JP7335528B2 - バイアス電圧調整装置、及びｉｑ光変調システム - Google Patents

Description

本発明は、光位相変調器のバイアス電圧を調整するバイアス電圧調整装置、及びＩＱ光変調システムに関する。

光伝送システムに用いる伝送符号として、低いシンボルレートで大容量の光信号を送信可能なＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)の伝送符号が知られている。図６は、ＩＱ光変調器１を用いて多値ＱＡＭの光信号を生成するための典型的な構成例を示す図である。以下の説明では、１６値ＱＡＭをはじめとするｎ２値のＱＡＭ（ここで、ｎは、正の整数）に限定した説明を行うが、８値、３２値を含む、全ての多値ＱＡＭにおいて、同様の課題や問題が存在する。図６において、実線で示した符号２００～２０９の接続線は、光導波路である。

ＩＱ光変調器１は、Ｉ(In-Phase)成分用の光変調部１０－ｉと、Ｑ（Quadrature）成分用の光変調部１０－ｑと、光位相シフタ４０とを備えている。光変調部１０－ｉ，１０－ｑは、例えばＭＺＩ（Mach-Zehnder Interferometer：マッハツェンダ干渉計）型の光変調器である。

光変調部１０－ｉに対して、駆動アンプ３－ｉが、ｎ値のデータ信号に対応する正相（Ｄａｔａ１）、及び逆相（￣Ｄａｔａ１）の電気の駆動信号に応じた電圧を印加する。光変調部１０－ｑに対して、駆動アンプ３－ｑが、ｎ値のデータ信号に対応する正相（Ｄａｔａ２）、及び逆相（￣Ｄａｔａ２）の電気の駆動信号に応じた電圧を印加する。これにより、ＩＱ光変調器１は、Ｄａｔａ１、￣Ｄａｔａ１、及びＤａｔａ２、￣Ｄａｔａ２のロジックに対応して、外部から与えられる入力光の位相、及び強度を変調させることができる。ここで、入力光は、ＣＷ(Continuous Wave)光である。なお、図６及び他の図においては、Ｄａｔａ１，Ｄａｔａ２の文字の上にライン（￣）を示すことで、逆相の信号を表すものとする。

また、光変調部１０－ｉ，１０－ｑの各々に対して、バイアス電源４－ｉ，４－ｑが正負のバイアス電圧、±Ｖ_{ｂｉａｓ１}，±Ｖ_{ｂｉａｓ２}（以下、Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ ２}を「データバイアス電圧」という。）を印加することにより、光導波路２０２，２０３，２０６，２０７の各々を伝搬する変調光に対して、±ｊθ_１，±ｊθ_２，の光位相シフトを更に追加する。

理想的なＩＱ光変調器では、バイアス電源４－ｉのデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}は、光変調部１０－ｉが、ヌル点にバイアスされるように選ばれる。同様に、バイアス電源４－ｑのデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}は、光変調部１０－ｑが、ヌル点にバイアスされるように選ばれる。ここで、光変調部１０－ｉ，１０－ｑの各々をヌル点にバイアスするとは、駆動アンプ３－ｉ，３－ｑの各々が生成する正相と逆相の駆動信号の差動電圧が０Ｖの瞬間において、あるいは駆動アンプが停止している状態において、光変調部１０－ｉ，１０－ｑが出力する光が消光する状態にすることである。

光位相シフタ４０は、バイアス電源５から印加されるバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}（以下、Ｖ_{ｂｉａｓ３}を「直交バイアス電圧」という。）により光導波路２０８を伝搬する変調光に対して光位相変化を与える。光導波路２０８を伝搬する変調光と光導波路２０４を伝搬する変調光は、光位相シフタ４０によってθ_３の光位相差が加えられた上で、光結合部５３により合波される。θ_３は通常、＋π／２、または、－π／２にする。これはキャリア波長、すなわちＩＱ光変調器１の入力光の波長の１／４の位相変化を与えることに相当する。これにより、光導波路２０４を伝搬してきた変調光の光電界（本願ではＥ_Ｉと表記する）に対して、光位相シフタ４を通過してきた変調光の光電界（本願ではＥ_Qと表記する）が直交する状態となり最良のコンスタレーションを持つ光ＱＡＭ信号が得られることになる。

データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}、及び直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の最適値は、温度、及び入力光の波長に依存し、また、ＩＱ光変調器１に加わる応力によっても変化する。そのため、ＩＱ光変調器１によって生成された変調光をモニタすることにより、光変調部１０－ｉ，１０－ｑ、及び光位相シフタ４０に対するバイアス電圧Ｖ_{ｂ ｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}、Ｖ_{ｂｉａｓ３}が最適であるか否かを判定し、バイアス電圧が最適でない場合、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，５に対してフィードバック制御を行う必要がある。

例えば、図７は、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，５に対してフィードバック制御を行うバイアス電圧調整装置１００を備える構成の一例を示す図である。なお、図７において、図６と同一の構成については、同一の符号を付している。図７において、光結合部５３は、例えば、光カプラである。バイアス電圧調整装置１００は、バイアス電圧調整部１０１を備える。

ＩＱ光変調器１ａに内蔵される変調光モニタ部９０は、光結合部５３から漏れ出す変調光３００を受光する。ここで、変調光３００は、光変調部１０－ｉによって変調された光と、光変調部１０－qによって変調され、光位相シフタ４０によって位相が変えられた光とが合波された変調光である。変調光モニタ部９０は、検出した変調光３００の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号をバイアス電圧調整部１０１に出力する。

ここで光結合部５３から漏れ出す変調光３００の光パワーについて説明を行う。簡単のため、光結合部５３に入力される２つの光が共にＣＷ光であった場合を考える。θ₃が０ならばこれら２つのＣＷ光の干渉効率は最大となり、光導波路２０９からみた光パワーは最大となる。しかしながらθ₃はπ／２に設定されているから、光結合部５３に入力される２つの光の干渉効率は半減し、光導波路２０９からみた光パワーも半減する。エネルギー保存則により、残りの半分は光導波路２０９の外部に漏れ出す。従って変調光モニタ部９０が受光する光パワーは、結合損失等を無視するならば、光導波路２０９で観測される光と等量であるということになる。

バイアス電圧調整部１０１は、変調光モニタ部９０が出力する電気信号に基づいて、バイアスコンディションを判定する。バイアス電圧調整部１０１は、判定したバイアスコンディションに基づいて、いずれかのバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}，Ｖ_{ｂｉａ ｓ３}を変化させる必要がある場合、対応するバイアス電源４－ｉ，４－ｑ，５に対してフィードバック制御を行う。これにより、全てのバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}，Ｖ_{ｂｉａｓ３}が最適の状態に維持されることになる。

図８は、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，５に対してフィードバック制御を行う他の構成例を示す図である。なお、図８において、図６及び図７と同一の構成については、同一の符号を付している。図８において、光結合部５３ａは、例えば、光合分波器である。光結合部５３ａの２つの入力ポートには、それぞれ光導波路２０４と光導波路２０８とが接続されており、２つの出力ポートには、それぞれ光導波路２０９と光導波路２１０とが接続されている。光合分波器である光結合部５３ａの分岐比が１：１であるならば、先の漏れ光とほぼ同様の議論が成り立ち、光導波路２０９で観測される光パワーと光導波路２１０で観測される光パワーとは同一になる。

ＩＱ光変調器１ｂに内蔵される変調光モニタ部９１は、光導波路２１０に接続されており、光導波路２１０を通じて光結合部５３ａが出力する光信号の光を検出する。変調光モニタ部９１が検出する光は、上記した変調光３００と同じく光変調部１０－ｉによって変調され光結合部５３ａへ入力された光と、光変調部１０－qによって変調され、光位相シフタ４０によって位相が変えられたのちに光結合部５３ａへ入力された光とを合波して得られた変調光である。

変調光モニタ部９１は、受光した変調光の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号をバイアス電圧調整部１０１に出力する。バイアス電圧調整部１０１は、変調光モニタ部９１が出力する電気信号に基づいて、バイアスコンディションを判定し、図７の構成と同様にバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}，Ｖ_{ｂｉａｓ３}の調整を行う。

H. Kawakami et al., "Auto bias control and bias hold circuit for IQ-modulator in flexible optical QAM transmitter with Nyquist filtering," Opt. Express, vol. 22, pp.28163-28168, November 2014. H. Kawakami et al., "Auto bias Technique for Optical 16 QAM Transmitter with Asymmetric Bias Dithering," Opt. Express 19(26), B308-B312 (2011).

図７及び図８に示したバイアス電圧のフィードバック制御の構成には、共通する課題がある。すなわち、光導波路２０９を伝搬する変調光と、変調光モニタ部９０または変調光モニタ部９１へ入力される変調光は、どちらも多値ＱＡＭである。しかし、それらのコンスタレーションは同一ではなく、Ｅ_Ｉに対するＥ_Ｑの光位相差が１８０°異なっている。この差異は、導波路を伝搬する光と導波路から漏れる光とにおける干渉条件の違い、あるいは２対２光カプラの出力における２つの出力ポートの反対称性に由来するものであるが、この違いのために、条件によってはバイアス電圧の調整において誤差が生じ得るという課題である。

この課題の具体例について図９を参照して説明する。図９は、図７及び図８に示した構成において、ｎ＝４の場合、すなわち１６値ＱＡＭ信号を生成するシミュレーションを行った場合のコンスタレーションを示す図である。

４行あるうちの上２行の（ａ）から（ｆ）は、ＩＱ光変調器１ａ，１ｂを理想的なＩＱ光変調器とした場合に得られるコンスタレーションである。

（ａ）から（ｃ）は光導波路２０９において観測される変調光のコンスタレーション（以下「光導波路２０９のコンスタレーション」という。）である。これに対して、（ｄ）から（ｆ）は変調光モニタ部９０，９１に入力される変調光のコンスタレーション（以下「変調光モニタ部９０，９１のコンスタレーション」という。）である。光導波路２０９のコンスタレーションと、変調光モニタ部９０，９１のコンスタレーションとは、Ｅ_ＩとＥ_Ｑの角度（光位相差）が１８０°異なっており、このため（ａ）と（ｄ）、（ｂ）と（ｅ）、（ｃ）と（ｆ）とはそれぞれ位相共役の関係にある。

中央列の（ｂ）、（ｅ）は、Ｖ_{ｂｉａｓ１}を含む全バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉ ａｓ２}，Ｖ_{ｂｉａｓ３}が最適な状態の場合のコンスタレーションである。これに対して、左列の（ａ）、（ｄ）は、Ｖ_{ｂｉａｓ１}が最適値より小さい場合のコンスタレーションであり、右列の（ｃ）、（ｆ）は、Ｖ_{ｂｉａｓ１}が最適値より大きい場合のコンスタレーションである。理想的なＩＱ光変調器１ａ，１ｂでは、同一のＶ_{ｂｉａｓ１}における変調光モニタ部９０，９１のコンスタレーションと光導波路２０９のコンスタレーションとを比較するとコンスタレーションの外形は変わらない。最良のコンスタレーションの状態では、コンスタレーションに含まれる各シンボルが原点に対して対称に配置されるが、その状態は、中央列（ｂ）、（ｅ）で得られる。

これまで説明した理想的なＩＱ光変調器では、光変調部１０－ｉ，１０－ｑの消光比は無限である。これに対して、現実のＩＱ光変調器では、光変調部１０－ｉ，１０－ｑの消光比は有限である。そのため、現実の光変調部１０－ｉ，１０－ｑでは、駆動信号が印加されていない状態であっても光を完全に消光することができず、光変調部１０－ｉ，あるいは光変調部１０－ｑから漏れ出す光がコンスタレーションを歪ませる場合がある。

光変調部１０－ｑの消光比が劣化している場合にＩＱ光変調器１，１ａで得られるコンスタレーションを、図９の下２行の（ｇ）から（ｌ）に示す。（ｇ）から（ｌ）は、ＩＱ光変調器１ａ，１ｂの光変調部１０－ｑの２つのアーム、すなわち光導波路２０６，２０７の光損失に差があり、消光比が劣化した場合を想定している。この場合、バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}をどのように調整してもＥ_Ｑが０にならない。そのため、結果としてコンスタレーションが歪むことになるが、その歪み方が、光導波路２０９のコンスタレーションと、変調光モニタ部９０，９１のコンスタレーションでは異なる歪み方になる。光導波路２０９における最良のコンスタレーションの状態は、（ｇ）の場合、すなわち（ｂ）、（ｅ）に比べバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}を減少させた場合に得られることになる。これに対して、変調光モニタ部９０，９１、の入力における最良のコンスタレーションの状態は、（ｌ）の場合、すなわち（ｂ）、（ｅ）に比べバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}を増加させた場合に得られることになる。

したがって、図７及び図８の構成例において、変調光モニタ部９０，９１が検出する光を参照してバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}を調整すると、光導波路２０９から伝送路へ出力される光ＱＡＭ信号の信号品質が劣化してしまうことになる。図９では、ＩＱ光変調器１ａ，１ｂのＱ成分用の光変調部１０－ｑの消光比が劣化している場合の例を示したが、ＩＱ光変調器１ａ，１ｂのＩ成分用の光変調部１０－ｉの消光比が劣化している場合にも同様の歪みが生じ、変調光モニタ部９０，９１が検出する光を参照してバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａ ｓ２}を調整すると、光導波路２０９から伝送路へ出力される光ＱＡＭ信号の信号品質が劣化してしまう。

上記の信号品質劣化の課題については、例えば、図１０に示すバイアス電圧調整装置１００ｂを備える構成によって解決することが可能である。なお、図１０において、図６～図８と同一の構成については、同一の符号を付している。

図１０に示す構成では、ＩＱ光変調器１の外部において光タップ５５を用いて、光導波路２０９を伝搬する光信号の一部を光導波路２１１に分岐する。変調光モニタ部９２は、光タップ５５に分岐されて光導波路２１１を伝搬する光信号の光を受光する。変調光モニタ部９２は、受光した光の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号をバイアス電圧調整部１０１に出力する。

Ｅ_ＩとＥ_Ｑの合波は光結合部５３において既になされているため、光タップ５５の入力ポートでは、Ｅ_ＩとＥ_Ｑの位相差は一意に定まっている。そのため、光導波路２０９を伝播する光ＱＡＭ信号のコンスタレーションと、光導波路２１１を伝搬する光ＱＡＭ信号のコンスタレーションとはが同一になる。そのため、上述した変調光モニタ部９０，９１を用いてＶ_{ｂｉａｓ１}、Ｖ_{ｂｉａｓ２}を調整すると、光導波路２０９を伝搬する光ＱＡＭ信号の信号品質が劣化してしまうという課題を解決することが可能になる。

しかしながら、図１０に示す構成では、光タップ５５の分岐比が問題になる。光伝送路を伝搬した後の光信号の信号品質を維持するためには、光導波路２０９を伝搬する光ＱＡＭ信号の光強度を大きくすることが望ましい。そのため、光タップ５５の分岐比は光導波路２１１に分岐される光信号の光強度が小さくなるように設定必要がある。

そうすると、変調光モニタ部９２が受光する変調光の光強度が小さくなり、変調光モニタ部９２が変調光を変換して生成する電気信号のＳＮ（Signal-to-Noize）比が劣化する。その結果、バイアス電圧調整部１０１が行うバイアスコンディションの判定に誤差が生じやすくなる。誤差は特にＶ_{ｂｉａｓ３}のバイアスコンディションの判定において顕著となりやすい。以下、その理由を説明する。

一般に、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}、Ｖ_{ｂｉａｓ２}、が最適値からずれると、ＩＱ光変調器１から出力される変調光の平均強度は大きく変化する。これに対して、光位相シフタ４０に印加される直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}は、最適値からずれてもＩＱ光変調器１から出力される変調光の平均強度に影響を及ぼさない。このため、直交バイアスのモニタリング時には非対称バイアスディザリングなどの技術を併用する必要があり、変調光モニタ部９２にはデータバイアスのモニタ時に比べて高い感度が要求される（例えば、非特許文献１及び非特許文献２「第３章～第４章」参照）。

したがって、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}のバイアスコンディションを判定するためには、変調光モニタ部９２へ入力される変調光の強度を高くとり、バイアス電圧調整部１０１で処理する電気信号のＳＮ比を高くすることが望ましい。しかし、ＳＮ比を高めるためには、光タップ５５が光導波路２１１に対して分岐する光信号の光強度を大きくする必要がある。そうすると、光導波路２０９を伝搬する光ＱＡＭ信号の光強度が小さくなり、前述したように、光伝送路を伝搬した後の光信号の信号品質の維持が難しくなる。

上記事情に鑑み、本発明は、光伝送路に出力する光ＱＡＭ光信号の光強度の損失を最低限度に押さえ、伝送後の光ＱＡＭ信号の信号品質を損なうことなくバイアス電圧の調整を精度よく行うことができる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、Ｉ成分用のデータ信号に基づき光電界ＥＩを生成するＩ成分用の光変調部と、Ｑ成分用のデータ信号に基づき光電界ＥＱを生成するＱ成分用の光変調部と、前記光電界ＥＩおよび前記光電界ＥＱの光位相差を調整する光位相シフタとを備えるＩＱ光変調器から出力される光ＱＡＭ信号の信号品質を最適に保つための複数のバイアス電圧を調整するバイアス電圧調整装置であって、前記バイアス電圧調整装置は前記Ｉ成分用の光変調部に印加する第1のデータバイアス電圧を生成する第１のバイアス電源と、前記Ｑ成分用の光変調部に印加する第２のデータバイアス電圧を生成する第２のバイアス電源と、前記光位相シフタに印加する直交バイアス電圧を生成する第３のバイアス電源とを有し、前記ＩＱ光変調器によって生成された第１の光ＱＡＭ信号に基づき前記第１及び第２のデータバイアス電圧が最適か否かを判定し、前記第１のバイアス電源と前記第２のバイアス電源に各々フィードバック制御を行うデータバイアス電圧調整部と、前記ＩＱ光変調器によって生成された第２の光ＱＡＭ信号に基づき、前記直交バイアス電圧が最適か否かを判定し、前記第３のバイアス電源にフィードバック制御を行う直交バイアス電圧調整部とを有し、前記第１の光ＱＡＭ信号と前記第２の光ＱＡＭ信号とは前記ＩＱ光変調器により生成されるが前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱの光位相差がπだけ異なることを特徴とするバイアス電圧調整装置である。

本発明の一態様は、上記のバイアス電圧調整装置であって、前記直交バイアス電圧調整部は、前記第２の光ＱＡＭ信号の持つ前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱとの光位相が直交に近づくようフィードバック制御を行い、前記データバイアス電圧調整部は、前記第１の光ＱＡＭ信号のコンスタレーションの各シンボルが原点に対して出来るだけ対称的に配置されるようにフィードバック制御を行う。

本発明の一態様は、上記のバイアス電圧調整装置であって、前記直交バイアス電圧調整部は、前記第２の光ＱＡＭ信号の持つ前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱとの光位相が直交に近づくようフィードバック制御を行い、前記データバイアス電圧調整部は、前記Ｉ成分用の光変調部と、前記Ｑ成分用の光変調部とがヌル点バイアスされるようにフィードバック制御を行う。

本発明の一態様は、入力光を第１入力光及び第２入力光に分割する光分割部と、Ｉ成分用のデータ信号に基づいて駆動され、前記第１入力光を変調して光電界ＥＩを生成するＩ成分用の光変調部と、Ｑ成分用のデータ信号に基づいて駆動され、前記第２入力光を変調して光電界ＥＱを生成するＱ成分用の光変調部と、前記光電界ＥＩと、前記光電界ＥＱとの光位相差を調整する光位相シフタと、前記光位相シフタにより位相差が調整された前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱとを合波して光ＱＡＭ信号を生成し、生成した前記光ＱＡＭ信号を出力ポートから出力する光結合部と、外部に前記光ＱＡＭ信号を出力する出力側光導波路と、を有し、駆動がなされなかった状態における光電界ＥＩの光強度が予め定められた値になるよう調整するために前記Ｉ成分用の光変調部に印加する第１のデータバイアス電圧を生成する第１のバイアス電源と、駆動がなされなかった状態における光電界ＥＱの光強度が予め定められた値になるよう調整するために前記Ｑ成分用の光変調部に印加する第２のデータバイアス電圧を生成する第２のバイアス電源と、前記光位相シフタによって生じる光位相差を調整するために前記光位相シフタに印加する直交バイアス電圧を生成する第３のバイアス電源と、前記第１及び第２のバイアス電源から出力される第１および第２のデータバイアス電圧の値を制御するデータバイアス電圧調整部と、前記第３のバイアス電源から出力される直交バイアス電圧の値を制御する直交バイアス電圧調整部と、前記出力側光導波路を伝搬する前記光ＱＡＭ信号を光分岐部により分岐することにより得られる第１の光ＱＡＭ信号をモニタする第１の変調光モニタ部と、前記光結合部から漏れた光信号、又は、前記光結合部に設けられた他の出力ポートから出力される光信号であるところの第２の光ＱＡＭ信号をモニタする第２の変調光モニタ部と、を有し、前記データバイアス電圧調整部は前記第１の変調光モニタ部のモニタ結果に基づいて前記第１及び第２のバイアス電源にフィードバック制御を行い、前記直交バイアス電圧調整部は前記第２の変調光モニタ部のモニタ結果に基づいて前記第３のバイアス電源にフィードバック制御を行うことにより前記第１の光ＱＡＭ信号の信号品質を最適に保つこと特徴とするＩＱ光変調システムである。

本発明の一態様は、上記のＩＱ光変調システムであって、前記データバイアス電圧調整部は、駆動がなされなかった状態における前記光電界ＥＩおよび前記光電界ＥＱの両者の光強度を０とするか、あるいは、前記第１の光ＱＡＭ信号のコンスタレーションの各シンボルが原点に対して出来るだけ対称的に配置されるように前記第１のバイアス電源および前記第２のバイアス電源をフィードバック制御する。

本発明の一態様は、上記のＩＱ光変調システムであって、前記入力光をＸ偏波とＹ偏波に分離する偏波分離部と、前記偏波分離部が分離したＸ偏波とＹ偏波の前記入力光の各々を取り込む２つのＩＱ光変調器であって、各々が少なくとも前記光分割部と、前記Ｉ成分用の光変調部と、前記Ｑ成分用の光変調部と、前記光位相シフタと、前記光結合部とを備えるＩＱ光変調器と、２つの前記ＩＱ光変調器の各々が出力するＸ偏波の前記光ＱＡＭ信号及びＹ偏波の前記光ＱＡＭ信号を偏波多重する偏波多重部と、を備え、前記光分岐部は、前記出力側光導波路を伝搬する偏波多重された光ＱＡＭ信号を分岐し、前記第１の変調光モニタ部は、前記光分岐部が分岐することにより得られる光ＱＡＭ信号をモニタし、前記データバイアス電圧調整部は、前記第１の変調光モニタ部のモニタ結果に基づいて２つの前記第１のバイアス電源の各々と、２つの前記第２のバイアス電源の各々にフィードバック制御を行う。

本発明の一態様は、上記のＩＱ光変調システムであって、前記光分岐部の分岐比は前記第１の変調光モニタ部に向けて出力される光強度が小さくなるよう設定され、かつ光強度の比で表した分岐比がＡ：Ｂである場合、Ａ／Ｂが１０以上である。

本発明により、光伝送路に出力する光ＱＡＭ光信号の光強度の損失を最低限度に押さえ、伝送後の光ＱＡＭ信号の信号品質を損なうことなく全てのバイアス電圧の調整を精度よく行うことができる。

第１の実施形態のＩＱ光変調システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のＩＱ光変調システムの直交バイアス電圧の調整の処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態のＩＱ光変調システムのデータバイアス電圧の調整の処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態のＩＱ光変調システムの構成を示すブロック図である。 第３の実施形態のＩＱ光変調システムの構成を示すブロック図である。 ＩＱ光変調を行う典型的な構成例を示すブロック図である。 フィードバックによりバイアス電圧の調整を行う構成例（その１）を示すブロック図である。 フィードバックによりバイアス電圧の調整を行う構成例（その２）を示すブロック図である。 理想的なＩＱ光変調器と現実のＩＱ光変調器のコンスタレーションを示す図である。 フィードバックによりバイアス電圧の調整を行う構成例（その３）を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態のＩＱ光変調システムＳの構成を示すブロック図である。なお、図１において、上記で参照した図６～図８、及び図１０に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付しており、図６～図８、及び図１０において示した構成を含めて、あらためて、ＩＱ光変調システムＳの構成について説明する。なお、図１において、実線で示した符号２００～２０９の接続線は、光導波路である。

ＩＱ光変調システムＳは、ＩＱ光変調器１ａ、駆動アンプ３－ｉ，３－ｑ、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，５、光タップ５５、変調光モニタ部９２、及びバイアス電圧調整装置２を備える。ＩＱ光変調システムＳは、例えば、光送信装置に備えられる構成であり、光導波路２０９は、例えば、光伝送路に接続される。以下、光導波路２０９を出力側光導波路２０９ともいう。

駆動アンプ３－ｉ，３－ｑの各々は、ｎ値のデータ信号を取り込む。ここで、ｎ値のデータ信号とは、例えば、ｎ値のＮＲＺ（Non Return-to-Zero）信号である。駆動アンプ３－ｉは、取り込んだｎ値のデータ信号を正相と逆相の２種類に増幅し、正相のＤａｔａ１、及び逆相の￣Ｄａｔａ１の電気の駆動信号を生成して出力する。同様に、駆動アンプ３－ｑは、取り込んだｎ値のデータ信号を正相と逆相の２種類に増幅し、正相のＤａｔａ２、及び逆相の￣Ｄａｔａ２の電気の駆動信号を生成して出力する。

バイアス電源４－ｉは、バイアス電圧調整装置２から与えられるバイアス電圧調整信号に対応する正負のデータバイアス電圧、すなわちＶ_{ｂｉａｓ１}と－Ｖ_{ｂｉａｓ１}を供給する。ここでＶ_{ｂｉａｓ１}は正または負の値をとる。同様に、バイアス電源４－ｑは、バイアス電圧調整装置２から与えられるバイアス電圧調整信号に対応する正負のデータバイアス電圧、すなわちＶ_{ｂｉａｓ２}と－Ｖ_{ｂｉａｓ２}を供給する。ここでＶ_{ｂｉａｓ2}もまた正または負の値をとる。バイアス電源５は、バイアス電圧調整装置２から与えられるバイアス電圧調整信号に対応する直交バイアス電圧、すなわちＶ_{ｂｉａｓ３}を供給する。

本実施形態においてＩＱ光変調器１ａは、２つのｎ値データ信号に基づいて、外部から与えられる入力光に対して変調を行い、ｎ^２値の光ＱＡＭ信号を生成する。ここで、入力光は、ＣＷ光である。すなわちＩＱ光変調器１は、Ｄａｔａ１、￣Ｄａｔａ１、及びＤａｔａ２、￣Ｄａｔａ２のロジックに対応して、入力光の位相、及び強度を相対的に変化させてｎ^２値の光ＱＡＭ信号を生成する。ここで、ｎは、正の整数であり、例えば、ｎ＝２の場合には、４値のＱＡＭ、すなわちＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）となる。なお、本実施形態のＩＱ光変調器１ａは、４値、８値、１６値、３２値のＱＡＭを含む、全ての多値ＱＡＭを生成することが可能である。

ＩＱ光変調器１ａは、光変調部１０－ｉ，１０－ｑ、駆動信号用電極１３－ｉ，１３－ｑ、データバイアス電極１４－ｉ，１４－ｑ、直交バイアス電極１５、光位相シフタ４０、光分割部５０、光結合部５３、及び変調光モニタ部９０を備える。

駆動信号用電極１３－ｉ，１３－ｑは、各々に駆動アンプ３－ｉ，３－ｑが接続されており、駆動アンプ３－ｉ，３－ｑの各々が出力するＤａｔａ１、及び￣Ｄａｔａ１の駆動信号、並びにＤａｔａ２、及び￣Ｄａｔａ２の駆動信号を取り込む。データバイアス電極１４－ｉ，１４－ｑは、各々にバイアス電源４－ｉ，４－ｑが接続されており、バイアス電源４－ｉ，４－ｑの各々が供給するデータバイアス電圧、すなわち±Ｖ_{ｂｉａｓ１}、±Ｖ_{ｂｉａｓ２}を取り込む。直交バイアス電極１５には、バイアス電源５が接続されており、直交バイアス電極１５は、バイアス電源５が供給する直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}を取り込む。

光分割部５０は、例えば、光カプラであり、入力ポートに光導波路２００（以下、光導波路２００を「入力側光導波路２００」という。）が接続されており、２つの出力ポートに光導波路２０１，２０５が接続されている。光分割部５０は、入力側光導波路２００を通じて外部から与えられる入力光を２つに分割、すなわち分波し、分割した一方の入力光を光導波路２０１に出力し、分割した他方の入力光を光導波路２０５に出力する。

Ｉ成分用の光変調部１０－ｉは、光分割部５１－ｉ、光結合部５２－ｉ、光変調器１１－ｉ、光位相変更部１２－ｉ、及び２つのアーム、すなわち光導波路２０２，２０３を備える。光分割部５１－ｉは、例えば、光カプラであり、入力ポートに光導波路２０１が接続され、２つの出力ポートに光導波路２０２，２０３が接続される。光分割部５１－ｉは、光導波路２０１から取り込んだ入力光を分割、すなわち分波し、分割した入力光を光導波路２０２，２０３に出力する。

光変調器１１－ｉは、駆動信号用電極１３－ｉに接続されている。光変調器１１－ｉは、光導波路２０２，２０３の各々に対して、駆動信号用電極１３－ｉが取り込んだＤａｔａ１、及び￣Ｄａｔａ１の駆動信号の各々に応じた電圧を印加する。これにより、光導波路２０２を伝搬する入力光に対して、印加された電圧に応じた＋ｊφ_１の位相変化が生じ、光導波路２０３を伝搬する入力光に対して、印加された電圧に応じた－ｊφ_１の位相変化が生じて変調光が生成される。ここでφ₁はＤａｔａ１の値に応じて、正負の値をとる。

光位相変更部１２－ｉは、データバイアス電極１４－ｉに接続されている。光位相変更部１２－ｉは、光導波路２０２，２０３の各々に対して、データバイアス電極１４－ｉに供給されているデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，－Ｖ_{ｂｉａｓ１}の電圧の各々を印加する。これにより、光導波路２０２を伝搬する光信号に対して、印加されたデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}に応じた＋ｊθ_１の位相変化が生じ、光導波路２０３を伝搬する変調光に対して、印加されたデータバイアス電圧－Ｖ_{ｂｉａｓ１}に応じた－ｊθ_１の位相変化が生じる。ここでθ₁はＶ_{ｂｉａｓ１}の値に応じて、正負の値をとる。

光結合部５２－ｉは、例えば、光カプラであり、２つの入力ポートに光導波路２０２，２０３が接続され、出力ポートに光導波路２０４が接続される。光結合部５２－ｉは、光導波路２０２，２０３を伝搬する変調光を合波して光導波路２０４に出力する。

Ｑ成分用の光変調部１０－ｑは、光分割部５１－ｑ、光結合部５２－ｑ、光変調器１１－ｑ、光位相変更部１２－ｑ、及び２つのアーム、すなわち光導波路２０６，２０７を備える。光分割部５１－ｑは、例えば、光カプラであり、入力ポートに光導波路２０５が接続され、２つの出力ポートに光導波路２０６，２０７が接続され、光導波路２０５から取り込んだ入力光を分割、すなわち分波し、分割した入力光を光導波路２０６，２０７に出力する。

光変調器１１－ｑは、駆動信号用電極１３－ｑに接続されている。光変調器１１－ｑは、光導波路２０６，２０７の各々に対して、駆動信号用電極１３－ｑが取り込んだＤａｔａ２、及び￣Ｄａｔａ２の駆動信号の各々に応じた電圧を印加する。これにより、光導波路２０６を伝搬する入力光に対して、印加された電圧に応じた＋ｊφ_２の位相変化が生じ、光導波路２０７を伝搬する入力光に対して、印加された電圧に応じた－ｊφ_２の位相変化が生じて変調光が生成される。ここでφ_２はＤａｔａ２の値に応じて、正負の値をとる。

光位相変更部１２－ｑは、データバイアス電極１４－ｑに接続されている。光位相変更部１２－ｑは、光導波路２０６，２０７の各々に対して、データバイアス電極１４－ｑに供給されているデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}，－Ｖ_{ｂｉａｓ２}の電圧の各々を印加する。これにより、光導波路２０６を伝搬する変調光に対して、印加されたデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}に応じた＋ｊθ_２の位相変化が生じ、光導波路２０７を伝搬する変調光に対して、印加されたデータバイアス電圧－Ｖ_{ｂｉａｓ２}に応じた－ｊθ_２の位相変化が生じる。ここでθ_２はＶ_{ｂｉａｓ２}の値に応じて、正負の値をとる。

光結合部５２－ｑは、例えば、光カプラであり、２つの入力ポートに光導波路２０６，２０７が接続され、出力ポートに光導波路２０８が接続される。光結合部５２－ｑは、光導波路２０６，２０７を伝搬する変調光を合波して光導波路２０８に出力する。

光位相シフタ４０は、直交バイアス電極１５に接続されている。光位相シフタ４０は、光導波路２０８に対して、直交バイアス電極１５に供給されている直交バイアス電圧Ｖ_{ｂ ｉａｓ３}の電圧を印加する。これにより、光導波路２０８を伝搬する変調光に対して、印加された直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}に応じた位相変化が生じる。

光結合部５３は、例えば、光カプラであり、２つの入力ポートに光導波路２０４，２０８が接続されており、出力ポートに出力側光導波路２０９が接続されている。光結合部５３は、光導波路２０４，２０８を伝搬する変調光をθ₃の光位相差を持たせた状態で合波して出力側光導波路２０９に出力する。光位相差θ₃は光位相シフタ４０および直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}により±π／２に調整される。

変調光モニタ部９０は、ＩＱ光変調器１ａに備えられており、光結合部５３から漏れ出す変調光３００を受光して検出する。ここで、変調光３００は、光変調部１０－ｉによって変調された入力光と、光変調部１０－ｉ及び光位相シフタ４０によって変調された入力光とが合波された変調光である。変調光モニタ部９０は、検出した変調光３００の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号を直交バイアス調整部２１に出力する。

光タップ５５は、出力側光導波路２０９上に設けられ、出力側光導波路２０９を伝搬する光信号を予め定められる分岐比で、主光信号と、分岐した光信号（以下「分岐光信号」という。）に分ける。主光信号は、出力側光導波路２０９を伝搬し、分岐光信号は、光タップ５５に接続する光導波路２１１を伝搬する。ここで、予め定められる分岐比は、例えば、１０：１であり、光タップ５５の入力ポートから取り込む光信号の１１分の１の光強度の分岐光信号が光導波路２１１に分岐され、残りの１１分の１０の光強度の主光信号が出力側光導波路２０９を伝搬する。なお、分岐比は、１０：１よりも大きな比率、例えば、１５：１や、２０：１などであってもよい。

変調光モニタ部９２は、光タップ５５に分岐されて光導波路２１１を伝搬する分岐光信号の光を受光する。変調光モニタ部９２は、受光した光の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号をデータバイアス調整部２２に出力する。

バイアス電圧調整装置２は、直交バイアス電圧調整部２１、及びデータバイアス電圧調整部２２を備える。

直交バイアス電圧調整部２１は、変調光モニタ部９０が出力する電気信号に基づいて、Ｖ_{ｂｉａｓ３}のバイアスコンディションを判定する。直交バイアス電圧調整部２１は、判定したバイアスコンディションに基づいて、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}を変化させる必要がある場合、対応するバイアス電源５に対してフィードバック制御を行う。

データバイアス電圧調整部２２は、変調光モニタ部９２が出力する電気信号に基づいて、２つのデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}のバイアスコンディションを判定する。データバイアス電圧調整部２２は、判定したバイアスコンディションに基づいて、いずれかのデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}を変化させる必要がある場合、対応するバイアス電源４－ｉ，４－ｑに対してフィードバック制御を行う。

なお、直交バイアス電圧調整部２１及びデータバイアス電圧調整部２２が行うバイアスコンディションの判定には様々な手法があり、例えば、非特許文献１に示すような非対称バイアスディザリングなどを適用することができる。

ここで、データバイアス電圧調整部２２は、Ｖ_{ｂｉａｓ１}およびＶ_{ｂｉａｓ２}の２種類のバイアスコンディションをモニタする必要がある。すなわち、データバイアスが最適値からずれていると判定されたとき、ずれているのがＶ_{ｂｉａｓ１}であるのか、Ｖ_{ｂｉａｓ ２}であるのか、あるいは両方であるのかを判断する必要がある。この判断は例えば、データバイアス電圧調整部２２にデータバイアスのディザリング手段と同期検波手段をもうけ、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}に対してのみディザリングを加える時間帯と、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}に対してのみディザリングを加える時間帯を設定し、各時間帯でディザリングに同期した同期検波を行い、非特許文献１，２に記載された手法を用いてＶ_{ｂｉａｓ１}およびＶ_{ｂｉａｓ２}のバイアスコンディションのモニタリングをタイムシェアリングで行うことにより可能となる。あるいは、データバイアス電圧調整部２２にデータバイアスのディザリング手段と同期検波手段を各々２つ設け、データバイアス電圧Ｖ_{ｂ ｉａｓ１}に加えるディザリングの周波数と、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}に加えるディザリングの周波数とを異なる周波数とし、これら２種類の周波数に同期した２つの同期検波を並列に行い、非特許文献１，２に記載された手法を用いて、Ｖｂｉａｓ１およびＶｂｉａｓ２のバイアスコンディションのモニタリングを並列に行うという方式を用いても良い。

（第１の実施形態のＩＱ光変調システムの処理）
図２及び図３は、第１の実施形態のＩＱ光変調システムＳにおける、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の制御の流れを示すフローチャートである。
図２及び図３のフローチャートの処理と並行して、外部より入力側光導波路２００を通じて入力光が継続して与えられている。また、外部より２つのｎ値データ信号が順次駆動アンプ３－ｉ，３－ｑの各々に与えられている。駆動アンプ３－ｉおよび駆動アンプ３－ｑは、生成した駆動信号Ｄａｔａ１，￣Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２，￣Ｄａｔａ２を駆動信号用電極１３－ｉ、駆動信号用電極１３－ｑに出力している。

（直交バイアス電圧の調整処理）
まず、図２に示す処理について説明する。バイアス電源５は、予め定められる直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の初期値を直交バイアス電極１５に供給する（ステップＳａ１）。
光位相シフタ４０は、直交バイアス電極１５に供給されている直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉ ａｓ３}が印加される。これにより、光導波路２０８を伝搬する変調光に対して、印加された直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}に応じた位相変化が生じる。

変調光モニタ部９０は、光結合部５３から漏れる変調光３００を受光する。変調光モニタ部９０は、検出した変調光３００の光パワ等を電気信号に変換し、変換した電気信号を直交バイアス電圧調整部２１に出力する（ステップＳａ２）。

直交バイアス電圧調整部２１は、変調光モニタ部９０が出力する電気信号を取り込み、取り込んだ電気信号に基づいて、バイアスコンディションの判定を行い、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}に調整が必要か否かを判定する（ステップＳａ３）。直交バイアス電圧調整部２１は、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の調整が必要と判定した場合（ステップＳａ３、調整は必要）、バイアスコンディションの判定結果に基づいて新たな直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}を算出し、算出した直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の値を含むバイアス電圧調整信号をバイアス電源５に出力する。バイアス電源５は、直交バイアス電圧調整部２１が出力するバイアス電圧調整信号を取り込み、取り込んだバイアス電圧調整信号に含まれる値の直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}を直交バイアス電極１５に供給し（ステップＳａ４）、その後、処理は、ステップＳＳａ２に進められる。

一方、直交バイアス電圧調整部２１は、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の調整が必要でないと判定した場合（ステップＳａ３、調整は不要）、処理は、ステップＳａ２に進められる。
上記のようにして、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}のフィードバックが行われることにより、Ｅ_ＩとＥ_Ｑとが直交する状態になるよう直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}が調整されることになる。

（データバイアス電圧の調整処理）
次に、図３の処理について説明する。バイアス電源４－ｉ，４－ｑの各々は、予め定められるデータバイアス電圧±Ｖ_{ｂｉａｓ１}，±Ｖ_{ｂｉａｓ２}の初期値をデータバイアス電極１４－ｉ，１４－ｑに供給する（ステップＳｂ１）。
光タップ５５は、出力側光導波路２０９を伝搬する光ＱＡＭ信号の一部を分岐し、分岐した分岐光信号を光導波路２１１に出力する。バイアス電圧調整装置２の変調光モニタ部９２は、光導波路２１１を伝搬する分岐光信号を受光する。変調光モニタ部９２は、受光した分岐光信号の光パワ等を電気信号に変換し、変換した電気信号をデータバイアス電圧調整部２２に出力する（ステップＳｂ２）。

データバイアス電圧調整部２２は、変調光モニタ部９２が出力する電気信号を取り込み、取り込んだ電気信号に基づいて、バイアスコンディションの判定を行い、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}に調整が必要か否かを判定する（ステップＳｂ３）。

データバイアス電圧調整部２２は、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}の調整が必要と判定した場合（ステップＳｂ３、Ｖ_{ｂｉａｓ１}の調整は必要）、バイアスコンディションの判定結果に基づいて新たなデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}を算出し、算出したデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}の値を含むバイアス電圧調整信号をバイアス電源４－ｉに出力する。バイアス電源４－ｉは、データバイアス電圧調整部２２が出力するバイアス電圧調整信号を取り込み、取り込んだバイアス電圧調整信号に含まれる値のデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}をデータバイアス電極１４－ｉに供給し（ステップＳｂ４－１）、その後、処理は、ステップＳｂ２に進められる。

データバイアス電圧調整部２２は、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}の調整が必要と判定した場合（ステップＳｂ３、Ｖ_{ｂｉａｓ２}の調整は必要）、バイアスコンディションの判定結果に基づいて新たなデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}を算出し、算出したデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}の値を含むバイアス電圧調整信号をバイアス電源４－ｑに出力する。バイアス電源４－ｑは、データバイアス電圧調整部２２が出力するバイアス電圧調整信号を取り込み、取り込んだバイアス電圧調整信号に含まれる値のデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ２}をデータバイアス電極１４－ｑに供給し（ステップＳｂ４－２）、その後、処理は、ステップＳｂ２に進められる。

なお、データバイアス電圧調整部２２は、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａ ｓ２}の双方の調整が必要と判定した場合、ステップＳｂ４－１とステップＳｂ４－２の両方の処理を行う。一方、データバイアス電圧調整部２２は、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａ ｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}の双方の調整が必要でないと判定した場合（ステップＳｂ３、調整は不要）、処理は、ステップＳｂ２に進められる。

上記のようにして、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}のフィードバック処理が行われることにより、出力側光導波路２０９を伝搬するｎ^２値の光ＱＡＭ信号のコンスタレーションが最適となるよう、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}が調整されることになる。この状態は、図９の（ｂ）、（ｅ）で示されるような理想的なＩＱ光変調器１においては、Ｖ_{ｂｉａｓ１}およびＶ_{ｂｉａｓ２}がヌル点となるよう制御することで実現される。一方、図９の（ｇ）で示されるような、理想的ではないＩＱ光変調器においては、コンスタレーションの各シンボルが原点に対して対称的な配置に近付くようにデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}を調整することになる。

上記の第１の実施形態の構成では、バイアス電圧調整装置２において、データバイアス電圧調整部２２は、出力側光導波路２０９を伝搬する光ＱＡＭ信号を分岐することにより得られる分岐光信号に基づいて、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}を調整する。直交バイアス電圧調整部２１は、光位相シフタ４０により位相差が与えられたＩ成分用及びＱ成分用の光変調部１０－ｉ，１０－ｑの出力光信号を合波して出力ポートから光ＱＡＭ信号を出力する光結合部５３から漏れる光信号に基づいて、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}を調整する。このような構成をとることにより、以下に示すような利点が生じる。

データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}の調整に必要となるバイアスコンディションの判定は、図９の下段２行に示したように、ＩＱ光変調器１の製造誤差（例えば、光変調部１０－iや１０－ｑの消光比劣化）の影響を受けやすいため、変調光３００のような漏れ光を用いてモニタする手法は避けるべきであり、光タップ５５を用いることが望ましい。光タップ５５を用いると、分岐比に応じて定まる光損失が生じるというデメリットがあるが、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}のモニタリングにおいて変調光モニタ部９２での信号処理に要求されるＳＮ比は前述のとおり比較的低くてよく、前記のデメリットは緩和される。このため、分岐比を高くとり、変調光モニタ部３１へ入力される光パワを低く抑え、伝送路に送られる光パワを高く設定することが出来る。

これに対して、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の調整に必要となるバイアスコンディションの判定は、前述のとおりデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}と比べると高感度なモニタリングが要求される。そのため、変調光モニタ部９０への光入力パワは高くとり、変調光モニタ部９０で処理される電気信号のSN比を高くしなければならない。このため変調光モニタ部９０は光タップ５５のような損失の大きな光部品に接続するべきではなく、変調光３００のような漏れ光を用いることが望ましい。

漏れ光を用いると、図９に示したようなコンスタレーションの歪による悪影響をうけやすいというデメリットがあるが、しかし直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}の制御対象である光位相シフタ４０は光変調部１０－ｉ，１０－ｑに比べ、はるかに単純な回路であるためＩＱ光変調器１ａの製造誤差による影響を受けにくい。このため上記のデメリットは緩和される。

言い換えると、第１の実施形態のＩＱ光変調システムＳは、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉ ａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}のフィードバック制御については、図１０に示した構成を適用し、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３}のフィードバック制御については、図７及び図８に示した構成を適用するという折衷の構成になっているということができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態のＩＱ光変調システムＳａの構成を示すブロック図である。図４において、第１の実施形態と同一の構成、及び図６～図８、及び図１０に示した構成と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。

ＩＱ光変調システムＳａは、ＩＱ光変調器１ｂ、駆動アンプ３－ｉ，３－ｑ、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，５、光タップ５５、変調光モニタ部９２及びバイアス電圧調整装置２を備える。ＩＱ光変調システムＳａは、例えば、光送信装置に備えられる構成であり、出力側光導波路２０９は、例えば、光伝送路に接続される。

ＩＱ光変調器１ｂは、光変調部１０－ｉ，１０－ｑ、駆動信号用電極１３－ｉ，１３－ｑ、データバイアス電極１４－ｉ，１４－ｑ、直交バイアス電極１５、光位相シフタ４０、光分割部５０、光結合部５３ａ、及び変調光モニタ部９１を備える。光結合部５３ａは、図８において説明した通り、例えば、光合分波器である。光結合部５３ａの２つの入力ポートには、それぞれ光導波路２０４と光導波路２０８とが接続されており、２つの出力ポートには、それぞれ出力側光導波路２０９と光導波路２１０とが接続されている。

変調光モニタ部９１は、ＩＱ光変調器１ｂに備えられ、光導波路２１０に接続されており、光結合部５３ａが、光導波路２１０に出力する光信号の光を受光する。変調光モニタ部９１が受光する光は、第１の実施形態の光結合部５３から漏れる変調光３００と同じく光変調部１０－ｉによって変調された入力光と、光変調部１０－ｉによって変調され、光位相シフタ４０によって位相が変えられた入力光とが合波された変調光である。変調光モニタ部９１は、受光した変調光の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号を直交バイアス調整部２１に出力する。

（第２の実施形態のＩＱ光変調システムによる処理）
ＩＱ光変調システムＳａによる処理は、図２に示した処理において、ステップＳａ２の処理が以下の処理に置き換えられる他は、第１の実施形態のＩＱ光変調システムＳが行う処理と同一の処理が行われる。第２の実施形態では、ステップＳａ２において、変調光モニタ部９１は、光結合部５３ａが光導波路２１０に出力する変調光の光を受光する。変調光モニタ部９１は、受光した光の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号を直交バイアス電圧調整部２１に出力する。

上記の第２の実施形態の構成では、バイアス電圧調整装置２ａにおいて、データバイアス電圧調整部２２は、出力側光導波路２０９を伝搬する光ＱＡＭ信号を分岐することにより得られる分岐光信号に基づいて、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２}を調整する。直交バイアス電圧調整部２１は、光位相シフタ４０により位相差が与えられたＩ成分用及びＱ成分用の光変調部１０－ｉ，１０－ｑの出力光信号を合波する光結合部５３ａに設けられた光導波路２１０から出力される変調光に基づいて、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂ ｉａｓ３}を調整する。変調光モニタ部９１への入力光パワーは、変調光モニタ部９２への入力光パワーより大きくとることが出来るため、第１の実施形態と同様に、光伝送路に出力する光ＱＡＭ光信号の光強度を維持し、また伝送後の光ＱＡＭ信号の信号品質を損なうことなくバイアス電圧の調整を精度良く行うことが可能となる。

また、第２の実施形態のＩＱ光変調システムＳａでは、変調光モニタ部９１が、光導波路２１０に接続されているため、変調光（光ＱＡＭ信号）の光パワーのみならず位相情報をも検出することが可能であり、また、当該光のスペクトルの検出や復調も可能である。したがって、第２の実施形態のＩＱ光変調システムＳａは、バイアスコンディションの判定を第１の実施形態のＩＱ光変調システムＳよりも高い精度で行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態のＩＱ光変調システムＳｂの構成を示すブロック図である。第１及び第２の実施形態のＩＱ光変調システムＳ，Ｓａでは、単一偏波の光ＱＡＭ信号を生成していたが、第３の実施形態では、Ｘ偏波とＹ偏波が偏波多重された光ＱＡＭ信号を生成する。図４において、第１及び第２の実施形態と同一の構成、及び図６～図８、及び図１０に示した構成と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。

ＩＱ光変調システムＳｂは、偏波分離部７０、偏波多重部７１、Ｘ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｘ、Ｙ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｙ、Ｘ偏波用の駆動アンプ３－ｉ－Ｘ，３－ｑ－Ｘ、Ｙ偏波用の駆動アンプ３－ｉ－Ｙ，３－ｑ－Ｙ、Ｘ偏波用のバイアス電源４－ｉ－Ｘ，４－ｑ－Ｘ，５－Ｘ、Ｙ偏波用のバイアス電源４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｙ，５－Ｙ、光タップ５６、変調光モニタ部９３、及びバイアス電圧調整装置２ｂを備える。ＩＱ光変調システムＳｂは、例えば、光送信装置に備えられる構成であり、光導波路２２５は、例えば、光伝送路に接続される。以下、光導波路２２５を出力側光導波路２２５ともいう。

Ｘ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｘ、及びＹ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｙは、図１に示したＩＱ光変調器１ａと同一の構成を備えている。例えば、Ｘ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｘが備える光変調部１０－ｉ－Ｘと、Ｙ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｙが備える光変調部１０－ｉ－Ｙは、ＩＱ光変調器１の光変調部１０－ｉと同一の構成である。以下、Ｘ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｘが備える各機能部については、各機能部のそれぞれに対応するＩＱ光変調器１ａが備える機能部の符号に「－Ｘ」を付して示し、Ｙ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｙが備える各機能部については、各機能部のそれぞれに対応するＩＱ光変調器１ａが備える機能部の符号に「－Ｙ」を付して示す。

Ｘ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｘに備えられている変調光モニタ部９０－Ｘと、Ｙ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｙに備えられている変調光モニタ部９０－Ｙについて改めて説明すると、変調光モニタ部９０－Ｘは、ＩＱ光変調器１ａ－Ｘの光結合部５３－Ｘから漏れる変調光を受光する。変調光モニタ部９０－Ｘは、受光した変調光の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号を直交バイアス調整部２１－Ｘに出力する。

変調光モニタ部９０－Ｙは、ＩＱ光変調器１ａ－Ｙの光結合部５３－Ｙから漏れる変調光を受光する。変調光モニタ部９０－Ｙは、受光した変調光の光パワー等を電気信号に変換し、変換した電気信号を直交バイアス調整部２１－Ｙに出力する。

なお、紙面の都合上、光変調部１０－ｉ―Ｘ，１０－ｉ－Ｙ、及び光変調部１０－ｑ－Ｘ，１０－ｑ－Ｙの内部構成は示していないが、それぞれ、ＩＱ光変調器１ａの光変調部１０－ｉ、及び光変調部１０－ｑと同一の内部構成を有しており、以下の説明において、例えば、光変調部１０－ｉが備える光導波路２０２に対応する構成を光変調部１０－ｉ－Ｘにおいて示す場合、「－Ｘ」の符号を付加して、光導波路２０２－Ｘのように示すものとする。

また、Ｘ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｘに入力側で接続する光導波路２２１、及びＹ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｙに入力側で接続する光導波路２２３は、図１の光導波路２００に対応する。また、Ｘ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｘに出力側で接続する光導波路２２２、及びＹ偏波用のＩＱ光変調器１ａ－Ｙに出力側で接続する光導波路２２４は、図１の光導波路２０９に対応する。

駆動アンプ３－ｉ－Ｘ，３－ｑ－Ｘ，３－ｉ－Ｙ，３－ｑ－Ｙの各々は、ｎ値のデータ信号を取り込む。駆動アンプ３－ｉ－Ｘ，３－ｑ－Ｘ，３－ｉ－Ｙ，３－ｑ－Ｙの各々は、図１に示した駆動アンプ３－ｉ，３－ｑと同様に、取り込んだｎ値のデータ信号を正相と逆相の２種類に増幅して電気の駆動信号を生成する。図４では、駆動アンプ３－ｉ－Ｘ，３－ｑ－Ｘ，３－ｉ－Ｙ，３－ｑ－Ｙの各々が生成する駆動信号を（Ｄａｔａ１Ｘ，￣Ｄａｔａ１Ｘ）、（Ｄａｔａ２Ｘ，￣Ｄａｔａ２Ｘ）、（Ｄａｔａ１Ｙ，￣Ｄａｔａ１Ｙ）、（Ｄａｔａ２Ｙ，￣Ｄａｔａ２Ｙ）として示している。

バイアス電源４－ｉ－Ｘ，４－ｑ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｙの各々は、バイアス電圧調整装置２ｂのデータバイアス電圧調整部２２ｂが出力するバイアス電圧調整信号を取り込む。バイアス電源４－ｉ－Ｘ，４－ｑ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｙの各々は、取り込んだバイアス電圧調整信号に含まれる値のデータバイアス電圧を、データバイアス電極１４－ｉ－Ｘ，１４－ｑ－Ｘ，１４－ｉ－Ｙ，１４－ｑ－Ｙに供給する。図４では、バイアス電源４－ｉ－Ｘ，４－ｑ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｙの各々が供給するデータバイアス電圧を、±Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｘ}，±Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｘ}，±Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｙ}，±Ｖ_{ｂｉａｓ２ Ｙ}として示している。

バイアス電源５－Ｘ，５－Ｙの各々は、バイアス電圧調整装置２ｂの直交バイアス電圧調整部２１－Ｘが出力するバイアス電圧調整信号を取り込む。バイアス電源５－Ｘ，５－Ｙの各々は、取り込んだバイアス電圧調整信号に含まれる値のデータバイアス電圧を、直交バイアス電極１５－Ｘ，１５－Ｙに供給する。図４では、バイアス電源５－Ｘ，５－Ｙの各々が供給するデータバイアス電圧を、Ｖ_{ｂｉａｓ３Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ３Ｙ}として示している。

偏波分離部７０は、例えば、ビームスプリッタであり、入力ポートに光導波路２２０（以下、光導波路２２０を「入力側光導波路２２０」という。）が接続され、２つの出力ポートに光導波路２２１，２２３が接続される。偏波分離部７０は、入力側光導波路２２０を伝搬する入力光をＸ偏波とＹ偏波に分離する。ここで、入力光は、例えば、第１及び第２の実施形態と同じく、ＣＷ光である。偏波分離部７０は、分離したＸ偏波の入力光を光導波路２２１に出力し、Ｙ偏波の入力光を光導波路２２３に出力する。

偏波多重部７１は、例えば、ビームコンバイナであり、２つの入力ポートに光導波路２２２，２２４が接続され、出力ポートに出力側光導波路２２５が接続される。偏波多重部７１は、光導波路２２２を伝搬するＸ偏波の光ＱＡＭ信号と、光導波路２２４を伝搬するＹ偏波の光ＱＡＭ信号とを多重し、多重した偏波多重の光ＱＡＭ信号を出力側光導波路２２５に出力する。

光タップ５６は、出力側光導波路２２５上に設けられ、出力側光導波路２２５を伝搬する偏波多重された光ＱＡＭ信号を予め定められる分岐比で、主光信号と、分岐した光信号（以下「分岐光信号」という。）に分ける。主光信号は、出力側光導波路２２５を伝搬し、分岐光信号は、光タップ５６に接続する光導波路２２６を伝搬する。ここで、予め定められる分岐比は、第１及び第２の実施形態の光タップ５５と同様に、例えば、１０：１であり、光タップ５６の入力ポートから取り込む光信号の１１分の１の光強度の分岐光信号が光導波路２２６に分岐され、残りの１１分の１０の光強度の主光信号が出力側光導波路２２５を伝搬する。なお、分岐比は、１０：１よりも大きな比率、例えば、１５：１や、２０：１などであってもよい。

変調光モニタ部９３は、光導波路２２６を伝搬する分岐光信号の光を受光する。変調光モニタ部９３は、受光した光を電気信号に変換し、変換した電気信号をデータバイアス電圧調整部２２ｂに出力する。

バイアス調整装置２ｂは、直交バイアス調整部２１－Ｘ，２１－Ｙ、及びデータバイアス調整部２２ｂを備える。

直交バイアス調整部２１－Ｘは、変調光モニタ部９０－Ｘが出力する電気信号に基づいて、バイアスコンディションを判定する。直交バイアス調整部２１－Ｘは、判定したバイアスコンディションに基づいて、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３Ｘ}を変化させる必要がある場合、対応するバイアス電源５－Ｘに対してフィードバック制御を行う。直交バイアス調整部２１－Ｙは、変調光モニタ部９０－Ｙが出力する電気信号に基づいて、バイアスコンディションを判定する。直交バイアス調整部２１－Ｙは、判定したバイアスコンディションに基づいて、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３Ｙ}を変化させる必要がある場合、対応するバイアス電源５－Ｙに対してフィードバック制御を行う。

データバイアス電圧調整部２２ｂは、変調光モニタ部９３が出力する電気信号に基づいて、４つのデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｙ}，Ｖ_{ｂ ｉａｓ２Ｙ}のバイアスコンディションを判定する。バイアスコンディションの判定には、上述したタイムシェアリング方式や周波数で分ける方式が適用される。

データバイアス電圧調整部２２ｂは、判定したバイアスコンディションに基づいて、いずれかのデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｙ}，Ｖ_{ｂｉ ａｓ２Ｙ}を変化させる必要がある場合、対応するバイアス電源４－ｉ－Ｘ，４－ｑ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｙに対してフィードバック制御を行う。

（第３の実施形態のＩＱ光変調システムによる処理）
ＩＱ光変調システムＳｂによる処理は、図３に示した処理において、ステップＳｂ３の処理が以下の処理に置き換えられる他は、第１及び第２の実施形態のデータバイアス調整部２２が行う処理と同一の処理が行われる。第３の実施形態では、ステップＳｂ３において、変調光モニタ部９２およびデータバイアス電圧調整部２２ｂは、Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｙ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｙ} のバイアスコンディションをモニタし、いずれかのデータバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｙ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｙ}を変化させる必要がある場合、対応するバイアス電源４－ｉ－Ｘ，４－ｑ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｙに対してフィードバック制御を行う。

上記の第３の実施形態では、直交バイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ３Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ３Ｙ}については、直交バイアス電圧調整部２１－Ｘ，２１－Ｙの各々が個別に調整を行うのに対して、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２Ｘ}，Ｖ_{ｂｉａｓ１Ｙ}，Ｖ_{ｂｉａｓ２ Ｙ}については、偏波多重された光ＱＡＭ信号を分岐した分岐光信号に基づいて、データバイアス電圧調整部２２ｂが一括して調整を行う。これにより、Ｘ偏波とＹ偏波の各々について、個別にデータバイアス電圧の調整を行うよりも、光伝送路に出力する偏波多重後の光ＱＡＭ信号の光強度の損失を抑えることができる。したがって、光伝送路に出力する光ＱＡＭ光信号の光強度を維持しつつ、光ＱＡＭ信号の信号品質を損なうことなくバイアス電圧の調整を行うことが可能になる。

なお、上記の第３の実施形態の構成では、変調光モニタ部９０－Ｘ，９０－Ｙの各々は、光結合部５３－Ｘ，５３－Ｙから漏れる変調光を検出するようにしているが、第２の実施形態の構成を適用するようにしてもよい。すなわち、光結合部５３－Ｘ，５３－Ｙを、第２の実施形態の光合分波器である光結合部５３ａと同一の構成を有する光結合部５３ａ－Ｘ，５３ａ－Ｙに置き換える。また、変調光モニタ部９０－Ｘ，９０－Ｙを、第２の実施形態の変調光モニタ部９１と同一の構成を有する変調光モニタ部９１－Ｘ，９１－Ｙに置き換える。光結合部５３ａ－Ｘと、変調光モニタ部９１－Ｘとを光導波路２１０－Ｘで接続し、光結合部５３ａ－Ｙと、変調光モニタ部９１－Ｙとを光導波路２１０－Ｙで接続する。このようにすることで、変調光モニタ部９１－Ｘ，９１－Ｙは、位相情報を検出することが可能になるため、第３の実施形態のＩＱ光変調システムＳｂよりも高い精度でバイアスコンディションの判定を行うことができることになる。

また、上記の第１から第３の実施形態の構成において、光位相シフタ４０，４０－Ｘ，４０－Ｙは、Ｑ成分用の光変調部１０－ｑ，１０－ｑ－Ｘ，１０－ｑ－Ｙの出力側に配置されているが、当該配置に限られるものではなく、Ｉ成分用の光変調部１０－ｉ，１０－ｉ―Ｘ，１０－ｉ－Ｙの入力側、又は、出力側に配置されてもよいし、Ｑ成分用の光変調部１０－ｑ，１０－ｑ―Ｘ，１０－ｑ－Ｙの入力側に配置されてもよい。

また、上記の第１から第３の実施形態の構成において、ＩＱ光変調器１ａ，１ｂ，１ａ－Ｘ，１ａ－Ｙに対して、駆動信号用電極１３－ｉ，１３－ｑ，１３－ｉ－Ｘ，１３－ｑ－Ｘ，１３－ｉ－Ｙ，１３－ｑ－Ｙは、正負の相反する駆動信号を供給するデュアル駆動型のＩＱ光変調器としているが、シングル駆動型のＩＱ光変調器としてもよい。シングル駆動型のＩＱ光変調器とする場合、例えば、第１の実施形態の構成では、駆動信号用電極１３－ｉには、Ｄａｔａ１の駆動信号のみが供給され、駆動信号用電極１３－ｑには、Ｄａｔａ２の駆動信号のみが供給される。光変調部１０－ｉの光変調器１１－ｉは、Ｄａｔａ１の駆動信号に応じた電圧を光導波路２０２，２０３に印加し、光変調部１０－ｑの光変調器１１－ｑは、Ｄａｔａ２の駆動信号に応じた電圧を光導波路２０６，２０７に印加する。この場合、光導波路２０２，２０３，２０６，２０７の異方性により、光導波路２０２，２０３，２０６，２０７の各々においてデュアル駆動型と同様の位相変化が生じることになる。

また、上記の第１から第２の実施形態の構成において、１つのＩＱ光変調器１ａ，１ｂに対して、正負のデータバイアス電圧±Ｖ_{ｂｉａｓ１}，±Ｖ_{ｂｉａｓ２}を用い、光導波路２０２と、光導波路２０３を伝播する変調光の光位相をプッシュプルに調整し、また光導波路２０６と２０７を伝播する変調光の光位相をプッシュプルに調整している。これに対して、片方のデータバイアス電圧を０とし、光導波路２０２を伝播する変調光と光導波路２０６を伝播する変調光の光位相のみを単相制御する構成としてもよい。この場合でも、データバイアス電圧Ｖ_{ｂｉａｓ１}，Ｖ_{ｂｉａｓ２} は正負いずれであってもよい。第３の実施形態の構成においても同様に、各偏波において、光変調部１０－ｉ－Ｘ，１０－ｑ－Ｘ、１０－ｉ－Ｙ，１０－ｑ－Ｙ内で対を成す２つの光導波路をプッシュプルではなく単相で制御する構成としてもよい。

また、上記の第１から第３の実施形態の構成では、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，４－ｉ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｘ，４－ｑ－Ｙから出力される電圧に比例した位相変化を生じさせていたが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。例えば、光位相変更部１２－ｉ，１２－ｑ、１２－ｉ－Ｘ，１２－ｑ－Ｘ，１２－ｉ－Ｙ，１２－ｑ－Ｙに替えて、光導波路２０２，２０３，２０６，２０７，２０２－Ｘ，２０３－Ｘ，２０６－Ｘ，２０７－Ｘ，２０２－Ｙ，２０３－Ｙ，２０６－Ｙ，２０７－Ｙの近傍にヒータを設置し、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，４－ｉ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｘ，４－ｑ－Ｙによりヒータ電力を供給し、熱膨張によって光位相を変化させる構成としてもよい。この場合は、光位相は電圧でなく電力に比例した変化となる。

また、上記の第１及び第２の実施形態の構成では、バイアス調整装置２が、直交バイアス調整部２１、及びデータバイアス調整部２２を備えるようにしているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。バイアス調整装置２が、変調光モニタ部９０、９１、９２のいずれか、または全てを含むように構成してもよいし、また、バイアス調整装置２が、バイアス電源４－ｉ，４－ｑ，５のいずれか、または全てを含むように構成してもよい。

また、上記の第３の実施形態の構成では、バイアス調整装置２ｂは、直交バイアス調整部２１－Ｘ，２１－Ｙ、及びデータバイアス調整部２２ｂを備えるようにしているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。バイアス調整装置２ｂが、変調光モニタ部９０－Ｘ，９０－Ｙ，９３のいずれか、または全てを含むように構成してもよいし、また、バイアス調整装置２ｂが、バイアス電源４－ｉ―Ｘ，４－ｑ－Ｘ，４－ｉ－Ｙ，４－ｑ－Ｙ、５－Ｘ，５－Ｙのいずれか、または全てを含むように構成してもよい。

上述した実施形態におけるデータバイアス調整部２２，２２ｂ、及び直交バイアス電圧調整部２１，２１－Ｘ，２１－Ｙをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

例えば、製造誤差による光回路の不完全性が大きな多値ＱＡＭ信号を生成する光送信装置に組み込んで利用することができる。

Ｓ…ＩＱ光変調システム、１ａ，１ｂ…ＩＱ光変調器、２…バイアス電圧調整装置、３－ｉ，３－ｑ…駆動アンプ、４－ｉ，４－ｑ…バイアス電源、１０－ｉ，１０－ｑ…光変調部、１１－ｉ、１１－q…光変調器、１２－ｉ、１２－ｑ…光位相変更部、１３－ｉ，１３－ｑ…駆動信号用電極、１４－ｉ，１４－ｑ…データバイアス電極、１５…直交バイアス電極、４０…光位相シフタ、５０…光分割部、５３…光結合部、５５…光タップ、９０，９１，９２…変調光モニタ部、２００～２１１…光導波路

Claims (7)

1. Ｉ成分用のデータ信号に基づき光電界ＥＩを生成するＩ成分用の光変調部と、Ｑ成分用のデータ信号に基づき光電界ＥＱを生成するＱ成分用の光変調部と、前記光電界ＥＩおよび前記光電界ＥＱの光位相差を調整する光位相シフタとを備えるＩＱ光変調器から出力される光ＱＡＭ信号の信号品質を最適に保つための複数のバイアス電圧を調整するバイアス電圧調整装置であって、
   前記バイアス電圧調整装置は
   前記Ｉ成分用の光変調部に印加する第1のデータバイアス電圧を生成する第１のバイアス電源と、
   前記Ｑ成分用の光変調部に印加する第２のデータバイアス電圧を生成する第２のバイアス電源と、
   前記光位相シフタに印加する直交バイアス電圧を生成する第３のバイアス電源とを有し、
   前記ＩＱ光変調器によって生成された第１の光ＱＡＭ信号に基づき前記第１及び第２のデータバイアス電圧が最適か否かを判定し、前記第１のバイアス電源と前記第２のバイアス電源に各々フィードバック制御を行うデータバイアス電圧調整部と、
   前記ＩＱ光変調器によって生成された第２の光ＱＡＭ信号に基づき、前記直交バイアス電圧が最適か否かを判定し、前記第３のバイアス電源にフィードバック制御を行う直交バイアス電圧調整部とを有し、
   前記第１の光ＱＡＭ信号と前記第２の光ＱＡＭ信号とは前記ＩＱ光変調器により生成されるが前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱの光位相差がπだけ異なることを特徴とするバイアス電圧調整装置。
2. 前記直交バイアス電圧調整部は、前記第２の光ＱＡＭ信号の持つ前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱとの光位相が直交に近づくようフィードバック制御を行い、
   前記データバイアス電圧調整部は、前記第１の光ＱＡＭ信号のコンスタレーションの各シンボルが原点に対して出来るだけ対称的に配置されるようにフィードバック制御を行う請求項１に記載のバイアス電圧調整装置。
3. 前記直交バイアス電圧調整部は、前記第２の光ＱＡＭ信号の持つ前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱとの光位相が直交に近づくようフィードバック制御を行い、
   前記データバイアス電圧調整部は、前記Ｉ成分用の光変調部と、前記Ｑ成分用の光変調部とがヌル点バイアスされるようにフィードバック制御を行う請求項１に記載のバイアス電圧調整装置。
4. 入力光を第１入力光及び第２入力光に分割する光分割部と、
   Ｉ成分用のデータ信号に基づいて駆動され、前記第１入力光を変調して光電界ＥＩを生成するＩ成分用の光変調部と、
   Ｑ成分用のデータ信号に基づいて駆動され、前記第２入力光を変調して光電界ＥＱを生成するＱ成分用の光変調部と、
   前記光電界ＥＩと、前記光電界ＥＱとの光位相差を調整する光位相シフタと、
   前記光位相シフタにより位相差が調整された前記光電界ＥＩと前記光電界ＥＱとを合波して光ＱＡＭ信号を生成し、生成した前記光ＱＡＭ信号を出力ポートから出力する光結合部と、
   外部に前記光ＱＡＭ信号を出力する出力側光導波路と、
   を有し、
   駆動がなされなかった状態における光電界ＥＩの光強度が予め定められた値になるよう調整するために前記Ｉ成分用の光変調部に印加する第１のデータバイアス電圧を生成する第１のバイアス電源と、
   駆動がなされなかった状態における光電界ＥＱの光強度が予め定められた値になるよう調整するために前記Ｑ成分用の光変調部に印加する第２のデータバイアス電圧を生成する第２のバイアス電源と、
   前記光位相シフタによって生じる光位相差を調整するために前記光位相シフタに印加する直交バイアス電圧を生成する第３のバイアス電源と、
   前記第１及び第２のバイアス電源から出力される第１および第２のデータバイアス電圧の値を制御するデータバイアス電圧調整部と、
   前記第３のバイアス電源から出力される直交バイアス電圧の値を制御する直交バイアス電圧調整部と、
   前記出力側光導波路を伝搬する前記光ＱＡＭ信号を光分岐部により分岐することにより得られる第１の光ＱＡＭ信号をモニタする第１の変調光モニタ部と、
   前記光結合部から漏れた光信号、又は、前記光結合部に設けられた他の出力ポートから出力される光信号であるところの第２の光ＱＡＭ信号をモニタする第２の変調光モニタ部と、
   を有し、
   前記データバイアス電圧調整部は前記第１の変調光モニタ部のモニタ結果に基づいて前記第１及び第２のバイアス電源にフィードバック制御を行い、
   前記直交バイアス電圧調整部は前記第２の変調光モニタ部のモニタ結果に基づいて前記第３のバイアス電源にフィードバック制御を行うことにより前記第１の光ＱＡＭ信号の信号品質を最適に保つこと特徴とするＩＱ光変調システム。
5. 前記データバイアス電圧調整部は、
   駆動がなされなかった状態における前記光電界ＥＩおよび前記光電界ＥＱの両者の光強度を０とするか、あるいは、
   前記第１の光ＱＡＭ信号のコンスタレーションの各シンボルが原点に対して出来るだけ対称的に配置されるように前記第１のバイアス電源および前記第２のバイアス電源をフィードバック制御することを特徴とする、
   請求項４に記載のＩＱ光変調システム。
6. 前記入力光をＸ偏波とＹ偏波に分離する偏波分離部と、
   前記偏波分離部が分離したＸ偏波とＹ偏波の前記入力光の各々を取り込む２つのＩＱ光変調器であって、各々が少なくとも前記光分割部と、前記Ｉ成分用の光変調部と、前記Ｑ成分用の光変調部と、前記光位相シフタと、前記光結合部とを備えるＩＱ光変調器と、
   ２つの前記ＩＱ光変調器の各々が出力するＸ偏波の前記光ＱＡＭ信号及びＹ偏波の前記光ＱＡＭ信号を偏波多重する偏波多重部と、
   を備え、
   前記光分岐部は、
   前記出力側光導波路を伝搬する偏波多重された光ＱＡＭ信号を分岐し、
   前記第１の変調光モニタ部は、
   前記光分岐部が分岐することにより得られる光ＱＡＭ信号をモニタし、
   前記データバイアス電圧調整部は、
   前記第１の変調光モニタ部のモニタ結果に基づいて２つの前記第１のバイアス電源の各々と、２つの前記第２のバイアス電源の各々にフィードバック制御を行う
   請求項４又は５に記載のＩＱ光変調システム。
7. 前記光分岐部の分岐比は前記第１の変調光モニタ部に向けて出力される光強度が小さくなるよう設定され、かつ光強度の比で表した分岐比がＡ：Ｂである場合、Ａ／Ｂが１０以上であることを特徴とする、
   請求項４から６のいずれか一項に記載のＩＱ光変調システム。

Images