Mach-Zehnder光调制器、Mach-Zehnder光调制方法、光发送器、光调制器、光发送装置和光接收装置制造方法及图纸

相位调制器（２２）根据电信号（Ｓａ）对由光分支电路（２１）分支成的两个输入光信号（３１）的一个光信号进行相位调制，并且然后，由相位调制器（２３）根据电信号（Ｓｃ）以比相位调制器（２２）更小的量和相反的极性对该光信号进行相位调制，电信号（Ｓｃ）是通过以下方式获得的：将电信号（Ｓａ）的逆逻辑信号（Ｓｂ）延迟预定的延迟时间（τ），延迟时间（τ）比相位调制器（２２）的过渡响应时间或电信号（Ｓａ）的上升和下降时间短。由光复用电路（２４）将由相位调制器（２３）获得的光信号与另一输入光信号进行复用，从而输出脉冲状输出光信号（３６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光纤通信技术，更具体地涉及增大光发送器和光通信装置的速度和容量的技术。
技术介绍
为了应对由于宽带连接的扩展和接入手段的多样化而引起的流量增大，已经开发了发送在时域经过复用的光信号的时间复用发送技术或发送在波长域经过复用的光信号的波长复用发送技术，并且在光纤发送系统中进行了实用化。例如，在基本的发送系统中，使用100种以上波长并且总发送容量超过1 Tbit/s的波长复用发送技术已经被实用化。为了进一步增大发送容量，已经开发了将每波长比特率从10Gbit/s提高到40Gbit/s的技术，并且该技术正被很好地进行实用化。不仅在接入系统或基本发送系统中，容量在增大，而且对于在诸如服务器之类的装置之间或在装置内的板块之间的数据通信，容量也在增大。所有这些数据发送要求光通信装置在小型化和功耗降低之外还要降低成本。在光通信装置中，电子电路占有大部分体积和功耗。近年来，电子电路元件主要使用硅半导体代替化合物半导体。因此，用于在发送侧调制光或者在接收侧解调光的光器件也需要与用硅半导体制成的电子电路相匹配。光调制器用于以超过10 Gbit/s的每波长比特率来发送数据。已经开发了由化合物半导体或者铌酸锂制成的光调制器。然而，这些光调制器价格贵并且体积大。诸如陶瓷、硅半导体和硅基板上陶瓷之类的新材料已经受到关注，并且对使用这些材料的光调制器的研发也在进行中。因为陶瓷和硅半导体是非常普通的材料，并且用于它们的微细加工技术已经成熟，因此可以实现价格便宜的光调制器。然而，陶瓷具有非常高的介电常数。硅半导体在没有耗尽层载流子的情况下，由于其对称晶体结构而不具备折射率控制手段。因为这种光调制器自身由于这些材料特性而具有静电电容，所以很难增大发送速度，并且比特率被认为限制于10Gbit/s至U20Gbit/s。传统上，已经提出了这样的技术在连接到激光源的Mach-Zehnder光调制器的一个支路(光波导)上插入具有2n相位调制量的相位调制器，从而在该相位调制器的驱动脉冲的前缘和后缘处产生短脉冲(例如，日本专利第3563027号和日本专利特许公开第2003-21817号、第2004-80462号、第2005-241902号)。图13是示出传统的Mach-Zehnder光调制器的框图。在Mach-Zehnder光调制器9中，光分支电路92将从连续的激光束形成的输入光信号91分支成两个支路。相位调制器93被插入一个支路中。光复用电路94将来自相位调制器93的光信号与来自另一支路的光信号进行复用。相位调制器93基于RZ (归零)编码的电信号95通过施加从Vo到V^的驱动电压而执行2:n相位调制。脉冲状输出光信号96从光复用电路94获得并且通过比特交织被时间复用。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题实际的光调制器只具有有限的响应速度并且不具有理想的响应特性，这是因为元件本身具有静电电容。然而，使用传统Mach-Zehnder光调制器的调制方法没有考虑由光调制器的静电电容产生的过渡响应特性。对过渡响应特性的对策特别重要，这是因为通过Mach-Zehnder光调制器一个支路的2 k相位调制来产生短脉冲的方法对驱动脉冲的前缘和后缘处的波形和光调制器的过渡响应特性是敏感的。输出光脉冲的波形由电信号的上升和下降特性以及相位调制器的过渡响应特性确定。因此，根据上述现有技术，对于作为电信号输入的RZ编 码的标记码，产生没有完全分离的双脉冲。当使用光脉冲的频率啁啾(frequency chirp)从所述双脉冲中提取出单脉冲时，光脉冲的脉冲宽度增 大。如果直接通过比特交织对所述光脉冲进行时间复用，则会出现大量的 符号间干扰。因此，该方法不适用于大容量高速度发送。图14是示出图13中的光脉冲产生装置的相位调制操作的信号波形的 时序图。一般，用于调制光信号的相位的相位调制器具有由具有两倍周期的正 弦函数表示的光调制特性97，如图14所示。在光调制特性97中，当电信 号95的驱动电压从与相位调制量为0相对应的Vo变成与相位调制量为e 相对应的V J寸，输出光信号96的光信号强度逐渐增大并且在VJ寸最大。 此后，当驱动电压从Vn变成与相位调制量2n相对应的V^时，输出光信 号96的光信号强度逐渐减小并且在V时最小。为了在具有光调制特性97的相位调制器中获得比特率为电信号95的 四倍的光脉冲信号，必须在包括电子电路和光调制器的整个装置中实现编 码间隔的1/8以下的急剧的上升和下降响应特性。为此，包括电子电路和 光调制器的整个装置的带(band)必须是该比特率的四倍以上。然而，如果带是四倍周期的，则电信号本身的比特率也可以是四倍周 期的。因此不必使用现有技术中公开的方法。从另一观点来看，如果包括电子电路和光调制器的整个装置的带具有 与该比特率相对应的带特性，并且在Mach-Zehnder光调制器的一个支路上 执行2Jt相位调制，则来自Mach-Zehnder光调制器的光脉冲输出是连接的 而没有中断。因为在通过比特交织进行时间复用时出现大量的符号间干 扰，所以该方法不能用于光电信号发送。已经作出本专利技术以解决上述问题，并且本专利技术的一个示例性目的是提 供能够使用不具备这么高的操作速度的光调制器来实现大容量高速度光信 号发送的光发送器和光通信装置。 解决问题的手段为了实现该目的，根据本专利技术示例性方面的Mach-Zehnder光调制器包括将输入光信号分支成两个光信号的光分支电路；第一相位调制器，所 述第一相位调制器根据第一 电信号对由所述光分支电路分支出的光信号中的一个光信号的相位进行调制，并且输出该光信号；第二相位调制器，所述第二相位调制器根据第二电信号以比所述第一相位调制器更小的量和相 反的极性对来自所述第一相位调制器的光信号的相位进行调制，并且输出该光信号，所述第二电信号是通过以下方式获得的将所述第一电信号的 逆逻辑信号延迟预定的延迟时间，所述延迟时间比所述第一相位调制器的过渡响应时间(transient response time)或所述第一电信号的上升和下降时 间短；和光复用电路，所述光复用电路将由所述光分支电路分支出的另一 光信号与来自所述第二相位调制器的光信号进行复用，并且输出脉冲状输 出光信号。根据本专利技术另一示例性方面的Mach-Zehnder光调制方法包括根据第一电信号对通过对输入光信号进行分支而获得的两个光信号中的一个光信 号执行第一相位调制，根据第二电信号以比所述第一相位调制更小的量和 相反的极性执行第二相位调制，并且将通过所述第二相位调制获得的光信 号与连续光信号的另一光信号进行复用以输出脉冲状输出光信号，其中， 所述第二电信号是通过以下方式获得的电信号将所述第一电信号的逆逻 辑信号延迟预定的延迟时间，所述延迟时间比所述第一相位调制的过渡响 应时间或所述第一电信号的上升和下降时间短。根据本专利技术另一示例性方面的光发送器包括输出连续光信号的激光源；将所述连续光信号接收作为输入光信号的上述Mach-Zehnder光调制器 (权利要求1);电延迟电路，所述电延迟电路将要被输入Mach-Zehnder 光调制器的电信号的逆逻辑信号延迟预定的延迟时间，从而输出要被输入 Mach-Zehnder光调制器的第二电信号，所述延迟时间比Mach-Zehnder本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ光调制器，包括：　光分支电路，所述光分支电路将输入光信号分支成两个光信号；　第一相位调制器，所述第一相位调制器根据第一电信号对由所述光分支电路分支出的光信号中的一个光信号的相位进行调制，并且输出该光信 号；　第二相位调制器，所述第二相位调制器根据第二电信号以比所述第一相位调制器更小的量和相反的极性对来自所述第一相位调制器的光信号的相位进行调制，并且输出该光信号，所述第二电信号是通过以下方式获得的：将所述第一电信号的逆逻辑信号延迟预定 的延迟时间，所述延迟时间比所述第一相位调制器的过渡响应时间或所述第一电信号的上升和下降时间短；和　光复用电路，所述光复用电路将由所述光分支电路分支出的另一光信号与来自所述第二相位调制器的光信号进行复用，并且输出脉冲状输出光信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-8-21 224568/20061. 一种Mach-Zehnder光调制器，包括光分支电路，所述光分支电路将输入光信号分支成两个光信号；第一相位调制器，所述第一相位调制器根据第一电信号对由所述光分支电路分支出的光信号中的一个光信号的相位进行调制，并且输出该光信号；第二相位调制器，所述第二相位调制器根据第二电信号以比所述第一相位调制器更小的量和相反的极性对来自所述第一相位调制器的光信号的相位进行调制，并且输出该光信号，所述第二电信号是通过以下方式获得的将所述第一电信号的逆逻辑信号延迟预定的延迟时间，所述延迟时间比所述第一相位调制器的过渡响应时间或所述第一电信号的上升和下降时间短；和光复用电路，所述光复用电路将由所述光分支电路分支出的另一光信号与来自所述第二相位调制器的光信号进行复用，并且输出脉冲状输出光信号。2. 根据权利要求1所述的Mach-Zehnder光调制器，其中，所述第一相 位调制器的相位调制量和所述第二相位调制器的相位调制量的平均值等于 用于在所述输出光信号中获得所期望的光强的相位调制量。3. 根据权利要求1所述的Mach-Zehnder光调制器，其中所述第一相位调制器的相位调制量是用于在所述输出光信号中获得所 期望的光调制因子的相位调制量小和用于补偿所述第一相位调制器的过渡 响应时间或所述第一电信号的上升和下降时间的预定的相位补偿量A 9的 和，并且所述第二相位调制器的相位调制量是相位补偿量一 A 9 。4. 根据权利要求l所述的Mach-Zehnder光调制器，其中 所述第一电信号是RZ编码的电信号，并且所述光复用电路将具有同样的幅度和相反的频率啁啾符号的双脉冲输 出作为所述输出光信号。5. 根据权利要求1所述的Mach-Zehnder光调制器，其中所述第二相位 调制器包括多个相位调制单元，并且所述相位调制单元的时间延迟在比所 述第一相位调制器的过渡响应时间或所述第一电信号的上升和下降时间短 的时间范围内彼此不同。6. 根据权利要求1所述的Mach-Zehnder光调制器，其中 所述第一光信号是其中多个时间信道被复用的光信号； 所述第一电信号是具有预定周期的时钟信号，并且 所述光复用电路从所述输入光信号解复用出与所述时钟信号同步的时间信道的光脉冲，并且将该光脉冲输出作为输出光信号。7. —种Mach-Zehnder光调制方法，包括根据第一电信号对通过对输入光信号进行分支而获得的两个光信号中 的一个光信号执行第一相位调制，根据第二电信号以比所述第一相位调制 更小的量和相反的极性执行第二相位调制，并且将通过所述第二相位调制 获得的光信号与连续光信号的另一光信号进行复用以输出脉冲状输出光信 号，其中，所述第二电信号是通过以下方式获得的电信号将所述第一电 信号的逆逻辑信号延迟预定的延迟时间，所述延迟时间比所述第一相位调 制的过渡响应时间或所述第一电信号的上升和下降时间短。8. 根据权利要求7所述的Mach-Zehnder光调制方法，其中，所述第一 相位调制的相位调制量和所述第二相位调制的相位调制量的平均值等于用 于在所述输出光信号中获得所期望的光强的光强相位调制量。9. 根据权利要求7所述的Mach-Zehnder光调制方法，其中 所述第一相位调制的相位调制量是用于在所述输出光信号中获得所期望的光调制因子的相位调制量4)和用于补偿所述第一相位调制的过渡响应 时间或所述第一电信号的上升和下降时间的预定的相位补偿量A 9的和，并且所述第二相位调制的相位调制量是相位补偿量一A 9 。10. 根据权利要求7所述的Mach-Zehnder光调制方法，其中，所述第 一电信号是RZ编码的电信号，并且具有同样的幅度和相反的频率啁啾符号的双脉冲被输出作为所述输出光信号。11. 根据权利要求7所述的Mach-Zehnder光调制方法，其中，所述第二相位调制包括多个相位调制，并且所述多个相位调制的时间延迟在比所 述第一相位调制的过渡响应时间或所述第一电信号的上升和下降时间短的 时间范围内彼此不同。12. 根据权利要求7所述的Mach-Zehnder光调制方法，其中，所述输 入光信号是其中多个时间信道被复用的光信号，所述第一电信号是具有预 定周期的时钟信号，并且与所述时钟信号同步的时间信道的脉冲被从所述 输入光信号解复用出并且被输出作为输出光信号。13. —种光发送器，包括激光源，所述激光源输出连续光信号；根据权利要求1所述的Mach-Zehnder光调制器，所述Mach-Zehnder 光调制器将所述连续光信号接收作为输入光信号；电延迟电路，所述电延迟电路将要被输入所述Mach-Zehnder光调制器 的电信号的逆逻辑信号延迟预定的延迟时间，从而输出要被输入所述 Mach-Zehnder光调制器的第二电信号，所述延迟时间比所述Mach-Zehnder 光调制器中的第一相位调制器的过渡响应时间或所述电信号的上升和下降 时间短；禾口光过滤器，所述光过滤器提取来自所述Mach-Zehnder光调制器的输出 光信号的一个边带成分。14. 根据权利要求13的光发送器，其中，从所述Mach-Zehnder光调制 器输出的输出光信号的频率啁啾量的值比从所述光过滤器输出的光信号的 脉冲宽度的傅里叶变换值大。15. 根据权利要求13的光发送器，其中，所述光过滤器具有带通传输 特性和中心频率，所述中心频率的值从来自所述激光源的连续光信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木明，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]