[發明專利]光調制器

在審

• 申請號: 201980020020.6
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN112005159A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 川上廣人;山崎裕史;宮本裕
• 申請（專利權）人: 日本電信電話株式會社
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03;G02F1/035
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;閆小龍

實施方式的光調制器具備：第一MZI和第二MZI，其具備對CW光進行2分路的第一光耦合器、耦合第一光耦合器分路的CW光并進行輸出的第二光耦合器、調整由第一光耦合器分路的CW光的相位的偏置用電極；第三光耦合器，以規定的比率耦合第一MZI和第二MZI的輸出并進行輸出；以及偏置調整電路，根據本裝置的工作模式以第一光耦合器分路的CW光的光路長度差在差動輸出放大器的輸出為零電平這樣的條件下成為載波波長的規定倍數的方式調整施加到偏置用電極的偏置用電源的輸出電壓。

技術領域

本發明涉及在使用馬赫曾德爾型干涉計（MZI：Mach-Zehnder interferometer）的光發送器中改善數據信號和光電場的幅度、或數據信號和光強度之間的線性的技術。

背景技術

在高速大容量的光傳送系統中，如何在單位時間內發送大量數據變得重要。積極地研究了在同一光纖內同時并列地發送由多個波長構成的信號的波長復用技術、使用配置在同一光纖內的多個芯來并列地發送多個信號的空間復用技術、或者通過這些的復合來實現高速大容量光傳送的技術。

無論使用這些技術中的哪一個，都需要以某個波長為載波對其光強度或光電場施加調制來生成光調制信號。為了生成高速的光調制信號，一般組合地使用生成無調制的光的CW（Continuous Wave，連續波）光源以及連接到CW光源的輸出側的光調制器。雖然光調制器存在多種類型，但是廣泛使用能夠進行高速工作的MZI型光調制器。

在傳統的光調制信號中，只有用光的導通狀態或關斷狀態來表示2值的2值狀態，使其與比特的1和0相對應。但是近年來，為了實現大容量化，用2ⁿ值（n為自然數）調制光強度或光電場的幅度來表現n個比特的多值調制正在成為主流。例如在n=3的情況下，使8（=2ⁿ）值與（0，0，0）、（0，0，1）、（0，1，0）、（0，1，1）、（1，0，0）、（1，0，1）、（1，1，0）、（1，1，1）相對應，由此能夠用單一波長的載波表現3比特量的信息。

在此，對“光電場的幅度”和“光強度”這樣的用語進行說明。雖然用數字信號調制的光調制信號的狀態根據符號率而變化，但是如果是在比符號周期充分短的時間內，則也能夠將光調制信號視為CW光。將CW光的頻率設為f、時間設為t、光的初始相位設為φ［rad］，CW光的光電場E能夠如下面的式（1）那樣表示。

[數學式1]

在此，E_A表示光電場的幅度。在此，式（1）的右邊寫為下面的式（2）。因此，以下，存在將相位由于調制器或光波導路徑上的傳播延遲而變化了π的量的情況表現為“光電場的幅度E_A的符號反轉”的情況。

[數學式2]

雖然將哪個符號視為正取決于定義，但是在光調制信號中，光的相位的相對變化是重要的，將哪個定義為正并不重要。

在CW光中，雖然光強度I與光電場的幅度E_A的平方成比例，但是在調制光中E_A也根據符號率而被調制。雖然有時也將在比符號周期充分長的時間內平均的光強度表現為“調制光的光強度”，但是以下設為光強度I表示在比符號周期充分短的時間內平均的瞬時強度。因此，以下的說明中的光強度I的值意味著總是根據符號率而變化的值。

在用2ⁿ個值調制光強度I或光電場E_A的幅度的情況下，設置2ⁿ-1種閾值，雖然通過判定這些閾值與光強度或光電場的大小關系來區分符號，但是期望閾值的間隔是等間隔的。這是因為，當某兩個閾值的間隔較窄時，在與這些閾值之間對應的調制狀態的符號中，成為容易發生由于噪聲所致的傳送錯誤。此外，在閾值的間隔不一樣的情況下，在接收器中也需要與間隔不一樣的閾值對應的復雜的識別電路，設計變得困難。