiment.

図6は、図5に示した太枠線の内部の一例を示す図である。
図6に示すように、位相変調部のInner152の入力電極であるYQP207の近傍にモニタ専用電極231が設けられている。また、位相変調部のOuter112の出力電極であるYMN214の近傍にモニタ専用電極232が設けられている。同様に、他の電極(XIP201,XIN202,XQP203,XQN204,YIP205,YIN206,YQN208,XMP211,XMN212,YMP213)それぞれの近傍にもモニタ専用電極を設ける。このとき、電流検知部131は、各モニタ専用電極に流れる電流を検知する。これにより、バイアス制御電圧の影響を受けずに光パワーをモニタすることができる。
なお、I相とQ相とのそれぞれで、合波した後にモニタ専用電極を設けるものであっても良い。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the inside of the thick frame line shown in FIG.
As shown in FIG. 6, a monitor-dedicated electrode 231 is provided in the vicinity of YQP 207 which is an input electrode of Inner 152 of the phase modulation unit. In addition, a monitor-dedicated electrode 232 is provided in the vicinity of the YMN 214 that is the output electrode of the outer 112 of the phase modulation unit. Similarly, monitor dedicated electrodes are provided in the vicinity of other electrodes (XIP201, XIN202, XQP203, XQN204, YIP205, YIN206, YQN208, XMP211, XMN212, YMP213). At this time, the current detection unit 131 detects a current flowing through each monitor dedicated electrode. Thereby, the optical power can be monitored without being affected by the bias control voltage.
Note that a monitor-dedicated electrode may be provided after combining in the I phase and the Q phase.

上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
入力する光信号の振幅を変調する振幅変調部と、
前記振幅変調部が振幅を変調した光信号の位相を変調する位相変調部と、
前記位相変調部の出力電極に逆バイアス電圧を印加するバイアス駆動部と、
前記出力電極に流れる電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部が検知した電流の値に基づいて、前記光信号のI相(In Phase)−Q相(Quadrature Phase)間のパワーバランスを取るように、前記振幅変調部において変調する振幅を制御する制御部とを有する光変調装置。
(付記2)前記バイアス駆動部は、X偏波およびY偏波それぞれについて、前記位相変調部の前記I相および前記Q相それぞれの出力電極に逆バイアス電圧を印加し、
前記電流検知部は、前記X偏波および前記Y偏波それぞれについて、前記位相変調部の前記I相および前記Q相それぞれの出力電極に流れる電流を検知する、付記1に記載の光変調装置。
(付記3)前記制御部は、前記I相の出力の大きさと前記Q相の出力の大きさとが同じとなるように、前記振幅変調部において変調する振幅を制御する、付記1または付記2に記載の光変調装置。
(付記4)前記制御部は、前記I相の出力の大きさおよび前記Q相の出力の大きさが所定の値になるように、前記振幅変調部において変調する振幅を制御する、付記1または付記2に記載の光変調装置。
(付記5)前記電流検知部は、前記出力電極に接続された、所定の抵抗値を持つ抵抗器における電圧降下の値に基づいて、前記電流を検知する、付記1から4のいずれか1項に記載の光変調装置。
(付記6)前記バイアス駆動部は、電圧増幅器を用いて増幅した電圧を前記出力電極に印加する、付記1から5のいずれか1項に記載の光変調装置。
(付記7)前記位相変調部の入力電極の近傍または前記出力電極の近傍にモニタ専用電極を有し、
前記電流検知部は、前記モニタ専用電極に流れる電流を検知する、付記1から6のいずれか1項に記載の光変調装置。
(付記8)入力する光信号の振幅を変調する処理と、
前記振幅が変調された光信号の位相を変調する処理と、
前記位相を変調する回路の出力電極に逆バイアス電圧を印加する処理と、
前記出力電極に流れる電流を検知する処理と、
前記検知した電流の値に基づいて、前記光信号のI相(In Phase)−Q相(Quadrature Phase)間のパワーバランスを取るように、前記振幅を変調する回路における振幅を制御する処理とを行う光変調方法。
A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(Appendix 1)
An amplitude modulator for modulating the amplitude of the input optical signal;
A phase modulator that modulates the phase of an optical signal whose amplitude is modulated by the amplitude modulator;
A bias driver for applying a reverse bias voltage to the output electrode of the phase modulator;
A current detector for detecting a current flowing through the output electrode;
Based on the value of the current detected by the current detection unit, the amplitude modulated in the amplitude modulation unit is controlled so as to balance the power between the I phase (In Phase) and the Q phase (Quadrature Phase) of the optical signal. A light modulation device.
(Appendix 2) The bias drive unit applies a reverse bias voltage to the output electrodes of the I phase and the Q phase of the phase modulation unit for each of the X polarization and the Y polarization,
The light modulation device according to appendix 1, wherein the current detection unit detects a current flowing through each of the output electrodes of the I phase and the Q phase of the phase modulation unit for each of the X polarization and the Y polarization.
(Supplementary note 3) In the supplementary note 1 or the supplementary note 2, the control unit controls the amplitude modulated in the amplitude modulation unit so that the magnitude of the output of the I phase is the same as the magnitude of the output of the Q phase. The light modulation device described.
(Supplementary note 4) The control unit controls the amplitude to be modulated in the amplitude modulation unit so that the magnitude of the output of the I phase and the magnitude of the output of the Q phase have predetermined values. The light modulation device according to attachment 2.
(Additional remark 5) The said electric current detection part detects any said electric current based on the value of the voltage drop in the resistor with a predetermined resistance value connected to the said output electrode, Any one of Additional remark 1 to 4 The light modulation device according to 1.
(Supplementary note 6) The light modulation device according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein the bias driving unit applies a voltage amplified by a voltage amplifier to the output electrode.
(Supplementary note 7) A monitor-dedicated electrode is provided near the input electrode or the output electrode of the phase modulation unit,
The light modulation device according to any one of appendices 1 to 6, wherein the current detection unit detects a current flowing through the monitor-dedicated electrode.
(Appendix 8) A process for modulating the amplitude of an input optical signal;
Processing to modulate the phase of the optical signal whose amplitude is modulated;
Applying a reverse bias voltage to the output electrode of the circuit that modulates the phase;
A process of detecting a current flowing through the output electrode;
A process for controlling the amplitude in the circuit for modulating the amplitude so as to balance the power between the I phase (In Phase) and the Q phase (Quadrature Phase) of the optical signal based on the detected current value; The light modulation method to be performed.

100 振幅変調部
101 RF
110 位相変調部
111,112 Outer
120,121 バイアス駆動部
122,133 AMP
130,131 電流検知部
132 抵抗
134 ADC
140,141 制御部
142 DRV−IC
151,152 Inner
201 XIP
202 XIN
203 XQP
204 XQN
205 YIP
206 YIN
207 YQP
208 YQN
211 XMP
212 XMN
213 YMP
214 YMN
221 π/2位相シフタ
231,232 モニタ専用端子
100 Amplitude modulation unit 101 RF
110 Phase modulator 111, 112 Outer
120, 121 Bias driver 122, 133 AMP
130, 131 Current detection unit 132 Resistance 134 ADC
140,141 Control unit 142 DRV-IC
151,152 Inner
201 XIP
202 XIN
203 XQP
204 XQN
205 YIP
206 YIN
207 YQP
208 YQN
211 XMP
212 XMN
213 YMP
214 YMN
221 π / 2 phase shifter 231 and 232 Monitor dedicated terminal

Claims (8)

入力する光信号の振幅を変調する振幅変調部と、
前記振幅変調部が振幅を変調した光信号の位相を変調する位相変調部と、
前記位相変調部の出力電極に逆バイアス電圧を印加するバイアス駆動部と、
前記出力電極に流れる電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部が検知した電流の値に基づいて、前記光信号のI相(In Phase)−Q相(Quadrature Phase)間のパワーバランスを取るように、前記振幅変調部において変調する振幅を制御する制御部とを有する光変調装置。
An amplitude modulator for modulating the amplitude of the input optical signal;
A phase modulator that modulates the phase of an optical signal whose amplitude is modulated by the amplitude modulator;
A bias driver for applying a reverse bias voltage to the output electrode of the phase modulator;
A current detector for detecting a current flowing through the output electrode;
Based on the value of the current detected by the current detection unit, the amplitude modulated in the amplitude modulation unit is controlled so as to balance the power between the I phase (In Phase) and the Q phase (Quadrature Phase) of the optical signal. A light modulation device.
請求項1に記載の光変調装置において、
前記バイアス駆動部は、X偏波およびY偏波それぞれについて、前記位相変調部の前記I相および前記Q相それぞれの出力電極に逆バイアス電圧を印加し、
前記電流検知部は、前記X偏波および前記Y偏波それぞれについて、前記位相変調部の前記I相および前記Q相それぞれの出力電極に流れる電流を検知する光変調装置。
The light modulation device according to claim 1,
The bias drive unit applies a reverse bias voltage to the output electrodes of the I phase and the Q phase of the phase modulation unit for each of the X polarization and the Y polarization,
The current detection unit is an optical modulation device that detects a current flowing through each of the output electrodes of the I phase and the Q phase of the phase modulation unit for each of the X polarization and the Y polarization.
請求項1または請求項2に記載の光変調装置において、
前記制御部は、前記I相の出力の大きさと前記Q相の出力の大きさとが同じとなるように、前記振幅変調部において変調する振幅を制御する光変調装置。
The light modulation device according to claim 1 or 2,
The control unit is an optical modulation device that controls the amplitude modulated in the amplitude modulation unit so that the magnitude of the output of the I phase is the same as the magnitude of the output of the Q phase.
請求項1または請求項2に記載の光変調装置において、
前記制御部は、前記I相の出力の大きさおよび前記Q相の出力の大きさが所定の値になるように、前記振幅変調部において変調する振幅を制御する光変調装置。
The light modulation device according to claim 1 or 2,
The control unit is an optical modulation device that controls an amplitude modulated in the amplitude modulation unit so that a magnitude of the output of the I phase and a magnitude of the output of the Q phase become predetermined values.
請求項1から4のいずれか1項に記載の光変調装置において、
前記電流検知部は、前記出力電極に接続された、所定の抵抗値を持つ抵抗器における電圧降下の値に基づいて、前記電流を検知する光変調装置。
In the light modulation device according to any one of claims 1 to 4,
The said current detection part is a light modulation apparatus which detects the said electric current based on the value of the voltage drop in the resistor with a predetermined resistance value connected to the said output electrode.
請求項1から5のいずれか1項に記載の光変調装置において、
前記バイアス駆動部は、電圧増幅器を用いて増幅した電圧を前記出力電極に印加する光変調装置。
The light modulation device according to any one of claims 1 to 5,
The bias driving unit is an optical modulation device that applies a voltage amplified using a voltage amplifier to the output electrode.
請求項1から6のいずれか1項に記載の光変調装置において、
前記位相変調部の入力電極の近傍または前記出力電極の近傍にモニタ専用電極を有し、
前記電流検知部は、前記モニタ専用電極に流れる電流を検知する光変調装置。
The light modulation device according to any one of claims 1 to 6,
In the vicinity of the input electrode of the phase modulation unit or in the vicinity of the output electrode, a monitor dedicated electrode,
The current detection unit is a light modulation device that detects a current flowing through the monitor-dedicated electrode.
入力する光信号の振幅を変調する処理と、
前記振幅が変調された光信号の位相を変調する処理と、
前記位相を変調する回路の出力電極に逆バイアス電圧を印加する処理と、
前記出力電極に流れる電流を検知する処理と、
前記検知した電流の値に基づいて、前記光信号のI相(In Phase)−Q相(Quadrature Phase)間のパワーバランスを取るように、前記振幅を変調する回路における振幅を制御する処理とを行う光変調方法。
Processing to modulate the amplitude of the input optical signal;
Processing to modulate the phase of the optical signal whose amplitude is modulated;
Applying a reverse bias voltage to the output electrode of the circuit that modulates the phase;
A process of detecting a current flowing through the output electrode;
A process for controlling the amplitude in the circuit for modulating the amplitude so as to balance the power between the I phase (In Phase) and the Q phase (Quadrature Phase) of the optical signal based on the detected current value; The light modulation method to be performed.
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