特開 2015-191130 光発生装置、及び光発生装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-191130(P2015-191130A)

(43)【公開日】2015年11月2日

(54)【発明の名称】光発生装置、及び光発生装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/03 20060101AFI20151006BHJP

   G02F 1/035 20060101ALI20151006BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/03 502

   G02F1/035

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-68935(P2014-68935)

(22)【出願日】2014年3月28日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、独立行政法人情報通信研究機構「高度通信・放送研究開発委託研究／高い臨時設営性を持つ有無線両用通信技術の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000183266

【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】坂井 猛

(72)【発明者】

【氏名】市川 潤一郎

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA22

2K102BA01

2K102BA18

2K102BB04

2K102BC04

2K102CA09

2K102CA10

2K102DA04

2K102DB05

2K102DD04

2K102DD05

2K102EA02

2K102EA25

2K102EB20

(57)【要約】

【課題】バイアスの調整を短時間で行うことができる光発生装置、及び光発生装置の制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】光発生装置は、第１の波長のキャリア光と、第１の波長と異なる第２の波長のキャリア光とが入力され、同じＤＣ電圧を印加しても波長が異なると出力する光パワーが異なる波長依存性を有し、入力された光を変調し、ＤＣ電圧を印加する光変調器と、光変調器から出力される第２の波長のキャリア光の変化に基づいて、光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御する制御手段と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の波長のキャリア光と、前記第１の波長と異なる第２の波長のキャリア光とが入力され、
同じＤＣ電圧を印加しても波長が異なると出力する光パワーが異なる波長依存性を有し、入力された光を変調し、ＤＣ電圧を印加する光変調器と、
前記光変調器から出力される前記第２の波長のキャリア光の変化に基づいて、前記光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御する制御手段と、
を備える光発生装置。

【請求項2】

前記制御手段は、
前記第２の波長のキャリア光に対して、前記ＤＣバイアス電圧が制御されたときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーと、制御された前記ＤＣバイアス電圧から所定の電圧分だけ変化させたときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを保持し、前記保持した光パワーと、現在の前記ＤＣバイアス電圧における前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを比較してドリフトの変化方向を判別し、判別した結果に応じて前記光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御する請求項１に記載の光発生装置。

【請求項3】

入力された前記第１の波長のキャリア光を２つの光に分岐する第１の分岐手段と、
入力された前記第２の波長のキャリア光と、前記第１の分岐手段によって分岐された一方の光とを合波する第１の合波手段と、
前記光変調器によって変調された光を、サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光と、サイドバンドを含む前記第２の波長のキャリア光とに分波する分波手段と、
前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光の光パワーを検出する第１の光検出手段と、
前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第２の波長のキャリア光の光パワーを検出する第２の光検出手段と、
を備え、
前記光変調器は、前記第１の合波手段によって合波された光を変調しサイドバンド光を含む光を出力し、
前記制御手段は、前記分波手段によって分波された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光の光パワーに基づいて前記光変調器を制御し、前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第２の波長のキャリア光の光パワーに基づいてドリフトの変化方向を判別し、判別した結果に応じて前記光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御する請求項１または請求項２に記載の光発生装置。

【請求項4】

前記第１の分岐手段により分岐された他方の光を位相変調する位相変調器と、
前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光を２つに分岐させ、分岐させた光の一方を出力光とする第２の分岐手段と、
前記第２の分岐手段により分岐された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光と、前記位相変調器により位相変調された光とを合波する第２の合波手段と、
前記第２の合波手段によって前記サイドバンドを含む出力光と前記位相変調器の出力光が干渉し、その干渉光が前記位相変調器の変調周波数の整数倍の干渉信号を有する光信号として前記第１の光検出手段により検出され電気的信号に変換された後、前記第１の光検出手段から出力される電気的信号から前記変調周波数の整数倍の成分だけを抽出する第１のフィルタと、
前記第１の光検出手段から出力される前記電気的信号から前記変調周波数以下の周波数成分を抽出する第２のフィルタと、
前記制御手段は、前記第１のフィルタからの出力信号の時間波形の振幅が最小となり、且つ、前記第２のフィルタからの出力信号の出力が最大となるように、前記光変調器へバイアス電圧を出力したときの前記第１の波長のキャリア光の光パワーと、前記バイアス電圧から所定の電圧分だけ変化させたときの前記第１の波長のキャリア光の光パワーとを保持し、前記光変調器へバイアス電圧を出力したときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーと、前記ＤＣバイアス電圧から所定の電圧分だけ変化させたときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを保持し、前記保持した光パワーと、現在の前記ＤＣバイアス電圧における前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを比較してドリフトの変化方向を判別する請求項３に記載の光発生装置。

【請求項5】

前記光変調器は、マッハツェンダー型の光変調器であり、電気光学効果を有する基板と、当該基板内に形成された光導波路により構成される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光発生装置。

【請求項6】

前記光変調器は、ネスト型である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光発生装置。

【請求項7】

第１の波長のキャリア光と、前記第１の波長と異なる第２の波長のキャリア光とが入力され、同じＤＣ電圧を印加しても波長が異なると出力する光パワーが異なる波長依存性を有し、前記入力された光を変調し、ＤＣ電圧を印加する光変調器を有する光発生器における制御方法であって、
制御手段が、前記光変調器から出力される前記第２の波長のキャリア光の変化に基づいて、前記光変調器に印加するバイアス電圧を制御する手順、
を含む光発生装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光発生装置、及び光発生装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マッハツェンダー型光変調器を用いて２波長の光を同時に発生させた場合、２波長の光の間隔が常に一定、かつ信号レベルを一致させることができることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。なお、マッハツェンダー型光変調器とは、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３；以下ＬＮと略す）などの電気光学効果を有する単結晶の基板上に、マッハツェンダー型の光導波路と変調電極およびバイアス電極等を形成した光変調器である。

【0003】

図９は、従来技術における光発生装置９０１の構成を示す図である。図９に示すように、光発生装置９０１において、光発生装置９０１への入力光である周波数ｆ_０の光（キャリア光）は、分岐手段９１１ａによって２つに分岐されて、一方が光変調器９１０へ出力され、他方が光位相変調器９１２へ出力される。
光変調器９１０は、変調信号生成部９１５によって生成された周波数ｆ_ｍの変調信号に応じて、入力光を変調する。これにより、光変調器９１０からは、キャリア光ｆ_０に加えて、キャリア光と異なる周波数ｆ_＋１（＝ｆ_０＋ｆ_ｍ）およびｆ_−１（＝ｆ_０−ｆ_ｍ）のサイドバンド光を含む光が出力される。光変調器９１０からの出力光は、分岐手段９１１ｃによって２つに分岐されて、一方が光発生装置９０１のメイン出力として伝送路へと出力され、もう他方が合波手段９１３の第１の入力に出力される。

【0004】

光位相変調器９１２は、分岐手段９１１ａからの分岐光を、不図示の変調信号生成部によって生成された位相変調信号に応じて位相変調する。これにより、光位相変調器９１２からは、位相変調されたキャリア光ｆ_０＿ＰＭが出力される。この位相変調されたキャリア光は、合波手段９１３の第２の入力に出力される。
合波手段９１３への第１の入力光および第２の入力光は、合波手段９１３によって合波され、その合波光は光検出手段９１４へ出力される。この光検出手段９１４への入力光は、光検出手段９１４により受光される。

【0005】

ここで、合波手段９１３への第１の入力光は、キャリア光ｆ_０とサイドバンド光ｆ_＋１およびｆ_−１であり、合波手段９１３への第２の入力光は、位相変調されたキャリア光ｆ_０＿ＰＭである。この第１の入力光と第２の入力光とが合波手段９１３によって合波されると、第１の入力光に含まれるキャリア光ｆ_０と第２の入力光である位相変調されたキャリア光ｆ_０＿ＰＭとが干渉することにより、キャリア光のみが変調周波数ｆ_ｋ（位相変調されたキャリア光ｆ_０＿ＰＭと同じ変調周波数）で強度変調されることになる。合波手段９１３からは、周波数ｆ_ｋで強度変調されたキャリア光ｆ_０＿ＩＭと、強度変調されていないサイドバンド光ｆ_＋１およびｆ_−１とが出力される。

【0006】

光検出手段９１４からは、入力された光強度に応じた電気的信号が出力され２分岐される。２分岐された電気的信号の各々は、それぞれ平均値フィルタ９１８ａおよびｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ９１８ｂへ出力される。これらのフィルタは、電気的信号に含まれる不要な信号成分による制御エラーを抑止するために配置される。
平均値フィルタ９１８ａは、所定の周波数成分以下の周波数成分のみを抽出することにより、入力された電気的信号のうちパワー平均値｜ｆ_＋１＋ｆ_−１｜を出力する機能を有する。ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ９１８ｂは、ｆ_０＿ＩＭ成分（位相変調器の変調周波数ｆ_ｋの整数倍）のみを抽出することにより、入力された電気的信号のうち時間波形の振幅成分ｆ_０＿ＩＭを出力する機能を有する。２つのフィルタから出力された電気的信号は、それぞれ制御手段９１７へ出力される。

【0007】

変調信号生成部９１５で生成された周波数ｆ_ｍの変調信号は、ＲＦドライバ９１６で増幅されて、光変調器９１０のメインマッハツェンダー（ＭＺ−Ｃ）に印加される。

【0008】

制御手段９１７は、平均値フィルタ９１８ａおよびｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ９１８ｂから出力された電気的信号に基づいて制御信号を生成し、この制御信号を光変調器９１０へ供給することにより、光変調器９１０の変調動作を制御する。この制御は、光変調器９１０を構成する３つのマッハツェンダー光導波路（ＭＺ−Ａ、ＭＺ−Ｂ、ＭＺ−Ｃ）の各電極に印加する電圧（制御信号）を、個別に調整することによって行われる。なお、ＭＺ−Ａ及びＭＺ−Ｂは、サブマッハツェンダーであり、ＭＺ−Ｃは、メインマッハツェンダーである（例えば、特許文献２参照）。

【0009】

また、ＬＮを用いたマッハツェンダー型光変調器（以下、ＬＮ光変調器という）は、ドリフトが発生することが知られている。ドリフトとは、一度設定した動作点が温度や経時により変化する現象であり、温度変化により発生する熱（温度）ドリフトと、経時的にＤＣ電圧の印加によるＤＣドリフトとがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００７−２８６５４７号公報

【特許文献2】国際公開第２０１３／０４７８２９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、特許文献２に記載の技術では、ＬＮ光変調器にドリフトがあるため、動作点がトップやボトムに設定されている場合、電圧を増加させる方向、または減少させる方向のどちらの方向へ調整するべきかを判別することができない。このため、特許文献２に記載の技術では、トップやボトムを検出するために、バイアス電圧をプラスの方向、マイナスの方向に複数回変化させる必要があったので、方向を検出するために印加された電圧によってドリフトをさらに増加させたり、印加する電圧を複数回変化させるため調整に時間がかかるという課題があった。

【0012】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、バイアスの調整を短時間で行うことができる光発生装置、及び光発生装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光発生装置は、第１の波長のキャリア光と、前記第１の波長と異なる第２の波長のキャリア光とが入力され、同じＤＣ電圧を印加しても波長が異なると出力する光パワーが異なる波長依存性を有し、入力された光を変調し、ＤＣ電圧を印加する光変調器と、前記光変調器から出力される前記第２の波長のキャリア光の変化に基づいて、前記光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御する制御手段と、を備える。

【0014】

また、本発明の一態様に係る光発生装置において、前記制御手段は、前記第２の波長のキャリア光に対して、前記ＤＣバイアス電圧が制御されたときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーと、制御された前記ＤＣバイアス電圧から所定の電圧分だけ変化させたときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを保持し、前記保持した光パワーと、現在の前記ＤＣバイアス電圧における前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを比較してドリフトの変化方向を判別し、判別した結果に応じて前記光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御するようにしてもよい。

【0015】

また、本発明の一態様に係る光発生装置は、入力された前記第１の波長のキャリア光を２つの光に分岐する第１の分岐手段と、入力された前記第２の波長のキャリア光と、前記第１の分岐手段によって分岐された一方の光とを合波する第１の合波手段と、前記光変調器によって変調された光を、サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光と、サイドバンドを含む前記第２の波長のキャリア光とに分波する分波手段と、前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光の光パワーを検出する第１の光検出手段と、前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第２の波長のキャリア光の光パワーを検出する第２の光検出手段と、を備え、前記光変調器は、前記第１の合波手段によって合波された光を変調しサイドバンド光を含む光を出力し、前記制御手段は、前記分波手段によって分波された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光の光パワーに基づいて前記光変調器を制御し、前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第２の波長のキャリア光の光パワーに基づいてドリフトの変化方向を判別し、判別した結果に応じて前記光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御するようにしてもよい。

【0016】

また、本発明の一態様に係る光発生装置は、前記第１の分岐手段により分岐された他方の光を位相変調する位相変調器と、前記分波手段により分波された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光を２つに分岐させ、分岐させた光の一方を出力光とする第２の分岐手段と、前記第２の分岐手段により分岐された前記サイドバンドを含む前記第１の波長のキャリア光と、前記位相変調器により位相変調された光とを合波する第２の合波手段と、前記第２の合波手段によって前記サイドバンドを含む出力光と前記位相変調器の出力光が干渉し、その干渉光が前記位相変調器の変調周波数の整数倍の干渉信号を有する光信号として前記第１の光検出手段により検出され電気的信号に変換された後、前記第１の光検出手段から出力される電気的信号から前記変調周波数の整数倍の成分だけを抽出する第１のフィルタと、前記第１の光検出手段から出力される前記電気的信号から前記変調周波数以下の周波数成分を抽出する第２のフィルタと、前記制御手段は、前記第１のフィルタからの出力信号の時間波形の振幅が最小となり、且つ、前記第２のフィルタからの出力信号の出力が最大となるように、前記光変調器へバイアス電圧を出力したときの前記第１の波長のキャリア光の光パワーと、前記バイアス電圧から所定の電圧分だけ変化させたときの前記第１の波長のキャリア光の光パワーとを保持し、前記光変調器へバイアス電圧を出力したときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーと、前記ＤＣバイアス電圧から所定の電圧分だけ変化させたときの前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを保持し、前記保持した光パワーと、現在の前記ＤＣバイアス電圧における前記第２の波長のキャリア光の光パワーとを比較してドリフトの変化方向を判別するようにしてもよい。

【0017】

また、本発明の一態様に係る光発生装置において、前記光変調器は、マッハツェンダー型の光変調器であり、電気光学効果を有する基板と、当該基板内に形成された光導波路により構成されるようにしてもよい。
また、本発明の一態様に係る光発生装置において、前記光変調器は、ネスト型であるようにしてもよい。

【0018】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光発生装置の制御方法は、信号光となる第１の波長のキャリア光と、前記第１の波長と異なる第２の波長のキャリア光とが入力され、同じＤＣ電圧を印加しても波長が異なると出力する光パワーが異なる波長依存性を有し、前記入力された光を変調し、ＤＣ電圧を一定時間印加する必要がある光変調器を有する光発生器における制御方法であって、制御手段が、前記光変調器から出力される前記第２の波長のキャリア光の変化に基づいて、ドリフトの変化方向を判別し、判別した結果に応じて前記光変調器に印加するバイアス電圧を制御する手順、を含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、バイアスの調整を短時間で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態に係る実施形態による光発生装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本実施形態に係る各部から出力される光のスペクトルを説明する図である。

【図3】本実施形態に係る光変調器の原理を説明する図である。

【図4】本実施形態に係るネスト型の光変調器の概略平面図である。

【図5】本実施形態に係る制御部が行う処理手順のフローチャートである。

【図6】本実施形態に係るドリフト方向の検出を説明する図である。

【図7】本実施形態に係るドリフト方向の検出の他の例を説明する図である。

【図8】本実施形態に係る実施形態による光発生装置の構成を示すブロック図である。

【図9】従来技術における光発生装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る実施形態による光発生装置１の構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る各部から出力される光のスペクトルを説明する図である。図２において、横軸は周波数である。
図２において、符号ｇ１０１が示す領域の図は第１光源２から出力される光のスペクトル、符号ｇ１１１が示す領域の図は光位相変調器１２から出力される光のスペクトルである。また、符号ｇ１２１が示す領域の図は光変調器１４から出力される光のスペクトル、符号ｇ１３１が示す領域の図は合波手段１８から出力される光のスペクトルである。

【0022】

図１に示すように、光発生装置１は、分岐手段１１、光位相変調器１２、合波手段１３、光変調器１４、分波手段１５、第２光検出手段１６、分岐手段１７、合波手段１８、第１光検出手段１９、平均値フィルタ２０、ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１、制御手段２２、記憶部２３、変調信号生成部２４、及びＲＦドライバ２５を備える。また、光発生装置１には、第１光源２、第２光源３、及び位相変調信号生成部４が接続される。

【0023】

第１光源２は、波長λ_０の光を出力する光源である。第１光源２は、図２の符号ｇ１０１が示す図のように中心周波数がｆ_０であり、波長λ_０の光ｇ１を分岐手段１１に出力する。
第２光源３は、波長λ_１の光を出力する光源である。第２光源３は、中心周波数がｆ_１であり、波長λ_１の光ｇ２を合波手段１３に出力する。なお、波長λ_１は、波長λ_０に対して例えば１０％以上異なる波長である。波長λ_０は、例えば１５５０ｎｍ、波長λ_１は、例えば１３５０ｎｍである。第１光源２、及び第２光源３は、例えばレーザである。なお、この波長は一例であり、光変調器１４の波長依存性によって、後述するように、光変調器１４から出力される光の波形におけるピークの位置が異なる波長同士であればよい。
位相変調信号生成部４は、位相変調用の周波数ｆ_ｋの位相変調信号ｇ５を生成し、生成した位相変調信号ｇ５を光位相変調器１２に出力する。

【0024】

分岐手段１１は、第１光源２から入射された波長λ_０の光ｇ１を、光ｇ３と光ｇ４の２つに分岐し、分岐した一方の光ｇ３を光位相変調器１２に出力し、分岐した他方の光ｇ４を合波手段１３に出力する。

【0025】

光位相変調器１２は、位相変調信号生成部４から入力された周波数ｆ_ｋの位相変調信号ｇ５に応じて、分岐手段１１から入力された光ｇ３の位相を変調する。これにより、光位相変調器１２からは、図２の符号ｇ１１１が示す図のように、位相変調されたキャリア光（ｆ_０＿ＰＭ）である光ｇ６が合波手段１８に出力される。ただし、位相変調信号ｇ５の変調周波数ｆ_ｋは、光変調器１４の変調周波数ｆ_ｍよりも十分に小さい方が、最終的に得たいサイドバンド光ｆ_０＋１およびｆ_０−１への影響が少ないためより好ましい。たとえば、位相変調信号の変調周波数ｆ_ｋは、光変調器１４の変調周波数ｆ_ｍに対して１／２以下とするのが好ましく、更に光位相変調器１２により位相変調された変調信号が変調周波数ｆ_ｋの整数倍の高調波成分を含むことを考えると１／３以下とするのがより好ましい。
なお、光位相変調器１２は、ドリフト等による干渉信号振幅への影響を少なくするためＶπまたはそれ以上の高い電圧にて変調を行う場合もある。なお、Ｖπ電圧とは、半波長電圧である。その場合は、位相変調における高調波成分による影響も考慮に入れ、変調周波数ｆ_ｋを光変調器１４の変調周波数ｆ_ｍに対して１／６以下とすることが望ましい。例えば、光位相変調器１２の変調周波数ｆ_ｋを１０Ｈｚ程度とすれば、光変調器１４の変調周波数ｆ_ｍを１００Ｈｚで駆動して制御することが可能であるが、実際にはレーザの線幅（最先端の超狭幅レーザでも１ｋＨｚ程度）により、光変調器１４の変調周波数ｆ_ｍの下限が制限される。

【0026】

合波手段１３は、第２光源３から入射された波長λ_１の光ｇ２と、分岐手段１１から入力された光ｇ４とを合波し、合波した光ｇ９を光変調器１４に出力する。すなわち、合波された光ｇ９には、波長λ_０の光ｇ４と波長λ_１の光ｇ２が含まれる。

【0027】

光変調器１４は、変調信号生成部２４によって生成されＲＦドライバ２５を介して入力される周波数ｆ_ｍの変調信号ｇ８に応じて、合波手段１３から入力された光ｇ９を変調し、変調した光ｇ１０を分波手段１５に出力する。これにより、光ｇ１０には、キャリア光ｆ_０及びｆ_１に加えて、キャリア光と異なる周波数ｆ_０＋１、ｆ_１＋１、ｆ_０−１、及びｆ_１−１それぞれのサイドバンド光が含まれる。ここで、ｆ_０＋１、ｆ_１＋１、ｆ_０−１、及びｆ_１−１それぞれは、次式（１）〜次式（４）で表される。

【0028】

ｆ_０＋１＝ｆ_０＋ｆ_ｍ …（１）

【0029】

ｆ_１＋１＝ｆ_１＋ｆ_ｍ …（２）

【0030】

ｆ_０−１＝ｆ_０−ｆ_ｍ …（３）

【0031】

ｆ_１−１＝ｆ_１−ｆ_ｍ …（４）

【0032】

なお、周波数ｆ_ｍで変調を行う際、さらなる高次成分ｆ_０±２ｆ_ｍ、ｆ_０±３ｆ_ｍ、ｆ_１±２ｆ_ｍ、及びｆ_１±３ｆ_ｍも発生するが、ここでは説明を簡単にするためこれらを無視するものとする。
また、光変調器１４には、制御手段２２から制御信号ＭＺＡ、ＭＺＢ、及びＭＺＣの電圧が印加される。制御信号ＭＺＣは、メインマッハツェンダー光導波路（ＭＺ−Ｃ）に印加される制御信号、制御信号ＭＺＢは、第２サブマッハツェンダー光導波路（ＭＺ−Ｂ）に印加される制御信号、制御信号ＭＺＡは、第１サブマッハツェンダー光導波路（ＭＺ−Ａ）に印加される制御信号である。なお、ＭＺ−Ａ、ＭＺ−Ｂ、及びＭＺ−Ｃについては後述する。

【0033】

分波手段１５は、光変調器１４から入力された光ｇ１０を、波長λ_０の光ｇ１１と波長λ_１の光ｇ１２とに分波し、分波した光ｇ１１を分岐手段１７に出力し、分波した光ｇ１２を第２光検出手段１６に出力する。
図２の符号ｇ１２１の図に示すように、光ｇ１１には、中心周波数がｆ_０のキャリア光ｆ_０、中心周波数がｆ_０−ｆ_mのサイドバンド光ｆ_０−１、及び中心周波数がｆ_０＋ｆ_mのサブバンド光ｆ_０＋１が含まれている。また、光ｇ１２には、不図示の中心周波数がｆ_１のキャリア光ｆ_１、中心周波数がｆ_１−ｆ_mのサイドバンド光ｆ_１−１、及び中心周波数がｆ_１＋ｆ_mのサブバンド光ｆ_１＋１が含まれている。また、図の符号ｇ１２１の図に示すように、ＭＺ−Ａ、ＭＺ−Ｂ、及びＭＺ−Ｃが必要なバイアス調整をされた場合（調整方法は後述）、光ｇ１１は、キャリア光ｆ_０の振幅がサイドバンド光ｆ_０−１及びｆ_０＋１より抑圧されている。すなわち、キャリア光ｆ_０が十分に抑圧されている場合、光ｇ１１は、中心周波数がｆ_０−１、波長がλ_０−１の光と、中心周波数がｆ_０＋１、波長がλ_０＋１の光との２波長を含む光である。

【0034】

第２光検出手段１６は、分波手段１５から入力された光ｇ１２を受光し、受光したパワーに応じた電気信号を検出信号ｇ１３として制御手段２２に出力する。第２光検出手段１６は、例えばＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒ；フォトディテクタ）である。

【0035】

分岐手段１７は、分波手段１５から入力された光ｇ１１を２つに光に分岐させ、分岐させた一方の光を、光発生装置１の出力として出力し、分岐させた他方の光ｇ１４を合波手段１８に出力する。なお、分岐手段１７から出力される光は、ＭＺ−Ａ、ＭＺ−Ｂ、及びＭＺ−Ｃが必要なバイアス調整をされた場合は、キャリア光ｆ_０が抑圧された光ｇ１１と同様に、波長がλ_０−１の光と波長がλ_０＋１の光との２波長を含む光である。

【0036】

合波手段１８は、分岐手段１７から入力された光ｇ１４と、光位相変調器１２から入力された光ｇ６とを合波し、合波した光を第１光検出手段１９に出力する。なお、光ｇ１４には、キャリア光ｆ_０とサイドバンド光ｆ_０＋１及びｆ_０−１が含まれ、光ｇ６は、位相変調されたキャリア光ｆ_０＿ＰＭである。後述するように、光ｇ１４と光ｇ６とが合波されると、光ｇ１４に含まれるキャリア光ｆ_０と位相変調されたキャリア光ｆ_０＿ＰＭとが干渉することにより、キャリア光のみが変調周波数ｆ_ｋ（位相変調されたキャリア光ｆ_０＿ＰＭと同じ変調周波数）で強度変調されることになる。この結果、合波手段１８からは、周波数ｆ_ｋで強度変調されたキャリア光ｆ_０＿ＩＭと、強度変調されていないサイドバンド光ｆ_０＋１及びｆ_０−１とを含む光ｇ１５が出力される。
図２の符号ｇ１３１が示す図は、合波手段１８から出力される光ｇ１５のスペクトルの図である。図２の符号ｇ１３１が示す図のように、光ｇ１５は、光位相変調器１２の変調周波数ｆ_ｋの整数倍の周波数ｆ_０＿ＩＭのｆ_０＿ＩＭ成分、中心周波数がｆ_０−１のサイドバンドｆ_０−１、中心周波数がｆ_０＋１のサイドバンド光ｆ_０＋１を含む。

【0037】

第１光検出手段１９は、合波手段１８から入力された光ｇ１５を受光し、受光したパワーに応じた電気信号ｇ１６を平均値フィルタ２０とｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１とに出力する。第１光検出手段１９は、例えばＰＤである。

【0038】

平均値フィルタ２０は、所定の周波数成分以下の周波数成分のみを抽出することにより、入力された電気的信号のうちパワー平均値｜ｆ_＋１＋ｆ_−１｜を出力するフィルタである。平均値フィルタ２０は、濾過した信号ｇ１７を制御手段２２に出力する。ここで、濾過された信号ｇ１７は、平均値であるためＤＣ成分であるといえる。このため、信号ｇ１７を、以下、第１ＰＤのＤＣ成分ともいう。

【0039】

ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１は、ｆ_０＿ＩＭ成分のみを抽出することにより、入力された電気的信号のうち時間波形の振幅成分ｆ_０＿ＩＭを出力するフィルタである。ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１は、濾過した信号ｇ１８を制御手段２２に出力する。ここで、濾過された信号ｇ１８は、ＡＣ成分であるといえる。このため、信号ｇ１８を、以下、第１ＰＤのＡＣ成分ともいう。

【0040】

制御手段２２には、第２光検出手段１６から検出信号ｇ１３、平均値フィルタ２０から濾過された後の信号ｇ１７、及びｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１から濾過された後の信号ｇ１８が入力される。制御手段２２は、入力された信号ｇ１７が最大になるように制御信号ＭＺＡ、ＭＺＢ、及びＭＺＣを制御する。また、制御手段２２は、入力された信号ｇ１８が最小になるように制御信号ＭＺＡ、ＭＺＢ、及びＭＺＣを制御する。さらに、制御手段２２は、入力された検出信号ｇ１３に基づいて、ドリフトの方向を判別し、判別した結果に応じて制御信号ＭＺＣを制御する。なお、制御手段２２が行う制御手順については、後述する。

【0041】

変調信号生成部２４は、周波数ｆ_ｍの信号を、ＲＦドライバ２５に出力する。
ＲＦドライバ２５は、変調信号生成部２４から入力された信号を、光変調器１４に供給される制御信号ｇ１９に重畳する。

【0042】

なお、分岐手段１１、１７は、固定の分岐比を有する。分岐手段１１、１７、分波手段１５および合波手段１３、１８は、例えばファイバ型の光力プラである。

【0043】

ここで、ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１によるｆ_０＿ＩＭ成分の抽出について、更に説明する。ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１に第１光検出手段１９から検出信号ｇ１６が入力されるのに先立って、合波手段１８によってサイドバンドｆ_０＋１およびｆ_０−１を含む出力光ｇ１４と光位相変調器１２の出力光ｇ６とが干渉し、その干渉光が光位相変調器１２の変調周波数ｆ_ｋの整数倍の干渉信号を有する光信号ｇ１５として第１光検出手段１９により検出され電気的信号に変換される。その後、ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ２１では、第１光検出手段１９から出力される電気的信号から変調周波数ｆ_ｋの整数倍のｆ_０＿ＩＭ成分だけを抽出する。

【0044】

キャリア光ｆ_０の干渉信号の成分には、光位相変調器１２の駆動の基本波である変調周波数ｆ_ｋの成分だけでなく、ｆ_ｋの二倍高調波成分や、三倍高調波成分などの高調波も含まれる。光発生装置１に入力されたキャリア光ｆ_０が分岐手段１１で分岐されてから合波手段１８で合波されるまでの構成は一種の光干渉計の構成であり、光変調器１４側の光路と光位相変調器１２側の光路との実効光路長差（伝搬するキャリア光が感じる位相差）や、光位相変調器１２を駆動する電圧によっては、基本波ｆ_ｋの成分よりも高調波の成分の方が大きくなる場合がある。
前記の実効光路長差（位相差）は、特に二倍高調波２ｆ_ｋの成分の発生に影響を与える。実効光路長差（位相差）がほぼ９０°（光の波長の４分の１に相当）である場合は、二倍高調波２ｆ_ｋの成分は小さいが、二倍高調波２ｆ_ｋの成分は、前記の構成の光干渉計における環境変化や外乱による微小な温度変化や微弱な振動、機械的歪みなどに起因する実効光路長差（位相差）の変動にともなって、大きく変化する。
一方、光位相変調器１２の駆動電圧の大きさは特に三倍高調波３ｆ_ｋの成分の発生に影響を与え、駆動電圧が大きいほど三倍高調波３ｆ_ｋの成分が大きくなる。なお、上記の光干渉計における高調波成分の発生については、例えば、参考文献に記載されている。

【0045】

参考文献：IEC Publicly Avai lable Specification "Measurement method of a half-wavelength voltage for Mach-Zehnder optical modulators in wireless communication and broadcasting systems”，" IEC/PAS 62593 Edition 1.0 2008-11

【0046】

以上のようにｆ_ｋの高調波成分への対策として、環境変化や外乱への対応をしたり、光位相変調器１２の駆動条件を変えながら光変調器１４の制御最適化を行ったりする場合には、光位相変調器１２の駆動の基本波ｆ_ｋの成分だけでなく、その高調波成分も含めてモニタすることが有効である。このとき、ｆ０_ＩＭ抽出フィルタ２１が、基本波成分とその高調波成分とを通過させるものであって、その出力信号が基本波成分および高調波成分が混ざったものであってもよい。この場合には、いずれの成分についても時間波形信号の振幅成分を最小化するように光変調器１４を制御するため、制御上の問題はない。

【0047】

なお、環境変化や外乱の影響が少ない場合や、光位相変調器１２を特定の条件で駆動する場合には、基本波成分あるいは特定の高調波成分の信号を選択して光変調器１４の制御が可能である。また、光位相変調器１２の駆動電圧が大きい場合には、四次以上の高調波成分も発生するが、その比率は二次、三次の成分に比べて小さいため、実用上は三次以下の成分を抽出していれば光変調器１４の制御に必要な信号を得ることができる。

【0048】

また平均値フィルタ２０は、所定の周波数成分以下の周波数成分のみを抽出することによりパワー平均値｜ｆ_０＋１＋ｆ_０−１｜を出力することができるものであればよいが、ｆ_０＿ＩＭ成分の１／２以下の周波数成分のみを抽出するようにすると、更に不要な信号成分による制御エラーを抑止できるためより効果的である。なお、本実施形態では第１光検出手段１９からの電気的信号を２分岐しフィルタを介して制御手段２２に入力しているが、２分岐せず制御手段２２へ入力し、制御手段２２の中で２分岐してそれぞれの分岐路に上記２種類のフィルタを組み込んでもよい。

【0049】

図３は、本実施形態に係る光変調器１４の原理を説明する図である。このような構成のマッハツェンダー型の光変調器は、ネスト型という。
図３に示すように、光変調器１４は、ＭＺ−Ｃ１０１と、ＭＺ−Ｃ１０１の一方のアームに設けられたＭＺ−Ａ１０２と、ＭＺ−Ｃ１０１のもう一方のアームに設けられたＭＺ−Ｂ１０３とからなる光導波路を有している。さらに、ＭＺ−Ａ１０２およびＭＺ−Ｂ１０３には、それぞれの両アームを通過する光の位相差を調整するためのＤＣ電極１０６ａ、１０６ｂが設けられ、ＭＺ−Ｃ１０１には、その両アーム（ＭＺ−Ａ１０２、ＭＺ−Ｂ１０３）を通過する光にバイアスの位相差を与えるＤＣ電極１０４と、両アームの通過光を周波数ｆ_ｍで変調するための変調電極１０５とが設けられている。そして、ＤＣ電極１０６ａ、１０６ｂ、１０４へは、制御手段２２からの電圧（制御信号）が印加され、変調電極１０５へは、ＲＦドライバ２５を介して周波数ｆ_ｍの変調信号が印加される。

【0050】

なお、図示されていないが、光変調器１４は、上記各要素が電気光学効果を有する結晶であるＬＮ基板上に形成されたものであり、各電極から印加された電界によって光導波路の屈折率が変化することで、光導波路を通過する光に位相変化が与えられるようになっている。

【0051】

ここで、ＭＺ−Ａ１０２のＤＣ電極１０６ａへの制御信号ＭＺＡの印加電圧を変化させると、ＭＺ−Ａ１０２の各アームを通過する光の位相差を調整することができる。これにより、ＭＺ−Ａ１０２から出力される光のパワーを変化させることが可能である。ＭＺ−Ｂ１０３についても同様であり、ＭＺ−Ｂ１０３のＤＣ電極１０６ｂへの制御信号ＭＺＢの印加電圧を変化させると、ＭＺ−Ｂ１０３から出力される光のパワーを変化させることが可能である。

【0052】

また、ＭＺ−Ｃ１０１のＤＣ電極１０４への制御信号ＭＺＣの印加電圧を変化させると、ＭＺ−Ａ１０２から出力されてＭＺ−Ｃ１０１の一方のアームを通過する光とＭＺ−Ｂ１０３から出力されてＭＺ−Ｃ１０１のもう一方のアームを通過する光の位相差を調整することができる。

【0053】

そして、ＤＣ電極１０４から位相差πを付与した場合には、ＭＺ−Ｃ１０１の両アームを伝搬した光が合波される際に、キャリア光ｆ_０は逆位相で干渉し、変調により発生したサイドバンド光ｆ_＋１及びｆ_−１は同位相で干渉する。この結果、光変調器１４の出力は、キャリア光ｆ_０が消失してサイドバンド光ｆ_＋１及びｆ_−１のみを含むものとなる。すなわち、２波長の光を出力することができる。
ただし、ＭＺ−Ａ１０２とＭＺ−Ｂ１０３の出力光パワーが一致していないときは、逆位相のキャリア光ｆ_０は干渉しても完全には打ち消しあわず、光変調器１４の出力にキャリア光ｆ_０が残留してしまう。

【0054】

このため、本実施形態の光発生装置１では、光変調器１４からキャリア光ｆ_０が抑圧された出力光を得るために、第１光検出手段１９による受光パワーに基づいて、受光パワーのＤＣ成分が最大となり、かつＡＣ成分である時間波形の振幅が最小となるよう、制御手段２２が各ＤＣ電極１０６ａ、１０６ｂ、および１０４への印加電圧ＭＺＡ、ＭＺＢ、及びＭＺＣを制御する。
そして、制御手段２２は、第２光検出手段１６による受光パワーに基づいて、ドリフトの方向を判別し、ＤＣ電極１０４への印加電圧ＭＺＣを再設定して制御する。

【0055】

図４は、本実施形態に係るネスト型の光変調器１４の概略平面図である。
基板１２０は、電気光学効果を有する基板であり、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）などが用いられる。例えば、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムを基板として用いた場合、Ｘカット板、またはＺカット板が、よく用いられる。

【0056】

基板１２０上には、メインマッハツンダー型導波路のＭＺ−Ｃ１０１の２つの分岐導波路にサブマッハツンダー型導波路ＭＺ―Ａ１０２とＭＺ−Ｂ１０３を組み込んだ形状の光導波路が形成されている。これらの光導波路は、Ｔｉなどの熱拡散法などで基板表面に拡散させることにより形成することができる。また、変調電極を構成する信号電極（４０、４２、４０ａ、４２ａ、４３、４５、４３ａ、４５ａ）や該信号電極を取り巻く接地電極（不図示）並びにＤＣバイアスを印加するＤＣバイアス電極（不図示）などは、Ｔｉ・Ａｕの電極パターン上に金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体ＳｉＯ_２等のバッファ層（不図示）を設けることや、信号電極が形成する電界が効率的に導波路に印加されるようにリッジ構造を設けることも可能である。

【0057】

次に、制御手段２２が行う処理手順の一例を説明する。
図５は、本実施形態に係る制御手段２２が行う処理手順のフローチャートである。

【0058】

（ステップＳ１）制御手段２２は、平均値フィルタ２０から入力された第１ＰＤのＤＣ成分が最大になるように、制御信号ＭＺＡを制御して調整する。
（ステップＳ２）制御手段２２は、平均値フィルタ２０から入力された第１ＰＤのＤＣ成分が最大になるように、制御信号ＭＺＢを制御して調整する。
（ステップＳ３）制御手段２２は、平均値フィルタ２０から入力された第１ＰＤのＤＣ成分が最大になるように、制御信号ＭＺＣを制御して調整する。

【0059】

（ステップＳ４）制御手段２２は、ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタから入力された第１ＰＤのＡＣ成分が最小になるように、制御信号ＭＺＣを制御して調整する。次に、制御手段２２は、調整後の第１ＰＤのＡＣ成分の値をＰＤ_ＭＺＣとして記憶部２３に記憶させる。なお、この処理では、第１ＰＤのＡＣ成分が真の最小ではない場合もあるため、ステップＳ５以下の処理を行うことで、制御手段２２は、第１ＰＤのＡＣ成分が真の最小になるようにする。

【0060】

（ステップＳ５）制御手段２２は、ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタから入力された第１ＰＤのＡＣ成分が、記憶させたＰＤ_ＭＺＣの値より小さくなるように、制御信号ＭＺＡを制御して調整する。次に、制御手段２２は、制御信号ＭＺＡの調整値を記憶部２３に記憶させ、調整後の第１ＰＤのＡＣ成分の値をＰＤ_ＭＺＡとして記憶部２３に記憶させる。
（ステップＳ６）制御手段２２は、ｆ_{０（λ０）＿ＩＭ}抽出フィルタから入力された第１ＰＤのＡＣ成分が、記憶させたＰＤ_ＭＺＣの値より小さくなるように、制御信号ＭＺＢを制御する。次に、制御手段２２は、制御信号ＭＺＢの調整値を記憶部２３に記憶させ、調整後の第１ＰＤのＡＣ成分の値をＰＤ_ＭＺＢとして記憶部２３に記憶させる。

【0061】

（ステップＳ７）制御手段２２は、ステップＳ５で調整されたＰＤ_ＭＺＡの値が、ステップＳ６で調整されたＰＤ_ＭＺＢの値未満であるか否かを判別する。制御手段２２は、ＰＤ_ＭＺＡの値がＰＤ_ＭＺＢの値未満であると判別した場合（ステップＳ７；ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、ＰＤ_ＭＺＡの値がＰＤ_ＭＺＢの値以上であると判別した場合（ステップＳ７；ＮＯ）、ステップＳ９に進む。

【0062】

（ステップＳ８）制御手段２２は、制御信号ＭＺＡを調整した場合の方が第１ＰＤのＡＣ成分の値を最小に調整できたため、記憶部２３に記憶させた制御信号ＭＺＡの調整値を読み出し、読み出した制御信号ＭＺＡの調整値を用いて、ステップＳ４で調整した第１ＰＤのＡＣ成分を調整する。制御手段２２は、処理をステップＳ１０に進める。

【0063】

（ステップＳ９）制御手段２２は、制御信号ＭＺＢを調整した場合の方が第１ＰＤのＡＣ成分の値を最小に調整できたため、記憶部２３に記憶させた制御信号ＭＺＢの調整値を読み出し、読み出した制御信号ＭＺＢの調整値を用いて、ステップＳ４で調整した第１ＰＤのＡＣ成分を調整する。制御手段２２は、処理をステップＳ１０に進める。

【0064】

（ステップＳ１０）制御手段２２は、電圧Ｖ０のときのｆ_{０（λ０）＿ＩＭ}抽出フィルタ２１から入力された第１ＰＤのＡＣ成分、電圧Ｖ−のときの第１ＰＤのＡＣ成分、電圧Ｖ＋のときの第１ＰＤのＡＣ成分を計測し、計測結果を記憶部２３に記憶させる。なお、電圧Ｖ０とは、ステップＳ９までに調整された後の制御信号ＭＺＣの電圧値である。また、電圧Ｖ−とは、電圧Ｖ０からマイナスの電圧値である所定の電圧値だけずれた値であり、電圧Ｖ＋とは、電圧Ｖ０からプラスの電圧値である所定の電圧値だけずれた値である。なお、電圧を降る回数は３回に限られず、２回以上であればよく、４回以上であってよい。

【0065】

（ステップＳ１１）制御手段２２は、ドリフト方向を検出し、検出した結果に基づいて調整を行う。なお、ステップＳ１０、Ｓ１１については、後述する。制御手段２２は、ステップＳ１〜Ｓ１０の処理終了後、ステップＳ１１の処理を繰り返す。

【0066】

次に、ステップＳ１０及びステップＳ１１で行う処理について説明する。
ステップＳ１〜Ｓ９（図５）の調整後、第１ＰＤのＡＣ成分は最小化、すなわち最適化されている。
制御手段２２は、以下のＩ）〜ＶＩ）場合における光検出手段の計測値を計測して記憶部２３に記憶させる。
Ｉ）調整された制御値ＭＺＡ、ＭＺＢ、及びＭＺＣのときの、波長λ_０の第１ＰＤのＡＣ成分
ＩＩ）調整された制御信号ＭＺＡ、ＭＺＢ、及びＭＺＣのときの、波長λ_１の第２光検出手段によって計測された計測値（以下、第２ＰＤの計測値という）
ＩＩＩ）Ｉ）のＭＺＣを電圧Ｖ−だけ変化させたときの、波長λ_０の第１ＰＤのＡＣ成分
ＩＶ）Ｉ）のＭＺＣを電圧Ｖ＋だけ変化させたときの、波長λ_０の第１ＰＤのＡＣ成分
Ｖ）Ｉ）のＭＺＣを電圧Ｖ−だけ変化させたときの、波長λ_１の第２ＰＤの計測値
ＶＩ）Ｉ）のＭＺＣを電圧Ｖ＋だけ変化させたときの、波長λ_１の第２ＰＤの計測値

【0067】

図６は、本実施形態に係るドリフト方向の検出を説明する図である。図６において、横軸はＭＺＣの電圧値である。また、符号ｇ２０１が示す波形は、波長λ_０の第１ＰＤのＤＣ成分の波形、符号ｇ２０２が示す波形は、波長λ_１の第２ＰＤの計測値の波形である。また、図６に示す例では、電圧Ｖ−と電圧Ｖ＋の絶対値が同じ例を示している。
波長λ_０については、調整後の状態では、制御信号ＭＺＣの電圧がＶ０のとき、点ｇ２１１が示すように第１ＰＤのＡＣ成分が最小値Ｌ０となっている。このため、制御信号ＭＺＣの電圧がＶ−及びＶ＋それぞれのとき、点ｇ２１２及び点ｇ２１３に示すように第１ＰＤのＡＣ成分がＬ１となっている。

【0068】

図６の符号ｇ２０１に示す波形ｇ２０１が、電圧Ｖ０から電圧Ｖ＋に向かって左方向にドリフトが発生した場合、波長λ_０の第１ＰＤのＡＣ成分の電圧値は、点ｇ２１４に示すようにＬ２になる。また、電圧Ｖ０から電圧Ｖ−に向かって右方向にドリフトが発生した場合も、波長λ_０の第１ＰＤのＡＣ成分の電圧値は、Ｌ２になる。このため、制御手段２２は、この電圧値Ｌ２のみを用いて、波長λ_０の第１ＰＤのＡＣ成分が左方向にドリフトしたのか、右方向にドリフトしたのかを判別することができない。

【0069】

一方、波長λ_１については、調整後の状態では、制御信号ＭＺＣの電圧がＶ０のとき、点ｇ２２１が示すように第２ＰＤの計測値がＬ１０となっている。そして、制御信号ＭＺＣの電圧がＶ−のとき、点ｇ２２２に示すように第２ＰＤの計測値がＬ１１となり、制御信号ＭＺＣの電圧がＶ＋のとき、点ｇ２２３に示すように第２ＰＤの計測値がＬ１２となっている。
従って、符号ｇ２０２に示す波形ｇ２０２が、電圧Ｖ０から電圧Ｖ＋に向かってドリフトが発生した場合、点ｇ２２４に示すように第２ＰＤの計測値がＬ１０から減少し、電圧Ｖ０から電圧Ｖ＋に向かってドリフトが発生した場合、第２ＰＤの計測値がＬ１０から増加する。

【0070】

このように、制御手段２２は、記憶部２３に記憶させた光パワーのレベルに基づいて、波長λ_１のドリフト方向を判別し、このドリフト方向を波長λ_０のドリフト方向として決定する。具体的には、制御手段２２は、記憶部２３に記憶されている第２ＰＤの計測値と、現在の第２ＰＤの計測値とを比較することで、ドリフトの変化方向を検出する。このように、制御手段２２は、ドリフトの方向検出を行う際に、制御信号ＭＺＣの電圧（バイアス電圧）を変化させる必要がない。この結果、本実施形態によれば、ドリフトの方向を判別するための処理時間が短くて済む。

【0071】

そして、ドリフト方向を判別した結果に基づいて、制御手段２２は、ドリフト方向に応じた制御信号ＭＺＣのバイアス電圧を再設定することで波長λ_０の第１ＰＤのＡＣ成分が最小値になるように制御して調整する。
この結果、本実施形態によれば、調整後は、波長λ_１に対して制御信号ＭＺＣを振ることで、ドリフト方向を判別しているため、ドリフトを増加させることなくバイアスを調整して変調動作を制御することができる。

【0072】

なお、上述した例では、記憶部２３に記憶させた第２ＰＤの計測値と、現在の第２ＰＤの計測値とを比較する例を説明したが、これに限られない。制御手段２２は、調整後に記憶部２３に第２ＰＤの計測値を記憶させた後、現在の第２ＰＤの計測値を取得し、さらに制御信号ＭＺＣに対して所定の電圧を変化させたときの第２ＰＤの計測値も取得するようにしてもよい。そして、制御手段２２は、記憶されている第２ＰＤの計測値、取得された２つの値に基づいて、ドリフトの変化方向を判別するようにしてもよい。なお、制御信号ＭＺＣを変化させる電圧は２種類以上であってもよい。

【0073】

なお、図６に示した例では、波長λ_１の波形が、波長λ_０のボトムを中心にして、左方向に減少し、右方向に増加する例を示したが、これに限られない。図６に示す波形のように、波長λ_１の波形が、波長λ_０のボトムを中心にして、左方向に増加し、右方向に減少する波形であってもよい。
図７は、本実施形態に係るドリフト方向の検出の他の例を説明する図である。図７において、横軸はＭＺＣの電圧値、縦軸は光検出手段の計測値のレベルである。また、符号ｇ２０３が示す波形は、波長λ_１の第２ＰＤの計測値の波形である。

【0074】

以上のように、本実施形態の光発生装置１は、第１の波長（λ_０）のキャリア光と、第１の波長と異なる第２の波長（λ_１）のキャリア光とが入力され、同じＤＣ電圧を印加しても波長が異なると出力する光パワーが異なる波長依存性を有し、入力された光を変調し、ＤＣ電圧を印加する光変調器１４（例えば、マッハツェンダー型の光変調器）と、光変調器から出力される第２の波長のキャリア光の変化に基づいて、光変調器に印加するＤＣバイアス電圧を制御する制御手段２２と、を備える。

【0075】

この構成によって、本実施形態の光発生装置１は、ドリフトが発生した場合に、波長λ_１のキャリア光に基づいて、ドリフト方向を判別できる。これにより、本実施形態では、バイアス電圧を必要以上に動かす必要がないので、従来より短い時間でボトムを設定することが可能になる。

【0076】

なお、本実施形態では、合波手段１８の出力の光ｇ１５を第１光検出手段１９で検出し、検出された光パワーのＤＣ成分とＡＣ成分に基づいて、制御手段２２がＤＣ成分を最大になるように制御する例を説明したが、これに限られない。以下に、光発生装置１の他の例を説明する。

【0077】

図８は、本実施形態に係る実施形態による光発生装置１Ａの構成を示すブロック図である。図８に示すように、光発生装置１Ａは、分岐手段１１、光位相変調器１２、合波手段１３、光変調器１４、分波手段１５、第２光検出手段１６、分岐手段２６、第３光検出手段２７、分岐手段１７、合波手段１８、第１光検出手段１９、制御手段２２Ａ、記憶部２３、変調信号生成部２４、及びＲＦドライバ２５を備える。また、光発生装置１には、第１光源２、第２光源３、及び位相変調信号生成部４が接続される。光発生装置１と同じ機能を有する機能部には、同じ符号を用いて説明を省略する。

【0078】

分波手段１５と分岐手段１７との間に、分岐手段２６を設け、この分岐手段２６によって分岐された光の一方が分岐手段１７に出力され、他方の光が第３光検出手段２７に出力されるようにしてもよい。そして、第１光検出手段１９によって検出された電圧Ｐ１と、第３光検出手段２７によって検出された電圧Ｐ２とに基づいて、制御手段２２Ａが、ＤＣ成分が最大になるように調整してもよい。

【0079】

以下に、制御手段２２Ａが行う処理の手順を説明する。
まず、制御手段２２Ａは、３つのＤＣ電極１０６ａ、１０６ｂ、および１０４の印加電圧を調整して、光パワーＰ１の時間波形の振幅が最大となり、且つ、光パワーＰ２が最大値をとる状態に設定する。この設定により、ＭＺ−Ａ１０２とＭＺ−Ｂ１０３では、それぞれの両アームにおける位相差がゼ口となり、ＭＺ−Ａ１０２およびＭＺ−Ｂ１０３の光パワーがいずれも最大（但し両者の光パワーは一致しない）になる。また、ＭＺ−Ｃ１０１においても２つのアームの位相差（ＭＺ−Ａ１０２とＭＺ−Ｂ１０３の出力光の位相差）はゼ口となる。また、光変調器１４の構造は、図４と同様である。

【0080】

次に、制御手段２２Ａは、上記の状態でＤＣ電極１０４の印加電圧を調整して、光パワーＰ１の時間波形の振幅が最小（この段階での最小であり最終的な最小ではない）となる状態に設定する。この設定により、ＭＺ−Ｃ１０１では２つのアームの位相差がπとなるため、光変調器１４の出力光に含まれるキャリア光ｆ_０の光パワーが最小になる。ただし、ＭＺ−Ａ１０２およびＭＺ−Ｂ１０３の出力光パワーが一致していないため、キャリア光ｆ_０は完全には消失せず残留している。

【0081】

最後に、制御手段２２Ａは、ＤＣ電極１０６ａおよび１０６ｂの印加電圧を僅かずつ調整して、光パワーＰ１の時間波形の振幅がさらに小さくなる方向に変化する方のＤＣ電極を選択し、選択したＤＣ電極の印加電圧を調整することによって、受光パワーＰ１の時間波形の振幅が最終的な最小となる状態に設定する。この設定により、出力光パワーが大きい方のサブマッハツェンダー光導波路（ＭＺ−Ａ１０２とＭＺ−Ｂ１０３の一方）からの出力光のパワーが減衰させられて、もう一方のサブマッハツェンダー光導波路（ＭＺ−Ａ１０２とＭＺ−Ｂ１０３のもう一方）からの出力光パワーに揃うようになる。その結果、光変調器１４からの出力光は、キャリア光ｆ_０が完全に抑圧され、サイドバンド光ｆ_＋１及びｆ_−１のみを含んだ光となる。

【0082】

なお、本実施形態では、光発生装置１及び１Ａに２つの異なる波長の光を入力する例を説明したが、入力される光は３つ以上の異なる波長の光であってもよい。例えば、入力される光が３波長の場合、光発生装置１は、例えば合波手段１３が３つの波長の光を合波し、分波手段１５によって３つの波長の光に分波されるようにしてもよい。そして、分波手段１５に、不図示の３つ目の波長の光パワーを検出する光検出手段が接続され、制御手段２２は、第２光検出手段によって検出された光パワーと、３つ目の波長の光パワーを検出する光検出手段によって検出された光パワーと、記憶部２３に記憶された値とに基づいて、ドリフトの方向を判別するようにしてもよい。

【0083】

以上、図面を参照して本発明の各実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本発明は、光変調器の導波路構成がシングル型マッハツェンダー光導波路である場合にも適用可能である。シングル型マッハツェンダー光導波路とは、図３において第１サブマッハツェンダー光導波路１０２と第２サブマッハツェンダー光導波路１０３が直線導波路に置き換わった構成である。

【0084】

なお、制御手段２２または２２Ａ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、実行することにより各部の処理を行ってもよい。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、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
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むものとする。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良く、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良い。

【符号の説明】

【0085】

１…光発生装置、１１…分岐手段、１２…光位相変調器、１３…合波手段、１４…光変調器、１５…分波手段、１６…第２光検出手段、１７、２６…分岐手段、１８…合波手段、１９…第１光検出手段、２０…平均値フィルタ、２１…ｆ_０＿ＩＭ抽出フィルタ、２２、２２Ａ…制御手段、２３…記憶部、２４…変調信号生成部、２５…ＲＦドライバ、２７…第３光検出手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】