JP2003156721A - 偏波モード分散抑制装置 - Google Patents
偏波モード分散抑制装置Info
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Abstract
てもフィードバック系に影響を与えず、低速な受光器で
構成できる偏波モード分散抑制装置を提供する。 【解決手段】 偏波成分103,104でなる入力光パ
ルス102は、偏波コントローラ105にて偏波状態が
制御されてから、偏波面保持光ファイバ106に入力さ
れる。光ファイバ106から出力された光パルス123
の一部は、光カプラ109にて分岐され、更に偏波スプ
リッタ112にてTE偏波成分とTM偏波成分に分岐さ
れる。波長変換素子115は光exOR回路として機能
しており、光信号のTE偏波成分とTM偏波成分のex
OR演算をする。制御系120は、exOR演算結果が
0となるように、偏波コントローラ105による偏波状
態を制御する。
Description
装置に関し、光ファイバを伝搬する高速光通信、光交
換、光情報処理等の光伝送システムに適用され、特に偏
波モード分散を抑制するのに有効な技術である。また本
発明は、TE偏波成分とTM偏波成分との光強度差が大
きくても、偏波モード分散を効果的に抑制することがで
きるように工夫している。
伴い、光信号のビットレートは2.5Gb/sから10
Gb/s、さらには40Gb/sへと増加する傾向にあ
る。ここで問題となるのが偏波モード分散である。図1
2は偏波モード分散を説明する図であって、1001は
光ファイバ、1002は入力光パルス、1003は入力
光パルス1002のTEもしくはTM偏波成分、100
4は入力光パルス1002のTMもしくはTE偏波成
分、1007は出力光パルス、1005は出力光パルス
1007のTEもしくはTM偏波成分、1006は出力
光パルス1007のTMもしくはTE偏波成分である。
在し、光ファイバ中を伝搬する光信号は、偏波面によっ
て、速く進む成分と遅く進む成分に別れて伝搬する。図
12において偏波成分1003が速く進む成分であり、
出力端において、偏波成分1005となる。一方で偏波
成分1004は遅く進む成分であり、出力端では偏波成
分1006となり偏波成分1005より遅く到着する。
出力光パルス1007は偏波成分1005と偏波成分1
006の和となるので、結果として出力光パルス100
7の波形がなまる。
ファイバ長L(Km)に対し、 0.2×L1/2 (ps)〜2×L1/2 (ps) 程度である。すなわち、最悪の場合100Kmの光ファ
イバを仮定すると20psの偏波モード分散が生じる。
この値は2.5Gb/s(パルス幅400ps)や10
Gb/s(パルス幅100ps)ではさほど大きな問題
ではないが、40Gb/s(パルス幅25ps)では致
命的な波形劣化となり、符号誤り率を大きく劣化させる
要因となる。
13のような構成で偏波モード分散を抑圧してきた。図
13において、1101は入力用光ファイバ、1102
は入力光パルス、1103は入力光パルス1102のT
EもしくはTM偏波成分、1104は入力光パルス11
02のTMもしくはTE偏波成分、1105は偏波コン
トローラ、1106は偏波モード分散のとくに大きい光
ファイバで、例えば偏波面保持光ファイバ、1107は
TEもしくはTM偏波成分、1108はTMもしくはT
E偏波成分、1109は光カプラ、1110は受光器、
1111は電気バンドパスフィルタ、1112は偏波コ
ントローラ1105の制御系、1113は出力用光ファ
イバ、1116は波形整形された光パルス、1114は
光パルス1116のTEもしくはTM偏波成分、111
5は光パルス1116のTMもしくはTE偏波成分であ
る(参考文献 Geogre Ishikawa, Hiroki Ooi, and Yuic
hiAkiyama, APCC/OECC '99, pp.424-428 )。
03が光ファイバ1106の速く進む方向に、先行して
いる偏波成分1104を光ファイバ1106の遅く進む
方向に入力するように、偏波コントローラ1105によ
り入力光パルス1102の偏波状態を調整することで、
偏波モード分散を抑制する方式である。光ファイバ11
06としては偏波モード分散の特に大きい、例えば偏波
面保持光ファイバを用いる。偏波面保持光ファイバの偏
波モード分散は、例えば1mあたり1ps程度である。
れば、光信号の一部を光カプラ1109にて分岐した後
に受光器1110にて受光し、受光した光を受光器11
10にて光/電気変換した電気信号を、伝送速度の半分
の帯域の電気バンドパスフィルタ1111を介して制御
系1112に送る。制御系1112は、電気信号の強度
(つまり受光した光の強度)を最高にするように偏波コ
ントローラ1105を制御することで、偏波モード分散
を最小にするように、すなわち偏波成分1114と偏波
成分1115の伝搬遅延の差を最小にし、波形整形され
た光パルス116を得る。
に示す従来技術には以下のような欠点があった。第1の
欠点は光信号のビットレートの制限である。図13の構
成はビットレートのちょうど半分の帯域を有する電気バ
ンドパスフィルタ1111を必要とするため、ビットレ
ートを変更することができない。また第2の欠点とし
て、例えば10101010…といった10符号が連続
すると、ビットレートの半分の高周波成分が増え、電気
のフィードバックに影響を与える問題がある。さらに第
3の欠点としてビットレートの半分の速度を有する受光
器1110を必要とするため、受光器1110が高価に
なる問題があった。
トを変更することができ、10符号が連続してもフィー
ドバック系に影響を与えず、さらに低速な受光器でも構
成が可能な偏波モード分散抑制装置を提供することを目
的とする。また、TE偏波成分とTM偏波成分との光強
度差が大きくても、偏波モード分散を効果的に抑制する
ことができ偏波モード分散抑制装置を提供することを目
的とする。
発明の構成は、光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されると、この光信号のTE偏波成分とTM偏波成分の
伝送遅延の差が最小になるように補償することによって
偏波モード分散が抑制された光信号を出力する偏波モー
ド分散補償器と、前記偏波モード分散補償器から出力さ
れた偏波モード分散が抑制された光信号が入力され、こ
の光信号の一部を出力すると共に残りの一部を分岐する
1入力2出力の光カプラと、前記1入力2出力の光カプ
ラにて分岐された光信号をTE偏波成分とTM偏波成分
に分ける偏波スプリッタと、前記光信号のTE偏波成分
とTM偏波成分が同一の光路長を経て個別に2つの入力
ポートに入力され、光信号のTE偏波成分とTM偏波成
分による光exOR演算をして演算結果を出力する光e
xOR回路と、前記光exOR回路の論理結果出力が
「0」となるように前記偏波モード分散補償器による補
償を制御する制御系と、を有することを特徴とする。
てきた光信号が入力されると、この光信号のTE偏波成
分とTM偏波成分の伝送遅延の差が最小になるように補
償することによって偏波モード分散が抑制された光信号
を出力する偏波モード分散補償器と、前記偏波モード分
散補償器内から偏波モード分散が抑制されたTE偏波成
分の一部を分岐する第1の1入力2出力の光カプラと、
前記偏波モード分散補償器内から偏波モード分散が抑制
されたTM偏波成分の一部を分岐する第2の1入力2出
力の光カプラと、第1の1入力2出力の光カプラにて分
岐された一方の偏波成分と第2の1入力2出力の光カプ
ラにて分岐された他方の偏波成分とが同一の光路長を経
て個別に2つの入力ポートに入力され、光信号の一方の
偏波成分と他方の偏波成分による光exOR演算をして
演算結果を出力する光exOR回路と、前記光exOR
回路の論理結果出力が「0」となるように前記偏波モー
ド分散補償器による補償を制御する制御系と、を有する
ことを特徴とする。
てきた光信号が入力されこの光信号の偏波状態を制御す
る偏波コントローラと、前記偏波コントローラから偏波
状態が制御された光信号が入力されこの光信号を伝搬さ
せることにより光信号の偏波モード分散を抑制する偏波
モード分散制御用光ファイバとで構成された偏波モード
分散補償器と、前記偏波モード分散制御用光ファイバか
ら出力された偏波モード分散が抑制された光信号が入力
され、この光信号の一部を出力すると共に残りの一部を
分岐する1入力2出力の光カプラと、前記1入力2出力
の光カプラにて分岐された光信号をTE偏波成分とTM
偏波成分に分ける偏波スプリッタと、前記光信号のTE
偏波成分とTM偏波成分が同一の光路長を経て個別に2
つの入力ポートに入力され、光信号のTE偏波成分とT
M偏波成分による光exOR演算をして演算結果を出力
する光exOR回路と、前記光exOR回路の論理結果
出力が「0」となるように前記偏波コントローラによる
偏波状態を制御する制御系と、を有することを特徴とす
る。
てきた光信号が入力されこの光信号の偏波状態を制御す
る偏波コントローラと、前記偏波コントローラから偏波
状態が制御された光信号が入力されこの光信号を伝搬さ
せることにより光信号の偏波モード分散を抑制する偏波
モード分散制御用光ファイバとで構成された偏波モード
分散補償器と、前記偏波モード分散制御用光ファイバか
ら出力された偏波モード分散が抑制された光信号が入力
され、この光信号の一部を出力すると共に残りの一部を
分岐する第1の1入力2出力の光カプラと、前記第1の
1入力2出力の光カプラにて分岐された光信号をTE偏
波成分とTM偏波成分に分ける第1の偏波スプリッタ
と、第1の偏波スプリッタにて分けられた前記光信号の
TE偏波成分とTM偏波成分が同一の光路長を経て個別
に2つの入力ポートに入力され、光信号のTE偏波成分
とTM偏波成分による光exOR演算をして演算結果を
出力する第1の光exOR回路と、前記偏波コントロー
ラと前記偏波モード分散制御用光ファイバとの間に配置
され、偏波コントローラから出力された光信号の一部を
前記偏波モード分散制御用光ファイバに向けて出力する
と共に残りの一部を分岐する第2の1入力2出力の光カ
プラと、前記第2の1入力2出力の光カプラにて分岐さ
れた光信号をTE偏波成分とTM偏波成分に分ける第2
の偏波スプリッタと、第2の偏波スプリッタにて分けら
れた前記光信号のTE偏波成分とTM偏波成分が同一の
光路長を経て個別に2つの入力ポートに入力され、光信
号のTE偏波成分とTM偏波成分による光exOR演算
をして演算結果を出力する第2の光exOR回路と、前
記第1の光exOR回路の論理結果出力が「0」となる
と共に、前記第2の光exOR回路の論理結果出力が
「0」とならないように、前記偏波コントローラによる
偏波状態を制御する制御系と、を有することを特徴とす
る。
てきた光信号が入力されこの光信号の偏波状態を制御す
る偏波コントローラと、前記偏波コントローラから偏波
状態が制御された光信号が入力されこの光信号を伝搬さ
せることにより光信号の偏波モード分散を抑制する偏波
モード分散制御用光ファイバとで構成された偏波モード
分散補償器と、前記偏波モード分散制御用光ファイバか
ら出力された光信号が入力され、この光信号の一部を出
力すると共に残りの一部を分岐する1入力2出力の光カ
プラと、前記1入力2出力の光カプラにて分岐された光
信号をTE偏波成分とTM偏波成分に分ける偏波スプリ
ッタと、前記偏波スプリッタから出力されたTE偏波成
分とTM偏波成分の内の一方の偏波成分を伝搬する第1
の偏波用光導波路と、第1の偏波用光導波路と同一の光
路長を有しており、前記偏波スプリッタから出力された
TE偏波成分とTM偏波成分の内の他方の偏波成分を伝
搬する第2の偏波用光導波路と、第1の偏波用光導波路
及び第2の偏波用光導波路を経てTE偏波成分とTM偏
波成分が個別に入力され、光信号のTE偏波成分とTM
偏波成分による光exOR演算をして演算結果を出力す
る光exOR回路と、前記光exOR回路の論理出力が
「0」となるように前記偏波コントローラによる偏波状
態を制御する制御系とを有する偏波モード分散抑制装置
において、第1の偏波用光導波路及び第2の偏波用光導
波路に、入力される光の強度が異なっていても出力する
光の強度を一定範囲内の強度にして出力する光レベル調
整器をそれぞれ備えたことを特徴とする。
は光増幅器を1段もしくは多段に設けて構成されていた
り、第1の偏波用光導波路を経て前記光exOR回路に
入力される偏波成分の強度を検出する第1の受光器と、
第2の偏波用光導波路を経て前記光exOR回路に入力
される偏波成分の強度を検出する第2の受光器と、第1
の受光器で受光した偏波成分の強度と、第2の受光器で
受光した偏波成分の強度とが等しくなるように、前記光
レベル調整器のそれぞれの増幅度を制御する制御回路と
を更に備えていることを特徴とする。
てきた光信号が入力されこの光信号をTE偏波成分とT
M偏波成分に分ける偏波スプリッタと、前記偏波スプリ
ッタにより分岐されたTE偏波成分とTM偏波成分のう
ちの一方の偏波成分が入力されると共に可変位相遅延線
が介装された一方の光導波路と、前記偏波スプリッタに
より分岐されたTE偏波成分とTM偏波成分のうちの他
方の偏波成分が入力される他方の光導波路と、前記一方
の光導波路を伝搬してきた偏波成分と前記他方の光導波
路を伝搬してきた偏波成分を合波して出力する光合波器
とで構成された偏波モード分散補償器と、前記一方の光
導波路のうち前記可変位相遅延線が介装された位置より
も後段に介装され、一方の偏波成分の一部を前記光合波
器に向けて出力すると共に残りの一部を分岐する第1の
1入力2出力の光カプラと、前記他方の光導波路に介装
され、他方の偏波成分の一部を前記光合波器に向けて出
力すると共に残りの一部を分岐する第2の1入力2出力
の光カプラと、第1の1入力2出力の光カプラにて分岐
された一方の偏波成分と第2の1入力2出力の光カプラ
にて分岐された他方の偏波成分とが同一の光路長を経て
個別に2つの入力ポートに入力され、光信号の一方の偏
波成分と他方の偏波成分による光exOR演算をして演
算結果を出力する光exOR回路と、前記光exOR回
路の論理結果出力が「0」となるように前記可変位相遅
延線による位相遅延量を制御する制御系と、を有するこ
とを特徴とする。
てきた光信号が入力されこの光信号をTE偏波成分とT
M偏波成分に分ける偏波スプリッタと、前記偏波スプリ
ッタにより分岐されたTE偏波成分とTM偏波成分のう
ちの一方の偏波成分が入力されると共に可変位相遅延線
が介装された一方の光導波路と、前記偏波スプリッタに
より分岐されたTE偏波成分とTM偏波成分のうちの他
方の偏波成分が入力される他方の光導波路と、前記一方
の光導波路を伝搬してきた偏波成分と前記他方の光導波
路を伝搬してきた偏波成分を合波して出力する光合波器
とにより構成された偏波モード分散補償器と、前記一方
の光導波路のうち前記可変位相遅延線が介装された位置
よりも後段に介装され、一方の偏波成分の一部を前記光
合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分岐する第
1の1入力2出力の光カプラと、前記他方の光導波路に
介装され、他方の偏波成分の一部を前記光合波器に向け
て出力すると共に残りの一部を分岐する第2の1入力2
出力の光カプラと、第1の1入力2出力の光カプラにて
分岐された一方の偏波成分と第2の1入力2出力の光カ
プラにて分岐された他方の偏波成分とが同一の光路長を
経て個別に2つの入力ポートに入力され、光信号の一方
の偏波成分と他方の偏波成分による光exOR演算をし
て演算結果を出力する光exOR回路と、前記光exO
R回路の論理結果出力が「0」となるように前記可変位
相遅延線による位相遅延量を制御する第1の制御系と、
前記一方の光導波路のうち前記可変位相遅延線が介装さ
れた位置よりも前段に介装され、一方の偏波成分の一部
を前記光合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分
岐する第3の1入力2出力の光カプラと、前記他方の光
導波路に介装され、他方の偏波成分の一部を前記光合波
器に向けて出力すると共に残りの一部を分岐する第4の
1入力2出力の光カプラと、前記光ファイバと前記偏波
スプリッタとの間に介装され、前記光ファイバから出力
された光信号の偏波状態を制御してから前記偏波スプリ
ッタに向けて出力する偏波コントローラと、第3の光カ
プラにて分岐された偏波成分と第4の光カプラにて分岐
された偏波成分の強度の差が最小になるように、前記偏
波コントローラによる偏波状態を制御する第2の制御系
と、を有することを特徴とする。
補償器は、プレーナ光回路型の偏波モード分散補償器で
あり、このプレーナ光回路型の偏波モード分散補償器
は、第1の偏波スプリッタと、第1の位相調整領域と、
第1の可変カプラと、第2の位相調整領域と、第2の可
変カプラと、偏波遅延領域と、第2の偏波スプリッタが
順に接続されて形成されており、第1及び第2の偏波ス
プリッタは、対称型のマッハ・ツェンダ干渉計の一方の
導波路にアモルファスシリコンを備えると共に、他方の
導波路にヒータを備えて構成され、第1及び第2の位相
調整領域ならびに第1及び第2の可変カプラは、対称型
のマッハ・ツェンダ干渉計の両方の導波路にヒータを備
えて構成され、前記偏波遅延領域は、マッハ・ツェンダ
干渉計であって一方の導波路と他方の導波路の長さが異
なって構成され、更に、第1の位相調整領域の一方の導
波路のうち、ヒータが備えられている部分よりも入力側
の位置に第1の半波長板が介装され、前記偏波遅延領域
の2つの導波路の何れか1つに第2の半波長板が介装さ
れており、このプレーナ光回路型の偏波モード分散補償
器のヒータの発熱量を変化させることにより偏波状態を
変化させることができるようになっていることを特徴と
する。
補償器は、リチウムナイオブレート型の偏波モード分散
補償器であり、このリチウムナイオブレート型の偏波モ
ード分散補償器は、リチウムナイオブレートにより形成
された導波路の上に、第1の電圧値の電圧が印加される
複数の第1群の櫛型電極と、第2の電圧値の電圧が印加
される複数の第2群の櫛形電極とが、交互に配置される
と共に、各櫛型電極の間に更にアース電極を配置してお
り、光信号のビート長をΛとしたときに、各櫛型電極の
相互間の間隔が、入力側から出力側に向かい交互にΛ/
4と3Λ/4とになっており、前記櫛形電極に印加する
電圧を変化させることにより偏波状態を変化させること
ができるようになっていることを特徴とする。
の動作速度が、入力する光信号の伝送速度よりも遅く、
「0」または「1」の判定を光信号の平均値で行うこと
を特徴とする。
に基づき詳細に説明する。
1の実施の形態に係る偏波モード分散抑制装置を示す。
同図において、101は入力用光ファイバ、102は入
力光パルス、103は入力光パルス102のTEもしく
はTM偏波成分、104は入力光パルス102のTMも
しくはTE偏波成分、105は偏波コントローラ、10
6は偏波モード分散の特に大きい光ファイバで、例えば
偏波面保持光ファイバ、107はTEもしくはTM偏波
成分、108はTMもしくはTE偏波成分、109は光
カプラ、110は光導波路、111は出力用光ファイ
バ、112は偏波スプリッタ、113,114は光導波
路、115は相互位相変調型の波長変換素子、116は
波長変換素子115の光源、117,118は光導波
路、119は受光器、120は偏波コントローラ105
の制御系、123は波形整形された光パルス、121は
光パルス123のTEもしくはTM偏波成分、122は
光パルス123のTMもしくはTE偏波成分である。
た偏波成分103が光ファイバ106の速く進む方向
に、先行している偏波成分104を光ファイバ106の
遅く進む方向に入力するように、偏波コントローラ10
5により入力光パルス102の偏波状態を調整すること
で、偏波モード分散を抑制する方式である。
5と、偏波モード分散の特に大きい光ファイバ(偏波面
保持光ファイバ)106とにより、偏波モード分散補償
器を構成している。
岐して、その偏波成分を偏波スプリッタ112でさらに
分岐する。この結果、光導波路113にはTEもしくは
TM偏波成分が、光導波路114にはTMもしくはTE
偏波成分が出力される。ここで、光導波路113と光導
波路114の光路長を等しくしたうえで波長変換素子1
15の2つの信号入力ポートに個別に入力する。
長変換素子であり、入力側の光導波路113,114の
双方の光信号レベルが「0」レベルのときには、光源1
16からの連続光を出力側の光導波路117に出力す
る。すなわち、このとき出力側の光導波路118の光信
号レベルは「0」レベルである。一方、入力側の光導波
路113または光導波路114の光信号レベルのうちの
どちらか一方だけが「1」レベルになると、波長変換素
子115の原理により、出力側の光導波路118の光信
号レベルは「1」レベルとなる。さらに入力側の光導波
路113,114の双方の光信号レベルが「1」レベル
のとき、双方が打ち消し合って、出力側の光導波路11
8の光信号レベルは「0」レベルとなる。
114の光信号レベルが等しいときは、光導波路118
の光信号レベルは「0」レベルとなり、光導波路113
と光導波路114の光信号レベルが等しくない場合に
は、光導波路118の光信号レベルは「1」レベルとな
るいわゆるexOR(排他的論理和)動作を意味する。
なお光exOR回路として動作する波長変換素子115
の動作速度が、入力する光信号の伝送速度よりも遅く、
「0」または「1」の判定を光信号の平均値で行うよう
にしている。もちろん、動作速度の速い波長変換素子を
用いてもよい。
に「0」レベルとすることは、光導波路113と光導波
路114を伝搬する光信号がまったく等しいことにな
り、出力用光ファイバ111を伝搬する偏波成分121
と偏波成分122との間に位相遅延がないことを意味す
る。
気信号を出力するので、受光器119から出力される電
気信号の強度を最小にするように(つまり受光した光強
度を最小にするように)、制御系120にて偏波コント
ローラ105による入力光パルス102に対する偏波状
態を制御することで、偏波モード分散を最小にするよう
に、すなわち偏波成分121と偏波成分122の伝搬遅
延の差を最小にするように調整する。このような制御動
作をすることにより、波形整形された光パルス123を
得ることができる。
導波路117に接続して、波長変換素子115におい
て、光パルス(TE偏波成分,TM偏波成分)と、光源
116からの光との進行方向が逆方向になるようにして
も、図1と同様な動作が行われる。
下のような望ましくない状態になる可能性がある。すな
わち偏波コントローラ105を制御する際に、偏波成分
103を光導波路113に、偏波成分104を光導波路
114に分離する望ましい状態Aだけでなく、偏波成分
103の半分の光出力パワーと偏波成分104の半分の
出力パワーを光導波路113に出力し、残りの偏波成分
103,104の半分の光出力パワーを光導波路114
に出力した上に、偏波成分103,104の偏波方向を
光ファイバ106の偏波モード分散が0になる方向(最
も速く進む方向と最も遅く進む方向のちょうど真ん中4
5度の角度)に合わせてしまう、望ましくない状態Bに
なる可能性がある。このような不具合を解消するには、
次に示す第2の実施の形態を採用すればよい。
の実施の形態に係る偏波モード分散抑制装置を示す。同
図において、201は入力用光ファイバ、202は入力
光パルス、203は入力光パルス202のTEもしくは
TM偏波成分、204は入力光パルス202のTMもし
くはTE偏波成分、205は偏波コントローラ、206
は偏波モード分散のとくに大きい光ファイバで、例えば
偏波面保持光ファイバ、207はTEもしくはTM偏波
成分、208はTMもしくはTE偏波成分、209は光
カプラ、210は光導波路、211は出力用光ファイ
バ、212は偏波スプリッタ、213,214は光導波
路、215は相互位相変調型の波長変換素子、216は
波長変換素子215の光源、217,218は光導波
路、219は受光器、220は偏波コントローラ205
の制御系、223は波形整形された光パルス、221は
光パルス223のTEもしくはTM偏波成分、222は
光パルス223のTMもしくはTE偏波成分である。こ
れらの201〜223は、図1に示すものと同様であ
り、動作原理も同様である。
モード分散の特に大きい光ファイバ(偏波面保持光ファ
イバ)206とにより、偏波モード分散補償器を構成し
ている。
24、偏波スプリッタ225、光導波路226,22
7、相互位相変調型の波長変換素子228、光源22
9、光導波路230,231、受光器232を具備する
ことで、第1の実施の形態における不具合を解消する。
205と光ファイバ206との間に配置した光カプラ2
24によって分岐し、偏波スプリッタ225によって、
光路長が等しい光導波路226,227に分岐したうえ
で波長変換素子228に入力する。上述したのと同様に
波長変換素子228はexOR回路として動作する。
232においては偏波成分203,204の光信号レベ
ルは等しくなく、受光器219においては偏波成分20
3,204の光信号レベルは等しい。すなわち、受光器
219を最小に調整したときに、受光器232が最小で
なければ、状態Aであることがわかる。一方、望ましく
ない状態Bでは、受光器219を最小にしたとき、受光
器232も同様に最小になってしまう。この状態は望ま
しくない状態であるので、制御器220により偏波コン
トローラ205による入力光パルス202に対する偏波
状態を更に調整し、状態Aになるように調整する。
路217に接続したり、光源229を光導波路230に
接続するようにしてもよい。
の実施の形態では、以下のような望ましくない状態にな
る可能性がある。すなわち、入力用光ファイバ101
(201)に入力されるTE偏波成分とTM偏波成分の
光強度が等しい、もしくは光強度差が小さい(例えば5
dB程度)場合にはexOR動作が正常動作し、偏波モ
ード分散の抑制を行うことができるが、光強度差が5d
B以上になると光強度が強い方の偏波成分のみ引きずら
れ、exOR回路(波長変換素子115(215))が
正常動作しない可能性がある。
強度差は大きく、時として20dBにも達することがあ
る。このときには、図1〜図3に示す第1及び第2の実
施の形態にかかる偏波モード分散抑制装置では、偏波モ
ード分散を抑制することはできない。このようにTE/
TM偏波成分の強度差が大きい場合には、次に示す第3
の実施の形態を採用すればよい。
の実施の形態にかかる偏波モード分散抑制装置を示す。
同図において、301は入力用光ファイバ、302は入
力光パルス、303は入力光パルス302のTEもしく
はTM偏波成分、304は入力光パルス302のTMも
しくはTE偏波成分、305は偏波コントローラ、30
6は偏波モード分散の特に大きい光ファイバで、例えば
偏波面保持光ファイバ、307はTEもしくはTM偏波
成分、308はTMもしくはTE偏波成分、309は1
入力2出力の光カプラ、310は光導波路、311は出
力用光ファイバ、312は偏波スプリッタ、313,3
14は偏波用光導波路、315は相互位相変調型の波長
変換素子、316は波長変換素子315の光源、31
7,318は光導波路、319は平均出力のみを検知す
る受光器、320は偏波コントローラ305の制御系、
323は波形整形された光パルス、321は光パルス3
23のTEもしくはTM偏波成分、322は光パルス3
23のTMもしくはTE偏波成分である。
た)光レベル調整器324と、光導波路314に備えた
(介装した)光レベル調整器325とを有する。光レベ
ル調整器324,325は、入力される光の強度が異な
っていても、出力する光の強度を一定範囲内の強度にし
て出力する機能を有している。その具体的特性は、図5
を参照して後述する。
モード分散の特に大きい光ファイバ(偏波面保持光ファ
イバ)306とにより、偏波モード分散補償器を構成し
ている。
遅延した偏波成分303が偏波面保持光ファイバ306
の速く進む方向に、先行している偏波成分304が偏波
面保持光ファイバ306の遅く進む方向に入力するよう
に、制御系320にて偏波コントローラ305を制御す
ることにより、入力光パルス302の偏波状態を調整し
て、偏波モード分散を抑制している。
岐して、その偏波成分を偏波スプリッタ312でさらに
分岐する。この結果、偏波用光導波路313にはTEも
しくはTM偏波成分が、偏波用光導波路314にはTM
もしくはTE偏波成分が出力される。ここで、偏波用光
導波路313と偏波用光導波路314の光路長を等しく
したうえで、波長変換素子315の信号入力ポートに、
TE偏波成分とTM偏波成分が個別に入力する。
長変換素子であり、偏波用光導波路313,314の双
方の光強度が「0」レベルのときには光源316からの
連続光を光導波路317に出力する。すなわち、このと
き出力側の光導波路318は「0」レベルである。一
方、偏波用光導波路313または偏波用光導波路314
の光強度のうちのどちらか一方だけが「1」レベルにな
ると、波長変換素子315の原理により出力側の光導波
路318の光強度は「1」レベルとなる。さらに偏波用
光導波路313,314の双方の光強度が「1」レベル
のとき、双方が打ち消し合って、出力側の光導波路31
8の光強度は「0」レベルとなる。
素子315に入力される偏波成分の光強度と、光レベル
調整器325を通過して波長変換素子315に入力され
る偏波成分の光強度は、一定範囲内の強度になってお
り、ほぼ一定である。
岐して、偏波用光導波路313,314に入力したTE
偏波成分とTM偏波成分の光強度差が大きい場合であっ
ても、光レベル調整器324を通過して波長変換素子3
15に入力される偏波成分の光強度と、光レベル調整器
325を通過して波長変換素子315に入力される偏波
成分の光強度は、ほぼ等しくなるため、偏波用光導波
路313に入力された偏波成分と、偏波用光導波路31
4に入力された偏波成分との入力タイミングが等しいと
きには、光導波路318の光強度は「0」レベルとな
り、偏波用光導波路313に入力された偏波成分と、
偏波用光導波路314に入力された偏波成分との入力タ
イミングが等しくないときには、光導波路318の光強
度は「1」レベルとなる。つまり、偏波スプリッタ31
2にて分岐して偏波用光導波路313,314に入力し
たTE偏波成分とTM偏波成分の光強度に大きな差があ
った場合でも、波長変換素子315における、exOR
動作を確保することができる。
気信号を出力するので、受光器319から出力される電
気信号の強度を最小にするように(つまり受光した光強
度を最小にするように)、制御系320にて偏波コント
ローラ305による入力光パルス302に対する偏波状
態を制御することで、偏波モード分散を最小にするよう
に、すなわち偏波成分321と偏波成分322の伝搬遅
延の差を最小にするように調節する。このような制御動
作をすることにより、波形成形された光パルス323を
得ることができる。しかも、偏波成分303と偏波成分
304の光強度差が大きくても、exOR動作を確保す
ることができるので、波形成形された光パルス323を
得ることができる。
路317に接続するようにしてもよい。
実施の形態における光レベル調整器324,325の特
性を示す特性図であって、具体的には増幅度20dB、
飽和出力3dBmの半導体光増幅器の光入力に対する光
出力を図示したものである。同図により、−20dBm
を越えるいかなる光強度に対しても、出力強度は0〜+
3dBmの範囲に収まる。すなわち例えば、入力される
光強度が−20dBmと0dBmのように20dBを越
える光強度差が存在しても、光レベル調整の結果、出力
する光強度を0〜+3dBmと3dBの範囲に収めるこ
とができる。
レベル調整器として用いると信号のパターンによって増
幅度が変化するいわゆるパターン効果による波形歪みが
問題となるが、本発明においては受光器319における
平均出力のみを検知するため、波形が歪んでも問題にな
らない。
Bの達成が困難な場合には、半導体光増幅器を2段、3
段とカスケード接続しても構わない。また、入力される
光の強度が低い光伝送システムに用いる場合には、増幅
度が高い光増幅器を採用し、入力される光の強度が高い
光伝送システムに用いる場合には、増幅度が低い光増幅
器を採用する。また、半導体光増幅器の代わりに、光フ
ァイバアンプ等を用いて光レベル調整器を構成しても良
い。
の実施の形態にかかる偏波モード分散抑制装置を示す。
この実施の形態では、図4に示す第3の実施の形態にか
かる偏波モード分散抑制装置に、更に、受光器326,
327と、制御回路328と、フィードバック回路32
9,330を付加した構成となっている。
を通過して波長変換素子315に入力される偏波成分が
入力され、受光器326は、この偏波成分の強度に応じ
た電気信号を出力する。また、受光器327には、光レ
ベル調整器325を通過して波長変換素子315に入力
される偏波成分が入力され、受光器327は、この偏波
成分の強度に応じた電気信号を出力する。制御回路32
8は、受光器326及び受光器327からの電気信号を
監視することにより、偏波用光導波路313を介して波
長変換素子315に入力される偏波光の強度、及び、偏
波用光導波路314を介して波長変換素子315に入力
される偏波光の強度をモニタすることができる。
度の差が最小になるように、フィードバック回路32
9,330を介して、光レベル調整器324,325の
増幅度を個別に調整している。つまり、光強度が弱いと
きには光レベル調整器324,325の電流を増加する
ことで増幅度を上げ、光強度が強いときには光レベル調
整器324,325の電流を減少することで増幅度を下
げる。このような光強度調整制御によって、偏波用光導
波路313を介して波長変換素子315に入力される偏
波光の強度と、偏波用光導波路314を介して波長変換
素子315に入力される偏波光の強度を、より厳密に一
致させることができ、更に確実に偏波モード分散の制御
が可能になる。
の実施の形態に係る偏波モード分散抑制装置を示す。図
7において、401は入力用光ファイバ、402は入力
光パルス、403は入力光パルス402のTEもしくは
TM偏波成分、404は入力光パルス402のTMもし
くはTE偏波成分、405は偏波スプリッタ、406,
407は光導波路、408は光導波路406に介装され
た可変位相遅延線、409は光合波器、411,412
は光カプラ、413は相互位相変調型の波長変換素子、
414は波長変換素子413の光源、415,416は
光導波路、417は受光器、418は可変位相遅延線4
08の制御系、419は出力用光ファイバ、422は波
形整形された光パルス、420は光パルス422のTE
もしくはTM偏波成分、421は光パルス422のTM
もしくはTE偏波成分である。
と、光導波路406,407と、可変位相遅延線408
と光合波器409とにより、偏波モード分散補償器を構
成している。
パルス402を偏波スプリッタ405にて分岐すること
により、遅延した(もしくは先行した)偏波成分403
を光導波路406に、偏波成分404を光導波路407
に分岐すると共に、遅延した(もしくは先行した)偏波
成分403の光路長を短く(もしくは長く)するよう可
変位相遅延線408を調整することで、偏波モード分散
を抑制する方式である。
部の光信号を分岐し、同一光路長の光導波路を経て波長
変換素子413に入力する。前述のように波長変換素子
413はexOR回路として動作するので、光導波路4
16の出力値を最小にするように制御系418にて可変
位相遅延線408による位相遅延量を制御することで、
偏波モード分散を最小にするように、すなわち偏波成分
420と偏波成分421の伝搬遅延の差を最小にし、波
形整形された光パルス422を得る。
導波路415に接続して、波長変換素子413におい
て、光パルス(TE偏波成分,TM偏波成分)と、光源
414からの光との進行方向が逆方向になるようにして
も、図7と同様な動作が行われる。
実施の形態では、偏波成分403が光導波路406に、
偏波成分404が光導波路407にうまく分岐するよう
な偏波状態にあるとは限らないという不具合がある。こ
のような不具合を解消するには、次に示す第6の実施の
形態を採用すればよい。
の実施の形態に係る偏波モード分散抑制装置を示す。図
6において、401は入力用光ファイバ、402は入力
光パルス、403は入力光パルス402のTEもしくは
TM偏波成分、404は入力光パルス402のTMもし
くはTE偏波成分、405は偏波スプリッタ、406,
407は光導波路、408は光導波路406に介装され
た可変位相遅延線、409は光合波器、411,412
は光カプラ、413は相互位相変調型の波長変換素子、
414は波長変換素子413の光源、415,416は
光導波路、417は受光器、418は可変位相遅延線4
08の制御系、419は出力用光ファイバ、422は波
形整形された光パルス、420は光パルス422のTE
もしくはTM偏波成分、421は光パルス422のTM
もしくはTE偏波成分である。これらの401〜422
は、図8に示すものと同様であり、動作原理も同様であ
る。
タ405と、光導波路406,407と、可変位相遅延
線408と光合波器409とにより、偏波モード分散補
償器を構成している。
23,424、受光器425,426、偏波コントロー
ラ427、制御系428を具備することで、第5の実施
の形態における不具合を解消する。すなわち、光導波路
406,407を伝搬する光信号の一部を光カプラ42
3,424にて分岐し、分岐した光信号の強度を受光器
425,426で測定し、その強度の差が最小になるよ
うに、制御系428にて偏波コントローラ427による
入力光パルス402に対する偏波状態を制御すること
で、偏波成分403が光導波路406に、偏波成分40
4が光導波路407にうまく分岐するような偏波状態に
することができる。
路415に接続するようにしてもよい。
おける位相変調型波長変換素子115,215,22
8,315,413がいずれも入力信号に追従しなくて
もいい点である。すなわち、exOR動作が1ビット1
ビットに追従する必要はなく、平均値として検出できれ
ばよい。同様のことは受光器119,219,232,
319,326,327,417,425,426にも
言える。すなわち本発明の構成はいずれも光信号の平均
出力パワーで動作するので、ビットレートに依存しな
い。また1010信号が連続しても、フィードバック系
に影響を与えない。さらには安価な低速な受光器を使う
ことができる。
た実施の形態では、偏波モード分散補償器として、
(イ)偏波コントローラ(偏波ローテータ)と、偏波モ
ード分散の特に大きい光ファイバ(例えば偏波面保持光
ファイバ)との組合せ(図1〜図4,図6参照)や、
(ロ)偏波スプリッタと、2本の光導波路と、一方の光
導波路に介装した可変位相遅延線と、光合波器との組合
せ(図7〜図9)を採用しているが、偏波モード分散補
償器としては他の種類の物も採用することができる。以
下に他の偏波モード分散補償器を説明する。
波モード分散補償器〕PLC(シリコン基板上の石英系
導波路:プレーナ光波回路)を使った偏波モード分散補
償器を、図10を参照して説明する。このタイプの偏波
モード分散補償器は、T.Saida et al.,"planar Lightwa
ve Circuit Polarization Mode Compensator",ECOC’20
01,Amsterdamに開示されており、2つの偏波スプリッタ
501,502と、2つの半波長板503,504と、
2つの位相調整領域505,506と、2つの可変カプ
ラ507,508と、1つの偏波遅延領域509とによ
り構成されている。つまり、第1の偏波スプリッタ50
1と、第1の位相調整領域505と、第1の可変カプラ
507と、第2の位相調整領域506と、第2の可変カ
プラ508と、偏波遅延領域509と、第2の偏波スプ
リッタ502がこの順に直列的に接続されて構成されて
いる。
マッハ・ツェンダ干渉計の一方の導波路にアモルファス
シリコンAS1,AS2を、他方の導波路にヒータH
1,H2を備えて構成されたものであり、TE・TM偏
波を分離または結合する。
のマッハ・ツェンダ干渉計の構造をとり、両方の導波路
に備えたヒータH7−1,H7−2,H8−1,H8−
2に加える電力を調整することで、光信号の分岐比を変
化させることができる。
型のマッハ・ツェンダ干渉計の構造をとり、各導波路に
ヒータH5−1,H5−2,H6−1,H6−2を備え
ており、光信号の位相を変化させる。
下側の導波路のうち、ヒータH5−1よりも入力側の位
置に介装されており、半波長板504は、偏波遅延領域
509の短い方の導波路に介装されている。半波長板5
03,504はTE偏波をTM偏波に、TM偏波をTE
偏波へと逆転する機能を持つ。
導波路からなり、両者を伝搬する光信号の伝搬遅延の差
は20psに設定されている。
下のように動作する。入力された光信号は第1の偏波ス
プリッタ501によってTE偏波とTM偏波に分離され
る。さらにTM偏波は半波長板503によってTE偏波
に変換される。すなわち、入力信号はTE偏波成分と、
TM偏波成分(但し偏光はTE偏波)に分離される。
の位相調整領域505,506と2つの可変カプラ50
7,508に導波させる。ここで、各ヒータH5−1,
H5−2,H6−1,H6−2,H7−1,H7−2,
H8−1,H8−2に加える電力を調整し(この結果、
発熱量を調整し)、位相調整領域505,506の位相
と可変カプラ507,508の分岐比を変化させること
で、TE偏波成分とTM偏波成分(ただし偏光はTE成
分)の比を自由に変化させることができる(これは、上
記(イ)のタイプの偏波モード分散補償器において、偏
波コントローラを調整することで、TE偏波成分とTM
偏波成分の比を変化させることに対応する)。
9の長い方の導波路に、TM偏波成分(偏光はTE偏
波)は短い方の導波路に入力される。導波路の伝搬時間
の差は20psであるので、TE偏波成分が20ps遅
れることになる(これは上記(イ)のタイプの偏波モー
ド分散補償器において、偏波面保持光ファイバを用いて
一方の偏波成分を他方の偏波成分に比べて遅延させるこ
とに対応する)。
板504によって再びTM偏波に戻され、TE偏波成分
とTM偏波成分を偏波スプリッタ502によって結合し
て出力する。
波ローテータ)と偏波面保持光ファイバによって偏波モ
ード分散を補償する、上記(イ)のタイプの偏波モード
分散補償器と等しい。即ち、位相調整領域505と可変
カプラ507が偏波コントローラに、偏波遅延領域50
9が偏波面保持光ファイバに相当する。
N(リチウムナイオブレート、LiNbO3)を使った偏波モ
ード分散補償器を、図11を参照して説明する。このタ
イプの偏波モード分散補償器は、R.Noe et al .,"Integ
rated optical LiNbO3 distributed polarization mode
dispersioncompensator in 20 Gb/s transmission sys
tem"Electronics Letters,vol.35,no.8,pp.652-654,199
9に開示されており、光信号が伝搬する光導波路600
の上に、電圧V1を印加する櫛型電極601a,601
bと、0Vのアース電極602と、電圧V2を印加する
櫛型電極603a,603bを順に配置したものであ
る。つまり、櫛型電極603a,601a,603b,
601bがこの順に配列され、これら櫛型電極603
a,601a,603b,601bの間(櫛型電極の相
互間および各櫛の間)にアース電極602が配置されて
いる。
極間の間隔を、図11のようにΛ/4と3Λ/4となる
ようにする。LN基板としてはX軸方向にカットし、Y
軸方向に光信号が伝搬するものを利用する。V1,V2
に±69Vの電圧を印加することで、光信号の偏波を±
45度回転することができる。LN導波路には0.26
ps/mmの偏波モード分散があるので、光信号を回転
することで光信号の偏波モード分散をわずかに変えるこ
とができる。Noe らは、Λ/4と3Λ/4の間隔を持つ
櫛型電極2つを1組として、73組を縦列接続すること
によって43psの偏波モード分散補償に成功してい
る。挿入損は約7dBである。
償器は各種存在するが、これらの偏波モード分散補償器
を組み込んで、本発明の偏波モード分散抑制装置を構成
することができる。
5と光ファイバ106による偏波モード分散補償器の代
わりに、上述した各種の偏波モード分散補償器を採用す
ることにより、本発明の偏波モード分散抑制装置を構成
することができる。また例えば図7における偏波スプリ
ッタ405と、光導波路406,407と、可変位相遅
延線408と、光合波器409とによる偏波モード分散
補償器の代わりに、上述した各種の偏波モード分散補償
器を採用することにより、本発明の偏波モード分散抑制
装置を構成することができる。
ットレートを変更することができ、10符号が連続して
もフィードバック系に影響を与えず、さらに低速な受光
器でも構成が可能な偏波モード分散抑制装置を提供する
ことができる。
M偏波成分との強度差が大きい場合にもexOR回路が
正常に動作し、偏波モード分散を抑制することが可能な
偏波モード分散抑制装置を提供することができる。
散抑制装置を示す構成図。
散抑制装置の変形例を示す構成図。
散抑制装置を示す構成図。
散抑制装置を示す構成図。
性を示す特性図
散抑制装置を示す構成図。
散抑制装置を示す構成図。
散抑制装置の変形例を示す構成図。
散抑制装置を示す構成図。
構成図。
成図。
図。
例えば偏波面保持光ファイバ、 107,108は偏波成分、 109は光カプラ、 110は光導波路、 111は出力用光ファイバ、 112は偏波スプリッタ、 113,114は光導波路、 115は相互位相変調型の波長変換素子、 116は光源、 117,118は光導波路、 119は受光器、 120は制御系、 121,122は偏波成分、 123は波形整形された光パルス、 201は入力用光ファイバ、 202は入力光パルス、 203,204は偏波成分、 205は偏波コントローラ、 206は偏波モード分散のとくに大きい光ファイバで、
例えば偏波面保持光ファイバ、 207,208は偏波成分、 209は光カプラ、 210は光導波路、 211は出力用光ファイバ、 212は偏波スプリッタ、 213,214は光導波路、 215は相互位相変調型の波長変換素子、 216は光源、 217,218は光導波路、 219は受光器、 220は制御系、 221,222は偏波成分、 223は波形整形された光パルス、 224は光カプラ、 225は偏波スプリッタ、 226,227は光導波路、 228は相互位相変調型の波長変換素子、 229は光源、 230,231は光導波路、 232は受光器、 301は入力用光ファイバ、 302は入力光パルス、 303,304は偏波成分、 305は偏波スプリッタ、 306は偏波面保持光ファイバ、 307,308は偏波成分、 309は光カプラ、 310は光導波路、 311は出力用光ファイバ、 312は偏波スプリッタ、 313,314は偏波用光導波路、 315は波長変換素子、 316は光源、 317,308は光導波路、 319は受光器、 320は制御系、 321,322は偏波成分、 323は波形整形された光パルス、 324,325は光レベル調整器、 326,327は受光器、 328は制御回路、 329,330はフィードバック回路、 401は入力用光ファイバ、 402は入力光パルス、 403,404は偏波成分、 405は偏波スプリッタ、 406,407は光導波路、 408は可変位相遅延線、 409は光合波器、 411,412は光カプラ、 413は相互位相変調型の波長変換素子、 414は光源、 415,416は光導波路、 417は受光器、 418は制御系、 419は出力用光ファイバ、 420,421は偏波成分、 422は波形整形された光パルス、 423,424は光カプラ、 425,426は受光器、 427は偏波コントローラ、 428は制御系、 501,502は偏波スプリッタ、 503,504は半波長板、 505,506は位相調整領域、 507,508は可変カプラ、 509は偏波遅延領域、 601a,601b,,603a,603bは櫛型電
極、 602a〜602dはアース電極、 1001は光ファイバ、 1002は入力光パルス、 1003,1004,1005,1006は偏波成分、 1007は光パルスである。
Claims (12)
- 【請求項1】 光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されると、この光信号のTE偏波成分とTM偏波成分の
伝送遅延の差が最小になるように補償することによって
偏波モード分散が抑制された光信号を出力する偏波モー
ド分散補償器と、 前記偏波モード分散補償器から出力された偏波モード分
散が抑制された光信号が入力され、この光信号の一部を
出力すると共に残りの一部を分岐する1入力2出力の光
カプラと、 前記1入力2出力の光カプラにて分岐された光信号をT
E偏波成分とTM偏波成分に分ける偏波スプリッタと、 前記光信号のTE偏波成分とTM偏波成分が同一の光路
長を経て個別に2つの入力ポートに入力され、光信号の
TE偏波成分とTM偏波成分による光exOR演算をし
て演算結果を出力する光exOR回路と、 前記光exOR回路の論理結果出力が「0」となるよう
に前記偏波モード分散補償器による補償を制御する制御
系と、を有することを特徴とする偏波モード分散抑制装
置。 - 【請求項2】 光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されると、この光信号のTE偏波成分とTM偏波成分の
伝送遅延の差が最小になるように補償することによって
偏波モード分散が抑制された光信号を出力する偏波モー
ド分散補償器と、 前記偏波モード分散補償器内から偏波モード分散が抑制
されたTE偏波成分の一部を分岐する第1の1入力2出
力の光カプラと、 前記偏波モード分散補償器内から偏波モード分散が抑制
されたTM偏波成分の一部を分岐する第2の1入力2出
力の光カプラと、 第1の1入力2出力の光カプラにて分岐された一方の偏
波成分と第2の1入力2出力の光カプラにて分岐された
他方の偏波成分とが同一の光路長を経て個別に2つの入
力ポートに入力され、光信号の一方の偏波成分と他方の
偏波成分による光exOR演算をして演算結果を出力す
る光exOR回路と、 前記光exOR回路の論理結果出力が「0」となるよう
に前記偏波モード分散補償器による補償を制御する制御
系と、を有することを特徴とする偏波モード分散抑制装
置。 - 【請求項3】 光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されこの光信号の偏波状態を制御する偏波コントローラ
と、前記偏波コントローラから偏波状態が制御された光
信号が入力されこの光信号を伝搬させることにより光信
号の偏波モード分散を抑制する偏波モード分散制御用光
ファイバとで構成された偏波モード分散補償器と、 前記偏波モード分散制御用光ファイバから出力された偏
波モード分散が抑制された光信号が入力され、この光信
号の一部を出力すると共に残りの一部を分岐する1入力
2出力の光カプラと、 前記1入力2出力の光カプラにて分岐された光信号をT
E偏波成分とTM偏波成分に分ける偏波スプリッタと、 前記光信号のTE偏波成分とTM偏波成分が同一の光路
長を経て個別に2つの入力ポートに入力され、光信号の
TE偏波成分とTM偏波成分による光exOR演算をし
て演算結果を出力する光exOR回路と、 前記光exOR回路の論理結果出力が「0」となるよう
に前記偏波コントローラによる偏波状態を制御する制御
系と、を有することを特徴とする偏波モード分散抑制装
置。 - 【請求項4】 光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されこの光信号の偏波状態を制御する偏波コントローラ
と、前記偏波コントローラから偏波状態が制御された光
信号が入力されこの光信号を伝搬させることにより光信
号の偏波モード分散を抑制する偏波モード分散制御用光
ファイバとで構成された偏波モード分散補償器と、 前記偏波モード分散制御用光ファイバから出力された偏
波モード分散が抑制された光信号が入力され、この光信
号の一部を出力すると共に残りの一部を分岐する第1の
1入力2出力の光カプラと、 前記第1の1入力2出力の光カプラにて分岐された光信
号をTE偏波成分とTM偏波成分に分ける第1の偏波ス
プリッタと、 第1の偏波スプリッタにて分けられた前記光信号のTE
偏波成分とTM偏波成分が同一の光路長を経て個別に2
つの入力ポートに入力され、光信号のTE偏波成分とT
M偏波成分による光exOR演算をして演算結果を出力
する第1の光exOR回路と、 前記偏波コントローラと前記偏波モード分散制御用光フ
ァイバとの間に配置され、偏波コントローラから出力さ
れた光信号の一部を前記偏波モード分散制御用光ファイ
バに向けて出力すると共に残りの一部を分岐する第2の
1入力2出力の光カプラと、 前記第2の1入力2出力の光カプラにて分岐された光信
号をTE偏波成分とTM偏波成分に分ける第2の偏波ス
プリッタと、 第2の偏波スプリッタにて分けられた前記光信号のTE
偏波成分とTM偏波成分が同一の光路長を経て個別に2
つの入力ポートに入力され、光信号のTE偏波成分とT
M偏波成分による光exOR演算をして演算結果を出力
する第2の光exOR回路と、 前記第1の光exOR回路の論理結果出力が「0」とな
ると共に、前記第2の光exOR回路の論理結果出力が
「0」とならないように、前記偏波コントローラによる
偏波状態を制御する制御系と、を有することを特徴とす
る偏波モード分散抑制装置。 - 【請求項5】 光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されこの光信号の偏波状態を制御する偏波コントローラ
と、前記偏波コントローラから偏波状態が制御された光
信号が入力されこの光信号を伝搬させることにより光信
号の偏波モード分散を抑制する偏波モード分散制御用光
ファイバとで構成された偏波モード分散補償器と、 前記偏波モード分散制御用光ファイバから出力された光
信号が入力され、この光信号の一部を出力すると共に残
りの一部を分岐する1入力2出力の光カプラと、 前記1入力2出力の光カプラにて分岐された光信号をT
E偏波成分とTM偏波成分に分ける偏波スプリッタと、 前記偏波スプリッタから出力されたTE偏波成分とTM
偏波成分の内の一方の偏波成分を伝搬する第1の偏波用
光導波路と、 第1の偏波用光導波路と同一の光路長を有しており、前
記偏波スプリッタから出力されたTE偏波成分とTM偏
波成分の内の他方の偏波成分を伝搬する第2の偏波用光
導波路と、 第1の偏波用光導波路及び第2の偏波用光導波路を経て
TE偏波成分とTM偏波成分が個別に入力され、光信号
のTE偏波成分とTM偏波成分による光exOR演算を
して演算結果を出力する光exOR回路と、 前記光exOR回路の論理出力が「0」となるように前
記偏波コントローラによる偏波状態を制御する制御系と
を有する偏波モード分散抑制装置において、 第1の偏波用光導波路及び第2の偏波用光導波路に、入
力される光の強度が異なっていても出力する光の強度を
一定範囲内の強度にして出力する光レベル調整器をそれ
ぞれ備えたことを特徴とする偏波モード分散抑制装置。 - 【請求項6】 前記光レベル調整器は光増幅器を1段も
しくは多段に設けて構成されていることを特徴とする請
求項5の偏波モード分散抑制装置。 - 【請求項7】 請求項5または請求項6において、 第1の偏波用光導波路を経て前記光exOR回路に入力
される偏波成分の強度を検出する第1の受光器と、 第2の偏波用光導波路を経て前記光exOR回路に入力
される偏波成分の強度を検出する第2の受光器と、 第1の受光器で受光した偏波成分の強度と、第2の受光
器で受光した偏波成分の強度とが等しくなるように、前
記光レベル調整器のそれぞれの増幅度を制御する制御回
路とを更に備えていることを特徴とする偏波モード分散
抑制装置。 - 【請求項8】 光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されこの光信号をTE偏波成分とTM偏波成分に分ける
偏波スプリッタと、前記偏波スプリッタにより分岐され
たTE偏波成分とTM偏波成分のうちの一方の偏波成分
が入力されると共に可変位相遅延線が介装された一方の
光導波路と、前記偏波スプリッタにより分岐されたTE
偏波成分とTM偏波成分のうちの他方の偏波成分が入力
される他方の光導波路と、前記一方の光導波路を伝搬し
てきた偏波成分と前記他方の光導波路を伝搬してきた偏
波成分を合波して出力する光合波器とで構成された偏波
モード分散補償器と、 前記一方の光導波路のうち前記可変位相遅延線が介装さ
れた位置よりも後段に介装され、一方の偏波成分の一部
を前記光合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分
岐する第1の1入力2出力の光カプラと、 前記他方の光導波路に介装され、他方の偏波成分の一部
を前記光合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分
岐する第2の1入力2出力の光カプラと、 第1の1入力2出力の光カプラにて分岐された一方の偏
波成分と第2の1入力2出力の光カプラにて分岐された
他方の偏波成分とが同一の光路長を経て個別に2つの入
力ポートに入力され、光信号の一方の偏波成分と他方の
偏波成分による光exOR演算をして演算結果を出力す
る光exOR回路と、 前記光exOR回路の論理結果出力が「0」となるよう
に前記可変位相遅延線による位相遅延量を制御する制御
系と、を有することを特徴とする偏波モード分散抑制装
置。 - 【請求項9】 光ファイバを伝搬してきた光信号が入力
されこの光信号をTE偏波成分とTM偏波成分に分ける
偏波スプリッタと、前記偏波スプリッタにより分岐され
たTE偏波成分とTM偏波成分のうちの一方の偏波成分
が入力されると共に可変位相遅延線が介装された一方の
光導波路と、前記偏波スプリッタにより分岐されたTE
偏波成分とTM偏波成分のうちの他方の偏波成分が入力
される他方の光導波路と、前記一方の光導波路を伝搬し
てきた偏波成分と前記他方の光導波路を伝搬してきた偏
波成分を合波して出力する光合波器とにより構成された
偏波モード分散補償器と、 前記一方の光導波路のうち前記可変位相遅延線が介装さ
れた位置よりも後段に介装され、一方の偏波成分の一部
を前記光合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分
岐する第1の1入力2出力の光カプラと、 前記他方の光導波路に介装され、他方の偏波成分の一部
を前記光合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分
岐する第2の1入力2出力の光カプラと、 第1の1入力2出力の光カプラにて分岐された一方の偏
波成分と第2の1入力2出力の光カプラにて分岐された
他方の偏波成分とが同一の光路長を経て個別に2つの入
力ポートに入力され、光信号の一方の偏波成分と他方の
偏波成分による光exOR演算をして演算結果を出力す
る光exOR回路と、 前記光exOR回路の論理結果出力が「0」となるよう
に前記可変位相遅延線による位相遅延量を制御する第1
の制御系と、 前記一方の光導波路のうち前記可変位相遅延線が介装さ
れた位置よりも前段に介装され、一方の偏波成分の一部
を前記光合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分
岐する第3の1入力2出力の光カプラと、 前記他方の光導波路に介装され、他方の偏波成分の一部
を前記光合波器に向けて出力すると共に残りの一部を分
岐する第4の1入力2出力の光カプラと、 前記光ファイバと前記偏波スプリッタとの間に介装さ
れ、前記光ファイバから出力された光信号の偏波状態を
制御してから前記偏波スプリッタに向けて出力する偏波
コントローラと、 第3の光カプラにて分岐された偏波成分と第4の光カプ
ラにて分岐された偏波成分の強度の差が最小になるよう
に、前記偏波コントローラによる偏波状態を制御する第
2の制御系と、を有することを特徴とする偏波モード分
散抑制装置。 - 【請求項10】 請求項1乃至請求項9の何れか一項に
おいて、前記偏波モード分散補償器は、プレーナ光回路
型の偏波モード分散補償器であり、 このプレーナ光回路型の偏波モード分散補償器は、 第1の偏波スプリッタと、第1の位相調整領域と、第1
の可変カプラと、第2の位相調整領域と、第2の可変カ
プラと、偏波遅延領域と、第2の偏波スプリッタが順に
接続されて形成されており、 第1及び第2の偏波スプリッタは、対称型のマッハ・ツ
ェンダ干渉計の一方の導波路にアモルファスシリコンを
備えると共に、他方の導波路にヒータを備えて構成さ
れ、 第1及び第2の位相調整領域ならびに第1及び第2の可
変カプラは、対称型のマッハ・ツェンダ干渉計の両方の
導波路にヒータを備えて構成され、 前記偏波遅延領域は、マッハ・ツェンダ干渉計であって
一方の導波路と他方の導波路の長さが異なって構成さ
れ、 更に、第1の位相調整領域の一方の導波路のうち、ヒー
タが備えられている部分よりも入力側の位置に第1の半
波長板が介装され、 前記偏波遅延領域の2つの導波路の何れか1つに第2の
半波長板が介装されており、 このプレーナ光回路型の偏波モード分散補償器のヒータ
の発熱量を変化させることにより偏波状態を変化させる
ことができるようになっていることを特徴とする偏波モ
ード分散抑制装置。 - 【請求項11】 請求項1乃至請求項10の何れか一項
において、前記偏波モード分散補償器は、リチウムナイ
オブレート型の偏波モード分散補償器であり、 このリ
チウムナイオブレート型の偏波モード分散補償器は、 リチウムナイオブレートにより形成された導波路の上
に、第1の電圧値の電圧が印加される複数の第1群の櫛
型電極と、第2の電圧値の電圧が印加される複数の第2
群の櫛形電極とが、交互に配置されると共に、各櫛型電
極の間に更にアース電極を配置しており、 光信号のビート長をΛとしたときに、各櫛型電極の相互
間の間隔が、入力側から出力側に向かい交互にΛ/4と
3Λ/4とになっており、前記櫛形電極に印加する電圧
を変化させることにより偏波状態を変化させることがで
きるようになっていることを特徴とする偏波モード分散
抑制装置。 - 【請求項12】 前記光exOR回路の動作速度が、入
力する光信号の伝送速度よりも遅く、「0」または
「1」の判定を光信号の平均値で行うことを特徴とする
請求項1ないし請求項11のうちの何れか一項の偏波モ
ード分散抑制装置。
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EP02016801A EP1280289B1 (en) | 2001-07-27 | 2002-07-26 | Polarization mode dispersion compensating device using optical XOR circuit |
DE60238232T DE60238232D1 (de) | 2001-07-27 | 2002-07-26 | Vorrichtung zur Kompensation der Polarisationsmodendispersion mit optischen XOR-Schaltung |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015019272A (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-29 | 三菱電機株式会社 | 量子暗号装置および量子暗号装置に用いられる送信信号光処理方法 |
-
2002
- 2002-04-04 JP JP2002102091A patent/JP3664305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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