JP2010243575A - Optical hybrid, optical demodulator, and optical receiver - Google Patents

Optical hybrid, optical demodulator, and optical receiver Download PDF

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昇 上原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a mounting density in an optical receiver and to eliminate the need of accurately positioning, in an optical hybrid. <P>SOLUTION: Local oscillation light and received signal light are made incident on fiber collimators 20 and 21, respectively. The received signal light is made incident on a beam splitter 27 and the local oscillation light is made incident on the beam splitter 27 through a λ/4 wavelength plate 26 and a right angle reflection prism 28, to branch spatially synthesized light into 50:50. The branched light is further branched by a polarized beam splitter 30, according to horizontal and vertical polarized components and reflected by a right angle reflection prism 29, to be guided to four fiber collimators for output 22 to 25. Thus, it is constituted so that the fiber collimators can be arranged in one and the same direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はコヒーレント光伝送方式に用いられる光ハイブリッド、光復調器及びこれを用いた光受信器に関するものである。   The present invention relates to an optical hybrid used in a coherent optical transmission system, an optical demodulator, and an optical receiver using the optical hybrid.

光通信においては波長多重により高密度の多重化がなされているが、光信号自体はオンオフによって光信号の断続で信号を伝えるようにしている。これに加えて光信号の位相成分にも信号を伝送させるコヒーレント光通信方式は、高密度ビット伝送が可能な経済的な方式として注目されている。この方式における光受信器には、受信した光を位相成分に応じて分離する光ハイブリッドが用いられている。例えば特許文献1では、偏光ビーム分割器と偏光維持カップラを組み合わせた光ハイブリッドが示されており、この方式は光ファイバや平面光導波路構造で実現することができる。この方式では光の位相差が90°の場合について示しているが、媒質に石英を用いており、材料のもつ熱特性のため位相差が温度変化に敏感に変化してしまうため、温度制御機構を備える必要があった。   In optical communication, high-density multiplexing is performed by wavelength multiplexing, but the optical signal itself is transmitted on and off by transmitting and receiving the optical signal. In addition to this, a coherent optical communication system that transmits a signal also to a phase component of an optical signal has attracted attention as an economical system capable of high-density bit transmission. The optical receiver in this system uses an optical hybrid that separates received light according to phase components. For example, Patent Document 1 discloses an optical hybrid in which a polarization beam splitter and a polarization maintaining coupler are combined, and this method can be realized by an optical fiber or a planar optical waveguide structure. This system shows a case where the phase difference of light is 90 °, but quartz is used as the medium, and the phase difference changes sensitively to temperature changes due to the thermal characteristics of the material. It was necessary to have.

そこで最近では受信信号光をデジタル演算処理し、信号の品質劣化を防ぐデジタルコヒーレント伝送技術が注目されている。非特許文献1では、図1に示すように90°光ハイブリッドが提案されている。この光ハイブリッドは2入力4出力の光ハイブリッドであって、入力側にファイバコリメータ1,2、出力側にファイバコリメータ3,4,5,6を有している。尚ファイバコリメータは、光ファイバの先端にコリメートレンズを付加したものである。ここで受信信号光がファイバコリメータ1に加えられ、局部発振光がファイバコリメータ2に加えられる。受信信号光と局部発振光の空間での光軸は90°の角度に配置されており、その交点位置にビームスプリッタ7が夫々の光軸に対して45°の角度で設けられる。ここで受信信号光及び局部発振光は直線偏光状態とし、局部発振光のファイバコリメータ2の出力側には直線偏光を円偏光に変換するためのλ/4波長板8が設けられている。ビームスプリッタ7では受信信号光と局部発振光は50:50に夫々分岐され、受信信号光と局部発振光とが空間的に合成される。その後透過成分と反射成分が偏光ビームスプリッタ9及び10に加えられる。偏光ビームスプリッタ9及び10は立体型のビームスプリッタであり、入射光を水平偏光成分と垂直偏光成分とに分岐するものである。水平偏波成分はビームスプリッタ9及び10を夫々透過してファイバコリメータ3及び5に結合される。又垂直偏波成分はビームスプリッタ9及び10で夫々反射されてファイバコリメータ6及び4に結合される。このときファイバコリメータ3,4,5,6に結合する信号成分は、複素成分表示すれば、夫々S+L,S−L,S+jL,S−jLで表される。尚Sは信号光、L局部発振光、jは虚数である。従ってコヒーレント光受信器ではS+L成分,S−L成分と、S+jL成分,S−jL成分の差動検知を行い、電気信号処理が行われる。   Therefore, recently, a digital coherent transmission technique that digitally processes received signal light to prevent signal quality deterioration has attracted attention. Non-Patent Document 1 proposes a 90 ° optical hybrid as shown in FIG. This optical hybrid is a two-input four-output optical hybrid, and has fiber collimators 1 and 2 on the input side and fiber collimators 3, 4, 5, and 6 on the output side. The fiber collimator is obtained by adding a collimating lens to the tip of an optical fiber. Here, the received signal light is applied to the fiber collimator 1, and the local oscillation light is applied to the fiber collimator 2. The optical axis in the space of the received signal light and the local oscillation light is arranged at an angle of 90 °, and the beam splitter 7 is provided at the intersection point at an angle of 45 ° with respect to each optical axis. Here, the received signal light and the local oscillation light are in a linearly polarized state, and a λ / 4 wavelength plate 8 for converting linearly polarized light into circularly polarized light is provided on the output side of the fiber collimator 2 of the local oscillation light. In the beam splitter 7, the reception signal light and the local oscillation light are respectively split at 50:50, and the reception signal light and the local oscillation light are spatially combined. Thereafter, the transmission component and the reflection component are added to the polarization beam splitters 9 and 10. The polarization beam splitters 9 and 10 are three-dimensional beam splitters that split incident light into a horizontal polarization component and a vertical polarization component. The horizontal polarization component passes through the beam splitters 9 and 10 and is coupled to the fiber collimators 3 and 5, respectively. The vertically polarized component is reflected by the beam splitters 9 and 10 and coupled to the fiber collimators 6 and 4, respectively. At this time, the signal components coupled to the fiber collimators 3, 4, 5, and 6 are represented by S + L, S-L, S + jL, and S-jL, respectively, in a complex component display. S is signal light, L local oscillation light, and j is an imaginary number. Therefore, the coherent optical receiver performs differential detection of the S + L component, the S−L component, and the S + jL component, the S−jL component, and performs electric signal processing.

特開平8−28682号公報JP-A-8-28682

Kikuchi et al., "Phase-Diversity Homodyne Detection Multilevel Optical Modulation With Digital carrier Phase Estimation", IEEE, Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol.12, No.4, pp.563-570, 2006.Kikuchi et al., "Phase-Diversity Homodyne Detection Multilevel Optical Modulation With Digital carrier Phase Estimation", IEEE, Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol.12, No.4, pp.563-570, 2006.

図1に示す従来の光ハイブリッドでは、ファイバコリメータが入力用及び出力用として四方に配置されており、入出力用の光ファイバを同一方向に揃えて配置することができない。従って光ファイバの取りまわしの面積を大きくする必要があり、光受光器の内部での実装密度が低下するという欠点があった。又光の合成を行うビームスプリッタ7から結合用のファイバコリメータ3,4,5,6の間に立体型の偏光ビームスプリッタ9,10を用いているため、光線がビームスプリッタの中央部分を通過しない場合には、ファイバコリメータまでの距離が4つの出力部の間でずれてしまい、光伝送品質が劣化する。従って正確に位置決めをしなければならないという欠点があった。更に2つの立体型偏光ビームスプリッタを用いているため、高価になるという欠点もあった。   In the conventional optical hybrid shown in FIG. 1, fiber collimators are arranged in four directions for input and output, and input / output optical fibers cannot be arranged in the same direction. Therefore, it is necessary to increase the area of the optical fiber, and there is a drawback that the mounting density inside the optical receiver is reduced. Further, since the three-dimensional polarization beam splitters 9 and 10 are used between the beam splitter 7 for combining the light and the fiber collimators 3, 4, 5 and 6 for coupling, the light beam does not pass through the central portion of the beam splitter. In this case, the distance to the fiber collimator is shifted between the four output units, and the optical transmission quality is deteriorated. Therefore, there is a drawback that the positioning must be performed accurately. Further, since two three-dimensional polarization beam splitters are used, there is a disadvantage that the cost becomes high.

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、入出力用光ファイバを揃えて一方向に配置できるよう構成し、精密な位置決めを行うことなく光伝送品質を劣化させることのない光ハイブリッド、光復調器及び光受信器を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and is configured so that the input and output optical fibers can be arranged in one direction, and the optical transmission quality is deteriorated without performing precise positioning. An object of the present invention is to provide an optical hybrid, an optical demodulator, and an optical receiver that are not allowed to occur.

この課題を解決するために、本発明の光ハイブリッドは、受信信号光を4つの相異なる位相の光信号に分離する光ハイブリッドであって、受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、前記局部発振光入力部から得られる直線偏光の光ビームを円偏光にするλ/4波長板と、相異なる位相に分離した出力光を出射する4つの出力部と、前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビームが互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して夫々入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち2つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち2つの他の出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、前記受信信号光入力部、局部発振光入力部及び前記出力部を同一方向に配置したことを特徴とするものである。   In order to solve this problem, the optical hybrid of the present invention is an optical hybrid that separates received signal light into four optical signals having different phases, and receives the received signal light as a light beam. An input unit; a local oscillation light input unit that inputs linearly polarized local oscillation light as a light beam; and a λ / 4 wavelength plate that circularly polarizes the linearly polarized light beam obtained from the local oscillation light input unit; The four output units that emit output light separated into different phases and the light beams of the local oscillation light that have passed through the reception signal light and the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship to each other. A non-polarizing beam splitter that branches incident light, and reflects one of the received signal light and local oscillation light to enter the non-polarizing beam splitter, and is branched by the non-polarizing beam splitter. The first reflecting means for reflecting light and the light branched by the non-polarizing beam splitter are incident directly and through the first reflecting means, respectively, and are separated into horizontal polarization and vertical polarization depending on the polarization state. In addition, a polarization beam splitter that guides each reflected light to two output units of the output unit, and reflects each light that has passed through the polarization beam splitter and guides it to two other output units of the output unit. A second reflection means, wherein the reception signal light input section, the local oscillation light input section and the output section are arranged in the same direction.

この課題を解決するために、本発明の光ハイブリッドは、2つの直交偏波信号光で偏波多重された受信信号光(Sx,Sy)を偏波状態で分離すると共に夫々相異なる4つの位相に分離することにより相異なる8つの光信号に分離する光ハイブリッドであって、前記受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、相異なる位相に分離した出力光を出射する8つの出力部と、前記局部発振光をベースとなる面に対して相異なる高さを保ち平行に分離する第1の偏波分離ブロックと、前記受信信号光をベースとなる面に対して夫々前記第1の偏波分離ブロックで分離された光ビームと夫々同一の高さを保ち、2つの直交偏波成分を有する平行な2本の光ビーム(Sx)及び(Sy)に分離する第2の偏波分離ブロックと、前記第1の偏波分離ブロックから得られる直線偏光の2本の光ビームを夫々円偏光にするλ/4波長板と、ベースとなる面に対して夫々同一の高さを有する前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビーム同士が互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち4つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち他の4つの出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、前記受信信号光入力部、局部発振光入力部及び前記出力部を同一方向に配置したことを特徴とするものである。     In order to solve this problem, the optical hybrid of the present invention separates received signal light (Sx, Sy) polarization-multiplexed with two orthogonally polarized signal lights in a polarization state and has four different phases. An optical hybrid that separates the optical signal into eight different optical signals by inputting the received signal light into a received signal light input unit that forms a light beam, and linearly polarized local oscillation light A local oscillation light input section that is a beam, eight output sections that emit output light separated into different phases, and a first section that separates the local oscillation light parallel to each other while maintaining different heights relative to the base surface. One orthogonal polarization component block and two orthogonal polarization components that maintain the same height as the light beam separated by the first polarization separation block with respect to the plane on which the received signal light is based Two parallel light beams ( a second polarization separation block that separates x) and (Sy), and a λ / 4 wavelength plate that circularly polarizes two linearly polarized light beams obtained from the first polarization separation block; The received signal light having the same height with respect to the base surface and the local oscillation light beams that have passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship with each other. A non-polarizing beam splitter that branches the reflected light, and reflects either the received signal light or the local oscillation light to enter the non-polarizing beam splitter, and reflects the light branched by the non-polarizing beam splitter The light branched by the first reflecting means and the non-polarizing beam splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization depending on the polarization state, and the respective reflections. A polarization beam splitter that guides light to four output units of the output unit, and a second reflection unit that reflects each light that has passed through the polarization beam splitter and guides it to the other four output units of the output unit; The reception signal light input unit, the local oscillation light input unit, and the output unit are arranged in the same direction.

ここで前記無偏光ビームスプリッタと前記偏光ビームスプリッタとは、互いに90°の位置関係で配置されているようにしてもよい。   Here, the non-polarizing beam splitter and the polarizing beam splitter may be arranged in a positional relationship of 90 °.

ここで前記無偏光ビームスプリッタ及び前記偏光ビームスプリッタは、平板型としてもよい。   Here, the non-polarizing beam splitter and the polarizing beam splitter may be of a flat plate type.

ここで前記受信信号光入力部、局部発振光入力部及び前記出力部は、光ファイバの先端にコリメートレンズが付加されたファイバコリメータであって、互いに平行に配置されるようにしてもよい。   Here, the reception signal light input unit, the local oscillation light input unit, and the output unit are fiber collimators in which a collimator lens is added to the tip of an optical fiber, and may be arranged in parallel to each other.

この課題を解決するために、本発明の光受信器は、受信信号光を4つの相異なる位相の光信号に分離して電気信号に変換する光受信器であって、受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、前記局部発振光入力部に接続され直線偏光を円偏光にするλ/4波長板と、相異なる位相に分離した出力光を受光して電気信号とする4つの受光素子と、前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビームが互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記受光素子のうち2つの受光素子に導く偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記受光素子のうち他の2つの受光素子に導く第2の反射手段と、を具備し、前記受信信号光入力部及び局部発振光入力部からの光ビーム及び受光素子への光ビームを平行となるように配置したことを特徴とするものである。     In order to solve this problem, the optical receiver of the present invention is an optical receiver that separates received signal light into four different phase optical signals and converts them into electrical signals, and receives the received signal light. A receiving signal light input unit for generating a light beam, a local oscillation light input unit for inputting a linearly polarized local oscillation light to generate a light beam, and a linearly polarized light connected to the local oscillation light input unit for converting the linearly polarized light into a circularly polarized light / 4 wavelength plate, four light receiving elements that receive output light separated into different phases and generate electric signals, and the received signal light and the light beam of the local oscillation light that has passed through the λ / 4 wavelength plate are mutually connected. A non-polarized beam splitter that is incident on the same position while maintaining a vertical relationship, splits the incident light, and reflects one of the received signal light and the local oscillation light and enters the non-polarized beam splitter, By the non-polarizing beam splitter The first reflecting means for reflecting the branched light and the light branched by the non-polarizing beam splitter are incident directly and via the first reflecting means, and are converted into horizontal polarization and vertical polarization depending on the polarization state. A polarizing beam splitter that separates and reflects each reflected light to two light receiving elements of the light receiving elements; and the other two light receiving elements of the light receiving elements that reflect the respective lights that have passed through the polarizing beam splitter. And a second reflection means for guiding the light beam to the light receiving element, and the light beam from the reception signal light input section and the local oscillation light input section and the light beam to the light receiving element are arranged in parallel to each other It is.

この課題を解決するために、本発明の光受信器は、2つの直交偏波信号光で偏波多重された受信信号光(Sx,Sy)を偏波状態で分離すると共に夫々相異なる4つの位相に分離することにより相異なる8つの光信号に分離して電気信号に変換する光受信器であって、前記受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、相異なる位相に分離した出力光を出射する8つの受光素子と、前記局部発振光をベースとなる面に対して相異なる高さを保ち平行に分離する第1の偏波分離ブロックと、前記受信信号光をベースとなる面に対して夫々前記第1の偏波分離ブロックで分離された光ビームと夫々同一の高さを保ち、2つの直交偏波成分を有する平行な2本の光ビーム(Sx)及び(Sy)に分離する第2の偏波分離ブロックと、前記第1の偏波分離ブロックから得られる直線偏光の2本の光ビームを夫々円偏光にするλ/4波長板と、ベースとなる面に対して夫々同一の高さを有する前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビーム同士が互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち4つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち他の4つの出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、前記受信信号光入力部、局部発振光入力部からの光ビーム及び受光素子への光ビームを平行となるように配置したことを特徴とするものである。   In order to solve this problem, the optical receiver of the present invention separates received signal light (Sx, Sy) polarization-multiplexed by two orthogonally polarized signal lights in a polarization state and uses four different signals. An optical receiver that separates into eight optical signals different from each other by phase separation and converts them into electrical signals, a received signal light input unit that receives the received signal light as a light beam, and a linearly polarized light A local oscillation light input unit that inputs local oscillation light to form a light beam, eight light receiving elements that emit output light separated into different phases, and different heights from the surface on which the local oscillation light is based A first polarization separation block that separates in parallel and maintains the same height, and a light beam separated by the first polarization separation block with respect to the base surface of the received signal light, respectively. Keep two parallel lights with two orthogonal polarization components A second polarization separation block that separates the beams (Sx) and (Sy), and a λ / 4 wavelength that converts the two linearly polarized light beams obtained from the first polarization separation block into circular polarization, respectively. The received signal light having the same height relative to the plate and the base surface and the local oscillation light beams that have passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship with each other. A non-polarizing beam splitter that branches the incident light, and a light that is reflected by one of the received signal light and the local oscillation light and enters the non-polarizing beam splitter, and is branched by the non-polarizing beam splitter. And the light branched by the non-polarizing beam splitter is incident directly and via the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization depending on the polarization state, husband A polarization beam splitter that guides the reflected light to four output units of the output unit, and a second beam that reflects each light that has passed through the polarization beam splitter and guides it to the other four output units of the output unit And a light beam from the reception signal light input unit, the local oscillation light input unit, and a light beam to the light receiving element are arranged in parallel.

この課題を解決するために、本発明の光復調器は、受信信号光とその1ビット前の信号光との差分により受信信号光を4つの相異なる位相の光信号に分離して復調する差分型の光復調器であって、受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、前記受信信号光入力部の光ビームを分岐する第1の無偏光ビームスプリッタと、前記第1の無偏光ビームスプリッタにより分岐された直線偏光の光ビームを円偏光にするλ/4波長板と、受信信号光を4つの相異なる位相に分離した出力光を出射する4つの出力部と、前記第1の無偏光ビームスプリッタで分岐され、前記λ/4波長板を通過しない光ビームと前記λ/4波長板を通過した光ビームとが互いに垂直の関係を保って入射され、入射した光を光合成して分岐する第2の無偏光ビームスプリッタと、前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、前記無偏光ビームスプリッタで分離された光が直接及び前記第1の反射手段を介して夫々入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち2つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち2つの他の出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、前記受信信号光入力部及び前記出力部を同一方向に配置すると共に、前記第1の無偏光ビームスプリッタにより分岐された2つの受信信号光の光ビームが前記第2の無偏光ビームスプリッタに達するまでの相互の時間差が受信信号光のシンボルレートの逆数に相当するように分岐路を形成したことを特徴とするものである。   In order to solve this problem, the optical demodulator of the present invention separates the received signal light into four optical signals having different phases and demodulates the received signal light based on the difference between the received signal light and the signal light one bit before. A received signal light input unit that receives received signal light as a light beam, a first non-polarized beam splitter that branches the light beam of the received signal light input unit, A λ / 4 wavelength plate that circularly polarizes a linearly polarized light beam branched by one non-polarizing beam splitter, four output units that emit output light obtained by separating received signal light into four different phases, A light beam that is branched by the first non-polarizing beam splitter and that does not pass through the λ / 4 wavelength plate and a light beam that passes through the λ / 4 wavelength plate are incident while maintaining a perpendicular relationship with each other. The second non-polarized bifurcation that branches by photosynthesis A first splitter that reflects one of the received signal light and the local oscillation light to be incident on the non-polarized beam splitter and reflects the light branched by the non-polarized beam splitter; The light separated by the non-polarizing beam splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and the respective reflected light is separated from the output unit. A polarization beam splitter that leads to two of the output units, and a second reflecting means that reflects each light that has passed through the polarization beam splitter and guides it to two other output units of the output unit, The reception signal light input unit and the output unit are arranged in the same direction, and two light beams of the reception signal light branched by the first non-polarization beam splitter are provided in the second non-polarization beam splitter. It is characterized in that the time difference between each other to reach a light beam splitter to form a branch passage so as to correspond to the reciprocal of the symbol rate of the received signal light.

この課題を解決するために、本発明の光復調器は、2つの直交偏波信号光で偏波多重された受信信号光(Sx,Sy)を偏波状態で分離すると共に、分離した受信信号光とその1ビット前の信号光との差分により受信信号光を8つの相異なる位相の光信号に分離して復調する差分型の光復調器であって、前記受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、相異なる位相に分離した出力光を出射する8つの出力部と、前記受信信号光をベースとなる面に対して相異なる高さを保ち、2つの直交偏波成分を有する平行な2本の光ビーム(Sx)及び(Sy)に分離する偏波分離ブロックと、前記偏波分離ブロックより分岐された直線偏光の2本の光ビームを夫々円偏光にするλ/4波長板と、ベースとなる面に対して夫々同一の高さを有する前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した遅延受信信号光の光ビーム同士が互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、前記受信信号光と遅延受信信号光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち4つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち他の4つの出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、前記受信信号光入力部及び前記出力部を同一方向に配置すると共に、前記第1の無偏光ビームスプリッタにより分岐された2つの受信信号光の光ビームが前記第2の無偏光ビームスプリッタに達するまでの相互の時間差が受信信号光のシンボルレートの逆数に相当するように分岐路を形成したことを特徴とするものである。   In order to solve this problem, the optical demodulator of the present invention separates received signal light (Sx, Sy) polarization-multiplexed with two orthogonally polarized signal lights in a polarization state and separates the received signal. A differential optical demodulator that separates and demodulates received signal light into eight different phase optical signals based on the difference between the light and the signal light one bit before, and receives the received signal light A reception signal light input section that is a beam, eight output sections that emit output light separated into different phases, and two orthogonal polarizations that maintain different heights relative to the base surface of the reception signal light. A polarization separation block that separates two parallel light beams (Sx) and (Sy) having a wave component, and two linearly polarized light beams branched from the polarization separation block are circularly polarized. λ / 4 wave plate and the same height with respect to the base surface The received signal light and the delayed received signal light beams that have passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship with each other, A first reflecting means for reflecting one of the received signal light and the delayed received signal light to be incident on the non-polarized beam splitter and reflecting the light branched by the non-polarized beam splitter; The light branched by the splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and each reflected light is output from four output sections of the output section. A polarization beam splitter that guides the light to each of the four output units of the output unit by reflecting each light that has passed through the polarization beam splitter. The reception signal light input unit and the output unit are arranged in the same direction, and the two reception signal light beams branched by the first non-polarization beam splitter reach the second non-polarization beam splitter. The branch path is formed so that the mutual time difference corresponds to the reciprocal of the symbol rate of the received signal light.

このような特徴を有する本発明によれば、第1,第2の反射手段を用いているため、入出力部を同一の方向に揃えて配置することができ、光ファイバの取りまわしが容易となって実装面積を少なくすることができるという効果が得られる。又ビームスプリッタの透過光と反射光がいずれも1つの偏光ビームスプリッタに加えられるため、偏光ビームスプリッタが1つで済み、部品点数を少なくすることができる。又出力部の相対位置を変化させることがなければ正確な位置決めを不要とすることができ、調整作業を簡略化することができる。   According to the present invention having such characteristics, since the first and second reflecting means are used, the input / output portions can be arranged in the same direction, and the optical fiber can be easily routed. As a result, the mounting area can be reduced. Further, since both the transmitted light and the reflected light of the beam splitter are added to one polarizing beam splitter, only one polarizing beam splitter is required, and the number of parts can be reduced. If the relative position of the output unit is not changed, accurate positioning can be eliminated, and the adjustment work can be simplified.

図1は従来の光ハイブリッドの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional optical hybrid. 図2は本発明の第1の実施の形態による光ハイブリッドの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the optical hybrid according to the first embodiment of the present invention. 図3は本発明の第2の実施の形態による光ハイブリッドの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an optical hybrid according to the second embodiment of the present invention. 図4Aは第2の実施の形態によるA−A線矢視図である。FIG. 4A is an AA arrow view according to the second embodiment. 図4Bは第2の実施の形態によるB−B線矢視図である。FIG. 4B is a BB line view according to the second embodiment. 図4Cは第2の実施の形態によるC−C線矢視図である。FIG. 4C is a CC arrow view according to the second embodiment. 図5Aは第2の実施の形態の変形例によるA−A線矢視図である。FIG. 5A is an AA line arrow view according to a modification of the second embodiment. 図5Bは第2の実施の形態の変形例によるB−B線矢視図である。FIG. 5B is a BB line arrow view according to a modification of the second embodiment. 図6は本発明の第3の実施の形態によるDQPSK光復調器の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a DQPSK optical demodulator according to the third embodiment of the present invention. 図7は本発明の第4の実施の形態によるDQPSK光復調器の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a DQPSK optical demodulator according to the fourth embodiment of the present invention. 図8は第4の実施の形態によるA−A線矢視図である。FIG. 8 is an AA arrow view according to the fourth embodiment.

(第1の実施の形態)
図2は本発明の第1の実施の形態による光ハイブリッドの構成図である。本実施の形態の光ハイブリッドは2入力、4出力の単一偏波用光ハイブリッドとし、ファイバコリメータが図中側方より平行に配置されている。ここでファイバコリメータ20は局部発振光を導く偏波面保持型の光ファイバ(PMF)にコリメートレンズが付加された局部発振光の入力部であり、ファイバコリメータ21は受信信号光を導く光ファイバにコリメートレンズが付加された受信信号光入力部であって、これらは平行に配置されている。又これと平行に出力部となるファイバコリメータ22,23,24,25が等間隔で配置され、夫々光ファイバの先端にコリメータが設けられている。さて局部発振光の出射側には直線偏光を円偏光に変換するλ/4波長板26が設けられる。又受信信号光のファイバコリメータ21の光軸上には、平板型の無偏光ビームスプリッタ27が受信信号光の光軸に対し45°の角度で設けられている。図2の右側方部分には三角柱形状の直角反射プリズム28,29が設けられる。直角反射プリズム28は2つの入射光である局部発振光と受信信号光の光軸に対して45°の角度に配置された反射面を有する第1の反射手段である。ここで反射された反射光に対して45°の角度、無偏光ビームスプリッタ27に対しては90°の角度で偏光ビームスプリッタ30が配置される。偏光ビームスプリッタ30は垂直偏波成分を反射し、水平偏波成分を透過させるスプリッタであって、平行平板型のビームスプリッタで構成されている。直角反射プリズム29は偏光ビームスプリッタ30を透過した光を反射する位置にその反射面が直角反射プリズム28の反射面と90°の角度となるよう配置され、反射光を出力側のファイバコリメータ24,25側に導く第2の反射手段である。ここでファイバコリメータ23とファイバコリメータ25の入射前の光軸上に光路長を調整するためのAR(Anti-reflection)ブロック31,32が配置される。ARブロック31,32は表裏面に無反射コーティングを施したガラスブロックであり、調整すべき光路長に応じてその厚さと屈折率が選択されている。ARブロック31はファイバコリメータ22,23に入射する光の光路長を一致させるものであり、ARブロック32はファイバコリメータ24,25に入射する光の光路長を一致させるものである。
(First embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram of the optical hybrid according to the first embodiment of the present invention. The optical hybrid of the present embodiment is a two-input, four-output single polarization optical hybrid, and fiber collimators are arranged in parallel from the side in the figure. Here, the fiber collimator 20 is an input unit of local oscillation light in which a collimating lens is added to a polarization-maintaining optical fiber (PMF) that guides local oscillation light, and the fiber collimator 21 is collimated to the optical fiber that guides received signal light A reception signal light input unit to which a lens is added, which are arranged in parallel. In parallel with this, fiber collimators 22, 23, 24, and 25 serving as output portions are arranged at equal intervals, and a collimator is provided at the tip of each optical fiber. A λ / 4 wavelength plate 26 that converts linearly polarized light into circularly polarized light is provided on the emission side of the local oscillation light. On the optical axis of the reception signal light fiber collimator 21, a flat plate-type non-polarizing beam splitter 27 is provided at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the reception signal light. In the right side portion of FIG. 2, triangular prism-shaped right-angle reflecting prisms 28 and 29 are provided. The right-angle reflecting prism 28 is a first reflecting means having a reflecting surface arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axes of the local oscillation light and received signal light which are two incident lights. The polarizing beam splitter 30 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the reflected light reflected here and at an angle of 90 ° with respect to the non-polarizing beam splitter 27. The polarization beam splitter 30 is a splitter that reflects a vertical polarization component and transmits a horizontal polarization component, and is configured by a parallel plate type beam splitter. The right angle reflection prism 29 is disposed at a position where the light transmitted through the polarizing beam splitter 30 is reflected so that the reflection surface thereof forms an angle of 90 ° with the reflection surface of the right angle reflection prism 28, and the reflected light is output to the fiber collimator 24 on the output side. This is a second reflecting means for guiding to the 25th side. Here, AR (Anti-reflection) blocks 31 and 32 for adjusting the optical path length are arranged on the optical axes before incidence of the fiber collimator 23 and the fiber collimator 25. The AR blocks 31 and 32 are glass blocks having antireflection coatings on the front and back surfaces, and the thickness and refractive index are selected according to the optical path length to be adjusted. The AR block 31 matches the optical path length of the light incident on the fiber collimators 22 and 23, and the AR block 32 matches the optical path length of the light incident on the fiber collimators 24 and 25.

次に本実施の形態の動作について説明する。ファイバコリメータ20,21の夫々の光ファイバより直線偏光状態の局部発振光及び受光信号光を光ハイブリッドに入射する。これらの入射光はコリメータを通じて直角反射プリズム側28に向かう平行な光ビームとなる。受信信号光は無偏光のビームスプリッタ27に入射し、内部を透過する。一方局部発振光はλ/4波長板26によって円偏光に変換され、直角反射プリズム28に入射する。そして図2に示すように下向き方向に反射され、無偏光ビームスプリッタ27の受信信号光の出射部分と同一位置に入射する。そして受光信号光と局部発振光が空間的に合成され、反射面で50:50に分岐される。ビームスプリッタ27に入射した光の一部は反射し、一部が透過する。受光信号の透過成分、局部発振光の反射成分は直角反射プリズム28により反射されて偏光ビームスプリッタ30に入射する。偏光ビームスプリッタ30は入射した光を垂直偏光成分と水平偏光成分とに分岐する。偏光ビームスプリッタ30で再び反射された成分はファイバコリメータ22に入射する。又偏光ビームスプリッタ30を透過した光は直角反射プリズム29で反射されてファイバコリメータ24に伝わる。受光信号の反射成分、局部発振光の透過成分は無偏光ビームスプリッタ27から偏光ビームスプリッタ30に入射する。偏光ビームスプリッタ30は、垂直偏光成分を反射してARブロック31を介してファイバコリメータ23に入射する。水平偏光成分は偏光ビームスプリッタ30を透過し、直角反射プリズム29で反射され、ARブロック32を介してファイバコリメータ25に伝わる。ここで光ファイバ24,25、22,23に結合する信号成分は、複素成分表示すれば夫々S+L、S−L、S+jL、S−jLで表される。   Next, the operation of the present embodiment will be described. Locally oscillated light and light-receiving signal light in a linearly polarized state are incident on the optical hybrid from the respective optical fibers of the fiber collimators 20 and 21. These incident lights become parallel light beams directed to the right-angle reflecting prism side 28 through the collimator. The received signal light enters the non-polarized beam splitter 27 and passes through the inside. On the other hand, the local oscillation light is converted into circularly polarized light by the λ / 4 wavelength plate 26 and enters the right-angle reflecting prism 28. Then, as shown in FIG. 2, the light is reflected in the downward direction and is incident on the same position as the output portion of the reception signal light of the non-polarizing beam splitter 27. Then, the received light signal light and the local oscillation light are spatially combined and branched at 50:50 on the reflecting surface. A part of the light incident on the beam splitter 27 is reflected and a part of the light is transmitted. The transmission component of the received light signal and the reflection component of the local oscillation light are reflected by the right-angle reflection prism 28 and enter the polarization beam splitter 30. The polarization beam splitter 30 branches the incident light into a vertical polarization component and a horizontal polarization component. The component reflected again by the polarization beam splitter 30 enters the fiber collimator 22. The light transmitted through the polarization beam splitter 30 is reflected by the right angle reflection prism 29 and is transmitted to the fiber collimator 24. The reflection component of the received light signal and the transmission component of the local oscillation light enter the polarization beam splitter 30 from the non-polarization beam splitter 27. The polarization beam splitter 30 reflects the vertically polarized component and enters the fiber collimator 23 via the AR block 31. The horizontal polarization component passes through the polarization beam splitter 30, is reflected by the right-angle reflecting prism 29, and is transmitted to the fiber collimator 25 via the AR block 32. Here, the signal components coupled to the optical fibers 24, 25, 22, and 23 are represented by S + L, SL, S + jL, and S-jL, respectively, in a complex component display.

本実施の形態によれば、光ファイバの同一方向、図2の場合には図の左側に平行に入出力用の6本の光ファイバを配置することができ、高密度の実装が可能な光ハイブリッドとすることができる。図1の場合には2つの立体型偏光ビームスプリッタが必要となるが、本実施の形態では平板型のビームスプリッタ30が1枚で足りる。平板型の偏光ビームスプリッタを用いた場合には表裏面の研磨で足りるため、立体型より低価格とすることができる。又ビームスプリッタ30の位置が図中X軸方向又はY軸方向にわずかにずれたとしても、ファイバコリメータ22と23、ファイバコリメータ24と25の相対距離は変化しないので、位置ずれによる光伝送品質の劣化が生じない。例えばビームスプリッタ30がY方向にずれたとき、ファイバコリメータ22と23の相対距離を保持しつつY方向にずらせればよく、ファイバコリメータ24と25の位置を変化させる必要はない。ビームスプリッタ30がX方向にずれたときも同様である。そのため相対的な位置が保持されていれば精密な位置決めを不要とすることができ、製造工程を簡略化することができる。   According to the present embodiment, six optical fibers for input / output can be arranged in the same direction of the optical fiber, in the case of FIG. It can be a hybrid. In the case of FIG. 1, two three-dimensional polarization beam splitters are required, but in the present embodiment, one flat beam splitter 30 is sufficient. When a flat type polarization beam splitter is used, the polishing of the front and back surfaces is sufficient, so that the price can be lower than that of a three-dimensional type. Even if the position of the beam splitter 30 is slightly displaced in the X-axis direction or the Y-axis direction in the figure, the relative distance between the fiber collimators 22 and 23 and the fiber collimators 24 and 25 does not change. No degradation occurs. For example, when the beam splitter 30 is displaced in the Y direction, it is only necessary to shift the fiber collimators 22 and 23 in the Y direction while maintaining the relative distance between the fiber collimators 22 and 23, and it is not necessary to change the positions of the fiber collimators 24 and 25. The same applies when the beam splitter 30 is displaced in the X direction. Therefore, if the relative position is maintained, precise positioning can be eliminated, and the manufacturing process can be simplified.

尚この実施の形態において、各ファイバコリメータの先端にはフォトダイオード等の受光素子が設けられる。そして受光素子までの光路長を調整するためにARブロック31,32を配置しているが、ARブロックは必ずしも必要でない。即ち光ファイバ自体の長さを調整することによって受光素子の位置でS+L,S−Lの光路長を一致させ、S+jLとS−jLの光路長を一致させるようにしてもよい。又無偏光ビームスプリッタ及び偏光ビームスプリッタは立体型の無偏光ビームスプリッタや立体型の偏光ビームスプリッタを用いてもよい。   In this embodiment, a light receiving element such as a photodiode is provided at the tip of each fiber collimator. The AR blocks 31 and 32 are arranged to adjust the optical path length to the light receiving element, but the AR block is not always necessary. That is, by adjusting the length of the optical fiber itself, the optical path lengths of S + L and S−L may be matched at the position of the light receiving element, and the optical path lengths of S + jL and S−jL may be matched. The non-polarizing beam splitter and the polarizing beam splitter may be a three-dimensional non-polarizing beam splitter or a three-dimensional polarizing beam splitter.

ここで出力部のファイバコリメータ22〜25の先端に受光素子を配置して光受信器とすることができる。又ファイバコリメータに代えてその位置に直接4つの受光素子を配置して出射光を直接電気信号に変換することにより、光受信器とすることができる。この場合には受信モジュールと一体化できるため、光受信器内での実装密度を向上させることができる。   Here, a light receiving element can be arranged at the tip of the fiber collimators 22 to 25 of the output unit to form an optical receiver. Further, instead of the fiber collimator, four light receiving elements are arranged directly at the position and the emitted light is directly converted into an electric signal, whereby an optical receiver can be obtained. In this case, since it can be integrated with the receiving module, the mounting density in the optical receiver can be improved.

(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態による光ハイブリッドについて図3,図4A〜図4Cを用いて説明する。図4A,図4B,図4Cは夫々図3のA−A線,B−B線,C−C線から見た矢視図である。この実施の形態は2入力8出力の偏波多重用の光ハイブリッドであり、偏波多重された受光信号光(Sx,Sy)の合成信号成分がファイバコリメータ41より光ハイブリッドに入射される。又斜め45°の偏波状態で直線偏波の局部発振光(EL0)がファイバコリメータ40に入射される。又これと平行に出力部として8本のファイバコリメータが設けられる。図3ではファイバコリメータ42〜45は夫々2本のファイバコリメータが重なっている。例えばファイバコリメータ45は実際には図4Cに示すようにファイバコリメータ45a,45bから成り立っており、ファイバコリメータ45aの真上にファイバコリメータ45bが設けられる。他のファイバコリメータ42,43,44についても同様である。又図3に示すλ/4波長板52は実際には2枚のλ/4波長板が重なっており、図4Aに示すようにλ/4波長板52bの真上にλ/4波長板52aが設けられる。同様にλ/2板53についても図4Bに示すように2枚のλ/2波長板から成り、λ/2波長板53bの真上にλ/2波長板53aが設けられる。又平板型の無偏光ビームスプリッタ46、平板型の偏光ビームスプリッタ47、直角反射プリズム48,49,ARブロック54,55については、前述した第1の実施の形態の無偏光ビームスプリッタ27、偏光ビームスプリッタ30、直角反射プリズム28,29及びARブロック31,32と夫々同様に配置され同一の機能を達成しているので、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an optical hybrid according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4A to 4C. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C are the arrow views seen from the AA line, BB line, and CC line of FIG. 3, respectively. This embodiment is an optical hybrid for polarization multiplexing having two inputs and eight outputs, and a combined signal component of received light signal light (Sx, Sy) that has been polarization multiplexed is incident on an optical hybrid from a fiber collimator 41. In addition, linearly polarized local oscillation light (E L0 ) is incident on the fiber collimator 40 in an oblique polarization state of 45 °. In parallel with this, eight fiber collimators are provided as output units. In FIG. 3, two fiber collimators overlap each other in the fiber collimators 42 to 45. For example, the fiber collimator 45 actually includes fiber collimators 45a and 45b as shown in FIG. 4C, and the fiber collimator 45b is provided directly above the fiber collimator 45a. The same applies to the other fiber collimators 42, 43, and 44. In addition, the λ / 4 wavelength plate 52 shown in FIG. 3 actually includes two λ / 4 wavelength plates, and as shown in FIG. 4A, the λ / 4 wavelength plate 52a is directly above the λ / 4 wavelength plate 52b. Is provided. Similarly, the λ / 2 plate 53 is composed of two λ / 2 wavelength plates as shown in FIG. 4B, and a λ / 2 wavelength plate 53a is provided immediately above the λ / 2 wavelength plate 53b. Further, the flat-type non-polarizing beam splitter 46, the flat-type polarizing beam splitter 47, the right-angle reflecting prisms 48 and 49, and the AR blocks 54 and 55 are the non-polarizing beam splitter 27 and the polarizing beam of the first embodiment described above. Since the splitter 30, the right-angle reflecting prisms 28 and 29, and the AR blocks 31 and 32 are arranged in the same manner and achieve the same function, detailed description thereof is omitted.

この実施の形態では、ファイバコリメータ40より出射する局部発振光の光軸上に第1の偏波分離ブロック50を設ける。偏波分離ブロック50は図4Aに示すように、ベース上に設けられる立体型の偏光ビームスプリッタ57及びその上部に設けられる直角反射プリズム58によって構成され、局部発振光を偏波状態に応じてハッチングで示すベース面に対し相異なる高さを保ち、平行に上下2段に分離するものである。この上下の光軸上には夫々λ/4波長板52a,52bが図4Aに示すように配置される。   In this embodiment, the first polarization separation block 50 is provided on the optical axis of the local oscillation light emitted from the fiber collimator 40. As shown in FIG. 4A, the polarization separation block 50 is constituted by a three-dimensional polarization beam splitter 57 provided on the base and a right-angle reflection prism 58 provided on the top thereof, and the local oscillation light is hatched according to the polarization state. Are maintained in different heights with respect to the base surface shown in FIG. On the upper and lower optical axes, λ / 4 wavelength plates 52a and 52b are arranged as shown in FIG. 4A.

又受光信号光の光軸上には,図3に示すように第2の偏波分離ブロック51を設ける。偏波分離ブロック51は図4Bに示すように立体型の偏光ビームスプリッタ60と直角反射プリズム61によって構成される。偏波分離ブロック51は偏波状態に応じて入射光をSx成分とSy成分の2本の平行な光ビームに分離するものである。これらの光ビームはベースの面に平行であり、且つベース面に対し相異なる高さを持つ局部発振光と同一の高さを持ち、平行な光ビームとする。分離された信号光はλ/2板53a,53bに入射される。こうすれば上下に分離された状態で夫々斜め45°の直線偏波状態に変換される。そして前述した第1の実施の形態と同様に、無偏光ビームスプリッタ46で受信信号光と局部発振光とが空間的に合成され、50:50に分岐される。その後透過成分と反射成分が偏光ビームスプリッタ47で水平偏光成分と垂直偏光成分に分岐される。水平偏波成分は偏波ビームスプリッタ47を透過して直角反射プリズム49で反射され、ファイバコリメータ45及びファイバコリメータ44に結合される。又垂直偏波成分は偏光ビームスプリッタ47で反射してファイバコリメータ42,43に結合される。これらの動作は上下同様に起こり、夫々が上下の各4つのファイバコリメータに結合されることとなる。   Further, as shown in FIG. 3, a second polarization separation block 51 is provided on the optical axis of the received signal light. The polarization separation block 51 includes a three-dimensional polarization beam splitter 60 and a right angle reflection prism 61 as shown in FIG. 4B. The polarization separation block 51 separates incident light into two parallel light beams of Sx component and Sy component according to the polarization state. These light beams are parallel to the surface of the base and have the same height as the local oscillation light having different heights with respect to the base surface, and are parallel light beams. The separated signal light is incident on the λ / 2 plates 53a and 53b. If it carries out like this, in the state isolate | separated up and down, it will be converted into the linearly polarized state of 45 degrees each. Similarly to the first embodiment described above, the received signal light and the local oscillation light are spatially combined by the non-polarizing beam splitter 46 and branched to 50:50. Thereafter, the transmission component and the reflection component are branched into a horizontal polarization component and a vertical polarization component by the polarization beam splitter 47. The horizontal polarization component passes through the polarization beam splitter 47 and is reflected by the right-angle reflection prism 49, and is coupled to the fiber collimator 45 and the fiber collimator 44. The vertically polarized component is reflected by the polarization beam splitter 47 and coupled to the fiber collimators 42 and 43. These operations occur in the same way up and down, and each is coupled to each of the four upper and lower fiber collimators.

これによって第1の実施の形態と同様に、一方向から入出射用の光ファイバを揃えて配置することができ、実装床面積は第1の実施の形態に示した単一偏波用の光ハイブリッドと同一となる。又第1の実施の形態と同様に、ビームスプリッタ47の位置ずれによっては光伝送品質が劣化することがなくなる。   As a result, similarly to the first embodiment, the input and output optical fibers can be arranged in one direction, and the mounting floor area is the single polarization light shown in the first embodiment. Same as hybrid. Similarly to the first embodiment, the optical transmission quality is not deteriorated by the positional deviation of the beam splitter 47.

尚この実施の形態では偏波分離ブロック50は偏光ビームスプリッタ57と直角反射プリズム58の組み合わせを用いているが、これに代えて図5Aに示すように立体型の偏光ビームスプリッタ57,62を上下2段に積層してもよい。この場合には上部の偏光ビームスプリッタ62は偏光ビームスプリッタ57で反射された成分のみが入射するため、全て反射することとなってλ/4波長板52aに加わる。従って上段の消光比は図4Aの場合に比べて2倍となるため、高い偏波分離特性を必要とする場合にこの構成とすることができる。   In this embodiment, the polarization separation block 50 uses a combination of the polarization beam splitter 57 and the right-angle reflection prism 58. Instead, the three-dimensional polarization beam splitters 57 and 62 are moved up and down as shown in FIG. 5A. You may laminate | stack in two steps. In this case, since only the component reflected by the polarizing beam splitter 57 is incident on the upper polarizing beam splitter 62, all the components are reflected and added to the λ / 4 wavelength plate 52a. Accordingly, the extinction ratio in the upper stage is twice that in the case of FIG. 4A, so that this configuration can be used when high polarization separation characteristics are required.

またこの実施の形態では偏波分離ブロック51は偏光ビームスプリッタ60と直角反射プリズム61の組み合わせを用いているが、これに代えて図5Bに示すように立体型の偏光ビームスプリッタ60,63を上下2段に積層してもよい。この場合には上部の偏光ビームスプリッタ63は偏光ビームスプリッタ60で反射された成分のみが入射するため、全て反射することとなってλ/2波長板53aに加わる。この場合上段の消光比は図4Bの場合に比べて2倍となるため、高い偏波分離特性を必要とする場合にこの構成とすることができる。   In this embodiment, the polarization separation block 51 uses a combination of the polarization beam splitter 60 and the right-angle reflection prism 61. Instead, the three-dimensional polarization beam splitters 60 and 63 are moved up and down as shown in FIG. 5B. You may laminate | stack in two steps. In this case, since only the component reflected by the polarizing beam splitter 60 is incident on the upper polarizing beam splitter 63, all the components are reflected and added to the λ / 2 wavelength plate 53a. In this case, the extinction ratio in the upper stage is twice that in the case of FIG. 4B, so this configuration can be used when high polarization separation characteristics are required.

更に本実施の形態では使用していないが、直角反射プリズム48,49,58,61の前後に偏光子を設けて消光比を高めることができる。   Further, although not used in the present embodiment, polarizers can be provided before and after the right-angle reflecting prisms 48, 49, 58, 61 to increase the extinction ratio.

ここで出力部のファイバコリメータ42〜45の先端に受光素子を配置して光受信器とすることができる。又ファイバコリメータに代えてその位置に直接8つの受光素子を配置して出射光を直接電気信号に変換することにより、光受信器とすることができる。この場合には受信モジュールと一体化できるため、光受信器内での実装密度を向上させることができる。   Here, a light receiving element can be arranged at the tip of the fiber collimators 42 to 45 of the output unit to form an optical receiver. Further, instead of the fiber collimator, eight light receiving elements are directly arranged at the position, and the emitted light is directly converted into an electric signal, whereby an optical receiver can be obtained. In this case, since it can be integrated with the receiving module, the mounting density in the optical receiver can be improved.

(第3の実施の形態)
図6は本発明の第3の実施の形態による差分型のDQPSK光復調器の構成図である。本実施の形態のDQPSK光復調器は1入力、4出力の単一偏波用DQPSK光復調器であり、5本のファイバコリメータ70〜74が図中側方より平行に配置されている。この実施の形態では直線偏波状態の受信信号光(Es)はファイバコリメータ70を介して入射される。受信信号光は平板型の無偏光ビームスプリッタ75によって50:50に分岐される。反射された光信号はミラー76で反射された後、λ/4波長板77によって円偏光に変換され、直角反射プリズム80によって反射される。分岐された透過光と反射光は夫々平板型の無偏光ビームスプリッタ78に加わり、同一位置で空間的に合成され、更に50:50に分岐される。ここで受信信号光のうちビームスプリッタ75で反射されλ/4波長板77、直角反射プリズム80で反射されて無偏光ビームスプリッタ78に入射する光ビームを遅延受信信号光という。無偏光ビームスプリッタ75から無偏光ビームスプリッタ78までの間はマッハ・チェンダ干渉計をなしている。従って受信信号光に対する遅延受信信号光の光路長差に相当する縦モード間隔(Free spectral range)が伝送信号のシンボルレートに等しいように配置すると、1ビット前の受信信号光と干渉する条件が成立するため、DQPSKの光復調器として機能する。その他の構成は第1の実施の形態による光ハイブリッドと同様である。即ち無偏光ビームスプリッタ78の透過成分と反射成分はいずれも偏光ビームスプリッタ79に入射され、水平偏光成分と垂直偏光成分とに分岐される。水平偏光成分は偏光ビームスプリッタ79を透過し、直角反射プリズム81で反射されてファイバコリメータ73,74に結合される。又垂直偏光成分は偏光ビームスプリッタ79で反射されてファイバコリメータ71,72に結合される。この実施の形態においても光路長のずれを補償するため、図6に示すようにARブロック82,83を挿入しておいてもよい。ここでファイバコリメータ73,74,71,72に結合する出力信号は、π/4,3π/4,5π/4,7π/4の位相がある。この場合にも前述した各実施の形態と同様の効果が得られる。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram of a differential DQPSK optical demodulator according to the third embodiment of the present invention. The DQPSK optical demodulator of the present embodiment is a 1-input, 4-output, single-polarization DQPSK optical demodulator, and five fiber collimators 70 to 74 are arranged in parallel from the side in the figure. In this embodiment, the received signal light (Es) in the linearly polarized state is incident through the fiber collimator 70. The received signal light is split 50:50 by a flat plate-type non-polarizing beam splitter 75. The reflected optical signal is reflected by the mirror 76, converted to circularly polarized light by the λ / 4 wavelength plate 77, and reflected by the right-angle reflecting prism 80. The branched transmitted light and reflected light are respectively added to a flat plate-type non-polarizing beam splitter 78, spatially synthesized at the same position, and further split 50:50. Of the received signal light, the light beam reflected by the beam splitter 75 and reflected by the λ / 4 wavelength plate 77 and the right-angle reflecting prism 80 and incident on the non-polarized beam splitter 78 is referred to as delayed received signal light. Between the non-polarizing beam splitter 75 and the non-polarizing beam splitter 78, a Mach Cender interferometer is formed. Therefore, if the vertical mode interval (Free spectral range) corresponding to the optical path length difference of the delayed received signal light with respect to the received signal light is set equal to the symbol rate of the transmission signal, the condition of interfering with the received signal light one bit before is satisfied. Therefore, it functions as an optical demodulator for DQPSK. Other configurations are the same as those of the optical hybrid according to the first embodiment. That is, both the transmission component and the reflection component of the non-polarization beam splitter 78 are incident on the polarization beam splitter 79 and branched into a horizontal polarization component and a vertical polarization component. The horizontally polarized light component passes through the polarization beam splitter 79, is reflected by the right-angle reflecting prism 81, and is coupled to the fiber collimators 73 and 74. The vertically polarized component is reflected by the polarization beam splitter 79 and coupled to the fiber collimators 71 and 72. Also in this embodiment, in order to compensate for the deviation of the optical path length, AR blocks 82 and 83 may be inserted as shown in FIG. Here, the output signals coupled to the fiber collimators 73, 74, 71, 72 have phases of π / 4, 3π / 4, 5π / 4, and 7π / 4. Also in this case, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

ここで出力部のファイバコリメータ71〜74の先端に受光素子を配置して光受信器とすることができる。又ファイバコリメータに代えてその位置に直接4つの受光素子を配置して出射光を直接電気信号に変換することにより、光受信器とすることができる。この場合には受信モジュールと一体化できるため、光受信器内での実装密度を向上させることができる。   Here, a light receiving element can be arranged at the tip of the fiber collimators 71 to 74 of the output unit to form an optical receiver. Further, instead of the fiber collimator, four light receiving elements are arranged directly at the position and the emitted light is directly converted into an electric signal, whereby an optical receiver can be obtained. In this case, since it can be integrated with the receiving module, the mounting density in the optical receiver can be improved.

(第4の実施の形態)
前述した第3の実施の形態では、単一偏波型のDQPSK光復調器について説明しているが、第2の実施の形態に示したように、偏波多重用のDQPSK光復調器とすることができる。この実施の形態では、図7及び図8に示すようにファイバコリメータ70の出力となる光軸上に偏波分離ブロック90を設ける。この偏波分離ブロック90は図8に示すように立体型の偏光ビームスプリッタ92及び直角反射プリズム93により構成され、入射光をベースの面に平行な上下2本の光ビームとするものである。この2本の光軸上には無偏光ビームスプリッタ75が配置される。又この実施の形態では、上下の光軸上にλ/4波長板77a,77bが設けられ、ファイバコリメータ71〜74も上下2段に設けられる。これ以降の構成は第3の実施の形態と同様であり、同様の効果が得られる。
(Fourth embodiment)
In the third embodiment described above, a single-polarization type DQPSK optical demodulator has been described. However, as shown in the second embodiment, a DQPSK optical demodulator for polarization multiplexing is used. be able to. In this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a polarization separation block 90 is provided on the optical axis serving as the output of the fiber collimator 70. As shown in FIG. 8, the polarization separation block 90 includes a three-dimensional polarization beam splitter 92 and a right-angle reflection prism 93, and makes incident light into two upper and lower light beams parallel to the surface of the base. A non-polarizing beam splitter 75 is disposed on the two optical axes. In this embodiment, λ / 4 wavelength plates 77a and 77b are provided on the upper and lower optical axes, and the fiber collimators 71 to 74 are also provided in two stages. The subsequent configuration is the same as that of the third embodiment, and the same effect can be obtained.

尚前述した各実施の形態では、第1,第2の反射手段として光を2つの入力部の方向を一致させるために直角反射プリズム28,48,80を用いており、出力部の方向を一致させるために直角反射プリズム29,49,81を用いているが、これらは入射光や出射光を反射させる機能があればよく、光軸に対して45°の位置に配置されたミラーを用いることができる。   In each of the embodiments described above, the right-angle reflecting prisms 28, 48, and 80 are used as the first and second reflecting means in order to match the directions of the two input portions, and the directions of the output portions are matched. In order to achieve this, the right-angle reflecting prisms 29, 49, 81 are used. However, these need only have a function of reflecting incident light and outgoing light, and use a mirror disposed at a position of 45 ° with respect to the optical axis. Can do.

又第1の実施の形態においては、局部発振光を入射するファイバコリメータ20とλ/4波長板26の位置とファイバコリメータ21の位置を逆にしてもよい。局部発振光を円偏光としてビームスプリッタ27に直接入射するようにし、受信信号光を直角反射プリズム28を介してビームスプリッタ27に入射するように構成することができる。第2の実施の形態においても同様である。   In the first embodiment, the positions of the fiber collimator 20 and the λ / 4 wavelength plate 26 that receive the local oscillation light and the position of the fiber collimator 21 may be reversed. The local oscillation light may be directly incident on the beam splitter 27 as circularly polarized light, and the received signal light may be incident on the beam splitter 27 via the right angle reflection prism 28. The same applies to the second embodiment.

本発明は偏光ビームスプリッタの部品点数を少なくすることができ、出力部の相対位置を変化させることがなければ正確な位置決めを不要とすることができるので、コヒーレント光伝送方式に用いられる光ハイブリッド、光復調器及びこれを用いた光受信器に好適である。   The present invention can reduce the number of parts of the polarization beam splitter, and can eliminate the need for accurate positioning unless the relative position of the output unit is changed. Therefore, an optical hybrid used in a coherent optical transmission system, It is suitable for an optical demodulator and an optical receiver using the same.

1,2,3,4,20,21,22,23,24,25,40,41,42,43,44,45,70,71,72,73,74 ファイバコリメータ
45a 下段用ファイバコリメータ
45b 上段用ファイバコリメータ
7 無偏光ビームスプリッタ
8,26,52,52a,52b,77,77a,77b λ/4波長板
9,10,57,60,62,63,92 立体型偏光ビームスプリッタ
27,46,75,78 平板型無偏光ビームスプリッタ
30,47,79 平板型偏光ビームスプリッタ
53,53a,53b λ/2板
28,29,48,49,58,61,80,81,93 直角反射プリズム
31,32,54,55,81,82 ARブロック
50,51,90 偏波分離ブロック
76 ミラー
1, 2, 3, 4, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 70, 71, 72, 73, 74 Fiber collimator 45a Lower fiber collimator 45b Upper Fiber collimator 7 Non-polarizing beam splitter 8, 26, 52, 52a, 52b, 77, 77a, 77b λ / 4 wave plate 9, 10, 57, 60, 62, 63, 92 Three-dimensional polarizing beam splitter 27, 46, 75, 78 Flat type non-polarizing beam splitter 30, 47, 79 Flat type polarizing beam splitter 53, 53a, 53b λ / 2 plate 28, 29, 48, 49, 58, 61, 80, 81, 93 Right angle reflecting prism 31, 32, 54, 55, 81, 82 AR block 50, 51, 90 Polarization separation block 76 Mirror

Claims (9)

受信信号光を4つの相異なる位相の光信号に分離する光ハイブリッドであって、
受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、
直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、
前記局部発振光入力部から得られる直線偏光の光ビームを円偏光にするλ/4波長板と、
相異なる位相に分離した出力光を出射する4つの出力部と、
前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビームが互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、
前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、
前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して夫々入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち2つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち2つの他の出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、
前記受信信号光入力部、局部発振光入力部及び前記出力部を同一方向に配置したことを特徴とする光ハイブリッド。
An optical hybrid that separates received signal light into four different-phase optical signals,
A received signal light input unit that receives the received signal light to form a light beam;
A local oscillation light input unit that inputs linearly polarized local oscillation light into a light beam;
A λ / 4 wavelength plate that circularly polarizes a linearly polarized light beam obtained from the local oscillation light input unit;
Four output units for emitting output light separated into different phases;
A non-polarizing beam splitter that splits the incident light, and the received signal light and the local oscillation light beam that has passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship;
A first reflecting means for reflecting either the received signal light or the local oscillation light to be incident on the non-polarizing beam splitter and reflecting the light branched by the non-polarizing beam splitter;
The light branched by the non-polarizing beam splitter is incident directly and via the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and the respective reflected light is separated from the output section. A polarizing beam splitter leading to two of the outputs,
Second reflecting means for reflecting each light that has passed through the polarizing beam splitter and guiding the light to two other output units among the output units,
An optical hybrid, wherein the received signal light input unit, the local oscillation light input unit, and the output unit are arranged in the same direction.
2つの直交偏波信号光で偏波多重された受信信号光(Sx,Sy)を偏波状態で分離すると共に夫々相異なる4つの位相に分離することにより相異なる8つの光信号に分離する光ハイブリッドであって、
前記受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、
直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、
相異なる位相に分離した出力光を出射する8つの出力部と、
前記局部発振光をベースとなる面に対して相異なる高さを保ち平行に分離する第1の偏波分離ブロックと、
前記受信信号光をベースとなる面に対して夫々前記第1の偏波分離ブロックで分離された光ビームと夫々同一の高さを保ち、2つの直交偏波成分を有する平行な2本の光ビーム(Sx)及び(Sy)に分離する第2の偏波分離ブロックと、
前記第1の偏波分離ブロックから得られる直線偏光の2本の光ビームを夫々円偏光にするλ/4波長板と、
ベースとなる面に対して夫々同一の高さを有する前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビーム同士が互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、
前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、
前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち4つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち他の4つの出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、
前記受信信号光入力部、局部発振光入力部及び前記出力部を同一方向に配置したことを特徴とする光ハイブリッド。
Light that is separated into eight different optical signals by separating the received signal light (Sx, Sy) polarization-multiplexed with two orthogonally polarized signal lights in the polarization state and separating them into four different phases. Hybrid,
A reception signal light input unit configured to input the reception signal light into a light beam;
A local oscillation light input unit that inputs linearly polarized local oscillation light into a light beam;
8 output units for emitting output light separated into different phases;
A first polarization separation block that separates the local oscillation light parallel to each other while maintaining a different height from the base surface;
Two parallel lights having the same height as the light beams separated by the first polarization separation block with respect to the base surface of the received signal light, respectively, and having two orthogonal polarization components A second polarization separation block that separates the beams (Sx) and (Sy);
A λ / 4 wavelength plate that circularly polarizes two linearly polarized light beams obtained from the first polarization separation block;
The received signal light having the same height with respect to the base surface and the local oscillation light beams that have passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship with each other. A non-polarizing beam splitter that splits the emitted light,
A first reflecting means for reflecting either the received signal light or the local oscillation light to be incident on the non-polarizing beam splitter and reflecting the light branched by the non-polarizing beam splitter;
The light branched by the non-polarization beam splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and each reflected light is output from the output unit. A polarizing beam splitter leading to four outputs,
Second reflecting means for reflecting each light that has passed through the polarizing beam splitter and guiding it to the other four output units of the output unit,
An optical hybrid, wherein the received signal light input unit, the local oscillation light input unit, and the output unit are arranged in the same direction.
前記無偏光ビームスプリッタと前記偏光ビームスプリッタとは、互いに90°の位置関係で配置されている請求項1又は2記載の光ハイブリッド。   The optical hybrid according to claim 1, wherein the non-polarizing beam splitter and the polarizing beam splitter are arranged in a positional relationship of 90 ° with each other. 前記無偏光ビームスプリッタ及び前記偏光ビームスプリッタは、平板型である請求項3記載の光ハイブリッド。   The optical hybrid according to claim 3, wherein the non-polarizing beam splitter and the polarizing beam splitter are of a flat plate type. 前記受信信号光入力部、局部発振光入力部及び前記出力部は、光ファイバの先端にコリメートレンズが付加されたファイバコリメータであって、互いに平行に配置される請求項1〜4のいずれか1項記載の光ハイブリッド。   The received signal light input unit, the local oscillation light input unit, and the output unit are fiber collimators in which a collimator lens is added to the tip of an optical fiber, and are arranged in parallel to each other. Optical hybrid according to item. 受信信号光を4つの相異なる位相の光信号に分離して電気信号に変換する光受信器であって、
受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、
直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、
前記局部発振光入力部に接続され直線偏光を円偏光にするλ/4波長板と、
相異なる位相に分離した出力光を受光して電気信号とする4つの受光素子と、
前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビームが互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、
前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、
前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記受光素子のうち2つの受光素子に導く偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記受光素子のうち他の2つの受光素子に導く第2の反射手段と、を具備し、
前記受信信号光入力部及び局部発振光入力部からの光ビーム及び受光素子への光ビームを平行となるように配置したことを特徴とする光受信器。
An optical receiver for separating received signal light into four different phase optical signals and converting them into electrical signals,
A received signal light input unit that receives the received signal light to form a light beam;
A local oscillation light input unit that inputs linearly polarized local oscillation light into a light beam;
A λ / 4 wavelength plate that is connected to the local oscillation light input unit and converts linearly polarized light into circularly polarized light;
Four light receiving elements that receive output light separated into different phases and convert it into electrical signals;
A non-polarizing beam splitter that splits the incident light, and the received signal light and the local oscillation light beam that has passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship;
A first reflecting means for reflecting either the received signal light or the local oscillation light to be incident on the non-polarizing beam splitter and reflecting the light branched by the non-polarizing beam splitter;
The light branched by the non-polarizing beam splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and each reflected light is separated from the light receiving element. A polarization beam splitter leading to two light receiving elements;
Second reflecting means for reflecting each light that has passed through the polarizing beam splitter and guiding it to the other two light receiving elements among the light receiving elements,
An optical receiver characterized in that a light beam from the reception signal light input section and the local oscillation light input section and a light beam to the light receiving element are arranged in parallel.
2つの直交偏波信号光で偏波多重された受信信号光(Sx,Sy)を偏波状態で分離すると共に夫々相異なる4つの位相に分離することにより相異なる8つの光信号に分離して電気信号に変換する光受信器であって、
前記受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、
直線偏光の局部発振光を入力して光ビームとする局部発振光入力部と、
相異なる位相に分離した出力光を出射する8つの受光素子と、
前記局部発振光をベースとなる面に対して相異なる高さを保ち平行に分離する第1の偏波分離ブロックと、
前記受信信号光をベースとなる面に対して夫々前記第1の偏波分離ブロックで分離された光ビームと夫々同一の高さを保ち、2つの直交偏波成分を有する平行な2本の光ビーム(Sx)及び(Sy)に分離する第2の偏波分離ブロックと、
前記第1の偏波分離ブロックから得られる直線偏光の2本の光ビームを夫々円偏光にするλ/4波長板と、
ベースとなる面に対して夫々同一の高さを有する前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した局部発振光の光ビーム同士が互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、
前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、
前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち4つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち他の4つの出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、
前記受信信号光入力部、局部発振光入力部からの光ビーム及び受光素子への光ビームを平行となるように配置したことを特徴とする光受信器。
The received signal light (Sx, Sy) that is polarization-multiplexed with two orthogonally polarized signal lights is separated in the polarization state and separated into four different phases to separate them into eight different optical signals. An optical receiver for converting into an electrical signal,
A reception signal light input unit configured to input the reception signal light into a light beam;
A local oscillation light input unit that inputs linearly polarized local oscillation light into a light beam;
8 light receiving elements that emit output light separated into different phases;
A first polarization separation block that separates the local oscillation light parallel to each other while maintaining a different height from the base surface;
Two parallel lights having the same height as the light beams separated by the first polarization separation block with respect to the base surface of the received signal light, respectively, and having two orthogonal polarization components A second polarization separation block that separates the beams (Sx) and (Sy);
A λ / 4 wavelength plate that circularly polarizes two linearly polarized light beams obtained from the first polarization separation block;
The received signal light having the same height with respect to the base surface and the local oscillation light beams that have passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship with each other. A non-polarizing beam splitter that splits the emitted light,
A first reflecting means for reflecting either the received signal light or the local oscillation light to be incident on the non-polarizing beam splitter and reflecting the light branched by the non-polarizing beam splitter;
The light branched by the non-polarization beam splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and each reflected light is output from the output unit. A polarizing beam splitter leading to four outputs,
Second reflecting means for reflecting each light that has passed through the polarizing beam splitter and guiding it to the other four output units of the output unit,
An optical receiver characterized in that a light beam from the reception signal light input unit and the local oscillation light input unit and a light beam to the light receiving element are arranged in parallel.
受信信号光とその1ビット前の信号光との差分により受信信号光を4つの相異なる位相の光信号に分離して復調する差分型の光復調器であって、
受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、
前記受信信号光入力部の光ビームを分岐する第1の無偏光ビームスプリッタと、
前記第1の無偏光ビームスプリッタにより分岐された直線偏光の光ビームを円偏光にするλ/4波長板と、
受信信号光を4つの相異なる位相に分離した出力光を出射する4つの出力部と、
前記第1の無偏光ビームスプリッタで分岐され、前記λ/4波長板を通過しない光ビームと前記λ/4波長板を通過した光ビームとが互いに垂直の関係を保って入射され、入射した光を光合成して分岐する第2の無偏光ビームスプリッタと、
前記受信信号光と局部発振光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、
前記無偏光ビームスプリッタで分離された光が直接及び前記第1の反射手段を介して夫々入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち2つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち2つの他の出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、
前記受信信号光入力部及び前記出力部を同一方向に配置すると共に、前記第1の無偏光ビームスプリッタにより分岐された2つの受信信号光の光ビームが前記第2の無偏光ビームスプリッタに達するまでの相互の時間差が受信信号光のシンボルレートの逆数に相当するように分岐路を形成したことを特徴とする光復調器。
A differential optical demodulator that separates and demodulates the received signal light into four different phase optical signals based on the difference between the received signal light and the signal light one bit before,
A received signal light input unit that receives the received signal light to form a light beam;
A first non-polarizing beam splitter for branching the light beam of the received signal light input unit;
A λ / 4 wavelength plate for circularly polarizing a linearly polarized light beam branched by the first non-polarizing beam splitter;
Four output units for emitting output light obtained by separating received signal light into four different phases;
The light beam branched by the first non-polarizing beam splitter and incident on the light beam that does not pass through the λ / 4 wavelength plate and the light beam that has passed through the λ / 4 wavelength plate while maintaining a perpendicular relationship with each other. A second non-polarizing beam splitter that branches by photosynthesis,
First reflection means for reflecting either the received signal light or the local oscillation light to be incident on the non-polarized beam splitter and reflecting the light branched by the non-polarized beam splitter;
The light separated by the non-polarization beam splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and the respective reflected light is separated from the output unit. A polarizing beam splitter leading to two of the outputs,
Second reflecting means for reflecting each light that has passed through the polarizing beam splitter and guiding the light to two other output units of the output unit,
The reception signal light input unit and the output unit are arranged in the same direction, and the two reception signal light beams branched by the first non-polarization beam splitter reach the second non-polarization beam splitter. The optical demodulator is characterized in that the branch path is formed so that the time difference between them corresponds to the reciprocal of the symbol rate of the received signal light.
2つの直交偏波信号光で偏波多重された受信信号光(Sx,Sy)を偏波状態で分離すると共に、分離した受信信号光とその1ビット前の信号光との差分により受信信号光を8つの相異なる位相の光信号に分離して復調する差分型の光復調器であって、
前記受信信号光を入力して光ビームとする受信信号光入力部と、
相異なる位相に分離した出力光を出射する8つの出力部と、
前記受信信号光をベースとなる面に対して相異なる高さを保ち、2つの直交偏波成分を有する平行な2本の光ビーム(Sx)及び(Sy)に分離する偏波分離ブロックと、
前記偏波分離ブロックより分岐された直線偏光の2本の光ビームを夫々円偏光にするλ/4波長板と、
ベースとなる面に対して夫々同一の高さを有する前記受信信号光及び前記λ/4波長板を通過した遅延受信信号光の光ビーム同士が互いに垂直の関係を保って同一位置に入射され、入射した光を分岐する無偏光ビームスプリッタと、
前記受信信号光と遅延受信信号光のいずれか一方を反射して前記無偏光ビームスプリッタに入射すると共に、前記無偏光ビームスプリッタにより分岐された光を反射する第1の反射手段と、
前記無偏光ビームスプリッタで分岐された光が直接及び前記第1の反射手段を介して入射され、偏光状態により水平偏波及び垂直偏波に分離すると共に、夫々の反射光を前記出力部のうち4つの出力部に導く偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを通過した夫々の光を反射して前記出力部のうち他の4つの出力部に導く第2の反射手段と、を具備し、
前記受信信号光入力部及び前記出力部を同一方向に配置すると共に、前記第1の無偏光ビームスプリッタにより分岐された2つの受信信号光の光ビームが前記第2の無偏光ビームスプリッタに達するまでの相互の時間差が受信信号光のシンボルレートの逆数に相当するように分岐路を形成したことを特徴とする光復調器。
The received signal light (Sx, Sy) that is polarization-multiplexed by two orthogonally polarized signal lights is separated in the polarization state, and the received signal light is determined by the difference between the separated received signal light and the signal light one bit before. Is a differential optical demodulator that separates and demodulates the optical signal into eight different-phase optical signals,
A reception signal light input unit configured to input the reception signal light into a light beam;
8 output units for emitting output light separated into different phases;
A polarization separation block that separates the received signal light into two parallel light beams (Sx) and (Sy) that maintain different heights with respect to the base surface and have two orthogonal polarization components;
A λ / 4 wavelength plate that circularly polarizes two linearly polarized light beams branched from the polarization separation block;
The received signal light having the same height with respect to the base surface and the delayed received signal light beams that have passed through the λ / 4 wavelength plate are incident on the same position while maintaining a perpendicular relationship with each other, A non-polarizing beam splitter that splits the incident light;
First reflection means for reflecting either the received signal light or the delayed received signal light to be incident on the non-polarized beam splitter and reflecting the light branched by the non-polarized beam splitter;
The light branched by the non-polarization beam splitter is incident directly and through the first reflecting means, and is separated into horizontal polarization and vertical polarization according to the polarization state, and each reflected light is output from the output unit. A polarizing beam splitter leading to four outputs,
Second reflecting means for reflecting each light that has passed through the polarizing beam splitter and guiding it to the other four output units of the output unit,
The reception signal light input unit and the output unit are arranged in the same direction, and the two reception signal light beams branched by the first non-polarization beam splitter reach the second non-polarization beam splitter. An optical demodulator in which a branch path is formed such that the time difference between the two corresponds to the reciprocal of the symbol rate of the received signal light.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110773089A (en) * 2019-11-05 2020-02-11 山东奇谱创能生物科技有限公司 Multi-channel chemical micro-reaction equipment based on single light beam

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