JP2004151339A - Optical processing equipment and optical amplification system - Google Patents

Optical processing equipment and optical amplification system Download PDF

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JP2004151339A
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Masakazu Takabayashi
正和 高林
Sadayuki Matsumoto
貞行 松本
Kiichi Yoshiara
喜市 吉新
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical attenuator which has extremely small polarization mode dispersion and polarization dependency loss and can be made small in sized and light in weight. <P>SOLUTION: A polarization beam splitter 10 polarizes and separating an input light signal into light signals of two substantially orthogonal polarized components and outputs the light signal of one polarized component and the light signal of the other polarized component. A Faraday rotator 11 rotates the plane of polarization of the light signal of the one polarized component by a 1st Faraday rotational angle and outputs the light signal, and a reflecting mirror 12 reflects the light signal to put it back to the polarization beam splitter 10 through the Faraday rotator 11. A Faraday rotator 21 rotates the plane of polarization of the light signal of the other polarized component by a 2nd Faraday rotational angle and outputs the light signal and a reflecting mirror 22 reflects the light signal to put it back to the polarization beam splitter 10 through the Faraday rotator 21. The polarization beam splitter 10 puts together and outputs the light signals which are returned, and varies the Faraday rotational angles to vary the attenuation quantity of the composite light signal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光減衰器や偏波モード分散補償器などの光処理装置及びそれを用いた光増幅システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
光通信システムで用いられる光増幅器は、光信号の入力強度の変動によって増幅特性が変動する。また、波長多重伝送システムにおいて、光増幅器に入力する光信号の波長数に変更があった場合にも同様に増幅特性が変化する。そこで、光増幅器の光信号強度を一定に保ち、増幅特性を安定化させるために可変光減衰器が用いられる。可変光減衰器は入射光の強度を減衰させる素子であって、減衰量を変化させることのできるものである。40Gbit/s以上の超高速光通信システムにおいて使用される光部品においては、偏波モード分散(Polarization mode dispersion:以下、PMDという。)及び偏波依存損失が非常に小さなことが要求され、また小型であることが望ましい。
【0003】
また、超高速光通信システムにおいては、光ファイバ伝送路のPMDが問題となる。光ファイバが真円からずれていたり、応力がかかることにより基底モードの縮退が解け、2つの直交した偏波成分の光の伝搬速度の違いにより群遅延時間差が生じる。その結果、光パルス信号には広がりが生じるために、光通信システムにおける伝送速度や伝送距離を制限する。また、偏波状態も任意の偏波状態となる。このような問題を解決するためには、受信端において偏波状態を制御し、光ファイバ伝送路とは逆の群遅延時間差を発生させる補償方法が必要になる。
【0004】
例えば、特許文献1において開示された従来技術に係る光減衰器は、2個の偏光ビームスプリッタと、光の偏波面を回転させるための電気光学素子と、2個の反射ミラーを備えて構成されている。この光減衰器では、電気光学素子に所定の電圧を印加することにより偏波面の回転角を調整し、出力光強度の制御ができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−272638号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1において開示された従来技術に係る光減衰器では、超高速光通信システムに耐えうるPMDや偏波依存損失の非常に小さな光減衰器を得ることは難しく、また、比較的大きなデバイスとなっていた。さらに、当該光減衰器において、PMDの補償はできなかった。
【0007】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して極めて小さいPMDや偏波依存損失を有し、しかも小型・軽量化できる光減衰器などの光処理装置とそれを利用した光増幅システムを提供することにある。
【0008】
また、本発明の別の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して極めて小さいPMDや偏波依存損失を有してPMDを補償でき、しかも小型・軽量化できるPMD補償器などの光処理装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光処理装置は、第1と第2と第3と第4のポートを有し、第1のポートを介して入力される光信号を互いに実質的に直交する2つの偏波成分の光信号に偏波分離して、一方の偏波成分の光信号を第2のポートを介して出力する一方、他方の偏波成分の光信号を第3のポートを介して出力する偏波分離合成手段と、
上記偏波分離合成手段の第2のポートから出力される一方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第1のファラデー回転角で回転して出力する第1のファラデー回転子と、
上記偏波分離合成手段の第3のポートから出力される他方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第2のファラデー回転角で回転して出力する第2のファラデー回転子と、
上記第1のファラデー回転子から出力される光信号を反射した後、上記第1のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第2のポートに戻す第1の反射手段と、
上記第2のファラデー回転子から出力される光信号を反射した後、上記第2のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第3のポートに戻す第2の反射手段とを備え、
上記偏波分離合成手段は、第2のポートに戻される光信号と、第3のポートに戻される光信号とを合成して、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から合成した光信号を出力し、上記第1と第2のファラデー回転角を変化することにより、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から出力される合成した光信号の減衰量を変化させることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態について説明する。以下の図面において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【0011】
実施の形態1.
図1は、本発明に係る実施の形態1である光減衰器101の構成を示すブロック図であり、図2は、図1の偏光ビームスプリッタ10の動作を示す斜視図である。この実施の形態1に係る光減衰器101は、偏波分離合成素子である偏光ビームスプリッタ10と、偏波変換素子である2個のファラデー回転子11,21と、2個の反射ミラー12,22とを備えて構成したことを特徴としている。
【0012】
図1及び図2において、偏光ビームスプリッタ10は、互いに対向する第1の面と第2の面を有するとともに、互いに対向する第3の面と第4の面を有する。図1及び図2に示すように、光信号は入力ポートP1を介して偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1に入射し、互いに実質的に直交するTE波とTM波の各偏波成分の光信号に分離され、偏波分離されたTE波の光信号は透過して第2の面S2からファラデー回転子11を介して反射ミラー12に出力される一方、偏波分離されたTM波の光信号は直角で偏光されて第3の面S3から反射ミラー20及びファラデー回転子21を介して反射ミラー22に出力される。すなわち、偏波分離されたTE波の光信号はファラデー回転子11を透過し、反射ミラー12により反射され、再度ファラデー回転子11を透過した後、偏光ビームスプリッタ10の第2の面S2に戻って入射する。一方、偏波分離されたTM波の光信号はファラデー回転子21を透過し、反射ミラー22により反射され、再度ファラデー回転子21を透過した後、偏光ビームスプリッタ10の第3の面S3に戻って入射する。次いで、偏光ビームスプリッタ10は戻って入射してきた2つの光信号を合成して第4の面S4から出力ポートP11を介して出力する。
【0013】
ここで、両方のファラデー回転子11,21に対して、コントローラ40により制御される磁界印加装置30から所定の磁界を印加すると、透過する光信号の偏波面が回転する。そのため、TM波からTE波、あるいはその逆の偏波変換が起こり、偏波変換された光信号は、上述のように、偏光ビームスプリッタ10により合成されて出力ポートP11に出力される。残りの光信号は入力ポートP1への戻り光信号となる。すなわち、各ファラデー回転子11,21の偏波面を回転させることにより、第1の出力ポートP11からの出力光強度を制御できる。各ファラデー回転子11,21での偏波面のファラデー回転角[度]と出力光強度の関係は図3のようになる。光信号が各ファラデー回転子11,21を1回透過したときの回転角をθとすると、反射ミラー12,22により反射して再度ファラデー回転子11,21を透過した際には回転角は2θとなる。例えば、θ=45度に設定したときは、図1に示すように、TE波の光信号がファラデー回転子11を2回通過したときは、TM波の光信号となって偏光ビームスプリッタ10に戻り、TM波の光信号がファラデー回転子21を2回通過したときは、TE波の光信号となって偏光ビームスプリッタ10に戻ってくる。なお、特許文献1に開示された従来技術に係る電気光学素子の場合には、光信号が往復するとファラデー回転角はゼロ度に戻ってしまうため、本実施の形態のように、光信号を折り返す構成を用いることはできない。
【0014】
以上の実施の形態において、伝送された光信号におけるPMDや偏波依存損失を非常に小さくするためには、光減衰器101の製造時において、各反射ミラー12,22の位置と回転角度を微調整した後に反射ミラー12,22を接着剤等で固定すればよい。図4(a)に示すように、各反射ミラー12,22の光軸方向の位置をそれぞれ、各移動回転機構13,23により光軸に平行な方向200で移動するように微調整して各偏波の群遅延時間差を微調整することにより、PMDを例えばゼロになるように補償できる。また、図4(b)に示すように、各反射ミラー12,22の光軸に対する角度φを、各移動回転機構13,23により微調整すれば、反射ミラー12,22での反射角度が変化して各偏波の損失を微調整できる。このような調整方法により、PMDや偏波依存損失をそれぞれ独立に制御できるため、PMDと偏波依存損失の両者を非常に小さくすることができる。
【0015】
以上説明したように、本実施の形態によれば、各ファラデー回転子11,21を通過した光信号を反射ミラー12,22により折り返す構成としたため、反射ミラー12,22の位置と角度の微調整によりそれぞれPMDや偏波依存損失を非常に小さくすることができ、しかも光減衰器101を小型・軽量化できる。
【0016】
実施の形態2.
図5は、本発明に係る実施の形態2である光減衰器102の構成を示すブロック図である。この実施の形態2に係る光減衰器102は、図1に図示された実施の形態1に係る光減衰器101に比較して、磁界印加装置30に代えて、各ファラデー回転子11,21に対して別々に、コントローラ41により制御される磁界印加装置31,32を備えたことを特徴としている。なお、ファラデー回転子11,21の間に、上記磁界を遮蔽する磁界遮蔽板50を設ける。以下、これらの相違点について詳細説明する。
【0017】
図5において、各ファラデー回転子11,21を磁界印加装置31,32により独立に制御するため、各偏波の出力光強度を独立に制御できる。一般に、光通信システムで用いられる光増幅器は、偏波依存性があり、TM波に対する増幅率とTE波に対する増幅率が異なる。よって、入射する光信号の偏波状態により増幅率が変動する。それを防止するためには、各偏波のファラデー回転角θを互いに独立に制御して、各偏波の強度を独立に制御することが好ましい。
【0018】
従って、本実施の形態によれば、第1の実施の形態に係る作用効果に加えて、各ファラデー回転子11,21のファラデー回転角θを独立に制御することにより、各偏波の出力光強度を独立に制御できるという特有の効果を有する。
【0019】
実施の形態3.
図6は、本発明に係る実施の形態3である光減衰器103の構成を示すブロック図である。この実施の形態3に係る光減衰器103は、図1に図示された実施の形態1に係る光減衰器101に比較して、2個のファラデー回転子11,12に代えて、1個のファラデー回転子11aを備えたことを特徴としている。以下、これらの相違点について詳細説明する。
【0020】
図6において、1個のファラデー回転子11aを各偏波の光伝送路で共用している。そのため各偏波の出力光強度を独立には制御できないが、使用するファラデー回転子11aが1個であるため、それに対して所定の磁界を印加する磁界印加装置30を1個にすることができる。従って、本実施の形態においては、実施の形態1の作用効果に加えて、当該光減衰器103における装置全体の消費電力を低減できるとともに、当該光減衰器103を小型・軽量化できる。
【0021】
実施の形態4.
図7は、本発明に係る実施の形態4である光減衰器104の構成を示すブロック図である。この実施の形態4に係る光減衰器104は、図1に図示された実施の形態1に係る光減衰器101に比較して、入力ポートP1と偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1との間に光サーキュレータ51を挿入したことを特徴としている。以下、これらの相違点について詳細説明する。
【0022】
図7において、入力ポートP1に入力された光信号は光サーキュレータ51の第1のポートP21及び第2のポートP22を介して、偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1に入射する。また、偏光ビームスプリッタ10の第3の面から出力される、出力ポートP11に出力される光信号とは別の残りの光信号は、偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1から光サーキュレータ51の第2のポートP22及び第3のポートP23を介して出力ポートP22に出力される。
【0023】
図8は、図7の光減衰器104においてファラデー回転子11,21におけるファラデー回転角θに対する出力ポートP12の出力光強度を示すグラフである。図8から明らかなように、出力ポートP12から出力される光信号の出力光強度は、ファラデー回転角θの変化に対して、図3の出力ポートP11への出力光強度の逆相の関係で変化する。
【0024】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第1の実施の形態に係る作用効果に加えて、偏光ビームスプリッタ10の入力側に光サーキュレータ51を配置しているため、偏光ビームスプリッタ10の入力側への不要な戻り光信号を防ぐことができ、また、第2の出力ポートP12からの出力光強度をモニターすれば、光減衰器104による光の減衰量を把握できるという特有の効果を有する。
【0025】
以上の実施の形態における光サーキュレータ51の挿入については、他の実施の形態に適用することができる。
【0026】
実施の形態5.
図9は、本発明に係る実施の形態5である光減衰器105の構成を示すブロック図である。この実施の形態4に係る光減衰器104は、図1に図示された実施の形態1に係る光減衰器101に比較して、入力ポートP1と偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1との間に光アイソレータ52を挿入したことを特徴としている。以下、これらの相違点について詳細説明する。
【0027】
図9において、入力ポートP1に入力された光信号は光アイソレータ52を介して、偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1に入射する。また、偏光ビームスプリッタ10の第3の面から出力される、出力ポートP11に出力される光信号とは別の残りの光信号は、偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1から光アイソレータ52に戻るが、光アイソレータ52により当該戻り光信号は入力ポートP1に出力されることが防止される。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第1の実施の形態に係る作用効果に加えて、偏光ビームスプリッタ10の入力側に光アイソレータ52を配置しているため、当該入力側への不要な戻り光を防ぐことができるという特有の効果を有する。
【0029】
以上の実施の形態における光アイソレータ52の挿入については、他の実施の形態に適用することができる。
【0030】
実施の形態6.
図10は、本発明に係る実施の形態6であるPMD補償器106の構成を示すブロック図である。この実施の形態6に係るPMD補償器106は、図5に図示された実施の形態2に係る光減衰器102に比較して、入力ポートP1と偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1との間に偏波制御器60を挿入したことを特徴としている。以下、これらの相違点について詳細説明する。
【0031】
図10において、入力ポートP1に入力された光信号は、偏波制御器60の1/4波長板61と1/2波長板62を介して偏光ビームスプリッタ10の第1の面S1に入射する。ここで、偏波制御器60は1/4波長板61と1/2波長板62を備えて構成され、偏波制御器60を制御するコントローラ63から1/4波長板61に印加される制御信号Sc1と、1/2波長板62に印加される制御信号Sc2の各レベルを調整することにより各波長板11,12を伝搬する光信号の偏波状態を調整し、これにより、入力ポートP1を介して入力されて伝搬する光信号の偏波軸が偏光ビームスプリッタ10側の光軸に実質的に一致するように上記光信号の偏波状態を制御する。
【0032】
当該PMD補償器106においては、各ファラデー回転子11,21のファラデー回転角θの制御により一方の偏波成分のみを出力ポートP11から出力できる。そのため、群遅延時間差の生じた余分な光信号を排除でき、パルス広がりのないきれいな信号を出力ポートP11から出力できる。すなわち、各ファラデー回転子11,21のファラデー回転角θを制御することにより、PMDを実質的にゼロになるようにPMDを補償することができる。
【0033】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態2に係る作用効果に加えて、PMDを有する光信号の一方の偏波成分のみを出力ポートP11から出力できるために、光伝送路を伝搬してきた光信号のPMDを補償できるという特有の効果を有する。
【0034】
実施の形態6の変形例.
図10に図示された実施の形態6に係るPMD補償器106において、偏光ビームスプリッタ10から反射ミラー12までの第1の距離d1と、偏光ビームスプリッタ10から反射ミラー22までの第2の距離d2とが異なるように設定されている場合(以下、実施の形態6の変形例という。)について以下に説明する。
【0035】
この変形例において、偏波分離された各偏波間に群遅延時間差が生じる構成となっている。PMDを有し、任意の偏波状態の光信号は偏波制御器1によりその偏波状態が調整され、偏光ビームスプリッタ10の光軸に合った直線偏波に変換される。例えば、光伝送路で生じた各偏波間における群遅延時間差とは逆の群遅延時間差が生じるように偏波制御器1により偏波状態が調整され、偏光ビームスプリッタ10に入力されたとき、偏光ビームスプリッタ10から各反射ミラー12,22までの距離d1,d2は、各偏波により異なる設定となっているため、これにより逆の群遅延時間差が発生し、コントローラ63により偏波制御器1を制御することによりPMDを実質的にゼロになるように補償できる。
【0036】
実施の形態7.
図11は、本発明に係る実施の形態7であるPMD補償器107の構成を示すブロック図である。この実施の形態7に係る光減衰器107は、図10に図示された実施の形態6に係るPMD補償器106に比較して、移動回転機構13,23の移動及び回転動作を制御するコントローラ42をさらに備え、各ファラデー回転子11,21のファラデー回転角θを45度に固定したことを特徴としている。以下、これらの相違点について詳細説明する。
【0037】
図11において、入力される光信号の偏波状態を偏波制御器1により各波長板11,12を伝搬する光信号の偏波状態を調整し、これにより、入力ポートP1を介して入力されて伝搬する光信号の偏波軸が偏光ビームスプリッタ10側の光軸に実質的に一致するように上記光信号の偏波状態を制御する。一方、各ファラデー回転子11,21のファラデー回転角θを45度に固定しているので、すべての光信号は第1の出力ポートP11から出力されるため、余分な戻り光信号が入力ポートP1に戻らず、偏光ビームスプリッタ10は光サーキュレータの役割をして動作する。また、コントローラ42は各移動回転機構13,23を制御して上記2つの距離d1,d2を調整することにより、光信号の群遅延時間差を調整し、光信号のPMDを補償して第1の出力ポートP11から出力する。ここで、光信号の群遅延時間差を調整できるため、PMDを実質的にゼロとなるように精密に補償できる。
【0038】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態6に係るPMD補償器106の作用効果に加えて、偏光ビームスプリッタ10が光サーキュレータとして動作して入力ポートP1側への戻り光信号を実質的にゼロとするとともに、コントローラ42により制御される移動回転機構13,23により反射ミラー12,22の光軸方向の位置を変更して、光信号の各偏波成分の間の群遅延時間差を調整することにより、PMDを実質的にゼロとなるように精密に補償できる。
【0039】
実施の形態8.
図12は、本発明に係る実施の形態8であるPMD補償器108の構成を示すブロック図である。この実施の形態8に係る光減衰器108は、図10に図示された実施の形態6に係るPMD補償器106に比較して、反射ミラー12に代えてグレーティングを有する光ファイバケーブル14を備えるとともに、反射ミラー22に代えてグレーティングを有する光ファイバケーブル24を備えたことを特徴としている。以下、この相違点について詳細説明する。
【0040】
図12において、光ファイバケーブル14は、グレーティングを有しない光ファイバケーブルに対して、所定の紫外線を照射することにより、その長手方向に対して屈折率が一定であるグレーティングを形成して構成される。また、光ファイバケーブル5も光ファイバケーブル4と実質的に同様のグレーティングを有するように形成される。このように形成された光ファイバケーブル14,24はそれぞれ、入力される光信号のうち所定のスペクトル成分のみを反射し、残りの光信号を透過させる。従って、光ファイバケーブル14,24はいわゆる所定の反射フィルタ機能を有する。
【0041】
本実施の形態において、偏光ビームスプリッタ10から各グレーティングを有する光ファイバケーブル14,24の各グレーティングまでの距離d1,d2は互いに異なるように設定されており、分離された各偏波間に群遅延時間差が生じる。この場合において、入力される光信号の偏波状態を調整し、これにより、入力ポートP1を介して入力されて伝搬する光信号の偏波軸が偏光ビームスプリッタ10側の光軸に実質的に一致するように上記光信号の偏波状態を制御する。ここで、コントローラ63は、入力される光信号に対して、光伝送路における各偏波成分間の群遅延時間差と逆の群遅延時間差が生じるように偏波制御器1により偏波状態を調整し、偏波状態が調整された光信号が偏光ビームスプリッタ10に入力される。
【0042】
次いで、偏光ビームスプリッタ10により偏波分離されたTE波の光信号は、ファラデー回転子11を介してグレーティングを有する光ファイバケーブル14に入射した後、グレーティングによって帯域ろ波されてグレーティングに対応したスペクトル成分の光信号のみが反射され、残りの光信号は光ファイバケーブル14を透過して出力される。反射された光信号は再度ファラデー回転子11を介して偏光ビームスプリッタ10に戻って入力される。一方、偏光ビームスプリッタ10により偏波分離されたTM波の光信号は、ファラデー回転子21を介してグレーティングを有する光ファイバケーブル24に入射した後、グレーティングによって帯域ろ波されてグレーティングに対応したスペクトル成分の光信号のみが反射され、残りの光信号は光ファイバケーブル24を透過して出力される。グレーティングによって帯域ろ波されてグレーティングに対応したスペクトル成分の光信号のみが反射され、残りの光信号は光ファイバケーブル24を透過して出力される。反射された光信号は再度ファラデー回転子21を介して偏光ビームスプリッタ10に戻って入力される。さらに、偏光ビームスプリッタ10は入力される2つの反射光信号を合成して出力ポートP11に出力する。
【0043】
以上のように構成されたPMD補償器108において、光伝送路で光信号においてPMDが生じなかった場合には、偏波制御器1によりTE波又はTM波のみとなるようにその光信号の偏波状態が調整され、偏光ビームスプリッタ10に入力される。この場合には、TE波とTM波との間の群遅延時間差が発生しないため、PMDは実質的にゼロであるまま出力ポートP11に出力される。また、本実施の形態では、反射器としてグレーティングを有する光ファイバケーブル14,24を用いているため、当該PMD補償器108は波長フィルタの機能を有する。
【0044】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態6に係るPMD補償器106に係る作用効果に加えて、偏光ビームスプリッタ10からそれぞれの反射器である各光ファイバケーブル14,24のグレーティングまでの距離は異なるように設定されており、偏波制御器1を調整することにより、光信号のPMDを実質的にゼロとなるように補償できる。また、反射器として各光ファイバケーブル14,24のグレーティングを用いているため、当該PMD補償器108は波長フィルタとしての機能を有するという特有の効果を有する。
【0045】
実施の形態8の変形例.
図12の各光ファイバケーブル14,24はグレーティング周期が一定であるグレーティングを有しているが、本発明はこれに限らず、位置によりグレーティング周期を変化させたチャープグレーティングを用いてもよい。このチャープグレーティングを有する光ファイバケーブルにより、光伝送路で生じた波長分散も補償できる。
【0046】
実施の形態9.
図13は、本発明に係る実施の形態9であるPMD補償器109の構成を示すブロック図である。この実施の形態9に係るPMD補償器109は、図12に図示された実施の形態8に係るPMD補償器108に比較して、偏波制御器1と、偏光ビームスプリッタ10との間に、光サーキュレータ51を挿入したことを特徴としている。以下、この相違点について詳細説明する。
【0047】
図13において、偏波制御器60からの光信号は光サーキュレータ51を介して偏光ビームスプリッタ10に入射し、また、偏光ビームスプリッタ10からの戻し光信号は光サーキュレータ51を介して第2の出力ポートP12に出力される。従って、本実施の形態によれば、第8の実施の形態に係る作用効果に加えて、偏光ビームスプリッタ10の入力側に光サーキュレータ51を配置しているため、当該入力側への不要な戻り光信号を防ぐことができ、また、第2の出力ポートP12からの出力光強度をモニターすれば、PMD補償器109による光の減衰量を把握できるという特有の効果を有する。
【0048】
実施の形態10.
図14は、本発明に係る実施の形態10であるPMD補償器110の構成を示すブロック図である。この実施の形態9に係るPMD補償器109は、図12に図示された実施の形態8に係るPMD補償器108に比較して、偏波制御器1と、偏光ビームスプリッタ10との間に、光アイソレータ52を挿入したことを特徴としている。以下、この相違点について詳細説明する。
【0049】
図14において、偏波制御器60からの光信号は光アイソレータ52を介して偏光ビームスプリッタ10に入射し、また、偏光ビームスプリッタ10からの戻し光信号は光アイソレータ52により入力ポートP1側に戻ることが阻止される。従って、本実施の形態によれば、第8の実施の形態に係る作用効果に加えて、偏光ビームスプリッタ10の入力側に光アイソレータ52を配置しているため、入力ポートP1側への不要な戻り光信号を防ぐことができる。
【0050】
実施の形態11.
図15は、本発明に係る実施の形態11である光減衰器111の構成を示すブロック図である。この実施の形態11に係る光減衰器111は、図7に図示された実施の形態4に係る光減衰器104に比較して、反射ミラー12,13に代えてそれぞれ、45度の入射角及び45度の反射角で入射する光信号を反射する反射ミラー16,17を備え、偏光ビームスプリッタ10の第2の面S2からファラデー回転子11と反射ミラー16,17とファラデー回転子21と反射ミラー20とを介して偏光ビームスプリッタ10の第3の面S3までの光ループ回路を形成したことを特徴としている。以下、この相違点について詳細説明する。
【0051】
図15において、入力ポートP1から光サーキュレータ51を介して入力された光信号は偏向ビームスプリッタ10の第1の面S1に入射し、入射された光信号はTE波とTM波の光信号に偏波分離される。次いで、偏波分離されたTE波の光信号は、ファラデー回転子11と、反射ミラー16と、反射ミラー17と、ファラデー回転子21と、反射ミラー20とを介して、偏光ビームスプリッタ10の第3の面S3に出力される一方、偏波分離されたTM波の光信号は、反射ミラー20と、ファラデー回転子21と、反射ミラー17と、反射ミラー16と、ファラデー回転子11とを介して、偏光ビームスプリッタ10の第2の面S2に出力される。次いで、偏光ビームスプリッタ10は入力された2つの偏波成分の光信号は合波され、合波後の光信号は第4の面S4から第1の出力ポートP11に出力されるとともに、合波後の残りの光信号は第1の面S1から光サーキュレータ51のポートP22及びポートP23を介して第2の出力ポートP12に出力される。
【0052】
図16は、図15の光減衰器111においてファラデー回転子11,21におけるファラデー回転角θに対する出力ポートP11の出力光強度を示すグラフであり、図17は、図15の光減衰器111においてファラデー回転子11,21におけるファラデー回転角θに対する出力ポートP12の出力光強度を示すグラフである。図16及び図17から明らかなように、ファラデー回転子11,21のファラデー回転角θを変化することにより、第1の出力ポートP11及び第2の出力ポートP12に出力される光信号のレベルを変化させることができ、しかもこれらの2つの光信号のレベルは逆相関係になっている。
【0053】
以上説明したように、本実施の形態によれば、偏光ビームスプリッタ10により偏波分離された各偏波成分は同一のループ形状の光伝送路を透過する。各偏波成分の光信号が受ける群遅延時間や損失が異なるとPMDや偏波依存損失が生じるが、本実施の形態では、各偏波が受ける群遅延時間及び損失は同一のため、PMD及び偏波依存損失は原理的に発生しない。従って、反射ミラーなどの位置の微調整を行わずに、PMDや偏波依存損失が非常に小さく、しかも光減衰量を変化できる光減衰器を実現できる。
【0054】
以上の実施の形態における偏光ビームスプリッタ10により偏波分離された各偏波成分は同一のループ形状の光伝送路を透過させる構成については、他の実施の形態における光減衰器に適用するこおとができる。
【0055】
実施の形態12.
図18は、本発明に係る実施の形態12である光減衰器112の構成を示すブロック図である。この実施の形態12に係る光減衰器112は、図17に図示された実施の形態11に係る光減衰器111に比較して、反射ミラー12,13に代えて、偏波保存光ファイバケーブル18を用いて、偏光ビームスプリッタ10の第2の面S2からファラデー回転子11とファラデー回転子21と反射ミラー20とを介して偏光ビームスプリッタ10の第3の面S3までの光ループ回路を形成したことを特徴としている。
【0056】
図18に図示されたこの実施の形態においても、実施の形態11に係る作用効果と同様の作用効果を有する。なお、この実施の形態においては、偏波保存光ファイバケーブル18を用いたが、本発明はこれに限らず、シングルモードの光ファイバケーブルを使用できる。
【0057】
以上の実施の形態における偏光ビームスプリッタ10により偏波分離された各偏波成分は同一のループ形状の光伝送路を透過させる構成については、他の実施の形態における光減衰器に適用するこおとができる。
【0058】
実施の形態13.
図19は、本発明に係る実施の形態13である光増幅システム113の構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る光増幅システム113は、光減衰器101と、光方向性結合器70と、コントローラ80と、光増幅器81と、励起光源82とを備えて構成される。
【0059】
図19において、入力される光信号は、光減衰量がコントローラ80により制御される光減衰器101及び光方向性結合器70を介して光増幅器81に出力され、光増幅器81は、励起光源82からの励起光を用いて、入力される光信号を増幅して出力する。ここで、光減衰器101は、例えば、実施の形態1に係る光減衰器であって、その他の実施の形態に係る光減衰器101,102,103,104,105,111,112であってもよい。また、光方向性結合器70は、互いに光学的に結合された2つの光導波路71,72を備えて構成され、光減衰器101から光増幅器81への進行波である光信号の一部を分岐検出してコントローラ80に出力する。これに応答して、コントローラ80は、分岐検出された光信号のレベルが実質的に一定となるように、光減衰器101の光減衰量を制御する。
【0060】
一般に、光増幅器81は入力される光信号強度の変動によりその増幅特性も変動する。そのため、光増幅器81に入力される光信号強度を一定に保つ必要がある。この実施の形態では、光増幅器81の前段に光減衰器101を挿入し、その後段の光方向性結合器70にて分岐された光強度を検出して、その光強度を一定にするようにコントローラ80により光減衰器101の光減衰量を制御することにより、光増幅器81に入力される光信号強度を一定に保つことができる。
【0061】
以上説明したように、本実施の形態によれば、例えば光通信システムにおける光増幅システム113に入力される光信号強度を一定に保つことができ、光増幅器81の増幅特性を安定化できる。
【0062】
実施の形態14.
図20は、本発明に係る実施の形態14である光増幅システム114の構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る光増幅システム114は、光減衰器101と、光方向性結合器70と、コントローラ80と、光増幅器81と、励起光源82とを備えて構成される。
【0063】
図20において、励起光源82は所定の励起光を発生して、光減衰器101を介して光増幅器81に出力する。当該光増幅システム114に入力される光信号は、光増幅器81により上記励起光を用いて増幅された後、光方向性結合器70を介して出力される。ここで、光方向性結合器70は、図19と同様に、互いに光学的に結合された2つの光導波路71,72を備えて構成され、当該光増幅システム114から出力される光信号の一部を分岐検出してコントローラ80に出力する。これに応答して、コントローラ80は、分岐検出された光信号に基づいて、当該光信号の光強度が一定となるように、光減衰器101の光減衰量を制御する。なお、光減衰器101は、例えば、実施の形態1に係る光減衰器であって、その他の実施の形態に係る光減衰器101,102,103,104,105,111,112であってもよい。
【0064】
一般に、波長多重伝送システムにおいては、光増幅システム114に入力する光信号の波長数が変化した場合には、光増幅器81の増幅特性が変化し、その出力光強度も変動する。そのため、光増幅器81の出力光強度を一定に保つためには励起光源82の光強度を調整する必要がある。図20の実施の形態においては、励起光源82の後段に光減衰器101を挿入し、光増幅器81の後段に設けられた光方向性結合器70にて分岐された光強度を検出し、その光強度を一定にするようにコントローラ80により光減衰器101を制御することにより、光増幅器81から出力される光信号強度を一定に保つことができる。
【0065】
以上説明したように、本実施の形態によれば、光通信システムにおける光増幅システム114に入力される光信号の波長数が変化した場合にも、出力光強度を一定に保つことができ、当該光通信システムの動作を安定化できる。
【0066】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る光処理装置によれば、第1と第2と第3と第4のポートを有し、第1のポートを介して入力される光信号を互いに実質的に直交する2つの偏波成分の光信号に偏波分離して、一方の偏波成分の光信号を第2のポートを介して出力する一方、他方の偏波成分の光信号を第3のポートを介して出力する偏波分離合成手段と、
上記偏波分離合成手段の第2のポートから出力される一方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第1のファラデー回転角で回転して出力する第1のファラデー回転子と、
上記偏波分離合成手段の第3のポートから出力される他方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第2のファラデー回転角で回転して出力する第2のファラデー回転子と、
上記第1のファラデー回転子から出力される光信号を反射した後、上記第1のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第2のポートに戻す第1の反射手段と、
上記第2のファラデー回転子から出力される光信号を反射した後、上記第2のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第3のポートに戻す第2の反射手段とを備え、
上記偏波分離合成手段は、第2のポートに戻される光信号と、第3のポートに戻される光信号とを合成して、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から合成した光信号を出力し、上記第1と第2のファラデー回転角を変化することにより、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から出力される合成した光信号の減衰量を変化させる。
従って、上記偏波分離合成手段から出力される2つの光信号をそれぞれ折り返す構成としたため、上記2つの反射手段の位置と角度の微調整により偏波モード分散や偏波依存損失を非常に小さくすることができ、かつ小型・軽量化した光減衰器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施の形態1である光減衰器101の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の偏光ビームスプリッタ10の動作を示す斜視図である。
【図3】図1の光減衰器101においてファラデー回転子11,21におけるファラデー回転角θに対する出力ポートP11の出力光強度を示すグラフである。
【図4】図1の反射ミラー12,22の位置を移動しかつ回転する移動回転機構13,23の動作を示す図であって、(a)は移動回転機構13,23が移動動作をするときの図であり、(b)は移動回転機構13,23が回転動作をするときの図である。
【図5】本発明に係る実施の形態2である光減衰器102の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明に係る実施の形態3である光減衰器103の構成を示すブロック図である。
【図7】本発明に係る実施の形態4である光減衰器104の構成を示すブロック図である。
【図8】図7の光減衰器104においてファラデー回転子11,21におけるファラデー回転角θに対する出力ポートP12の出力光強度を示すグラフである。
【図9】本発明に係る実施の形態5である光減衰器105の構成を示すブロック図である。
【図10】本発明に係る実施の形態6であるPMD補償器106の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明に係る実施の形態7であるPMD補償器107の構成を示すブロック図である。
【図12】本発明に係る実施の形態8であるPMD補償器108の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明に係る実施の形態9であるPMD補償器109の構成を示すブロック図である。
【図14】本発明に係る実施の形態10であるPMD補償器110の構成を示すブロック図である。
【図15】本発明に係る実施の形態11である光減衰器111の構成を示すブロック図である。
【図16】図15の光減衰器111においてファラデー回転子11,21におけるファラデー回転角θに対する出力ポートP11の出力光強度を示すグラフである。
【図17】図15の光減衰器111においてファラデー回転子11,21におけるファラデー回転角θに対する出力ポートP12の出力光強度を示すグラフである。
【図18】本発明に係る実施の形態12である光減衰器112の構成を示すブロック図である。
【図19】本発明に係る実施の形態13である光増幅システム113の構成を示すブロック図である。
【図20】本発明に係る実施の形態14である光増幅システム114の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 偏光ビームスプリッタ、11,11a,21 ファラデー回転子、12,22 反射ミラー、13,23 移動回転機構、14,24 グレーティングを有する光ファイバケーブル、18 光ファイバケーブル、20 反射ミラー、30,31,32 磁界印加装置、40,41,42 コントローラ、50 磁界遮蔽板、51 光サーキュレータ、52 光アイソレータ、60 偏波制御器、61 1/4波長板、62 1/2波長板、63 コントローラ、70 光方向性結合器、71,72 光導波路、80 コントローラ、81 光増幅器、82励起光源、101,102,103,104,105,111,112 光減衰器、106,107,108,109,110 PMD補償器、113,114 光増幅システム、P1 入力ポート、P11,P12 出力ポート、S1 第1の面、S2 第2の面、S3 第3の面、S4 第4の面、T1,T2,T3,T4 ポート。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical processing device such as an optical attenuator or a polarization mode dispersion compensator, and an optical amplification system using the same.
[0002]
[Prior art]
The amplification characteristics of an optical amplifier used in an optical communication system fluctuate due to fluctuations in the input intensity of an optical signal. Further, in the wavelength division multiplexing transmission system, the amplification characteristic also changes when the number of wavelengths of the optical signal input to the optical amplifier is changed. Therefore, a variable optical attenuator is used to keep the optical signal intensity of the optical amplifier constant and stabilize the amplification characteristics. The variable optical attenuator is an element that attenuates the intensity of incident light, and can change the amount of attenuation. Optical components used in ultra-high-speed optical communication systems of 40 Gbit / s or more require extremely small polarization mode dispersion (PMD) and polarization-dependent loss, and are compact. It is desirable that
[0003]
Further, in an ultra-high-speed optical communication system, PMD on an optical fiber transmission line becomes a problem. The degeneracy of the fundamental mode is released when the optical fiber deviates from a perfect circle or a stress is applied, and a group delay time difference occurs due to a difference in the propagation speed of light of two orthogonal polarization components. As a result, since the optical pulse signal is spread, the transmission speed and the transmission distance in the optical communication system are limited. Also, the polarization state becomes an arbitrary polarization state. In order to solve such a problem, a compensation method for controlling the polarization state at the receiving end to generate a group delay time difference opposite to that of the optical fiber transmission line is required.
[0004]
For example, an optical attenuator according to the related art disclosed in Patent Literature 1 includes two polarization beam splitters, an electro-optic element for rotating a plane of polarization of light, and two reflection mirrors. ing. In this optical attenuator, by applying a predetermined voltage to the electro-optical element, the rotation angle of the polarization plane can be adjusted, and the output light intensity can be controlled.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-272638 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical attenuator according to the related art disclosed in Patent Literature 1, it is difficult to obtain an optical attenuator having extremely small PMD and polarization-dependent loss that can withstand an ultra-high-speed optical communication system, and is relatively large. Had become a device. Further, the optical attenuator could not compensate for PMD.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to use an optical processing device such as an optical attenuator having an extremely small PMD and a polarization dependent loss as compared with the conventional technology, and which can be reduced in size and weight. An optical amplification system is provided.
[0008]
Another object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a PMD compensator which can compensate for PMD with extremely small PMD and polarization dependent loss as compared with the prior art, and which can be reduced in size and weight. Another object of the present invention is to provide an optical processing device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An optical processing device according to the present invention has first, second, third, and fourth ports, and converts an optical signal input through the first port into two polarization components substantially orthogonal to each other. Polarized light that is polarization-separated into an optical signal and outputs an optical signal of one polarization component via a second port, while outputting an optical signal of the other polarization component via a third port Separation and synthesis means;
A first Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of one polarization component output from the second port of the polarization separation / combination means at a predetermined first Faraday rotation angle, and outputs the first Faraday rotator;
A second Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of the other polarization component output from the third port of the polarization separation / combination means at a predetermined second Faraday rotation angle, and outputs the second Faraday rotator;
First reflection means for reflecting an optical signal output from the first Faraday rotator and returning the reflected light signal to a second port of the polarization separation / combination means via the first Faraday rotator;
A second reflection means for reflecting an optical signal output from the second Faraday rotator and returning the reflected light signal to a third port of the polarization separation / combination means via the second Faraday rotator;
The polarization separation / combination unit combines the optical signal returned to the second port and the optical signal returned to the third port, and combines the optical signal from at least one of the fourth port and the first port. The first and second Faraday rotation angles to change the attenuation of the combined optical signal output from at least one of the fourth port and the first port. It is characterized by making it.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.
[0011]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical attenuator 101 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an operation of the polarization beam splitter 10 of FIG. The optical attenuator 101 according to the first embodiment includes a polarization beam splitter 10 that is a polarization separation / combination element, two Faraday rotators 11 and 21 that are polarization conversion elements, and two reflection mirrors 12 and 22 is provided.
[0012]
1 and 2, the polarizing beam splitter 10 has a first surface and a second surface facing each other, and has a third surface and a fourth surface facing each other. As shown in FIGS. 1 and 2, the optical signal is incident on the first surface S1 of the polarizing beam splitter 10 via the input port P1, and the respective polarization components of the TE wave and the TM wave substantially orthogonal to each other. The TE signal, which has been separated into optical signals and which has been polarization-separated, is transmitted and output from the second surface S2 to the reflection mirror 12 via the Faraday rotator 11, while the polarization-separated TM wave is output. The optical signal is polarized at right angles, and output from the third surface S3 to the reflection mirror 22 via the reflection mirror 20 and the Faraday rotator 21. That is, the polarization-separated TE wave optical signal passes through the Faraday rotator 11, is reflected by the reflection mirror 12, passes through the Faraday rotator 11 again, and returns to the second surface S2 of the polarization beam splitter 10. Incident. On the other hand, the polarization-separated optical signal of the TM wave passes through the Faraday rotator 21, is reflected by the reflection mirror 22, passes through the Faraday rotator 21 again, and returns to the third surface S3 of the polarization beam splitter 10. Incident. Next, the polarization beam splitter 10 combines the two returning optical signals and outputs the combined signal from the fourth surface S4 via the output port P11.
[0013]
Here, when a predetermined magnetic field is applied from the magnetic field applying device 30 controlled by the controller 40 to both the Faraday rotators 11 and 21, the plane of polarization of the transmitted optical signal is rotated. Therefore, a polarization conversion from the TM wave to the TE wave or vice versa occurs, and the polarization-converted optical signal is combined by the polarization beam splitter 10 and output to the output port P11 as described above. The remaining optical signals become return optical signals to the input port P1. That is, by rotating the polarization planes of the Faraday rotators 11 and 21, the intensity of the output light from the first output port P11 can be controlled. FIG. 3 shows the relationship between the Faraday rotation angle [degree] of the polarization plane in each of the Faraday rotators 11 and 21 and the output light intensity. Assuming that the rotation angle when the optical signal passes through the Faraday rotators 11 and 21 once is θ, the rotation angle is 2θ when the optical signal is reflected by the reflection mirrors 12 and 22 and passes through the Faraday rotators 11 and 21 again. It becomes. For example, when θ is set to 45 degrees, as shown in FIG. 1, when the optical signal of the TE wave passes through the Faraday rotator 11 twice, it becomes an optical signal of the TM wave and is transmitted to the polarization beam splitter 10. When the optical signal of the TM wave passes through the Faraday rotator 21 twice, it returns to the polarization beam splitter 10 as an optical signal of the TE wave. In the case of the electro-optical element according to the related art disclosed in Patent Literature 1, when the optical signal reciprocates, the Faraday rotation angle returns to zero degree, so that the optical signal is folded back as in the present embodiment. No configuration can be used.
[0014]
In the above embodiment, in order to extremely reduce the PMD and the polarization dependent loss in the transmitted optical signal, the position and the rotation angle of each of the reflection mirrors 12 and 22 must be fine when the optical attenuator 101 is manufactured. After the adjustment, the reflection mirrors 12 and 22 may be fixed with an adhesive or the like. As shown in FIG. 4A, the positions of the reflection mirrors 12 and 22 in the optical axis direction are finely adjusted by the respective moving and rotating mechanisms 13 and 23 so as to move in the direction 200 parallel to the optical axis. By finely adjusting the group delay time difference of the polarization, the PMD can be compensated to be, for example, zero. Further, as shown in FIG. 4B, if the angle φ of each of the reflection mirrors 12 and 22 with respect to the optical axis is finely adjusted by each of the moving and rotating mechanisms 13 and 23, the reflection angles of the reflection mirrors 12 and 22 change. Thus, the loss of each polarization can be finely adjusted. With such an adjustment method, the PMD and the polarization dependent loss can be controlled independently of each other, so that both the PMD and the polarization dependent loss can be extremely reduced.
[0015]
As described above, according to the present embodiment, since the optical signals that have passed through the Faraday rotators 11 and 21 are folded back by the reflection mirrors 12 and 22, the positions and angles of the reflection mirrors 12 and 22 are finely adjusted. Accordingly, the PMD and the polarization dependent loss can be extremely reduced, and the optical attenuator 101 can be reduced in size and weight.
[0016]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the optical attenuator 102 according to the second embodiment of the present invention. The optical attenuator 102 according to the second embodiment is different from the optical attenuator 101 according to the first embodiment illustrated in FIG. 1 in that each Faraday rotator 11, 21 is replaced with the magnetic field applying device 30. On the other hand, magnetic field applying devices 31 and 32 controlled by a controller 41 are separately provided. Note that a magnetic field shielding plate 50 for shielding the magnetic field is provided between the Faraday rotators 11 and 21. Hereinafter, these differences will be described in detail.
[0017]
In FIG. 5, since the Faraday rotators 11 and 21 are independently controlled by the magnetic field applying devices 31 and 32, the output light intensity of each polarization can be controlled independently. Generally, an optical amplifier used in an optical communication system has polarization dependence, and the amplification factor for a TM wave and the amplification factor for a TE wave are different. Therefore, the amplification factor varies depending on the polarization state of the incident optical signal. In order to prevent this, it is preferable to control the Faraday rotation angles θ of the respective polarizations independently of each other and control the intensity of the respective polarizations independently.
[0018]
Therefore, according to the present embodiment, in addition to the functions and effects according to the first embodiment, by independently controlling the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21, the output light of each polarization can be obtained. This has a unique effect that the intensity can be controlled independently.
[0019]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the optical attenuator 103 according to the third embodiment of the present invention. The optical attenuator 103 according to the third embodiment is different from the optical attenuator 101 according to the first embodiment illustrated in FIG. 1 in that one Faraday rotator 11 and 12 are replaced with one Faraday rotator 11. The Faraday rotator 11a is provided. Hereinafter, these differences will be described in detail.
[0020]
In FIG. 6, one Faraday rotator 11a is shared by the optical transmission lines of each polarization. Therefore, the output light intensity of each polarization cannot be controlled independently. However, since one Faraday rotator 11a is used, one magnetic field applying device 30 for applying a predetermined magnetic field thereto can be used. . Therefore, in the present embodiment, in addition to the operation and effect of the first embodiment, the power consumption of the entire optical attenuator 103 can be reduced, and the size and weight of the optical attenuator 103 can be reduced.
[0021]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the optical attenuator 104 according to the fourth embodiment of the present invention. The optical attenuator 104 according to the fourth embodiment is different from the optical attenuator 101 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that the input port P1 and the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 are different from each other. An optical circulator 51 is inserted between them. Hereinafter, these differences will be described in detail.
[0022]
In FIG. 7, the optical signal input to the input port P1 enters the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 via the first port P21 and the second port P22 of the optical circulator 51. Further, the remaining optical signal output from the third surface of the polarization beam splitter 10 and different from the optical signal output to the output port P11 is transmitted from the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 to the optical circulator 51. The signal is output to the output port P22 via the second port P22 and the third port P23.
[0023]
FIG. 8 is a graph showing the output light intensity of the output port P12 with respect to the Faraday rotation angle θ of the Faraday rotators 11 and 21 in the optical attenuator 104 of FIG. As is clear from FIG. 8, the output light intensity of the optical signal output from the output port P12 has a reverse phase relationship with the change in the Faraday rotation angle θ in the output light intensity to the output port P11 in FIG. Change.
[0024]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the functions and effects of the first embodiment, the optical circulator 51 is arranged on the input side of the polarization beam splitter 10, so that the polarization beam splitter 10 Unnecessary return light signal to the input side of the second port can be prevented, and by monitoring the output light intensity from the second output port P12, the amount of light attenuation by the optical attenuator 104 can be grasped. Having.
[0025]
The insertion of the optical circulator 51 in the above embodiment can be applied to other embodiments.
[0026]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the optical attenuator 105 according to the fifth embodiment of the present invention. The optical attenuator 104 according to the fourth embodiment is different from the optical attenuator 101 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that the input port P1 and the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 are different from each other. It is characterized in that an optical isolator 52 is inserted between them. Hereinafter, these differences will be described in detail.
[0027]
In FIG. 9, the optical signal input to the input port P1 is incident on the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 via the optical isolator 52. The remaining optical signal output from the third surface of the polarization beam splitter 10 and different from the optical signal output to the output port P11 is transmitted from the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 to the optical isolator 52. Returning, the optical isolator 52 prevents the return optical signal from being output to the input port P1.
[0028]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the functions and effects according to the first embodiment, since the optical isolator 52 is arranged on the input side of the polarization beam splitter 10, the input side This has a unique effect that unnecessary return light can be prevented.
[0029]
The insertion of the optical isolator 52 in the above embodiment can be applied to other embodiments.
[0030]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of PMD compensator 106 according to the sixth embodiment of the present invention. The PMD compensator 106 according to the sixth embodiment is different from the optical attenuator 102 according to the second embodiment illustrated in FIG. 5 in that the input port P1 and the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 are different from each other. It is characterized in that a polarization controller 60 is inserted between them. Hereinafter, these differences will be described in detail.
[0031]
In FIG. 10, the optical signal input to the input port P1 enters the first surface S1 of the polarization beam splitter 10 via the quarter-wave plate 61 and the half-wave plate 62 of the polarization controller 60. . Here, the polarization controller 60 includes a 波長 wavelength plate 61 and a 波長 wavelength plate 62, and a control applied to the 4 wavelength plate 61 from a controller 63 that controls the polarization controller 60. By adjusting the levels of the signal Sc1 and the control signal Sc2 applied to the half-wave plate 62, the polarization state of the optical signal propagating through each of the wave plates 11 and 12 is adjusted, whereby the input port P1 is adjusted. The polarization state of the optical signal is controlled such that the polarization axis of the optical signal input and propagated through the optical axis substantially coincides with the optical axis of the polarization beam splitter 10.
[0032]
The PMD compensator 106 can output only one polarization component from the output port P11 by controlling the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21. Therefore, an extra optical signal having a group delay time difference can be eliminated, and a clear signal without pulse spread can be output from the output port P11. That is, by controlling the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21, the PMD can be compensated so that the PMD becomes substantially zero.
[0033]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the function and effect according to the second embodiment, since only one polarization component of the optical signal having PMD can be output from output port P11, the optical transmission There is a specific effect that the PMD of the optical signal propagating in the path can be compensated.
[0034]
Modification of the sixth embodiment.
In the PMD compensator 106 according to the sixth embodiment illustrated in FIG. 10, a first distance d1 from the polarization beam splitter 10 to the reflection mirror 12 and a second distance d2 from the polarization beam splitter 10 to the reflection mirror 22 Is set to be different from the above (hereinafter, referred to as a modification of the sixth embodiment).
[0035]
In this modified example, a configuration is such that a group delay time difference occurs between the polarizations separated by polarization. The polarization state of an optical signal having a PMD and in an arbitrary polarization state is adjusted by the polarization controller 1, and is converted into a linearly polarized wave that matches the optical axis of the polarization beam splitter 10. For example, when the polarization state is adjusted by the polarization controller 1 so that a group delay time difference opposite to the group delay time difference between respective polarizations generated in the optical transmission line is generated, and the polarization state is input to the polarization beam splitter 10, the polarization Since the distances d1 and d2 from the beam splitter 10 to the reflection mirrors 12 and 22 are differently set for each polarization, an opposite group delay time difference is generated, and the polarization controller 1 is controlled by the controller 63. By controlling, PMD can be compensated to be substantially zero.
[0036]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a PMD compensator 107 according to the seventh embodiment of the present invention. The optical attenuator 107 according to the seventh embodiment is different from the PMD compensator 106 according to the sixth embodiment illustrated in FIG. 10 in that the controller 42 controls the movement and rotation of the moving and rotating mechanisms 13 and 23. And the Faraday rotation angle θ of each of the Faraday rotators 11 and 21 is fixed at 45 degrees. Hereinafter, these differences will be described in detail.
[0037]
In FIG. 11, the polarization state of the input optical signal is adjusted by the polarization controller 1 to adjust the polarization state of the optical signal propagating through each of the wave plates 11 and 12, so that the input optical signal is input via the input port P1. The polarization state of the optical signal is controlled so that the polarization axis of the propagating optical signal substantially coincides with the optical axis of the polarization beam splitter 10. On the other hand, since the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21 are fixed at 45 degrees, all the optical signals are output from the first output port P11, so that an extra return optical signal is output to the input port P1. The polarization beam splitter 10 operates as an optical circulator. Further, the controller 42 controls the respective moving and rotating mechanisms 13 and 23 to adjust the two distances d1 and d2, thereby adjusting the group delay time difference of the optical signal, compensating for the PMD of the optical signal, and adjusting the first. Output from the output port P11. Here, since the group delay time difference between the optical signals can be adjusted, the PMD can be precisely compensated to be substantially zero.
[0038]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the operation and effect of the PMD compensator 106 according to the sixth embodiment, the polarization beam splitter 10 operates as an optical circulator and returns light to the input port P1 side. The signal is made substantially zero, and the positions of the reflection mirrors 12 and 22 in the optical axis direction are changed by the moving and rotating mechanisms 13 and 23 controlled by the controller 42, so that the group between the polarization components of the optical signal is changed. By adjusting the delay time difference, PMD can be precisely compensated to be substantially zero.
[0039]
Embodiment 8 FIG.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the PMD compensator 108 according to the eighth embodiment of the present invention. The optical attenuator 108 according to the eighth embodiment includes an optical fiber cable 14 having a grating instead of the reflection mirror 12, as compared with the PMD compensator 106 according to the sixth embodiment illustrated in FIG. And an optical fiber cable 24 having a grating in place of the reflection mirror 22. Hereinafter, this difference will be described in detail.
[0040]
In FIG. 12, an optical fiber cable 14 is formed by irradiating a predetermined ultraviolet ray to an optical fiber cable having no grating to form a grating having a constant refractive index in the longitudinal direction. . The optical fiber cable 5 is also formed to have a grating substantially similar to that of the optical fiber cable 4. Each of the optical fiber cables 14 and 24 thus formed reflects only a predetermined spectral component of the input optical signal and transmits the remaining optical signal. Therefore, the optical fiber cables 14 and 24 have a so-called predetermined reflection filter function.
[0041]
In the present embodiment, the distances d1 and d2 from the polarizing beam splitter 10 to the gratings of the optical fiber cables 14 and 24 having the respective gratings are set to be different from each other, and the group delay time difference between the separated polarized waves is set. Occurs. In this case, the polarization state of the input optical signal is adjusted, whereby the polarization axis of the optical signal input and propagated through the input port P1 substantially coincides with the optical axis on the polarization beam splitter 10 side. The polarization state of the optical signal is controlled so as to match. Here, the controller 63 adjusts the polarization state by the polarization controller 1 so that the input optical signal has a group delay time difference opposite to the group delay time difference between the respective polarization components in the optical transmission line. Then, the optical signal whose polarization state has been adjusted is input to the polarization beam splitter 10.
[0042]
Next, the optical signal of the TE wave polarized and separated by the polarization beam splitter 10 is incident on an optical fiber cable 14 having a grating via a Faraday rotator 11, and is then band-filtered by the grating to obtain a spectrum corresponding to the grating. Only the optical signal of the component is reflected, and the remaining optical signal is transmitted through the optical fiber cable 14 and output. The reflected optical signal returns to the polarization beam splitter 10 via the Faraday rotator 11 and is input again. On the other hand, the optical signal of the TM wave polarized and separated by the polarization beam splitter 10 is incident on an optical fiber cable 24 having a grating via a Faraday rotator 21 and then band-filtered by the grating to obtain a spectrum corresponding to the grating. Only the optical signal of the component is reflected, and the remaining optical signal is transmitted through the optical fiber cable 24 and output. Only the optical signal of the spectral component corresponding to the grating is reflected after being band-filtered by the grating, and the remaining optical signal is transmitted through the optical fiber cable 24 and output. The reflected optical signal returns to the polarization beam splitter 10 via the Faraday rotator 21 and is input again. Further, the polarization beam splitter 10 combines the two input reflected light signals and outputs the combined signal to the output port P11.
[0043]
In the PMD compensator 108 configured as described above, when PMD does not occur in the optical signal on the optical transmission line, the polarization controller 1 controls the polarization of the optical signal so that only the TE wave or the TM wave is obtained. The wave state is adjusted and input to the polarization beam splitter 10. In this case, since no group delay time difference occurs between the TE wave and the TM wave, PMD is output to the output port P11 while being substantially zero. Further, in the present embodiment, since the optical fiber cables 14 and 24 having gratings are used as reflectors, the PMD compensator 108 has a function of a wavelength filter.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the functions and effects of the PMD compensator 106 according to the sixth embodiment, each of the optical fiber cables 14 and 24 as the respective reflectors from the polarization beam splitter 10. Are set so as to be different from each other, and by adjusting the polarization controller 1, the PMD of the optical signal can be compensated to be substantially zero. Further, since the grating of each of the optical fiber cables 14 and 24 is used as a reflector, the PMD compensator 108 has a specific effect of having a function as a wavelength filter.
[0045]
Modification of the eighth embodiment.
Although each of the optical fiber cables 14 and 24 in FIG. 12 has a grating having a constant grating period, the present invention is not limited to this, and a chirped grating in which the grating period is changed depending on the position may be used. The optical fiber cable having the chirp grating can also compensate for chromatic dispersion generated in the optical transmission line.
[0046]
Embodiment 9 FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a PMD compensator 109 according to the ninth embodiment of the present invention. The PMD compensator 109 according to the ninth embodiment differs from the PMD compensator 108 according to the eighth embodiment illustrated in FIG. 12 in that the polarization controller 1 and the polarization beam splitter 10 It is characterized in that an optical circulator 51 is inserted. Hereinafter, this difference will be described in detail.
[0047]
In FIG. 13, the optical signal from the polarization controller 60 enters the polarization beam splitter 10 via the optical circulator 51, and the return optical signal from the polarization beam splitter 10 outputs the second output signal via the optical circulator 51. Output to port P12. Therefore, according to the present embodiment, in addition to the functions and effects according to the eighth embodiment, since the optical circulator 51 is arranged on the input side of the polarization beam splitter 10, unnecessary return to the input side is performed. An optical signal can be prevented, and if the intensity of the output light from the second output port P12 is monitored, the amount of light attenuation by the PMD compensator 109 can be grasped.
[0048]
Embodiment 10 FIG.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a PMD compensator 110 according to the tenth embodiment of the present invention. The PMD compensator 109 according to the ninth embodiment differs from the PMD compensator 108 according to the eighth embodiment illustrated in FIG. 12 in that the polarization controller 1 and the polarization beam splitter 10 It is characterized in that an optical isolator 52 is inserted. Hereinafter, this difference will be described in detail.
[0049]
14, the optical signal from the polarization controller 60 enters the polarization beam splitter 10 via the optical isolator 52, and the return optical signal from the polarization beam splitter 10 returns to the input port P1 side by the optical isolator 52. Is prevented. Therefore, according to the present embodiment, in addition to the functions and effects according to the eighth embodiment, since the optical isolator 52 is arranged on the input side of the polarization beam splitter 10, unnecessary light to the input port P1 side is unnecessary. Return light signals can be prevented.
[0050]
Embodiment 11 FIG.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an optical attenuator 111 according to Embodiment 11 of the present invention. The optical attenuator 111 according to the eleventh embodiment is different from the optical attenuator 104 according to the fourth embodiment shown in FIG. A reflection mirror for reflecting an optical signal incident at a reflection angle of 45 degrees; and a Faraday rotator, reflection mirrors and, a Faraday rotator and a reflection mirror from a second surface of the polarization beam splitter. An optical loop circuit is formed up to the third surface S3 of the polarization beam splitter 10 via the first and second optical beams. Hereinafter, this difference will be described in detail.
[0051]
In FIG. 15, an optical signal input from the input port P1 via the optical circulator 51 is incident on the first surface S1 of the deflection beam splitter 10, and the incident optical signal is polarized into TE and TM optical signals. Wave separated. Next, the polarization-separated TE wave optical signal is transmitted through the Faraday rotator 11, the reflection mirror 16, the reflection mirror 17, the Faraday rotator 21, and the reflection mirror 20, to the polarization beam splitter 10, 3, the polarization-separated optical signal of the TM wave is transmitted through the reflection mirror 20, the Faraday rotator 21, the reflection mirror 17, the reflection mirror 16, and the Faraday rotator 11. Then, the light is output to the second surface S2 of the polarization beam splitter 10. Next, the polarization beam splitter 10 multiplexes the input optical signals of the two polarization components, outputs the multiplexed optical signal from the fourth surface S4 to the first output port P11, and multiplexes the multiplexed optical signal. The remaining optical signal is output from the first surface S1 to the second output port P12 via the ports P22 and P23 of the optical circulator 51.
[0052]
FIG. 16 is a graph showing the output light intensity of the output port P11 with respect to the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21 in the optical attenuator 111 of FIG. 15, and FIG. It is a graph which shows the output light intensity of the output port P12 with respect to the Faraday rotation angle (theta) in the rotors 11 and 21. As is clear from FIGS. 16 and 17, by changing the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21, the levels of the optical signals output to the first output port P11 and the second output port P12 are changed. They can be varied, and the levels of these two optical signals are in anti-phase relationship.
[0053]
As described above, according to the present embodiment, each polarization component polarized and separated by the polarization beam splitter 10 passes through the same loop-shaped optical transmission path. If the group delay time and the loss received by the optical signal of each polarization component are different, PMD and polarization dependent loss occur. In the present embodiment, however, the PMD and the loss received by each polarization are the same, No polarization dependent loss occurs in principle. Therefore, it is possible to realize an optical attenuator having very small PMD and polarization-dependent loss and capable of changing the amount of optical attenuation without finely adjusting the position of the reflection mirror and the like.
[0054]
The configuration in which the polarization components separated by the polarization beam splitter 10 in the above embodiment are transmitted through the same loop-shaped optical transmission line is applicable to the optical attenuator in other embodiments. Can be.
[0055]
Embodiment 12 FIG.
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of an optical attenuator 112 according to a twelfth embodiment of the present invention. The optical attenuator 112 according to the twelfth embodiment is different from the optical attenuator 111 according to the eleventh embodiment shown in FIG. Was used to form an optical loop circuit from the second surface S2 of the polarization beam splitter 10 to the third surface S3 of the polarization beam splitter 10 via the Faraday rotator 11, the Faraday rotator 21, and the reflection mirror 20. It is characterized by:
[0056]
This embodiment shown in FIG. 18 also has the same function and effect as the eleventh embodiment. In this embodiment, the polarization maintaining optical fiber cable 18 is used, but the present invention is not limited to this, and a single mode optical fiber cable can be used.
[0057]
The configuration in which the polarization components separated by the polarization beam splitter 10 in the above embodiment are transmitted through the same loop-shaped optical transmission line is applicable to the optical attenuator in other embodiments. Can be.
[0058]
Embodiment 13 FIG.
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification system 113 according to Embodiment 13 of the present invention. An optical amplification system 113 according to this embodiment includes an optical attenuator 101, an optical directional coupler 70, a controller 80, an optical amplifier 81, and an excitation light source 82.
[0059]
In FIG. 19, an input optical signal is output to an optical amplifier 81 via an optical attenuator 101 and an optical directional coupler 70 whose optical attenuation is controlled by a controller 80. The optical signal inputted is amplified and output using the pumping light from. Here, the optical attenuator 101 is, for example, the optical attenuator according to the first embodiment and the optical attenuators 101, 102, 103, 104, 105, 111, and 112 according to the other embodiments. Is also good. The optical directional coupler 70 includes two optical waveguides 71 and 72 optically coupled to each other. The branch is detected and output to the controller 80. In response, the controller 80 controls the amount of light attenuation of the optical attenuator 101 so that the level of the optical signal whose branch is detected is substantially constant.
[0060]
In general, the amplification characteristics of the optical amplifier 81 fluctuate due to the fluctuation of the intensity of the input optical signal. Therefore, it is necessary to keep the intensity of the optical signal input to the optical amplifier 81 constant. In this embodiment, an optical attenuator 101 is inserted at a stage prior to an optical amplifier 81, and a light intensity branched by an optical directional coupler 70 at a subsequent stage is detected so that the light intensity is kept constant. The intensity of the optical signal input to the optical amplifier 81 can be kept constant by controlling the optical attenuation of the optical attenuator 101 by the controller 80.
[0061]
As described above, according to the present embodiment, for example, the intensity of an optical signal input to the optical amplification system 113 in an optical communication system can be kept constant, and the amplification characteristics of the optical amplifier 81 can be stabilized.
[0062]
Embodiment 14 FIG.
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification system 114 according to Embodiment 14 of the present invention. The optical amplification system 114 according to this embodiment includes an optical attenuator 101, an optical directional coupler 70, a controller 80, an optical amplifier 81, and an excitation light source 82.
[0063]
In FIG. 20, a pump light source 82 generates a predetermined pump light and outputs it to an optical amplifier 81 via an optical attenuator 101. The optical signal input to the optical amplification system 114 is amplified by the optical amplifier 81 using the pump light, and is output via the optical directional coupler 70. Here, the optical directional coupler 70 includes two optical waveguides 71 and 72 that are optically coupled to each other, as in FIG. 19, and includes one optical signal output from the optical amplification system 114. The branch is detected and output to the controller 80. In response to this, the controller 80 controls the amount of optical attenuation of the optical attenuator 101 based on the detected optical signal so that the optical intensity of the optical signal becomes constant. The optical attenuator 101 is, for example, the optical attenuator according to the first embodiment, and may be the optical attenuators 101, 102, 103, 104, 105, 111, and 112 according to other embodiments. Good.
[0064]
Generally, in a wavelength division multiplexing transmission system, when the number of wavelengths of an optical signal input to the optical amplification system 114 changes, the amplification characteristics of the optical amplifier 81 change and the output light intensity also changes. Therefore, it is necessary to adjust the light intensity of the pump light source 82 in order to keep the output light intensity of the optical amplifier 81 constant. In the embodiment of FIG. 20, the optical attenuator 101 is inserted after the excitation light source 82, and the light intensity split by the optical directional coupler 70 provided after the optical amplifier 81 is detected. By controlling the optical attenuator 101 by the controller 80 so as to keep the light intensity constant, the intensity of the optical signal output from the optical amplifier 81 can be kept constant.
[0065]
As described above, according to the present embodiment, the output light intensity can be kept constant even when the number of wavelengths of the optical signal input to the optical amplification system 114 in the optical communication system changes. The operation of the optical communication system can be stabilized.
[0066]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the optical processing device of the present invention, the optical processing apparatus has the first, second, third, and fourth ports, and optical signals input through the first port are substantially mutually exchanged. Polarized light is separated into two polarization component optical signals orthogonal to the optical signal, and one polarization component optical signal is output through the second port, while the other polarization component optical signal is converted to the third polarization component optical signal. Polarization separation / combination means for outputting via a port,
A first Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of one polarization component output from the second port of the polarization separation / combination means at a predetermined first Faraday rotation angle, and outputs the first Faraday rotator;
A second Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of the other polarization component output from the third port of the polarization separation / combination means at a predetermined second Faraday rotation angle, and outputs the second Faraday rotator;
First reflection means for reflecting an optical signal output from the first Faraday rotator and returning the reflected light signal to a second port of the polarization separation / combination means via the first Faraday rotator;
A second reflection means for reflecting an optical signal output from the second Faraday rotator and returning the reflected light signal to a third port of the polarization separation / combination means via the second Faraday rotator;
The polarization separation / combination unit combines the optical signal returned to the second port and the optical signal returned to the third port, and combines the optical signal from at least one of the fourth port and the first port. The first and second Faraday rotation angles to change the attenuation of the combined optical signal output from at least one of the fourth port and the first port. Let it.
Therefore, since the two optical signals output from the polarization splitting / combining means are folded back, the position and angle of the two reflecting means are finely adjusted to minimize the polarization mode dispersion and the polarization dependent loss. And an optical attenuator that is small and lightweight can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical attenuator 101 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an operation of the polarization beam splitter 10 of FIG.
FIG. 3 is a graph showing an output light intensity of an output port P11 with respect to a Faraday rotation angle θ of the Faraday rotators 11 and 21 in the optical attenuator 101 of FIG.
4A and 4B are diagrams showing the operation of moving and rotating mechanisms 13 and 23 for moving and rotating the positions of the reflecting mirrors 12 and 22 in FIG. 1, wherein FIG. FIG. 7B is a diagram when the moving and rotating mechanisms 13 and 23 perform a rotating operation.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an optical attenuator 102 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an optical attenuator 103 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an optical attenuator 104 according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the output light intensity of the output port P12 with respect to the Faraday rotation angle θ of the Faraday rotators 11 and 21 in the optical attenuator 104 of FIG.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an optical attenuator 105 according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a PMD compensator 106 according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a PMD compensator 107 according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a PMD compensator 108 according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a PMD compensator 109 according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a PMD compensator 110 according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an optical attenuator 111 according to Embodiment 11 of the present invention.
16 is a graph showing the output light intensity of the output port P11 with respect to the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21 in the optical attenuator 111 of FIG.
17 is a graph showing the output light intensity of the output port P12 with respect to the Faraday rotation angles θ of the Faraday rotators 11 and 21 in the optical attenuator 111 of FIG.
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of an optical attenuator 112 according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of an optical amplification system 113 according to Embodiment 13 of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification system 114 according to Embodiment 14 of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 polarizing beam splitter, 11, 11a, 21 Faraday rotator, 12, 22 reflection mirror, 13, 23 moving rotation mechanism, 14, 24 optical fiber cable having grating, 18 optical fiber cable, 20 reflection mirror, 30, 31, 32 magnetic field applying device, 40, 41, 42 controller, 50 magnetic field shielding plate, 51 optical circulator, 52 optical isolator, 60 polarization controller, 61 1/4 wavelength plate, 62 1/2 wavelength plate, 63 controller, 70 light Directional coupler, 71, 72 optical waveguide, 80 controller, 81 optical amplifier, 82 pumping light source, 101, 102, 103, 104, 105, 111, 112 optical attenuator, 106, 107, 108, 109, 110 PMD compensation , 113,114 Optical amplification system, P1 input port, P11, P12 Output ports, S1 first plane, S2 second plane, S3 third plane, S4 fourth plane, T1, T2, T3, T4 ports.

Claims (18)

第1と第2と第3と第4のポートを有し、第1のポートを介して入力される光信号を互いに実質的に直交する2つの偏波成分の光信号に偏波分離して、一方の偏波成分の光信号を第2のポートを介して出力する一方、他方の偏波成分の光信号を第3のポートを介して出力する偏波分離合成手段と、
上記偏波分離合成手段の第2のポートから出力される一方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第1のファラデー回転角で回転して出力する第1のファラデー回転子と、
上記偏波分離合成手段の第3のポートから出力される他方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第2のファラデー回転角で回転して出力する第2のファラデー回転子と、
上記第1のファラデー回転子から出力される光信号を反射した後、上記第1のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第2のポートに戻す第1の反射手段と、
上記第2のファラデー回転子から出力される光信号を反射した後、上記第2のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第3のポートに戻す第2の反射手段とを備え、
上記偏波分離合成手段は、第2のポートに戻される光信号と、第3のポートに戻される光信号とを合成して、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から合成した光信号を出力し、上記第1と第2のファラデー回転角を変化することにより、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から出力される合成した光信号の減衰量を変化させることを特徴とする光処理装置。
It has first, second, third, and fourth ports, and separates the polarization of an optical signal input through the first port into two polarization component optical signals that are substantially orthogonal to each other. A polarization separation / combination unit that outputs an optical signal of one polarization component via a second port, and outputs an optical signal of the other polarization component via a third port;
A first Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of one polarization component output from the second port of the polarization separation / combination means at a predetermined first Faraday rotation angle, and outputs the first Faraday rotator;
A second Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of the other polarization component output from the third port of the polarization separation / combination means at a predetermined second Faraday rotation angle, and outputs the second Faraday rotator;
First reflection means for reflecting an optical signal output from the first Faraday rotator and returning the reflected light signal to a second port of the polarization separation / combination means via the first Faraday rotator;
A second reflection means for reflecting an optical signal output from the second Faraday rotator and returning the reflected light signal to a third port of the polarization separation / combination means via the second Faraday rotator;
The polarization separation / combination unit combines the optical signal returned to the second port and the optical signal returned to the third port, and combines the optical signal from at least one of the fourth port and the first port. The first and second Faraday rotation angles to change the attenuation of the combined optical signal output from at least one of the fourth port and the first port. An optical processing apparatus characterized in that the light processing is performed.
第1と第2と第3と第4のポートを有し、第1のポートを介して入力される光信号を互いに実質的に直交する2つの偏波成分の光信号に偏波分離して、一方の偏波成分の光信号を第2のポートを介して出力する一方、他方の偏波成分の光信号を第3のポートを介して出力する偏波分離合成手段と、
上記偏波分離合成手段の第2のポートから出力される一方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第1のファラデー回転角で回転して出力する第1のファラデー回転子と、
上記偏波分離合成手段の第3のポートから出力される他方の偏波成分の光信号の偏波面を所定の第2のファラデー回転角で回転して出力する第2のファラデー回転子と、
上記第1のファラデー回転子から出力される光信号を、上記第2のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第2のポートに戻すとともに、上記第2のファラデー回転子から出力される光信号を、上記第1のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第3のポートに戻す光伝送路手段とを備え、
上記偏波分離合成手段は、第2のポートに戻される光信号と、第3のポートに戻される光信号とを合成して、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から合成した光信号を出力し、上記第1と第2のファラデー回転角を変化することにより、第4のポートと第1のポートのうちの少なくとも一方から出力される合成した光信号の減衰量を変化させることを特徴とする光処理装置。
It has first, second, third, and fourth ports, and separates the polarization of an optical signal input through the first port into two polarization component optical signals that are substantially orthogonal to each other. A polarization separation / combination unit that outputs an optical signal of one polarization component via a second port, and outputs an optical signal of the other polarization component via a third port;
A first Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of one polarization component output from the second port of the polarization separation / combination means at a predetermined first Faraday rotation angle, and outputs the first Faraday rotator;
A second Faraday rotator that rotates the polarization plane of the optical signal of the other polarization component output from the third port of the polarization separation / combination means at a predetermined second Faraday rotation angle, and outputs the second Faraday rotator;
The optical signal output from the first Faraday rotator is returned to the second port of the polarization splitting / synthesizing means via the second Faraday rotator, and is output from the second Faraday rotator. An optical transmission line means for returning an optical signal to the third port of the polarization splitting / combining means via the first Faraday rotator;
The polarization separation / combination unit combines the optical signal returned to the second port and the optical signal returned to the third port, and combines the optical signal from at least one of the fourth port and the first port. The first and second Faraday rotation angles to change the attenuation of the combined optical signal output from at least one of the fourth port and the first port. An optical processing apparatus characterized in that the light processing is performed.
上記光伝送路手段は、複数の反射手段を備えたことを特徴とする請求項2記載の光処理装置。3. An optical processing apparatus according to claim 2, wherein said optical transmission path means includes a plurality of reflection means. 上記第1のファラデー回転子と上記第2のファラデー回転子とを同様に制御する第1の制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載の光処理装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising a first control unit that controls the first Faraday rotator and the second Faraday rotator in a similar manner. 5. Light processing equipment. 上記第1のファラデー回転子と上記第2のファラデー回転子とを独立に制御する第2の制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載の光処理装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising a second control unit that independently controls the first Faraday rotator and the second Faraday rotator. 5. Light processing equipment. 上記第1のファラデー回転子と上記第2のファラデー回転子とを1つのファラデー回転子で形成したことを特徴とする請求項1乃至5のうちのいずれか1つに記載の光処理装置。The optical processing device according to claim 1, wherein the first Faraday rotator and the second Faraday rotator are formed by one Faraday rotator. 上記偏波分離合成手段の第1のポートの前段に設けられ、入力される光信号を上記偏波分離合成手段の第1のポートに出力する一方、上記偏波分離合成手段の第1のポートから出力される光信号を、上記入力される光信号のポートとは別のポートから出力する光サーキュレータをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至6のうちのいずれか1つに記載の光処理装置。An input optical signal is provided at a stage prior to the first port of the polarization separation / combination means, and is output to the first port of the polarization separation / combination means, while the first port of the polarization separation / combination means is provided. 7. The optical circulator according to claim 1, further comprising: an optical circulator that outputs an optical signal output from a port different from the port of the input optical signal. Light processing equipment. 上記偏波分離合成手段の第1のポートの前段に設けられ、入力される光信号を上記偏波分離合成手段の第1のポートに出力する光アイソレータをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至7のうちのいずれか1つに記載の光処理装置。An optical isolator, which is provided at a stage prior to the first port of the polarization separation / combination means and outputs an input optical signal to the first port of the polarization separation / combination means, is further provided. The optical processing device according to any one of 1 to 7. 励起光源からの励起光を用いて光信号を増幅する光増幅器を備えた光増幅システムにおいて、
上記光増幅器の前段に、上記光信号を処理する請求項1乃至8のうちのいずれか1つに記載の光処理装置を備えたことを特徴とする光増幅システム。
In an optical amplification system including an optical amplifier that amplifies an optical signal using excitation light from an excitation light source,
An optical amplification system comprising the optical processing device according to any one of claims 1 to 8, which processes the optical signal before the optical amplifier.
上記光処理装置から出力される光信号の光強度が実質的に一定となるように上記光処理装置の光減衰量を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項9記載の光増幅システム。10. The light according to claim 9, further comprising control means for controlling the amount of light attenuation of the light processing device so that the light intensity of the optical signal output from the light processing device is substantially constant. Amplification system. 励起光源からの励起光を用いて光信号を増幅する光増幅器を備えた光増幅システムにおいて、
上記励起光源と上記光増幅器との間に、上記励起光を処理する請求項1乃至8のうちのいずれか1つに記載の光処理装置を備えたことを特徴とする光増幅システム。
In an optical amplification system including an optical amplifier that amplifies an optical signal using excitation light from an excitation light source,
An optical amplification system comprising the optical processing device according to any one of claims 1 to 8, which processes the excitation light between the excitation light source and the optical amplifier.
上記光増幅器から出力される光信号の光強度が実質的に一定となるように上記光処理装置の光減衰量を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項11記載の光増幅システム。12. The optical amplifier according to claim 11, further comprising control means for controlling an optical attenuation of the optical processing device so that the optical intensity of the optical signal output from the optical amplifier is substantially constant. system. 上記偏波分離合成手段の第1のポートの前段に設けられ、入力される光信号の偏波状態を調整し、当該光信号の偏波軸が上記偏波分離合成手段の第1のポートの光軸に実質的に一致するように当該光信号の偏波状態を制御する偏波制御手段をさらに備え、
上記第1と第2のファラデー回転角を変化することにより偏波モード分散を補償することを特徴とする請求項1記載の光処理装置。
It is provided before the first port of the polarization separation / combination means, adjusts the polarization state of the input optical signal, and the polarization axis of the optical signal corresponds to the first port of the polarization separation / combination means. Polarization control means for controlling the polarization state of the optical signal so as to substantially coincide with the optical axis,
2. The optical processing apparatus according to claim 1, wherein the polarization mode dispersion is compensated by changing the first and second Faraday rotation angles.
上記偏波分離合成手段の第1のポートの前段に設けられ、入力される光信号の偏波状態を調整する偏波制御手段をさらに備え、
上記偏波分離合成手段の第2のポートから上記第1のファラデー回転子、上記第1の反射手段、上記第1のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第2のポートに戻る第1の距離と、上記偏波分離合成手段の第3のポートから上記第2のファラデー回転子、上記第2の反射手段、上記第2のファラデー回転子を介して上記偏波分離合成手段の第3のポートに戻る第2の距離とは互いに異なるように設定され、
上記偏波制御手段を制御することにより偏波モード分散を補償する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の光処理装置。
Polarization control means provided before the first port of the polarization separation / combination means for adjusting the polarization state of an input optical signal,
The second port of the polarization separation / combination means returns to the second port of the polarization separation / combination means via the first Faraday rotator, the first reflection means, and the first Faraday rotator. A first distance from the third port of the polarization separation / combination means via the second Faraday rotator, the second reflection means, and the second Faraday rotator; The second distance back to the third port is set to be different from each other;
2. The optical processing apparatus according to claim 1, further comprising control means for compensating for polarization mode dispersion by controlling said polarization control means.
上記偏波分離合成手段の第1のポートの前段に設けられ、入力される光信号の偏波状態を調整し、当該光信号の偏波軸が上記偏波分離合成手段の第1のポートの光軸に実質的に一致するように当該光信号の偏波状態を制御する偏波制御手段と、
上記第1の反射手段の光軸方向の位置と、上記第2の反射手段の光軸方向の位置とを変化することにより偏波モード分散を補償する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の光処理装置。
It is provided before the first port of the polarization separation / combination means, adjusts the polarization state of the input optical signal, and the polarization axis of the optical signal corresponds to the first port of the polarization separation / combination means. Polarization control means for controlling the polarization state of the optical signal so as to substantially coincide with the optical axis,
Control means for compensating for polarization mode dispersion by changing the position of the first reflecting means in the optical axis direction and the position of the second reflecting means in the optical axis direction is further provided. The optical processing device according to claim 1.
上記第1と第2の反射手段は、グレーティングを有する光ファイバケーブルであることを特徴とする請求項14記載の光処理装置。15. The optical processing device according to claim 14, wherein the first and second reflection means are optical fiber cables having a grating. 上記偏波制御手段と上記偏波分離合成手段の第1のポートとの間に設けられ、上記偏波制御手段からの光信号を上記偏波分離合成手段の第1のポートに出力する一方、上記偏波分離合成手段の第1のポートから出力される光信号を、上記入力される光信号のポートとは別のポートから出力する光サーキュレータをさらに備えたことを特徴とする請求項16記載の光処理装置。The polarization control means is provided between the polarization control means and the first port of the polarization separation / combination means, and outputs an optical signal from the polarization control means to the first port of the polarization separation / combination means; 17. The optical circulator according to claim 16, further comprising an optical circulator for outputting an optical signal output from a first port of the polarization splitting / combining means from a port different from a port of the input optical signal. Light processing equipment. 上記偏波制御手段と上記偏波分離合成手段の第1のポートとの間に設けられ、上記偏波制御手段からの光信号を上記偏波分離合成手段の第1のポートに出力する光アイソレータをさらに備えたことを特徴とする請求項16記載の光処理装置。An optical isolator that is provided between the polarization control means and a first port of the polarization separation / combination means and outputs an optical signal from the polarization control means to a first port of the polarization separation / combination means; The optical processing device according to claim 16, further comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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