14
C 61280-2-10 : 2012 (IEC 61280-2-10 : 2005)
5.0 0.45
4.0 0.4
3.0
0.35
2.0
)
光パワー(mW)
0.3
チャープ(GHz
1.0
0.25
0
0.2
−1.0
0.15
−2.0
−3.0 0.1
−4.0 0.05
−5.0 0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
時間(ns)
図B.2−DMLにおける過渡的及び断熱的チャープ
B.2 電界吸収形変調器
EMLは,通常同一チップ上に集積化されたDFBレーザに代表される単一縦モードレーザ及びEAMか
ら構成する。このデバイスは外付け変調器に比べ低コストであり,かつ,チャープ特性については直接変
調方式より優れている。
理論的には,変調部分をレーザ共振器と分離している場合,断熱的チャープは発生しない。この場合,
レーザで発生する一定周波数の光波は変調部において強度及び位相だけが変調する。実際には,パッケー
ジの電気的な寄生成分,光の反射,熱的相互作用など,他の効果によって断熱的特性を生じる場合がある。
図B.3にEMLの概略図を示す。レーザに供給する電流IDCはレーザの発振周波数を一定に保つために直
流電流でなければならない。EAMは,導波路部の吸収率を制御するための独立した信号によって駆動する。
EMLでは過渡的チャープが支配的である。レーザの緩和振動によるリンギングは生じない。図B.4にEML
のP(t)及びΔf(t)の特性を示す。P(t)の上昇部及び下降部において明確な周波数変化が見られる。この周波数
変化は式(1)で示すようにdP/dtの大きさに直接関係している。EMLは図B.5に示すように上昇部の前に付
加的な過渡的チャープを生じることがある。これは印加された電界によって吸収が回復する前に生じた屈
折率の変化(ポッケルス効果)に起因すると考えられている[8]。
半導体 電界吸収形
レーザ 変調器
光出力
バイアス
変調電圧
電流
図B.3−EMLの概略図
――――― [JIS C 61280-2-10 pdf 16] ―――――
15
C 61280-2-10 : 2012 (IEC 61280-2-10 : 2005)
1.5 0.6
1.0 0.5
光パワー(mW)
)
チャープ(GHz
0.5 0.4
0 0.3
−0.5 0.2
−1.0 0.1
−1.5 0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
時間(ns)
図B.4−典型的な過渡的チャープをもつEMLのチャープ特性
3.0 0.7
0.6
2.0
0.5
)
光パワー(mW)
チャープ(GHz
1.0
0.4
0
0.3
−1.0
0.2
−2.0 0.1
−3.0 0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
時間(ns)
図B.5−付加的な過渡的特性をもつEMLのチャープ特性
B.3 マッハツェンダ形変調器
図B.6に示すようにマッハツェンダ形干渉計の構成を用いて強度変調器を作ることができる。LiNbO3な
どの適切な光学結晶において入力光を二つの光路に分岐する。二つの光路において電界によって別個に位
相を変調する。ここで,位相は電界に比例して屈折率が変わるポッケルス効果を利用して変調する。二つ
の光波が再び合波するときにベクトル的に合波することによって強度変調に変換する。位相線図によって
二つの光路が完全に対称の場合はチャープを発生しない強度変調を実現することができることが分かる。
図B.7にLiNbO3マッハツェンダ形NRZ変調器のチャープ特性を示す。チャープは強度波形の上昇部及
び下降部においてそれぞれピーク値をもつ完全な過渡的チャープである。
――――― [JIS C 61280-2-10 pdf 17] ―――――
16
C 61280-2-10 : 2012 (IEC 61280-2-10 : 2005)
E-field
電界結合
coupling
V+
光入力
Optical 光出力
Optical
Input Output
V-
E-field
電界結合
coupling
Phasor Diagram
フェーザ図
Vdata
変調電圧 V+ V-
V+ V-
OFF ON
図B.6−マッハツェンダ形変調器の概要図
3.0 0.8
2.0 0.7
)
光パワー(mW)
チャープ(GHz
1.0 0.6
0 0.5
−1.0 0.4
−2.0 0.3
−3.0 0.2
−4.0 0.1
−5.0 0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
時間(ns)
図B.7−過渡的チャープだけを示すマッハツェンダ形NRZ変調器のチャープ特性
――――― [JIS C 61280-2-10 pdf 18] ―――――
17
C 61280-2-10 : 2012 (IEC 61280-2-10 : 2005)
参考文献
[1] FARAHMAND, M., FILER, M., TIBULEAC, S. and ATLAS, D. Generalized Frequency Chirp Measurement
Technique for Accurate Modeling of Fiber Optic Transmission Systems, Dallas, Texas, NFOEC 2002
[2] AGRAWAL, GP. and DUTTA, NK. Long-Wavelength Semiconductor Lasers, Van Nostrand Reinhold Company,
New York, 1986
[3] DEVAUX, F., SOREL, Y. and KERDLES, JF. Simple measurement of fiber dispersion and the chirp parameter
of intensity modulated light emitters. Journal of Lightwave Technology, 1993, vol. 11, No. 12, pp. 1937-1940.
[4] DERICKSON, D. Fiber Optic Test and Measurement, Prentice Hall PTR, New Jersey, 1998, pp. 208-251
[5] ITU-T Recommendation G.691-2003 - Optical interfaces for single channel STM-64 and other SDH systems
with optical amplifiers, Annex C
[6] BERGANO, NS. Wavelength discriminator method for measuring dynamic chirp in DFB lasers. Electronics
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[7] WILDNAUER, KR. and AZARY, ZA Double-Pass Monochromator for Wavelength Selection in an Optical
Spectrum Analyzer. Hewlett-Packard Journal, December 1993
[8] DUPRE J. and STIMPLE, J. Time-resolved chirp measurement of electro-absorption and directly modulated
lasers. ICAPT 2002 Conference Proceedings, June 2002
JIS C 61280-2-10:2012の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 61280-2-10:2005(IDT)
JIS C 61280-2-10:2012の国際規格 ICS 分類一覧
- 33 : 電気通信工学.オーディオ及びビデオ工学 > 33.180 : 光ファイバ通信 > 33.180.01 : 光ファイバシステム一般