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光変調器 NEW

国内特許コード P170014379
整理番号 1735
掲載日 2017年7月7日
出願番号 特願2015-211127
公開番号 特開2017-083626
出願日 平成27年10月27日(2015.10.27)
公開日 平成29年5月18日(2017.5.18)
発明者
  • 中島 啓幾
  • 井筒 雅之
  • 川西 哲也
  • 山口 祐也
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 光変調器 NEW
発明の概要 【課題】一つの電気信号入力で、光信号を所望の応答特性で変調出力することが可能な光変調器を提供する。
【解決手段】第3の導波路33,34を信号電極115と接地電極116との間に配置し、別な信号電極115と接地電極117との間にも第4の導波路43,44を配置する。各々の第3の導波路33,34、第4の導波路43,44で所望の変調深さを有する被変調光を生成して、それらを第1の合波器32、第2の合波器42と第3の合波器12で合波干渉させることで、光電場の振幅領域で所望の変調曲線を得ることができる。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


中・長距離光ファイバ通信では、高消光比かつ低チャープな光信号が必要となるため、外部信号により光信号を変調して出力する外部変調器が用いられる。外部変調器として代表的なものには、マッハツェンダ干渉計を利用したマッハツェンダ変調器がある。光変調器としてのマッハツェンダ変調器は、光信号を分波器と合波器で二つの導波路に分岐、合成する構成とし、導波路間で光信号の位相などを変化させることで変調を行なうものである。



マッハツェンダ変調器を強度変調器もしくは振幅変調器として使用する場合、理論的には無限の消光比かつゼロチャープな変調が可能である。その一方で、マッハツェンダ変調器はその動作原理から、外部からの入力電圧信号に対して正弦(余弦)関数状の透過応答を示し、非線形歪みを含んでいる。この応答関数を制御する方法として、マッハツェンダ変調器を並列や直列もしくはそれらの組み合わせに並べる用いる方法(例えば、非特許文献1を参照)が知られている。また、別な特許文献1や特許文献2では、並列もしくは直列に集積化したマッハツェンダ変調器を用いる方法が報告されている。これらは何れも、用途やリンクに応じて光信号の非線形性を抑圧(若しくは増大)させることが可能である。

産業上の利用分野


本発明は、外部からの電気信号により光信号を変調して出力する光変調器に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光が入力される入力導波路と、
前記入力導波路からの光を分波する第一の分波器と、
前記第一の分波器により分波された光をそれぞれ伝搬する第一の導波路及び第二の導波路と、
前記第一の導波路からの光を複数に分波する第二の分波器と、
前記第二の導波路からの光を複数に分波する第三の分波器と、
前記第二の分波器からの複数の光をそれぞれ伝搬する複数の第三の導波路と、
前記第三の分波器からの複数の光をそれぞれ伝搬する複数の第四の導波路と、
複数の前記第三の導波路と複数の前記第四の導波路との間に配置され、出力される光信号を変調するための入力電圧信号を印加する信号電極と、
複数の前記第三の導波路を前記信号電極との間で挟むように配置された第一の接地電極と、
複数の前記第四の導波路を前記信号電極との間で挟むように配置された第二の接地電極と、
複数の前記第三の導波路からの複数の光を合波する第一の合波器と、
複数の前記第四の導波路からの複数の光を合波する第二の合波器と、
前記第一の合波器からの光を伝搬する第五の導波路と、
前記第二の合波器からの光を伝搬する第六の導波路と、
前記第五の導波路からの光と前記第六の導波路からの光とを合波する第三の合波器と、
前記第三の合波器からの光を出力する出力導波路と
を有する光変調器。

【請求項2】
複数の前記第三の導波路のそれぞれの導波路と、複数の前記第四の導波路のそれぞれの導波路は、前記信号電極から生成される電界の強さが所定の比で異なる位置にそれぞれ配置される請求項1に記載の光変調器。

【請求項3】
複数の前記第三の導波路を透過する光信号の、第三の導波路間の光強度の比、及び複数の前記第四の導波路を透過する光信号の、第四の導波路間の光強度の比は、前記電界の強さの所定の比に対応した値である、請求項2に記載の光変調器。

【請求項4】
前記第一の分波器が対称分波器であり、
前記第二の分波器及び前記第三の分波器が非対称分波器であり、
前記第一の合波器及び前記第二の合波器が非対称合波器であり、
前記第三の合波器が対称合波器である
請求項1~3のいずれか1項に記載の光変調器。

【請求項5】
前記第二の分波器と複数の前記第三の導波路との間に配置され、前記第二の分波器で分波された光信号をさらに分波する、少なくとも一つの第四の分波器と、
前記第三の分波器と複数の前記第四の導波路との間に配置され、前記第三の分波器で分波された光信号をさらに分波する、少なくとも一つの第五の分波器と、
前記第三の導波路と前記第一の合波器との間に配置され、前記第四の分波器で分波された光信号を伝搬する複数の前記第三の導波路からの光信号を合波する、少なくとも一つの第四の合波器と、
前記第四の導波路と前記第二の合波器との間に配置され、前記第五の分波器で分波された光信号を伝搬する複数の前記第四の導波路からの光信号を合波する、少なくとも一つの第五の合波器と、
をさらに有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の光変調器。

【請求項6】
前記入力電圧信号に対して、変調出力された前記第三の合波器からの光の出力信号の応答特性が、のこぎり波または三角波形状に近付くように構成した請求項1~5のいずれか1項に記載の光変調器。

【請求項7】
前記入力電圧信号に対して、変調出力された前記第三の合波器からの光の出力信号の応答特性が矩形波形状に近付くように構成した請求項1~5のいずれか1項に記載の光変調器。

【請求項8】
複数の前記第三の導波路及び複数の前記第四の導波路を伝搬する光の強度を調整する光強度調整器をさらに備えた請求項1~7のいずれか1項に記載の光変調器。

【請求項9】
前記信号電極に印加された電圧により変調された前記光信号の位相を調整する、少なくとも1つの光位相調整器をさらに備えた請求項1~8のいずれか1項に記載の光変調器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 2K102AA22
  • 2K102AA24
  • 2K102BA02
  • 2K102BA03
  • 2K102BB01
  • 2K102BB04
  • 2K102BC04
  • 2K102BD01
  • 2K102CA00
  • 2K102DA04
  • 2K102DB05
  • 2K102DD01
  • 2K102DD03
  • 2K102DD05
  • 2K102EA03
  • 2K102EA16
画像

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JP2015211127thum.jpg
出願権利状態 公開
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