JP2012150327A - Two-beam multiplexing circuit and demodulator - Google Patents

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Mitsutaka Iemura
光貴 家村
Junichiro Asano
純一郎 浅野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-beam multiplexing circuit that has no requirement for fusing an optical fiber for connecting between an interferometer module and a PD (or Photo Detector) module, and that has little occurrence of loss of interference light, deterioration of an extinction ratio, and brightness and darkness of interference fringes caused by angle deviation and/or optical axis misalignment.SOLUTION: In a two-beam multiplexing circuit, two luminous fluxes interfering each other are multiplexed, and an electrical signal according to the intensity of light is output from a photodetector. The two-beam multiplexing circuit includes: a condensing lens for condensing the two luminous fluxes interfering each other; an optical waveguide for multiplexing the two luminous fluxes condensed by the condensing lens by making them incident on one end thereof; and a photodetector on which emitted light from the other end of the optical waveguide is perpendicularly made incident.

Description

本発明は、光ファイバ通信、特に波長分割多重方式(WDM)を採用した光ファイバ通信における差動位相変調信号の復調に使用する遅延干渉計等の出力信号光を、光検出器に入力させるための2光束合波回路およびこれを用いた復調器に関するものである。 The present invention is for inputting output signal light, such as a delay interferometer, used for demodulation of a differential phase modulation signal in optical fiber communication, particularly in optical fiber communication adopting wavelength division multiplexing (WDM), to a photodetector. And a demodulator using the same.

近年、インターネットの急激な発展に伴い、ネットワークの高速化・大容量化への要望を実現するため、情報を電気信号ではなく光ファイバを伝送路とする光信号によって伝達する光ファイバ通信が開発及び実用化されている。このような光ファイバ通信において、さらに高速化・大容量化を実現するために、「波長の異なる光は互いに干渉しない」という光の性質を利用して、1本の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を多重して伝送する高密度波長分割多重方式(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)が注目されている。   In recent years, with the rapid development of the Internet, optical fiber communication that transmits information not by electrical signals but by optical signals using optical fibers as transmission paths has been developed and developed in order to realize the demand for higher speed and larger capacity of networks. It has been put into practical use. In such optical fiber communication, in order to realize higher speed and larger capacity, the optical property that “lights with different wavelengths do not interfere with each other” is used to provide a plurality of optical fibers with different wavelengths. Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) that multiplexes and transmits optical signals is attracting attention.

上記DWDM方式を採用する光ファイバ通信では、一般に差動位相変調方式(DPSK:Differential Phase Shift Keying)や4相差動位相変調方式(DQPSK:Differential Quadrature Phase Shift Keying)によって変調された光信号を伝送し、遅延干渉計を備えた復調器によって受信した光信号を復調している。
従来のDPSK、DQPSK受信機は、一般に、特許文献1の図4に示されるように、遅延干渉計モジュールとPD(Photo Detector:光検出器)モジュールとの間を1光線ごとに1本の光ファイバを介して接続する構成を有している。
In optical fiber communication employing the DWDM method, an optical signal modulated by a differential phase modulation method (DPSK: Differential Phase Shift Keying) or a four-phase differential phase modulation method (DQPSK: Differential Quadrature Phase Shift Keying) is generally transmitted. The optical signal received by the demodulator having the delay interferometer is demodulated.
As shown in FIG. 4 of Patent Document 1, a conventional DPSK and DQPSK receiver generally has one light beam for each light beam between a delay interferometer module and a PD (Photo Detector) module. It has the structure connected via a fiber.

他方で、特許文献1の図2に示されるように、遅延干渉計の出力光を、光ファイバを介さずに、光検出器に直接出力させる構成もある。   On the other hand, as shown in FIG. 2 of Patent Document 1, there is a configuration in which the output light of the delay interferometer is directly output to the photodetector without going through the optical fiber.

図4は従来の2光束合波回路の一構成例で、特許文献1の図2に示された横断面図である。入射手段(図示せず)から入射された光線S10は、分岐部11にて2つに分岐されS11とS12となる。光線S11とS12は、同一部品から構成される2系統の遅延干渉計に入射される。ここで2系統の遅延干渉計は、第1のレンズ10、2分岐プリズム11、ハーフミラー12、第1のリフレクタ13、位相調整部14、第2のリフレクタ15、第1のミラー16、第2のミラー17、第2のレンズ18、第3のレンズ19、第4のレンズ20及び第5のレンズ21によって構成され、互いにπ/2の位相差が与えられている。分岐光S11とS12に基づく上記2系統の遅延干渉計からの4つの出力はそれぞれ、ミラー16または17、レンズ18、19、20または21を介して光検出器22または23で受光される。このような構成により、遅延干渉計の短路側と長路側の2光束が干渉した光が光検出器に入力され、DQPSK光信号の復調器を構成することができる。   FIG. 4 shows an example of the configuration of a conventional two-beam combining circuit, which is a cross-sectional view shown in FIG. The light beam S10 incident from the incident means (not shown) is branched into two at the branching portion 11 to become S11 and S12. The light beams S11 and S12 are incident on two delay interferometers composed of the same components. Here, the two delay interferometers are a first lens 10, a bifurcated prism 11, a half mirror 12, a first reflector 13, a phase adjusting unit 14, a second reflector 15, a first mirror 16, and a second mirror. The mirror 17, the second lens 18, the third lens 19, the fourth lens 20, and the fifth lens 21 are provided with a phase difference of π / 2. Four outputs from the two delay interferometers based on the branched lights S11 and S12 are received by the photodetector 22 or 23 via the mirror 16 or 17, and the lenses 18, 19, 20 or 21, respectively. With such a configuration, light in which the two light beams on the short path side and the long path side of the delay interferometer interfere with each other is input to the photodetector, and a DQPSK optical signal demodulator can be configured.

遅延干渉計を製造する際に行われる入力光と出力干渉光の調芯は、遅延干渉計の短路側光路の光を遮断して、長路側の光パワーが最大になるように長路側の反射板の位置決め(傾きの調整等)を行い、短路側は、長路側の光を遮断して、短路側の反射板の位置決めを行う。   The alignment of the input light and output interference light that is performed when manufacturing the delay interferometer blocks the light on the short path side of the delay interferometer and reflects the long path so that the optical power on the long path side is maximized. The plate is positioned (e.g., tilt adjustment), and the short path side blocks the light on the long path side and positions the reflector on the short path side.

復調器の先行技術としては下記のような特許文献が知られている。   The following patent documents are known as prior art of the demodulator.

特開2007−151026号公報JP 2007-151026 A

特許文献1の図4のように構成するためには、DPSK遅延干渉計では2チャンネル、DQPSK遅延干渉計では4チャンネルの出力チャンネル間の光ファイバの光路長を揃え、同様にPDモジュール側の入力光ファイバのチャンネル間の光路長を揃える必要がある。チャンネル間の光路長差は通常200μm程度と極めて小さなレベルでの調整が必要となる。すなわち、光ファイバの光路長をそろえるための特別な設計および製造方法が必要となる。 In order to configure as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, the optical path length of the optical fiber between the output channels of 2 channels in the DPSK delay interferometer and the 4 channels in the DQPSK delay interferometer is aligned, and the input on the PD module side is similarly performed. It is necessary to align the optical path length between optical fiber channels. The optical path length difference between channels usually needs to be adjusted at a very small level of about 200 μm. That is, a special design and manufacturing method for aligning the optical path length of the optical fiber is required.

また、モジュールとモジュールを融着接続するためには、通常、融着のやり直し、光ファイバの曲げ半径を考慮した余長が必要となり、その長さはおおよそ1m程度となる。このような長さの光ファイバの光路長は、光ファイバの屈折率、屈折率の温度依存性、光弾性、コア径のばらつきなどによって変化し、光ファイバ長を揃えても、チャンネル間の光路長差が大きくなる問題があった。   In addition, in order to fuse and connect modules to each other, it is usually necessary to perform fusion again and a surplus length considering the bending radius of the optical fiber, and the length is about 1 m. The optical path length of such an optical fiber varies depending on the refractive index of the optical fiber, the temperature dependence of the refractive index, the photoelasticity, the variation in the core diameter, etc. There was a problem that the length difference became large.

特許文献1の図2の復調器のように干渉計の出力光を直接光検出器に出力する構造では、干渉計の短路側と長路側の2光束(すなわち、第3の反射光S11aaと第5の透過光S11bbとの合波、第3の透過光S11abと第5の反射光S11baとの合波、第4の反射光S12aaと第6の透過光S12bbとの合波、第4の透過光S12abと第6の反射光S12baとの合波の場合)の光軸を揃えて光検出器に入射させることは困難である。製造上の制約から、光線の角度ずれ、光軸ずれがある状態で光検出器に入力される。このため、干渉光の損失、消光比が劣化し、また、角度ずれにより光検出器面上に干渉縞の明暗が発生し、干渉光の光パワーが変化する問題があった。   In the structure in which the output light of the interferometer is directly output to the photodetector as in the demodulator of FIG. 2 of Patent Document 1, two light beams on the short path side and the long path side of the interferometer (that is, the third reflected light S11aa and the first light beam) 5 combined with the transmitted light S11bb, combined with the third transmitted light S11ab and the fifth reflected light S11ba, combined with the fourth reflected light S12aa and the sixth transmitted light S12bb, and fourth transmitted. It is difficult for the optical axes of the light S12ab and the sixth reflected light S12ba to be aligned and incident on the photodetector. Due to manufacturing restrictions, the light is input to the photodetector in a state where there is an angle deviation of the light beam and an optical axis deviation. Therefore, there is a problem that the loss and the extinction ratio of the interference light are deteriorated, and the light fringes of the interference fringes are generated on the surface of the photodetector due to the angle shift, and the optical power of the interference light is changed.

本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、干渉計モジュールとPDモジュールの間の接続に光ファイバの融着が不要で、角度ずれや光軸ずれによる干渉光の損失、消光比の劣化および干渉縞の明暗の発生が少ない2光束合波回路を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and does not require the fusion of an optical fiber for connection between the interferometer module and the PD module, and the loss of interference light due to angular deviation or optical axis deviation. An object of the present invention is to provide a two-beam combining circuit in which deterioration of extinction ratio and generation of interference fringes are small.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
干渉する2光束を合波してその光強度に応じた電気信号を光検出器から出力する2光束合波回路において、
干渉する2光束を集光する集光レンズと、
この集光レンズで集光された前記2光束をその一端に入射して合波する光導波路と、
この光導波路の他端からの出射光を入射する光検出器と
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In a two-beam combining circuit that combines two interfering light beams and outputs an electrical signal corresponding to the light intensity from the photodetector,
A condensing lens that condenses the two interfering light beams;
An optical waveguide for entering and combining the two light beams collected by the condenser lens at one end thereof;
And a photodetector for receiving light emitted from the other end of the optical waveguide.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項2記載の発明は、
請求項1記載の2光束合波回路において、
前記光検出器の受光面を前記光導波路の前記他端に貼り付けたことを特徴とする。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 2 of the present invention is:
The two-beam combining circuit according to claim 1,
The light receiving surface of the photodetector is attached to the other end of the optical waveguide.

請求項3記載の発明は、
請求項1記載の2光束合波回路において、
前記光導波路の出射光を反射するミラーを備え、このミラーの反射光が前記光検出器に入射されることを特徴とする。
The invention described in claim 3
The two-beam combining circuit according to claim 1,
A mirror that reflects the light emitted from the optical waveguide is provided, and the light reflected by the mirror is incident on the photodetector.

請求項4記載の発明は、
請求項1記載の2光束合波回路において、
斜めに研磨された前記光導波路の端面において全反射条件で反射された光が前記光検出器に入射することを特徴とする。
The invention according to claim 4
The two-beam combining circuit according to claim 1,
The light reflected under the total reflection condition on the end surface of the optical waveguide polished obliquely is incident on the photodetector.

請求項5記載の発明は、
請求項1記載の2光束合波回路において、
斜めに研磨された前記光導波路の端面に反射ミラーが蒸着され、この反射ミラーで反射された光が前記光検出器に入射することを特徴とする。
The invention according to claim 5
The two-beam combining circuit according to claim 1,
A reflection mirror is deposited on the end surface of the optical waveguide polished obliquely, and light reflected by the reflection mirror is incident on the photodetector.

請求項6記載の発明は、
請求項1−5のいずれかに記載の2光束合波回路において、
前記光導波路は前記2光束の蛇行が収束するに十分な長さを有することを特徴とする。
The invention described in claim 6
The two-beam combining circuit according to any one of claims 1 to 5,
The optical waveguide has a length sufficient to converge the meandering of the two light beams.

請求項7記載の発明は、
請求項1−6のいずれかに記載の2光束合波回路において、
前記光導波路として光ファイバを用いたことを特徴とする。
The invention described in claim 7
The two-beam combining circuit according to any one of claims 1 to 6,
An optical fiber is used as the optical waveguide.

請求項8記載の発明は、
請求項7記載の2光束合波回路において、
前記光ファイバを曲げ、その前記一端に前記2光束が垂直に入射するようにしたことを特徴とする。
The invention described in claim 8
The two-beam combining circuit according to claim 7,
The optical fiber is bent, and the two light beams are vertically incident on the one end thereof.

請求項9記載の発明は、
差動位相変調された光信号を復調する復調器において、
前記光信号に基づいて干渉する2光束を出射する遅延干渉計と、
この遅延干渉計から出射された前記2光束を集光する集光レンズと、
この集光レンズで集光された前記2光束をその一端に入射して合波する光導波路と、
この光導波路の他端からの出射光を入射する光検出器と
を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 9
In a demodulator that demodulates a differential phase modulated optical signal,
A delay interferometer that emits two light beams that interfere based on the optical signal;
A condenser lens that collects the two light beams emitted from the delay interferometer;
An optical waveguide for entering and combining the two light beams collected by the condenser lens at one end thereof;
And a photodetector for receiving light emitted from the other end of the optical waveguide.

請求項10記載の発明は、
請求項9記載の復調器において、
前記光導波路として光ファイバを用いたことを特徴とする。
The invention according to claim 10 is:
The demodulator according to claim 9, wherein
An optical fiber is used as the optical waveguide.

本発明によれば以下のような効果がある。   The present invention has the following effects.

すなわち、干渉する2光束を光導波路で合波することにより、光検出器の位置決めが容易となり、2光束を軸ずれ・角度ずれを起こさずに光検出器に入射できるので、干渉光の損失、消光比の劣化および干渉縞の明暗の発生が少ない2光束合波回路を実現することができる。 That is, by combining the two interfering light beams with the optical waveguide, the photodetector can be easily positioned, and the two light beams can be incident on the photodetector without causing an axis deviation or an angle deviation, so that the loss of the interference light, It is possible to realize a two-beam combining circuit with little deterioration in extinction ratio and less occurrence of interference fringes.

また、光導波路の開口数(NA)によって、入力光の角度ずれによる損失が低減される。 Further, the loss due to the angular deviation of the input light is reduced by the numerical aperture (NA) of the optical waveguide.

本発明の実施の形態に係る2光束合波回路の一実施例を示す構成斜視図である。1 is a configuration perspective view showing an example of a two-beam combining circuit according to an embodiment of the present invention. 図1の2光束合波回路の変形例を示す構成斜視図である。It is a structure perspective view which shows the modification of the 2 light beam multiplexing circuit of FIG. 本発明の実施の形態に係る2光束合波回路の第2の実施例を示す構成斜視図である。It is a structure perspective view which shows the 2nd Example of the two light beam multiplexing circuit which concerns on embodiment of this invention. 従来の2光束合波回路の一構成例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional two-beam combining circuit.

以下本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態に係る2光束合波回路の一実施例を示す構成斜視図である。 FIG. 1 is a structural perspective view showing an example of a two-beam combining circuit according to an embodiment of the present invention.

図1の2光束合波回路は、遅延干渉計から出射された2光束干渉光を入射する集光レンズ3、この集光レンズ3から出射された光をその第1の端面41のコア部42に入射する光ファイバ4、この光ファイバ4の第2の端面43に貼り付けられ、端面43から出射された光を入射するPDチップ面5とから構成されている。PDチップ面5は図示しない光検出器の一部を示している。光ファイバ4は集光レンズ3から入射する2光束の蛇行が収束するに必要な長さとして、最短でも2mm〜4mm程度を有する。 The two-beam combining circuit in FIG. 1 includes a condensing lens 3 that receives two-beam interference light emitted from a delay interferometer, and a core portion 42 of the first end face 41 that emits light emitted from the condensing lens 3. And the PD chip surface 5 on which the light emitted from the end surface 43 is incident. The PD chip surface 5 shows a part of a photodetector (not shown). The optical fiber 4 has a minimum length of about 2 mm to 4 mm necessary for converging the meandering of two light beams incident from the condenser lens 3.

図1の2光束合波回路の動作を以下に説明する。差動位相変調された光信号に基づいて遅延干渉計から出射された干渉する2つの光束は集光レンズ3に入射される。集光レンズ3で集光された2つの光束1,2は光ファイバ4の一端41のコア部42に入射される。2つの光束1,2は、光ファイバ4内を伝播して合波された後、他端43から出射され、PDチップ面5に垂直に入射される。PDチップ面5で検出された光強度に応じた電気信号が前述の差動位相変調された光信号の復調信号として光検出器から出力される。 The operation of the two-beam combining circuit in FIG. 1 will be described below. Two interfering light beams emitted from the delay interferometer based on the differential phase modulated optical signal are incident on the condenser lens 3. The two light beams 1 and 2 condensed by the condenser lens 3 are incident on the core portion 42 of the one end 41 of the optical fiber 4. The two light beams 1 and 2 propagate through the optical fiber 4 and are combined, then exit from the other end 43 and enter the PD chip surface 5 perpendicularly. An electrical signal corresponding to the light intensity detected on the PD chip surface 5 is output from the photodetector as a demodulated signal of the above-described differential phase modulated optical signal.

特許文献1の図2の復調器の場合は、PDチップの受光面に2光線を合わせるために、調整を1光線ずつ2回行う必要があり、困難であったが、図1の2光束合波回路を使用した場合は、2光束合波回路の集光レンズ3と光ファイバ4の軸を調整するという比較的容易な作業で済む。また、PDチップ面5の位置決めも、図1の光ファイバ4の出力端の1光線で合わせるだけでよいので、光検出器の実装が容易となる。 In the case of the demodulator shown in FIG. 2 of Patent Document 1, it is difficult to adjust the light beam on the light receiving surface of the PD chip twice. When a wave circuit is used, a relatively easy operation of adjusting the axes of the condenser lens 3 and the optical fiber 4 of the two-beam combining circuit is sufficient. Further, since the positioning of the PD chip surface 5 only needs to be performed with one light beam at the output end of the optical fiber 4 in FIG. 1, the mounting of the photodetector becomes easy.

上記のような構成の2光束合波回路によれば、干渉する2光束を光ファイバで合波することにより、光検出器の位置決めが容易となり、2光束を軸ずれ・角度ずれを起こさずに光検出器に入射させることが容易となるので、干渉光の損失、消光比の劣化および干渉縞の明暗の発生が少ない2光束合波回路を実現することができる。すなわち、2光束の重なり合いが完全になるので完全な干渉が行われるようになり、S/Nが向上する。 According to the two-beam combining circuit configured as described above, the two light beams that interfere with each other are combined by an optical fiber, so that the photodetector can be easily positioned without causing the two beams to be misaligned or misaligned. Since it becomes easy to enter the photodetector, it is possible to realize a two-beam combining circuit in which interference light loss, extinction ratio deterioration, and interference fringe lightness and darkness are reduced. That is, since the overlap of the two light beams becomes complete, complete interference occurs and S / N is improved.

また、開口数(NA)の大きな光ファイバを用いることによって、入力光の角度ずれによる損失が低減される。 Further, by using an optical fiber having a large numerical aperture (NA), loss due to an angular deviation of input light is reduced.

また、光ファイバ4で絞られた光を光ファイバ径よりも相対的に大きな光検出器で検出するので、光ファイバ4からの全ての出射光を検出することができ、位置決め誤差の影響が少ない。 In addition, since the light focused by the optical fiber 4 is detected by a photodetector that is relatively larger than the diameter of the optical fiber, all the emitted light from the optical fiber 4 can be detected, and the influence of positioning errors is small. .

また、光ファイバ4としてシングルモードの光ファイバを使用すれば、遅延干渉計の出力光が光ファイバ4に入射する際の角度ずれによって発生した多モードの光波は、放射モードとなって拡散されるので、光検出器には到達しない。その結果、光検出器にはシングルモードの光が入力されることとなり、安定した位相を実現することができる。 If a single mode optical fiber is used as the optical fiber 4, the multimode light wave generated by the angle shift when the output light of the delay interferometer enters the optical fiber 4 is diffused as a radiation mode. So it does not reach the photodetector. As a result, single-mode light is input to the photodetector, and a stable phase can be realized.

また、干渉計からの2光束干渉光は空間に出射されるので、出射端で光ファイバの融着を行ったり、光路長を揃えたりする必要がない。 Further, since the two-beam interference light from the interferometer is emitted into the space, it is not necessary to fuse the optical fibers at the emission end or to align the optical path length.

また、光ファイバを用いているので、コア断面が円であり、TM波(磁界)とTE波(電界)の進行速度のずれがないので、干渉のずれが生じない。 Further, since the optical fiber is used, the core cross section is a circle, and there is no shift in the traveling speed of the TM wave (magnetic field) and the TE wave (electric field), so that no shift in interference occurs.

なお、特定の偏光状態で使用する干渉計の場合は、光ファイバに限らず、光導波路を用いることができる。 In the case of an interferometer used in a specific polarization state, not only an optical fiber but also an optical waveguide can be used.

また、偏波依存性がない光導波路、例えばシングルモードに設計された光導波路を光ファイバ4の代わりに用いてもよい。 Further, an optical waveguide having no polarization dependency, for example, an optical waveguide designed in a single mode may be used instead of the optical fiber 4.

また、DPSK遅延干渉計、DQPSK遅延干渉計など各種の遅延干渉計と組み合わせることができる。 Further, it can be combined with various delay interferometers such as a DPSK delay interferometer and a DQPSK delay interferometer.

図2は2光束合波回路の変形例で、入射する2光束の光軸が光検出器の受光面に対して垂直ではない場合に、光ファイバを曲げることによって、容易に2光束を光検出器の受光面に対して垂直に入射させることができるようにしたものを示す構成斜視図である。 FIG. 2 shows a modification of the two-beam combining circuit. When the optical axes of the two incident light beams are not perpendicular to the light receiving surface of the photodetector, the two light beams can be easily detected by bending the optical fiber. It is a structure perspective view which shows what can be made to inject perpendicularly with respect to the light-receiving surface of a container.

図2の2光束合波回路が図1の2光束合波回路と異なるのは、「く」の字に曲がった光ファイバ4aを備え、斜めに配設された集光レンズ3が光ファイバ4aの一端41aと対向している点である。その他の部分は図1の場合と同様であり、光ファイバ4aの他端43aにはPDチップ面5aが貼り付けられ、PDチップ面5aは図示しない光検出器の一部を示しており、光ファイバ4aは集光レンズ3から入射する2光束の蛇行が収束するように最短でも2mm〜4mm程度の長さを有する。 The two-beam combining circuit in FIG. 2 is different from the two-beam combining circuit in FIG. 1 in that an optical fiber 4a bent in a "<" shape is provided, and a condensing lens 3 disposed obliquely is an optical fiber 4a. This is a point facing one end 41a. The other parts are the same as in FIG. 1, and the PD chip surface 5a is attached to the other end 43a of the optical fiber 4a. The PD chip surface 5a shows a part of a photodetector (not shown). The fiber 4a has a length of at least about 2 mm to 4 mm so that the meandering of the two light beams incident from the condenser lens 3 converges.

ここでは、差動位相変調された光信号に基づいて遅延干渉計から出射された、干渉する2つの光束は、PDチップ面5と斜めの方向から集光レンズ3に入射される。集光レンズ3で集光された2つの光束1,2は光ファイバ4aの一端41aのコア部42aに入射され、光ファイバ4a内の「く」の字に曲がった光路を伝播した後、合波光が他端43aから出射され、PDチップ面5aに垂直に入射される。図示しない光検出器からは、PDチップ面5aで検出された光強度に応じた電気信号が、前述の差動位相変調された光信号の復調信号として、出力される。 Here, two interfering light beams emitted from the delay interferometer based on the differential phase-modulated optical signal are incident on the condenser lens 3 from a direction oblique to the PD chip surface 5. The two light fluxes 1 and 2 collected by the condenser lens 3 are incident on the core portion 42a of the one end 41a of the optical fiber 4a and propagate through an optical path bent in a “<” shape in the optical fiber 4a. Wave light is emitted from the other end 43a and incident perpendicularly on the PD chip surface 5a. From an unillustrated photodetector, an electrical signal corresponding to the light intensity detected on the PD chip surface 5a is output as a demodulated signal of the above-described differential phase modulated optical signal.

上記のような構成の2光束合波回路によれば、図1の2光束合波回路における利点を有する外、光検出器受光面に対して垂直に2光束を入射させるために入射後の光路の方向を変更する、いわゆる光路変更をする必要がある場合は、光ファイバを曲げることで簡易に実現できる。したがって、光路変更反射板用プリズム等の部品点数を減らすことができ、製造が容易になるので、コストダウンを図ることができる。 According to the two-beam combining circuit configured as described above, in addition to the advantages of the two-beam combining circuit of FIG. 1, the optical path after incidence to make the two beams incident perpendicularly to the light receiving surface of the photodetector. When it is necessary to change the direction of the optical path, that is, to change the so-called optical path, it can be easily realized by bending the optical fiber. Therefore, the number of components such as the optical path changing reflector prism can be reduced, and the manufacturing becomes easy, so that the cost can be reduced.

図3(A)は2光束合波回路の第2の実施例で、光ファイバからの出射光をミラーで反射させて光検出器に入射させる構造のものを示す構成斜視図である。図3(A)の2光束合波回路は、図1と同様の集光レンズ3(図示せず)と、この集光レンズ3からの2光束干渉光を入射する光ファイバ4b、この光ファイバ4bが載置、固定される三角溝9を有する三角溝ブロック7、この三角溝ブロック7に設けられ、三角溝9の終端に光ファイバ4bの光軸方向と45°の角度をなして光ファイバ4bの他端からの出射光を反射するミラー6(図示せず)、このミラー6で反射された光を集光するレンズ8(図示せず)、このレンズ8で集光された光を入射するPDチップ面5bとから構成されている。PDチップ面5bは図示しない光検出器の一部を示している。光ファイバ4bは、集光レンズ3から入射する2光束の蛇行が収束するに必要な長さ、2mm〜4mm程度を最短でも有する。 FIG. 3A is a configuration perspective view showing a second embodiment of the two-beam combining circuit, which has a structure in which light emitted from an optical fiber is reflected by a mirror and incident on a photodetector. 3A includes a condensing lens 3 (not shown) similar to that in FIG. 1, an optical fiber 4b that receives the two-beam interference light from the condensing lens 3, and the optical fiber. A triangular groove block 7 having a triangular groove 9 on which 4b is placed and fixed, and provided in the triangular groove block 7, an optical fiber forming an angle of 45 ° with the optical axis direction of the optical fiber 4b at the end of the triangular groove 9 A mirror 6 (not shown) that reflects the light emitted from the other end of 4b, a lens 8 (not shown) that collects the light reflected by this mirror 6, and the light collected by this lens 8 is incident And a PD chip surface 5b. The PD chip surface 5b shows a part of a photodetector (not shown). The optical fiber 4b has a length of about 2 mm to 4 mm necessary for converging the meandering of two light beams incident from the condenser lens 3 at the shortest.

図3(A)の構成斜視図で示される2光束合波回路のうち2つの変形例を図3(B)(C)に示す。図3(A)の各部と対応する構成要素にはそれぞれ符号1、2を付加している。 Two modified examples of the two-beam combining circuit shown in the configuration perspective view of FIG. 3A are shown in FIGS. Constituent elements corresponding to the respective parts in FIG.

図3(B)で示される2光束合波回路では、三角溝ブロック71上の三角溝91の終端に光ファイバ4b1の光軸方向と45°の角度をなしてミラー61が設けられ、光ファイバ4b1の他端からの出射光を上方に反射するように構成されている。 In the two-beam combining circuit shown in FIG. 3B, a mirror 61 is provided at the end of the triangular groove 91 on the triangular groove block 71 at an angle of 45 ° with the optical axis direction of the optical fiber 4b1. The light emitted from the other end of 4b1 is configured to reflect upward.

差動位相変調された光信号に基づいて遅延干渉計から出射された干渉する2つの光束1,2は集光レンズ3に入射される。集光レンズ3で集光された2つの光束1,2は光ファイバ4b1の一端のコア部に入射され、光ファイバ4b1内を伝播して合波された後、他端から出射され、ミラー61で上方向に反射された後、レンズ8で集光され、PDチップ面5に垂直に入射される。PDチップ面5で検出された光強度に応じた電気信号が前記差動位相変調された光信号の復調信号として光検出器から出力される。 Two interfering light beams 1 and 2 emitted from the delay interferometer based on the differential phase modulated optical signal are incident on the condenser lens 3. The two light beams 1 and 2 collected by the condensing lens 3 are incident on the core portion of one end of the optical fiber 4b1, are propagated through the optical fiber 4b1 and are combined, and then emitted from the other end. Then, the light is condensed by the lens 8 and incident on the PD chip surface 5 perpendicularly. An electrical signal corresponding to the light intensity detected on the PD chip surface 5 is output from the photodetector as a demodulated signal of the optical signal subjected to the differential phase modulation.

図3(C)で示される2光束合波回路は、三角溝ブロック72の三角溝92上の光ファイバ4b2の他端が光軸方向と45°の角度をなすように研磨され、研磨面の全反射条件により、または研磨面に蒸着によって形成された反射ミラーにより、光ファイバ4b2内を伝播して来た合波光を上方に反射するように構成されている。 In the two-beam combining circuit shown in FIG. 3C, the other end of the optical fiber 4b2 on the triangular groove 92 of the triangular groove block 72 is polished so as to form an angle of 45 ° with the optical axis direction. The combined light propagating through the optical fiber 4b2 is reflected upward by a total reflection condition or by a reflection mirror formed by vapor deposition on the polished surface.

差動位相変調された光信号に基づいて遅延干渉計から出射された干渉する2つの光束1,2は図3(B)の場合と同様に光ファイバ4b2内に導かれ、光ファイバ4b2他端の研磨面で上方向に反射された後、レンズ8で集光され、PDチップ面5bに垂直に入射される。その他の動作は図3(B)の場合と同様である。 The two interfering light beams 1 and 2 emitted from the delay interferometer based on the differential phase-modulated optical signal are guided into the optical fiber 4b2 as in the case of FIG. 3B, and the other end of the optical fiber 4b2 After being reflected upward by the polished surface, the light is condensed by the lens 8 and incident perpendicularly on the PD chip surface 5b. Other operations are similar to those in the case of FIG.

図3のような構成の2光束合波回路によれば、図1、図2の場合と同様の特徴を有するほか、光路変更の際に光ファイバの曲率の制限を受けないので、光ファイバの長さを短くすることができ、小型化が容易となる。ただし、光ファイバ4bは集光レンズ3から入射する2光束の蛇行が収束するに必要な最短の長さとして2mm〜4mm程度は有していたほうがよい。 3 has the same characteristics as those shown in FIGS. 1 and 2 and is not limited by the curvature of the optical fiber when the optical path is changed. The length can be shortened, and miniaturization becomes easy. However, it is preferable that the optical fiber 4b has a length of about 2 mm to 4 mm as a minimum length necessary for convergence of the meandering of two light beams incident from the condenser lens 3.

また、電気信号の配線方法によって図3の構成のほうが有利な場合があるほか、配線基板の面とPDチップの配線する面が平行になるためワイヤーボンディングが容易となる。 Further, the configuration shown in FIG. 3 may be more advantageous depending on the wiring method of electric signals, and wire bonding is easy because the surface of the wiring substrate and the surface of the PD chip are parallel.

なお、図3の実施例において、ミラーが光軸方向となす角度は45°に限らず、光ファイバ4bの光軸方向とPDチップ面5bとがなす角度に応じて任意の斜めの角度をとることができる。   In the embodiment of FIG. 3, the angle that the mirror makes with the optical axis direction is not limited to 45 °, but an arbitrary oblique angle is taken according to the angle formed by the optical axis direction of the optical fiber 4b and the PD chip surface 5b. be able to.

また、特定の偏光状態で使用する干渉計の場合は、光ファイバ4bに限らず、光導波路を用いることができる。 In the case of an interferometer used in a specific polarization state, not only the optical fiber 4b but also an optical waveguide can be used.

また、偏波依存性がない光導波路、例えばシングルモードに設計された光導波路を光ファイバ4bの代わりに用いてもよい。 Further, an optical waveguide having no polarization dependency, for example, an optical waveguide designed in a single mode may be used instead of the optical fiber 4b.

また、DPSK遅延干渉計、DQPSK遅延干渉計など各種の遅延干渉計と組み合わせることができる。 Further, it can be combined with various delay interferometers such as a DPSK delay interferometer and a DQPSK delay interferometer.

また、本発明は、上記実施例や変形例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.

1,2 干渉する2光束
3 集光レンズ
4,4a,4b,4b1,4b2 光導波路
41,41a 光導波路の一端
42,42a コア部
43,43a 光導波路の他端
5,5a,5b 光検出器
61,62 ミラー
1, 2 Interfering two light beams 3 Condensing lenses 4, 4a, 4b, 4b1, 4b2 Optical waveguide 41, 41a Optical waveguide end 42, 42a Core portion 43, 43a Optical waveguide other end 5, 5a, 5b Photodetector 61, 62 mirror

Claims (10)

干渉する2光束を合波してその光強度に応じた電気信号を光検出器から出力する2光束合波回路において、
干渉する2光束を集光する集光レンズと、
この集光レンズで集光された前記2光束をその一端に入射して合波する光導波路と、
この光導波路の他端からの出射光を入射する光検出器と
を備えたことを特徴とする2光束合波回路。
In a two-beam combining circuit that combines two interfering light beams and outputs an electrical signal corresponding to the light intensity from the photodetector,
A condensing lens that condenses the two interfering light beams;
An optical waveguide for entering and combining the two light beams collected by the condenser lens at one end thereof;
A two-beam combining circuit comprising: a photodetector that receives light emitted from the other end of the optical waveguide.
前記光検出器の受光面を前記光導波路の前記他端に貼り付けたことを特徴とする請求項1記載の2光束合波回路。 2. The two-beam combining circuit according to claim 1, wherein a light receiving surface of the photodetector is attached to the other end of the optical waveguide. 前記光導波路の出射光を反射するミラーを備え、このミラーの反射光が前記光検出器に入射されることを特徴とする請求項1記載の2光束合波回路。 2. The two-beam combining circuit according to claim 1, further comprising a mirror that reflects the light emitted from the optical waveguide, and the light reflected by the mirror is incident on the photodetector. 斜めに研磨された前記光導波路の端面において全反射条件で反射された光が前記光検出器に入射することを特徴とする請求項1記載の2光束合波回路。 2. The two-beam combining circuit according to claim 1, wherein light reflected under a total reflection condition on an end face of the optical waveguide polished obliquely enters the photodetector. 3. 斜めに研磨された前記光導波路の端面に反射ミラーが蒸着され、この反射ミラーで反射された光が前記光検出器に入射することを特徴とする請求項1記載の2光束合波回路。 2. The two-beam combining circuit according to claim 1, wherein a reflection mirror is deposited on an end face of the optical waveguide polished obliquely, and light reflected by the reflection mirror enters the photodetector. 前記光導波路は前記2光束の蛇行が収束するに十分な長さを有することを特徴とする請求項1−5のいずれかに記載の2光束合波回路。   6. The two-beam combining circuit according to claim 1, wherein the optical waveguide has a length sufficient to converge the meandering of the two light beams. 前記光導波路として光ファイバを用いたことを特徴とする請求項1−6のいずれかに記載の2光束合波回路。   The two-beam combining circuit according to claim 1, wherein an optical fiber is used as the optical waveguide. 前記光ファイバを曲げ、その前記一端に前記2光束が垂直に入射するようにしたことを特徴とする請求項7記載の2光束合波回路。 8. The two-beam combining circuit according to claim 7, wherein the optical fiber is bent so that the two light beams are perpendicularly incident on the one end thereof. 差動位相変調された光信号を復調する復調器において、
前記光信号に基づいて干渉する2光束を出射する遅延干渉計と、
この遅延干渉計から出射された前記2光束を集光する集光レンズと、
この集光レンズで集光された前記2光束をその一端に入射して合波する光導波路と、
この光導波路の他端からの出射光を入射する光検出器と
を備えたことを特徴とする復調器。
In a demodulator that demodulates a differential phase modulated optical signal,
A delay interferometer that emits two light beams that interfere based on the optical signal;
A condenser lens that collects the two light beams emitted from the delay interferometer;
An optical waveguide for entering and combining the two light beams collected by the condenser lens at one end thereof;
A demodulator comprising: a photodetector that receives light emitted from the other end of the optical waveguide.
前記光導波路として光ファイバを用いたことを特徴とする請求項9記載の復調器。   The demodulator according to claim 9, wherein an optical fiber is used as the optical waveguide.
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