JP2001036505A - 光回路および光信号多重化方法 - Google Patents
光回路および光信号多重化方法Info
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏光時分割多重化用の微小な光回路を提供す
る。 【解決手段】 レーザ１２からの光を変調器モジュール
のスラブ導波路チップ１０で変調した異なる２つのデー
ターストリームをそれぞれ別の並列経路を通して出力端
に導く。第一のデーターストリームはガラススペーサー
とＧＲＩＮレンズを通して複屈折結晶１４の上側の入力
ポートに入力する。第二のデーターストリームは半波長
板１６で偏光を９０°回転し、ＧＲＩＮレンズを通して
複屈折結晶１４の下側の入力ポートに入力する。複屈折
結晶１４では２つの入力ポートとからそれぞれ出力ポー
トまでの経路長に差を与えて２つのデータストリームを
１つの出力ポートに時分割多重化する。
る。 【解決手段】 レーザ１２からの光を変調器モジュール
のスラブ導波路チップ１０で変調した異なる２つのデー
ターストリームをそれぞれ別の並列経路を通して出力端
に導く。第一のデーターストリームはガラススペーサー
とＧＲＩＮレンズを通して複屈折結晶１４の上側の入力
ポートに入力する。第二のデーターストリームは半波長
板１６で偏光を９０°回転し、ＧＲＩＮレンズを通して
複屈折結晶１４の下側の入力ポートに入力する。複屈折
結晶１４では２つの入力ポートとからそれぞれ出力ポー
トまでの経路長に差を与えて２つのデータストリームを
１つの出力ポートに時分割多重化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に光ファイ
バ通信、特に偏光多重化方式を使用する多重化通信に関
し、より具体的には、その通信に使用する光回路および
光信号多重化方法に関する。
バ通信、特に偏光多重化方式を使用する多重化通信に関
し、より具体的には、その通信に使用する光回路および
光信号多重化方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】高速時分割多重方式（ＴＤＭ）は大容量
波長分割多重化システム（ＷＤＭ）のスペクトル効率を
強化する非常に魅力的な手段である。一つの一般的な構
成は同一のビット伝送速度を持つ二つの変調器を採用
し、ここでデータ・ビットの二つの分離した変調ストリ
ームはデータ・ビットの一個の直列ストリームに結合さ
れる（組み合わされる）。
波長分割多重化システム（ＷＤＭ）のスペクトル効率を
強化する非常に魅力的な手段である。一つの一般的な構
成は同一のビット伝送速度を持つ二つの変調器を採用
し、ここでデータ・ビットの二つの分離した変調ストリ
ームはデータ・ビットの一個の直列ストリームに結合さ
れる（組み合わされる）。
【０００３】ｎＨｚの周波数で変調を与えることのでき
る一個のより高価な、より高速の変調器を提供する代わ
りに、（ｎ／２）Ｈｚの周波数を持つ二つの変調器が提
供され、それらの出力は時間的にインターリーブされ、
ｎＨｚの周波数を持つ信号を与える。しかしながらこの
ような方式の、特に高速緻密システムにおける一つの欠
点は、隣接時間スロットからのパルスが拡大し、部分的
に相互に重なり合い、並びに時々検出誤差が受信機端部
で発生する、ということである。
る一個のより高価な、より高速の変調器を提供する代わ
りに、（ｎ／２）Ｈｚの周波数を持つ二つの変調器が提
供され、それらの出力は時間的にインターリーブされ、
ｎＨｚの周波数を持つ信号を与える。しかしながらこの
ような方式の、特に高速緻密システムにおける一つの欠
点は、隣接時間スロットからのパルスが拡大し、部分的
に相互に重なり合い、並びに時々検出誤差が受信機端部
で発生する、ということである。
【０００４】このことに対する一つの救済手段が強化Ｔ
ＤＭシステムのよって与えられ、ここでは隣接するイン
ターリーブされたパルスは、それらが直交偏光される
時、識別できる。このような方式は、ＥＣＯＣ’９８
２０−２４頁、１９９８年９月スペインマドリードで出
版されたＹｕｔａｋａ Ｍｉｙａｍｏｔｏ他著、表題
「交番偏光８０Ｇビット／秒ＯＴＤＭ信号の基づく１．
０４Ｔビット／秒ＳＷＤＭ通信実験」の論文に記述され
ている。この論文では、交番偏光光ＴＤＭが信号スペク
トルを拡大しないように保ちながら、ビット伝送速度を
増加すると記述されている。ここで二つの変調信号は、
二つのインターリーブされたＴＤＭストリームの偏光多
重化方式によって達成される追加的強化をもって時分割
多重化される。
ＤＭシステムのよって与えられ、ここでは隣接するイン
ターリーブされたパルスは、それらが直交偏光される
時、識別できる。このような方式は、ＥＣＯＣ’９８
２０−２４頁、１９９８年９月スペインマドリードで出
版されたＹｕｔａｋａ Ｍｉｙａｍｏｔｏ他著、表題
「交番偏光８０Ｇビット／秒ＯＴＤＭ信号の基づく１．
０４Ｔビット／秒ＳＷＤＭ通信実験」の論文に記述され
ている。この論文では、交番偏光光ＴＤＭが信号スペク
トルを拡大しないように保ちながら、ビット伝送速度を
増加すると記述されている。ここで二つの変調信号は、
二つのインターリーブされたＴＤＭストリームの偏光多
重化方式によって達成される追加的強化をもって時分割
多重化される。
【０００５】強化偏光光ＴＤＭを使用する別のシステム
は、ここに参考文献として組み入れたＢｅｒｇａｎｏ他
による米国特許Ｎｏ．５，１１１，３２２、名称「ソリ
トンを用いた偏光多重化デバイスおよびそれを使用する
方法」に記述され、および図示されている。この特許に
おいて、通信システムの容量は、偏光と時分割多重化方
式の組み合わせを使用して増加されている。より詳細に
は、異なって（好ましくは直交して）偏光されたソリト
ンの二つのストリームが送信器でインターリーブ（時分
割多重化）され、その後両データストリームを回復する
ために受信器で分離される。
は、ここに参考文献として組み入れたＢｅｒｇａｎｏ他
による米国特許Ｎｏ．５，１１１，３２２、名称「ソリ
トンを用いた偏光多重化デバイスおよびそれを使用する
方法」に記述され、および図示されている。この特許に
おいて、通信システムの容量は、偏光と時分割多重化方
式の組み合わせを使用して増加されている。より詳細に
は、異なって（好ましくは直交して）偏光されたソリト
ンの二つのストリームが送信器でインターリーブ（時分
割多重化）され、その後両データストリームを回復する
ために受信器で分離される。
【０００６】それぞれ２．５Ｇビット／秒の二つのチャ
ンネルを一個の５Ｇビット／秒チャンネルに多重化し、
受信端で対応する多重分離化することが、先行技術であ
る米国特許Ｎｏ．５，１１１，３２２に図８のマルチプ
レクサと共に記述されている。
ンネルを一個の５Ｇビット／秒チャンネルに多重化し、
受信端で対応する多重分離化することが、先行技術であ
る米国特許Ｎｏ．５，１１１，３２２に図８のマルチプ
レクサと共に記述されている。
【０００７】図８において、二つのチャンネルに対する
光源は、２．５ＧＨｚ伝送速度での約３５−５０ｐｓ幅
のソリトンパルスを作り出す一個のモード固定レーザー
２０１である。その出力は、分割器２０２内で実質的に
直交偏光を持つ二つのソリトンパルスストリームに分割
され、それぞれの半分は変調器２０５および２０６にお
いて（データ１およびデータ２と名付けられる信号を負
う異なる情報で）分離して変調される。変調器２０５は
線２０７上の信号またはデータを負う第一情報を受信
し、一方変調器２０６は線２０８上の第二データストリ
ームを受信する。二つのソリトンパルスストリームは次
いで分割器２１０で再結合するが、このことは二つのパ
ルスストリームが時間的にインターリーブされるよう
に、パルスストリームの一つが調節遅延線２０９内で
２．５Ｇビット期間の半分だけ遅延された後にのみ行わ
れる。
光源は、２．５ＧＨｚ伝送速度での約３５−５０ｐｓ幅
のソリトンパルスを作り出す一個のモード固定レーザー
２０１である。その出力は、分割器２０２内で実質的に
直交偏光を持つ二つのソリトンパルスストリームに分割
され、それぞれの半分は変調器２０５および２０６にお
いて（データ１およびデータ２と名付けられる信号を負
う異なる情報で）分離して変調される。変調器２０５は
線２０７上の信号またはデータを負う第一情報を受信
し、一方変調器２０６は線２０８上の第二データストリ
ームを受信する。二つのソリトンパルスストリームは次
いで分割器２１０で再結合するが、このことは二つのパ
ルスストリームが時間的にインターリーブされるよう
に、パルスストリームの一つが調節遅延線２０９内で
２．５Ｇビット期間の半分だけ遅延された後にのみ行わ
れる。
【０００８】図８の装置に関する２、３の実際上の詳細
は以下のような順序である。変調器２０５、２０６は、
それらが実際にソリトンパルスのチャーピングを作り出
さず、（約２０ｄＢの）十分なオン・オフ比を持つの
で、好ましくはＬｉＮｂＯ３平衡Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄ
ｅｒ型であるべきである。変調器２０５、２０６への入
力における、偏光多重化方式それ自身のために必要な直
線偏光は、マルチプレクサ全体に亘って（直線）偏光保
存ファイバの使用、または図８に示されるような変調器
２０５、２０６の前後の両方にある制御器２１１−２１
４のような偏光制御器の使用のいずれかを通して維持で
きる。
は以下のような順序である。変調器２０５、２０６は、
それらが実際にソリトンパルスのチャーピングを作り出
さず、（約２０ｄＢの）十分なオン・オフ比を持つの
で、好ましくはＬｉＮｂＯ３平衡Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄ
ｅｒ型であるべきである。変調器２０５、２０６への入
力における、偏光多重化方式それ自身のために必要な直
線偏光は、マルチプレクサ全体に亘って（直線）偏光保
存ファイバの使用、または図８に示されるような変調器
２０５、２０６の前後の両方にある制御器２１１−２１
４のような偏光制御器の使用のいずれかを通して維持で
きる。
【０００９】偏光制御器２１１−２１４はＨ．Ｃ．Ｌｅ
ｖｅｖｒｅ著の論文「単一モードファイバ分割波デバイ
スおよび偏光制御器」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ１６巻７７８頁、１９８０年、に記述されて
いるように配置できる。二つのソリトンパルスストリー
ムの一時的インターリーブ用に、マルチプレクサの二つ
のアームの相対長さの精密な調節を行うことが必要であ
る。このことは、変調器２０６の出力と偏光分割器２１
０間に挿入されて示されている調節遅延線２０９によっ
て行うことができる。しかしながら遅延線２０９は、絶
対的に必要ではない。装置が全導波路型になるように、
一方または他方のアームの長さを一、二度の試行を通し
て正確な長さの数ピコ秒以内に調整することもまた可能
である。
ｖｅｖｒｅ著の論文「単一モードファイバ分割波デバイ
スおよび偏光制御器」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ１６巻７７８頁、１９８０年、に記述されて
いるように配置できる。二つのソリトンパルスストリー
ムの一時的インターリーブ用に、マルチプレクサの二つ
のアームの相対長さの精密な調節を行うことが必要であ
る。このことは、変調器２０６の出力と偏光分割器２１
０間に挿入されて示されている調節遅延線２０９によっ
て行うことができる。しかしながら遅延線２０９は、絶
対的に必要ではない。装置が全導波路型になるように、
一方または他方のアームの長さを一、二度の試行を通し
て正確な長さの数ピコ秒以内に調整することもまた可能
である。
【００１０】図８の正確に調節されたマルチプレクサか
らの原（オリジナル）ソリトンパルスストリーム出力
は、図９に示されるように現れる。ｘおよびｙ軸は、異
なる（直交）偏光のパルス強度を表す。例として、ソリ
トンパルス３０１および３０２は、軸に沿った初期偏光
と４００ｐｓの期間を持つ。ソリトンパルス３０３およ
び３０４は、直交（ｙ方向）偏光および同一期間を持
ち、そして第一パルス系列で時間的にインターリーブさ
れる。情報は時間軸上の期待位置、すなわち通常の位置
でのパルスの存在または不存在によってパルスストリー
ム中に搬送される。
らの原（オリジナル）ソリトンパルスストリーム出力
は、図９に示されるように現れる。ｘおよびｙ軸は、異
なる（直交）偏光のパルス強度を表す。例として、ソリ
トンパルス３０１および３０２は、軸に沿った初期偏光
と４００ｐｓの期間を持つ。ソリトンパルス３０３およ
び３０４は、直交（ｙ方向）偏光および同一期間を持
ち、そして第一パルス系列で時間的にインターリーブさ
れる。情報は時間軸上の期待位置、すなわち通常の位置
でのパルスの存在または不存在によってパルスストリー
ム中に搬送される。
【００１１】図９のようなソリトンパルスの入射は、受
信端での結合時間と偏光分割多重分離化用の可能性を果
たすのみでなく、実際に位相交差変調用の可能性を除去
し、従って実際に通信の間、二つのチャンネル間の相互
作用の可能性を除去する。図８に対する代替回路が図７
に示され、ここで二つの直交偏光ビームを提供するよう
に方向付けられた二つのレーザー源が示されており、他
の総ての点で図７の回路は図８の回路と同様な仕方で機
能するが、偏光制御器２１１および２１２を欠いてい
る。
信端での結合時間と偏光分割多重分離化用の可能性を果
たすのみでなく、実際に位相交差変調用の可能性を除去
し、従って実際に通信の間、二つのチャンネル間の相互
作用の可能性を除去する。図８に対する代替回路が図７
に示され、ここで二つの直交偏光ビームを提供するよう
に方向付けられた二つのレーザー源が示されており、他
の総ての点で図７の回路は図８の回路と同様な仕方で機
能するが、偏光制御器２１１および２１２を欠いてい
る。
【００１２】Ｍｉｙａｍｏｔｏ他による前記先行技術の
参考文献は、多重化されるべきパルス列を時間的にずら
す遅延線の使用を教示している。例えば論文は、適当な
遅延を作り出すために偏光維持ファイバの二つの異なる
長さを使用することを開示している。光ファイバの異な
る長さの使用は必要な遅延を与えるけれども、この微妙
にバランスされた回路網が使用温度範囲に亘って安定で
あることを確保することは些細なことではない。
参考文献は、多重化されるべきパルス列を時間的にずら
す遅延線の使用を教示している。例えば論文は、適当な
遅延を作り出すために偏光維持ファイバの二つの異なる
長さを使用することを開示している。光ファイバの異な
る長さの使用は必要な遅延を与えるけれども、この微妙
にバランスされた回路網が使用温度範囲に亘って安定で
あることを確保することは些細なことではない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の光ファイバ
は、ある程度まで偏光時分割多重化のための解決を提供
するが、例えば‘３２２特許は、光ファイバを通して伝
搬する光の偏光状態を制御する偏光制御器が示されてい
る、むしろ複雑な光回路を記述している。対照的に、本
発明による回路は偏光制御器の使用に依存せず、偏光維
持光ファイバを必要としない微小光回路を提供すること
である。
は、ある程度まで偏光時分割多重化のための解決を提供
するが、例えば‘３２２特許は、光ファイバを通して伝
搬する光の偏光状態を制御する偏光制御器が示されてい
る、むしろ複雑な光回路を記述している。対照的に、本
発明による回路は偏光制御器の使用に依存せず、偏光維
持光ファイバを必要としない微小光回路を提供すること
である。
【００１４】更に本発明はその一局面として、二つの直
交ストリームの偏光状態を保存しながら、時間的に多重
化されるべき二つのデータストリーム間の偏光差を利用
する微小光遅延要素を提供することである。更に本発明
は、二つの分離した導波路を使用して二つの導波路間の
温度差に対して独立して制御するよりも、相当程度によ
り温度的に安定した解決を提供することにある。
交ストリームの偏光状態を保存しながら、時間的に多重
化されるべき二つのデータストリーム間の偏光差を利用
する微小光遅延要素を提供することである。更に本発明
は、二つの分離した導波路を使用して二つの導波路間の
温度差に対して独立して制御するよりも、相当程度によ
り温度的に安定した解決を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために次のような構成をもって課題を解決する手段
としている。すなわち、本発明によれば、二つのデータ
ストリームを受信し、一方のデータストリームが他方の
データストリームから時間ｔｄだけ遅延されるように、
二つのデータストリームを一個の導波路に偏光時分割多
重化する光回路が設けられ、以下を含む。
するために次のような構成をもって課題を解決する手段
としている。すなわち、本発明によれば、二つのデータ
ストリームを受信し、一方のデータストリームが他方の
データストリームから時間ｔｄだけ遅延されるように、
二つのデータストリームを一個の導波路に偏光時分割多
重化する光回路が設けられ、以下を含む。
【００１６】すなわち、入力ポートと出力ポートを持
ち、入力光を変調し第一変調データストリームを提供す
る第一変調器と、入力ポートと出力ポートを持ち、入力
光を変調し第二変調データストリームを提供する第二変
調器と、第一変調器によって与えられた光を視準する第
一レンズと、第二変調器によって与えられた光を視準す
る第二レンズとを有し、前記第一および第二レンズはそ
れぞれ実質的に視準された、実質的に無誘導光ビームを
少なくとも別の構成要素に与え、また、実質的に視準さ
れ、実質的に無誘導光ビームを受信するために光学的に
結合された一つの端部に二つの入力ポートを持つ偏光ビ
ーム分割／結合器を有し、前記偏光ビーム分割／結合器
は一方のデータストリームを他方のデータストリームか
ら時間ｔｄだけ遅延されるように、他端部にデータスト
リームを結合する結合ポート（出力ポート）を持ち、さ
らに、第一および第二レンズからそれぞれ偏光ビーム分
割／結合器への光伝搬平行経路を備え、この平行経路
（平行伝搬経路）の少なくとも一つを伝搬する光は実質
的に変更されない偏光状態を持つように、実質的に無誘
導である。
ち、入力光を変調し第一変調データストリームを提供す
る第一変調器と、入力ポートと出力ポートを持ち、入力
光を変調し第二変調データストリームを提供する第二変
調器と、第一変調器によって与えられた光を視準する第
一レンズと、第二変調器によって与えられた光を視準す
る第二レンズとを有し、前記第一および第二レンズはそ
れぞれ実質的に視準された、実質的に無誘導光ビームを
少なくとも別の構成要素に与え、また、実質的に視準さ
れ、実質的に無誘導光ビームを受信するために光学的に
結合された一つの端部に二つの入力ポートを持つ偏光ビ
ーム分割／結合器を有し、前記偏光ビーム分割／結合器
は一方のデータストリームを他方のデータストリームか
ら時間ｔｄだけ遅延されるように、他端部にデータスト
リームを結合する結合ポート（出力ポート）を持ち、さ
らに、第一および第二レンズからそれぞれ偏光ビーム分
割／結合器への光伝搬平行経路を備え、この平行経路
（平行伝搬経路）の少なくとも一つを伝搬する光は実質
的に変更されない偏光状態を持つように、実質的に無誘
導である。
【００１７】本発明によれば、二つの変調データストリ
ームを受信し、偏光させて、二つのストリーム（データ
ストリーム）を一個の導波路に時分割多重化する回路が
設けられ、この光回路は以下を含む。すなわち、二つの
変調データストリームの一方の偏光を回転する偏光回転
子と、直交偏光状態を持つ二つの変調データストリーム
を受信する少なくとも二つの入力ポートを一つの端部に
配置されて持つ複屈折結晶とを有し、前記複屈折結晶は
二つの変調データストリームを受信し、それを一個の時
間的にインターリーブされたデータストリームに結合す
るために、反対側に配置された出力ポートを持ち、前記
複屈折結晶は二つのデータストリーム間に出力ポートで
の必要な（要求される）時間遅延を提供するために、少
なくとも二つの入力ポートと出力ポートのそれぞれの間
に経路長差を与えるような適当な長さである。
ームを受信し、偏光させて、二つのストリーム（データ
ストリーム）を一個の導波路に時分割多重化する回路が
設けられ、この光回路は以下を含む。すなわち、二つの
変調データストリームの一方の偏光を回転する偏光回転
子と、直交偏光状態を持つ二つの変調データストリーム
を受信する少なくとも二つの入力ポートを一つの端部に
配置されて持つ複屈折結晶とを有し、前記複屈折結晶は
二つの変調データストリームを受信し、それを一個の時
間的にインターリーブされたデータストリームに結合す
るために、反対側に配置された出力ポートを持ち、前記
複屈折結晶は二つのデータストリーム間に出力ポートで
の必要な（要求される）時間遅延を提供するために、少
なくとも二つの入力ポートと出力ポートのそれぞれの間
に経路長差を与えるような適当な長さである。
【００１８】本発明によれば、二つの変調データストリ
ームを受信し、偏光して、二つのストリームを一個の導
波路に時分割多重化する回路が設けられ、その光回路は
以下を含む。すなわち、第一の信号を提供する光源と、
第一の信号を独立して並列に変調し、二つのデータスト
リームを提供する第一および第二変調器と、二つのデー
タストリームを相対的に直交させるように二つのデータ
ストリームの少なくとも一方に作用する手段と、直交偏
光状態を持つ二つの変調データストリームを受信するた
めにその端部に配置された少なくとも二つの入力ポート
を持つ複屈折結晶とを有し、前記複屈折結晶は二つの変
調データストリームを受信し、それを一個の時間的にイ
ンターリーブされたデータストリームに結合するため
に、その反対側に配置された出力ポートを持ち、前記複
屈折結晶は二つのデータストリーム間に出力ポートでの
必要な時間遅延を提供するために、少なくとも二つの入
力ポートと出力ポートのそれぞれの間に経路長差を与え
るような適当な長さである。
ームを受信し、偏光して、二つのストリームを一個の導
波路に時分割多重化する回路が設けられ、その光回路は
以下を含む。すなわち、第一の信号を提供する光源と、
第一の信号を独立して並列に変調し、二つのデータスト
リームを提供する第一および第二変調器と、二つのデー
タストリームを相対的に直交させるように二つのデータ
ストリームの少なくとも一方に作用する手段と、直交偏
光状態を持つ二つの変調データストリームを受信するた
めにその端部に配置された少なくとも二つの入力ポート
を持つ複屈折結晶とを有し、前記複屈折結晶は二つの変
調データストリームを受信し、それを一個の時間的にイ
ンターリーブされたデータストリームに結合するため
に、その反対側に配置された出力ポートを持ち、前記複
屈折結晶は二つのデータストリーム間に出力ポートでの
必要な時間遅延を提供するために、少なくとも二つの入
力ポートと出力ポートのそれぞれの間に経路長差を与え
るような適当な長さである。
【００１９】本発明の別の態様によれば、光信号を出力
ポートに多重化する方法（光信号多重化方法）が提供さ
れている。この方法は次のステップを含む。すなわち、
実質的に９０°の二つの変調信号間に偏光差を持つ二つ
の変調偏光光信号を提供し、二つの変調信号の一方を複
屈折結晶中の第一経路に沿って通過し、二つの変調信号
の他方を複屈折結晶の出力ポートで第一経路に交差する
第二経路に沿って通過させるステップを含む。
ポートに多重化する方法（光信号多重化方法）が提供さ
れている。この方法は次のステップを含む。すなわち、
実質的に９０°の二つの変調信号間に偏光差を持つ二つ
の変調偏光光信号を提供し、二つの変調信号の一方を複
屈折結晶中の第一経路に沿って通過し、二つの変調信号
の他方を複屈折結晶の出力ポートで第一経路に交差する
第二経路に沿って通過させるステップを含む。
【００２０】本発明によれば、二つの変調データストリ
ームを受信し、二つのストリームを一個の導波路に偏光
多重化するファイバレスの光回路が設けられ、この光回
路は以下を含む。すなわち、光信号を独立して並列に変
調し、二つのデータストリームを提供する変調器モジュ
ールと、異なる偏光状態を持つ二つの変調データストリ
ームを受信するためにその端部に配置された、少なくと
も二つの入力ポートを持つ複屈折結晶とを有し、前記複
屈折結晶は二つの変調データストリームを受信し、それ
を一個の（１つの）多重化データストリームに結合する
ために、その反対側に配置された出力ポートを持ち、前
記複屈折結晶は時分割偏光多重化方式を提供するための
適当な寸法であり、回路は変調器モジュールと複屈折結
晶間にその間で光を結合する光ファイバがないようにフ
ァイバレスである。
ームを受信し、二つのストリームを一個の導波路に偏光
多重化するファイバレスの光回路が設けられ、この光回
路は以下を含む。すなわち、光信号を独立して並列に変
調し、二つのデータストリームを提供する変調器モジュ
ールと、異なる偏光状態を持つ二つの変調データストリ
ームを受信するためにその端部に配置された、少なくと
も二つの入力ポートを持つ複屈折結晶とを有し、前記複
屈折結晶は二つの変調データストリームを受信し、それ
を一個の（１つの）多重化データストリームに結合する
ために、その反対側に配置された出力ポートを持ち、前
記複屈折結晶は時分割偏光多重化方式を提供するための
適当な寸法であり、回路は変調器モジュールと複屈折結
晶間にその間で光を結合する光ファイバがないようにフ
ァイバレスである。
【００２１】好都合なことに、もし異なる光路長を持つ
複屈折結晶の第一および第二経路を伝搬することによっ
て与えられる遅延を超える遅延が要求される場合、信号
が複屈折結晶に到達する前側に、実質的に異なる屈折率
を持つスペーサーが各信号経路に挿入できる。この方法
は、リチウムニオブ酸塩変調ブロックをルチル結晶と光
学的に結合する時、非常に適しており、ここでは仮に在
るとしても出力ポートに結合される以外、光ファイバは
使用されない。
複屈折結晶の第一および第二経路を伝搬することによっ
て与えられる遅延を超える遅延が要求される場合、信号
が複屈折結晶に到達する前側に、実質的に異なる屈折率
を持つスペーサーが各信号経路に挿入できる。この方法
は、リチウムニオブ酸塩変調ブロックをルチル結晶と光
学的に結合する時、非常に適しており、ここでは仮に在
るとしても出力ポートに結合される以外、光ファイバは
使用されない。
【００２２】要約して、本発明によるデバイスは小さ
く、コンパクトであり、集積型（統合的）である。また
更にその小型化の故に、例えば示された先行技術回路よ
りも温度制御が多少容易である。また更に、そしてより
重要なことに、変調器と偏光ビーム分割／結合器間に変
調器収束光学系を含む光回路はその間に光を結合する如
何なる光ファイバも必要としない。都合良いことに、比
較的に無誘導の光経路を設けることにより、偏光制御器
や偏光維持ファイバは必要ではない。同様に、互いに結
合されたブロック状要素、すなわちロッド状ＧＲＩＮレ
ンズに結合された一つ以上の変調器を設けることによ
り、複屈折結晶に結合された好都合にパッケージできる
小型の組み立て容易なデバイスを産出する。
く、コンパクトであり、集積型（統合的）である。また
更にその小型化の故に、例えば示された先行技術回路よ
りも温度制御が多少容易である。また更に、そしてより
重要なことに、変調器と偏光ビーム分割／結合器間に変
調器収束光学系を含む光回路はその間に光を結合する如
何なる光ファイバも必要としない。都合良いことに、比
較的に無誘導の光経路を設けることにより、偏光制御器
や偏光維持ファイバは必要ではない。同様に、互いに結
合されたブロック状要素、すなわちロッド状ＧＲＩＮレ
ンズに結合された一つ以上の変調器を設けることによ
り、複屈折結晶に結合された好都合にパッケージできる
小型の組み立て容易なデバイスを産出する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づき説明する。本実施形態例の光回路を示す図１を
参照して、信号光源のレーザー１２と光学的に結合され
た端部を持ち、かつ、複屈折結晶１４と光学的に結合さ
れた端部を持つスラブ導波路チップ１０を有する実質的
に集積型（統合型）微小光回路（マイクロオプチック回
路）が示されている。結晶１４の入力端部では半波長板
（偏光回転子）１６がそこを通過する光の偏光を９０°
回転するために設けられている。
に基づき説明する。本実施形態例の光回路を示す図１を
参照して、信号光源のレーザー１２と光学的に結合され
た端部を持ち、かつ、複屈折結晶１４と光学的に結合さ
れた端部を持つスラブ導波路チップ１０を有する実質的
に集積型（統合型）微小光回路（マイクロオプチック回
路）が示されている。結晶１４の入力端部では半波長板
（偏光回転子）１６がそこを通過する光の偏光を９０°
回転するために設けられている。
【００２４】スラブ導波路チップは、その中に配置され
た導波路（第一変調器と第二変調器の導波路）をもつＬ
ｉＮｂＯ３である。導波路はイオン注入により、あるい
は代わりにチップ中へポリマーまたは光透過性材料のよ
うな他の材料を移植することにより形成できる。電気接
点は導波路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ．．．の周囲に配置
され、動作に当たって電圧が接点間を通過する信号を変
調するために印加される。可変減衰器が変調信号の振幅
制御用に出力端（出力側）に設けられている。
た導波路（第一変調器と第二変調器の導波路）をもつＬ
ｉＮｂＯ３である。導波路はイオン注入により、あるい
は代わりにチップ中へポリマーまたは光透過性材料のよ
うな他の材料を移植することにより形成できる。電気接
点は導波路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ．．．の周囲に配置
され、動作に当たって電圧が接点間を通過する信号を変
調するために印加される。可変減衰器が変調信号の振幅
制御用に出力端（出力側）に設けられている。
【００２５】ＬｉＮｂＯ３は好ましい変調器であるが、
例えば電気吸収すなわちＧａＡｓのような他の形式の変
調器も勿論使用されることができる。導波路１０内部に
示された回路の小型化および温度安定性を除いて、構成
要素の動作および相互接続は実質的に図８に示された回
路と同様である。それにも関わらず、図１に示された本
発明の回路と先行技術回路間の一つの大きな差は、パル
スの時分割偏光インターリーブ用の偏光結合器（偏光組
み合わせ器）、および遅延線として使用される複屈折結
晶の配備である。
例えば電気吸収すなわちＧａＡｓのような他の形式の変
調器も勿論使用されることができる。導波路１０内部に
示された回路の小型化および温度安定性を除いて、構成
要素の動作および相互接続は実質的に図８に示された回
路と同様である。それにも関わらず、図１に示された本
発明の回路と先行技術回路間の一つの大きな差は、パル
スの時分割偏光インターリーブ用の偏光結合器（偏光組
み合わせ器）、および遅延線として使用される複屈折結
晶の配備である。
【００２６】時分割偏光多重化に対する本実施形態例回
路と先行技術回路間の一つのより一層重要な差は、変調
器モジュール１０から例えばここで結晶１４の形式で示
されるビーム分割／結合器（ビームの分割と結合を行う
デバイス）への回路のファイバレス特性（特質）であ
る。実質的な視準レンズ、例えば四分の一ピッチＧＲＩ
Ｎレンズを変調器１０に結合することにより、視準ビー
ムは順番に次の要素に、そして結晶１４に与えられる。
実質的な視準ビームは、実質的に無誘導（ガイドレス）
でガラススペーサーおよび四分の一波長板を横断（伝
搬）するので、その偏光状態は実質的に変更されない。
路と先行技術回路間の一つのより一層重要な差は、変調
器モジュール１０から例えばここで結晶１４の形式で示
されるビーム分割／結合器（ビームの分割と結合を行う
デバイス）への回路のファイバレス特性（特質）であ
る。実質的な視準レンズ、例えば四分の一ピッチＧＲＩ
Ｎレンズを変調器１０に結合することにより、視準ビー
ムは順番に次の要素に、そして結晶１４に与えられる。
実質的な視準ビームは、実質的に無誘導（ガイドレス）
でガラススペーサーおよび四分の一波長板を横断（伝
搬）するので、その偏光状態は実質的に変更されない。
【００２７】図２は図１に示された回路の一部を図示
し、偏光結合と多重化の回路動作を表している。この回
路は好都合なことに、所定の（予め設定された）必要な
（要求される）遅延を達成する追加の利点を提供する。
２５ｐｓだけ離隔したパルスストリームが、ＧＲＩＮレ
ンズ５０ａのそれぞれの入力端部に与えられる。下側の
ＧＲＩＮレンズを通して導かれた光は半波長板１６によ
って９０°だけ回転される。
し、偏光結合と多重化の回路動作を表している。この回
路は好都合なことに、所定の（予め設定された）必要な
（要求される）遅延を達成する追加の利点を提供する。
２５ｐｓだけ離隔したパルスストリームが、ＧＲＩＮレ
ンズ５０ａのそれぞれの入力端部に与えられる。下側の
ＧＲＩＮレンズを通して導かれた光は半波長板１６によ
って９０°だけ回転される。
【００２８】図に見られるようにこのビームは上側のＧ
ＲＩＮレンズ５０ａに入射した直線経路に従うビームよ
りも、出力ポート（結合ポート）のＧＲＩＮレンズ５０
ｂに到達するために、より長い距離を進まなければなら
ない。このことは結果的に、ＧＲＩＮレンズ５０ｂの出
力で示されるように、直交偏光パルスは結合され、時間
的に多重化されるように、二つのＧＲＩＮレンズ中に同
時に入射されたパルスを時間的にずらす。
ＲＩＮレンズ５０ａに入射した直線経路に従うビームよ
りも、出力ポート（結合ポート）のＧＲＩＮレンズ５０
ｂに到達するために、より長い距離を進まなければなら
ない。このことは結果的に、ＧＲＩＮレンズ５０ｂの出
力で示されるように、直交偏光パルスは結合され、時間
的に多重化されるように、二つのＧＲＩＮレンズ中に同
時に入射されたパルスを時間的にずらす。
【００２９】図３（縮尺通りには描かれていない）は、
これら二つの直交偏光パルスストリームの時間的多重化
を提供するために、望ましい時間遅延を達成する複屈
折、すなわちルチル結晶の寸法を、より詳細に図示す
る。この例示の実施形態例における結晶の長さは２７ｍ
ｍ、幅は５ｍｍである。勿論ある程度まで、必要な（要
求される）結晶のサイズはそのコストに比例する。
これら二つの直交偏光パルスストリームの時間的多重化
を提供するために、望ましい時間遅延を達成する複屈
折、すなわちルチル結晶の寸法を、より詳細に図示す
る。この例示の実施形態例における結晶の長さは２７ｍ
ｍ、幅は５ｍｍである。勿論ある程度まで、必要な（要
求される）結晶のサイズはそのコストに比例する。
【００３０】図４は更に別の実施形態例を図示し、ここ
でガラススペーサー１７が上側の光経路に挿入され、シ
リコンスペーサー１８が下側の光経路の一部を構成して
いる。ビームが通過しなければならない二つの経路に実
質的に異なる屈折率を持つガラスとシリコンのような光
透過性材料を選択することにより、複屈折結晶１４自体
によって与えられる遅延に加えたさらなる遅延が強化で
き、更に両者の間で制御（遅延制御）が可能である。
でガラススペーサー１７が上側の光経路に挿入され、シ
リコンスペーサー１８が下側の光経路の一部を構成して
いる。ビームが通過しなければならない二つの経路に実
質的に異なる屈折率を持つガラスとシリコンのような光
透過性材料を選択することにより、複屈折結晶１４自体
によって与えられる遅延に加えたさらなる遅延が強化で
き、更に両者の間で制御（遅延制御）が可能である。
【００３１】例えば、図４において示されたシリコンス
ペーサー１８はガラススペーサー１７よりも遥かに大き
い屈折率（例えば屈折率１．７）を持ち、シリコンを通
って進む光は同じ長さのガラスを通って進む光よりも遅
くその間を伝搬する。しかしながら、（光の遅延伝搬を
行うには）少なくともある最小限の大きさの複屈折結晶
が必要である。示された例では、複屈折結晶１４を通し
て伝搬するビームは視準され、または近似的に視準さ
れ、ルチルの入力端部では実質的に分離される。
ペーサー１８はガラススペーサー１７よりも遥かに大き
い屈折率（例えば屈折率１．７）を持ち、シリコンを通
って進む光は同じ長さのガラスを通って進む光よりも遅
くその間を伝搬する。しかしながら、（光の遅延伝搬を
行うには）少なくともある最小限の大きさの複屈折結晶
が必要である。示された例では、複屈折結晶１４を通し
て伝搬するビームは視準され、または近似的に視準さ
れ、ルチルの入力端部では実質的に分離される。
【００３２】こうして結晶は、二つのビームを維持し、
それらを結合し、追加の遅延がシリコンスペーサーによ
って与えられる場合でさえも適当な要求される遅延を提
供する寸法（デメンション）でなければならない。しか
しながら、図３および図４を比較することにより、二つ
のパルスストリームを結合し、時間的に多重化するため
に要求されるルチルの全体的な寸法は、図４の実施形態
例では実質的に縮小されている。しかしながらこの実施
形態例は、ＧＲＩＮレンズ５０ａとシリコンスペーサー
間に適当な反射防止コーティングを必要とする。
それらを結合し、追加の遅延がシリコンスペーサーによ
って与えられる場合でさえも適当な要求される遅延を提
供する寸法（デメンション）でなければならない。しか
しながら、図３および図４を比較することにより、二つ
のパルスストリームを結合し、時間的に多重化するため
に要求されるルチルの全体的な寸法は、図４の実施形態
例では実質的に縮小されている。しかしながらこの実施
形態例は、ＧＲＩＮレンズ５０ａとシリコンスペーサー
間に適当な反射防止コーティングを必要とする。
【００３３】図５に示す実施形態例の光回路は、２つの
ＧＲＩＮレンズ５０ａの入力端側に変調器モジュールを
接合配置した状態を示すもので、変調器モジュールによ
って変調された第一のビームは上側のＧＲＩＮレンズ５
０ａに入射され視準された第一経路のビームがＧＲＩＮ
レンズ５０ａからガラススペーサー１７を通して複屈折
結晶１４の上側の入力ポートに入力され、同様に、変調
器モジュールによって変調された第二のビームは下側の
ＧＲＩＮレンズ５０ａに入射され視準された第二経路の
ビームがＧＲＩＮレンズ５０ａから半波長板１６および
シリコンスペーサー１８を通して複屈折結晶１４の下側
の入力ポートに入力される。
ＧＲＩＮレンズ５０ａの入力端側に変調器モジュールを
接合配置した状態を示すもので、変調器モジュールによ
って変調された第一のビームは上側のＧＲＩＮレンズ５
０ａに入射され視準された第一経路のビームがＧＲＩＮ
レンズ５０ａからガラススペーサー１７を通して複屈折
結晶１４の上側の入力ポートに入力され、同様に、変調
器モジュールによって変調された第二のビームは下側の
ＧＲＩＮレンズ５０ａに入射され視準された第二経路の
ビームがＧＲＩＮレンズ５０ａから半波長板１６および
シリコンスペーサー１８を通して複屈折結晶１４の下側
の入力ポートに入力される。
【００３４】なお、上記各実施形態例において、複屈折
結晶１４の上下の２つのＧＲＩＮレンズ５０ａを通る光
はそれぞれ視準されて第一と第二の光経路からなる光の
平行経路を提供し、変調器モジュール１０の各出力ポー
トと複屈折結晶１４の各入力ポート間の幾何学的経路長
は同じ（均一）である。
結晶１４の上下の２つのＧＲＩＮレンズ５０ａを通る光
はそれぞれ視準されて第一と第二の光経路からなる光の
平行経路を提供し、変調器モジュール１０の各出力ポー
トと複屈折結晶１４の各入力ポート間の幾何学的経路長
は同じ（均一）である。
【００３５】本発明から逸脱せずに他の多くの実施の形
態が考えられ、例えばこれまで記述された偏光ビーム分
割／結合器はルチル結晶であるが、図６に示されるよう
なルチル結晶の代わりに偏光ビーム分割キューブ（ＰＢ
Ｓ／Ｃ）を使用することができる。このＰＢＳ／Ｃは二
つのデータストリームを他の遅延手段がない状態で一個
のデータストリームに時間的に多重化するようにそこを
通過する二つの変調データストリーム間に必要な光学経
路長差を提供する適切な寸法であるか、またはＰＢＳ／
Ｃは二つのデータストリームを空気の屈折率から少なく
とも０．５の屈折率の差を持つ遅延手段の存在下で一個
のデータストリームに時間的に多重化するようにそこを
通過する二つの変調データストリーム間に必要な光学経
路長差を提供する適切な寸法である。
態が考えられ、例えばこれまで記述された偏光ビーム分
割／結合器はルチル結晶であるが、図６に示されるよう
なルチル結晶の代わりに偏光ビーム分割キューブ（ＰＢ
Ｓ／Ｃ）を使用することができる。このＰＢＳ／Ｃは二
つのデータストリームを他の遅延手段がない状態で一個
のデータストリームに時間的に多重化するようにそこを
通過する二つの変調データストリーム間に必要な光学経
路長差を提供する適切な寸法であるか、またはＰＢＳ／
Ｃは二つのデータストリームを空気の屈折率から少なく
とも０．５の屈折率の差を持つ遅延手段の存在下で一個
のデータストリームに時間的に多重化するようにそこを
通過する二つの変調データストリーム間に必要な光学経
路長差を提供する適切な寸法である。
【００３６】これまで記述された実施形態例で半波長板
が一つの経路に沿った偏光の回転用に回転子として示さ
れているが、回転子の必要性を回避して、変調器に直交
偏光光ビームを与えることが考えられる。また、対応す
る変調器と、複屈折結晶の入力ポートの一つから出力ポ
ートまでの最長経路との間の光学的経路に配置される遅
延要素の屈折率は、出力ポートにおいて好適な時分割多
重を可能にするように二つのデータストリーム間に時間
遅延を与える屈折率を持たせればよく、１．７以外の例
えば１．４等のＧＲＩＮレンズの屈折率とは異なる屈折
率値を設計仕様に応じて与えることができる。また、ガ
ラススペーサー１７の屈折率はＧＲＩＮレンズの屈折率
と同じであってもよく異なる値であってもよく、適宜に
設定可能である。なお、遅延要素の屈折率は複屈折結晶
の屈折率とは異なることがより望ましい。
が一つの経路に沿った偏光の回転用に回転子として示さ
れているが、回転子の必要性を回避して、変調器に直交
偏光光ビームを与えることが考えられる。また、対応す
る変調器と、複屈折結晶の入力ポートの一つから出力ポ
ートまでの最長経路との間の光学的経路に配置される遅
延要素の屈折率は、出力ポートにおいて好適な時分割多
重を可能にするように二つのデータストリーム間に時間
遅延を与える屈折率を持たせればよく、１．７以外の例
えば１．４等のＧＲＩＮレンズの屈折率とは異なる屈折
率値を設計仕様に応じて与えることができる。また、ガ
ラススペーサー１７の屈折率はＧＲＩＮレンズの屈折率
と同じであってもよく異なる値であってもよく、適宜に
設定可能である。なお、遅延要素の屈折率は複屈折結晶
の屈折率とは異なることがより望ましい。
【図１】本発明の実施形態例による強化ＴＤＭマルチプ
レクサの概略光回路ブロックの図である。
レクサの概略光回路ブロックの図である。
【図２】多重化に使用される本実施形態例の光回路部分
およびその回路部分の動作を示す概略ブロック図であ
る。
およびその回路部分の動作を示す概略ブロック図であ
る。
【図３】図２の回路をより詳細に示す実施形態例の図で
ある。
ある。
【図４】異なる屈折率を持つ二つのスペーサが、二つの
スペーサを伝搬する信号間の時間遅延を達成するために
利用される、図３の回路の別の実施形態例を示す図であ
る。
スペーサを伝搬する信号間の時間遅延を達成するために
利用される、図３の回路の別の実施形態例を示す図であ
る。
【図５】一対の実質的に四分の一ピッチ視準ＧＲＩＮレ
ンズを経由してルチル結晶に結合された変調器モジュー
ルを有する本発明の好ましい実施形態例の概略ブロック
図でる。
ンズを経由してルチル結晶に結合された変調器モジュー
ルを有する本発明の好ましい実施形態例の概略ブロック
図でる。
【図６】偏光ビーム分割キューブ形式の光回路である、
偏光ビーム分割／結合器の実施形態例の概略ブロック図
である。
偏光ビーム分割／結合器の実施形態例の概略ブロック図
である。
【図７】直交偏光を作り出すように方向付けされた二つ
のレーザー光源を使用する多重化回路の従来技術の概略
図である。
のレーザー光源を使用する多重化回路の従来技術の概略
図である。
【図８】多重化回路の従来技術の概略図である。
【図９】図８のマルチプレクサの出力におけるパルス場
包絡線の図である。
包絡線の図である。
１０ スラブ導波路チップ（変調器モジュール） １２ レーザー（光源） １４ 複屈折結晶（ルチル結晶） １６ 半波長板（偏光回転子） １７ ガラススペーサー １８ シリコンスペーサー（遅延要素） ５０ａ、５０ｂ ＲＩＮレンズ（視準レンズ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 14/08 (71)出願人 500003660 570 Ｗｅｓｔ Ｈｕｎｔ Ｃｌｕｂ Ｒ ｏａｄ， Ｎｅｐｅａｎ， Ｏｎｔａｒｉ ｏ， Ｃａｎａｄａ Ｋ２Ｇ５Ｗ８ (72)発明者 イハオ チェン カナダ オンタリオ州 Ｋ２Ｍ ２Ｌ６ カナタ メドウブリーズドライブ 36
Claims (23)
- 【請求項１】 二つのデータストリームを受信し、一方
のデータストリームが他方のデータストリームから時間
ｔｄだけ遅延されるように、二つのデータストリームを
一個の導波路に偏光時分割多重化する回路において、入
力ポートおよび出力ポートを持ち、入力光を変調し第一
変調データストリームを提供する第一変調器と、入力ポ
ートおよび出力ポートを持ち、入力光を変調し第二変調
データストリームを提供する第二変調器と、第一変調器
によって与えられた光を視準する第一レンズと、第二変
調器によって与えられた光を視準する第二レンズと、前
記第一および第二レンズはそれぞれ実質的に視準され
た、実質的に無誘導な光ビームを少なくとも別の構成要
素に与え、実質的に視準された、実質的に無誘導光ビー
ムを受信するために光学的に結合された一つの端部に二
つの入力ポートを持つ偏光ビーム分割／結合器を有し、
前記偏光ビーム分割／結合器は一方のデータストリーム
を他方のデータストリームから時間ｔｄだけ遅延される
ように、データストリームを結合する結合ポートを他端
部に持ち、さらに、第一および第二レンズからそれぞれ
偏光ビーム分割／結合器へ無誘導で伝搬する光伝搬平行
経路を有し、光伝搬平行経路の少なくとも一つを伝搬す
る光は実質的に変更されない偏光状態を保持することを
特徴とする光回路。 - 【請求項２】 第一および第二変調器の一方と光学的に
結合され二つの変調されたデータストリームの一方の偏
光を回転する手段を有することを特徴とする請求項１に
記載の光回路。 - 【請求項３】 各変調器出力ポートから偏光ビーム分割
／結合器のそれぞれ光学的に結合された入力ポートへの
幾何学的距離は実質的に同一であり、第一および第二変
調器出力ポートから偏光ビーム分割／結合器の結合ポー
トへの光学的経路長は時間遅延ｔｄをもたらすように異
なっていることを特徴とする請求項１に記載の光回路。 - 【請求項４】 第一および第二変調器、偏光を回転する
手段、および偏光ビーム分割／結合器はすべてその間に
光ファイバなしで光学的に結合されており、第一および
第二レンズはＧＲＩＮレンズであることを特徴とする請
求項２に記載の光回路。 - 【請求項５】 偏光ビーム分割／結合器は、出力ポート
において二つのデータストリーム間に時間遅延ｔｄを与
えるように、少なくとも二つの入力ポートのそれぞれと
出力ポート間の経路長差を与える長さを持つ複屈折結晶
である、ことを特徴とする請求項４に記載の光回路。 - 【請求項６】 偏光ビーム分割／結合器は、出力ポート
において二つのデータストリーム間に時間遅延ｔｄを与
えるように、少なくとも二つの入力ポートのそれぞれと
出力ポート間の経路長差を与える寸法をもった偏光ビー
ム分割キューブを有する、ことを特徴とする請求項４に
記載の光回路。 - 【請求項７】 偏光ビーム分割／結合器は、少なくとも
二つの入力ポートの各々と出力ポート間に経路長差を提
供する長さを持つ複屈折結晶であり、この経路長差は、
変調器の一つと、複屈折結晶の入力ポートの一つから出
力ポートまでの最長経路との間の光学的経路内に配置さ
れた少なくとも１．４の屈折率を持つ遅延要素が結合し
て、出力ポートにおいて二つのデータストリーム間に時
間遅延ｔｄを与える、ことを特徴とする請求項４に記載
の光回路。 - 【請求項８】 平行経路の一方に配置されたスペーサー
要素を有し、他方の経路中に配置された偏光回転手段を
備え、前記スペーサー要素は変調器の出力ポートから偏
光ビーム分割／結合器の入力ポートまでの平行経路間の
幾何学的距離を均等化する、ことを特徴とする請求項１
に記載の光回路。 - 【請求項９】 レンズはＧＲＩＮレンズであり、更に平
行経路の少なくとも一方に、それを通して伝搬する光ビ
ームを実質的に遅延させるためにＧＲＩＮレンズのいず
れの平均屈折率よりも実質的に大きい屈折率を持つスペ
ーサー要素を有する、ことを特徴とする請求項１に記載
の回路。 - 【請求項１０】 実質的に大きな屈折率は少なくとも
１．７である、ことを特徴とする請求項９に記載の光回
路。 - 【請求項１１】 スペーサー要素はシリコンによって形
成されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の光
回路。 - 【請求項１２】 偏光ビーム分割／結合器は複屈折結晶
である、ことを特徴とする請求項１１に記載の回路。 - 【請求項１３】 二つの変調データストリームを受信
し、二つのストリームを偏光し一個の導波路に時分割多
重化する回路において、第一の信号を提供する光源と、
第一の信号の一部を独立して並列に変調して二つのデー
タストリームを提供する第一および第二変調器と、二つ
のデータストリームの少なくとも一方に作用し、二つの
データストリーム間に異なる偏光状態を与える手段と、
第一および第二変調器からの実質的に無誘導の視準光を
受信するために端部に配置された少なくとも二つの入力
ポートを持つ複屈折結晶とを有し、前記無誘導の視準光
は異なる偏光状態を持つ二つの変調データストリームの
形態であり、複屈折結晶は二つの変調データストリーム
を受信しそれを一個の時間的にインターリーブされたデ
ータストリームに結合するために、反対側に配置された
出力ポートを持ち、前記複屈折結晶はその間に光ファイ
バを持たずに変調器と光学的に結合されていることを特
徴とする光回路。 - 【請求項１４】二つの変調データストリームを受信し、
二つのデータストリームを一個の導波路に偏光多重化す
る集積型ファイバレスの光回路において、二つの光信号
を独立し並列に変調し、二つの変調データストリームを
提供する変調器と、二つのデータストリームの少なくと
も一方を動作し、二つのデータストリーム間に異なる偏
光状態を与えるように、ファイバレスの仕方で変調器と
光学的に結合されている手段と、ファイバレスの仕方で
変調器と光学的に結合される少なくとも二つの入力ポー
トと異なる偏光状態を提供する手段を持つ偏光ビーム分
割／結合器（ＰＢＳ／Ｃ）とを有し、ＰＢＳ／Ｃの端部
は異なる偏光状態を持つ二つの変調データストリームを
受信するように配置されており、ＰＢＳ／Ｃは二つの変
調データストリームを受信し、それを一個の時間的に多
重化されたデータストリームに結合する出力ポートを反
対側の端部に配置されて持ち、ＰＢＳ／Ｃは二つのデー
タストリームを他の遅延手段がない状態で一個のデータ
ストリームに時間的に多重化するようにそこを通過する
二つの変調データストリーム間に必要な光学経路長差を
提供する適切な寸法であるか、またはＰＢＳ／Ｃは二つ
のデータストリームを空気の屈折率から少なくとも０．
５の屈折率の差を持つ遅延手段の存在下で一個のデータ
ストリームに時間的に多重化するようにそこを通過する
二つの変調データストリーム間に必要な光学経路長差を
提供する適切な寸法である、ことを特徴とする集積型フ
ァイバレスの光回路。 - 【請求項１５】実質的に９０°の二つの変調信号間の偏
光差を持つ二つの変調偏光光信号を提供し、二つの変調
信号の一方を複屈折結晶中の第一経路に沿って通過し、
二つの変調信号の他方を複屈折結晶の出力ポートで第一
経路に交差する第二経路に沿って通過させ、ここにおい
て変調された信号は光ファイバなしで複屈折結晶に通過
させられることを特徴とする光信号を出力ポートに多重
化する、光信号多重化方法。 - 【請求項１６】 第一経路および第二経路は異なる長さ
である、ことを特徴とする請求項１５に記載の光信号多
重化方法。 - 【請求項１７】 複屈折結晶の屈折要素とは実質的に異
なる屈折率を持つ追加の遅延要素を通して二つの変調偏
光光信号の一方を通過させるステップを有することを特
徴とする請求項１６に記載の光信号多重化方法。 - 【請求項１８】 二つの変調データストリームを受信
し、二つのストリームを一個の導波路に偏光多重化する
ファイバレス光回路において、光信号を独立し並列に変
調し、二つのデータストリームを提供する変調器モジュ
ールと、異なる偏光状態を持つ二つの変調データストリ
ームを受信するためにその端部に配置された少なくとも
二つの入力ポートを持つ複屈折結晶とを有し、前記複屈
折結晶は二つの変調データストリームを受信し、それを
一個の多重化データストリームに結合するために、反対
側に配置された出力ポートを持ち、前記複屈折結晶は時
分割偏光多重化を提供することが可能な寸法であり、変
調器モジュールと複屈折結晶間に光結合用の光ファイバ
がないファイバレスである、ことを特徴とするファイバ
レスの光回路。 - 【請求項１９】 複屈折結晶の入力ポートの一方で実質
的に視準するビームを与えるために、変調器モジュール
と複屈折結晶間に配置されて第一経路を提供する第一Ｇ
ＲＩＮレンズと、複屈折結晶の入力ポートの他方で実質
的に視準するビームを与えるために、変調器モジュール
と複屈折結晶間に配置されて第二経路を提供する第二Ｇ
ＲＩＮレンズをと有する、ことを特徴とする請求項１８
に記載のファイバレスの光回路。 - 【請求項２０】 変調器モジュールと複屈折結晶間に配
置された一つ以上の光透過性スペーサー要素を有するこ
とを特徴とする請求項１９に記載のファイバレスの光回
路。 - 【請求項２１】 光透過性スペーサー要素の少なくとも
一方は他方とは実質的に異なる屈折率を持つ、ことを特
徴とする請求項２０に記載のファイバレスの光回路。 - 【請求項２２】 光透過性スペーサー要素の一方は第一
ＧＲＩＮレンズと光学的に結合され、実質的に異なる屈
折率を持つ他方の光透過性スペーサー要素は第二ＧＲＩ
Ｎレンズと光学的に結合される、ことを特徴とする請求
項２１に記載のファイバレスの光回路。 - 【請求項２３】 スペーサー要素の一方の屈折率は第一
ＧＲＩＮレンズの一部の屈折率と実質的に同一であり、
スペーサー要素の他方の屈折率は第二ＧＲＩＮレンズの
如何なる部分の屈折率とも実質的に異なる、ことを特徴
とする請求項２２に記載のファイバレスの光回路。
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