JP2010152206A - 光干渉計および光受信機 - Google Patents
光干渉計および光受信機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010152206A JP2010152206A JP2008332023A JP2008332023A JP2010152206A JP 2010152206 A JP2010152206 A JP 2010152206A JP 2008332023 A JP2008332023 A JP 2008332023A JP 2008332023 A JP2008332023 A JP 2008332023A JP 2010152206 A JP2010152206 A JP 2010152206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interference
- optical
- branched light
- phase
- optical interferometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/12159—Interferometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
【課題】 位相の温度安定性を実現することができる光干渉計を提供する。
【解決手段】 光干渉計は、入力光を少なくとも第1分岐光と第2分岐光とに分岐する第1分岐部と、入力光を少なくとも第3分岐光と第4分岐光とに分岐する第2分岐部と、第1分岐光と第3分岐光とを干渉させる第1干渉部と、第2分岐光と第4分岐光とを干渉させる第2干渉部と、を備え、第1干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差と前記第2干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差とが各干渉ラインにおける温度変化に対して一定である。
【選択図】 図5
【解決手段】 光干渉計は、入力光を少なくとも第1分岐光と第2分岐光とに分岐する第1分岐部と、入力光を少なくとも第3分岐光と第4分岐光とに分岐する第2分岐部と、第1分岐光と第3分岐光とを干渉させる第1干渉部と、第2分岐光と第4分岐光とを干渉させる第2干渉部と、を備え、第1干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差と前記第2干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差とが各干渉ラインにおける温度変化に対して一定である。
【選択図】 図5
Description
本発明は、光干渉計および光受信機に関する。
近年、光通信技術においては、高速化が進んでいる。現状システムでは、10Gb/sから40Gb/sへの移行が行われている。今後は、40Gb/sまたはさらに高速の100Gb/sの通信システムで用いられる光送信機および光受信機の開発が重要となってくる。
従来の光通信では、「1」および「0」の2値で表される強度変調方式が採用されている。40Gb/s以上の光通信では、伝送容量を拡大するため多値変調方式が考えられている。多値変調方式としては、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などの位相変調方式が有力視されている。
図1(a)は強度変調方式の光出力の時間波形を説明するための図であり、図1(b)は位相状態を説明するための図である。図1(a)においては、横軸が時間であり、縦軸が光出力強度である。図1(a)においては、時間に対して光強度がON(1)およびOFF(0)を示すことによってデータが伝送される。
図1(b)においては、同位相の成分(I:In−Phase)が実数軸に表され、位相が90°ずれた成分(Q:Quadurature−Phase)が虚数軸上に表されている。図1(b)で説明されるように、基本的な強度変調方式の場合、光電界はI成分のみを有している。それにより、位相は変動しない。
図2(a)はQPSK変調式の光出力の時間波形を説明するための図であり、図2(b)は位相状態を説明するための図である。基本的なQPSK変調方式では、光強度は時間に対して変化せず、位相が変化する。図2(b)で説明されるように、QPSK変調方式の光信号の位相は、4値存在する。したがって、QPSK変調方式は、多値位相変調方式である。
図1(a)および図1(b)のような強度変調方式の変調信号を受信する場合は、単純にPD(フォトダイオード)を用いて光信号のON/OFFを電気信号のON/OFFに変換することによって、受信することができる。しかしながら、図2(a)および図2(b)のような位相変調方式の変調信号を受信するためには、単にPDで受光するだけでは正常に受信できない。
位相変調信号を受信するための有力な方法として、非特許文献1にコヒーレント受信方式が報告されている。コヒーレント受信方式は、信号光(S)と局発光(L)とを干渉させて、局発光の位相に対する信号光の位相を推定する方法である。
図3は、単純なコヒーレント受信機の構成を説明するための図である。信号光および局発光は、90°ハイブリッドと呼ばれる干渉計において同位相で干渉(S+L)するとともに、90°の位相差をもって干渉(S+jL)する。90°ハイブリッドの出力をそれぞれ検出器で受信すると、信号光および局発光の位相差をΦ(t)として、検出器ではcosΦ(t)およびsinΦ(t)の成分がそれぞれ検出される。それにより、検出信号をシグナルプロセッサで電気的に信号処理することによって、信号光の位相を推定することができる。
図4は、別のコヒーレント受信器の構成を説明するための図である。90°ハイブリッドは、正相(S+L)および逆相(S−L)と、位相が90°ずれた正相(S+jL)および逆相(S−jL)とを出力する。これらの出力は、2つのBalanced PDでそれぞれ受信される。Balanced PDでの受光電流は、TIA(トランスインピーダンスアンプ)で電圧に変換された後、ADCでデジタル信号に変換され、信号処理される。この方式は図3と比較してS/Nを改善できる点で良好な方式である。
このようなコヒーレント受信方式では、同位相または90°の位相差で、信号光と局発光とを正確に干渉させることが重要であり、90°ハイブリッドデバイスの特性改善が必須である。
従来の90°ハイブリッドとして、特許文献1および非特許文献2に、空間光学系で構成された90°ハイブリッドが報告されている。一方、非特許文献3および非特許文献4には、導波路で構成された90°ハイブリッドデバイスが報告されている。導波路型のデバイスは、空間型と比較して小型化が可能であり、またPDを集積しやすい点で優れている。
非特許文献3は、PLC導波路で構成した例を開示している。この例では、ヒータを使って90°の位相差を生じさせている。非特許文献4は、InP導波路を使ったタイプを開示している。このタイプにおいては、2×4スターカップラによって、干渉および出力がまとめて行われる。
一方、特許文献2にはLiNbO3導波路を使用した90°ハイブリッドが報告されている。この技術では、電圧印加による電気光学効果を利用して90°の位相調整が行われている。これらの導波路型の90°ハイブリッドは、温度変化などの周囲の状況により位相が変動しやすいのが欠点である。特にLiNbO3基板のような光弾性効果を示す基板を用いる場合には温度変化が大きい。
非特許文献5には、LiNbO3導波路を使用した90°ハイブリッドの位相が15°/1℃変化することが報告されている。この場合、位相が温度により大きく変動するため、デバイスは位相をアクティブに制御する必要がある。また、コストが高く、デバイスサイズも大きくなってしまう。
上記各文献に開示された技術では、位相の温度安定性を有する90°ハイブリッドを実現することが困難である。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、位相の温度安定性を実現することができる光干渉計および光受信機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、明細書開示の光干渉計は、入力光を少なくとも第1分岐光と第2分岐光とに分岐する第1分岐部と、入力光を少なくとも第3分岐光と第4分岐光とに分岐する第2分岐部と、前記第1分岐光と前記第3分岐光とを干渉させる第1干渉部と、前記第2分岐光と前記第4分岐光とを干渉させる第2干渉部と、を備え、前記第1干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差と前記第2干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差とが各干渉ラインにおける温度変化に対して一定であることを特徴とするものである。
明細書開示の光干渉計および光受信機によれば、位相の温度安定性を実現することができる。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。
(第1の実施形態)
図5は、第1の実施形態に係る光干渉計100を説明するための上面図である。光干渉計100においては、信号光(S)は3dBカップラ1で等しく分配され、局発光(L)は3dBカップラ2で等しく分配される。3dBカップラ1から図中下側へ出力された信号光と3dBカップラ2から図中上側に出力された局発光とは、3dBカップラ3において同位相で干渉する。3dBカップラ1および3dBカップラ2から3dBカップラ3までの干渉ラインを、以下、第1干渉部と称する。
図5は、第1の実施形態に係る光干渉計100を説明するための上面図である。光干渉計100においては、信号光(S)は3dBカップラ1で等しく分配され、局発光(L)は3dBカップラ2で等しく分配される。3dBカップラ1から図中下側へ出力された信号光と3dBカップラ2から図中上側に出力された局発光とは、3dBカップラ3において同位相で干渉する。3dBカップラ1および3dBカップラ2から3dBカップラ3までの干渉ラインを、以下、第1干渉部と称する。
また、3dBカップラ2から図中下側に出力された局発光は、90°位相調整部5において、3dBカップラ1から図中上側へ出力された信号光に対して位相が90°シフトする。その後、3dBカップラ2から図中下側に出力された局発光と3dBカップラ1から図中上側へ出力された信号光とは、3dBカップラ4において位相が90°ずれた状態で干渉する。3dBカップラ1および
3dBカップラ2から3dBカップラ4までの干渉ラインを、以下、第2干渉部と称する。
3dBカップラ2から3dBカップラ4までの干渉ラインを、以下、第2干渉部と称する。
3dBカップラ3および3dBカップラ4は、基板チップの中心軸上に配置されている。また、第1干渉部を構成する2本の光導波路は、導波路長が互いに等しく、基板チップの中心軸に対して対称な構造を有する。また、第2干渉部を構成する2本の光導波路も、導波路長が互いに等しく、基板チップの中心軸に対して対称な構造を有する。
図6で説明されるように、第1干渉部からの出力は、第2干渉部の導波路と交差して外部に出力され、レンズ6,7等を通ってバランスドレシーバー10に集光される。第1干渉部からの出力および第2干渉部の導波路は、クロストークが発生しないような角度で交差させることが望ましい。第1干渉部からバランスドレシーバー10までの各光路長は、互いに等しくなるように設定されている。
第2干渉部からの出力は、外部に出力され、レンズ8等を通ってバランスドレシーバー9に集光される。第2干渉部からバランスドレシーバー9までの各光路長は、互いに等しくなるように設定されている。90°位相シフトは、導波路長差、温度、応力、電圧等により導波路において実現される。また温度、応力および電圧により実現される位相シフトは、アクティブに制御することも可能である。
続いて、本実施の形態の動作原理について説明する。図7は、比較例に係る90°ハイブリッドの構造を説明するための図である。比較例においては、信号光は3dBカップラ1で等しく分配され、局発光は3dBカップラ2で等しく分配される。3dBカップラ1から図中上側へ出力された信号光と3dBカップラ2から図中上側に出力された局発光とは、3dBカップラ3にて同位相で干渉する(第1干渉部)。また、3dBカップラ2から図中下側に出力された局発光は、90°位相調整部5において、3dBカップラ1から図中下側へ出力された信号光に対して位相が90°シフトされる。それにより、3dBカップラ1から図中下側へ出力された信号光と3dBカップラ2から図中下側に出力された局発光とは、3dBカップラ4にて位相が90°ずれた状態で干渉する(第2干渉部)。
このような構造では、基板チップの中心軸に対してそれぞれの干渉計を対称にすることができない。ここで、基板チップには、筐体との接着応力、基板チップ上の成膜部分からの応力等に起因して、温度に依存した熱歪みが加わる。この熱歪みは、一般に基板チップの中心軸に対して対称となる。LiNbO3の様な光弾性効果を持つ基板は、歪が加わると屈折率が変化する。したがって、温度が変化するとそれぞれの干渉計の位相差が変化する。例えば、図7のような温度による位相シフトα°が発生した場合に、第1干渉部の位相差は0°→α°に変化し、第2干渉部の位相差は90°→90+α°に変化してしまう。この場合、正常な受信動作ができなくなる。
一方、本実施形態に係る構造では、それぞれの干渉計が中心軸に対して対称となっているため、図8に示すように温度変化による位相差が発生しても、90°の位相差を保つことができる。それにより、位相の温度安定性を実現することができる。さらに、位相の温度安定性を有する90°ハイブリッドを実現することができる。その結果、位相のアクティブ制御が不要となり、位相のアクティブ制御が必要であっても制御に必要な電圧を小さくすることができる。
(変形例)
図9は、第1の実施形態の変形例に係る光干渉計100aについて説明するための図である。本変形例では、90°位相調整部5は、第1干渉部を構成する一方の導波路に設けられている。すなわち、90°位相調整部5は、基板チップの内側に設けられている。したがって、本変形例では、第1干渉部で90°位相の干渉を行い、第2干渉部で0°位相の干渉を行う。本変形例においてもそれぞれの干渉計が基板チップの中心軸に対して対称となっているため、温度変化に起因する位相差が生じても、90°の位相差を保つことができる。
図9は、第1の実施形態の変形例に係る光干渉計100aについて説明するための図である。本変形例では、90°位相調整部5は、第1干渉部を構成する一方の導波路に設けられている。すなわち、90°位相調整部5は、基板チップの内側に設けられている。したがって、本変形例では、第1干渉部で90°位相の干渉を行い、第2干渉部で0°位相の干渉を行う。本変形例においてもそれぞれの干渉計が基板チップの中心軸に対して対称となっているため、温度変化に起因する位相差が生じても、90°の位相差を保つことができる。
なお、図9では90°位相調整部5は3dBカップラ2から3dBカップラ3までの光導波路に設けられているが、3dBカップラ1から3dBカップラ3までの光導波路に設けられていても同じ効果が得られる。
(第2の実施の形態)
第1の実施形態では、中心軸に対してそれぞれの干渉計を構成する干渉ラインが対称となっている。しかしながら、それぞれの干渉計を構成する2本の干渉ラインにそれぞれ加わる屈折率の温度変化量を等しくしていれば、温度安定性が得られる。つまり、光が進行する方向に沿って、それぞれの干渉ラインに加わる歪の積算量を等しくしていればよい。
第1の実施形態では、中心軸に対してそれぞれの干渉計を構成する干渉ラインが対称となっている。しかしながら、それぞれの干渉計を構成する2本の干渉ラインにそれぞれ加わる屈折率の温度変化量を等しくしていれば、温度安定性が得られる。つまり、光が進行する方向に沿って、それぞれの干渉ラインに加わる歪の積算量を等しくしていればよい。
本実施形態に係る光干渉計100bにおいては、図10(a)〜図10(c)で説明されるように、第1干渉部と第2干渉部とに分けて考えた際に、各干渉部を構成する干渉ラインに加わる歪の中心軸方向の積算量が等しくなるようにする。歪はチップ中心軸に対して対称となるので、例えば図10(c)の第2干渉部のように一見中心軸に対して対称でなくともよい。
図10(c)の第2干渉部を例に考える。第2干渉部を構成する図中上側の干渉ラインを干渉ラインL1とし、図中下側の干渉ラインを干渉ラインL4とする。また、中心軸を基点として、中心軸に沿った方向をX方向とし、干渉ラインL1,L4の中心軸からの距離をD1(X),D4(X)とした場合に以下の式(1)を満たせばよい(図11)。
∫D1(X)dX = ∫D4(X)dX (1)
∫D1(X)dX = ∫D4(X)dX (1)
また、同時に干渉ラインL1の導波路長と干渉ラインL4の導波路長とを等しくする必要がある。同様に、図10(b)の第1干渉部において、図中上側の干渉ラインを干渉ラインL2とし、図中下側の干渉ラインを干渉ラインL3とする。干渉ラインL2,L3の中心軸からの距離をD2(X)、D3(X)とした場合に以下の式(2)を満たすように、干渉ラインL2,L3を設定する。
∫D2(X)dX = ∫D3(X)dX (2)
∫D2(X)dX = ∫D3(X)dX (2)
本実施形態においても、式(1)および式(2)を満たすように干渉ラインL1〜L4を設定することによって、温度変化による位相差が発生しても、90°の位相差を保つことができる。
(変形例)
上記各実施形態では各干渉部の3dBカップラはチップ中心軸上に配置されていたが、それに限られない。例えば、図12(a)で説明されるように、本変形例に係る光干渉計100cのように干渉部を中心軸からずらして配置してもよい。この場合においても、図12(b)および図12(c)のように各干渉部を構成する干渉ラインに加わる歪の中心軸方向の積算量が等しくなるようにすることによって、温度安定性を得ることができる。
上記各実施形態では各干渉部の3dBカップラはチップ中心軸上に配置されていたが、それに限られない。例えば、図12(a)で説明されるように、本変形例に係る光干渉計100cのように干渉部を中心軸からずらして配置してもよい。この場合においても、図12(b)および図12(c)のように各干渉部を構成する干渉ラインに加わる歪の中心軸方向の積算量が等しくなるようにすることによって、温度安定性を得ることができる。
但し、この場合においては歪の大きさが基板内でどのように分布しているかを設計の際に知る必要があるため、実験で事前に確認しておくことが必要となる。また、第1干渉部および第2干渉部の歪を同時に均等にするには、複雑な設計が必要となる。一方、各干渉部を中心軸上に配置すれば、簡易な設計で歪を対称にすることができる。
(第3の実施形態)
図13は、第3の実施形態に係る光干渉計100dについて説明するための図である。図6で説明したように、干渉してからPDに入力されるまでの光路長は等しくする必要がある。図6の配置では干渉してからPDに入力されるまでの出力ラインを等長にすることは容易であるが、バランスドレシーバーを使う場合には配置が難しくなる。
図13は、第3の実施形態に係る光干渉計100dについて説明するための図である。図6で説明したように、干渉してからPDに入力されるまでの光路長は等しくする必要がある。図6の配置では干渉してからPDに入力されるまでの出力ラインを等長にすることは容易であるが、バランスドレシーバーを使う場合には配置が難しくなる。
一方、図13で説明される構造では、第1干渉部からの光導波路を出力ラインOL1,OL2として、基板内で出力ラインOL1,OL2を等長にすることによって、バランスドレシーバーを集積しやすくなる。また基板内で各出力ラインを等長にできない場合には、基板外に出力してからPDに入力されるまでのラインで光路長差をつけて等長にすることが可能である。この場合、単にラインの長さに差を設けてもよく、波長板などの一般的な光学補償板を用いて光路長調整部としてもよい。
(第4の実施形態)
図14(a)および図14(b)は、第4の実施形態に係る光干渉計100eについて説明するための図である。図14(a)は光干渉計100eの上面図であり、図14(b)は光干渉計100eの干渉ラインL4の断面図である。電圧によって90°位相調整する場合は、例えばチップ基板22としてZ−cutのLiNbO3板を用いてもよい。また、この場合、電圧印加用電極24を光導波路26の上方に配置し、接地電極25をその両脇に配置してもよい。この場合、電圧印加用電極24に電圧を印加することによって、屈折率変化を引き起こすことができる。なお、光導波路26は、LiNbO3板にTiを拡散させて形成することができる。
図14(a)および図14(b)は、第4の実施形態に係る光干渉計100eについて説明するための図である。図14(a)は光干渉計100eの上面図であり、図14(b)は光干渉計100eの干渉ラインL4の断面図である。電圧によって90°位相調整する場合は、例えばチップ基板22としてZ−cutのLiNbO3板を用いてもよい。また、この場合、電圧印加用電極24を光導波路26の上方に配置し、接地電極25をその両脇に配置してもよい。この場合、電圧印加用電極24に電圧を印加することによって、屈折率変化を引き起こすことができる。なお、光導波路26は、LiNbO3板にTiを拡散させて形成することができる。
光導波路26と電圧印加用電極24との間には、光の吸収損失を避けるためSiO2等からなるバッファ層23を設けるのが一般的である。光導波路26の脇にリッジ溝21を掘ることによって光導波路26への電界印加効率を高めることができ、位相調整に必要な電圧を小さくすることが可能である。
このような導波路脇に溝を形成したリッジ導波路に対しても、位相の温度安定性を得ることができる。また、図14のような場合にはリッジ溝21を形成することで歪の分布が変化するため、電圧を加えない干渉ライン側にも同様の溝を形成することによって、対称構造とすることが望ましい。
(第5の実施形態)
図15は、第5の実施形態について説明するための図である。上記各実施の形態においては、歪による位相変化に対処するための構造について説明した。しかしながら、LiNbO3のように焦電性を持つ基板は、温度変化により電荷が発生する。この場合、発生した電荷が不均一に分布することで、基板上に不均一な電界が発生し、位相変化が発生する。このような焦電性起因の温度特性を改善するために、例えばLiNbO3基板を用いた光変調器の場合には、特公平5−78016号公報に開示されたバッファ層上に半導電性の膜を形成し、焦電による電荷を均等化してもよい。
図15は、第5の実施形態について説明するための図である。上記各実施の形態においては、歪による位相変化に対処するための構造について説明した。しかしながら、LiNbO3のように焦電性を持つ基板は、温度変化により電荷が発生する。この場合、発生した電荷が不均一に分布することで、基板上に不均一な電界が発生し、位相変化が発生する。このような焦電性起因の温度特性を改善するために、例えばLiNbO3基板を用いた光変調器の場合には、特公平5−78016号公報に開示されたバッファ層上に半導電性の膜を形成し、焦電による電荷を均等化してもよい。
図15で説明される構造のように、光導波路26上にバッファ層23を形成し、バッファ層23上に半絶縁性膜27を形成することで、より温度安定性に優れた光干渉計及び90°ハイブリッドを提供することができる。半絶縁性膜27は、スパッタ工程などにより形成したSi等であることが望ましい。
なお、上記各実施形態においては、各干渉部を構成する2本の干渉ラインの導波路長が等しくなっているが、それに限られない。例えば、導波路長差をつけて、温度、圧力、電圧等で位相を調整してもよい。
実施例においては、第1の実施形態に係る光干渉計100を作製し、温度による位相シフトを実験データから算出した。光干渉計の寸法を、図16のように一般的なサイズとした。チップ基板は、LiNbO3基板とした。温度変化−5℃〜80℃における位相シフトを見積もると、比較例の構成でおよそ20°の位相変動が発生し、実施例においてはほぼ0°に抑えることが確認された。このように、各干渉ラインにおける温度による屈折率の変化量が均等化することによって、位相の温度安定性が得られることを確認することができた。
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
さらに、上記実施形態の記載に基づき、次に示す構成もある。
入力光を少なくとも第1分岐光と第2分岐光とに分岐する第1分岐部と、
入力光を少なくとも第3分岐光と第4分岐光とに分岐する第2分岐部と、
前記第1分岐光と前記第3分岐光とを干渉させる第1干渉部と、
前記第2分岐光と前記第4分岐光とを干渉させる第2干渉部と、を備え、
前記第1干渉部を構成する各2本の干渉ラインの光路長差と前記第2干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差とが各干渉ラインにおける温度変化に対して一定であることを特徴とする光干渉計。
入力光を少なくとも第1分岐光と第2分岐光とに分岐する第1分岐部と、
入力光を少なくとも第3分岐光と第4分岐光とに分岐する第2分岐部と、
前記第1分岐光と前記第3分岐光とを干渉させる第1干渉部と、
前記第2分岐光と前記第4分岐光とを干渉させる第2干渉部と、を備え、
前記第1干渉部を構成する各2本の干渉ラインの光路長差と前記第2干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差とが各干渉ラインにおける温度変化に対して一定であることを特徴とする光干渉計。
1,2,3,4 3dBカップラ
5 90°位相調整部
6,7,8 レンズ
9,10 バランスドレシーバー
21 リッジ溝
22 チップ基板
23 バッファ層
24 電圧印加用電極
25 接地電極
26 光導波路
27 半絶縁性膜
100 光干渉計
5 90°位相調整部
6,7,8 レンズ
9,10 バランスドレシーバー
21 リッジ溝
22 チップ基板
23 バッファ層
24 電圧印加用電極
25 接地電極
26 光導波路
27 半絶縁性膜
100 光干渉計
Claims (14)
- 入力光を少なくとも第1分岐光と第2分岐光とに分岐する第1分岐部と、
入力光を少なくとも第3分岐光と第4分岐光とに分岐する第2分岐部と、
前記第1分岐光と前記第3分岐光とを干渉させる第1干渉部と、
前記第2分岐光と前記第4分岐光とを干渉させる第2干渉部と、を備え、
前記第1干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差と前記第2干渉部を構成する2本の干渉ラインの光路長差とが各干渉ラインにおける温度変化に対して一定であることを特徴とする光干渉計。 - 前記干渉部を構成する2本の干渉ラインとチップ基板の中心軸との距離をそれぞれD1(X)およびD2(X)とし、前記中心軸方向をXとした場合に、∫D1(X)dX=∫D2(X)dXを満たすことを特徴とする請求項1記載の光干渉計。
- 前記干渉部の干渉ラインが合波する干渉部分は、チップ基板の中心軸上に配置されていることを特徴とする請求項1記載の光干渉計。
- 前記干渉ラインを構成する2本の導波路は、チップ基板の中心軸に対して対称配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光干渉計。
- 前記第1干渉部および前記第2干渉部のうち一方は、分岐した光を同位相で干渉させる干渉部であり、他方は、分岐した光を90°ずれた位相で干渉させる干渉部であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光干渉計。
- 前記干渉部は、導波路長差、温度、圧力または電圧により位相差を生じさせることを特徴とする請求項5記載の光干渉計。
- 前記干渉部は、温度、圧力または電圧により位相制御可能であることを特徴とする請求項5記載の光干渉計。
- 前記光干渉計のチップ基板上の導波路は、導波路脇に溝が形成されたリッジ導波路であることを特徴とする請求項1〜7記載の光干渉計。
- 前記導波路脇に形成された溝は、干渉部を構成する干渉ラインのそれぞれに対称に形成されていることを特徴とする請求項8記載の光干渉計。
- 前記光干渉計の基板上の導波路は、基板にTiを拡散させた導波路であり、
前記導波路上設けられた絶縁膜からなるバッファ層と、
前記バッファ層上に設けられた半絶縁性膜と、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれいかに記載の光干渉計。 - 請求項5〜7のいずれかに記載の光干渉計と、
前記干渉部からの2つの出力が入力されるバランスドレシーバーとを備え、
前記干渉部から前記バランスドレシーバーまでの各光路長が等しいことを特徴とする光受信機。 - 前記干渉部からの2つの出力がチップ基板から出射した後、前記2つの出力の片方が通過する、波長板からなる光学補償板をさらに備えることを特徴とする請求項11記載の光受信機。
- 前記各バランスドレシーバーの後段にそれぞれトランスインピーダンスアンプを備え、それぞれのトランスインピーダンスアンプの出力をアナログデジタル変換器を介して受信することを特徴とする請求項11または12記載の光受信機。
- 前記光干渉計のチップ基板は、LiNbO3基板であることを特徴とする請求項12記載の光受信機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008332023A JP2010152206A (ja) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 光干渉計および光受信機 |
US12/636,977 US20100166438A1 (en) | 2008-12-26 | 2009-12-14 | Optical interferometer and optical receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008332023A JP2010152206A (ja) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 光干渉計および光受信機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010152206A true JP2010152206A (ja) | 2010-07-08 |
Family
ID=42285131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008332023A Pending JP2010152206A (ja) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 光干渉計および光受信機 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100166438A1 (ja) |
JP (1) | JP2010152206A (ja) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7327913B2 (en) * | 2001-09-26 | 2008-02-05 | Celight, Inc. | Coherent optical detector and coherent communication system and method |
US7961997B2 (en) * | 2003-09-22 | 2011-06-14 | Celight, Inc. | Space diversity optical receiver and system and method using the same |
JP4768421B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2011-09-07 | 富士通株式会社 | Dqpsk光受信器 |
WO2007126846A2 (en) * | 2006-03-27 | 2007-11-08 | Optoplex Corporation | Free-space optical hybrid |
-
2008
- 2008-12-26 JP JP2008332023A patent/JP2010152206A/ja active Pending
-
2009
- 2009-12-14 US US12/636,977 patent/US20100166438A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100166438A1 (en) | 2010-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dong et al. | 128-Gb/s 100-km transmission with direct detection using silicon photonic Stokes vector receiver and I/Q modulator | |
Dong et al. | 50-Gb/s silicon quadrature phase-shift keying modulator | |
US7751721B2 (en) | Optical DQPSK receiver apparatus | |
Al-Qadasi et al. | Scaling up silicon photonic-based accelerators: Challenges and opportunities | |
US9485032B2 (en) | Optical multilevel transmitter and optical transponder | |
US20240004260A1 (en) | Method and system for a vertical junction high-speed phase modulator | |
EP2624484A1 (en) | Optical transmitter and method for controlling bias for optical modulator | |
JP2007274235A (ja) | 光dqpsk受信器 | |
Buscaino et al. | Multi-Tb/s-per-fiber coherent co-packaged optical interfaces for data center switches | |
Cho et al. | Long-reach 10-Gb/s RSOA-based WDM PON employing QPSK signal and coherent receiver | |
US20090257758A1 (en) | Optical receiving apparatus | |
Seiler et al. | Multiband silicon photonic ePIC coherent receiver for 64 GBd QPSK | |
JP6701144B2 (ja) | 光変調器 | |
Pérez-Galacho et al. | QPSK modulation in the O-band using a single dual-drive Mach–Zehnder silicon modulator | |
Lu et al. | Power-efficient O-band 40 Gbit/s PAM4 transmitter based on dual-drive cascaded carrier-depletion and carrier-injection silicon Mach-Zehnder modulator with binary driving electronics at CMOS voltages | |
de Valicourt et al. | Integrated hybrid wavelength-tunable III–V/silicon transmitter based on a ring-assisted Mach–Zehnder interferometer modulator | |
Ueda et al. | Low driving voltage operation of MZI-type EA modulator integrated with DFB laser using optical absorption and interferometric extinction | |
Mazurek et al. | Up to 112 Gbit/s single wavelength channel transmission in the 1310 nm wavelength domain | |
JP2010152206A (ja) | 光干渉計および光受信機 | |
Machado et al. | Advanced optical communication systems and devices | |
Kang et al. | A hybrid electroabsorption modulator device for generation of high spectral-efficiency optical modulation formats | |
JP5758779B2 (ja) | 光ハイブリッド回路、光受信器および光カプラ | |
Shivaleela et al. | Coherent receivers for fiber optic communications | |
Jiang et al. | Homodyne coherent optical communication system based on reflex electro-optic modulator | |
Asif et al. | Logarithmic versus modified digital backward propagation algorithm in 224 Gb/s DP-16QAM transmission over dispersion uncompensated fiber links |