JP2002124698A

JP2002124698A - 光レシーバ及びそれを用いた光通信方法及び光通信システム

Info

Publication number: JP2002124698A
Application number: JP2001237240A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ono; 武夫小野; Toshihiko Onouchi; 敏彦尾内; Masao Majima; 正男真島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光依存性のない光レシーバ及びそれを用いた
光通信方法及び光通信システムである。【解決手段】光入力導波路１１０１と、分布帰還を生じ
させる回折格子１１０８が形成されたフィルタ導波路１
１０２とからなる光レシーバである。フィルタ導波路１
１０２が、異なる伝搬横モード次数において直交する偏
波モードの伝搬定数が等しくなるよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光周波数多重通信
などにおいて、偏波依存性を解消するための光レシーバ
及びそれを用いた光通信方法及び光通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信分野において伝送容量を拡
大することが望まれており、複数の光周波数を１本の光
ファイバに多重させた光周波数多重（光ＦＤＭ）通信の
開発が行われている。

【０００３】光ＦＤＭの技術は受信方法によって２つに
大別できる。受信光と局発光源とのビートを取って中間
周波数を得て検出するコヒーレント光通信と、光周波数
ないし波長可変フィルタで所望の波長（周波数）の光の
みを透過させて検出する方法である。

【０００４】ここでは、後者の光周波数可変フィルタを
適用した場合について説明する。

【０００５】上記波長可変フィルタには、マッハツェン
ダ型、ファイバファブリペロ型、ＡＯ（音響光学）変調
器型、半導体型などがあり、夫々開発がすすめられてい
る。

【０００６】マッハツェンダ型、ファイバファブリペロ
ー（ＦＦＰ）型は透過帯域幅が比較的自由に設計でき、
数Å程度の狭いものが得られるため、周波数多重度を大
きくできる利点がある。さらに、受信光の偏波の影響を
受けないという大きな利点がある。マッハツェンダ型の
公知例としては、ＯＣＳ８９−６５Ｋ．Ｏｄａｅｔ
ａｌ．の“光ＦＤＭ用フィルタのチャネル選択特性”
（１９８９）があり、ファイバファブリペロー型の公知
例としては、Ｉ．Ｐ．Ｋａｍｉｎｏｗｅｔａｌ．の
“ＦＤＭＡ−ＦＳＫＳｔａｒＮｅｔｗｏｒｋｗｉｔ
ｈａＴｕｎａｂｌｅＯｐｔｉｃａｌＦｉｌｔｅｒＤ
ｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ”，ＩＥＥＥＪ．Ｌｉｇｈ
ｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．６，ＮＯ．
９，ｐｐ．１４０６−１４１４，Ｓｅｐｔｅｍｂｅ
ｒ，１９８８等がある。しかし、これらの従来例は、
光の損失がある、半導体光検出器との集積化が不可能で
装置の小型化が困難である等の欠点を持つ。

【０００７】ＡＯ変調器型の場合は、透過帯域幅が大き
く数１０Å程度となるため、制御は容易であるが、波長
多重数が大きくできないという欠点を持つ。公知例とし
ては、ＯＣＳ９１−８３Ｎ．Ｓｈｉｍｏｓａｋａｅ
ｔａｌ．の“音響光学フィルタを用いた波長分割／時
分割複合多重型放送局内光ネットワーク” （１９９
１）がある。これの欠点としては、光の損失がある、集
積化不可能である、受信光の偏波制御が必要である等が
挙げられる。

【０００８】一方、半導体型の場合、例えば、単一縦モ
ード化のために光ガイド層に回折格子を備えたＤＦＢフ
ィルタは、透過帯域幅を狭く（数Å）できて、光の増幅
作用（２０ｄＢ程度）を併せ持ち、よって周波数多重度
を大きくしかも最低受信感度を小さくできるという利点
を持つ。その公知例として、ＯＱＥ８８−６５Ｔ．Ｎ
ｕｍａｉｅｔａｌ．の“半導体可変波長フィルタ”
（１９８８）がある。これは、半導体光検出器と同じ材
料で構成できるため、集積化可能であり光レシーバを小
型化できるという利点も持つ。

【０００９】以上より、半導体ＤＦＢ型は光ＦＤＭ通信
に適した特性をもつ光フィルタ或は光レシーバであると
いえる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＦＢ
フィルタは、偏波依存性をもつという難点がある。これ
は、図１４に示すようなＤＦＢフィルタで説明すれば、
素子の積層方向と平行な電界成分を持つ光（ＴＥモー
ド）に対する同調波長（ＤＦＢフィルタで透過できる光
の波長）と、素子の積層方向と垂直な電界成分を持つ光
（ＴＭモード）に対する同調波長とが異なるからであ
る。言い換えれば、ＴＥ、ＴＭモードで感じる導波路の
有効屈折率が異なるため、回折格子のブラック条件 λ＝２ｎ_eff∧／ｍ（λ：光の波長、ｎ_eff：有効屈折率、∧：回折格子の
ピッチ、ｍ：整数（回折格子の次数））にずれが生じる
ためである。尚、図１４に示すフィルタでは、導波層４
１にグレーティング４２が設けられ、導波方向に沿って
３つに分かれた電極４３、４４、４５が形成され、夫
々両端の電極４３、４５はゲインを持たせると同時に、
キャリア密度を変えることで屈折率を変え、グレーティ
ング４２によって分布反射される波長を変化させてい
る。中央の電極４４は同様にキャリア密度変化により屈
折率を制御して、導波層４１を通る光の位相を変化させ
広い範囲の波長を選択できる様にしている。

【００１１】一般に、ＴＭモードに対する有効屈折率ｎ
_effの方が小さいため、ＴＭモードの同調波長はＴＥモ
ードに対して短波長側にずれる。そこで、例えば、Ｔ
Ｅモードで利得が最大になるように、ＤＦＢフィルタの
同調波長を調整しておくと、光ファイバを伝送中に光波
の偏波面の回転が生じるとき、ＴＥモード成分が変化
し、フィルタの透過強度が時間的に変化してしまうこと
になる。従って、受信強度が時間的に変化し、受信感度
の劣化、誤り率の上昇等を招く。最悪の場合、すべてＴ
ＭモードでＤＦＢフィルタと結合すれば、ほとんど受信
できないことになる。

【００１２】従って、本発明の目的は、偏光依存性のな
い光レシーバ及びそれを用いた光通信方法及び光通信シ
ステムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】ＤＦＢフィルタなどにお
けるこのような偏波の問題を解決するために、本発明で
は、横モードの次数が異なる相違する（例えば、直交す
る）２つのモード間で一方（例えば、ＴＥ）のモードの
同調波長と他方（例えば、ＴＭ）のモードの同調波長が
同じ波長の光となるフィルタの組合せを選び、そして信
号光を２つのモードに等分に結合するよう入力導波路と
フィルタ導波路を配置した光レシーバ及びそれを用いた
光通信方法及び光通信システムとなっていることを特徴
とする。

【００１４】本発明の原理を、直交する２つのモードが
ＴＥモードとＴＭモードである場合を例にとって、図１
により説明する。所望の信号光波長をλ_bとした時、 λ_b＝２ｎ_eff∧／ｍを満たすよう光フィルタの有効屈折率ｎ_eff、分布帰還
用回折格子ピッチ∧を構成する。しかし、前述した様に
ＴＥモード光とＴＭモード光に対する横モード０次の有
効屈折率ｎ_eff（ＴＥ）、ｎ_eff（ＴＭ）は異なるため、
ＴＥモードではλ _bの光をフィルタリングするが、ＴＭ
モードでは短波長側にずれたところがフィルタリング波
長となってしまう。

【００１５】そこで、本発明では信号光を２つの異なる
次数の横モードに結合させ、一方のモードでＴＥモード
光をフィルタリングし、他方のモードでＴＭモード光を
フィルタリングする方法を提案するものである。

【００１６】図１（ａ）はレシーバを構成する導波路の
斜視図であり、ＴＥ横モード０次と１次の界分布を示し
ている。導波路９０１の上下は導波路１より屈折率の小
さいクラッド層９０２、９０３が形成され、導波路９０
１の左右は導波路９０１より屈折率の小さい材料で埋め
込まれている。図１よりわかる様に、０次と比較し、１
次は導波路９０１への閉じ込めの度合が小さくその有効
屈折率ｎ_eff１（ＴＥ）は０次の有効屈折率ｎ_eff０（Ｔ
Ｅ）より小さくなる。また、この差は、導波路幅Ｗに依
存し、図１（ｂ）に示したように、Ｗが減少するにつれ
て有効屈折率の差ｎ_eff０（ＴＥ）−ｎ_eff１（ＴＥ）は
大きくなる傾向を示す。これはＷが小さい程、光の閉じ
込めの差が大きくなるためである。

【００１７】ここで、通常の導波路では、ＴＭモード
は、ＴＥモードと比較し原理的に閉じ込めの度合が小さ
いため、同じ０次の横モードでも図１（ｂ）のようにＴ
Ｅモードと比較し、有効屈折率ｎ_eff０（ＴＭ）は小さ
くなる。また、導波路幅Ｗ依存性は、ｎ_eff１（ＴＥ）
とは逆に、Ｗが小さい程ｎ_eff０（ＴＥ）との差は小さ
くなる傾向を示す。これは導波路幅と厚さの差が小さく
なるにつれて界分布の形状が近づいてくるためである。
このため図１（ｂ）のようにｎ_eff１（ＴＥ）＝ｎ_eff０（ＴＭ）となる導波路幅Ｗ₁が必ず存在する。

【００１８】そこで、入力導波路からフィルタ導波路に
光が結合する時、０次と１次の横モードに等分に結合す
る構成にし、フィルタ導波路をＷ₁にすることで、ＴＭ
モード成分は０次モードでフィルタリングされ、ＴＥモ
ード成分は１次モードでフィルタリングされる。

【００１９】また、上記方法であると１次のＴＭモード
光は捨てられ、同様に０次のＴＥモード光は捨てられ
る。

【００２０】そこで、入力導波路の後段に光分岐器を設
けこの分岐をＴＥ、ＴＭモード分岐とし、２つに分岐さ
れた導波路それぞれにフィルタ導波路を設ける。そし
て、ＴＥモードが選択される分岐路を導波する光がフィ
ルタ導波路の１次の横モードに結合し、ＴＭモードが選
択される分岐路を導波した光がフィルタ導波路の０次モ
ードに結合するよう構成すれば、捨てられるモードは無
くなるため、更に利得の大きなフィルタリングが可能と
なる。

【００２１】

【実施例１】以下、本発明の実施例を説明する。本発明
による第１の実施例を図２、図３にそって説明する。

【００２２】図２は、光レシーバの断面斜視図で、１１
０１は入力導波路、１１０２はＤＦＢフィルタで構成さ
れたフィルタ部、１１０３は上記ＤＦＢフィルタを通過
した光をディテクトするｐｉｎ型フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）で構成されたＰＤ部を示す。フィルタ部１１０２は
３電極の波長可変ＤＦＢフィルタである。ＤＦＢフィル
タに流す電流は、両端部には短絡して同じ電流Ｉ_FS、中
心部にはそれと独立した電流Ｉ_FCの２つであり、その電
流比を制御することで、増幅度及び透過帯域幅を一定に
保ちながら、透過波長を変化できる。ＤＦＢフィルタの
回折格子は１次で、中央にλ／４シフト領域を有してい
る。ここでこのＤＦＢフィルタ１１０２の層構造は、厚
さ０．５μｍのｐ−Ｉｎ_0.59Ｇａ_0.41Ａｓ_0.9Ｐ_0.1コ
ンタクト層１１０４、厚さ１．５μｍのＩｎ_0.59Ｇａ
_0.41Ａｓ_0.9Ｐ_0.1活性層１１０６、深さ０．５μｍの回
折格子１１０８が形成された厚さ０．１５μｍのＩｎ
_0.71Ｇａ_0.29Ａｓ_0.62Ｐ_0.38下部ガイド層１１０７、そ
してｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１１０９で構成され、光
と電流の閉じ込めのため高抵抗のＩｎＰ１１１１で周囲
を埋め込んでいる。

【００２３】又、入力導波路部１１０１は、活性層１１
０６までエッチングにより落とし、ＩｎＰクラッド層１
１０５を選択再成長し、厚さ０．１５ｍのＩｎ_0.71Ｇａ
_0.29Ａｓ_0.62Ｐ_0.38ガイド層１１１０となっている。

【００２４】上記構成で導波路となるメサ部の幅が変わ
ると光の閉じ込めが変化するため、有効屈折率は変化す
る。１次のＴＥモードと０次のＴＭモードの有効屈折率
のメサ幅依存性は図３の様になる。

【００２５】図３よりＤＦＢフィルタ１１０２のメサ幅
Ｗ₁を３．６０μｍとすることでＴＥ１次とＴＭ０次で
有効屈折率が一致し、３．２３５となった。１．５５μ
ｍを透過波長とするため回折格子１１０８のピッチは
０．２３９６μｍとした。

【００２６】上記構造の光レシーバにより信号光は入力
導波路１１０１からＤＦＢフィルタ１１０２に結合する
が、入力導波路１１０１の中心線ａとフィルタ導波路の
中心線ｂを一致させず、ａがｂに対し、フィルタ導波路
幅Ｗ₁の約１／４だけ、ここでは０．９μｍずらして構
成させることで０次と１次に結合する割合がほぼ一致す
る。

【００２７】入力信号光のＴＥモード成分は、１次モー
ドに結合したものがフィルタ１１０２で透過し、ＴＭモ
ード成分は０次モードに結合したものがフィルタ１１０
２で透過するようになり、ＰＤ部１１０３で得られるＯ
Ｅ変換後の出力の変動を、入力信号光の偏波面が変化し
ても１ｄＢ以内に抑える事が可能になった。

【００２８】

【実施例２】本実施例は、フィルタ導波路の構造が図２
に示した実施例１と同じである２つのＤＦＢフィルタで
構成されたフィルタ部と入力導波路の間にモード分岐器
を設け、ＴＥとＴＭを分けた後、個別のフィルタで波長
選択するというものである。第２の実施例を図４にそっ
て説明する。

【００２９】図４は、光レシーバの断面斜視図で、１２
０１はＹ分岐導波路、１２０２は２つのＤＦＢフィルタ
１２０４、１２０５で構成されたフィルタ部、１２０３
は上記２つのＤＦＢフィルタを通過した光をそれぞれデ
ィテクトするｐｉｎ型フォトダイオード（ＰＤ）１２０
６、１２０７で構成されたＰＤ部を示す。

【００３０】ここでＤＦＢフィルタ１２０４、１２０
５、ＰＤ１２０６、１２０７は実施例１で述べたものと
同じ構成となっている。

【００３１】Ｙ分岐部１２０１において、１２０８は導
波路を示す。実施例１では、導波路は選択再成長したバ
ルクであったが、ここでは多重量子井戸構造（ＭＱＷ）
となっている。１２０９は選択的に混晶化された領域を
示している。

【００３２】導波路１２０８の一部をキャップアニール
法などで混晶化することにより、ＴＭモードの導波光は
混晶領域１２０９に結合しやすくなり、ＴＥモード光は
混晶領域１２０９には結合しにくくなる。よって、入力
された信号光のうちＴＥモードは混晶化していない導波
路に結合し、フィルタ１２０４を通ってＰＤ１２０６で
受信される。又、ＴＭモードの導波光は混晶化した導波
路１２０９に結合し、フィルタ１２０５を通ってＰＤ１
２０７で受信される。

【００３３】この時、分岐されたＴＥモード光の大部分
がフィルタ１２０４の１次モードへ結合するよう分岐路
の幅をフィルタ導波路幅の１／４以下にし、分岐路の中
心がフィルタ１２０４の中心よりフィルタ幅の１／４以
上ずれた位置にくるよう構成している。また、分岐され
たＴＭモード光の大部分がフィルタ１２０５の０次モー
ドに結合するよう分岐路の幅をフィルタ導波路の１／４
以下にし、分岐路の中心とフィルタ導波路の中心が一致
した構成にしている。

【００３４】フィルタ１２０４の１次のＴＥモードのフ
ィルタリング波長とフィルタ１２０５の０次のＴＭモー
ドのフィルタリング波長を実施例１と同様の手段で一致
させれば、入力信号光の偏波面が回転したとしてもフィ
ルタリング波長は一定で、フィルタ部１２０２を透過し
た光出力の変動の無い受信が可能となる。

【００３５】実施例１では、１次のＴＭモード光が捨て
られ、同様に、０次のＴＥモード光が捨てられる。本実
施例では分岐をＴＥ、ＴＭモード分岐とすることで、フ
ィルタで捨てられるモードが無くなるため、更に利得の
大きなフィルタリングが可能となる。

【００３６】以上の実施例１、２では、１．５５μｍ帯
の材料で述べてきたが、１．３μｍ帯及び０．８μｍ帯
（ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系）でも同様の手段が適用で
きる。

【００３７】また、以上の実施例１、２では光フィルタ
として分布帰還領域を持つＤＦＢタイプのものについて
述べたが、分布反射領域と活性領域の分離したＤＢＲタ
イプの光フィルタを用いても、同様の効果を実現でき
る。

【００３８】

【実施例３】本発明による装置を使って光伝送を行った
実施例を図５にそって説明する。７０１は本発明による
光レシーバである。光レシーバは実施例１、２のいずれ
でもよい。光レシーバ７０１を構成している２つのＤＦ
Ｂフィルタａ、ｂに流す電流は、それぞれ両端面側には
短絡して同じ電流Ｉ_FS、中心部にはそれと独立した電流
Ｉ_FCの２つであり、その電流比を制御することで、増幅
度及び透過帯域幅を一定に保ちながら、独立に透過波長
を変化できる。その透過特性の波長依存性を図６に示
す。電流比（Ｉ_FC／（Ｉ_FS＋Ｉ_FC））と透過波長の関係
は図６（ａ）のように、フィルタａで選択できるＴＥモ
ードの光の波長と、フィルタｂで選択できるＴＭモード
の光の波長の特性がほぼ一致している。これは、実施例
１、２で述べたように、２つのフィルタａ、ｂでそれぞ
れＴＥ、ＴＭモードの選択波長が一致するように設計し
てあるからである。従って、上記した様に電流制御は２
つのフィルタａ、ｂで共通でも良い。

【００３９】また、図６（ｂ）に示す様に、ゲインが１
０ｄＢダウンしたところの透過帯域幅は０．０３ｎｍで
あった。この特性は、選択波長が１．５５３５μｍ〜
１．５５２５μｍの約１ｎｍの範囲でほぼ一定であっ
た。

【００４０】つぎに、図５に戻って、７０２は３電極の
波長可変ＤＦＢレーザで、構造はＤＦＢフィルタとほぼ
同じである。このレーザはＤＢＲ型でもよい。発振波長
は、ＤＦＢフィルタと同様に電流比を０．１〜０．６の
範囲で変化させることで、単一モードを保持して約１．
５ｎｍの可変幅が得られる。この光を変調器７０４に入
射し、変調器７０４を変調信号７０７で駆動して、光強
度変調を行う。本実施例では、強度変調時の波長変動
（チャーピング）を抑えるため、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ₃）
マッハツェンダ型の変調器を用いたが、半導体電界吸収
型等の変調器あるいは変調器集積型レーザでもよい。

【００４１】変調した光は光ファイバ７０６に結合して
伝送する。光ファイバ７０６は、１．５５μｍ帯用の分
散シフトシングルモードファイバを用いた。１．３μｍ
帯、０．８μｍ帯の光で伝送する場合には、それぞれに
適した光ファイバを用いる。

【００４２】このような光伝送系において、本発明によ
る光レシーバ７０１で信号を受信する場合、フィルタ
ａ、ｂの透過波長を所望の位置に同調させ、フィルタ
ａ、ｂの後段に集積された２つ光検出器の出力の和を加
算アンプ７０５でとればよい。このとき、フィルタａ、
ｂの透過ピークを所望の波長に安定に一致させなければ
ならないが、素子の温度だけで制御するのは難しい。そ
こで、図７に示すようなブロック図で制御し安定化す
る。その原理を簡単に説明する。発信器７１０により低
周波正弦波（１０ｋＨｚ）でＤＦＢフィルタを微小変調
し、光検出器で受けた電気信号と上記低周波正弦波とを
乗算器７１１でミキシングする。その出力信号から低域
通過フィルタ７１２（カットオフ１００Ｈｚ）によって
低周波成分のみ取り出し、アンプで増幅して電流源のＤ
Ｃ成分に負帰還制御を施す。これによって、ＤＣ〜１０
０Ｈｚの帯域で、レーザ光の波長にＤＦＢフィルタの透
過ピークに合わせ込むことができる。

【００４３】このような方法で伝送した場合、光ファイ
バ７０６中に偏波制御素子を挿入して意図的に偏波面を
回転させても、誤り率は、受信感度−２６ｄＢｍにおい
て１０^-9程度でほとんど変化しなかった。

【００４４】つぎに本方法によって光伝送する場合の光
周波数多重化法を図８にそって述べる。注意すべき点
は、通常捨てられるべき光、すなわちフィルタの１次の
ＴＭモードの光及びフィルタの０次のＴＥモードの光で
ある。いずれも図８に破線で示したが、フィルタの１次
のＴＭモードの同調波長は、０次モードに比べて数ｎｍ
短波長側、また、フィルタの０次のＴＥモードの同調波
長は、１次モードに比べ数ｎｍ長波長側にあるため、Ｄ
ＦＢフィルタの可変範囲１ｎｍの外にあり、クロストー
クの要因とはならない。そこで、ＤＦＢフィルタの１０
ｄＢ透過帯域幅は０．０３ｎｍであるため、クロストー
ク１０ｄＢで周波数多重を実現するために、０．０３ｎ
ｍ程度の波長間隔で多重すれば、１ｎｍ／０．０３ｎｍ
〜３３となり、約３０チャンネルの多重伝送が可能であ
る。

【００４５】

【実施例４】図９に本発明による第４の実施例である光
伝送方法を説明する図を示す。実施例４では、変調を外
部変調器による強度変調で行っていたが、本実施例で
は、レーザ８０２を直接周波数変調するものである。レ
ーザ８０２の中央部の電極に注入するバイアス電流に変
調信号８０７を重畳することで、簡単に周波数変調する
ことができる。符号伝送する場合には、ＦＳＫ（ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ）変調すれば良
い。

【００４６】ＦＳＫ変調の最大周波数偏移（“０”に対
応するスペース周波数と“１”に対応するマーク周波数
の差）は、ＤＦＢフィルタの１０ｄＢ帯域幅の半分とし
た。すなわち、０．０１５ｎｍ＝２ＧＨｚとした。従っ
て、図１０に示す様に、キャリアとなる光の波長λ₀の
両側に±０．００７５ｎｍ離れた位置にサイドモードが
たつような状態になる。

【００４７】この場合、ＤＦＢフィルタの透過ピークの
位置の設定の仕方が実施例３と異なる。図１０に示すよ
うに、マーク周波数λ_markに透過ピークを一致させ、ス
ペース周波数λ_spaceは透過利得が１０ｄＢダウンした
位置になる。

【００４８】この場合、１チャンネルあたりの波長の占
有帯域が広がるため多重度は実施例３に比べて低くなる
が、外部変調器を必要としないという利点がある。

【００４９】

【実施例５】本発明による第５の実施例は、変調をレー
ザ８０２の直接強度変調により行うもので、伝送系は図
９と同じになる。

【００５０】直接強度変調を行う場合には、波長のチャ
ーピングがおこり、１つのチャンネルの占有帯域が広が
るため、多重度は大幅に小さくなる。その幅は、約３Å
である。また、ＤＦＢフィルタの透過帯域幅もこれに合
わせ広く、数Å程度に設計する。

【００５１】この場合、外部変調器が不要になり、送受
信ともに波長の安定化が不要になるという利点がある。

【００５２】

【実施例６】図１１に、本発明による装置及び光通信方
法を光ＬＡＮシステムに応用する場合の各端末に接続さ
れる光−電気変換部（ノード）の構成例を示し、図１２
にそのノードを用いた光ＬＡＮシステムの構成例を示
す。

【００５３】外部に接続された光ファイバ１００１を媒
体として光信号がノードに取り込まれ、分岐部１００２
によりその一部が本発明による実施例１、２のいずれか
により構成された光レシーバ１００３に入射する。この
光レシーバ１００３により所望の波長の光信号だけを取
り出して信号検波を行う。一方、ノードから光信号を送
信する場合には、波長可変ＤＦＢレーザ１００４の光
を、集積された光変調器１００５で変調し、アイソレー
タ１００６を通してから分岐部１００２を介して光伝送
路１００１に入射せしめる。

【００５４】この場合、光伝送方法は実施例３によるも
のになるが、レーザ１００４を直接変調して実施例４ま
たは５によるものでもよい。また、光レシーバ１００３
及び波長可変レーザ１００４は２つ以上の複数を設け
て、送受信について波長可変範囲を広げることもでき
る。

【００５５】光ＬＡＮシステムのネットワークとして、
図１２に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向に
ノードを接続して行きネットワーク化された多数の端末
及びセンタを設置することができる。ただし、多数のノ
ードを接続可能とするためには、光の減衰を補償するた
めの光増幅器を伝送路１００１上に直列に配することが
必要となる。また、各端末にノードを２つ接続し伝送路
を２本にすることで、ＤＱＤＢ方法による双方向の伝送
が可能となる。

【００５６】このような光ネットワークシステムにおい
て、本発明による装置を用いれば、実施例３で述べたよ
うに多重度３０で偏波依存性のない波長多重光伝送ネッ
トワークを構築できる。

【００５７】また、ネットワーク方法として、図１２の
ＡとＢをつなげたループ型、スター型あるいはそれらを
複合した形態のものでも良い。

【００５８】

【実施例７】本発明による装置及び光通信方法により、
光ＣＡＴＶの構築ができる。ＣＡＴＶセンタにおいて波
長可変レーザを用い、受け手となる加入者側において本
発明による実施例１、２のいずれかの光レシーバを用い
る。従来は、偏波の影響により、ＤＦＢフィルタをこの
ようなシステムに用いることが困難であったが、本発明
により可能となった。

【００５９】さらに、加入者に外部変調器を持たせ（簡
易型双方向光ＣＡＴＶの一形態、例えば石川、古田“光
ＣＡＴＶ加入者系における双方向伝送用ＬＮ外部変調
器”ＯＣＳ９１−８２（１９９１）を参照）、加入者
からの信号をその外部変調器からの反射光（センタない
しサブセンタからの信号の反射光）で受け取り、図１３
のようなスター型ネットワークを構築することで、双方
向ＣＡＴＶが可能となり、サービスの高機能化が図れ
る。

【００６０】

【発明の効果】本発明により、偏波依存性のない光レシ
ーバが実現され、またこれを用いて高密度光周波数多重
通信システムなどの光通信システムを、コヒーレント光
通信のような高度な波長制御技術、電子回路技術を必要
とせずに構築できる。本発明では、受信側に偏波依存性
のない通信を可能とする工夫を凝らしているので、送信
側装置は従来のものを用いても偏波依存性のない通信が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する導波路斜視図及び有効
屈折率の導波路幅依存性を示す図。

【図２】本発明の第１の実施例の素子断面斜視図。

【図３】第１の実施例の原理を説明する有効屈折率の導
波路幅依存性を示す図。

【図４】本発明の第２の実施例の素子断面斜視図。

【図５】本発明による第３の実施例の光通信方法を説明
する図。

【図６】ＤＦＢフィルタの特性を説明する図。

【図７】ＤＦＢフィルタの波長安定化を行う系のブロッ
ク図。

【図８】光周波数多重の方法を説明する図。

【図９】第４及び第５の実施例の光通信方法を説明する
図。

【図１０】第４の実施例においてＤＦＢフィルタの同調
の仕方を説明する図。

【図１１】本発明による装置を光ノードに適用した例を
示す平面図。

【図１２】光ＬＡＮネットワークを説明する図。

【図１３】光ＣＡＴＶシステムを説明する図。

【図１４】従来例を説明するＤＦＢフィルタの素子断面
斜視図。

【符号の説明】

７０１，８０１光レシーバ７０２，８０２波長可変ＤＦＢレーザ７０４光強度変調器７０５，８０５加算アンプ７０６，８０６シングルモード光ファイバ７０７，７１０，８０７発振器７１１乗算器７１２低域通過フィルタ７１３加算器９０１光ガイド層９０２，９０３クラッド層１００１光ファイバ１００２光分岐器１００３光レシーバ１００４波長可変ＤＦＢレーザ１００５光強度変調器１００６光アイソレータ１１０１，１２０１光入力導波路部１１０２，１２０２光フィルタ部１１０３，１２０３ＰＤ部１１０４コンタクト層１１０５，１１０９クラッド層１１０６活性層１１０７光ガイド層１１０８回折格子１１１０，１２０８入力導波路１１１１埋め込み領域１２０４，１２０５ＤＦＢフィルタ１２０６，１２０７ｐｉｎ−ＰＤ１２０９混晶領域

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｗ 10/28 (72)発明者真島正男東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H047 KA04 LA18 NA02 QA02 RA00 TA21 2H079 AA02 AA12 AA13 BA01 CA04 DA03 DA16 5F049 MA04 MB07 NA20 NB01 QA08 QA16 SZ20 TA14 5K002 AA03 BA01 BA02 BA05 BA07 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光入力導波路と、分布帰還を生じさせる回
折格子が形成されたフィルタ導波路とからなる光レシー
バにおいて、該フィルタ導波路が、異なる伝搬横モード
次数において直交する偏波モードの伝搬定数が等しくな
るよう構成されていることを特徴とする光レシーバ。
【請求項２】前記フィルタ導波路が、０次のＴＭモード
に対する有効屈折率と高次のＴＥモードに対する有効屈
折率が等しくなる様に構成されたことを特徴とする請求
項１記載の光レシーバ。
【請求項３】前記光入力導波路を導波する光がフィルタ
導波路の０次モードと１次モードに夫々結合する結合係
数が、等しくなるよう該光入力導波路とフィルタ導波路
を配置した構成であることを特徴とする請求項１記載の
光レシーバ。
【請求項４】前記フィルタ導波路が半導体分布帰還型で
あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に
記載の光レシーバ。
【請求項５】前記フィルタ導波路が半導体分布反射型で
あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に
記載の光レシーバ。
【請求項６】前記フィルタ導波路が夫々複数の電極を有
し、同調透過波長が該電極への電流の制御により可変で
あることを特徴とする請求項４または５に記載の光レシ
ーバ。
【請求項７】半導体レーザの光を変調して光ファイバで
信号光を伝送し、請求項１乃至６のいずれか一項に記載
の光レシーバで直接検波することを特徴とする光通信方
法。
【請求項８】１本の光ファイバによって、半導体レーザ
で複数の信号で複数の波長の光を変調させて伝送させ、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光レシーバによ
り所望の波長の光にのせた信号のみを取り出すように、
光周波数分割多重伝送することを特徴とする光通信方
法。
【請求項９】前記半導体レーザが複数の電極を有し、該
電極への電流の制御により発振波長可変であることを特
徴とする請求項７または８記載の光通信方法。
【請求項１０】前記半導体レーザを変調する方法が、外
部強度変調器による強度変調であることを特徴とする請
求項７乃至９のいずれか一項に記載の光通信方法。
【請求項１１】前記半導体レーザを変調する方法が、半
導体レーザの注入電流に信号を重畳する直接周波数変調
であり、前記フィルタ導波路で直接検波する方法が、前
記光レシーバを構成しているフィルタ導波路の透過スペ
クトルの周波数弁別特性を利用して周波数の変動を透過
強度の変動に変換して行う方法であることを特徴とする
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の光通信方法。
【請求項１２】上記周波数変調が符号通信のための直接
ＦＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ）
変調であることを特徴とする請求項１１記載の光通信方
法。
【請求項１３】前記半導体レーザを変調する方法が、半
導体レーザの注入電流に信号を重畳する直接強度変調で
あることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に
記載の光通信方法。
【請求項１４】前記光レシーバを構成しているフィルタ
導波路の同調透過波長を所望の波長に一致させ安定化す
る方法が、該フィルタ導波路の駆動直流電流に発振器に
より低周波の微小信号を重畳させ、光検出器により得ら
れた電気信号と該発振器との同期検波を行い、低域通過
フィルタを通して該駆動直流電流に負帰還制御を施す方
法であることを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか
一項に記載の光通信方法。
【請求項１５】発振源としての半導体レーザ及び請求項
１乃至６のいずれか一項に記載の光レシーバを１つにま
とめ、光周波数分割多重伝送の光通信方法による光送受
信を行うことを特徴とする光−電気変換装置。
【請求項１６】請求項１５記載の光−電気変換装置を用
いることを特徴とする光周波数分割多重伝送システム。
【請求項１７】光加入者に請求項１乃至６のいずれか一
項に記載の光レシーバを持たせ、放送センタに発振源と
しての半導体レーザを持たせて、光周波数分割多重伝送
の光通信方法を行うことを特徴とする光ＣＡＴＶシステ
ム。