专利名称：光调制装置、光发送器、以及光传送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用光纤的光信息传送。
背景技术：
近年来，使用光纤的高速大容量通信的速度达到10～40Gbit/s，并且传送速度和传送距离的扩大逐渐接近极限。其主要原因是『波长分散(CDChromatic Dispersion)』和『光纤非线形效果(optical fibernon-linear effect)』。波长分散是不同波长(wavelength)的光在光纤中以不同速度传送的现象，由于以高速调制的光信号的光谱具有不同波长成分，因此，由于成为传送路的光纤的波长分散，各个波长成分在不同的时刻到达接收端。周知其结果是，传送后的光波形产生很大的波形失真(waveform distortion)。光纤非线形效果是如下的现象，光信号通过自身具有的强度调制成分(intensity modulationcomponent)，对在光纤中传送的自身或并进的光信号施加了多余的相位调制(phase modulation)(频率线形调频(frequency chirp))，该相位调制成分与上述波长分散相互作用而产生更大的波形失真。
一直以来在用光通信传送数字信息时，广泛使用二进制NRZ调制(Non-Return-to-Zero)，向光调制器或光源输入2.5～40Gbit/s的高速电数字信号，并将光信号直接导通·断开。但是，由于NRZ信号容易受到上述波长分散和非线形效果的影响，因此以减低这些影响并增加传送速度和传送距离为目的，研究了各种各样新的调制方式。作为这种调制方式，例如非专利文献1所示的CSRZ(载波抑制Return-to-Zero)调制，和非专利文献2所示的光双二进制调制。前者的调制方式是，进行调制以便将光信号脉冲化，并在邻接的脉冲之间使光相位(optical phase)交互地变化为0或π的二进制，由此增加对长距离传送中成为问题的非线形效果的容限(tolerance)。并且后者的调制方式是，在光信号的强度进行标记(mark)·空格(space)·标记的变化时，使光相位变化180度，由此大幅度提高波长分散容限。
在如此的光信号调制时，需要对光变形和光的相位调制量进行严格管理，并且光调制器的偏置电压(bias-voltage)的稳定化控制非常重要。作为已有例例如专利文献1中所公开的。图4是使用这种以往的偏置电压的CSRZ光发送器的结构图。在所述例中，激光光源101输出的信号光，沿路径112前进，首先由以往的光调制装置114变换为20GHz的CSRZ脉冲，之后在通过NRZ光调制器123时，由从数据信号输入端子124输入的电信号、20Gbit/sNRZ数据信号进行强度调制，并作为20Gbit/sNRZ光波形输出。作为光调制器102一般使用马赫-曾德(MZ)式光调制器，马赫-曾德(MZ)式光调制器是将锂铌酸盐(Lithium Niobate)(LN)等材料作为导波路基板(waveguidesubstrate)。光调制器102的前后设置有光输入路径103和光输出路径104，光调制器102是在2个行波电极输入端子107-1、107-2分别施加相位反转的10Ghz时钟信号的双相驱动式。在行波电极输入端子107-2的途中，设置通过T型偏置器(bias-tee)施加低速(直流～最高数MHz左右)的偏置电压Vb的偏置信号输入端子111。偏置电压Vb如下所述用于对光调制器的动作点进行设定。
图5表示使用双相驱动(dual-drive)MZ式光调制器的CSRZ光脉冲的生成原理。图5(b)是双相驱动MZ调制器的光透过特性(opticaltransmission characteristics)，纵轴为光透过率，横轴为被施加在2个电极的差电压。如图所示两者具有正弦波型的关系，并将其1周期的电压范围表示为V2π。生成CSRZ光脉冲，要对2个电极施加相位互相反转的正弦波形的时钟电压(频率10GHz)。2个电极的差电压也如图所示为正弦波，在其电压振幅以下只被称为时钟振幅。该时钟振幅设定为2π、或使成为其中心的偏置电压(Vb)与光透过率为最小的正弦波的底(最佳点)一致。偏置电压与最佳点一致时，MZ调制器的透过率以所施加的时钟电压频率2倍的20GHz的周期反复导通·断开，从图4的光输出路径104输出如图5(d)的CSRZ光脉冲。另一方面，已知由于制造的区别和温度、时间变化等，这种LN-MZ调制器的最佳点的电压也不同，并且还进行时间的漂移(drift)。偏置电压从最佳点偏移时，如图5(c)邻接光脉冲的高度不同，产生很大的波形失真和传送特性(接收灵敏度(receiver sensitivity))的恶化，并且不能进行信息传送。因此需要进行自动控制以便使偏置电压一直与最佳点一致。
以下对已有的偏置电压的自动控制进行说明。为此在图4中，使时钟振幅等于MZ调制器的V2π，CSRZ光脉冲的一部分由光耦合器(optical coupler)106引导到低速光检测器108，测定被时间平均的光强度(平均光强度)，并将其信息从光强度信号输出端子109输出。平均光强度的测定所需要的光检测器的频带最大数Hz～数MHz就足够了。图6是表示已有CSRZ光调制器中的偏置电压和CSRZ光信号平均光强度的关系图。图6(a)表示MZ调制器对直流电压的透光率(消光曲线图(extinction curve))，(b)是从低速光检测器108得到的平均光输出强度。平均光输出随着偏置电压Vb的变化而变化为正弦波型，并在(a)的透光率恰好为最小的偏置电压(虚线的最佳点)时为最大。其理由是，为了在时钟振幅为V2π的情况下，当将偏置电压设定为最佳点时，恰好使时钟电压的最大值·最小值与(a)的透光率的最大点一致，并且为了在来自该点的偏置电压偏向大·小某一方时，减少一个输出波形的波峰并降低光强度。因此，如果进行对施加到偏置信号输入端子的偏置电压Vb进行控制的最大化控制，以便使从光强度信号输出端子109得到的平均光强度一直为最大，则可以一直得到良好的光CSRZ脉冲。
另外，在上述专利文献1中记载了，上述最大化控制可以使用于时钟信号的振幅为V2π的80％以上(＝Vπ的1.6倍)的情况。图6(c)是将时钟振幅从V2π降低时的CSRZ光脉冲的平均强度，随着时钟振幅变小平均强度的振幅变小，振幅在V2π的70％左右其相位反转，与时钟振幅为V2π的40％等相反，在最佳偏置电压时平均光强度为最小。为此在上述专利文献1中记载了，当时钟振幅变小时适用最小化控制的例。
非专利文献1A.Hirano，Y.Miyamoto，K.Yonenaga，A.Sano andH.Toba，“40Gbit/s L-band transmission experiment using SPM-tolerantcarrier-suppressed RZ format，”IEE ELECTRONICS LETTERS，90thDecember 1999，Vol.35，No.25.
非专利文献2K.Yonenaga，and S.Kuwano，“Dispersion-TolerantOptical Transmission Using Duobinary Transmitter and BinaryReceiver，”JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL.15，NO.8，1997，pp.1530-1537.
专利文献1特开2003-283432号公报在上述以往例中，在时钟振幅大体等于V2π时使用最大化控制，以及在时钟振幅为60％左右以下时使用最小化，由此可以实现稳定化，但是其中存在以下的问题。
第一存在的问题是，存在不能使用通过时钟振幅的稳定化控制的范围。在一般使用的LN-MZ调制器中，V2π为10V左右(双相驱动也是一侧5V以上)的极高电压，并且在一般的光通信所使用的超过10GHz的频带中，这种输出高电压的IC和驱动放大器(driveramplifier)为高价且很难得到。因此从低成本化和部件调配的观点，优选尽可能降低时钟振幅，但是在以往方式中，时钟振幅在80％～60％的范围中不能使用自动控制。即使在所述范围以外、在其附近(例如90％～50％的范围)，图6(c)的平均光强度特性也是近似大体平坦，因此即使偏置电压变化，也存在平均光强度的变化小、现实中控制精度极度恶化、不适合实用的问题。并且当时钟振幅为40％以下时，存在调制度降低、来自光发送器的光输出强度剧烈减少的问题。因此，在以往例中不能自由地对施加到MZ调制器的时钟振幅进行设定，成为低成本化和部件调配的障碍。
第二存在的问题是，对不同部件的容许极限(margin)小、光发送器的制造困难。由于放大器增益脉动(ripple)特性(通常1dB＝20％左右)、高频电缆和连接器的不同损失、和MZ调制器本身不同的高频调制特性等，超过数GHz的高频电信号很难对施加的电压振幅和调制器的V2π进行高精度管理。但是在已有例中，当两者相对变化15％～20％时自动控制变得不动作。因此，需要实际测试每个用于光调制器的部件并进行选择，并且需要对时钟电压振幅进行自动控制并进行使其一直保持在一定值等的多余控制，使光调制装置变得高价、复杂。
第三存在的问题是，无法使CSRZ波形可变，并且不能对应于将来的部件变更。如果可以在CSRZ调制器中自由改变时钟振幅的话，可以变更波形和占空比(duty ratio)(导通·断开时间的比率)，并配合光纤传送路的特性对其传送特性进行适合的调整。在已有的控制方法中，一旦设定了时钟振幅和控制方法(最大化控制或最小化控制)，时钟振幅的可变更范围变小，可变余地几乎消失。根据同样的理由，一旦光发送器的设定结束，不能对应于以后可以得到便宜的光部件、及采用的部件的规格(MZ调制器的V2π等)变更的情况，需要进行重新设计。因此花费多余的设计时间和费用。
作为没有这种问题的已有例，在专利文献特开2004-294883中提出一种方式，将生成的CS-RZ信号用具有同等程度频带的高速光检测器进行接收并变换为高速电信号，用滤光器抽出特定频率成分以便使该高速电信号的频率光谱成为希望的形式，并控制偏置电压以便使该频率成分为最大。但是存在的问题是，这种光检测器的需要频带在40GHz CSRZ脉冲的情况下要达到40GHz，与最高1MHz左右的低速光检测器比较价格极高。并且还存在的问题是，当使用与特定光谱成分对应的高频虑光器(40Gbit/s时，40GHz)时，光发送器只在特定的比特率才动作，不能对应于使用了错误订正符号(error correctingcode)等时的比特率的变化(例如43Gbit/s)。
上述问题，在光调制器为LN-MZ调制器以外的例如半导体式MZ调制器的情况下也相同。半导体式MZ调制器与LN-MZ调制器相比长时间稳定性高，但每个调制器不同的高频特性和温度依存性比LN-MZ调制器大，需要同样的偏置稳定化。所述情况在使用了聚合体(polymer)的MZ调制器中也相同。
并且，当使用MZ调制器来实现作为与上述不同的调制方式的双二进制调制、作为二进制相位调制(binary phase modulation)的BPSK调制时，与上述CSRZ调制同样，存在使透光特性最小的点成为最佳偏置电压的相同问题。在广泛使用的NRZ调制和RZ调制中也存在的问题是，需要偏置稳定化控制，但将多个调制器多级连接时很难区别2个调制器的控制信号，并且当改变光信号的波形占空比等波形时动作点偏移等。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，本发明使用不易被光调制波形变化影响的光调制器偏置电压控制电路，价格便宜且可以使用的范围广。
上述目的可以通过以下方法实现，在具备行波调制电极的光调制器内部，将控制光与被调制光反向传送并用光检测器检测该控制光强度，将该控制光的平均光强度信息用于光调制器的偏置稳定化控制。
特别是通过反射镜对信号光的一部分进行反射、或通过具备控制光源，可以得到所述控制光。
关于在控制光入射到光调制器时其偏振状态成为问题这一点，可以通过以下方法解决，在控制光输入路径上设置偏振波保持机构、或偏振状态调节机构，或者使用无偏光光源作为控制光源、通过偏振波扰频(polarization scrambling)对控制光进行无偏光化。
上述稳定化控制用控制电路可以设置于光调制器或光发送器内部等，可以是其动作使输出信号变化以便使输入信号为最大或最小的最小化控制电路或最大化控制电路，或者是自动控制电路，对所述偏置信号施加频率f的高频振动(dithering)并进行控制，以便使该自动控制电路的输入信号中的频率f成分或2f成分的强度为0或最小或最大，或者使输入信号中的频率f成分或2f成分的相位为一定值。
通过使上述行波光调制器为行波马赫-曾德式调制器、或行波吸收式半导体光调制器、行波光相位调制器、行波光强度调制器、行波光强度相位调制器，可以发挥本发明的效果。并且，调制方式为载波抑制RZ(CSRZ)调制、光脉冲调制、二进制光相位调制、或光双二进制调制时本发明的效果很大。
为了稳定地实施本发明的控制，对光检测器的输出信号或输入该光调制器的控制光强度、或者从该光调制器的输出端输入的控制光强度进行观测，在这些强度之一成为一定值以下时停止所述控制动作，并且在成为一定值以上之后或者一定时间后开始控制动作即可。
并且在光调制装置为并联或者串联连接时，从最下游的光调制器的输出端输入控制光，并用各个光调制装置的光检测器进行检测，由此可以使用本发明。
将本发明使用于光发送器时采用以下构成即可，将输出调制或无调制的激光的信号光源与本发明的光调制装置串联连接，或者将输出调制或无调制的激光的信号光源与本发明的光调制装置级联或并联设置。此时，通过具备对从光检测器输出的强度信息、或输入所述光调制器的控制光的光强度信息进行检测、并向外部输出的信息路径，或输入控制电路动作的开始或停止的信息路径，可以掌握外部的光调制装置的状态，同时可以控制光调制装置的动作。
并且，如果可以从各个光传送装置、或远程控制操纵台输入输出上述信息，则具有可以对所述光调制器的状态自动或远程监控、并控制其动作的效果。
本发明中具有以下效果，解决CSRZ所代表的光调制装置中的上述3个问题，并不论时钟振幅如何可以一直用同一控制算法·电路(例如，最小化控制电路等)进行偏置电压的稳定化控制。因此，即使在不能使用已有控制方法的、时钟振幅在光调制器的V2π的60％～80％范围，也可以实现光发送器。并且存在以下效果，使调制器或高频部件的不同特性和规格变化的容许范围扩大、部件的调配成本下降、部件的调配变得容易、将来的设计变更变得容易。并且存在以下优点，由于可以使时钟振幅在很大范围内可变，可以实现波形和占空比可变的光发送器。
并且，由于本发明中使用反向穿过光调制器的控制光进行偏置控制，控制光在高频信号中几乎不被调制，因此具有以下效果，偏置点不易受到调制波形的调制方式、或波形的占空比等波形形状变化的影响。因此本发明的控制方式和电路，可以在不同比特率(bit rate)或光调制方式的多个光发送器共同使用，具有低成本化和共用化的效果，并且具有用一台光发送器发送波形也可以容易地可变的效果。
并且，由于以往将信号光直接使用于各个光调制器的偏置控制，因此存在当光调制器为多级时控制信号的分离变得困难的问题，但是由于本发明中使用了反向前进的控制光，因此存在以下优点，可以在各级取出控制光、使用波长分别不同的控制光、与已有的控制方法混合使用、控制信号的分离变得容易。
并且，使用本发明的反射镜的构成中，具有不需要控制光源的效果。在所述构成中，通过在反射镜的连接中使用偏振波保持光纤和偏振波扰频器，并且作为反射镜使用设置在信号光路径中的部分反射镜(partial reflection mirror)，因此具有不受光纤弯曲(bending)的偏振波状态(state of polarization)变动的影响的效果。
另一方面，在使用与信号光不同的控制光源时，具有可以避免信号光损失的杂音的影响、杂散光干涉的影响的效果。并且，通过使用偏振波无依存光源和偏振波扰频构成，具有不受作为信号路径的光纤弯曲的偏振波状态变动的影响的效果。
图1是表示本发明的第1实施例的构成图。
图2是本发明的第1实施例中的光调制器102的构成图。
图3是表示本发明的第1实施例中的偏置稳定化控制的原理图。
图4是使用了已有偏置电压稳定化控制的CSRZ光发送器的构成图。
图5是表示使用了双相驱动MZ式光调制器的CSRZ光脉冲的生成原理的图。
图6是表示已有CSRZ光调制器中的偏置电压和CSRZ光信号平均光强度的关系图。
图7是表示本发明的第2实施例的构成图。
图8是表示本发明的方法和已有方法的试验比较的图。
图9是表示本发明的第3实施例的构成图。
图10是表示本发明的第4实施例的构成图。
图11是表示本发明的第5实施例的构成图。
图12是表示本发明的第6实施例的构成图。
图13是表示本发明的第7实施例的构成图。
图14是表示本发明的第8实施例的构成图。
图15是表示本发明的第9实施例的构成图。
图16是表示本发明的第10实施例的构成图。
图17是本发明的第10实施例中的传送装置控制电路164的动作流程图。
图18是表示本发明的第11实施例的构成图。
具体实施例方式
实施本发明的最佳方式为下述第一实施例所示的图1的方式。在本实施方式中，从激光光源101输出的激光从光输入路径103-1输入光调制器102，并从光输出路径104作为CSRZ光脉冲输出。对光调制器102的2个行波电极输入端子107-1、107-2，施加用频率10GHz进行了相位相互反转的正弦波时钟信号，偏置电压Vb通过T型偏置器110连接到行波电极输入端子107-2。在光输入路径103的途中设置光耦合器106-1、在光输出路径104的途中设置光耦合器106-2。在光耦合器106-2被分路的路径被作为控制光输入路径使用，从此处与信号光路径112反向地输入控制光。输入的控制光沿控制光路径113反向通过光调制器102，其一部分由光耦合器106分离，并被导向到在其前方设置的低速光检测108，并被测定平均光强度(average optical power)。可以对偏置电压Vb进行自动控制以便使该平均光强度为最小。
实施例1图1是表示本发明的第1实施例的构成图，是将本发明的光调制装置100使用于生成CSRZ光脉冲的例。从激光光源101输出的激光沿图中的信号光路径112前进，从光输入路径103-1输入光调制器102，并从光输出路径104作为CSRZ光脉冲输出。作为光调制器102，一般使用双相驱动式LN-MZ调制器，对2个行波电极输入端子107-1、107-2施加用频率10GHz进行了相位相互反转的正弦波时钟信号。CSRZ光脉冲生成原理与上述的已有例相同，为了将时钟信号的偏置电压控制在最佳点，低速(直流～最高数MHz左右)的偏置电压Vb通过T型偏置器(bias-tee)110连接到行波电极输入端子107-2。
在本实施例中，在光输入路径103的途中设置光耦合器106-1、在光输出路径104的途中设置光耦合器106-2。对由光耦合器106-2分路的控制光输入路径105，从此处输入与信号光路径112反向的控制光。输入的控制光沿控制光路径113反向通过光调制器102，其一部分由光耦合器106-1分离，并被导向到在其前方设置的低速光检测器108，测定的控制光的平均光强度信息从光强度信号输出端子109输出到外部。
图2是本发明的第1实施例中的光调制器102的构成图，表示具有行波电极的双相驱动LN-MZ调制器的内部结构例。LN-MZ光调制器由在具有电光学效应(electro-optic effect)的LN结晶(LN-crystal)的薄膜基板(thin film substrate)上，使用Ti(钛)扩散(Ti-diffusion)技术等所形成的波导路构成。MZ调制器一般为，分别连接2输入2输出的2×2光耦合器120-1的2个光输出路径、和2×2光耦合器120-2的2个光输入路径，并邻接这些路径设置行波光电极121-1、121-2。光耦合器剩余的输入端子成为光输入输出路径，因此MZ光调制器本来是如图所示具有2个光输入路径(图的103-1、103-2)、2个光输出路径(104-1、104-2)的多输入、多输出的装置，但是通常将其中一个光输入路径103-1作为光输入、一个光输出路径104-1作为光输出使用。整体构成为在将光分路为2之后付与相位差(phasedifference)并进行合成的马赫-曾德式光干涉计(interferometer)。所述光调制器透光特性可以通过向2电极付与电压差、并对干涉计生成相位差来改变，相位差为0时的透光率最大、当相位差为π时透光率为最小(～0)。在如此的光调制器中，当将施加到电极的电信号频率高速化到数GHz以上时，由于电极的寄生容量(parasitic capacitance)使调制效率(modulation efficiency)大幅度下降，并且变得不进行动作。因此首先如图中的122-1、122-2设置电极的终端电阻，并调整电极阻抗(impedance)使电极整体为不受寄生容量影响的分布常数线路(distributed-constant transmission line)。并且，通过采用设计为使在电极内前进的电信号速度、与在波导路内前进的光信号速度一致(match)的行波电极，用10～40GHz以上的高速信号也可以防止降低调制效率并进行光调制动作。
这种光调制器的特征为，反方向也具有透光率，可以从光输出路径104-1、104-2之一输入光信号，并使其从光输入路径103-1、103-2输出，但是行波电极对反向前进的光无效，调制频带降低为最高1～数GHz左右。也就是说，特别是在如RZ波形和CSRZ波形、模拟调制那样，对电极施加数～数10GHz的正弦波时钟信号的情况下，几乎没有对反向前进的光进行高频调制，透光率由直流的偏置电压(DCbias voltage)的变化决定。
所述情况在图3表示。图3是表示本发明的偏置稳定化控制的原理图，(a)是MZ调制器透光率的偏置电压依存性(直流消光曲线图)。如上所述，由于控制光没有受到高频调制，其图3(b)所示的透光率只由偏置电压Vb单独决定，其特性与(a)的直流消光曲线一致。但是通过施加偏置电压Vb以便使控制光的强度一直为最小的最小化控制，可以将偏置电压Vb一直稳定化控制在消光曲线的最小点。
图3(c)表示上述最小化控制的算法例。首先，使偏置电压Vb只增加微小值ΔV，并观测从光强度信号输出端子109得到的光强度信息如何变化。如果光强度为减少的趋势则继续使偏置电压Vb减少，如果光强度为增加的趋势则相反只将偏置电压Vb增加微小值ΔV，通过反复上述操作，可以实现最小化控制。
另外，最小化控制(或最大化控制)的算法不限于本例所示，任何通常的最小化(最大化)算法都可以使用。即可以使用牛顿法(Newton method)或二分检索法(binary search method)，以及控制偏置电压以便使光强度信号的微分值为0等方法。并且控制电路也可以是模拟电路或数字控制，并且可以是利用计算机的控制。
并且，在使用实际的电信号源或光设备的情况下，当进行如图3(c)的最小化(最大化)控制时，偏置电压Vb可能达到可输出电压范围的极限、或超过光设备和IC的电极耐压。这种情况下，可以考虑的对策为，将偏置电压在短时间内只偏移直流消光曲线图1个周期(V2π)的量，并再次开始控制动作，或预先选择电压范围余量最大的最佳点然后开始控制等。
另外，本实施例中将电压输入式光调制器作为对象使用了偏置电压控制这个词，但是本发明也可以广泛使用通过不同物理量对偏置点进行控制的光调制器。例如，即使是利用光波导路的温度和压力、向加热器流入的电流、向半导体相位调制器中流入的电流等，对偏置点进行控制的光调制器也没有问题。
另外，图中用粗线表示光信号的路径(输入路径103、光输出路径104等)，但是所述部分可以用光纤、玻璃基板等光波导路、空间中的光波束等各种方式来实现。
实施例2图7是表示本发明的第2实施例的构成图，是信号光的一部分被反射镜反射，并将该反射光作为控制光使用，并且将自动控制电路设置在本发明的光调制装置100的内部的例。图7(a)中控制光输入路径105的前方连接有反射镜130。因此，通过光耦合器106-2将分路到控制光输入路径105的信号光(路径112-2)的一部分反射，并且由于其反向前进因此可以作为控制光来使用。信号光最初在顺向通过光调制器102时受到CSRZ脉冲调制，在其最佳点的平均强度如图6(c)所示根据时钟振幅而大幅改变。但是，在该信号作为控制光反向通过光调制器102时，如图3(b)所示在最佳点为最小(～0)的特性的调制被重叠。结果，最终出现图3(b)的调制度大的调制特性，平均光强度一直在最佳点为最小。因此，通过最小化控制电路132对偏置电压Vb进行控制，以便使由光检测器108测定的控制光平均光强度一直为最小，并通过将其施加到偏置信号输入端子131，可以进行不依存时钟振幅的偏置稳定化控制。
另外在本实施例中表示了以下构成，使用具有单一行波电极输入端子107的X-Cut(或者Z-Cut式)的LN-MZ调制器，并施加1系统的10GHz时钟信号，并且向专用设置的偏置信号输入端子131施加偏置电压Vb，但是与本发明的使用没有本质的不同。作为偏置电压施加方法，还有在生成高频电信号的驱动电路内部设置偏置电压的加法电路等方式，任何使高频信号的直流电平变化的方法都可以没有问题地使用。
另外，在光调制器102为LN-MZ调制器等的情况下，存在调制器本身具有偏振光依存性(polarization dependence)，只对特定的偏振波光信号进行光调制的问题。这种情况下，通过使从光调制器102的光输出路径104到光耦合器106-2和控制光输入路径105的反射镜为止的光路径，为偏振波保持光纤、空间光学系统(free-space optics)、波导路基板等偏振光状态不变化的构成，控制光可以由光调制器102一直调制，并得到正确的控制信号。并且，在将这些路径用如单模(single-mode)光纤的一般光纤结合的情况下，在控制光输入路径105的途中设置手动或者自动的偏振波状态控制器(polarizationcontroller)，与光纤的安装状态配合，将控制光固定在以最佳偏振光状态(state of polarization)向光调制器输入的偏振波状态(state ofpolarization)，也可以使用进行自动控制以便使其一直为最佳偏振光状态的方法。
并且图7(b)的实施方式的构成为，在光输出路径104的途中直接设置介质多层膜(dielectric multi-layer)镜138作为反射镜，并反射一部分信号光直接作为控制光来使用。作为这种反射镜，有介质多层膜镜和光纤光栅(optical fiber grating)，这些反射镜可以直接设置在光纤的途中，不使光信号的偏振光状态改变，并且可以自由设定反射率。因此可以不需要偏振波控制器和偏振波保持光纤，通过便宜、简单的构成来实现本发明。
并且在本实施方式中，通过T型偏置器110在偏置信号输入端子131的途中连接低频正弦波信号源，将微小振幅的频率f(例如数KHz)重叠到偏置电压Vb上，并利用该频率成分实现高精度的偏置稳定化控制。在本例中，用低速光检测器108检测控制光(反射光)，从得到的信号中检测频率2f成分，用最大化控制电路137对偏置电压Vb进行自动控制以便使该成分为最大。即，由于在图3(b)的最佳点的光强度特性是向上凸，并且2次非线形为很大的点，因此如果偏置电压Vb在最佳点，则频率f的微小正弦波调制被变换为最强频率2f成分。因此可以用带通滤波器147抽出频率2f成分，并通过进行使该成分为最大的控制，来进行高灵敏度的偏置稳定化控制。并且作为高灵敏度控制方法，也可以是使频率2f成分的相位为一定的控制。
图8为使用图7(a)的构成，通过试验对本发明的效果进行实际确认的结果。图8(a)是时钟振幅为V2π的大约77％的情况。图中的『透光强度』是向图7(a)的光路径112-1输出的CSRZ光脉冲的平均光强度，并且『反射光强度』是用低速光检测器108检测到的光强度。在控制光输入路径105的途中设置手动的偏振波状态控制器，对偏振波状态进行调整以便反射光被光调制器102正确调制。从图8(a)可知，即使偏置电压Vb(横轴)变化，透光平均强度几乎没有改变、振幅仅为1dB左右，另一方面，反射光强度变化非常大、最大振幅15dB。偏置电压的最佳点为Vb＝7.75V，在该点输出的CSRZ光脉冲为对称性最高的图8(c)的波形。以往例的透光强度是在该点取最大值，本发明的反射光强度是在该点取最小值。另一方面，图8(b)和(d)分别是从最佳点使偏置电压只改变0.75V和0.25V时的CSRZ光波形。由于前者的偏移大，因此可以看到大的波形变化，但即使如后者仅偏移0.25V(对于V2π＝10.67V，相当于2.3％)，也可知邻接的脉冲产生很小的高度差。因此为了防止传送特性的恶化，需要以V2π的2％或者以上的精度使偏置电压稳定化。另一方面，以往例的透光强度的情况是，相对于0.75V(6％)的偏置电压的变化，平均光强度的变化仅为0.05dB(通常0.1dB以下的测定非常困难)，不能实施高精度的偏置电压稳定化。对此，本发明的反射光强度相对于偏置电压0.25V的变化产生1dB以上的信号强度，可以实现非常高精度的控制。
并且图8(e)是时钟电压降低到V2π的58％的例。在本例中可知，可以得到良好的CSRZ波形的最佳偏置电压为7.0V，与图8(a)相反透光强度在最佳点为最小值。即如上所述，可知需要根据时钟振幅来切换最小化控制或最大化控制。对此，本发明的反射光强度的情况是，对于偏置电压的变化与图8(a)同样地维持在最佳点光强度为最小的特性。因此，可以确认不依存于时钟振幅而一直使用最小化控制即可。并且，随着偏置变化的信号强度的变化幅度，在已有的透光强度的情况下为4dB，在本发明的反射光强度的情况下为23dB，确保了高精度控制所需要的大的动态范围，并可以确认本发明的效果。
实施例3图9是表示本发明的第3实施例的构成图，是使用电控制偏振波控制器对控制光的偏振波状态进行时间上的扰频、并消除偏振波依存性的例。本例是使用回路型镜的例，通过在控制光输入路径105的前方连接光循环器(optical circulator)139，并在其前方将光纤连接到回路上，由此使沿光路径112-2输入的CSRZ光信号转一周并沿原路径返回来作为控制光。回路一部分上设置电控制偏振波控制器134，并施加从低频正弦波信号源133得到的频率f(例如数k～10kHz)正弦波电信号，并作为沿控制光路径113通过的控制光的偏振光度降低到0.5左右的偏振波扰频器来使用。如此，如果使控制光的偏振光度(degree of polarization)降低，即使在MZ调制器具有偏振光依存性、内部内置偏振镜(polarizer)的情况下，也有大约50％的控制光被光调制器102调制，并到达低速光检测器108。如果将低速光检测器108的积分时间取的比f长足够多，则控制光中的频率f成分被时间平均，因此可以实现不受光纤路径的偏振波状态变动的影响地进行偏置电压的自动控制。
另外在本实施例中，在本发明的光调制装置100的信号输入部、和信号输出部设置光单面波导管(optical isolator)135-1、135-2。光单面波导管是防止光信号反向前进的元件，前者是防止向控制光的光输入路径103的上游的泄漏。由此，可以防止与信号光相同波长的控制光入射到上游的光元件，以及连接器等的反射与信号光发生预想不到的干涉而产生的信号恶化。并且，后者是用于使低速光检测器108等避免外部光的影响。在万一从外部入射了强的光信号、输出光的一部分被反射并反向进入光调制装置100的内部的情况下，存在输入到低速光检测器108使最小化控制电路132误动作的可能性。光单面波导管135-2的效果就是防止这些问题发生。
实施例4图10是表示本发明的第4实施例的构成图。本例是通过在光调制器102多个输出路径中未使用的路径上设置反射镜，来试图使构成简化的例。在本实施例中，光调制器102是在LN基板上使用波导路所形成的马赫-曾德式光调制器，具有输入信号光的光输入路径103-1以外的未使用光输入路径103-2，和输出信号光的光输出路径104-1以外的未使用光输出路径104-2，在光输出路径104-1上设置用于输出偏振波的调整的偏振镜136。在本例中，在光输出路径104-2的出口设置反射镜130，将沿路径112-2入射的光信号直接反射并作为控制光返回，并且在光输入路径103-2上直接设置低速光检测器108，测定通过光调制器102的控制光的平均光强度。通过这种将反射镜和光检测器直接设置到输入·输出路径，可以实现小型化、集成化、低成本化，并且具有不需要光纤的连接、不产生偏振波状态的变化的优点。
另外，在这种将反射镜和光检测器分别设置在空闲的光输入路径103-2、空闲光输出路径的情况下，施加到行波电极输入端子107-1或107-2的偏置电压Vb，使上述平均光强度为最小地进行控制即可。作为其他的变更，可以将光检测器或反射镜的一个设置在路径103-1或104-1，此时由于马赫-曾德式光调制器的特性、光信号的透光性反转，因此需要使用最大化控制而不是最小化控制。除这一点以外，无论如何组合未使用、已使用的光路径，如何设置光检测器108、反射镜130都可以没有问题地进行偏置电压的稳定化控制。
实施例5图11是表示本发明的第5实施例的构成图，是使用调制器集成化激光光源141作为信号光源，构成本发明的光发送器140的例。向高频数字电信号的输入路径142输入二进制的40Gbps数据信号，由此对调制器集成化激光光源(integrated modulator/laser)141的输出光进行调制，并生成40Gbps的光NRZ波形。本发明的光调制装置100将上述光NRZ波形作为输入，对其施加CSRZ调制，变换为40Gbps光CSRZ波形并输出。
本实施例的光发送器140具有控制命令输入端子150，可以从外部通过该控制端子对控制电路的端子进行指定。例如在外部检测到光发送器140的异常或故障时，停止最小化控制电路132的动作，并且在将光发送器140插入到传送装置等中时等，在控制光强度稳定之前只等待一定时间，然后通过开始控制动作可以实现稳定的控制动作。
并且，本例是在控制光输入路径105的一端设置专用的控制光源144，使输出的控制光沿着控制光路径113反向通过调制器102，之后用低速光检测器108测定其平均光强度的例。在本构成的特征为，由于控制光只能反向通过光调制器102，因此光损失少，并且更不易受到时钟信号的高频调制的影响。
控制光源144的波长，只要在不受光调制器的特性影响的范围就可以自由选择，例如调制器集成化激光光源的波长为1.55μm，如果光调制器为具有行波电极的吸收式光调制器，则非常接近该波长(～数nm)，并且在宽的波长频带(wavelength bandwidth)动作的LN-MZ调制器的情况为1.3μm，如果是宽频带的调制器可以考虑使用1.6μm、0.98μm等各种波长。即使同样在1.55μm频带，由于信号光的光谱加宽，通过选定控制光的波长以便使波长差变大，具有防止两者干涉的效果。
在控制光波长和信号光波长不同时，可以在信号光和控制光的路径的分离、合成中使用波长分离元件(wavelength separating device)(光波长分离器(wavelength demultiplexer))。在本例中，使用波长分离元件143-2将控制光合成到信号光的路径中，然后通过波长分离元件143-1将控制光从信号光的路径中分离，并导向到低速光检测器108。当使用这种波长分离元件时，可以防止被光调制器和输出连接器等反射的信号光的一部分、或从外部输入的干扰光，漏泄到低速光检测器108，对控制动作产生不良影响。这种漏泄也可以使用光隔离器(isolator)来防止。
另外，在使用激光光源作为控制光源144、并用光纤实现控制光输入路径105等情况下，存在下述问题，控制光的光结合率升高并且SN比上升，光纤中的光信号偏振波状态产生变化，控制光不能由光调制器进行调制。为了避免所述问题，使用偏振波保持光纤、光波导路、空间光学系等不产生偏振波变动的光元件，来实现从控制光源到光调制器102的光路径即可。并且也可以如本例所示，在控制光输入路径105的途中设置偏振波控制器145，并进行调整以便使控制光以适当的偏振波状态输入光调制器102。也可以在进行了这种调整之后进行固定，以便使光纤和调制器的状态不变化，并进行自动控制以便使其一直为最佳输入状态。
并且，本例的光调制装置100，设置有控制光源的光强度信息的输出端子，将在控制光源内部测定的控制光的光强度传送到最小化控制电路132，并根据其强度进行控制动作的导通·切断的切换。即，当控制光降低到某一定强度以下时，认为控制光源144劣化从而停止最小化控制电路132的控制动作，并通过将现有的偏置电压Vb保持在一定值，可以防止控制电路失控所导致的光信号劣化。并且，在光调制装置起动时，通过在控制光源144的输出达到某一定值以上之后开始最小化控制电路132的动作，可以防止初期引入动作失败等。
实施例6图12是表示本发明的第6实施例的构成图，是在本发明的光发送器140的光调制装置100后方设置NRZ光调制器123，并使用LED(Light Emitting Diode)等宽频带光源146作为控制光源的例。从信号光源101输出的信号光通过本发明的光调制装置100，被变换为20GHz的CSRZ光脉冲，之后，通过被施加了20Gbps的电NRZ信号的NRZ光调制器123，被变换为20GbpsCSRZ光波形并被输出。如此，本发明的光调制装置的位置可以自由地与其他光源和光调制器进行交换，可以自由地设置为级联、并联。作为2个调制器并联的例，可以举出光QPSK(Quadrature Phase-Shift)调制和SSB(Single SideBand)调制等。
并且，如本实施例所示使用LED等宽频带光源(broadband opticalsource)146作为控制光源时，具有以下优点，光源的频率频带变宽，不易发生与信号光干涉等不良影响，并且由于相干性(coherency)低，因此不易受到光部件反射和干涉的影响。作为这种干涉性低的控制光源，例如已知SLD(Super Luminescent Diode)、EDFA或利用拉曼放大器(Raman amplifier)等光纤放大器(optical fiber amplifier)的自然发光(amplified spontaneous emission)(ASE)的ASE光源、法布里波罗(Fabry-Perot)式多模激光(multimode laser)等，可以将这些广泛使用。并且即使是干涉性高的DFB激光光源和法布里波罗式多模激光，通过有意图地用正弦波和杂音信号进行调制，或通过光反馈等的技术使其自动发振，由此可以扩大光谱宽度、并使用降低干涉性的光源。
另外，当光调制器102的保持依存性大时，在使用宽频带光源146的情况下，其中心波长可能与信号光差别很大，即使通过信号光的波长并根据控制光强度进行控制，也不一定可能得到最佳的信号波形。这种情况下，在从宽频带光源146的输出到光调制器102之间，设置中心波长与信号波长一致的光滤波器，并通过使宽频带光的中心波长与信号光大体一致，可以一直保持最佳的信号波长。并且，该光滤波器可以用波长多重光发送装置内的光波长合成器代替。即通过在光波长合成器的输出部设置宽频带光源146，并将宽频带光从光波长合成器的输出端反向输入，宽频带光被分离为各个波长成分，并从光波长合成器的多个输入端输出。因此，可以构成为，将所述被分离为各个波长成分的宽频带光，用于连接在光波长合成器的各个输入端的光调制器偏置点控制。根据所述构成，可以在多个光发送器的控制中共用一个宽频带光源146。
并且，如果使用没有偏振波依存性的无偏振光光源作为控制光源，具有即使光调制器102的调制特性中存在偏振光依存性，也不受其影响的优点。即，由于无偏振光光源中包含所有的偏振光成分，因此通过具有偏振光依存性的光调制器102时，至少50％的成分被调制。此时，当在光调制器的前后设置偏振镜以便只使具有调制特性的偏振光通过光调制器102时，由于控制光中没有被调制的成分都被偏振镜除去，因此控制动作的SN比有很大改善。本方法如图10的偏振镜136那样的、存在预先设置在光调制器102中的偏振镜的情况下特别有效。作为这种偏振光光源的例，可以使用上述的LED或SLD、ASE光源等。并且也可以使用在控制光路径设置无偏振光镜(消偏振镜)，或如上述例所述，对控制光的偏振波状态进行高速的时间扰频，使偏振光依存性消失的方法。
另外，光发送器140具备控制命令输入端子150、及光强度信息的输出端子151、控制光源的光强度信息的输出端子152，可以将光调制器的内部状态通知到外部、并从外部对控制电路的动作进行指定。可以根据从输出端子152得到的控制光源的光强度信息，来判断控制光源的故障或劣化。并且可以根据从输出端子151得到的光强度信息，来判断低速光检测器108和光调制器102的故障或劣化、或者自动控制的引入结束等状态。特别是，利用这些信息可以设定最小化控制电路132的状态，即例如当低速光检测器108和宽频带光源146发生故障时，可以停止最小化控制电路的动作，并通过将偏置电压Vb固定在现有电压，可以停止由于错误自动控制所导致的偏置电压的大幅度偏移、和光发送器的动作，并避免变得不能进行信息传送等情况。并且，在将光发送器140插入传送装置等中时等，通过直到控制光的强度稳定为止只等待一定时间，之后开始控制动作，由此可以实现稳定的控制动作。
实施例7图13是表示本发明的第7实施例的构成图，是将控制光源144设置在本发明的光调制器未使用的光输出路径104-2的、本发明的CSRZ光调制装置100的构成例。并且由设置在光输入路径103-1途中的光耦合器106分离通过光调制器102而被输出的控制光，并引导到低速光检测器108。本例的情况是，由于只将控制光源设置在未使用的光输入路径，通过使用最大化控制电路137控制偏置电压Vb，并施加到偏置信号的输入端子131，以便使低速光检测器108测定的平均光强度为最大，由此可以将CSRZ调制的偏置电压一直维持在最佳点。
另外，如本例所示的控制光源合光检测器的设置，也可以是以下的适当组合，在信号光路径上通过光耦合器或光波长分离元件来设置，或在光调制器102未使用的输入输出路径设置等。特别在将低速光检测器108或控制光源144设置在未使用光路径的情况下，可以通过将这些与光调制器集成化制造、或内置在同一外壳内来实现小型的光调制装置。
实施例8图14是表示本发明的第8实施例的构成图，是在本发明的光调制装置内集成设置2个光调制器102-1和102-2，将1个控制光源144共用于2个偏置电压控制的例。
在本例中，从光输入路径103-1输入的信号光，在通过光调制器102-1时，被20Gbit/s的NRZ数据信号施加二进制的相位调制(BPSK)，之后被输出到光输出路径104-1，然后被输入光调制器102-2的输入路径103-3，当通过光调制器102-2时被10GHz的时钟信号重叠了20GHz的CSRZ脉冲调制，被变换为20Gbps光CSRZ-BPSK波形，并被从光输出路径104-3输出到外部。从控制光源144输出的控制光，被从下游光调制器102-2的未使用光输出路径104-4输入，反向通过光调制器102-2之后被输出到2个光输入路径103-3、103-4。在未使用的光输入路径103-4设置低速光检测器108-2，并且最小化控制电路132对施加到光调制器102-2的偏置电压Vb进行自动控制，以便使低速光检测器108-2计测的控制光平均光强度为最小。这种控制具有使光调制器102-2一直保持在最佳偏置，并使从光输出路径104-1输入到上游光调制器102-1的控制光强度一直保持在最大值的效果。这是由于在MZ调制器中具有，输出的光信号强度的和为一定的性质。因此，上游光调制器102-1也一直被输入足够强度的控制光。
反向通过光调制器102-1的控制光，由设置在未使用光输入路径103-2的低速光检测器108-1受光。最大化控制电路137使用从低速光检测器108-1得到的控制光平均光强度，对施加到光调制器102-1的偏置电压Vb进行自动控制以便使该平均光强度为最大。本例中表示了在2个调制器控制中使用独立的最小化控制电路132、最大化控制电路137的例，但是也可以通过具有多个输入输出控制功能的共用控制电路来实现。并且关于低速光检测器也可以进行2个输入参数1个输出参数的多元化最佳化控制，即不设置108-2而只使用从108-1得到的平均光强度信息，对施加到光调制器102-2的偏置电压进行控制以便使该平均光强度为最大，并对施加到光调制器102-1的偏置电压进行控制以便使平均光强度为最小。
并且，不一定需要将本发明使用于双光调制器中，例如也可以用光检测器，对从光调制器102-1的未使用光输出路径104-2输出的信号光强度进行测定，并对施加到光调制器102-1的偏置信号输入端子131-1的偏置电压Vb进行自动控制，以便使该值为最小、最大、一定值。
另外，本例所示的2个光调制器102-1、102-2，即使只是通过光纤等将2个光调制器连接，或实际地在1个基板上整体集成2个调制器的构造都没有问题。
另外，如本例的光调制器102-1那样，本发明可以使用的调制方式不是只限定于CSRZ调制。一般来说，光二进制相位调制的BPSK调制、或双二进制调制等，将MZ调制器的最大消光点作为最佳偏置电压的调制，具有与已有例所述的CSRZ调制同样的偏置电压控制的问题，使用本发明特别有效。并且本发明具有以下效果，即使没有信号光的情况下也可以进行偏置电压控制、调制装置的起动时间很短、不易受干扰的影响、不易受高频信号波形变化合调制方式的影响等，在使用于通常的NRZ调制或模拟调制等一般的光调制情况下，可以得到很好的效果。即，只要是光调制器具有行波电极，且可以利用透光调制器的控制光强度进行偏置控制的调制方式，原则上本发明可以使用于任何的装置、调制方式。作为这种例子，例如可以在具有LN-MZ光调制器和行波电极的吸收式光调制器，进行NRZ调制和多变量调制情况等广泛使用。
实施例9图15是表示本发明的第9实施例的构成图，是分别在级联设置的2个光调制器102-1和102-2中设置控制光源144-1、144-2，并且两者独立地使用偏置电压控制的例。即，在前级光调制器102-1的未使用光输出路径104-2设置控制光源144-1，并反向输入控制光，用低速光检测器108-1对从未使用的光输入路径103-2输出的控制光进行检测。并且在后级光调制器102-2的未使用光输出路径104-4设置控制光源144-2，并反向输入控制光，用低速光检测器108-2对从未使用的光输入路径103-4输出的控制光进行检测。在本构成中，对于低速光检测器108-1，可能由于控制光源144-2的控制光漏入对控制动作产生不良影响。在本实施例中，为了防止不良影响的产生，分别使用从低频正弦波信号源133-1、133-2输出的相互不同的频率f1、f2，对控制光源144-1、144-2进行调制，并使用该频率成分来鉴别两者。即，例如在从低速光检测器108-1输出的电信号中，带通滤波器147-1(透光中心频率2f1)只抽出频率为2f1的成分，并通过最大化控制电路137-1控制偏置电压Vb以便使该成分为最大，由此即使从其他调制器漏入控制光也可以没有问题地实现偏置电压的最佳化控制。
并且，作为其他不同的构成也可以使用下述构成，不使用低速光检测器108-2，将从低速光检测器108-1得到的光强度信号分为2个，并用对应于透光中心频率分别为2f1、2f2的带通滤波器进行抽出，分别对光调制器102-1和光调制器102-2的偏置电压进行自动控制，以便使这些成分各自独立地为最大。
这种排除其他控制光的影响的方法，除如上所述的使用不同频率的低频调制以外，也可以使用使控制光源的波长相互不同，并用设置在光检测器前的光滤波器，只抽出需要的波长等方法。并且如果在下游光调制器102-2中，进行使从未使用光输入路径103-4输出的控制光平均强度为最大的控制，即，可以将通过光输出路径104-1输入到前级光调制器102-1的控制光强度抑制到几乎为0，就可以避免向低速光检测器108-1的漏入。该方法例如可以通过下述方法来实现，在用如CSRZ调制或双二进制调制的使透光率为最小的偏置电压，使后级的光调制器102-2进行动作的情况下，从光输出路径104-3输入控制光。
实施例10图16是表示本发明的第10实施例的构成图，表示本发明的光传送装置160-1和160-2的构成、和使用该构成的光传送系统的构成。在一个光传送装置160-1中，设置本发明的光发送器140-1～140-2、以及与其配对的光接收器161-1、161-2。从各个光发送器输出的波长不同的光信号，由光波长合成器(wavelength multiplexer)162-1合成为波分复用信号(wavelength division multiplexed signal)，并由另一个光传送装置160-2接收，该光传送装置160-2通过上行(westward)光纤传送路166设置在相隔数km～数1000km。在其内部，接收的波分复用信号由光波长分离器163-1分离(demultiplexed)为各个波长，之后由不同光接收器161-3、161-4接收。与这些光接收器邻接设置配对的本发明的光发送器140-3、140-4，这些光信号也由光波长合成器162-2进行波分复用，并在下行(eastward)光纤传送路167传送、由光传送装置160-1接收。光传送装置160-1中设置有传送装置控制电路164-1，与各个光发送器140-1、140-2分别通过控制命令输入端子150-1、150-2、和光强度信息的输出端子151-1、152-1、和控制光源的光强度信息输出端子152-1、152-2连接。传送装置控制电路164-1可以通过控制信息路径165-1，从外部接受指令并向外部发送信息。通过本构成，传送装置控制电路164可以掌握、判断各个发送器的故障状态和安装状态，并从外部接受指令、将适当的控制命令发送给各个发送器，并对其状态进行管理。
图17是本发明的第10实施例中的传送装置控制电路164的动作流程图。各个控制电路判断是从控制信息路径165输入了特定的光发送器140的起动命令、或者是新的光发送器140被安装到传送装置，在发生这些的情况下，起动作为对象的发送器，并在经过一定时间后起动本发明的光调制器控制电路。并且在输入特定的光发送器140截止命令的情况下，或者从输出端子151、152的信息中检测到特定的光发送器异常的情况下，停止作为对象的光发送器的光调制动作之后进行光发送器的截止。由此，在增设光发送器、发生故障的情况下、和收到起动、截止命令的情况下，也可以没有问题地使用本发明。
实施例11图18是表示本发明的第11实施例的构成图。表示本发明的光传送装置160-1、160-2、160-3、160-4和使用该装置的光网络的构成。各个光传送装置通过由1对光纤传送路(上行光纤传送路166和下行光纤传送路167)构成的传送路，与其他光传送装置160相互连接。这些光传送装置中160-2中设置有控制操纵台170，通过控制信息路径165，对设置在各个光传送装置的本发明的光发送器进行控制的停止、和故障状态的监视。通过传送路对远程设置的光传送装置160-1、160-3、160-4，传送使用连接光传送装置之间的控制信息传送单元传送控制信息路径165的信号的控制信息，并可以进行远程控制。作为这种控制信息传送单元，可以任意地使用在已有的光纤传送装置中使用的方法，例如存在以下方法，向传送路中传送的主信号系的SONET/SDH辅助操作(overhead)部写入进行传送、使用与波分复用信号捆绑同时传送的其他波长监视信号进行传送、经过其他网络进行传送等。
权利要求
1.一种光调制装置，其特征在于，具备光调制器，具备被施加高频的模拟或数字电信号的行波调制电极；被调制光的输入路径，与所述光调制器的输入端连接；调制光的输出路径，与所述光调制器的输出端之一连接；光检测器，对与所述被调制光反向地通过所述光调制器内部、并从输入端输出的控制光的光强度进行检测。
2.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，所述光调制器为行波马赫-曾德式调制器、行波吸收式半导体光调制器、行波光相位调制器、行波光强度调制器、或行波光强度相位调制器中的一个。
3.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，对所述光调制装置的输入光进行载波抑制RZ调制、光脉冲调制、二进制光相位调制、或光双二进制调制中的一种，并进行输出。
4.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，具备反射镜，与所述光调制器的输出端连接，将由所述光调制器调制的光的一部分折回，再次向所述光调制器的输出端入射。
5.根据权利要求4所述的光调制装置，其特征在于，所述光调制器和所述反射镜之间设置有消偏振元件，或者，所述光调制器的输出端和所述反射镜之间的路径通过偏振保持单元或偏振状态调整单元进行连接。
6.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，具备控制用光源，该控制用光源与所述光调制器的输出端连接且输出与被调制光干涉性低的控制光，所述控制光从所述光调制器的输出端入射到所述光调制器，并从所述光调制器的输入端输出之后被导入所述光检测器。
7.根据权利要求6所述的光调制装置，其特征在于，所述控制用光源为无偏振光源，所述控制用光源的输出端具备消偏振元件，或者，所述控制用光源通过偏振保持单元或偏振状态调整单元与所述光调制器的输出端连接。
8.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，具备自动控制电路，将从所述光检测器输出的光强度信息作为输入，将从所述自动控制电路输出的偏置信号输入所述光调制器的偏置调整端子。
9.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，所述自动控制电路为使所述偏置信号变化以便使从所述光检测器输入的输入信号为最大或最小的最大化控制电路或最小化控制电路，或者所述自动控制电路为，进行控制以便对所述偏置信号施加频率f的高频振荡，并使向所述自动控制电路的所述输入信号中的频率f成分或2f成分的强度为零、最小、或最大，或者使输入信号中的频率f或2f成分的相位成为一定值。
10.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，对所述光检测器的输出信号、或输入所述光调制器的所述控制光的强度、或从所述光调制器的输入端输出的所述控制光的强度进行观测，当其中至少某一个的强度成为一定值以下时停止所述控制动作，并且在成为一定值以上之后立刻或经过一定时间后开始控制动作。
11.一种光调制装置，将多个权利要求1所述的光调制装置并联或串联连接，其特征在于，具备反射镜，将从其最下游的所述光调制器的输出端输出的所述调制光的一部分折回，作为所述控制光再次向所述光调制器的输出端入射；或者控制用光源，输出与所述最下游的光调制器的输出端连接的所述控制光，通过各个光调制装置所设置的所述光检测器对所述控制光进行检测。
12.一种光发送器，其特征在于，将输出调制或无调制的激光的信号光源与权利要求1所述的光调制装置串联连接，或者，将输出调制或无调制的激光的信号光源，与至少具备一个权利要求1所述的光调制器的多个光调制装置级联或并联连接。
13.根据权利要求12所述的光发送器，其特征在于，具备信息路径，对从所述光检测器输出的光强度信息、或输入所述光调制器的所述控制光的光强度信息进行测定并输出，或者，信息路径，输入控制电路的动作的开始或停止。
14.一种光传送装置，其特征在于，具备至少一个权利要求12所述的光发送器，及接收所述光发送器的输出光的光接收器，在插入各个光发送器之后立刻或经过一定时间之后，开始所述自动控制电路的控制动作，或者，根据来自外部的命令，受理各个所述光发送器中的所述光调制器的控制动作的开始和停止的指示。
15.一种光传送装置，其特征在于，具备至少一个权利要求14所述的光传送装置，及至少一个控制操纵台，并具备信息路径，根据来自所述控制操纵台的命令，可以对所述自动控制电路的控制动作进行远程控制，或者，对于所述控制操纵台，对各光传送装置所设置的各个所述光发送器的所述光检测器输出的所述光强度信息，或输入所述光调制器的所述控制光的所述光强度信息进行测定并向外部输出。
全文摘要
在利用信号光的平均光强度的偏置稳定化控制中，存在根据时钟电压的振幅改变控制算法(最大控制或最小控制)，并成为不可控制的情况。在对从光源(101)的出射光施加CSRZ光调制的光调制装置(100)中，将从控制光输入路径(105)输入的控制光，与信号光反向地输入到具有行波调制电极的LN－MZ光调制器(102)，并由光检测器(108)检测平均光强度。输出偏置电压Vb以便使该光强度为最小，并且施加到偏置输入端子(111)并进行自动偏置稳定化控制。
文档编号H04B10/00GK1987555SQ200610160310
公开日2007年6月27日 申请日期2006年11月21日 优先权日2005年12月22日
发明者菊池信彦 申请人:日立通讯技术株式会社