JP2014157181A - Planar optical waveguide, optical receiver device, and alignment method for planar optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平面光導波路、光受信装置および該平面光導波路の調心方法に関し、特に、入力導波路と出力導波路を基板の異なる端部にそれぞれ形成した平面光導波路、光受信装置および該平面光導波路の調心方法に関する。 The present invention relates to a planar optical waveguide, an optical receiver, and a method for aligning the planar optical waveguide, and in particular, a planar optical waveguide in which an input waveguide and an output waveguide are formed at different ends of a substrate, an optical receiver, and the optical waveguide, respectively. The present invention relates to a method for aligning a planar optical waveguide.
基板上に光分岐回路等の種々の光回路を集積した平面光導波路(PLC: Planar Lightwave Circuit)がある。この平面光導波路の調心方法は、例えば、特許文献1、2に開示されている。特許文献1では、光導波路に調心用のダミー導波路を形成し、ダミー導波路に対してファイバアレイを調心した後で所定の距離だけファイバアレイを移動することにより、光導波路とファイバアレイを粗調心する技術が開示されている。また、特許文献2では、入力導波路と出力導波路を平面基板の同一端面側に形成し、同一のファイバアレイから調心用の光信号を入出力させることによって光導波路とファイバアレイとを調心する技術が開示されている。 There is a planar lightwave circuit (PLC) in which various optical circuits such as an optical branch circuit are integrated on a substrate. This planar optical waveguide alignment method is disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2. In Patent Document 1, an aligning dummy waveguide is formed in the optical waveguide, and the fiber array is moved by a predetermined distance after aligning the fiber array with respect to the dummy waveguide. A technique for coarsely aligning is disclosed. Further, in Patent Document 2, an input waveguide and an output waveguide are formed on the same end face side of a flat substrate, and an optical signal for alignment is input / output from the same fiber array to adjust the optical waveguide and the fiber array. A technique to keep in mind is disclosed.
一方、次世代伝送システムを実現する手段として有望視されている、デジタル信号処理を行う偏波多重コヒーレント伝送方式に使用される光導波路として、偏波ビームスプリッタ(PBS:polarization-beam splitter)や90度ハイブリッドミキサ等を同一基板上に集積した平面光導波路がある。 On the other hand, a polarization beam splitter (PBS) or 90 is used as an optical waveguide used in a polarization multiplexing coherent transmission system that performs digital signal processing, which is regarded as a promising means for realizing a next generation transmission system. There is a planar optical waveguide in which hybrid mixers and the like are integrated on the same substrate.
このデジタルコヒーレント伝送用の平面光導波路には、光信号およびローカル光が基板の入射側端部から入射し、PBSおよび90度ハイブリッドミキサによって直交状態で干渉した干渉光が入射側端部とは異なる出射側端部から出射される。平面光導波路から出射された干渉波は、さらに、平面光導波路の出射側端部側に配置された各種光部品において処理される。ここで、平面光導波路の調心は、平面光導波路の出射側端部に、増幅器や受光素子やトランスインピーダンス型アンプ等の光部品を実装した状態で行えることが望ましい。 In this planar optical waveguide for digital coherent transmission, an optical signal and local light are incident from the incident side end of the substrate, and interference light interfered in an orthogonal state by the PBS and the 90-degree hybrid mixer is different from the incident side end. The light is emitted from the emission side end. The interference wave emitted from the planar optical waveguide is further processed in various optical components arranged on the emission side end side of the planar optical waveguide. Here, it is desirable that alignment of the planar optical waveguide can be performed in a state where optical parts such as an amplifier, a light receiving element, and a transimpedance amplifier are mounted on the output side end of the planar optical waveguide.
平面光導波路の出射側端部に各種光部品を実装した状態で調心を行う場合、出射側端部にファイバアレイや光パワーメータ等の調心用部材を配置するスペースを確保することが困難である。また、平面光導波路の出射側端部に各種光部品を実装する必要があることから、入力導波路と出力導波路とを平面基板の同一端面側に形成することはできない。 When alignment is performed with various optical components mounted on the output side end of a planar optical waveguide, it is difficult to secure a space for arranging an alignment member such as a fiber array or optical power meter at the output side end. It is. In addition, since various optical components must be mounted on the output side end of the planar optical waveguide, the input waveguide and the output waveguide cannot be formed on the same end surface side of the planar substrate.
本発明の目的は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、入力導波路と出力導波路が基板の異なる端部にそれぞれ形成された平面光導波路において、平面光導波路の出射側端部に調心用のスペースを設けることなく平面光導波路の調心を行うことができる、平面光導波路、光受信装置および該平面光導波路の調心方法を提供することにある。 An object of the present invention has been made in view of the above-described problems. In a planar optical waveguide in which an input waveguide and an output waveguide are formed at different ends of a substrate, respectively, an exit side end of the planar optical waveguide is provided. An object of the present invention is to provide a planar optical waveguide, an optical receiver, and an alignment method for the planar optical waveguide, which can align the planar optical waveguide without providing an alignment space.
上記目的を達成するために本発明に係る平面光導波路は、基板と、基板の一端面に位置し、入力光が入射する第1入力ポートおよび第2入力ポートと、基板の他端面に位置し、出力光を出射する出力ポートと、基板上に形成され、第1入力ポートおよび第2入力ポートから入力した入力光をそれぞれ2分岐して出力する第1カプラおよび第2カプラと、基板上に形成され、第1カプラおよび第2カプラから出力された一方の入力光を処理して出力光として出力する処理部と、基板上に形成され、第1カプラから出力された他方の入力光を第2カプラ側に伝搬すると共に、第2カプラから出力された他方の入力光を第1カプラ側に伝搬する空間伝搬部と、を備える。 In order to achieve the above object, a planar optical waveguide according to the present invention is located on a substrate, one end surface of the substrate, the first input port and the second input port on which input light is incident, and the other end surface of the substrate. An output port that emits output light; a first coupler and a second coupler that are formed on the substrate and that divides the input light that has been input from the first input port and the second input port, respectively; A processing unit configured to process one input light output from the first coupler and the second coupler and output it as output light; and another input light formed on the substrate and output from the first coupler. A spatial propagation unit that propagates to the second coupler side and propagates the other input light output from the second coupler to the first coupler side.
上記目的を達成するために本発明に係る光受信装置は、信号光を入力光として第1入力ポートに入射させる第1光ファイバと、ローカル光を入力光として第2入力ポートに入射させる第2光ファイバと、上記の平面光導波路と、平面光導波路の基板の他端面側に配置され、処理部から出力された出力光を受光する受光素子と、を備える。 In order to achieve the above object, an optical receiver according to the present invention includes a first optical fiber that makes signal light enter the first input port as input light, and a second optical fiber that makes local light enter the second input port as input light. An optical fiber, the above planar optical waveguide, and a light receiving element that is disposed on the other end surface side of the substrate of the planar optical waveguide and receives output light output from the processing unit.
上記目的を達成するために本発明に係る平面光導波路の調心方法は、基板の一端面に第1入力ポートおよび第2入力ポートを形成し、基板の上面に、処理部と、空間伝搬部と、第1入力ポート、処理部および空間伝搬部間を接続する第1カプラと、第2入力ポート、処理部および空間伝搬部間を接続する第2カプラと、を形成し、第1光ファイバおよび第2光ファイバをそれぞれ、第1入力ポートおよび第2入力ポートに対向配置し、第2光ファイバから第2入力ポートへ調心用光を入射すると共に、空間伝搬部を介して第1光ファイバから出射された調心用光の光強度を計測し、計測された光強度が最大となる位置に、第1光ファイバおよび第2光ファイバを位置決めする。 In order to achieve the above object, a planar optical waveguide alignment method according to the present invention includes forming a first input port and a second input port on one end surface of a substrate, a processing unit, and a spatial propagation unit on the upper surface of the substrate. And a first coupler that connects the first input port, the processing unit, and the space propagation unit, and a second coupler that connects the second input port, the processing unit, and the space propagation unit, and forms a first optical fiber. And the second optical fiber are opposed to the first input port and the second input port, respectively, and aligning light is incident on the second input port from the second optical fiber, and the first light is transmitted through the space propagation unit. The light intensity of the alignment light emitted from the fiber is measured, and the first optical fiber and the second optical fiber are positioned at a position where the measured light intensity becomes maximum.
本発明に係る平面光導波路、光受信装置および該平面光導波路の調心方法は、入力導波路と出力導波路が基板の異なる端部にそれぞれ形成された平面光導波路において、平面光導波路の出射側端部に調心用のスペースを設けることなく平面光導波路の調心を行うことができる。 A planar optical waveguide, an optical receiver, and an alignment method for the planar optical waveguide according to the present invention include: a planar optical waveguide in which an input waveguide and an output waveguide are formed at different ends of a substrate; The planar optical waveguide can be aligned without providing a space for alignment at the side end.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る平面光導波路について説明する。本実施形態に係る平面光導波路の上面図を図1に示す。図1において、本実施形態に係る平面光導波路10は、基板20、第1入力ポート31、第2入力ポート32、出力ポート40、第1カプラ51、第2カプラ52、処理部60および空間伝搬部70を備える。
(First embodiment)
A planar optical waveguide according to the first embodiment of the present invention will be described. A top view of the planar optical waveguide according to the present embodiment is shown in FIG. In FIG. 1, the planar
図1に点線で示すように、入力光を平面光導波路10に入射する光ファイバ81、82が、平面光導波路10の入力ポート31、32と対向配置されている。また、平面光導波路10から出射された出力光を受光する受光素子等の光部品83が、平面光導波路10の出力ポート40と対向配置されている。
As shown by a dotted line in FIG. 1,
基板20は、石英等で形成された板状部材であり、端面21に第1入力ポート31および第2入力ポート32が配置され、端面21とは異なる端面22に出力ポート40が配置されている。また、基板20の上面に、第1カプラ51、第2カプラ52、処理部60および空間伝搬部70が形成されている。
The
第1入力ポート31および第2入力ポート32に、光ファイバ81、82から入力光が入射する。第1入力ポート31から入力した光信号は、第1カプラ51を介して処理部60に出力されると共に、その一部が空間伝搬部70に出力される。同様に、第2入力ポート32から入力した光信号は、第2カプラ52を介して処理部60に出力されると共に、その一部が空間伝搬部70に出力される。
Input light enters the
処理部60は入力した入力光に所定の処理を施し、出力光として出力ポート40に出力する。例えば、処理部60は、光ファイバ81から入力した光信号と光ファイバ82から入力した光信号とを合波し、出力光として出力する。そして、出力ポート40から出射された出力光は、受光素子等の光部品83によって検出され、出力光に含まれている信号が取り出される。
The processing unit 60 performs predetermined processing on the input light that is input and outputs the input light to the
空間伝搬部70は、基板20の上面に形成された凹部であり、空間伝搬部70の対向する側壁には、第1カプラ51に接続された光導波路と、第2カプラ52に接続された光導波路とが露出している。本実施形態において、2つの光導波路間の距離が約50μmになるように、空間伝搬部70の幅を約50μmに設計した。従って、第1カプラ51から空間伝搬部70に導かれた入力光は、空間伝搬部70を伝搬して第2カプラ52に導かれると共に、第2カプラ52から空間伝搬部70導かれた入力光は、空間伝搬部70を伝搬して第1カプラ51に導かれる。
The
なお、平面光導波路10の調心が済んだ後に、空間伝搬部70内に入力光を遮光する遮光部材を充填することが望ましい。空間伝搬部70内に遮光部材が充填されることにより、一方のカプラから空間伝搬部70内に導かれた入力光が、空間伝搬部70内を伝搬して他方のカプラに迷光として入力することを避けることができる。ここで、遮光部材としては、平面光導波路10内を伝搬する光信号の波長を含む波長帯の光信号を吸収する部材であれば良く、光吸収ゲルや遮光板等を適用することができる。
In addition, it is desirable to fill the
次に、本実施形態に係る平面光導波路10と光ファイバ81、82との調心手順について説明する。平面光導波路10と光ファイバ81、82とを調心する場合、先ず、光ファイバ81、82の入力ポート31、32側と反対側の端面(以下、反対側端面と記載する。)から可視光を入射し、光ファイバ81、82から出射された可視光の中心が、入力ポート31、32の中心と略一致するように光ファイバ81、82を移動する(粗調心)。
Next, the alignment procedure between the planar
次に、粗調心した光ファイバ82の反対側端面から、調心用の光信号を入射する。光ファイバ82から出射された調心用の光信号は、第2入力ポート32を介して第2カプラ52に入力し、大部分が処理部60に伝搬される一方、一部が、空間伝搬部70を介して第1カプラ51に伝搬される。光ファイバ82から第1カプラ51に伝搬された調心用の光信号は、第1入力ポート31から光ファイバ81に向けて出射される。
Next, an optical signal for alignment is incident from the opposite end face of the
そして、光ファイバ81の反対側端面に配置した光パワーメータによって、光ファイバ81に入力した調心用の光信号の光強度を計測し、光強度の計測値が最大値となる位置に光ファイバ81を移動し、その位置で固定する(光ファイバ81の精調心)。光ファイバ81の精調心が済んだ後、引き続き、光ファイバ81に入力した調心用の光信号の光強度の計測値が最大値となる位置に光ファイバ82を移動し、その位置で固定する(光ファイバ82の精調心)。なお、平面光導波路10と光ファイバ81、82との精調心が済んだ後、空間伝搬部70内に遮光部材を充填することが望ましい。
Then, the optical intensity of the optical signal for alignment input to the
上記のように、本実施形態に係る平面光導波路10は、基板20の上面に、入力ポート31、32から入力した入力光の一部を空間伝搬部70に導くカプラ51、52と、一方のカプラから導かれた入力光を他方のカプラに導く空間伝搬部70とを形成した。従って、一方の光ファイバから調心用の光信号を入力すると共に他方の光ファイバから出射された調心用の光信号の光強度を計測することにより、光強度の計測値に基づいて平面光導波路10と光ファイバ81、82とを高精度に調心することができる。この調心作業は入力ポート31、32が配置された端部側のみで行うことができ、出力ポート40が配置された端部側に受光素子等の光部品83を配置した状態で行うことができる。
As described above, the planar
従って、入力ポート31、32と出力ポート40とを基板20の異なる端部21、22にそれぞれ配置した平面光導波路10において、出力ポート40が配置された端面22側に受光素子等の光部品83が配置された状態で平面光導波路10と光ファイバ81、82との調心を行うことができる。
Therefore, in the planar
なお、上述の平面光導波路10は、各種光送受信装置に配置することができる。一例として、本実施形態に係る平面光導波路をデジタルコヒーレント伝送で用いられる光受信装置に配置した時の構成図を図2に示す。図2の光受信装置90Bは、信号光を第1入力ポート31Bに入射させる第1光ファイバ81B、ローカル光を第2入力ポート32Bに入射させる第2光ファイバ82B、平面光導波路10Bおよび4つの光部品83Bを備える。図2において、光ファイバ81B、82Bは、平面光導波路10Bの入力ポート31B、32Bと対向配置され、4対の出力ポートにそれぞれ1つの光部品83Bが対向配置されている。本実施形態では、光部品83Bとして、受光素子を適用する。
The above-described planar
また、本実施形態に係る平面光導波路10Bは、8つの出力ポート41B−48Bを備え、入力ポート31B、32Bから入力した入力光を、処理部60Bにおいて直交する2つの偏波成分に分離すると共に干渉させ、8つの出力ポート41B−48Bから出射する。
The planar
上述のように構成された光受信装置90Bは、図示しない光送信装置から光信号を受信した場合、以下のように動作する。すなわち、光ファイバ81Bは、光送信装置から受信した光信号を第1入力ポート31Bに入射し、第2光ファイバ82Bは図示しない発振器から入力したローカル光を第2入力ポート32Bに入射する。
The optical receiving device 90B configured as described above operates as follows when receiving an optical signal from an optical transmission device (not shown). That is, the optical fiber 81B enters the optical signal received from the optical transmission device into the
光送信装置から受信した光信号および発振器から入力したローカル光は、平面光導波路10Bにおいて直交する2つの偏波成分に分離されると共に干渉し、出力ポート41B−48Bから出射する。出力ポート41B−48Bから出射された干渉光は、4つの受光素子83Bに受光され、各種情報が読み取られる。
The optical signal received from the optical transmission device and the local light input from the oscillator are separated into two orthogonal polarization components in the planar
また、上記の光受信装置90Bにおいて平面光導波路10Bと光ファイバ81B、82Bとを調心する場合は、光ファイバ82Bから調心用の光信号を入射すると共に、第2入力ポート32B、第2カプラ52B、空間伝搬部70B、第1カプラ51Bおよび第1入力ポート31Bを介して光ファイバ81Bから出射された調心用の光信号の光強度を計測し、計測値が最大となる位置に光ファイバ81B、82Bを位置決めする。なお、調心後に空間伝搬部70B内に遮光部材を充填することが望ましい。
Further, when aligning the planar
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る平面光導波路(PLC: Planar Lightwave Circuit)の上面図を図3に示す。図3において、本実施形態に係るPLC100は、基板200、2つの入力ポート310、320、2つの出力ポート410、420、2つの入力用光導波路510、520、2つの出力用光導波路610、620、光干渉部700および調整用ルート800を備える。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. A top view of a planar lightwave circuit (PLC) according to this embodiment is shown in FIG. In FIG. 3, the
基板200は、入力側端部210および入力側端部210とは異なる出力側端部220を備えた平板体である。基板200の上面に、入力用光導波路510、520、出力用光導波路610、620、光干渉部700および調整用ルート800が配置されている。
The
入力ポート310、320は、基板200の入力側端部210に位置し、対向配置された光ファイバ910、920から光信号が入射する。入力ポート310、320に入射した光信号は、入力用光導波路510、520に導かれる。
The
出力ポート410、420は、基板200の出力側端部220に位置し、出力用光導波路610、620によって導かれた光干渉部700からの干渉光を、外部へ出射する。
The
入力用光導波路510、520は、入力ポート310、320に入射した光信号を光干渉部700まで導く。出力用光導波路610、620は、光干渉部700から出力された干渉光を出力ポート410、420まで導く。
The input
光干渉部700は、入力用光導波路510、520によって導かれた光ファイバ910、920から入力した光信号を干渉させ、干渉光を出力用光導波路610、620へ出力する。
The
調整用ルート800は、図3に示すように、カプラ811、812、接続用光導波路821、822および空間伝搬部830、図3に図示しないマッチングオイル840および光吸収ゲル850を備える。
As shown in FIG. 3, the
カプラ811、812はそれぞれ、入力ポート310、320から入力用光導波路510、520に入力した光信号を分割して、光干渉部700側と空間伝搬部830側とに出力する。本実施形態において、カプラ811、812は、光信号を約9:1に分割し、約9/10を光干渉部700側へ、約1/10を空間伝搬部830側へ出力する。さらに、カプラ811、812はそれぞれ、空間伝搬部830側から入力した光信号を、入力ポート310、320側に出力する。
The
接続用光導波路821は、カプラ811と空間伝搬部830とを接続する。同様に、接続用光導波路822は、カプラ812と空間伝搬部830とを接続する。接続用光導波路821、822の一方の端面は、空間伝搬部830内において対向配置されている。
The connection
空間伝搬部830には、基板200上に形成された凹部であり、本実施形態ではマッチングオイル840または光吸収ゲル850のどちらかが充填される。空間伝搬部830にマッチングオイル840が充填されている時は、一方の接続用光導波路から出射された光信号は他方の接続用光導波路へ伝搬され、光吸収ゲル850が充填されている時は接続用光導波路821、822から出射された光信号は空間伝搬部830において光吸収ゲル850によって吸収される。
The
なお、マッチングオイルは、接続用光導波路821、822のコアの屈折率と同等の屈折率を有する部材であれば良い。また、光吸収ゲル850は、PLC100内を伝搬する光信号の波長を含む波長帯の光信号を吸収する部材であれば良い。
The matching oil may be a member having a refractive index equivalent to that of the cores of the connecting
上記のように構成されたPLC100において、使用時には調整用ルート800の空間伝搬部830には光吸収ゲル850が充填されている。そして、入力ポート310、320から入射した光信号は、一部が空間伝搬部830内の光吸収ゲル850によって吸収される一方、大部分が光干渉部700に入力し、光干渉部700内においてそれぞれ干渉し、干渉光として出力ポート410、420から出射される。
In the
次に、本実施形態に係るPLC100と、光ファイバ910、920との調心手順について説明する。PLC100に光ファイバ910、920を調心する場合、先ず、調整用ルート800の空間伝搬部830にマッチングオイル840を充填する。この状態で、光ファイバ910と入力ポート310、および、光ファイバ920と入力ポート320とを粗調心する。
Next, the alignment procedure between the
この粗調心は、例えば、光ファイバ910、920の入力ポート310、320の反対側端面から可視光を入射し、光ファイバ910、920の入力ポート310、320と対向する端面(以下、調心側端面と記載する。)から出射された可視光の中心が、入力ポート310、320の中心と略一致するように、光ファイバ910、920を移動することにより実施できる。
This rough alignment is performed, for example, by allowing visible light to enter from the opposite end surfaces of the
次に、粗調心した光ファイバ920の反対側端面から、調心用の光信号を入射する。光ファイバ920に入射した調心用の光信号は、光ファイバ920を伝搬して光ファイバ920の調心側端面から出射される。光ファイバ920の調心側端面から出射された調心用の光信号は、光ファイバ920と入力ポート320とが粗調心されていることから、入力ポート320を介して入力用光導波路520に入力する。
Next, an optical signal for alignment is incident from the opposite end face of the
入力用光導波路520に入力した調心用の光信号は、カプラ812において約9/10が光干渉部700側に出力され、約1/10が接続用光導波路822に出力される。光干渉部700に入力した入力ポート320からの調心用の光信号は、入力ポート310側から光信号が入力しないことから、干渉することなく出力用光導波路610、620へ導かれ、出力ポート410、420から外部へ出射される。一方、接続用光導波路822に入力した調心用の光信号は空間伝搬部830まで導かれる。この時、空間伝搬部830にはマッチングオイル840が充填されていることから、調心用の光信号は空間伝搬部830内においてマッチングオイル840を介して接続用光導波路821へ伝搬され、カプラ811、入力用光導波路510を介して入力ポート310から出射される。
About 9/10 of the alignment optical signal input to the input
入力ポート310から出射された調心用の光信号は、粗調心された光ファイバ910に入力し、光ファイバ910の反対側端面に対向配置された光パワーメータによって光強度が計測される。そして、光強度の計測値が最大となる位置に光ファイバ910を移動し、その位置で固定することにより、光ファイバ910とPLC100の入力ポート310とが調心される。光ファイバ910を調心した後さらに、光ファイバ910の反対側端面に対向配置された光パワーメータによって計測した光強度が最大となる位置に光ファイバ920移動し、その位置で固定することにより、光ファイバ920とPLC100の入力ポート320とが調心される。
The alignment optical signal emitted from the
光ファイバ910、920と、PLC100の入力ポート310、320との調心が済んだ後、空間伝搬部830に充填されていたマッチングオイル840を除去し、空間伝搬部830に光吸収ゲル850を充填する。空間伝搬部830に光吸収ゲル850を充填することにより、接続用光導波路821、822間が光学的に切断される。
After the alignment between the
上記のように、本実施形態に係るPLC100は、基板200の上面に、入力ポート310、320から入力した入力光の一部を空間伝搬部830に導くカプラ811、812と、一方のカプラから導かれた入力光を他方のカプラに導く空間伝搬部830とを形成した。従って、一方の光ファイバから調心用の光信号を入力すると共に他方の光ファイバから出射された調心用の光信号の光強度を計測することにより、光強度の計測値に基づいてPLC100と光ファイバ910、920とを高精度に調心することができる。
As described above, the
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。本実施形態に係るPLCの上面図を図4に示す。図4に示したPLC100Bは、デジタルコヒーレント通信に用いられる。石英系の基板200Bの入力側端部210Bにシグナルポート310Bおよびローカルポート320Bが配置され、出力側端部220Bに8つの出力ポート410B−480Bが配置されている。また、基板200Bの上面には、入力用光導波路510B、520B、出力用光導波路610B−680B、光干渉部700Bおよび調整用ルート800Bが一括集積されている。ここで、光干渉部700Bは主に、偏波ビームスプリッタ(PBS:polarization-beam splitter)710B、パワースプリッタ720Bおよび2つの90度ハイブリッドミキサ731B、732Bから構成される。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. FIG. 4 shows a top view of the PLC according to the present embodiment. The
上記のように構成されたPLC100Bは、シグナルポート310Bに光ファイバ910Bからデジタルコヒーレントで使用される光信号が、ローカルポート320Bに光ファイバ920Bからローカル光が入力する。
In the
PLC100Bに入力した光信号およびローカル光の一部は、第2の実施形態で説明した図3のPLCと同様に調整用ルート800Bに入力するが、デジタルコヒーレント通信時には調整用ルート800Bの空間伝搬部830Bに光吸収ゲルが充填されているため、調整用ルート800Bに入力した光信号およびローカル光は光吸収ゲルに吸収される。ここで、本実施形態では、シグナルポート310Bおよびローカルポート320Bから入力した光信号およびローカル光の約1/10が調整用ルート800B側に入力するように設計した。また空間伝搬部830Bのギャップ幅を50μm以下に設計した。
The optical signal and part of the local light input to the
一方、光干渉部700Bに入力した光信号は、PBS710Bにおいて直交する2つの偏波成分(TE成分およびTM成分)に分離され、それぞれ90度ハイブリッドミキサ731B、732Bへ入力する。一方、光干渉部700Bに入力したローカル光は、TM偏波状態でパワースプリッタ720Bにおいて二分岐され、90度ハイブリッドミキサ731B、732Bへ入力する。
On the other hand, the optical signal input to the
90度ハイブリッドミキサ731Bに入力した光信号のTE成分およびローカル光は、互いに干渉し、4つの出力ポート410B−440Bから出力される。同様に、90度ハイブリッドミキサ732Bに入力した光信号のTM成分およびローカル光は、互いに干渉し、4つの出力ポート450B−480Bから出力される。
The TE component and local light of the optical signal input to the 90-
次に、本実施形態に係るPLC100Bと、光ファイバ910B、920Bとの調心手順について説明する。本実施形態では、PLC100Bに光ファイバ910B、920Bを調心する場合、調整用ルート800Bの空間伝搬部830Bに何も充填しない。すなわち、空間伝搬部830Bは空気が存在する。この状態で、光ファイバ910Bとシグナルポート310B、および、光ファイバ920Bとローカルポート320Bとを粗調心する。
Next, alignment procedures between the
この粗調心は、光ファイバ910B、920Bの反対側端面から可視光を入射し、光ファイバ910B、920Bから出射された可視光がシグナルポート310B、ローカルポート320Bの中心に来るように光ファイバ910B、920Bを移動することにより実施できる。粗調心することにより、光ファイバ910B、920Bとシグナルポート310B、ローカルポート320Bとの接続ロスは約3dB以下になる。
In this rough alignment, visible light is incident from the opposite end faces of the
次に、粗調心した光ファイバ920Bの反対側端面からローカルポート320Bに、調心用の光信号として1550nmの光を入射する。ローカルポート320Bに入射した調心用の光信号は、大部分が光干渉部700Bに入力する一方、一部が調整用ルート800Bを介してシグナルポート310Bから出射される。ここで、ローカルポート320Bから20mWの1550nm光(調心用の光信号)を入射した場合、およそ100μWの光がシグナルポート310Bから出射する。この値は、導波路分岐部損合計20dB、ローカルポート320Bと光ファイバ920Bの結合損3dB、空間伝搬部830Bでの損失3dBを考慮した値である。
Next, light having a wavelength of 1550 nm is incident on the
そして、粗調心された光ファイバ910Bの反対側端面から出力された調心用の光信号の光強度を光パワーメータで計測し、計測値が最大となる位置に、光ファイバ910Bを位置決めし、さらに、パワーメータで計測した光強度が最大となる位置に光ファイバ920Bを位置決めする。
Then, the optical intensity of the optical signal for alignment output from the opposite end face of the
光ファイバ910B、920Bと、シグナルポート310Bおよびローカルポート320Bとの調心が済んだ後、空間伝搬部830Bに光吸収ゲル850Bを充填する。空間伝搬部830Bに光吸収ゲル850Bが充填されることにより、シグナルポート310B側とローカルポート320B側とが光学的に切断される。
After the
上記のように構成されたPLC100Bにおいても、一方の光ファイバから調心用の光信号を入力すると共に他方の光ファイバから出射された調心用の光信号の光強度を計測することにより、光強度の計測値に基づいてPLC100Bと光ファイバ910B、920Bとを高精度に調心することができる。
Even in the
なお、上述のPLCにおいて、光ファイバとの結合ロスを低減するために、光ファイバと入力ポートとの間にレンズを配置することが望ましい。この場合の上面図を図5に示す。なお、光ファイバ910C、920CとPLC100Cの入力ポート310C、320Cとの間にレンズ930C、940Cを配置した以外は、図4に示したPLC100Bと同様であるため、詳細な説明は省略する。
In the above-described PLC, it is desirable to dispose a lens between the optical fiber and the input port in order to reduce the coupling loss with the optical fiber. A top view in this case is shown in FIG. Since the configuration is the same as that of the
本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a range not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
10、10B 平面光導波路
20、20B 基板
31、31B 第1入力ポート
32、32B 第2入力ポート
40、41B−48B 出力ポート
51、51B 第1カプラ
52、52B 第2カプラ
60、60B 処理部
70、70B 空間伝搬部
81、82、81B、82B 光ファイバ
83、83B 光部品
90B 光受信装置
100 PLC
200 基板
310、320 入力ポート
410、420 出力ポート
510、520 入力用光導波路
610、620 出力用光導波路
700 光干渉部
800 調整用ルート
811、812 カプラ
821、822 接続用光導波路
830 空間伝搬部
840 マッチングオイル
850 光吸収ゲル
910、920 光ファイバ
10, 10B planar
200
Claims (10)
前記基板の一端面に位置し、入力光が入射する第1入力ポートおよび第2入力ポートと、
前記基板の他端面に位置し、出力光を出射する出力ポートと、
前記基板上に形成され、前記第1入力ポートおよび第2入力ポートから入力した入力光をそれぞれ2分岐して出力する第1カプラおよび第2カプラと、
前記基板上に形成され、前記第1カプラおよび第2カプラから出力された一方の入力光を処理して出力光として出力する処理部と、
前記基板上に形成され、前記第1カプラから出力された他方の入力光を前記第2カプラ側に伝搬すると共に、前記第2カプラから出力された他方の入力光を前記第1カプラ側に伝搬する空間伝搬部と、
を備える平面光導波路。 A substrate,
A first input port and a second input port, which are located on one end surface of the substrate and into which input light is incident;
An output port located on the other end surface of the substrate and emitting output light;
A first coupler and a second coupler which are formed on the substrate and which branch out the input light input from the first input port and the second input port, respectively;
A processing unit formed on the substrate and processing one input light output from the first coupler and the second coupler to output as output light;
The other input light formed on the substrate and output from the first coupler propagates to the second coupler side, and the other input light output from the second coupler propagates to the first coupler side. A spatial propagation unit to
A planar optical waveguide comprising:
前記空間伝搬部は、前記第1光ファイバと前記第1入力ポートおよび前記第2光ファイバと前記第2入力ポートの調心後に、空間伝搬部に入力した入力光を遮光する遮光部材が充填される、
請求項1記載の平面光導波路。 The input light is incident from the first optical fiber and the second optical fiber to the first input port and the second input port, respectively.
The spatial propagation unit is filled with a light shielding member that shields input light input to the spatial propagation unit after alignment of the first optical fiber and the first input port, and the second optical fiber and the second input port. The
The planar optical waveguide according to claim 1.
前記遮光部材は、前記入力光の波長帯の光を吸収する光吸収ゲルまたは遮光板である、
請求項1または2記載の平面光導波路。 The space propagation part is a recess formed on the substrate,
The light shielding member is a light absorbing gel or a light shielding plate that absorbs light in the wavelength band of the input light.
The planar optical waveguide according to claim 1 or 2.
前記第1カプラから出力された一方の入力光を2つの偏波成分に分岐して出力する偏波ビームスプリッタと、
前記第2カプラから出力された一方の入力光を2分割して出力するスプリッタと、
前記偏波ビームスプリッタから出力された光信号と前記スプリッタから出力された光信号とを干渉させて前記出力光を出力するハイブリッドと、
を備える請求項1乃至4のいずれか1項記載の平面光導波路。 The processor is
A polarization beam splitter for branching and outputting one input light output from the first coupler into two polarization components;
A splitter that divides and outputs one input light output from the second coupler;
A hybrid that outputs the output light by causing the optical signal output from the polarization beam splitter to interfere with the optical signal output from the splitter;
The planar optical waveguide according to claim 1, comprising:
前記ハイブリッドから出力された出力光は、それぞれ前記8つの出力ポートから出射される、
請求項5記載の平面光導波路。 Comprising 8 said output ports,
The output light output from the hybrid is emitted from the eight output ports, respectively.
The planar optical waveguide according to claim 5.
ローカル光を前記入力光として前記第2入力ポートに入射させる第2光ファイバと、
請求項1乃至7にいずれか1項記載の平面光導波路と、
前記平面光導波路の前記基板の他端面側に配置され、前記処理部から出力された出力光を受光する受光素子と、
を備える光受信装置。 A first optical fiber that makes signal light incident on the first input port as the input light;
A second optical fiber that causes local light to enter the second input port as the input light;
A planar optical waveguide according to any one of claims 1 to 7,
A light receiving element disposed on the other end surface side of the substrate of the planar optical waveguide and receiving output light output from the processing unit;
An optical receiver comprising:
前記基板の上面に、
処理部と、
空間伝搬部と、
前記第1入力ポート、処理部および空間伝搬部間を接続する第1カプラと、
前記第2入力ポート、処理部および空間伝搬部間を接続する第2カプラと、を形成し、
第1光ファイバおよび第2光ファイバをそれぞれ、前記第1入力ポートおよび第2入力ポートに対向配置し、
前記第2光ファイバから前記第2入力ポートへ調心用光を入射すると共に、前記空間伝搬部を介して前記第1光ファイバから出射された調心用光の光強度を計測し、
前記計測された光強度が最大となる位置に、前記第1光ファイバおよび第2光ファイバを位置決めする、
平面光導波路の調心方法。 Forming a first input port and a second input port on one end surface of the substrate;
On the upper surface of the substrate,
A processing unit;
A spatial propagation section;
A first coupler connecting the first input port, the processing unit and the spatial propagation unit;
Forming a second coupler connecting the second input port, the processing unit and the spatial propagation unit;
A first optical fiber and a second optical fiber are disposed opposite to the first input port and the second input port, respectively;
Injecting alignment light from the second optical fiber into the second input port, and measuring the light intensity of alignment light emitted from the first optical fiber via the spatial propagation unit,
Positioning the first optical fiber and the second optical fiber at a position where the measured light intensity is maximum;
A method for aligning a planar optical waveguide.
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---|---|---|---|---|
US10355452B2 (en) | 2017-08-14 | 2019-07-16 | Fujitsu Limited | Optical module and method for controlling optical module |
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2013
- 2013-02-14 JP JP2013026681A patent/JP2014157181A/en active Pending
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