[发明专利]补偿方法、光调制系统以及光解调系统

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用了低频信号的反馈控制来对光学设备的动作点漂移或者相位漂移进行补偿的补偿方法。还涉及使用了这样的补偿方法的光调制系统以及光解调系统。

背景技术

作为对激光进行调制的光调制器之一，LiNbO₃调制器（以下记载为“LN调制器”）被广泛使用。LN调制器是马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）型光调制器（以下记载为“MZ型光调制器”）的一种，例如，按照以下的方式得到输出光。即，LN调制器通过以下步骤得到输出光：（1）使输入的激光分支并入射到施加了彼此方向相反的电压的2个波导、（2）在第一波导中使激光的相位前进φ并且在第二波导中使激光的相位落后φ、（3）对通过第一波导而相位前进了φ的激光（以下为“先进光”）和通过第二波导而相位落后了φ的激光（以下为“落后光”）进行干涉、合成。

LN调制器中的相位前进/落后量φ由从外部施加的驱动电压V决定。对于驱动电压V而言，若施加先进光和落后光成为反相的规定电压V0，则先进光和落后光以彼此相互减弱的方式干涉，输出光的强度（输出光电力）变为最小。另一方面，对于驱动电压V而言，若施加先进光和落后光成为同相的规定电压V1，则先进光和落后光以彼此相互增强的方式干涉，输出光的强度变为最大。因此，如果在输入信号（数据信号）的值为0时施加驱动电压V＝V0，而在输入信号的值为1时施加驱动电压V＝V1，则能够生成利用输入信号进行了强度调制的光信号。

作为在LN调制器中产生的问题公知有动作点漂移的问题。这里，动作点漂移是指输出光的强度成为最小/最大的施加电压V由于随时间的变化或者干扰而从规定电压V0/V1偏离的现象。作为产生动作点漂移的干扰以温度变化等为代表。

作为对动作点漂移进行补偿的补偿方法，专利文献1所记载的方法很有名。图7表示专利文献1所记载的光调制系统100的结构。如图7所示，光调制系统100构成为包括：光源111、驱动电路112、LN调制器（外部调制器）113、低频振荡器114、低频重叠机构115、低频信号检测机构116以及控制机构117。

在光调制系统100中，LN调制器113作为按照输入信号#1对从光源111发出的激光进行强度调制的外部调制器发挥功能。但是，驱动电路112对LN调制器113施加不是与输入信号#1的值对应而是与按照低频信号#2进行了振幅调制的输入信号#3的值对应的驱动电压V。低频振荡器114是用于生成该低频信号#2的结构，低频重叠机构115是用于按照该低频信号#2来对输入信号#1进行振幅调制的结构。这里，低频信号#2只要是与输入信号#1的频率相比，具有足够小的频率f0（正弦波、矩形波、三角波等）即可。

这样，在将与按照低频信号#2进行了振幅调制的输入信号#3的值对应的驱动电压V施加到LN调制器113的情况下，从LN调制器113输出的光信号L如下所述。即，在不产生动作点漂移的情况下，从LN调制器113输出的光信号L包含具有低频信号#2的频率f0的2倍的频率的低频成分。另一方面，在产生动作点漂移的情况下，从LN调制器113输出的光信号L包含具有与低频信号#2的频率f0相同的频率的低频成分。在该情况下，包含于光信号L的低频成分（具有与低频信号#2的频率f0相同的频率的低频成分）与低频信号#2的相位差根据动作点漂移的方向而被定为0或者π中的某一个。

低频信号检测机构116根据从LN调制器113输出的光信号L（更准确地说，是将光信号L进行了光电转换/电流电压转换而得到的电压信号），对具有与低频信号#2的频率f0相同的频率的低频成分进行检测。此外，将检测出的低频成分的相位与低频信号#2的相位比较来确定动作点漂移的方向。控制机构117根据由低频信号检测机构116确定出的动作点漂移的方向，向驱动电路112供给用于变更驱动电路112的动作点的控制信号#4。驱动电路112根据从控制机构117供给的控制信号#4，在输入信号#1的值为0时将对LN调制器113施加的施加电压V从规定电压V0变更为V0±dV，此外，在输入信号#1的值为1时将对LN调制器113施加的施加电压V从规定电压V1变更为V1±dV。

光调制系统100通过进行这样的反馈控制来补偿动作点漂移，其结果是，能够实现稳定的反馈控制并且能够得到稳定的光信号。

此外，广泛使用延迟干涉仪作为对被相位调制了的光信号进行解调的光解调器。延迟干涉仪通过以下步骤得到输出光：（1）使输入的信号光分支并入射到长度不同的2个波导、（2）使通过第一波导（长的波导）的信号光与通过第二波导（短的波导）的信号光干涉、合成。