JP2007531900A - 偏波保持導波路コンポーネントに入力される光の偏波を制御するための適応的偏波調整装置 - Google Patents

Abstract

非線形複屈折導波路は、四光波混合、波長変換、ラマン増幅等に用いられる。このような導波路１４への入力光の偏波を調整するために、偏波ビームスプリッタが設けられる。偏波ビームスプリッタは、スルーしてほしくない直交偏波の一つを分岐する。分岐された光のパワーは、フォトダイオード１３で検出される。フォトダイオード１３の検出信号は、偏波制御装置１０にフィードバックされる。偏波制御装置１０は、入力光の偏波を、フォトダイオード１３で検出される光のパワーが最小になるように制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、偏波保持（ＰＭ）導波路コンポーネント、特には、高非線形偏波保持導波路コンポーネントへ入力される光の偏波状態を制御するための制御装置に関する。

光通信システムに使用される多くの導波路コンポーネントは、偏波依存、特には、偏波保持特性を有しており、入力光を偏波の主軸に結合する必要がある。これらの偏波保持コンポーネントには、有効断面積の小さな微細構造光ファイバや、サブバンド遷移を利用した半導体型コンポーネントなどのような、たとえば、波長変換、全光２Ｒ及び、３Ｒ再生、スーパーコンティニューム生成などの全光信号処理を超高速で実現する非線形光導波路がある。

光パワーを偏波保持コンポーネントの２つの主軸の１つに、精密に制御して、結合することは、上記偏波保持コンポーネントを有効に利用するために重要である。静的かつ入力偏波が線形の光（たとえば、レーザ光源からの光）の場合、線形の偏波状態が保持され、導波路の偏波の所望の主軸に結合するように配置された偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）で、光源と導波路デバイス（たとえば、変調器）を直接接続することが可能である。入力偏波は静的であるが、偏波が非線形状態である（線形以外の偏波状態で、たとえば、楕円偏波、円偏波）場合には、偏波制御装置（ＰＣ）は、光源の偏波状態を、導波路の入力において線形偏波に変換するのに用いられる。一方法としては、偏波の主軸の相対方向を調整可能な、λ／４−、λ／２−及び、λ／４−波長板からなる、任意の偏波状態を他の任意の偏波状態に変換でき、ＰＭ導波路の入力において、光の偏波が線形にあるように調整されるＱ（ｕａｒｔｅｒ）／Ｈ（ａｌｆ）／Ｑ（ｕａｒｔｅｒ）（波長）偏波制御装置を使うことである。ＰＣとＰＭ導波路の間で、適切に配列されたＰＭコンポーネントを使うならば、Ｑ／Ｈ ＰＣを使えば十分である。λ／４波長板は、任意の楕円偏波を線形偏波に変換でき、λ／２波長板は、この線形偏波を任意の角度だけ回転することができる。

レーザ光源以外の光ファイバ通信線の各点においては、偏波状態は、通常、光ファイバへの温度や応力の変化のために、時間とともに変化する。偏波依存特性を有する導波路コンポーネントへの入力偏波がこのような非静的状態の場合に対応する一方法としては、偏波ダイバーシチ法を適用するものがある。この方法の場合、２つの偏波成分は、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）によって互いに直交する二つの偏光成分に分離され、分離された各々の偏光成分を独立に扱うことにより、偏波無依存となるようにする。しかし、この方法は、通常、信号のパワーが２つの偏波の主軸間にどのように分配されているかが不確かであることと、非線形効果は入力パワーに比例することから、信号パワーに比例する非線形効果を用いた、全光信号処理への応用には適していない。

全光信号処理への応用に使用できる第２の方法は、すべての信号光が、ＰＭ導波路の１つの主軸に結合するようにＰＭ導波路の前段で偏波制御装置によって、入力偏波を適応的に調整するものである。通常使用される方法は、Ｑ／Ｈ ＰＣの後段にＰＢＳを配置することである。一方のポートが、ＰＭ導波路コンポーネントに線形入力偏波を供給するのに用いられ、他方のポートがモニタの目的に使用される。モニタに使用される偏波状態に結合される信号パワーを最小化することにより、ＰＣは、すべてのパワーがＰＢＳを通過するように入力光の偏波を適応的に調整することができる。ＰＢＳの出力において、このようにして得られた線形偏波を導波路（ＰＭ導波路）の主軸に結合するために、２つのコンポーネントは、ＰＭコンポーネントによって接続されなければならない。他の方法は、非ＰＭコンポーネントを使用することである。これらのコンポーネントの偏波伝達関数が時間とともに変化しないと仮定すると、固定的なＨ／Ｑ ＰＣを、ＰＢＳの後段に使用することができる。

図１及び図２は、従来の偏波制御装置を示す。
図１においては、従来の偏波制御装置の一例が示されている。任意の偏波の光が、ＰＣ１０に入力される。入力光の偏波は、ＰＣ１０によって調整され、調整された光は、偏波保持ファイバ１２に入力され、偏波保持ファイバ１２を伝搬してＰＢＳ１１に入力される。ＰＢＳ１１によって、ある偏波を有する調整された光の一部は、スルーされ、その偏波と直交する他の偏波を有する調整された光の他の一部は、ＰＤ１３にドロップされる。ＰＤ１３は、ドロップされた光のパワーを検出し、ＰＣ１０への入力光の偏波状態を変えることにより、ドロップされた光のパワーを最小化するために、それをＰＣ１０にフィードバックする。

ＰＢＳ１１を通過する光は、偏波保持ファイバ１２に入力され、導波路１４に送られる。ここで、導波路１４は、光スイッチ、３Ｒ再生器、波長変換器などに用いられる光学的非線形媒体である。導波路１４に入力される光は、電気信号に変換されることなく、信号処理される。図１の場合、別の偏波保持ファイバ１２がＰＢＳ１１と導波路１４の間に設けられている。これは、調整された偏波状態は、導波路１４の入力まで維持される必要があるからで、これは、コンポーネントの高価で難しい配置を必要とし、問題である。

図２において、ＰＣ１０に入力される光の偏波は、導波路１４への入力のために適当なものに調整されなければならない。偏波保持ファイバ１２は、調整された偏波を保持する。偏波保持ファイバ途中のＰＢＳ１１は、一方が、ＰＣ１５へスルーされ、他方が、ＰＤ１３にドロップされる直交する偏波を分岐する。ＰＤ１３は、ドロップされた光のパワーを検出し、これを、入力光の偏波の調整のために、ＰＣ１０へフィードバックする。ＰＢＳ１１をスルーした光は、偏波保持ファイバを介して、ＰＣ１５に入力され、その偏波は、再び、導波路１４の直前で、導波路１４への入力に適した偏波に精密に調整される。導波路１４内では、光は、信号処理され、出力ポートに出力される。図２において、導波路１４の機能は、図１と同じである。この場合、別のＰＣ１５が、導波路１４への入力に適した偏波状態を作るために必要とされ、更なる、コスト増、及び、装置の複雑化を招く。

上記構成では、偏波状態は、導波路１４の入力に適した状態に調整される。「適した」というのは、偏波状態が線形で、線形偏波の方向が導波路１４の偏光主軸（速軸、あるいは、遅軸）の１つに一致するという意味である。さもなくば、導波路１４の中で、互いに直交した偏波を有する２つの光に分岐してしまい、導波路１４内を異なる速度で伝搬してしまう。したがって、導波路１４から出力されると、光信号は、互いにずれた２つの光信号の重ね合わせになってしまい、光信号の劣化を招く。したがって、非線形導波路１４を使う場合には、導波路１４への入力光の偏波の方向は、導波路１４の主軸に一致しなくてはならない。

「偏波保持」（ＰＭ）の動作を以下に説明する。
従来のシングルモードファイバに圧力がかけられたり、ねじられたりすると、ファイバに応力が誘起される。これらの応力は、ファイバを伝搬する光の偏波状態を変える。ファイバの位置や周囲の温度が変化する場合には、ファイバからの出力光の偏波状態は時間とともに変わる。これは、偏波の線形状態が、ファイバの長さが短くても、ファイバの出力まで、信頼できるほどには維持できないことを意味する。

偏波保持ファイバ（ＰＭファイバ）は、この問題を解決する。これらのファイバでは、構造的応力が意図的に、製造過程で導入される。この構造的応力は、ファイバを伝搬する２つの直交偏波の光の速度に差異を引き起こす。この複屈折は、ファイバ内に、それぞれ、ファイバの速軸、および、遅軸として知られる、２つの主軸を形成する。ＰＭファイバへの入力光が、線形に偏波しており、これらの２軸の一方に沿って向いていれば、ファイバの出力は、外部応力の影響の後でも、線形に偏波し、その軸に沿って向き続けていることになる。

これは、ファイバ以外にもＰＭ導波路にも使用できる。ＰＭ導波路は、偏波の主軸によって特徴付けられる。線形に偏波した光が、ＰＭ導波路の２つの主軸の一方に結合する場合、導波路からの出力光は、線形に偏波し続け、この軸に沿って向いたままであろう。主軸の方向は、波長に依存しない。

従来技術として、特許文献１は、偏波制御出力手段を備える光源を記載している。偏波制御出力手段は、複数の光を受光し、複数の光を同じ方向に偏波させ、アレイ内で、偏波制御された光を維持する。
特開２００１−３５６３７８号公報

本発明の目的は、偏波保持導波路コンポーネント、特には、高非線形偏波保持導波路コンポーネントへの入力偏波状態を調整する制御装置を提供することである。

本発明の目的は、偏波保持導波路コンポーネントへの入力偏波の適応的調整のための制御装置であって、偏波保持導波路コンポーネントへの入力光の偏波が、偏波保持導波路コンポーネントの主軸と一致するように、偏波保持導波路コンポーネントの外部からフィードバックされる信号にしたがって、偏波保持導波路コンポーネントへの入力光の偏波状態を制御する偏波制御手段と、該偏波保持導波路コンポーネントの出力側において、偏波状態をモニタし、モニタ結果を該偏波制御手段へ、制御信号としてフィードバックする偏波モニタ手段とを備えることを特徴とする制御装置を提供することによって達成される。

本発明によれば、偏波モニタ手段は、偏波保持導波路コンポーネントの出力に設けられ、出力からの光は、その偏波状態がモニタされる。そして、モニタされた結果の信号は、偏波制御手段に与えられる。

偏波保持導波路コンポーネントの出力に偏波モニタ手段を設けることによって、別のＰＣあるいは別の偏波保持ファイバが必要なくなる。したがって、本発明は、コンポーネントの配列を簡単化し、コンポーネントの配列のためのコストを削減する。

本発明の実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。図面においては、同様な構成要素には同様に番号を付す。
本発明の実施形態では、非線形導波路コンポーネントへの入力偏波を制御する装置は、偏波保持コンポーネントあるいは、適応的に調整可能なＱ／Ｈ／Ｑ−ＰＣと導波路コンポーネントの間の別のＰＣを不要とし、ＰＭ導波路の出力において光をモニタする。

図３は、本発明の第１の実施形態を示す。
第１の実施形態は、複屈折光導波路１４（以下、これは、導波路１４とあらわされ、従来技術の項で述べたようなことを意味する）の後段にＰＢＳ１１を用いる。ＰＢＳ１１は、導波路１４に直接取り付けられるか、偏波保持ファイバ１２によって接続される。ＰＢＳ１１は、導波路１４の伝搬の所望の主軸の光が、ＰＢＳ１１のスルーポートに結合するように、導波路１４に対して配置される。ドロップポートから出力される光は、フォトダイオードＰＤ１３によってモニタされる。ＰＢＳ１１のドロップポートから出力される、導波路１４の所望の主軸と一致するものとは異なる偏波を有する光の光パワーを最小化することによって、入力偏波が調整される。これは、所望の主軸に一致する偏波成分が最大にされ、他の偏波成分が０にされることを意味する。したがって、上記のように調整された光は、所望の偏波のみを含む状態に準備される。

図４及び図５は、本発明の第２及び第３の実施形態である。
２つ以上の波長が導波路１４に結合されなければならない応用のために、チューナブル波長フィルタ１６（図４）、あるいは、波長分光器１８（図５）が、偏波軸の波長選択的配列を可能とするために、ＰＢＳ１１のモニタ側のブランチに用いることができる。この種の応用のための、ＰＢＳ１１を導波路１４の後段に配置することの利点は、導波路１４の前段の波長合波器１５が、偏波保存のものでなくて良く、全体に要求される、偏波保存コンポーネントの偏波軸の配列過程を減らすことができるというものである。

図４において、偏波制御装置１０−１、及び１０−２は、各波長に設けられる。この図では、２つの波長だけが示されているが、実施形態は、２つの波長のみを多重する場合のみには限定されず、任意の数の波長でよい。２つ以上の波長が設けられる場合、各波長に対応する数のＰＣを設ける。

ＰＣ１０−１、及び１０−２においては、各波長の光の偏波は、導波路１４への入力に適した状態に、互いに独立に調整される。ＰＣ１０−１及び１０−２からの各光は、カプラ１５によって結合され、導波路１４に入力される。偏波維持ファイバ１２は、導波路１４の出力に取り付けられる。導波路１４を伝搬する光は、ＰＩ−ファイバ１２を介して、ＰＢＳ１１に入力される。ＰＢＳ１１においては、互いに直交する偏波の一つは、各波長について、チューナブル波長フィルタ１６にドロップされる。チューナブル波長フィルタ１６は、２つの波長の一方を選択し、選択された波長の光がＰＤ１３に入力される。ＰＤ１３は、光のパワーを検出し、選択された波長にしたがって、ＰＣ１０−１あるいは１０−２にそれをフィードバックする。チューナブル波長フィルタ１６の選択する波長を変えることにより、各波長の偏波を調整することができる。

図５において、図４のチューナブル波長フィルタ１６は、波長分光器１８に置き換えられている。２つのＰＤ１９−１及び１９−２を用いることにより、両波長を同時にモニタすることができ、モニタされるべき波長を変える処理を削減できる。他のコンポーネントの動作は、図４と同じである。したがって、これの説明は省略する。

図６は、本発明の第４の実施形態を示す。
本発明を適用可能な他の構成では、偏波保持導波路コンポーネント１４への入力偏波の調整のための制御装置を、パワーモニタの機能と組み合わせる。導波路１４の出力光の一部は、パワー分岐器２０によって偏光子２２に結合される。光パワー分岐器２０は、導波路１４に直接取り付けられるか、偏波保持ファイバ１２によって接続される。偏光子２２は、光パワー分岐器２０に直接取り付けられるか、一体化されるか、あるいは、偏波保持ファイバ２１によって接続される。導波路１４、偏光子２２及び光パワー分岐器２０（偏波依存特性を持っている場合）は、互いに、これらの主軸がすべて平行となるように配置されなければならない。偏光子２２のスルー軸は、導波路１４の偏波の所望の主軸にあわせられている。フォトダイオード１３−１は、偏光子２２の出力ポートに取り付けられ、所望の線形偏波状態の光パワーの検出を可能にする。入力偏波は、フォトダイオードの信号が最大となるように調整する。導波路入力とフォトダイオード間のロスは良く知られているので、フォトダイオードの信号をパワーモニタに使用できる。

図６において、偏波フィルタあるいは、ＰＢＳを偏光子２２として使用できる。偏波フィルタを用いる場合、ＰＤ１３−２は設けられない。偏波フィルタは、１つのみの偏波を通し、その偏波の光をＰＤ１３−１で検出する。他の動作は前述と同じである。

ＰＢＳが用いられる場合は、それぞれ、ＰＢＳ２２の両ポートがＰＤ１３−１及び１３−２に接続される。パワー分岐器２０が、入力光を両偏波を含む２つの光に分岐するので、各偏波の光は、それぞれ、ＰＤ１３−１及び１３−２で検出される。この場合、ＰＤ１３−１あるいは１３−２の検出信号は、ＰＣ１０へのフィードバックに使用される。ＰＢＳの場合、両偏波は、ＰＤ１３−１及び１３−２によって検出されるので、導波路１４を伝搬する全光が検出される。したがって、導波路１４を伝搬する光信号があるか否かを決定することができ、光信号があるか否かをモニタすることが可能となる。これは、システムモニタリングに必要なものである。

パワー分岐器２０については、偏波無依存カプラを使用することができる。"Optical fiber telecommunication IIIB" by I. P. Kaminov and T. L. Koch, Academic press, 1997, Chapter 8, IX. B. pages 362-363を参照されたい。

図７は、本発明の第５の実施形態を示す。
更に、チューナブル波長フィルタは、波長選択配列及びモニタリングを可能とするために、偏光子の後段に加えることができる。図７において、複数の波長が使用される。パワー分岐器２０は、導波路１４に直接取り付けるか、偏波保持ファイバ１２を介して、導波路１４に接続する。パワー分岐器２０は、偏光子２２に取り付けられるか、一体化されるか、偏波保持ファイバ２１を介して接続される。更に、パワー分岐器２０自身は、好ましくは、偏波無依存デバイスである。これが偏波依存特性を持つならば、その主軸は、他のＰＭコンポーネントのそれと平行に配列されていなくてはならない。パワー分岐器２０は、光を分岐し、ドロップされた光は、偏光子に入力される。偏光子は、偏光フィルタあるいはＰＢＳである。偏光フィルタの場合、スイッチ２５は、設けられない。というのも、偏波フィルタは、１つの偏波しか通過させないからである。チューナブル波長フィルタ１６で光の波長を選択することによって、各波長の偏波を調整できる。ＰＢＳの場合、互いに直交している両偏波は、各ポートに出力される。各ポートは、スイッチ２５に接続される。スイッチ２５でパスを切り替えることにより、両偏波の光をモニタでき、光信号があるか否かのモニタを可能とする。

図８は、本発明の第６の実施形態を示す。
偏光子／ＰＢＳの後段に、波長選択手段を設ける代わりに、前段に設けることもできる。図８において、パワー分岐器２０は、導波路１４に直接に取り付けられるか、偏波保持ファイバ１２を介して接続される。パワー分岐器２０自身は、好ましくは、偏波無依存デバイスである。もし、これが偏波依存特性を有しているなら、その偏波の主軸は、他のＰＭコンポーネントのそれらと平行に配列されなければならない。パワー分岐器２０は、チューナブル波長フィルタ１６ａに接続されるか、一体化される。そして、チューナブル波長フィルタ１６ａは、偏光子２２に接続される。パワー分岐器２０から偏光子２２への接続光ファイバは、偏波保持型のもの３０である。チューナブル波長フィルタ１６ａは、好ましくは、偏波無依存フィルタである。もし、これが偏波依存特性を有しているなら、その偏波の主軸は、他のＰＭコンポーネントのこれらと平行に配列されていなければならない。

偏波無依存チューナブル波長フィルタについては、"Polarization independent, linear-tuned interference filter with constant transmission characteristics over 1530-1570-nm tuning range" Mekada, N.: Al-Hamdan, A: Chong, T. H.: Daut, D. G.: Photonics Technology Letters, IEEE, Volume 9, Issue 6, June 1997, pages 782-784.を参照されたい。

図９は、本発明の第７の実施形態を示す。
他の方法は、２つ以上のポートを持つ、偏光子の後段の波長分光器を使うことである。波長分光器１８で分光された光は、ＰＤ１９−１及び１９−２でそれぞれ検出される。図９において、チューナブル波長フィルタ１６は、図７に比べると、波長分光器１８に代わられている。この構成により、複数の波長について同時に偏波を調整することができる。

これらの構成では、偏光子ではなく、偏波ビームスプリッタを使うような変更が可能である。波長選択手段の前段の光スイッチを使うことにより、ＰＢＳの２つの偏波軸を交互にモニタすることができる。

図１０は、本発明の第８の実施形態を示す。
偏光子／ＰＢＳの後段に波長選択手段を配置するのではなくて、その前段に配置することもできる。図１０において、チューナブル波長フィルタ１６ａは、図８と比較すると、波長分光器１８に代わられている。導波路１４とパワー分岐器２０、パワー分岐器２０と波長分光器１８、波長分光器１８とＰＢＳの間の接続（１２、３０ａ）は、偏波保持型のものであるべきである。パワー分岐器２０と波長分光器１８は、好ましくは、偏波無依存のものである。もしこれらが、偏波依存特性を有しているなら、これらの偏波の主軸は、ＰＭコンポーネントのこれらと偏光に配置されていなければならない。

偏光無依存波長分光器については、"Extremely small polarization independent phased-array demultiplexers on InP", Bissessur, H. ; Pagnod-Rossiaux, P.; Mestric, R.; Martin, B.; Photonics Technology Letters, IEEE, Volume 8, Issue 4, April 1996, pages 554-556.
他の構成は、同じ概念に基づいているが、導波路１４の入力ポートに配置された光パワー分岐器を有し、これは、光入力パワーを減少するという欠点を有する。

図１１及び１２は、本発明の第９及び第１０の実施形態を示す。
更に別の構成は、導波路１４の後段の光パワー分岐器２０と、偏波状態をモニタする偏光計３５を用いる。光パワー分岐器２０は、導波路１４に直接に取り付けられるか、偏波保持ファイバ１２によって接続される。偏光計３５は、光パワー分岐器２０に直接取り付けられるか、あるいは、一体化されるか、偏波保持ファイバ２１及び３０によって接続される。パワー分岐器２０は、好ましくは、偏波無依存デバイスである。偏波の測定された状態に基づいて、入力偏波は、出力偏波が線形化されるように調整される。

更に、偏波無依存チューナブル波長フィルタ１６ａは、波長選択配置及びモニタリングを可能とするために、光パワー分岐器２０のモニタを行うブランチに使用可能である。チューナブル波長フィルタ１６ａは、パワー分岐器２０に直接取り付けられるか、偏波保持ファイバ３０によって接続される。偏光計３５は、偏波保持ファイバ３０によって、チューナブル波長フィルタ１６ａに接続される。パワー分岐器２０及びチューナブル波長フィルタは、好ましくは、偏波無依存デバイスである。

他の構成は、同じ概念に基づいているが、導波路の入力ポートに配置された光パワー分岐器を備えており、光入力パワーを減少するという欠点がある。
図１３及び１４は、本発明の第１１及び第１２の実施形態を示す。

全光信号処理に用いられる複屈折導波路の場合、出力スペクトルの形状は、１つ、あるいは、２つの波長が、どの程度精度よく、導波路１４の偏波の所望の主軸に結合されるかに依存する。したがって、光スペクトルをモニタすることによって、入力偏波を最適化することができる。導波路１４の出力の光パワー分岐器２０は、光の一部を、光スペクトルをモニタするための光スペクトルアナライザ４０へと分岐する。パワー分岐器２０は、好ましくは、偏波無依存デバイスである。導波路１４の入力偏波は、スペクトルの形状が所望のように（たとえば、スーパーコンティニューム生成の場合における平坦な高パワー出力）最適化される。これは、所望の色分散特性を有する偏波の主軸への結合に関連する。

ある非線形光学効果を用いた光信号処理への応用においては（たとえば、四光波混合、相互位相変調（ＸＰＭ）、スーパーコンティニューム生成）、光スペクトルのある部分の光パワーのみをモニタすれば十分である。導波路１４の出力の光パワー分岐器２０は、所望のスペクトル成分のパワーをモニタするための光フィルタに、光の一部を分岐する。パワー分岐器２０とチューナブル波長フィルタ１６は、好ましくは、偏波無依存デバイスである。このスペクトル成分の光パワーは、入力偏波を調整するためのフィードバック信号として用いられる。光フィルタ１６は、透過波長を可変できる光チューナブル波長フィルタでも良い。

図１５及び１６は本発明の第１３及び第１４の実施形態を示す。
これらの実施形態は、図１３及び１４の実施形態の変形であり、複数の波長を収容する場合である。図１５は、図１３に対応し、図１６は、図１４に対応する。

図１５において、ＰＣ１０−１及び１０−２は、各波長の光の偏波を制御する。出力光は、カプラ１５で結合され、導波路１４に出力される。導波路１４に沿って伝搬した後、光は、パワー分岐器２０に入力される。パワー分岐器２０は、光スペクトルアナライザ４０に光を分岐する。光スペクトルアナライザは、光のスペクトルを解析し、解析から得られた信号を各ＰＣ１０−１及び１０−２に返送する。各ＰＣ１０−１及び１０−２は、各波長の偏波を最適なものに調整する。

図１６において、波長フィルタ１６とフォトダイオード１３は、光スペクトルアナライザ４０の変わりに設けられている。波長フィルタ１６は、特定の波長を選択し、ＰＤ１３へ通過させる。ＰＤ１３は、選択された波長の光のパワーを検出する。検出の結果は、ＰＣ１０−１及び１０−２へフィードバックされ、各波長の偏波を制御するのに使われる。もちろん、波長数は、２に限定されず、任意の数でよい。

従来の偏波制御装置を示す図である。 従来の偏波制御装置を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示す図である。 本発明の第２及び第３の実施形態を示す図である。 本発明の第２及び第３の実施形態を示す図である。 本発明の第４の実施形態を示す図である。 本発明の第５の実施形態を示す図である。 本発明の第６の実施形態を示す図である。 本発明の第７の実施形態を示す図である。 本発明の第８の実施形態を示す図である。 本発明の第９及び第１０の実施形態を示す図である。 本発明の第９及び第１０の実施形態を示す図である。 本発明の第１１及び第１２の実施形態を示す図である。 本発明の第１１及び第１２の実施形態を示す図である。 本発明の第１３及び第１４の実施形態を示す図である。 本発明の第１３及び第１４の実施形態を示す図である。

Claims (22)

1. 偏波保持導波路コンポーネントへの入力偏波の適応的調整のための制御装置であって、
   偏波保持導波路コンポーネントへの入力光の偏波が、偏波保持導波路コンポーネントの主軸と一致するように、偏波保持導波路コンポーネントの外部からフィードバックされる入力信号にしたがって、偏波保持導波路コンポーネントへの入力光の偏波状態を制御する偏波制御手段と、
   該偏波保持導波路コンポーネントの出力側において、偏波状態をモニタし、モニタ結果を該偏波制御手段へ、入力信号としてフィードバックする偏波モニタ手段と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記偏波モニタ手段は、更に、前記偏波保持導波路コンポーネント内を通過する光信号が存在するか否かをモニタすることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記偏波モニタ手段は、偏波ビームスプリッタを備え、該偏波ビームスプリッタは、前記偏波保持導波路コンポーネントの主軸と一致する偏波状態の光を該偏波ビームスプリッタのスルーポートに結合し、ドロップポートの光を偏波状態のモニタリングに使用するように、該偏波保持導波路コンポーネントに対し、配置されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 複数の前記偏波制御手段が、入力光に含まれる波長の数に等しい分だけ設けられ、
   チューナブル波長フィルタが、フィードバック経路に沿って、前記偏波ビームスプリッタの後段に設けられており、
   各複数の前記偏波制御手段は、該チューナブル波長フィルタを通過する光のパワーを検出することによって得られるフィードバック信号に従って、各波長の入力光の偏波状態を制御することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 複数の前記偏波制御手段が、入力光に含まれる波長の数に等しい分だけ設けられ、
   フィードバック経路に沿って、前記偏波ビームスプリッタの後段に、入力光を各波長に分光する波長分光手段が設けられ、
   各複数の前記偏波制御手段は、該波長分光手段によって分光される光のパワーを検出することによって得られるフィードバック信号に従って、各波長の入力光の偏波状態を制御することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
6. 前記偏波モニタ手段は、
   前記偏波保持導波路コンポーネントの後段に配置された光パワー分岐器と、
   偏波軸が、該偏波保持導波路コンポーネントの偏波の主軸のそれと一致された該光パワー分岐器の一ポートに接続された偏波選択手段と、
   光パワーを検出し、前記偏波制御手段へのフィードバック信号を与えるための、該偏波選択手段に接続されたモニタ手段と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
7. 前記偏波選択手段は、前記偏波保持導波路コンポーネントの所望の主軸と一致されたスルー軸を有する偏光子であり、
   前記モニタ手段は、該偏光子の出力に接続されたフォトダイオードであることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記偏波選択手段は、前記偏波保持導波路コンポーネントの所望の主軸と一致されたスルー軸を有する偏光子であり、
   前記モニタ手段は、該偏光子の出力に接続されたチューナブル波長フィルタであることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
9. 前記偏波選択手段は、前記偏波保持導波路コンポーネントの所望の主軸と一致されたスルー軸を有する偏光子であり、
   前記モニタ手段は、該偏光子の出力に接続された波長分光器であることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
10. 前記偏波選択手段は、偏波ビームスプリッタであり、モニタ手段は、該偏波ビームスプリッタの２つの出力に接続された２つのフォトダイオードを含むことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
11. 更に、光スイッチを含み、
    前記偏波選択手段は、偏波ビームスプリッタとモニタ手段と備え、該光スイッチは、該偏波ビームスプリッタの出力ポートに接続され、モニタ手段は、該光スイッチの出力に接続されたチューナブル波長フィルタを含むことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
12. 更に、光スイッチを含み、
    前記偏波選択手段は、偏波ビームスプリッタとモニタ手段と備え、該光スイッチは、該偏波ビームスプリッタの出力ポートに接続され、モニタ手段は、該光スイッチの出力に接続された波長分光器を含むことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
13. 前記偏波モニタ手段は、
    前記偏波保持導波路コンポーネントの後段に配置された光パワー分岐器と、
    該光パワー分岐器の一ポートに接続された波長選択手段と、
    偏波軸が、該偏波保持導波路の偏波の主軸のそれと一致された、該波長選択手段と接続された偏波選択手段と、
    光パワーを検出し、前記偏波制御手段へのフィードバック信号を与えるための、該偏波選択手段に接続されたモニタ手段と、
    を備えることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
14. 前記波長選択手段は、チューナブル波長フィルタであり、前記偏波選択手段は、偏光子であることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
15. 前記波長選択手段は、チューナブル波長フィルタであり、前記偏波選択手段は、偏波ビームスプリッタと、該偏波ビームスプリッタに接続されたフォトダイオードとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
16. 前記波長選択手段は、波長分光器であり、前記偏波選択手段は、該波長分光器の出力ポートに接続された偏波ビームスプリッタと、該偏波ビームスプリッタに接続されたフォトダイオードとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
17. 前記偏波モニタ手段は、
    前記偏波保持導波路コンポーネントの後段に配置された光パワー分岐器と、
    偏波状態を解析し、前記偏波制御手段にフィードバック信号を与える偏光計と、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
18. 前記偏波モニタ手段は、
    前記偏波保持導波路コンポーネントの後段に配置された光パワー分岐器と、
    該光パワー分岐器の一出力ポートに接続され、複数の波長の１つのモニタを可能とするチューナブル波長フィルタと、
    偏波状態を解析し、前記偏波制御手段にフィードバック信号を与える偏光計と、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
19. 前記偏波モニタ手段は、
    前記偏波保持導波路コンポーネントの後段に配置された光パワー分岐器と、
    該光パワー分岐器の一出力ポートに接続され、受信した光のスペクトルを解析し、前記偏波制御手段へのフィードバック信号を生成するスペクトルモニタ手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
20. 前記スペクトルモニタ手段は、光スペクトルアナライザであることを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。
21. 前記スペクトルモニタ手段は、波長選択フィルタと、該波長選択フィルタを通過する光のパワーを検出するフォトダイオードとを含むことを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。
22. 各波長に対して、複数の前記偏波制御手段が設けられ、波長分光された光が、前記偏波保持導波路コンポーネントへ入力されることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１つに記載の制御装置。

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