JP3568366B2 - Optical pulse generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波帯で高速変調を行う光パルス発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5(a)は従来の光パルス発生装置を示す概念図である。図に示すように、1は半導体利得部、2は光変調器であり、半導体利得部1は外部DC電流源3から一定電流が注入され、光出力を発生する。光変調器2は、外部高周波電源4からバイアスティー6を介して、高周波電圧を伝搬するためのストリップ線路7と、インダクタンスを有する金線ワイヤ8で接続され、光変調器2に高周波電圧を加えることにより光強度が変調される。また、バイアスティー6を介して外部電圧源5からバイアス電圧を加えることができる。半導体利得部1と光変調器2より構成される光共振器において光往復時間の逆数で決まる周波数で光変調器2を変調すると、いわゆる能動モード同期により短いパルス光出力が得られる。9はストリップ線路7とのインピーダンス整合をとるための抵抗(通常50オーム)であり、光変調器2と並列に接続される。図5(b)はその等価回路であり、光変調器2は抵抗とコンデンサより構成されるというモデルを用いている。図6に光変調器2の応答と反射損失の周波数特性の計算結果を示した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の光パルス発生装置においては、周波数が高くなるに伴い電気的な反射が増大し、高周波電力が有効に光変調器2に供給されず、効果的に光パルスが得られにくいという問題があった。
【0004】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、高周波帯で変換効率が高く、電気的な反射が少ない光パルス発生装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
高周波電圧を加えることにより光の強度あるいは位相を変調する光変調器を含む光パルス発生装置において、上記高周波電圧を伝搬する線路と上記光変調器とをインダクタンスを有する第1の導体で接続し、上記光変調器とコンデンサとをインダクタンスを有する第2の導体で接続し、上記コンデンサの他方の電極を直接接地し、かつ、上記第2の導体の長さを上記光変調器の長さの5倍以下とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1(a)は本発明に係る光パルス発生装置の実施の形態を示す概念図である。図に示すように、半導体利得部1は外部DC電流源3より一定電流が注入され光出力を発生する。約100ミクロン長の光変調器2は、外部高周波電源4からバイアスティー6を介して、高周波電圧を伝搬するためのストリップ線路7とインダクタンスを有する約250ミクロン長の金線ワイヤ8(第1の導体)で接続され、かつ、光変調器2の近傍に配置された約250ミクロン角のチップコンデンサ11の一方の電極とインダクタンスを有する約300ミクロン長の金線ワイヤ10(第2の導体)で接続され、コンデンサ11の他方の電極は直接接地されている。光変調器2にはバイアスティー6を介して外部DC電圧源5からバイアス電圧を加え、さらに外部高周波電源4からの高周波電圧を重畳することにより光強度が変調される。半導体利得部1と光変調器2より構成される光共振器において光往復時間の逆数で決まる周波数で光変調器2を変調すると、いわゆる能動モード同期により短いパルス光出力が得られる。光変調器2に接続されたコンデンサ11により、バイアスティー6を介して外部DC電圧源5からバイアス電圧を加えることが可能となる。コンデンサ11は直流成分を通さないために設けている。
【0009】
図1(b)はその等価回路であり、ストリップ線路7の特性インピーダンスは50オーム、金線ワイヤ8のインダクタンスL1は180pH、光変調器2の直列抵抗Rは10オーム、容量Cは0.27pF、金線ワイヤ10のインダクタンスL2は220pH、コンデンサ11の容量は100pFとしている。図2に光変調器2の応答と反射損失の周波数特性の計算結果を示した。図に示すように、26GHz近傍で反射が急激に低下し、変調応答も16GHzから26GHz近傍で大きくなることがわかる。反射が最小となる周波数は光変調器2の容量Cと金線ワイヤ10のインダクタンスL2によってほぼ決まり、容量CとインダクタンスL2が低下すると周波数が増大する。光変調器2の帯域はほぼその長さに比例しており、また、インダクタンスL2は金線ワイヤ10の長さに比例しているため、光変調器2の帯域において反射を減らすためには、金線ワイヤ10の長さを小さくする必要がある。
【0010】
反射が最小となる周波数はおおよそ、fres=1/(2π√(L2C))で与えられる。一方、変調器帯域はおおよそ、fm=1/(πRZC)で与えられる。ここでRZは伝送路の特性インピーダンスであり通常50オームである。反射が最小となる周波数と変調器帯域をほぼ等しくする条件から、L2=RZ 2C/4という関係が導出される。光変調器2の容量Cは光変調器2の長さ100μmあたり0.2〜0.4pFであり、前式からL2は125〜250pHと算出される。一方、金線ワイヤ10のインダクタンスL2は100μmあたり50〜100pHである。これらの結果から金線ワイヤ10の長さを光変調器2の長さのおおよそ5倍以下にすることにより、高周波で反射が少なく、変調効率の高い回路構成が実現できる。
【0011】
以上の回路構成は光変調器単体やレーザと集積化された光変調器においても同様に有効である。
【0012】
図3(a)は本発明に係る光パルス発生装置の参考例を示す概念図である。図に示すように、図1(a)と同一の構成に加えて、光変調器2とコンデンサ11との間に抵抗50オーム程度のチップ状の抵抗9を直列に接続しており、反射の少ない帯域が拡大する構成となっている。その等価回路を図3(b)に示した。図4には光変調器2の応答と反射損失の周波数特性の計算結果を示した。図に示すように、実施の形態の場合と同様に、高周波帯で反射が少なく、変調効率の高い回路構成が実現できる。なお、抵抗9はコンデンサ11とアースとの間に挿入しても同様の効果が得られる。
【0013】
以上の回路構成は光変調器単体やレーザと集積化された光変調器においても同様に有効である。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光パルス発生装置においては、光変調器の5倍以下の長さの導体とコンデンサを光変調器に接続することにより、高周波帯で変調効率が高く、電気的な反射損失の少ない光パルス発生装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る光パルス発生装置の実施の形態を示す概念図、(b)はその等価回路である。
【図2】図1の光変調器の応答と反射損失の周波数特性の計算結果である。
【図3】(a)は本発明に係る光パルス発生装置の参考例を示す概念図、(b)はその等価回路である。
【図4】図3の光変調器の応答と反射損失の周波数特性の計算結果である。
【図5】(a)は従来の光パルス発生装置を示す概念図、(b)はその等価回路である。
【図6】図5の光変調器の応答と反射損失の周波数特性の計算結果である。
【符号の説明】
1 半導体利得部
2 光変調器
3 DC電流源
4 高周波電源
5 DC電圧源
6 バイアスティー
7 ストリップ線路
8 金線ワイヤ
9 抵抗
10 金線ワイヤ
11 コンデンサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pulse generator that performs high-speed modulation in a high frequency band.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5A is a conceptual diagram showing a conventional optical pulse generator. As shown in the figure,
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional optical pulse generator, as the frequency increases, the electrical reflection increases, and high-frequency power is not effectively supplied to the
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide an optical pulse generator having high conversion efficiency in a high frequency band and low electrical reflection.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In an optical pulse generator including an optical modulator that modulates the intensity or phase of light by applying a high-frequency voltage, a line that propagates the high-frequency voltage and the optical modulator are connected by a first conductor having an inductance, The optical modulator and the capacitor are connected by a second conductor having inductance, the other electrode of the capacitor is directly grounded, and the length of the second conductor is set to 5 times the length of the optical modulator. Double or less.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1A is a conceptual diagram showing an embodiment of an optical pulse generator according to the present invention. As shown in the figure, a constant current is injected from an external DC
[0009]
1 (b) is an equivalent circuit, the characteristic impedance of the
[0010]
The frequency at which the reflection is minimized is approximately given by f res = 1 / (2π√ (L 2 C)). On the other hand, the modulator band is approximately given by f m = 1 / (πR Z C). Here, RZ is the characteristic impedance of the transmission line, which is usually 50 ohms. The condition of L 2 = R Z 2 C / 4 is derived from the condition that the frequency where the reflection is minimized and the modulator band are almost equal. The capacity C of the optical modulator 2 is 0.2 to 0.4 pF per 100 μm of the length of the
[0011]
The above circuit configuration is similarly effective for an optical modulator alone or an optical modulator integrated with a laser.
[0012]
FIG. 3A is a conceptual diagram showing a reference example of the optical pulse generator according to the present invention. As shown in the figure, in addition to the same configuration as in FIG. 1A, a chip-
[0013]
The above circuit configuration is similarly effective for an optical modulator alone or an optical modulator integrated with a laser.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, in the optical pulse generator according to the present invention, by connecting a conductor and a capacitor having a length of 5 times or less of the optical modulator to the optical modulator, the modulation efficiency is high in the high frequency band, An optical pulse generator with a small reflection loss can be realized .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a conceptual diagram showing an embodiment of an optical pulse generator according to the present invention, and FIG. 1B is an equivalent circuit thereof.
FIG. 2 is a calculation result of a frequency characteristic of a response and a return loss of the optical modulator of FIG. 1;
3A is a conceptual diagram illustrating a reference example of an optical pulse generator according to the present invention, and FIG. 3B is an equivalent circuit thereof.
FIG. 4 is a calculation result of a frequency characteristic of a response and a return loss of the optical modulator of FIG. 3;
5A is a conceptual diagram showing a conventional optical pulse generator, and FIG. 5B is an equivalent circuit thereof.
FIG. 6 is a calculation result of a frequency characteristic of a response and a return loss of the optical modulator of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP18215597A JP3568366B2 (en) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | Optical pulse generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18215597A JP3568366B2 (en) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | Optical pulse generator |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH1124018A JPH1124018A (en) | 1999-01-29 |
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Family
ID=16113328
Family Applications (1)
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| JP18215597A Expired - Lifetime JP3568366B2 (en) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | Optical pulse generator |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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-
1997
- 1997-07-08 JP JP18215597A patent/JP3568366B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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