JP2001042272A - 偏波分散補償回路 - Google Patents
偏波分散補償回路Info
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- JP2001042272A JP2001042272A JP22023699A JP22023699A JP2001042272A JP 2001042272 A JP2001042272 A JP 2001042272A JP 22023699 A JP22023699 A JP 22023699A JP 22023699 A JP22023699 A JP 22023699A JP 2001042272 A JP2001042272 A JP 2001042272A
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- waveguide
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルク部品や可動部材を用いず、小型で信頼
性に優れた導波路型の偏波分散補償回路を実現する。 【解決手段】 基板上に、入力光を直交する２つの偏光
成分に分離する導波路型偏光分離手段と、２つの偏光成
分の位相差を調整する位相調整手段と、２つの偏光成分
を同一偏光に変換する第１の偏光入れ替え手段と、位相
差が調整され同一偏光になった２つの偏光成分を所定の
分岐比で合分波する分岐比可変光カプラと、分岐比可変
光カプラから出力される同一偏光成分の遅延差を調整す
る遅延調整手段と、同一偏光成分を直交する２つの偏光
成分に変換する第２の偏光入れ替え手段と、遅延差が調
整され直交する偏光になった２つの偏光成分を偏光合成
して出力する導波路型偏光合成手段とを備え、位相調整
手段に設定する位相差、分岐比可変光カプラに設定する
分岐比、遅延調整手段に設定する遅延差を調整する。
性に優れた導波路型の偏波分散補償回路を実現する。 【解決手段】 基板上に、入力光を直交する２つの偏光
成分に分離する導波路型偏光分離手段と、２つの偏光成
分の位相差を調整する位相調整手段と、２つの偏光成分
を同一偏光に変換する第１の偏光入れ替え手段と、位相
差が調整され同一偏光になった２つの偏光成分を所定の
分岐比で合分波する分岐比可変光カプラと、分岐比可変
光カプラから出力される同一偏光成分の遅延差を調整す
る遅延調整手段と、同一偏光成分を直交する２つの偏光
成分に変換する第２の偏光入れ替え手段と、遅延差が調
整され直交する偏光になった２つの偏光成分を偏光合成
して出力する導波路型偏光合成手段とを備え、位相調整
手段に設定する位相差、分岐比可変光カプラに設定する
分岐比、遅延調整手段に設定する遅延差を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送路（光ファ
イバ）の偏波分散によって生じた光信号歪みを整形する
偏波分散補償回路に関する。
イバ）の偏波分散によって生じた光信号歪みを整形する
偏波分散補償回路に関する。
【０００２】ここで、光ファイバの偏波分散（ＰＭＤ：
Polarization Mode Dispersion) とは、光ファイバの複
屈折性のために光信号の偏光状態（偏波状態）によって
伝搬速度が変化する現象であり、これが光信号歪みの要
因の一つになっている。
Polarization Mode Dispersion) とは、光ファイバの複
屈折性のために光信号の偏光状態（偏波状態）によって
伝搬速度が変化する現象であり、これが光信号歪みの要
因の一つになっている。
【０００３】
【従来の技術】光通信の発展に伴い、既設の光ファイバ
に高速な光信号を伝搬させたいという要求が高まってい
る。しかし、既設の光ファイバは比較的高い偏波分散を
有するので、高速な光信号を伝搬させたときの光信号歪
みが大きな問題になる。
に高速な光信号を伝搬させたいという要求が高まってい
る。しかし、既設の光ファイバは比較的高い偏波分散を
有するので、高速な光信号を伝搬させたときの光信号歪
みが大きな問題になる。
【０００４】これを解決するための偏波分散補償回路と
しては、２つの偏光プリズム（偏光ビームスプリッタ）
および機械的可動鏡を用いたものが知られている（参考
文献：F.Heismann et al.,"AUTOMATIC COMPENSATION OF
FIRST-ORSER POLARIZATIONMODE DISPERSION IN A 10 G
b/s TRANSMISSION SYSTEM", WdC11, ECOC'98, 1998)。
しては、２つの偏光プリズム（偏光ビームスプリッタ）
および機械的可動鏡を用いたものが知られている（参考
文献：F.Heismann et al.,"AUTOMATIC COMPENSATION OF
FIRST-ORSER POLARIZATIONMODE DISPERSION IN A 10 G
b/s TRANSMISSION SYSTEM", WdC11, ECOC'98, 1998)。
【０００５】図７は、上記文献に記載されている従来の
偏波分散補償回路の構成例を示す。図において、入力ポ
ート１０１から入力された光信号は、偏光コントローラ
１０２を介して第１の偏光プリズム１０３に入力され
る。ここで、光伝送路で遅れたＴＭ光は直進するポート
に出力され、進んだＴＥ光は直交するポートに出力さ
れ、偏光分離が行われる。ＴＥ光は、２枚の反射鏡を含
む機械的可動鏡１０４を介して第２の偏光プリズム１０
５に入力され、直接入力されるＴＭ光と偏光合成されて
出力ポート１０６に出力される。この機械的可動鏡１０
４を移動させることにより、ＴＥ光が空間的に伝搬する
光路長が変化し、ＴＥ光とＴＭ光の遅延量が調整されて
偏波分散補償が行われる。
偏波分散補償回路の構成例を示す。図において、入力ポ
ート１０１から入力された光信号は、偏光コントローラ
１０２を介して第１の偏光プリズム１０３に入力され
る。ここで、光伝送路で遅れたＴＭ光は直進するポート
に出力され、進んだＴＥ光は直交するポートに出力さ
れ、偏光分離が行われる。ＴＥ光は、２枚の反射鏡を含
む機械的可動鏡１０４を介して第２の偏光プリズム１０
５に入力され、直接入力されるＴＭ光と偏光合成されて
出力ポート１０６に出力される。この機械的可動鏡１０
４を移動させることにより、ＴＥ光が空間的に伝搬する
光路長が変化し、ＴＥ光とＴＭ光の遅延量が調整されて
偏波分散補償が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の偏波分
散補償回路には、次のような問題点がある。第１は、機
械的可動鏡１０４を有しているので信頼性に欠けること
である。偏波分散は時間的に大きく変動する特性をもつ
が、従来の偏波分散補償回路では偏波分散の変動に追従
するために機械的可動鏡１０４を動かす必要があり、長
期的な安定性が問題となる。
散補償回路には、次のような問題点がある。第１は、機
械的可動鏡１０４を有しているので信頼性に欠けること
である。偏波分散は時間的に大きく変動する特性をもつ
が、従来の偏波分散補償回路では偏波分散の変動に追従
するために機械的可動鏡１０４を動かす必要があり、長
期的な安定性が問題となる。
【０００７】第２は、空間的に光学系を構成しているの
で、各部品（１０３，１０４，１０５）の位置に厳しい
精度が要求されることである。特に、従来の偏波分散補
償回路では、機械的可動鏡１０４を動かしたときにも光
学的な結合量が変化しないように、極めて厳しい位置精
度が要求される。
で、各部品（１０３，１０４，１０５）の位置に厳しい
精度が要求されることである。特に、従来の偏波分散補
償回路では、機械的可動鏡１０４を動かしたときにも光
学的な結合量が変化しないように、極めて厳しい位置精
度が要求される。
【０００８】第３は、従来の偏波分散補償回路が個別部
品を組み合わせた構成であり、かつバルク部品の偏光コ
ントローラ１０２や可動部材の機械的可動鏡１０４を用
いた構成であるので小型化に限界があることである。
品を組み合わせた構成であり、かつバルク部品の偏光コ
ントローラ１０２や可動部材の機械的可動鏡１０４を用
いた構成であるので小型化に限界があることである。
【０００９】本発明は、バルク部品や可動部材を用い
ず、小型で信頼性に優れた導波路型の偏波分散補償回路
を提供することを目的とする。
ず、小型で信頼性に優れた導波路型の偏波分散補償回路
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の偏波分散補償
回路は、基板上に、入力光を直交する２つの偏光成分に
分離して２つの出力ポートに出力する導波路型偏光分離
手段と、２つの偏光成分の位相差を調整する位相調整手
段と、２つの偏光成分を同一偏光に変換する第１の偏光
入れ替え手段と、位相調整手段で位相差が調整され、第
１の偏光入れ替え手段で同一偏光になった２つの偏光成
分を入力し、所定の分岐比で２つの出力ポートに合分波
する分岐比可変光カプラと、分岐比可変光カプラの２つ
の出力ポートに出力される同一偏光成分の遅延差を調整
する遅延調整手段と、同一偏光成分を直交する２つの偏
光成分に変換する第２の偏光入れ替え手段と、遅延調整
手段で遅延差が調整され、第２の偏光入れ替え手段で直
交する偏光になった２つの偏光成分を入力し、偏光合成
して出力する導波路型偏光合成手段とを備え、位相調整
手段に設定する位相差、分岐比可変光カプラに設定する
分岐比、遅延調整手段に設定する遅延差を調整して入力
光の偏波分散を補償する構成である。
回路は、基板上に、入力光を直交する２つの偏光成分に
分離して２つの出力ポートに出力する導波路型偏光分離
手段と、２つの偏光成分の位相差を調整する位相調整手
段と、２つの偏光成分を同一偏光に変換する第１の偏光
入れ替え手段と、位相調整手段で位相差が調整され、第
１の偏光入れ替え手段で同一偏光になった２つの偏光成
分を入力し、所定の分岐比で２つの出力ポートに合分波
する分岐比可変光カプラと、分岐比可変光カプラの２つ
の出力ポートに出力される同一偏光成分の遅延差を調整
する遅延調整手段と、同一偏光成分を直交する２つの偏
光成分に変換する第２の偏光入れ替え手段と、遅延調整
手段で遅延差が調整され、第２の偏光入れ替え手段で直
交する偏光になった２つの偏光成分を入力し、偏光合成
して出力する導波路型偏光合成手段とを備え、位相調整
手段に設定する位相差、分岐比可変光カプラに設定する
分岐比、遅延調整手段に設定する遅延差を調整して入力
光の偏波分散を補償する構成である。
【００１１】請求項２の偏波分散補償回路は、請求項１
の構成における導波路型偏光分離手段と遅延調整手段と
の間の位相調整手段および分岐比可変光カプラを２段構
成とし、第１および第２の位相調整手段に設定する位相
差、第１および第２の分岐比可変光カプラに設定する分
岐比、遅延調整手段に設定する遅延差を調整して入力光
の偏波分散を補償する構成である。
の構成における導波路型偏光分離手段と遅延調整手段と
の間の位相調整手段および分岐比可変光カプラを２段構
成とし、第１および第２の位相調整手段に設定する位相
差、第１および第２の分岐比可変光カプラに設定する分
岐比、遅延調整手段に設定する遅延差を調整して入力光
の偏波分散を補償する構成である。
【００１２】遅延調整手段は一対の光遅延線で構成さ
れ、かつ一対の光遅延線の少なくとも一方が遅延量を可
変する手段を含む構成である。この光遅延線の遅延量を
可変する手段は、Ｎを正の整数としたときに、（Ｎ＋
１）個の２入力２出力光スイッチと、Ｎ組の長さの異な
る光導波路対とを交互に接続し、初段の２入力２出力光
スイッチの一方の入力ポートを光遅延線の入力ポートと
し、最終段の２入力２出力光スイッチの一方の出力ポー
トを光遅延線の出力ポートとし、各２入力２出力光スイ
ッチの入出力ポート間をスルー状態またはクロス状態に
設定することにより各組の光導波路対のいずれか一方の
光導波路を選択して遅延量を可変させる構成である。ま
た、可変遅延線を形成するＮ組の光導波路対の各光路長
差が、１：２：４：８：…：２N-1 のように２の階乗の
比になるように構成することにより、Ｎ段で単位遅延量
の１〜２N−1倍の遅延量を自由に選択することができ
る。
れ、かつ一対の光遅延線の少なくとも一方が遅延量を可
変する手段を含む構成である。この光遅延線の遅延量を
可変する手段は、Ｎを正の整数としたときに、（Ｎ＋
１）個の２入力２出力光スイッチと、Ｎ組の長さの異な
る光導波路対とを交互に接続し、初段の２入力２出力光
スイッチの一方の入力ポートを光遅延線の入力ポートと
し、最終段の２入力２出力光スイッチの一方の出力ポー
トを光遅延線の出力ポートとし、各２入力２出力光スイ
ッチの入出力ポート間をスルー状態またはクロス状態に
設定することにより各組の光導波路対のいずれか一方の
光導波路を選択して遅延量を可変させる構成である。ま
た、可変遅延線を形成するＮ組の光導波路対の各光路長
差が、１：２：４：８：…：２N-1 のように２の階乗の
比になるように構成することにより、Ｎ段で単位遅延量
の１〜２N−1倍の遅延量を自由に選択することができ
る。
【００１３】分岐比可変光カプラは、２入力２出力の２
つの光カプラと、これらを接続する２本の導波路アーム
とを備え、一方の導波路アーム上に位相調整手段を形成
したマッハツェンダ型干渉計により構成する。この位相
調整手段を駆動することにより、任意の分岐比を実現す
ることができる。
つの光カプラと、これらを接続する２本の導波路アーム
とを備え、一方の導波路アーム上に位相調整手段を形成
したマッハツェンダ型干渉計により構成する。この位相
調整手段を駆動することにより、任意の分岐比を実現す
ることができる。
【００１４】導波路型偏光分離手段および導波路型偏光
合成手段は、２入力２出力の２つの光カプラと、これら
を接続する２本の導波路アームとを備え、一方の導波路
アーム上に複屈折を調整する手段を形成した構成であ
る。偏光入れ替え手段は、半波長板またはファラデー回
転子を用いた構成である。
合成手段は、２入力２出力の２つの光カプラと、これら
を接続する２本の導波路アームとを備え、一方の導波路
アーム上に複屈折を調整する手段を形成した構成であ
る。偏光入れ替え手段は、半波長板またはファラデー回
転子を用いた構成である。
【００１５】また、以上の偏波分散補償回路において、
偏波分散補償回路を構成する光導波路が石英系光導波路
であり、位相調整手段が石英系光導波路上に形成された
薄膜ヒータとしてもよい。
偏波分散補償回路を構成する光導波路が石英系光導波路
であり、位相調整手段が石英系光導波路上に形成された
薄膜ヒータとしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の偏波分散補償回路の第１の実施形態を示す。なお、
ここでは、シリコン基板上に形成した石英系光導波路を
用いて構成した例について説明する。この石英系光導波
路は、光ファイバとの整合に優れた安定な光回路を構成
できるからであるが、これに限定されるものではなく、
例えばＬiＮbＯ3 光導波路や半導体光導波路など、他の
光導波路を用いてもよい。
明の偏波分散補償回路の第１の実施形態を示す。なお、
ここでは、シリコン基板上に形成した石英系光導波路を
用いて構成した例について説明する。この石英系光導波
路は、光ファイバとの整合に優れた安定な光回路を構成
できるからであるが、これに限定されるものではなく、
例えばＬiＮbＯ3 光導波路や半導体光導波路など、他の
光導波路を用いてもよい。
【００１７】図１において、シリコン基板１０上には、
入力用チャネル光導波路１１、導波路型偏光分離素子１
２、一対の光導波路１３ａ，１３ｂ、分岐比可変光カプ
ラ１４、一対の光遅延線１５ａ，１５ｂ、導波路型偏光
合成素子１６、出力用チャネル光導波路１７が順次配置
され、さらに一対の光導波路１３ａ，１３ｂおよび一対
の光遅延線１５ａ，１５ｂの各一方に偏光入れ替え手段
１８ａ，１８ｂが配置される。また、一対の光導波路１
３ａ，１３ｂには、相対的な位相差を調整する位相調整
手段１９ａ，１９ｂが配置される。
入力用チャネル光導波路１１、導波路型偏光分離素子１
２、一対の光導波路１３ａ，１３ｂ、分岐比可変光カプ
ラ１４、一対の光遅延線１５ａ，１５ｂ、導波路型偏光
合成素子１６、出力用チャネル光導波路１７が順次配置
され、さらに一対の光導波路１３ａ，１３ｂおよび一対
の光遅延線１５ａ，１５ｂの各一方に偏光入れ替え手段
１８ａ，１８ｂが配置される。また、一対の光導波路１
３ａ，１３ｂには、相対的な位相差を調整する位相調整
手段１９ａ，１９ｂが配置される。
【００１８】導波路型偏光分離素子１２の１つの入力ポ
ートは入力用チャネル光導波路１１となり、２つの出力
ポートに一対の光導波路１３ａ，１３ｂを介して分岐比
可変光カプラ１４の２つの入力がそれぞれ光学的に接続
される。偏光入れ替え手段１８ａは、ここでは光導波路
１３ａ側に配置しているが、光導波路１３ａ，１３ｂの
いずれにあってもよい。位相調整手段１９ａ，１９ｂ
は、ここでは光導波路１３ａ，１３ｂにそれぞれ配置し
ているが、光導波路１３ａ，１３ｂのいずれか一方にあ
ってもよい。また、偏光入れ替え手段１８ａと位相調整
手段１９ａの位置は入れ替えてもよい。
ートは入力用チャネル光導波路１１となり、２つの出力
ポートに一対の光導波路１３ａ，１３ｂを介して分岐比
可変光カプラ１４の２つの入力がそれぞれ光学的に接続
される。偏光入れ替え手段１８ａは、ここでは光導波路
１３ａ側に配置しているが、光導波路１３ａ，１３ｂの
いずれにあってもよい。位相調整手段１９ａ，１９ｂ
は、ここでは光導波路１３ａ，１３ｂにそれぞれ配置し
ているが、光導波路１３ａ，１３ｂのいずれか一方にあ
ってもよい。また、偏光入れ替え手段１８ａと位相調整
手段１９ａの位置は入れ替えてもよい。
【００１９】分岐比可変光カプラ１４の２つの出力に
は、一対の光遅延線１５ａ，１５ｂの一端が光学的に接
続され、その他端に導波路型偏光合成素子１６の２つの
入力ポートがそれぞれ光学的に接続される。導波路型偏
光合成素子１６の１つの出力ポートは出力用チャネル光
導波路１７となる。偏光入れ替え手段１８ｂは、ここで
は光遅延線１５ｂ側に配置しているが、光遅延線１５
ａ，１５ｂのいずれにあってもよい。また、偏光入れ替
え手段１８ｂと光遅延線１５ｂの位置は入れ替えてもよ
い。
は、一対の光遅延線１５ａ，１５ｂの一端が光学的に接
続され、その他端に導波路型偏光合成素子１６の２つの
入力ポートがそれぞれ光学的に接続される。導波路型偏
光合成素子１６の１つの出力ポートは出力用チャネル光
導波路１７となる。偏光入れ替え手段１８ｂは、ここで
は光遅延線１５ｂ側に配置しているが、光遅延線１５
ａ，１５ｂのいずれにあってもよい。また、偏光入れ替
え手段１８ｂと光遅延線１５ｂの位置は入れ替えてもよ
い。
【００２０】以下、式を用いて光伝送路の偏波分散とそ
の補償回路について説明する。光伝送路の偏波分散特性
は、偏波分散を１次の項まで近似すれば、「２つの直交
する偏光状態ｅ1 ，ｅ2 の間に群遅延時間差τD を与え
る特性」と見なすことができる。この光伝送路の偏光伝
達特性を式で表すと、
の補償回路について説明する。光伝送路の偏波分散特性
は、偏波分散を１次の項まで近似すれば、「２つの直交
する偏光状態ｅ1 ，ｅ2 の間に群遅延時間差τD を与え
る特性」と見なすことができる。この光伝送路の偏光伝
達特性を式で表すと、
【００２１】
【数１】 となる。ここで、Ａは光伝送路の偏波分散特性を表す J
ones行列、ｆは光周波数、ｊは虚数単位である。また、
Ｘは、光伝送路Ｕt の固有偏光状態である Jonesベクト
ル対ｅ1 ，ｅ2 を直線偏光の Jonesベクトル対ｅx＝(1,
O) ，ｅy＝(0,1)に変換するユニタリ行列である。
ones行列、ｆは光周波数、ｊは虚数単位である。また、
Ｘは、光伝送路Ｕt の固有偏光状態である Jonesベクト
ル対ｅ1 ，ｅ2 を直線偏光の Jonesベクトル対ｅx＝(1,
O) ，ｅy＝(0,1)に変換するユニタリ行列である。
【００２２】ユニタリ行列Ｘは、一般に共通の位相項を
除いて、３つのパラメータφ，ψ，θを用いて
除いて、３つのパラメータφ，ψ，θを用いて
【００２３】
【数２】 と表される。
【００２４】次に、図１の偏波分散補償回路の動作につ
いて、式を用いて説明する。入力用チャネル光導波路１
１から入力された光信号は、導波路型偏光分離素子１２
によりｅx＝(1,O)成分とｅy＝(0,1)成分に分離される。
ここでは、光導波路１３ａにｅy 成分が分離され、光導
波路１３ｂにｅx 成分が分離される。光導波路１３ａに
分離されたｅy 成分は、偏光入れ替え手段１８ａにより
ｅx 光に変換され、続いて位相調整手段１９ａ，１９ｂ
により相対的な位相差αが与えられる。このとき、位相
調整手段１９ａ，１９ｂの動作を表す Jones行列Ｕ
1(α) は、
いて、式を用いて説明する。入力用チャネル光導波路１
１から入力された光信号は、導波路型偏光分離素子１２
によりｅx＝(1,O)成分とｅy＝(0,1)成分に分離される。
ここでは、光導波路１３ａにｅy 成分が分離され、光導
波路１３ｂにｅx 成分が分離される。光導波路１３ａに
分離されたｅy 成分は、偏光入れ替え手段１８ａにより
ｅx 光に変換され、続いて位相調整手段１９ａ，１９ｂ
により相対的な位相差αが与えられる。このとき、位相
調整手段１９ａ，１９ｂの動作を表す Jones行列Ｕ
1(α) は、
【００２５】
【数３】 で与えられる。
【００２６】続いて、光信号のｅx ，ｅy 成分は、分岐
比可変光カプラ１４により合分波される。このときの分
岐比可変光カプラ１４の分岐比をκ＝ sinβとすると、
分岐比可変光カプラ１４の動作を表す Jones行列Ｕ
2(β) は、
比可変光カプラ１４により合分波される。このときの分
岐比可変光カプラ１４の分岐比をκ＝ sinβとすると、
分岐比可変光カプラ１４の動作を表す Jones行列Ｕ
2(β) は、
【００２７】
【数４】 で与えられる。
【００２８】分岐比可変光カプラ１４から出力される光
信号は、一対の光遅延線１５ａ，１５ｂに導かれ、ここ
で相対的な遅延差τを受ける。このときの光遅延線１５
ａ，１５ｂの動作を表す Jones行列Ｕ3(τ) は、
信号は、一対の光遅延線１５ａ，１５ｂに導かれ、ここ
で相対的な遅延差τを受ける。このときの光遅延線１５
ａ，１５ｂの動作を表す Jones行列Ｕ3(τ) は、
【００２９】
【数５】 で与えられる。
【００３０】光遅延線１５ｂを出た光信号は、偏光入れ
替え手段１８ｂによりｅx 成分からｅy 光に変換され、
光遅延線１５ａを出た光信号と導波路型偏波合成素子１
６で合波される。
替え手段１８ｂによりｅx 成分からｅy 光に変換され、
光遅延線１５ａを出た光信号と導波路型偏波合成素子１
６で合波される。
【００３１】以上により、図１の偏波分散補償回路全体
の動作を表す Jones行列Ｂは、 Ｂ＝Ｕ3(τ) Ｕ2(β) Ｕ1(α) …(6) で与えられる。ここで、偏波分散補償回路のパラメータ
が α＝φ …(7) β＝ψ−π／４ …(8) τ＝τD …(9) となるように設定すれば、光伝送路と偏波分散補償回路
を合わせた Jones行列Ｃは、
の動作を表す Jones行列Ｂは、 Ｂ＝Ｕ3(τ) Ｕ2(β) Ｕ1(α) …(6) で与えられる。ここで、偏波分散補償回路のパラメータ
が α＝φ …(7) β＝ψ−π／４ …(8) τ＝τD …(9) となるように設定すれば、光伝送路と偏波分散補償回路
を合わせた Jones行列Ｃは、
【００３２】
【数６】 で与えられる。式(10)は、もはや偏波分散τD を含んで
いない。
いない。
【００３３】すなわち、図１に示す第１の実施形態の構
成では、位相調整手段１９ａ，１９ｂと分岐比可変光カ
プラ１４がいわゆる偏光コントローラとして作用し、光
遅延線１５ａ，１５ｂが可変遅延線として作用し、全体
として偏波分散補償回路を構成している。これにより、
本発明の偏波分散補償回路は、光伝送路における１次の
偏波分散を補償できることがわかる。
成では、位相調整手段１９ａ，１９ｂと分岐比可変光カ
プラ１４がいわゆる偏光コントローラとして作用し、光
遅延線１５ａ，１５ｂが可変遅延線として作用し、全体
として偏波分散補償回路を構成している。これにより、
本発明の偏波分散補償回路は、光伝送路における１次の
偏波分散を補償できることがわかる。
【００３４】（第２の実施形態）図２は、本発明の偏波
分散補償回路の第２の実施形態を示す。図２において、
シリコン基板２０上には、入力用チャネル光導波路２
１、導波路型偏光分離素子２２、一対の光導波路２３
ａ，２３ｂ、分岐比可変光カプラ２４ａ、一対の光導波
路２３ｃ，２３ｄ、分岐比可変光カプラ２４ｂ、一対の
光遅延線２５ａ，２５ｂ、導波路型偏光合成素子２６、
出力用チャネル光導波路２７が順次配置され、さらに一
対の光導波路２３ａ，２３ｂおよび一対の光遅延線２５
ａ，２５ｂの各一方に偏光入れ替え手段２８ａ，２８ｂ
が配置される。また、一対の光導波路２３ａ，２３ｂお
よび２３ｃ，２３ｄには、相対的な位相差を調整する位
相調整手段２９ａ，２９ｂおよび２９ｃ，２９ｄが配置
される。
分散補償回路の第２の実施形態を示す。図２において、
シリコン基板２０上には、入力用チャネル光導波路２
１、導波路型偏光分離素子２２、一対の光導波路２３
ａ，２３ｂ、分岐比可変光カプラ２４ａ、一対の光導波
路２３ｃ，２３ｄ、分岐比可変光カプラ２４ｂ、一対の
光遅延線２５ａ，２５ｂ、導波路型偏光合成素子２６、
出力用チャネル光導波路２７が順次配置され、さらに一
対の光導波路２３ａ，２３ｂおよび一対の光遅延線２５
ａ，２５ｂの各一方に偏光入れ替え手段２８ａ，２８ｂ
が配置される。また、一対の光導波路２３ａ，２３ｂお
よび２３ｃ，２３ｄには、相対的な位相差を調整する位
相調整手段２９ａ，２９ｂおよび２９ｃ，２９ｄが配置
される。
【００３５】導波路型偏光分離素子２２の１つの入力ポ
ートは入力用チャネル光導波路２１となり、２つの出力
ポートに一対の光導波路２３ａ，２３ｂを介して分岐比
可変光カプラ２４ａの２つの入力がそれぞれ光学的に接
続される。偏光入れ替え手段２８ａは、ここでは光導波
路２３ａ側に配置しているが、光導波路２３ａ，２３ｂ
のいずれにあってもよい。位相調整手段２９ａ，２９ｂ
は、ここでは光導波路２３ａ，２３ｂにそれぞれ配置し
ているが、光導波路２３ａ，２３ｂのいずれか一方にあ
ってもよい。また、偏光入れ替え手段２８ａと位相調整
手段２９ａの位置は入れ替えてもよい。
ートは入力用チャネル光導波路２１となり、２つの出力
ポートに一対の光導波路２３ａ，２３ｂを介して分岐比
可変光カプラ２４ａの２つの入力がそれぞれ光学的に接
続される。偏光入れ替え手段２８ａは、ここでは光導波
路２３ａ側に配置しているが、光導波路２３ａ，２３ｂ
のいずれにあってもよい。位相調整手段２９ａ，２９ｂ
は、ここでは光導波路２３ａ，２３ｂにそれぞれ配置し
ているが、光導波路２３ａ，２３ｂのいずれか一方にあ
ってもよい。また、偏光入れ替え手段２８ａと位相調整
手段２９ａの位置は入れ替えてもよい。
【００３６】分岐比可変光カプラ２４ａの２つの出力に
は、一対の光導波路２３ｃ，２３ｄを介して分岐比可変
光カプラ２４ｂの２つの入力がそれぞれ光学的に接続さ
れる。位相調整手段２９ｃ，２９ｄは、ここでは光導波
路２３ｃ，２３ｄにそれぞれ配置しているが、光導波路
２３ｃ，２３ｄのいずれか一方にあってもよい。
は、一対の光導波路２３ｃ，２３ｄを介して分岐比可変
光カプラ２４ｂの２つの入力がそれぞれ光学的に接続さ
れる。位相調整手段２９ｃ，２９ｄは、ここでは光導波
路２３ｃ，２３ｄにそれぞれ配置しているが、光導波路
２３ｃ，２３ｄのいずれか一方にあってもよい。
【００３７】分岐比可変光カプラ２４ｂの２つの出力に
は、一対の光遅延線２５ａ，２５ｂの一端が光学的に接
続され、その他端に導波路型偏光合成素子２６の２つの
入力ポートがそれぞれ光学的に接続される。導波路型偏
光合成素子２６の１つの出力ポートは出力用チャネル光
導波路２７となる。偏光入れ替え手段２８ｂは、ここで
は光遅延線２５ｂ側に配置しているが、光遅延線２５
ａ，２５ｂのいずれにあってもよい。また、偏光入れ替
え手段２８ｂと光遅延線２５ｂの位置は入れ替えてもよ
い。
は、一対の光遅延線２５ａ，２５ｂの一端が光学的に接
続され、その他端に導波路型偏光合成素子２６の２つの
入力ポートがそれぞれ光学的に接続される。導波路型偏
光合成素子２６の１つの出力ポートは出力用チャネル光
導波路２７となる。偏光入れ替え手段２８ｂは、ここで
は光遅延線２５ｂ側に配置しているが、光遅延線２５
ａ，２５ｂのいずれにあってもよい。また、偏光入れ替
え手段２８ｂと光遅延線２５ｂの位置は入れ替えてもよ
い。
【００３８】本実施形態の偏波分散補償回路では、位相
調整手段２９ａ，２９ｂと分岐比可変光カプラ２４ａに
より構成された第１の偏光コントローラと、位相調整手
段２９ｃ，２９ｄと分岐比可変光カプラ２４ｂにより構
成された第２の偏光コントローラが縦続に接続された構
成になっている。これにより、１つの偏光コントローラ
のみを有する第１の実施形態の構成に比べて、調整でき
る位相量の制限を緩和することができる。
調整手段２９ａ，２９ｂと分岐比可変光カプラ２４ａに
より構成された第１の偏光コントローラと、位相調整手
段２９ｃ，２９ｄと分岐比可変光カプラ２４ｂにより構
成された第２の偏光コントローラが縦続に接続された構
成になっている。これにより、１つの偏光コントローラ
のみを有する第１の実施形態の構成に比べて、調整でき
る位相量の制限を緩和することができる。
【００３９】従来、傾いた１／２波長板と傾いた１／４
波長板で構成されたバルク部品の偏光コントローラを２
段縦続に接続すると、各波長板を傾ける角度に制限があ
っても、各１／２波長板と各１／４波長板を用いたリセ
ット動作により、無限に変化していく偏光状態に追従さ
せることができる、いわゆるエンドレスな偏光コントロ
ーラを構成できることが知られている（参考文献：N.G.
Walker and G.R.Walker,"Polarization Control for Co
herent Commnication", J. of Lightwave Technol., vo
l.8, no.3, pp.438-458, 1999)。
波長板で構成されたバルク部品の偏光コントローラを２
段縦続に接続すると、各波長板を傾ける角度に制限があ
っても、各１／２波長板と各１／４波長板を用いたリセ
ット動作により、無限に変化していく偏光状態に追従さ
せることができる、いわゆるエンドレスな偏光コントロ
ーラを構成できることが知られている（参考文献：N.G.
Walker and G.R.Walker,"Polarization Control for Co
herent Commnication", J. of Lightwave Technol., vo
l.8, no.3, pp.438-458, 1999)。
【００４０】本実施形態の構成でも数学的には全く同様
に、位相調整手段２９ａ〜２９ｄおよび分岐比可変光カ
プラ２４ａ，２４ｂを用いてリセット動作が可能であ
り、エンドレスな偏光コントロールが可能となる。した
がって、位相調整手段２９ａ〜２９ｄの位相調整量に制
限があるような場合でも、時々刻々変化する光信号の偏
光状態に常に追従して偏波分散補償を行うことが可能と
なる。
に、位相調整手段２９ａ〜２９ｄおよび分岐比可変光カ
プラ２４ａ，２４ｂを用いてリセット動作が可能であ
り、エンドレスな偏光コントロールが可能となる。した
がって、位相調整手段２９ａ〜２９ｄの位相調整量に制
限があるような場合でも、時々刻々変化する光信号の偏
光状態に常に追従して偏波分散補償を行うことが可能と
なる。
【００４１】次に、図１，２に示す本発明の偏波分散補
償回路を導波路型偏光分離素子１２（２２）および導波
路型偏光合成素子１６（２６）、偏光入れ替え手段１８
（２８）、位相調整手段１９（２９）、分岐比可変光カ
プラ１４（２４）、光遅延線１５（２５）に分割し、そ
れぞれの構成および機能について説明する。図３は、導
波路型偏光分離素子１２（２２）の構成例を示す。図４
は、分岐比可変光カプラ１４（２４）の構成例を示す。
図５は、光遅延線１５（２５）の構成例を示す。
償回路を導波路型偏光分離素子１２（２２）および導波
路型偏光合成素子１６（２６）、偏光入れ替え手段１８
（２８）、位相調整手段１９（２９）、分岐比可変光カ
プラ１４（２４）、光遅延線１５（２５）に分割し、そ
れぞれの構成および機能について説明する。図３は、導
波路型偏光分離素子１２（２２）の構成例を示す。図４
は、分岐比可変光カプラ１４（２４）の構成例を示す。
図５は、光遅延線１５（２５）の構成例を示す。
【００４２】（導波路型偏光分離素子１２（２２）の構
成）導波路型偏光分離素子１２（２２）と導波路型偏光
合成素子１６（２６）は可逆の構成であるので、以下導
波路型偏光分離素子１２について説明する。図３に示す
導波路型偏光分離素子１２（２２）は、２入力２出力の
２つの光カプラ３１，３２と、それらを接続する２本の
アーム導波路３３ａ，３３ｂと、一方のアーム導波路３
３ａ上に形成される複屈折調整用のアモルファスシリコ
ン薄膜（応力付与膜）３４と、両アーム導波路３３ａ，
３３ｂ上に形成される動作点調整用の薄膜ヒータ３５
ａ，３５ｂとにより構成される。
成）導波路型偏光分離素子１２（２２）と導波路型偏光
合成素子１６（２６）は可逆の構成であるので、以下導
波路型偏光分離素子１２について説明する。図３に示す
導波路型偏光分離素子１２（２２）は、２入力２出力の
２つの光カプラ３１，３２と、それらを接続する２本の
アーム導波路３３ａ，３３ｂと、一方のアーム導波路３
３ａ上に形成される複屈折調整用のアモルファスシリコ
ン薄膜（応力付与膜）３４と、両アーム導波路３３ａ，
３３ｂ上に形成される動作点調整用の薄膜ヒータ３５
ａ，３５ｂとにより構成される。
【００４３】このアモルファスシリコン薄膜３４にレー
ザを照射して、いわゆるレーザトリミングを行うことに
より、ｘ偏光に対する干渉計の位相差φx とｙ偏光に対
する干渉計の位相差φy の間にπの位相差を与えること
ができる。したがって、薄膜ヒータ３５ａ，３５ｂによ
り動作点を調整することにより、例えばｙ偏光が一方の
出力ポートから出力され、ｘ偏光が他方の出力ポートか
ら出力されるような偏光分離機能が実現する。導波路型
偏光合成素子１６（２６）は、導波路型偏光分離素子１
２（２２）と逆の経路により偏光合成して出力する構成
となる。
ザを照射して、いわゆるレーザトリミングを行うことに
より、ｘ偏光に対する干渉計の位相差φx とｙ偏光に対
する干渉計の位相差φy の間にπの位相差を与えること
ができる。したがって、薄膜ヒータ３５ａ，３５ｂによ
り動作点を調整することにより、例えばｙ偏光が一方の
出力ポートから出力され、ｘ偏光が他方の出力ポートか
ら出力されるような偏光分離機能が実現する。導波路型
偏光合成素子１６（２６）は、導波路型偏光分離素子１
２（２２）と逆の経路により偏光合成して出力する構成
となる。
【００４４】なお、ここでは導波路型偏光分離素子（導
波路型偏光合成素子）として、石英系光導波路とアモル
ファスシリコン薄膜および薄膜ヒータによるマッハツェ
ンダ型干渉計を用いた構成を示したが、これはこの組み
合わせが光ファイバとの整合性に優れ、制御性がよいた
めである。しかし、本発明の偏波分散補償回路における
導波路型偏光分離素子（導波路型偏光合成素子）はこれ
に限定されるものではなく、半導体光導波路の構造やＬ
iＮbＯ3 導波路のプロトン交換を用いた導波路型偏光分
離素子など、他の導波路型偏光分離素子を用いてもよ
い。
波路型偏光合成素子）として、石英系光導波路とアモル
ファスシリコン薄膜および薄膜ヒータによるマッハツェ
ンダ型干渉計を用いた構成を示したが、これはこの組み
合わせが光ファイバとの整合性に優れ、制御性がよいた
めである。しかし、本発明の偏波分散補償回路における
導波路型偏光分離素子（導波路型偏光合成素子）はこれ
に限定されるものではなく、半導体光導波路の構造やＬ
iＮbＯ3 導波路のプロトン交換を用いた導波路型偏光分
離素子など、他の導波路型偏光分離素子を用いてもよ
い。
【００４５】（偏光入れ替え手段１８（２８）の構成）
偏光入れ替え手段１８（２８）は、光導波路に半波長板
を挿入して実現される。偏光入れ替え手段１８ａ（２８
ａ）は、例えばｙ偏光をｘ偏光に入れ替えるものであ
り、導波路型偏光分離素子１２（２２）で偏光分離され
たｘ偏光およびｙ偏光を共にｘ偏光とし、偏光入れ替え
手段１８ｂ（２８ｂ）は、ｘ偏光の一方をｙ偏光に入れ
替えて導波路型偏光合成素子１６（２６）に入力して偏
光合成する。なお、偏光入れ替え手段は、半波長板に限
定されるものではなく、例えばファラデー回転子など他
の偏光入れ替え手段を用いてもよい。
偏光入れ替え手段１８（２８）は、光導波路に半波長板
を挿入して実現される。偏光入れ替え手段１８ａ（２８
ａ）は、例えばｙ偏光をｘ偏光に入れ替えるものであ
り、導波路型偏光分離素子１２（２２）で偏光分離され
たｘ偏光およびｙ偏光を共にｘ偏光とし、偏光入れ替え
手段１８ｂ（２８ｂ）は、ｘ偏光の一方をｙ偏光に入れ
替えて導波路型偏光合成素子１６（２６）に入力して偏
光合成する。なお、偏光入れ替え手段は、半波長板に限
定されるものではなく、例えばファラデー回転子など他
の偏光入れ替え手段を用いてもよい。
【００４６】（位相調整手段１９（２９）の構成）位相
調整手段１９（２９）は、光導波路上に薄膜ヒータを形
成して実現される。光導波路上に形成された薄膜ヒータ
では、熱光学効果によって２つの偏光成分の相対的な位
相差を調整する。
調整手段１９（２９）は、光導波路上に薄膜ヒータを形
成して実現される。光導波路上に形成された薄膜ヒータ
では、熱光学効果によって２つの偏光成分の相対的な位
相差を調整する。
【００４７】なお、位相調整手段は、石英系光導波路上
に形成される薄膜ヒータに限定されるものではなく、半
導体光導波路のキャリア変調による屈折率変化やＬiＮb
Ｏ3光導波路の電気光学効果など、他の位相調整手段を
用いてもよい。
に形成される薄膜ヒータに限定されるものではなく、半
導体光導波路のキャリア変調による屈折率変化やＬiＮb
Ｏ3光導波路の電気光学効果など、他の位相調整手段を
用いてもよい。
【００４８】（分岐比可変光カプラ１４（２４）の構
成）図４に示す分岐比可変光カプラ１４（２４）は、２
入力２出力の２つの光カプラ４１，４２と、それらを接
続する２本のアーム導波路４３ａ，４３ｂによりマッハ
ツェンダ型干渉計を構成し、一方のアーム導波路４３ａ
上に薄膜ヒータ４４が形成された構成である。この薄膜
ヒータ４４を駆動して２本のアーム導波路の光路長差を
０〜πの範囲で調整すれば、光カプラ４１の２入力から
光カプラ４２の２出力への分岐比を変えることができ
る。
成）図４に示す分岐比可変光カプラ１４（２４）は、２
入力２出力の２つの光カプラ４１，４２と、それらを接
続する２本のアーム導波路４３ａ，４３ｂによりマッハ
ツェンダ型干渉計を構成し、一方のアーム導波路４３ａ
上に薄膜ヒータ４４が形成された構成である。この薄膜
ヒータ４４を駆動して２本のアーム導波路の光路長差を
０〜πの範囲で調整すれば、光カプラ４１の２入力から
光カプラ４２の２出力への分岐比を変えることができ
る。
【００４９】なお、分岐比可変光カプラは、石英系光導
波路で形成したマッハツェンダ型干渉計の熱光学効果を
用いた構成に限定されるものではなく、半導体光導波路
のキャリア変調による光吸収量変化やＬiＮbＯ3 光導波
路の電気光学効果など、他の手法を用いてもよい。
波路で形成したマッハツェンダ型干渉計の熱光学効果を
用いた構成に限定されるものではなく、半導体光導波路
のキャリア変調による光吸収量変化やＬiＮbＯ3 光導波
路の電気光学効果など、他の手法を用いてもよい。
【００５０】（光遅延線１５（２５）の構成例）図５に
示す光遅延線１５（２５）は、Ｎ（正の整数：ここでは
Ｎ＝７）組の光導波路対５１ａ〜５１ｇと、（Ｎ＋１）
個の２入力２出力光スイッチ５２ａ〜５２ｈから構成さ
れる。２入力２出力光スイッチ５２ａは、２つの光カプ
ラ５３ａ，５４ａと、それらを接続する２本の導波路ア
ームからなるマッハツェンダ型干渉計構成をとり、一方
（または両方）の導波路アーム上にＴＯ移相器として動
作する薄膜ヒータ５５ａが形成されている。他の２入力
２出力光スイッチ５２ｂ〜５２ｈについても同様であ
る。
示す光遅延線１５（２５）は、Ｎ（正の整数：ここでは
Ｎ＝７）組の光導波路対５１ａ〜５１ｇと、（Ｎ＋１）
個の２入力２出力光スイッチ５２ａ〜５２ｈから構成さ
れる。２入力２出力光スイッチ５２ａは、２つの光カプ
ラ５３ａ，５４ａと、それらを接続する２本の導波路ア
ームからなるマッハツェンダ型干渉計構成をとり、一方
（または両方）の導波路アーム上にＴＯ移相器として動
作する薄膜ヒータ５５ａが形成されている。他の２入力
２出力光スイッチ５２ｂ〜５２ｈについても同様であ
る。
【００５１】第１の２入力２出力光スイッチ５２ａの一
方の入力ポートは光遅延線１５（２５）の入力ポートと
なり、２つの出力ポートに光導波路対５１ａが接続され
る。光導波路対５１ａの他端には、第２の２入力２出力
光スイッチ５２ｂの２つの入力ポートが接続され、その
２つの出力ポートには次の光導波路対５１ｂが接続され
る。同様に、各組の光導波路対５１ａ〜５１ｇの前後に
２入力２出力光スイッチ５２ａ〜５２ｈが接続され、各
２入力２出力光スイッチの設定に応じて各組の光導波路
対の短い光導波路または長い光導波路のいずれかが選択
されるようになっている。第８の２入力２出力光スイッ
チ５２ｈの一方の出力ポートは、光遅延線１５（２５）
の出力ポートとなる。
方の入力ポートは光遅延線１５（２５）の入力ポートと
なり、２つの出力ポートに光導波路対５１ａが接続され
る。光導波路対５１ａの他端には、第２の２入力２出力
光スイッチ５２ｂの２つの入力ポートが接続され、その
２つの出力ポートには次の光導波路対５１ｂが接続され
る。同様に、各組の光導波路対５１ａ〜５１ｇの前後に
２入力２出力光スイッチ５２ａ〜５２ｈが接続され、各
２入力２出力光スイッチの設定に応じて各組の光導波路
対の短い光導波路または長い光導波路のいずれかが選択
されるようになっている。第８の２入力２出力光スイッ
チ５２ｈの一方の出力ポートは、光遅延線１５（２５）
の出力ポートとなる。
【００５２】また、各組の光導波路対５１ａ〜５１ｇは
短い光導波路と長い光導波路が対になっており、その間
の光路長差が、 ΔＤ，２ΔＤ，４ΔＤ，８ΔＤ，…，２N-1ΔＤ のいずれかになるように設定されている。なお、各組の
光導波路対５１ａ〜５１ｇの光路長差はこの順番に限ら
ず、順番を入れ替えて配置してもよい。
短い光導波路と長い光導波路が対になっており、その間
の光路長差が、 ΔＤ，２ΔＤ，４ΔＤ，８ΔＤ，…，２N-1ΔＤ のいずれかになるように設定されている。なお、各組の
光導波路対５１ａ〜５１ｇの光路長差はこの順番に限ら
ず、順番を入れ替えて配置してもよい。
【００５３】このような構成の光遅延線１５（２５）の
動作について説明する。ただし、２入力２出力光スイッ
チ５２は、薄膜ヒータ５５に電力を加えないときに入出
力ポートが「スルー状態」となり、電力を加えたときに
「クロス状態」になるものとする。なお、２入力２出力
光スイッチには、薄膜ヒータ５５に電力を加えないとき
に「クロス状態」となり、電力を加えたときに「スルー
状態」になるものもある。
動作について説明する。ただし、２入力２出力光スイッ
チ５２は、薄膜ヒータ５５に電力を加えないときに入出
力ポートが「スルー状態」となり、電力を加えたときに
「クロス状態」になるものとする。なお、２入力２出力
光スイッチには、薄膜ヒータ５５に電力を加えないとき
に「クロス状態」となり、電力を加えたときに「スルー
状態」になるものもある。
【００５４】すべての２入力２出力光スイッチ５２ａ〜
５２ｈを「スルー状態」にすると、光遅延線１５（２
５）の入力ポートに入力された光信号は各組の光導波路
対５１ａ〜５１ｇの短い光導波路を通過して出力ポート
へ至る。このときの光遅延線全体での遅延量をＤ0 とす
る。次に、２入力２出力光スイッチ５２ｃ，５２ｄ，５
２ｆ，５２ｈを「クロス状態」とすると、光導波路対５
１ｃ，５１ｆ，５１ｇの長い光導波路を通過し、その他
は短い光導波路を通過して出力ポートへ至る。このとき
の光遅延線全体の遅延量は、 Ｄ0＋４ΔＤ＋32ΔＤ＋64ΔＤ＝Ｄ0＋100ΔＤ となる。このように、各２入力２出力光スイッチ５２ａ
〜５２ｈを「スルー状態」または「クロス状態」に切り
替えることにより、光遅延線１５（２５）の遅延量を一
般にＤ0 からＤ0＋(２N−１)ΔＤまでΔＤ刻みで実現す
ることができる。
５２ｈを「スルー状態」にすると、光遅延線１５（２
５）の入力ポートに入力された光信号は各組の光導波路
対５１ａ〜５１ｇの短い光導波路を通過して出力ポート
へ至る。このときの光遅延線全体での遅延量をＤ0 とす
る。次に、２入力２出力光スイッチ５２ｃ，５２ｄ，５
２ｆ，５２ｈを「クロス状態」とすると、光導波路対５
１ｃ，５１ｆ，５１ｇの長い光導波路を通過し、その他
は短い光導波路を通過して出力ポートへ至る。このとき
の光遅延線全体の遅延量は、 Ｄ0＋４ΔＤ＋32ΔＤ＋64ΔＤ＝Ｄ0＋100ΔＤ となる。このように、各２入力２出力光スイッチ５２ａ
〜５２ｈを「スルー状態」または「クロス状態」に切り
替えることにより、光遅延線１５（２５）の遅延量を一
般にＤ0 からＤ0＋(２N−１)ΔＤまでΔＤ刻みで実現す
ることができる。
【００５５】なお、ここでは光スイッチとして石英系光
導波路の熱光学効果を用いた２入力２出力光スイッチを
示した。これは、この組み合わせが消光比に優れた安定
な光スイッチを実現できるからであるが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、半導体光スイッチやマイク
ロメカニカルスイッチ等の他の光スイッチを用いてもよ
い。
導波路の熱光学効果を用いた２入力２出力光スイッチを
示した。これは、この組み合わせが消光比に優れた安定
な光スイッチを実現できるからであるが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、半導体光スイッチやマイク
ロメカニカルスイッチ等の他の光スイッチを用いてもよ
い。
【００５６】また、図１（図２）に示す本発明の偏波分
散補償回路の実施形態では、一対の光遅延線１５ａ，１
５ｂ（２５ａ，２５ｂ）の両方が遅延量を変える構成と
したが、一対の光遅延線のうちの一方の遅延量が固定
で、他方の遅延量が可変となる構成としてもよい。
散補償回路の実施形態では、一対の光遅延線１５ａ，１
５ｂ（２５ａ，２５ｂ）の両方が遅延量を変える構成と
したが、一対の光遅延線のうちの一方の遅延量が固定
で、他方の遅延量が可変となる構成としてもよい。
【００５７】（偏波分散補償回路の作製）本発明の偏波
分散補償回路の作製は、石英系光導波路を用いて行っ
た。まず、シリコン基板上に火炎堆積法によりＳiＯ2下
部クラッド層を堆積し、次にＧeＯ2をドーパントとして
添加したＳiＯ2ガラスのコア層を堆積した後に、電気炉
で透明ガラス化した。次に、コア層をエッチングしてコ
ア部を作製した。続いて、所定の光導波路上に薄膜ヒー
タ、電気配線、アモルファスシリコン薄膜を蒸着した。
最後に、所定の光導波路にレーザを照射して残留応力を
開放した。
分散補償回路の作製は、石英系光導波路を用いて行っ
た。まず、シリコン基板上に火炎堆積法によりＳiＯ2下
部クラッド層を堆積し、次にＧeＯ2をドーパントとして
添加したＳiＯ2ガラスのコア層を堆積した後に、電気炉
で透明ガラス化した。次に、コア層をエッチングしてコ
ア部を作製した。続いて、所定の光導波路上に薄膜ヒー
タ、電気配線、アモルファスシリコン薄膜を蒸着した。
最後に、所定の光導波路にレーザを照射して残留応力を
開放した。
【００５８】図６は、作製した偏波分散補償回路に偏波
分散により分離した光パルスを入力したときの補償特性
を示す。半値全幅50ｐsec 、繰り返し周波数10ＧHzの光
パルスを、偏波分散量 1.8ｐsec/(km)1/2 の光ファイバ
を 600ｋｍ伝送した後に評価した。図６には、伝送前、
伝送後で偏波分散補償前、伝送後で偏波分散補償後の光
パルス形状を示す。偏波分散により劣化した光パルス形
状が補償されていることがわかる。なお、完全に元の光
パルス波形に戻っていないのは、高次の偏波分散の影響
であるが、多くの場合は高次の偏波分散による信号劣化
は小さい。
分散により分離した光パルスを入力したときの補償特性
を示す。半値全幅50ｐsec 、繰り返し周波数10ＧHzの光
パルスを、偏波分散量 1.8ｐsec/(km)1/2 の光ファイバ
を 600ｋｍ伝送した後に評価した。図６には、伝送前、
伝送後で偏波分散補償前、伝送後で偏波分散補償後の光
パルス形状を示す。偏波分散により劣化した光パルス形
状が補償されていることがわかる。なお、完全に元の光
パルス波形に戻っていないのは、高次の偏波分散の影響
であるが、多くの場合は高次の偏波分散による信号劣化
は小さい。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、主要部
材を光導波路によって構成することができるので、小型
で信頼性に優れた偏波分散補償回路を実現することがで
きる。このような本発明の偏波分散補償回路と従来の光
ファイバ伝送路と組み合わせることにより、高速な光信
号伝送が可能となり、通信品質の向上と経済性を達成す
ることができる。
材を光導波路によって構成することができるので、小型
で信頼性に優れた偏波分散補償回路を実現することがで
きる。このような本発明の偏波分散補償回路と従来の光
ファイバ伝送路と組み合わせることにより、高速な光信
号伝送が可能となり、通信品質の向上と経済性を達成す
ることができる。
【図１】本発明の偏波分散補償回路の第１の実施形態を
示す図。
示す図。
【図２】本発明の偏波分散補償回路の第２の実施形態を
示す図。
示す図。
【図３】導波路型偏光分離素子１２（２２）の構成例を
示す図。
示す図。
【図４】分岐比可変光カプラ１４（２４）の構成例を示
す図。
す図。
【図５】光遅延線１５（２５）の構成例を示す図。
【図６】本発明の偏波分散補償回路による補償特性を説
明する図。
明する図。
【図７】従来の偏波分散補償回路の構成例を示す図。
１０，２０ シリコン基板 １１，２１ 入力用チャネル光導波路 １２，２２ 導波路型偏光分離素子 １３，２３ 光導波路 １４，２４ 分岐比可変光カプラ １５，２５ 光遅延線 １６，２６ 導波路型偏光合成素子 １７，２７ 出力用チャネル光導波路 １８，２８ 偏光入れ替え手段 １９，２９ 位相調整手段 ３１，３２，４１，４２ 光カプラ ３３，４３ アーム導波路 ３４ アモルファスシリコン薄膜 ３５，４４ 薄膜ヒータ ５１ 光導波路対 ５２ ２入力２出力光スイッチ ５３，５４ 光カプラ ５５ 薄膜ヒータ
フロントページの続き (72)発明者 瀧口 浩一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 岡本 勝就 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H079 AA06 AA12 BA03 CA04 DA03 DA05 DA22 EA05 GA03 HA15 2K002 AA02 AB13 BA13 CA02 CA03 CA22 DA08 FA06 FA26 FA28 GA04 HA11 5K002 BA02 BA04 BA05 BA07 CA01 FA01
Claims (9)
- 【請求項１】 基板上に、 入力光を直交する２つの偏光成分に分離して２つの出力
ポートに出力する導波路型偏光分離手段と、 前記導波路型偏光分離手段の２つの出力ポートに分離さ
れた２つの偏光成分の位相差を調整する位相調整手段
と、 前記導波路型偏光分離手段の２つの出力ポートに分離さ
れた２つの偏光成分を同一偏光に変換する第１の偏光入
れ替え手段と、 前記位相調整手段で位相差が調整され、前記第１の偏光
入れ替え手段で同一偏光になった２つの偏光成分を入力
し、所定の分岐比で２つの出力ポートに合分波する分岐
比可変光カプラと、 前記分岐比可変光カプラの２つの出力ポートに出力され
る同一偏光成分の遅延差を調整する遅延調整手段と、 前記分岐比可変光カプラの２つの出力ポートに出力され
る同一偏光成分を直交する２つの偏光成分に変換する第
２の偏光入れ替え手段と、 前記遅延調整手段で遅延差が調整され、前記第２の偏光
入れ替え手段で直交する偏光になった２つの偏光成分を
入力し、偏光合成して出力する導波路型偏光合成手段と
を備え、 前記位相調整手段に設定する位相差、前記分岐比可変光
カプラに設定する分岐比、前記遅延調整手段に設定する
遅延差を調整して前記入力光の偏波分散を補償する構成
であることを特徴とする偏波分散補償回路。 - 【請求項２】 基板上に、 入力光を直交する２つの偏光成分に分離して２つの出力
ポートに出力する導波路型偏光分離手段と、 前記導波路型偏光分離手段の２つの出力ポートに分離さ
れた２つの偏光成分の位相差を調整する第１の位相調整
手段と、 前記導波路型偏光分離手段の２つの出力ポートに分離さ
れた２つの偏光成分を同一偏光に変換する第１の偏光入
れ替え手段と、 前記第１の位相調整手段で位相差が調整され、前記第１
の偏光入れ替え手段で同一偏光になった２つの偏光成分
を入力し、所定の分岐比で２つの出力ポートに合分波す
る第１の分岐比可変光カプラと、 前記分岐比可変光カプラの２つの出力ポートに出力され
る同一偏光成分の位相差を調整する第２の位相調整手段
と、 前記第２の位相調整手段で位相差が調整された２つの偏
光成分を入力し、所定の分岐比で２つの出力ポートに合
分波する第２の分岐比可変光カプラと、 前記第２の分岐比可変光カプラの２つの出力ポートに出
力される同一偏光成分の遅延差を調整する遅延調整手段
と、 前記分岐比可変光カプラの２つの出力ポートに出力され
る同一偏光成分を直交する２つの偏光成分に変換する第
２の偏光入れ替え手段と、 前記遅延調整手段で遅延差が調整され、前記第２の偏光
入れ替え手段で直交する偏光になった２つの偏光成分を
入力し、偏光合成して出力する導波路型偏光合成手段と
を備え、 前記第１および第２の位相調整手段に設定する位相差、
前記第１および第２の分岐比可変光カプラに設定する分
岐比、前記遅延調整手段に設定する遅延差を調整して前
記入力光の偏波分散を補償する構成であることを特徴と
する偏波分散補償回路。 - 【請求項３】 前記遅延調整手段は一対の光遅延線で構
成され、かつ一対の光遅延線の少なくとも一方が遅延量
を可変する手段を含む構成であることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の偏波分散補償回路。 - 【請求項４】 前記光遅延線の遅延量を可変する手段
は、Ｎを正の整数としたときに、（Ｎ＋１）個の２入力
２出力光スイッチと、Ｎ組の長さの異なる光導波路対と
を交互に接続し、初段の２入力２出力光スイッチの一方
の入力ポートを光遅延線の入力ポートとし、最終段の２
入力２出力光スイッチの一方の出力ポートを光遅延線の
出力ポートとし、各２入力２出力光スイッチの入出力ポ
ート間をスルー状態またはクロス状態に設定することに
より各組の光導波路対のいずれか一方の光導波路を選択
して遅延量を可変させる構成であることを特徴とする請
求項３に記載の偏波分散補償回路。 - 【請求項５】 前記Ｎ組の光導波路対の各光路長差が、
１：２：４：８：…：２N-1 のように２の階乗の比にな
っていることを特徴とする請求項４に記載の偏波分散補
償回路。 - 【請求項６】 前記分岐比可変光カプラは、２入力２出
力の２つの光カプラと、これらを接続する２本の導波路
アームとを備え、一方の導波路アーム上に位相調整手段
を形成したマッハツェンダ型干渉計構成であることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の偏波分散補償
回路。 - 【請求項７】 前記導波路型偏光分離手段および前記導
波路型偏光合成手段は、２入力２出力の２つの光カプラ
と、これらを接続する２本の導波路アームとを備え、一
方の導波路アーム上に複屈折を調整する手段を形成した
構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の偏波分散補償回路。 - 【請求項８】 前記第１および第２の偏光入れ替え手段
は、半波長板またはファラデー回転子を用いた構成であ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の偏
波分散補償回路。 - 【請求項９】 偏波分散補償回路を構成する光導波路が
石英系光導波路であり、請求項１、請求項２または請求
項６に記載の位相調整手段が石英系光導波路上に形成さ
れた薄膜ヒータであることを特徴とする請求項１〜８の
いずれかに記載の偏波分散補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22023699A JP3588427B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 偏波分散補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22023699A JP3588427B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 偏波分散補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001042272A true JP2001042272A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3588427B2 JP3588427B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=16748033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22023699A Expired - Fee Related JP3588427B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 偏波分散補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3588427B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003003104A1 (fr) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif de compensation de dispersion de polarisation |
| US6807322B2 (en) | 2002-02-19 | 2004-10-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | PMD compensating apparatus for controlling polarization controller based on detection of magnitude of waveform distortion |
| WO2005054917A1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Lambda Crosssing Ltd | Polarization independent frequency selective optical coupler |
| JP2006023409A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光センサ |
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| JP2012247581A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体基板上の位相シフタ並びにそれを用いた偏波分離器及び偏波合波器 |
| JP2012247580A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体基板上の位相シフタ並びにそれを用いた偏波分離器及び偏波合成器 |
| JP2022082850A (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-03 | 沖電気工業株式会社 | 偏波状態調整素子及び偏波状態調整方法 |
| WO2023073885A1 (ja) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | 日本電信電話株式会社 | 紫外光照射システム |
| WO2023073771A1 (ja) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | 日本電信電話株式会社 | 紫外光照射システム |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP22023699A patent/JP3588427B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|
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