光发送机以及控制光调制器的方法与流程

本发明涉及一种光发送机以及光调制器的控制方法。

背景技术：

近年来，已经使用数字相干技术通过双偏振正交相移键控(DP-QPSK)实现了每秒100吉比特(Gbps)的长距离光传输。为了进一步提升传输容量，正在研发更高等级调制方案，诸如，偏振分多路复用16正交幅度调制(16-QAM)。对小型化光收发机的需求也正在增长。目前，通常使用铌酸锂(LiNbO3)马赫—曾德尔(MZ)调制器作为光调制器。为了实现小型化DP-QPSK或DP-16QAM发送机，半导体马赫—曾德尔调制器是所期望的。

在半导体光调制器中存在固有问题，在于调制特性(即，所施加的电压与光学相位旋转的量之间的关系，或者电压相对于相位变化特性)根据输入到调制器的光束的波长而改变。在半导体光调制器中，半导体材料的吸收端波长根据所施加的电压改变，并且光的相位利用由于基于克拉茂—克朗尼希关系(Kramers-Kronig relation)的吸收而产生的相移来进行调制。因此，半导体光调制器具有波长依赖性，使得要被调制的光越靠近吸收端波长，光学相位变化相对于电压变化变得越大。

另一方面，由于半导体光调制器的吸收端波长响应于基板偏压的改变而改变，因此调制特性可以被控制。在上下文中，“基板偏压”是用于控制调制器操作点(其电压与用于驱动光调制器的高频电信号的中心电压对应)的直流(DC)偏压。基板电压区别于其它类型的偏压。其它类型的偏压包括用于控制传播穿过马赫—曾德尔干涉仪的两个光波导的光束之间的相位差的光学相位偏压、以及用于当执行正交(或垂直)相移键控时将两个马赫—曾德尔干涉仪之间的光学相位差调节成π/2弧度的π/2相移偏压。

为了解决半导体光调制器的调制特性的波长依赖性，提出了用于根据输入光的波长控制基板偏压或调制器驱动信号的振幅的多项技术。第一项技术是根据波长将基板偏压设置成预定电平，由此调制器可以以驱动信号的恒定振幅来驱动而不管波长的变化。例如，参见日本特开专利公开No.2005-326548A。

第二项技术是对基板偏压或驱动信号振幅执行反馈控制以便将光学相位调制深度设置成100％。将低频信号叠加到驱动数据信号上并且对输出光信号进行监视。响应于监视结果，对基板偏压和调制器驱动信号的振幅中的至少一个进行控制。例如，参见日本特开专利公开No.2012-257164A。

为了处理光调制器中的温度变化，制冷设备通常被用于保持光调制器的温度恒定。

技术实现要素：

要解决的技术问题

在半导体马赫—曾德尔调制器中，电压相对于相位变化特性可能随时间或者老化而经历变化。用于驱动MZ干涉仪的各自的光波导的驱动电路(或驱动振幅)也可能随时间经历变化。

同时，可能存在这样的情况，其中，光学相位调制深度根据所采用的调制方案而被设置成低于100％的任意水平。然而，上面所描述的第二项技术假设100％的调制深度并且不适于将其控制方案扩展成任意调制深度。

因此，一个目标是提供一种光发送机和一种用于控制光调制器的技术，即使在光调制器的操作特性改变的环境中，也能够保持光学相位调制指数恒定在所期望的深度。

解决问题的手段

根据本发明的方面，光发送机具有：

光调制器，所述光调制器具有马赫—曾德尔干涉仪；

导频信号生成器，所述导频信号生成器生成将要被叠加到用于驱动所述光调制器的驱动信号上或将要被叠加到施加于所述光调制器的基板偏压上的导频信号；以及

控制器，所述控制器检测包含在从所述光调制器输出的光中的导频分量和直流分量之间的比率，并且控制所述驱动信号的振幅和所述基板偏压的电平中的至少一个，使得所述比率变为恒定值。

有益效果

即使在光调制器的操作特性可能改变的环境中也能够将光调制器的光学相位调制指数保持恒定在所期望的水平。

附图说明

图1示出半导体光调制器的电压相对于光学相位的变化特性；

图2示出具有马赫—曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的光调制器中的驱动电压与光强度之间的关系；

图3是根据第一实施方式的光发送机的示意图；

图4是用于说明低频导频信号与包含在输出光中的导频分量的叠加的图；

图5示出调制深度与平均光功率之间的关系；

图6示出调制深度与导频分量的光强度之间的关系；

图7示出调制深度与导频对光功率比之间的关系；

图8是用于说明用于通过控制基板偏压来保持调制深度恒定的方案的图；

图9是用于说明用于通过控制驱动振幅来保持调制深度恒定的方案的图；

图10是根据第二实施方式的光发送机的示意图；

图11是根据第三实施方式的光发送机的示意图；

图12是根据第四实施方式的光发送机的示意图；

图13是根据第五实施方式的光发送机的示意图；以及

图14是根据第六实施方式的光发送机的示意图。

具体实施方式

下面描述的实施方式提供了即使在光调制器的操作特性和/或电压相对于相位变化特性可能由于可变因素(诸如随时间的变化、温度变化、或光源波长的变化)而改变的环境下，也保持调制指数恒定在所期望的调制深度的示例性结构和技术。

如下所述，存在根据调制方案将光调制器的调制深度设置成小于100％的几种情况。

(1)平均调制深度从100％降低以便将波形的峰值水平降到100％以下。这可能由于驱动波形中产生的大超调量(overshoot)而在奈奎斯特脉冲调制期间发生。

(2)降低调制深度以确保电压相对于相位变化关系的线性。期望奈奎斯特脉冲调制或多级正交相位调制(诸如，16QAM)具有电压相对于相位变化关系的线性。然而，在半导体光调制器中，电压相对于相位变化关系通常是非线性的。为了确保线性，减小调制深度。

关于上面示例的可变因素，实施方式被配置成通过执行反馈控制来处理随时间的变化。温度变化可以通过使用制冷设备稳定温度或者另选地通过执行反馈控制来处理。当使用半导体光调制器时，波长依赖性可以通过对基板偏压执行前馈或反馈控制来处理。反馈控制的示例是将低频导频信号叠加到基板偏置(substrate bias)或驱动振幅上，并且控制基板偏置或驱动振幅，使得包含在来自光调制器的输出光的监控信号中的低频导频分量与直流分量(平均光功率)之间的比率变为恒定。该反馈控制可以保持调制指数恒定在期望的调制深度。

<第一实施方式>

图3是根据第一实施方式的光发送机1A的示意图。光发送机1A具有光源11、马赫—曾德尔光调制器12(在下面的描述中，其可以被简称为“光调制器12”)、用于驱动光调制器12的驱动电路13a和13b、以及控制器15A。控制器15A具有光检测器151、直流(DC)监视器152、交流(AC)监视器153、以及比率控制器155。比率控制器控制基板偏压或驱动振幅，使得包含在由光检测器151检测到的监控信号中的导频分量与直流分量(或平均光功率)之间的比率变为恒定。

例如，光源11是适合于在波分多路复用(WDM)传输系统中使用的波长可调谐的半导体激光器。光调制器12具有由一对光波导12a和12b形成的马赫—曾德尔干涉仪。从光源11发出的光被分成两条路径并且输入到光调制器12的光波导12a和12b。驱动电路13a和13b放大输入电信号并且生成用于调制行进穿过相关联的光波导12a和12b的光波的高频(例如，32Gbps)驱动信号。施加到光波导12a和12b的驱动信号具有相反的极性并且穿过光波导12a和12b的光波在相反的相位被调制。来自光波导12a和12b的经调制的光波被结合并且从光调制器12输出。输出信号是经0弧度与π弧度之间的二进制相移键控(BPSK)的光信号。

光发送机1A还具有基板偏压电路17、调制器温度控制器25、以及低频导频信号生成器18。基板偏压电路17控制施加到光波导12a和12b的基板偏压。调制器温度控制器15控制光调制器12的温度。低频导频信号生成器18生成与驱动信号频率相比足够低频(例如，几千赫)的导频信号。导频信号被提供至驱动电路13b或基板偏压电路17。从低频导频信号生成器18延伸至基板偏压电路17的虚线箭头表示导频信号可以被输入到基板偏压电路17(代替驱动电路13a(或驱动电路13b))。出于简化附图的目的，在图3中，驱动信号和基板偏压施加到的信号电极被省略。信号电极是沿光传播方向分别提供至光波导12a和12b的行波电极。驱动电路13a和13b经由电容器被AC耦合至信号电极。基板偏压被DC耦合至信号电极。

控制器15A在光检测器151处监控从光调制器12输出的光信号的一部分，并且在AC监视器153处提取包含在监控信号中的导频分量。DC监视器152检测直流分量或平均光功率。从光检测器151输出的光电电流通过互阻抗放大器(transimpedanceamplifier)被转换成电压信号，并且该电压信号被提供至AC监视器153和DC监视器152。比率控制器155控制基板偏压或驱动振幅，使得导频分量与DC分量之间的比率变为恒定。该比率可以是导频对DC(导频/DC)比率或DC对导频(DC/导频)比率；可适当应用二者中的任一个。从比率控制器155延伸至驱动电路13b的虚线箭头表示控制信号可以被提供至驱动电路13b(代替基板偏压电路17)。

当AC监视器153以模拟方式检测导频分量时，在低频导频信号生成器18处生成的导频信号可以被提供至该AC监视器153以用于同步检测。另选地，可以使用固件来实现AC监视器153的功能。

通过将导频分量和DC分量(或平均光功率)之间的比率控制成恒定值，光学相位调制深度(其被简称为“调制深度”)可以被保持在恒定水平而不管光调制器12的电压相对于相位变化特性的变化。导频分量与DC分量之间的比率的值对应于调制深度。换句话说，通过改变导频分量与DC分量之间的比率的目标值，可以改变调制深度。此外，导频分量与DC分量之间的比率根据调制方案(诸如BPSK、QPSK、16QAM等)而改变。因此，当根据调制方案实施比率控制时，可以使用不同的目标值。在图3所示的示例中，使用针对BPSK调制深度选择的导频/DC比率。当设置调制深度时，导频分量与DC分量之间的目标比率可以被记录在存储器中或从存储器读出。另选地，可以在每次设置调制深度时计算出比率。

下面参照图4至图9说明使用导频分量与DC分量之间的比率的控制方案的基本概念。图4示出叠加到基板电压(或驱动信号)上的低频导频信号和从光调制器的输出光检测到的导频分量。该图示出具有50％的调制深度的情况。当具有低频f0的导频信号被施加到在光波导12a和12b处调制的光波之间产生相位旋转的驱动信号时，该驱动信号的振幅以低频f0轻微地波动。在使用马赫—曾德尔干涉仪的光学相位调制中，执行调制使得驱动信号的中心与光强度的最低点一致。当利用振幅从在光强度的最低点处的中心摆动至两侧的强度峰值的驱动信号执行调制时，实现100％光学相位调制。在这种情况下，在来自光调制器的输出光中没有导频分量出现。当调制深度小于100％时，如图4的右手边所示在输出光中有导频分量出现。

图5示出光调制器的调制深度与平均光功率之间的关系。比率控制的第一指标是包含在监控光中的DC分量。该DC分量表示光调制器12的平均光功率。调制深度越小，平均光功率越低。从该图，解决方案可以被构想成通过将平均光功率控制成恒定水平来保持调制深度恒定。然而，平均光功率很可能由于诸如来自光源11的激光二极管(LD)的输出光的变化或光调制器12中的损耗的变化而改变。因此，仅使用平均光功率是不够的。

比率控制的第二指标是导频分量。在使用马赫—曾德尔干涉仪的光学相位调制中，如图4所示，电压相对于光强度曲线类似于正弦波(表示三角函数)。如图5所示，光强度的斜率(即，平均光功率)根据调制深度而改变。因此，解决方案可以被构想成通过保持包含在光调制器12的输出光中的导频分量恒定来保持光信号的强度斜率恒定，即，保持调制深度恒定。

然而，如图6所示，包含在来自光调制器12的输出光中的导频分量的强度的斜率的方向在60％的调制深度处或接近60％的调制深度处被反转。难以确定在60％的调制深度处或接近60％的调制深度处的控制的方向。此外，导频分量的强度也类似于平均光功率由于光源11中的LD的输出光的变化或光调制器12中的损耗的变化而改变。

为了解决这些问题，在实施方式中使用包含在来自光调制器12的输出光中的导频分量与DC分量(或平均光功率)之间的比率。使用该比率，可以消除除调制深度之外的诸如LD输出光的变化或光损耗的变化的可变因素的影响。另外，如图7所示，导频对DC比率相对于调制深度的变化方向是相同的方向。在使用导频分量与DC分量之间的比率作为标准的情况下，控制的方向是确定的并且调制深度可以更简单地被控制成恒定水平。

例如，当调制深度被设置成75％并且当导频对DC比率小于0.5时，则在增加比率的方向上进行控制。当在75％的调制深度处导频对DC比率大于0.5时，则在减小比率的方向上进行控制。应注意，图7的纵轴表示标准化为0和1之间的比率。

为了保持导频/DC或DC/导频比率恒定并且实现期望水平的恒定调制深度，可以采用多种方案。例如，可以控制基板偏压。另选地，可以控制驱动信号的振幅。图8是用于说明用于通过调节基板偏压来保持调制深度恒定的控制方案的图。在这种情况下，可以固定驱动信号的振幅。随着光源的波长λ改变，半波长电压Vπ改变。当光源的波长λ向更长的波长(λ+Δλ)改变时，半波长电压Vπ增加。当光源的波长λ向更短的波长(λ-Δλ)改变时，半波长电压Vπ减小。电压相对于相位变化特性(或调制特性)不仅由于光源的波长的变化而且由于温度变化或随时间的变化而改变。控制导频分量与DC分量之间的比率为恒定意味着保持电压相对于相位变化曲线(或调制特性曲线)的斜率恒定，如由图8中的双向箭头“a”、“b”和“c”所表示的。该控制对应于在具有相同斜率的范围内调节施加到光调制器12的基板偏压的相位，而不管温度的变化或光源的波长的变化。

图9是用于说明用于通过调节光调制器的驱动信号的振幅来保持调制深度恒定的控制方案的图。在这种情况下，可以固定基板偏压。在行进穿过光调制器12的光波导12a和12b的光波之间没有相位差的情况下，相结合的光在相长干涉的作用下变成高功率信号。在π弧度相位差的情况下，相结合的光在相消干涉的作用下变成低功率信号。0弧度与π弧度之间的相移对应于100％的调制深度。通过将相移的量减小为小于π弧度，可以设置调制深度小于100％。

在固定的基板偏压的情况下，光调制器12的相位梯度由于诸如光源的波长的变化、温度变化或随时间的变化的可变因素而改变。当光源的波长从λ调谐成λ+Δλ时，用于实现相同的调制深度的相位梯度变得平缓。当光源的波长从λ调谐成λ-Δλ时，用于实现相同的调制深度的相位梯度变得陡峭。控制导频分量与DC分量之间的比率为恒定意味着通过调节驱动信号的振幅来保持调制深度恒定，如由图9中的双向箭头“a”、“b”和“c”所表示的。图9的图的横轴表示偏压，并且在±π/2处的点表示最佳操作点(对应于驱动信号的振幅的中心)。

以这种方式，通过控制导频分量与DC分量之间的比率，可以保持所期望的调制深度，而不管光调制器12或驱动电路13随时间的变化、光源的波长的变化、温度变化、初始变化等。

返回图3，在光发送机1A中，控制器15A执行反馈控制以处理光源11的波长的变化以及光调制器12和驱动电路13随时间的变化。关于温度变化，调制器温度控制器25使用制冷设备或其它适合的设备执行温度控制。代替使用温度控制设备，可以由控制器15A反馈控制温度变化。基于包含在来自光调制器12的输出光中的导频分量与DC分量之间的比率的上述控制方案并不限于控制半导体光调制器，也可适用于应用电光效应的光调制器。尽管电光调制器相比于半导体光调制器具有更小的波长依赖性，但上述控制方案仍然有效。在电光调制器的应用中，可以通过根据导频分量与DC分量之间的比率控制驱动信号的振幅而保持任意水平的调制深度恒定，不管随时间的变化或温度变化。参见图3中从比率控制器155延伸至驱动电路13b的虚线箭头。

<第二实施方式>

图10是根据第二实施方式的光发送机1B的示意图。光发送机1B的基本结构与第一实施方式的光发送机1A的基本结构相同。由相同的数字标记表示相同的元件，并且对相对于第一实施方式的主要的不同点进行说明。

光发送机1B具有连接至光调制器12的输出端的光放大器31、以及监控放大的经调制的光信号并且将监控信号中的导频分量与DC分量之间的比率控制为恒定的控制器15B。如第一实施方式中一样，低频导频信号被叠加到施加到光调制器12的驱动振幅或基板偏压上。当选择小于100％的调制深度时，在来自光调制器12的输出光中出现导频分量。

除了光检测器151、DC监视器152、AC监视器153和比率控制器155之外，控制器15B具有恒定输出控制器156。该恒定输出控制器156基于DC监视器152的监控结果调节光放大器31的增益以保持输出光水平恒定。因此，输出光的DC分量(即，平均光功率)可以是恒定的。

利用图10的配置，提高了光检测器151的监控级别并且提升了控制精确度。由于DC分量被保持恒定，因此用于保持导频分量与DC分量之间的比率的控制方案被简化，使得频率f0的导频分量变为恒定。

不管光源11的波长的变化或在光调制器12的光波导12a和12b中发生的随时间的变化，被设置成任意水平的调制深度可以保持恒定。可以通过使用(例如)制冷设备的调制器温度控制器25稳定温度变化。恒定输出控制器156不必被设置在控制器15B内，而可以与控制器15B分离设置。

代替光放大器31或与光放大器31相结合，可以使用可变光衰减器。在这种情况下，控制器15B将可变光衰减器的衰减控制为恒定，使得来自光调制器12的输出光中的DC分量变为恒定，并且控制驱动信号的振幅或基板偏压电平以便保持导频分量恒定。作为又一个修改例，可以控制光源11的输出水平使得来自光调制器12的输出光中的DC分量变为恒定。

<第三实施方式>

图11是根据第三实施方式的光发送机1C的示意图。光发送机1C的基本结构与第一实施方式的光发送机1A的基本结构相同。由相同的数字标记表示相同的元件，并且对相对于第一实施方式的主要的不同点进行说明。

在第三实施方式中，存储器19被连接至基板偏压电路17以对基板偏压执行前馈控制。存储器19具有例如描述光源10的波长与基板偏压之间的关系的表或算数表达式。基板偏压电路17从存储器19读出表或算数表达式并且根据光源10的波长确定基板偏压电平。光调制器12的温度由调制器温度控制器25来控制。

控制器15A是第一实施方式中所使用的控制器。控制器15A在光检测器151处监控从光调制器12输出的光信号的一部分，并且在DC监视器152和AC监视器153处分别检测包含在监控信号中的DC分量(平均光功率)和导频分量。比率控制器155控制施加到光调制器12的驱动信号的振幅使得导频分量与DC分量之间的比率变为恒定。导频信号可以被叠加到驱动信号或基板偏压上。

在第三实施方式中，光调制器12的波长依赖性通过前馈控制来处理，并且温度变化通过诸如制冷设备的温度控制设备来处理。发生在光调制器12中的随时间的变化通过使用导频信号的反馈控制来处理。利用该配置，可以保持调制深度恒定在所期望的水平，而不管光源10的波长的变化、温度的变化或随时间的变化。当光调制器12是半导体光调制器时，第三实施方式的结构是尤其有利的。

<第四实施方式>

图12是根据第四实施方式的光发送机1D的示意图。光发送机1D的基本结构与第一实施方式的光发送机1A的基本结构相同。由相同的数字标记表示相同的元件，并且对相对于第一实施方式的主要的不同点进行说明。

在第四实施方式中，调制器温度控制器25和存储器19被去除，并且执行反馈控制来处理所有的随时间的变化、温度变化以及光源11的波长的变化，以便将调制深度保持在期望的水平。低频导频信号生成器18生成低频导频信号并将其叠加到驱动信号或基板偏压上。控制器15A监控从光调制器12输出的光信号的一部分。控制器15A的DC监视器152和AC监视器153从监控信号(即，来自光调制器12的输出光)分别检测DC分量和导频分量。比率控制器155控制基板偏压使得导频分量与DC分量之间的比率变为恒定。代替对基板偏压的控制，对驱动信号的振幅进行控制。

第四实施方式的光发送机1D的配置从消除对光调制器12的温度控制和基板偏置的前馈控制的角度来说是有利的。该配置也适合于使用半导体光调制器的光发送机。

<第五实施方式>

图13是根据第五实施方式的光发送机1E的示意图。光发送机1E的基本结构与第一实施方式的光发送机1A的基本结构相同。由相同的数字标记表示相同的元件，并且对相对于第一实施方式的主要的不同点进行说明。

光发送机1E被用于x-QAM调制方案。QAM或正交幅度调制是在它们之间具有π/2(90度)相位差的两个正弦波各自被幅度调制并结合在一起的调制的形式。一对马赫—曾德尔(MZ)光调制器12I和12Q被用于提供从0弧度至π弧度的相移与从π/2弧度至3π/2弧度的相移的组合。使用多个振幅电平(amplitude level)，提供高阶多电平调制。通过将在光波导12Ia和12Ib调制的光波的相位旋转和在光波导12Qa和12Qb调制的光波的相位旋转设置成小于π弧度的适当的值来实现所期望的调制深度。

当具有单振幅电平的电信号被提供至I(同相)通道调制器和Q(正交)通道调制器时，执行4-QAM(即，QPSK)。当在I通道和Q通道中的一个通道中关闭电信号供应时，则提供2-QAM并执行图3所示的BPSK。当使用具有两个不同的振幅电平的电信号时，提供8-QAM并且可以传送每符号3比特信息。利用具有4个信号电平的电信号时，提供16-QAM并且传送每符号4比特信息。

从光源11发出的光束被分成两条路径并且被分别输入到MZ光调制器12I和12Q。MZ光调制器12I和MZ光调制器12Q可以分别被称为“I-通道调制器12I”和“Q-通道调制器12Q”。在I-通道调制器12I和Q-通道调制器12Q的每一个中，输入光被一分为二并且被引导至光波导A和光波导B。I-通道调制器12I的输出在π/2相移器21I处经历相位旋转。同样，Q-通道调制器12Q的输出在π/2相移器21Q处经历相位旋转。从I-通道调制器12I和Q-通道调制器12Q输出的光波在I-通道光波和Q-通道光波之间提供π/2相位差之后被结合，并且结合后的光作为经调制的光信号被输出。

在低频导频信号生成器18处生成的导频信号被提供至I-通道基板偏压电路17I、Q-通道基板偏压电路17Q、I-通道光学相位偏置电路16I和Q-通道光学相位偏置电路16Q。导频信号还被提供至π/2相移器21I和π/2相移器21Q。出于简化附图的目的，从低频导频信号生成器18至π/2相移器21I和π/2相移器21Q的信号线被省略。低频导频信号被叠加到基板偏置、光学相位偏置和π/2相移偏置上。光学相位偏置是用于定义每个MZ干涉仪中的两个光波之间的统计相位差的偏置电压。在附图中，出于简化的目的，提供至I-通道调制器12I的光波导12Ia和12Ib的信号电极和光学相位偏置电极被省略。出于相同的原因，在附图中，提供至Q-通道调制器12Q的光波导12Qa和12Qb的信号电极和光学相位偏置电极被省略。

在I-通道光分量与Q-通道光分量相结合之后，结合后的光的一部分在控制器15E的光检测器151处被监控。控制器15E使用DC监视器152、AC监视器163和比率控制器155来将包含在监控的光中的导频分量与DC分量之间的比率控制为恒定。用于保持导频/DC(DC/导频)比率恒定的第一控制信号被提供至I-通道基板偏压电路17I和Q-通道基板偏压电路17Q。

通过AC监视器163检测源于被叠加到光学相位偏置上的导频信号的导频分量。AC监视器163生成用于最小化包含在来自I-通道调制器12I和Q-通道调制器12Q的输出光中的导频分量的第二控制信号。控制器15E将第二控制信号提供至I-通道光学相位偏置电路16I和Q-通道光学相位偏置电路16Q。AC监视器163还生成用于在从I-通道调制器12I和Q-通道调制器12Q输出的光波之间提供π/2相位差的第三控制信号。控制器15E将第三控制信号提供至π/2相移器21I和π/2相移器21Q。第三控制信号用于最小化包含在I-通道调制器12I和Q-通道调制器12Q的输出光中的AC分量。AC监视器163可以包括两个单独的监控电路，一个监控电路用于检测来自监控信号的导频分量，并且一个监控电路用于检测来自监控信号的交流(AC)功率。用于检测导频分量的监控电路具有与导频信号的低频对应的数百千赫(kHz)的频带。另一方面，用于检测AC功率的监控电路(针对平方律检波(square-law detection))具有数百兆赫(MHz)的频带。

对基板偏置、光学相位偏置以及π/2相移偏置的控制操作可以通过模拟电路或数字信号处理来实现。可以针对基板偏置控制、光学相位偏置控制和π/2相移偏置控制提供单独的电路以实现并行操作。从小型化电路结构的角度，使用CPU的分时控制可能是有效的。

代替将低频导频信号叠加到基板偏压上，可以将导频信号叠加到驱动信号上。在这种情况下，同相导频信号可以被施加到驱动电路13Ia和13Ib。同样，同相导频信号可以被施加到驱动电路13Qa和13Qb。代替利用第一控制信号对基板偏压进行控制，可以对驱动振幅进行控制。调制器温度控制器25I和25Q可以被去除，并且第一控制信号可以被用于消除由于温度变化而产生的调制深度的波动。

控制器15E可以配备有第二实施方式的恒定DC输出结构。在这种情况下，从来自调制器的输出信号获取恒定水平的DC分量，并且第一控制信号被用于控制基板偏置或驱动振幅，使得所检测到的低频导频分量变为预定水平。

<第六实施方式>

图14是根据第六实施方式的光发送机1F的示意图。在第六实施方式中，基于导频分量与DC分量之间的比率的调制深度控制方案被应用于双偏振QAM调制(DP-QAM)。

光发送机1F具有X-偏振支路光学调制块3X和Y-偏振支路光学调制块3Y。X-偏振支路光学调制块3X和Y-偏振支路光学调制块3Y中的每个的结构都与图13中所示出的结构相同，并且将避免多余的说明。

从光源11发出的光束被分成两条路径并且被引导至X-偏振支路光学调制块3X和Y-偏振支路光学调制块3Y。在调制块3X和调制块3Y中的每一个中，光束被进一步分成两条路径并被输入到马赫—曾德尔光调制器12I(被称为“I-通道调制器12I”)和马赫—曾德尔光调制器12Q(被称为“Q-通道调制器12Q”)。控制器15E被提供至调制块3X和调制块3Y中的每一个。控制器15E输出第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号。第一控制信号用于保持包含在经调制的光信号中的导频分量与DC分量之间的比率。第二控制信号用于控制MZ干涉仪的两个光波导之间的光学相位偏置。第三控制信号用于控制π/2相移偏压。通过使用第一控制信号控制基板偏置或驱动振幅使得导频分量与DC分量之间的比率变为预定的恒定值，调制深度可以被保持在期望的水平而不管可变因素。代替向X-偏振支路光学调制块3X和Y-偏振支路光学调制块3Y提供单独的控制器15E，来自偏振多路复用器(MUX)电路49的输出光的一部分可以被分支为监控光。控制器15E可以配备有第二实施方式的恒定DC输出结构。在这种情况下，从来自调制器的输出信号获取恒定水平的DC分量，并且第一控制信号被用于控制基板偏置或驱动振幅，使得所检测到的低频导频分量变为预定水平。在图14中，出于简化的目的，提供至X-偏振支路光学调制块3X和Y-偏振支路光学调制块3Y中的一个的偏振旋转器被省略。

如上所述，实施方式的光发送机1A至1F可以消除LD的变化或损耗的影响，并且保持调制深度恒定在所期望的水平，而不管光调制器随时间的变化、光源的波长的变化或温度变化。