JP2018182708A

JP2018182708A - 光受信装置の試験方法

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Publication number: JP2018182708A
Application number: JP2017125414A
Authority: JP
Inventors: 建芦澤; Ken Ashizawa
Original assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-11-15

Abstract

【課題】光受信装置の試験を容易に且つ精度良く行う。【解決手段】この試験方法は、偏光方向が互いに直交する二つの偏光成分を含む信号光を一方の偏光成分と他方の偏光成分とに分岐する偏光ビームスプリッタを有し、偏光ビームスプリッタを通過した各偏光成分から電気信号を生成するコヒーレントレシーバ１を試験する方法であって、コヒーレントレシーバ１の信号光入力ポート６に対し、偏光方向が互いに直交する第１の光ＬＳ１及び第２の光ＬＳ２を偏波合成器１１３を用いて合成した試験光ＬＳ４を導入しつつ、差動信号Ｖ１〜Ｖ４を測定する工程を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、光受信装置の試験方法に関するものである。

特許文献１には、コヒーレント光受信装置に関する技術が開示されている。コヒーレント通信用光受信デバイス等の光受信器では、偏波や位相が多重化された光信号が偏波保持ファイバを介して入力され、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）により偏光に応じて分波される。分波された光信号は、例えば光９０度ハイブリッド素子により位相に応じて分離される。分離された光信号は、受光素子により電気信号に変換される。

特開平５−１５８０９６号公報

図５は、コヒーレント光受信装置２００の構成を概略的に示す図である。図５に示されるコヒーレント光受信装置２００は、偏光ビームスプリッタ２０２、ビームスプリッタ２０４、モニタ用受光素子２０６、２個の多モード干渉器（光９０度ハイブリッド）２１１及び２１２、８個（４組）の信号光用受光素子２３４、４個のアンプ２３５、並びに８個（４組）のカップリングコンデンサ２３６を備えている。

このコヒーレント光受信装置２００には、偏光方向が互いに異なる２つの偏光成分を有する信号光Ｎ₀と、局発光Ｌ₀とが入力される。信号光Ｎ₀の一部は、ビームスプリッタ２０８によって分岐されてモニタ用受光素子２０６に入力される。モニタ用受光素子２０６は、信号光Ｎ₀の平均光強度を検出する。信号光Ｎ₀の残部は、可変減衰器２１０を経て偏光ビームスプリッタ２０２に達し、偏光ビームスプリッタ２０２によって一方の偏光成分Ｎ₁と他方の偏光成分Ｎ₂とに分岐される。一方の偏光成分Ｎ₁は一方の多モード干渉器２１１に入力され、他方の偏光成分Ｎ₂は他方の多モード干渉器２１２に入力される。

局発光Ｌ₀は、ビームスプリッタ２０４によって分岐される。分岐された一方の局発光Ｌ₁は多モード干渉器２１２に入力され、他方の局発光Ｌ₂は多モード干渉器２１１に入力される。多モード干渉器２１１は、局発光Ｌ₂と偏光成分Ｎ₁とを干渉させることにより、ＸＩ信号成分及びＸＱ信号成分をそれぞれ示す２対の干渉光を出力する。多モード干渉器２１２は、局発光Ｌ₁と偏光成分Ｎ₂とを干渉させることにより、ＹＩ信号成分及びＹＱ信号成分をそれぞれ示す２対の干渉光を出力する。これらの干渉光は、各信号光用受光素子２３４によって電流信号に変換される。各信号光用受光素子２３４から出力された電流信号は、アンプ２３５によって差動の電圧信号に変換されたのち、カップリングコンデンサ２３６を介して外部に出力される。

図６は、このような構成を有するコヒーレント光受信装置２００の動作試験を実施するための試験システムの構成例を示す図である。コヒーレント光受信装置２００を試験する際には、図６に示されるように、第１の光源２２１から直線偏光の第１の試験光ＬＤ１を出力させ、この第１の試験光ＬＤ１を、偏波コントローラ２２２を介してコヒーレント光受信装置２００の信号光入力ポート２２４に入力する。また、第１の光源２２１とは出力波長が異なる第２の光源２２３から第２の試験光ＬＤ２を出力させ、この第２の試験光ＬＤ２を、コヒーレント光受信装置２００の局発光入力ポート２２５に入力する。ここで、図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第１の試験光ＬＤ１と第２の試験光ＬＤ２とが干渉する様子を示す図である。図７（ａ）は第１の試験光ＬＤ１の波動を表し、図７（ｂ）は第２の試験光ＬＤ２の波動を表し、図７（ｃ）はこれらの試験光ＬＤ１，ＬＤ２の波動の重なりを表し、図７（ｄ）は試験光ＬＤ１，ＬＤ２が合成された干渉波形を表す。これらの図に示されるように、第１の試験光ＬＤ１と第２の試験光ＬＤ２とが互いに同位相となる部分では、試験光ＬＤ１，ＬＤ２が互いに強め合う。また、第１の試験光ＬＤ１と第２の試験光ＬＤ２とが互いに逆位相となる部分では、試験光ＬＤ１，ＬＤ２が打ち消し合う。従って、例えば試験光ＬＤ１，ＬＤ２の波長が１ＧＨｚ異なる場合、１ＧＨｚの周期で光強度が増減することとなる。このような干渉光を信号光用受光素子２３４において検出することにより、模擬的に信号検出を行うことができる。

再び図６を参照する。上記の試験を行う際には、偏光ビームスプリッタ２０２を通過した第１の試験光ＬＤ１の光強度が所望の大きさになるように、第１の試験光ＬＤ１の偏光方向を調整する。この調整は偏波コントローラ２２２によって行われ、各信号光用受光素子２３４の受光強度が最大になるように偏光方向が調整される。

上記の操作の結果、コヒーレント光受信装置２００から４つの差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４（それぞれＸＩ信号、ＸＱ信号、ＹＩ信号、ＹＱ信号に相当）が出力される。これらの差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４は、治具２４０を介して例えばオシロスコープ２５０に入力する。オシロスコープ２５０は、差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４の時間波形を表示する。これにより、コヒーレント光受信装置２００の出力信号特性の試験を行うことができる。

しかしながら、上記の方法では、偏光ビームスプリッタ２０２と第１の試験光ＬＤ１の偏光方向との光軸周りの相対角度に誤差が生じると、偏光ビームスプリッタ２０２を通過した後の光強度が変動してしまい、コヒーレント光受信装置２００の動作試験を正確に行うことができない。従って、偏光ビームスプリッタ２０２と第１の試験光ＬＤ１の偏光方向との相対角度を予め精度良く調整する必要がある。故に、上記の試験方法では、コヒーレント光受信装置２００の試験工程に長時間を要するとともに、作業を難しくするという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光受信装置の試験を容易に且つ精度良く行うことができる光受信装置の試験方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る光受信装置の試験方法は、偏光方向が互いに直交する二つの偏光成分を含む信号光を一方の偏光成分と他方の偏光成分とに分岐する偏光ビームスプリッタを有し、偏光ビームスプリッタを通過した各偏光成分から電気信号を生成する光受信装置を試験する方法であって、光受信装置の信号光入力ポートに対し、偏光方向が互いに直交する第１の光及び第２の光を偏波合成器を用いて合成した試験光を導入しつつ、電気信号を測定する工程を含む。

本発明による光受信装置の試験方法によれば、光受信装置の試験を容易に且つ精度良く行うことができる。

本発明の一実施形態に係る試験方法の対象である光受信装置としてのコヒーレントレシーバを概略的に示す平面図である。コヒーレントレシーバの試験方法を実施するための試験システムの構成の一例を示す図である。コヒーレントレシーバの試験方法を実施するための試験システムの構成の他の例を示す図である。偏波合成器の構成例を示す斜視図である。特許文献１に示されたコヒーレント光受信装置の構成を概略的に示す図である。コヒーレント光受信装置の試験を実施するための試験システムの構成例を示す図である。（ａ）〜（ｄ）第１の試験光と第２の試験光とが干渉する様子を示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態に係る光受信装置の試験方法は、偏光方向が互いに直交する二つの偏光成分を含む信号光を一方の偏光成分と他方の偏光成分とに分岐する偏光ビームスプリッタを有し、偏光ビームスプリッタを通過した各偏光成分から電気信号を生成する光受信装置を試験する方法であって、光受信装置の信号光入力ポートに対し、偏光方向が互いに直交する第１の光及び第２の光を偏波合成器を用いて合成した試験光を導入しつつ、電気信号を測定する工程を含む。

この試験方法では、偏光方向が互いに直交する第１及び第２の光を偏波合成器によって合成し、信号光に代わる試験光として偏光ビームスプリッタに導入する。このとき、第１及び第２の光の偏光方向が互いに直交するので、試験光と偏光ビームスプリッタとの光軸周りの相対角度にかかわらず、偏光ビームスプリッタ通過後の光強度の変動を抑えることができる。すなわち、相対角度が或る一方向にずれた場合、第１の光については分岐後の一方の偏光成分の光強度が減り、他方の偏光成分の光強度が増すが、第２の光については分岐後の一方の偏光成分の光強度が増し、他方の偏光成分の光強度が減る。従って、分岐後の第１の光の偏光成分と第２の光の偏光成分とを合わせた光強度は常に一定であり、試験光と偏光ビームスプリッタとの光軸周りの相対角度の影響を殆ど受けない。これにより、図６に示された偏波コントローラ２２２による偏光方向の調整をしなくても、分岐後の試験光の光強度を精度良く所定の大きさにできる。従って、上記の試験方法によれば、光受信装置の試験を容易に且つ精度良く行うことができる。

また、電気信号を測定する工程では、第１の光及び第２の光を複数の光検知手段で検知することで、二つの偏光成分の測定を同時になしてもよい。

また、試験光は、１つの出力光を分岐し、偏光方向を互いに直交させた後に偏波合成器を用いて合成させてなるものであってもよい。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光受信装置の試験方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る試験方法の対象である光受信装置としてのコヒーレントレシーバ１を概略的に示す平面図である。コヒーレントレシーバ１は、局発光（Local Beam：Ｌｏ光）と信号光（Signal Beam：Ｓｉｇ光）とを干渉させ、位相変調された信号光に含まれる情報を復調する装置である。復調された情報は電気信号に変換されてコヒーレントレシーバ１の外部に出力される。コヒーレントレシーバ１は、局発光、信号光それぞれに対する光学系と、二つの多モード干渉器（Multi-Mode Interference：ＭＭＩ）４０，５０とを備える。更に、コヒーレントレシーバ１は、これらの光学系とＭＭＩ４０，５０とを収容する筐体２を備える。光学系及びＭＭＩ４０，５０は、ベースを介して筐体２の底面２Ｅ上に搭載されている。ベースは、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）若しくは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁材料によって構成される。また、底面２Ｅ上には、復調された情報を処理する回路を搭載する回路基板４６，５６が搭載されている。二つのＭＭＩ４０，５０は半導体ＭＭＩであり、たとえばＩｎＰ製である。ＭＭＩ４０は、Ｌｏ光導入口４１及びＳｉｇ光導入口４２を有し、Ｌｏ光導入口４１に入力された局発光と、Ｓｉｇ光導入口４２に入力された信号光とを干渉させることにより、信号光の位相情報を復調する。同様に、ＭＭＩ５０は、Ｌｏ光導入口５１及びＳｉｇ光導入口５２を有し、Ｌｏ光導入口５１に入力された局発光と、Ｓｉｇ光導入口５２に入力された信号光とを干渉させることにより、信号光の位相情報を復調する。なお、本実施形態では二つのＭＭＩ４０，５０が互いに独立して設けられているが、これらは一体に集積化されていてもよい。

筐体２は、前壁２Ａを有する。以下の説明において、前壁２Ａ側を前方、反対側を後方と呼ぶ。但し、これら前方／後方はあくまでも説明のためだけであり、本発明の範囲を制限するものではない。前壁２Ａには、Ｌｏ光入力ポート５及びＳｉｇ光入力ポート６が、たとえばレーザ溶接により固定されている。Ｌｏ光入力ポート５には偏波保持ファイバ３５を介して局発光Ｌ₀が提供され、Ｓｉｇ光入力ポート６には単一モードファイバ３６を介して信号光Ｎ₀が提供される。入力ポート５，６は、それぞれコリメートレンズを有しており、偏波保持ファイバ３５、単一モードファイバ３６から出射された局発光Ｌ₀、信号光Ｎ₀（それぞれのファイバから出射された状態では発散光）をそれぞれコリメート光に変更して筐体２内に導く。

Ｌｏ光用光学系は、Ｌｏ光入力ポート５から提供されたＬｏ光をＭＭＩ４０，５０のＬｏ光導入口４１，５１に導く。具体的には、Ｌｏ光用光学系は、偏光子（polarizer）１１、光分波器（Beam Splitter：ＢＳ）１２、反射器１３、二つのレンズ群１４，１５、スキュー調整素子１６、及び減衰器７１を含む。なお、スキュー調整素子１６及び減衰器７１は、必要でなければ省かれてもよい。

偏光子１１はＬｏ光入力ポート５に光結合し、Ｌｏ光入力ポート５から提供された局発光Ｌ₀の偏波方向を整える。局発光Ｌ₀の光源は、極めて扁平な楕円偏光を出力する。また、局発光Ｌ₀の光源が直線偏光を出力したとしても、光源からこのコヒーレントレシーバ１に至る光経路に挿入された光部品の実装精度などにより、Ｌｏ光入力ポート５から入力される局発光Ｌ₀が所望の方向に沿った直線偏光を有しているわけではない。偏光子１１は、Ｌｏ光入力ポート５から入力された局発光Ｌ₀を、所望の偏光方向（たとえば底面２Ｅに平行な方向）を有する直線偏光に変換する。

ＢＳ１２は、偏光子１１から出力される局発光Ｌ₀を二分岐する。分岐比は５０：５０である。分岐された一方の局発光Ｌ₁はＢＳ１２を直進してＭＭＩ４０に向かう。他方の局発光Ｌ₀は、ＢＳ１２によりその光軸を９０°変換され、さらに、反射器１３により再度その光軸を９０°変換されてＭＭＩ５０に向かう。なお、図１に示されるＢＳ１２及び反射器１３はプリズム型であり、互いに張り合わされた二つのプリズムの界面が光分岐面あるいは光反射面とされている。しかしながら、ＢＳ１２及び反射器１３はプリズム型に限定されず、いわゆる平板型のＢＳ及び反射器であってもよい。

レンズ群１４は、ＢＳ１２とＭＭＩ４０との間の光路上に配置され、ＢＳ１２によって分岐された一方の局発光Ｌ₁を、ＭＭＩ４０のＬｏ光導入口４１に集光する。レンズ群１５は、反射器１３とＭＭＩ５０との間の光路上に配置され、ＢＳ１２によって分岐され反射器１３において反射した他方の局発光Ｌ₂を、ＭＭＩ５０のＬｏ光導入口５１に集光する。レンズ群１４，１５は、それぞれＭＭＩ４０，５０に相対的に近接配置された第１レンズ１４ｂ，１５ｂ、及び相対的にＭＭＩ４０，５０から離間して配置された第２レンズ１４ａ，１５ａを有する。このように、第１レンズ１４ｂ，１５ｂと第２レンズ１４ａ，１５ａとを組み合わせて集光レンズとすることによって、ＭＭＩ４０，５０の小さなＬｏ光導入口４１，５１に対する局発光Ｌ₁，Ｌ₂の光結合効率を高めることができる。

スキュー調整素子１６は、ＢＳ１２とレンズ群１４との間の光路上に配置され、ＢＳ１２によって分岐された二つの局発光Ｌ₁，Ｌ₂の、ＢＳ１２から各Ｌｏ光導入口４１，５１に至る光学長の差を補正する。すなわち、局発光Ｌ₂の光路長は、ＢＳ１２から反射器１３に至る光路長の分だけ局発光Ｌ₁の光路長よりも長い。スキュー調整素子１６は、この光路長差、換言すると各Ｌｏ光導入口４１，５１に至るまでの局発光Ｌ₁，Ｌ₂の時間差を補償する。スキュー調整素子１６はシリコン製であり、また、局発光Ｌ₁，Ｌ₂に対する透過率は９９％程度と、局発光Ｌ₁，Ｌ₂の波長に対しては実質透明な材料で構成される。

Ｓｉｇ光用光学系は、偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter：ＰＢＳ）２１、反射器２２、二つのレンズ群２３，２４、半波長（λ／２）板２５、スキュー調整素子２６、及び減衰器８１を含む。なお、スキュー調整素子２６及び減衰器８１は、必要でなければ省かれてもよい。

ＰＢＳ２１は、Ｓｉｇ光入力ポート６に光結合し、単一モードファイバ３６からＳｉｇ光入力ポート６を介して提供された信号光Ｎ₀の二つの偏光成分を分岐する。分岐比は例えば５０：５０である。単一モードファイバ３６が提供する信号光Ｎ₀の偏光方向は不定である。ＰＢＳ２１は、信号光Ｎ₀の偏光方向に基づいてこれを二分する。たとえば、ＰＢＳ２１は、信号光Ｎ₀のうち、筐体２の底面２Ｅに平行な偏光成分を透過して信号光Ｎ₁とし、底面２Ｅに垂直な偏光成分を反射して信号光Ｎ₂とする。

ＰＢＳ２１を透過した信号光Ｎ₁は、減衰器８１及びスキュー調整素子２６を透過した後、レンズ群２３によりＭＭＩ５０のＳｉｇ光導入口５２に光結合する。スキュー調整素子２６は、ＰＢＳ２１とレンズ群２３との間の光路上に配置され、ＰＢＳ２１によって分岐された二つの信号光Ｎ₁，Ｎ₂の、ＰＢＳ２１から各Ｓｉｇ光導入口４２，５２に至る光学長の差を補正する。すなわち、信号光Ｎ₂の光路長は、ＰＢＳ２１から反射器２２に至る光路長の分だけ信号光Ｎ₁の光路長よりも長い。スキュー調整素子２６は、この光路長差、換言すると各Ｓｉｇ光導入口４２，５２に至るまでの信号光Ｎ₁，Ｎ₂の時間差を補償する。スキュー調整素子２６は、スキュー調整素子１６と同様の材料により構成される。

ＰＢＳ２１により反射された他方の信号光Ｎ₂は、λ／２板２５を通過する間にその偏光方向が９０°回転される。分岐直後の信号光Ｎ₁，Ｎ₂の偏光は互いに直交している。信号光Ｎ₂についてλ／２板２５を通過させることで、信号光Ｎ₂の偏光方向は９０°回転され、他方の信号光Ｎ₁と同様となる。そして、信号光Ｎ₂は反射器２２によりその光軸が９０°変換され、ＭＭＩ４０のＳｉｇ光導入口４２にレンズ群２４を介して光結合される。なお、図１に示されるＰＢＳ２１及び反射器２２はプリズム型であり、互いに張り合わされた二つのプリズムの界面が光分岐面あるいは光反射面とされている。しかしながら、ＰＢＳ２１及び反射器２２はプリズム型に限定されず、透明平板部材の表面に光分岐機能或いは光反射機能を持たせた、いわゆる平板型のＰＢＳ及び反射器であってもよい。

レンズ群２３は、ＰＢＳ２１とＭＭＩ５０との間の光路上に配置され、ＰＢＳ２１によって分岐された一方の信号光Ｎ₁を、ＭＭＩ５０のＳｉｇ光導入口５２に集光する。レンズ群２４は、反射器２２とＭＭＩ４０との間の光路上に配置され、ＰＢＳ２１によって分岐され反射器２２において反射した他方の信号光Ｎ₂を、ＭＭＩ４０のＳｉｇ光導入口４２に集光する。レンズ群２３，２４は、それぞれＭＭＩ５０，４０に相対的に近接配置された第１レンズ２３ｂ，２４ｂ、及び相対的にＭＭＩ５０，４０から離間して配置された第２レンズ２３ａ，２４ａを有する。このように、第１レンズ２３ｂ，２４ｂと第２レンズ２３ａ，２４ａとを組み合わせて集光レンズとすることによって、ＭＭＩ５０，４０の小さなＳｉｇ光導入口５２，４２に対する信号光Ｎ₁，Ｎ₂の光結合効率を高めることができる。

ＭＭＩ４０は、マルチモード干渉導波路（ＭＭＩ導波路）と、この導波路に光結合したフォトダイオード（ＰＤ）とを含む。ＭＭＩ導波路は、たとえばＩｎＰ基板上に形成された導波路であり、Ｌｏ光導入口４１に入力された局発光Ｌ₁と、Ｓｉｇ光導入口４２に入力された信号光Ｎ₂とを干渉させて、信号光Ｎ₂に含まれている情報を、局発光Ｌ₁の位相に一致する位相成分と、局発光Ｌ₁の位相と９０°異なる位相成分とに分離して復調する。すなわち、ＭＭＩ４０は、信号光Ｎ₂について二つの独立した情報を復調する。同様に、ＭＭＩ５０は、ＭＭＩ導波路と、この導波路に光結合したＰＤとを含む。ＭＭＩ導波路はＩｎＰ基板上に形成された導波路であり、Ｌｏ光導入口５１に入力された局発光Ｌ₂と、Ｓｉｇ光導入口５２に入力された信号光Ｎ₁とを干渉させて、二つの互いに独立した情報を復調する。

筐体２は、前壁２Ａとは反対側に後壁２Ｂを有する。また、筐体２は、前壁２Ａと後壁２Ｂとを接続する二つの側壁から後壁２Ｂにわたって連続して設けられたフィードスルー６１を有する。後壁２Ｂのフィードスルー６１には複数の信号出力端子６５が設けられ、ＭＭＩ４０，５０によって復調された４つの独立情報は、集積回路４３，５３において信号処理された後、これらの信号出力端子６５を介してコヒーレントレシーバ１の外部に導かれる。集積回路４３，５３には、アンプが実装されている。また、二つの側壁には別の端子６６，６７が設けられている。端子６６，６７は、ＭＭＩ４０，５０を駆動するための信号、各光部品を駆動するための信号といったＤＣあるいは低周波の信号を筐体２内部に提供する。集積回路４３，５３それぞれは、ＭＭＩ４０，５０を取り囲む回路基板４６，５６それぞれの上に実装されている。さらに、これらの回路基板４６，５６上には、抵抗素子、容量素子、また必要に応じてＤＣ／ＤＣ変換器が実装される。

なお、ＭＭＩ４０に対する局発光Ｌ₁の光結合効率が、ＭＭＩ４０に対する信号光Ｎ₂の光結合効率よりも大きいとき、減衰器７１が配置される。同様に、ＭＭＩ５０に対する信号光Ｎ₁の光結合効率が、ＭＭＩ５０に対する局発光Ｌ₂の光結合効率よりも大きいとき、減衰器８１が配置される。これらの減衰器７１，８１により、ＭＭＩ４０，５０に対する局発光Ｌ₂，Ｌ₁の結合効率と、信号光Ｎ₁，Ｎ₂の結合効率とを同程度に設定することが可能となり、ＭＭＩ４０，５０での情報復調精度の劣化を抑制することができる。

コヒーレントレシーバ１は、Ｓｉｇ光入力レンズ２７、可変光減衰器（ＶＯＡ）３１、ＢＳ３２、及びモニタ用ＰＤ３３を、ＰＢＳ２１とＳｉｇ光入力ポート６との間の信号光Ｎ₀の光路上に更に備える。ＢＳ３２は、Ｓｉｇ光入力ポート６から入力された信号光Ｎ₀を分離する。分離された信号光Ｎ₀の一部は、モニタ用ＰＤ３３に入射する。モニタ用ＰＤ３３は、信号光Ｎ₀の強度に応じた電気信号を生成する。

ＶＯＡ３１は、ＢＳ３２を通過した信号光Ｎ₀を必要に応じて減衰する。減衰度は、コヒーレントレシーバ１の外部からの電気信号によって制御される。例えば、上述したモニタ用ＰＤ３３からの電気信号に基づいて過入力状態が検知された場合には、ＶＯＡ３１の減衰度を大きくして、ＭＭＩ４０，５０に向かう信号光Ｎ₁，Ｎ₂の強度を小さくする。Ｓｉｇ光入力レンズ２７は、ＶＯＡ３１を通過した信号光Ｎ₀を平行化（コリメート）する。なお、ＶＯＡ３１は、Ｓｉｇ光入力ポート６の集光レンズとＳｉｇ光入力レンズ２７との間に形成されるビームウェストに位置することが望ましい。これにより、ＶＯＡ３１の開口に対して十分に絞られたビーム径を確保できる。また、Ｓｉｇ光入力レンズ２７によって信号光Ｎ₀がコリメート光となることにより、ＭＭＩ４０，５０までの光路において高い結合効率を確保できる。ＢＳ３２、ＶＯＡ３１、及びモニタ用ＰＤ３３は、筐体２の底面２Ｅに搭載されたＶＯＡキャリア３０上に固定される。ＶＯＡキャリア３０は、段差を形成する上下二つの面にこれらの光部品を搭載する。具体的には、一方の面にＢＳ３２及びモニタ用ＰＤ３３を搭載し、他方の面にＶＯＡ３１を搭載する。

図２は、コヒーレントレシーバ１の動作試験を実施するための試験システム１００の構成の一例を示す図である。図２に示されるように、第１の光源（例えば半導体レーザ）１１２ａ及び第２の光源（例えば半導体レーザ）１１２ｂは、例えば偏波保持ファイバを介して偏波合成器（偏波ビームコンバイナ）１１３に光学的に結合され、偏波合成器１１３は、例えば偏波保持ファイバを介してコヒーレントレシーバ１のＳｉｇ光入力ポート６に光学的に結合されている。第３の光源１１２ｃは、例えば光ファイバを介してコヒーレントレシーバ１のＬｏ光入力ポート５に光学的に結合される。

なお、第１の光源１１２ａ及び第２の光源１１２ｂは、１つの光源であっても良い。図３は、コヒーレントレシーバ１の動作試験を実施するための試験システム１０１の構成の他の例を示す図である。図３に示されるように、１つの第４の光源１１２ｄ（例えば半導体レーザ）から出力された出力光ＬＳ_５をビームスプリッタ（ＢＳ）１１４で分岐し、分岐した２つの光ＬＳ_６，ＬＳ_７の少なくとも１つの光を偏光板（偏光子）１１５を用いて互いに直交させる。この偏光板１１５を用い偏光方向を互いに直交させた２つの光ＬＳ_６，ＬＳ_７を偏波合成器１１３によって合成させる。具体的には、２つの光ＬＳ_６，ＬＳ_７は、次のような動きをしたのち、偏波合成器１１３に到達する。すなわち、２つの光ＬＳ_６，ＬＳ_７のうち一方の光ＬＳ_６は、ＢＳ１１４を直進したのち偏波合成器１１３に到達する。そして、他方の光ＬＳ_７は、ＢＳ１１４によりその光軸を９０°変換され、更に、反射器１１６により再度その光軸を９０°変換されて偏光板１１５を直進する。このとき、偏光板１１５は、他方の光ＬＳ_７の偏波方向を９０°回転させる。その後、他方の光ＬＳ_７は、反射器１１７によりその光軸を９０°変換され偏波合成器１１３に到達する。このように光源を２つ用意しなくても偏光方向が直交した第１及び第２の光ＬＳ_６，ＬＳ_７を含む試験光ＬＳ_８を出力することができる。なお、この偏波合成を行う際には、光路長による位相差が発生しないように遅延器１１８などを用いる。遅延器１１８は、例えばＢＳ１１４と偏波合成器１１３との間の光路上に配置される。遅延器１１８は、ＢＳ１１４により分岐した２つの光ＬＳ_６，ＬＳ_７の、ＢＳ１１４から偏波合成器１１３に至る光路長の差を補正する。このような試験光ＬＳ_８を用いることで、光源が２つあることによる光源の違いによる位相差などを考慮することもない。また、光源（すなわち第４の光源１１２ｄ）が１つなので、コストも削減できる。

ここで、図４は、偏波合成器１１３の構成例を示す斜視図である。図４に示すように、偏波合成器１１３は、２本の偏波保持ファイバが中央部において結合された構成を備え、２つの入力端１１３ａ，１１３ｂと、一つの出力端１１３ｃとを有する。２つの入力端１１３ａ，１１３ｂは２本の偏波保持ファイバの各一端面であり、一方の入力端１１３ａには第１の光源１１２ａが光学的に結合され、他方の入力端１１３ｂには第２の光源１１２ｂが光学的に結合される。出力端１１３ｃは、Ｓｉｇ光入力ポート６に光学的に結合される。

再び図２を参照する。コヒーレントレシーバ１の複数の信号出力端子６５は、治具１３０と電気的に接続されている。治具１３０は、４つの差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４に対応する８個の出力端を有しており、これらの出力端は、オシロスコープ１４０に電気的に接続される。オシロスコープ１４０は、差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４の時間波形をモニタする。

次に、上記の試験システムを用いたコヒーレントレシーバ１の試験方法について説明する。まず、第１の光源１１２ａ及び第２の光源１１２ｂから偏光方向が互いに異なる第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂がそれぞれ出力され、第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂は、偏波合成器１１３により合成され、試験光ＬＳ_４となって偏波合成器１１３から出力される。一方、第３の光源１１２ｃからは第３の光ＬＳ_３が出力される。第３の光ＬＳ_３は第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂とは異なる波長を有する。一例では、第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂の波長は１５５０．１１６ｎｍ（１９３．４ＴＨｚ）であり、第３の光ＬＳ₃の波長は１５５０．１０８ｎｍ（１９３．４０１ＴＨｚ）である。第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂の各光強度は、互いに等しくされる。第１の光ＬＳ₁、第２の光ＬＳ₂及び第３の光ＬＳ_３は、連続光である。第１及び第２の光ＬＳ₁，ＬＳ₂は、図４に示されるように、その偏光方向を維持しつつ偏波合成器１１３の中央部に進み、該中央部において互いに合成される。合成された試験光ＬＳ_４は、互いに直交する２つの偏光面を有する光となり、その偏光方向を維持しつつ出力端１１３ｃから出力される。なお、図４では一例として、第１の光ＬＳ₁の偏光方向が偏波保持ファイバのスロー軸方向に沿っており、第２の光ＬＳ₂の偏光方向が偏波保持ファイバのファスト軸方向に沿っている場合を示している。そして、偏波合成器１１３から出力された試験光ＬＳ_４、及び第３の光ＬＳ₃は、コヒーレントレシーバ１において干渉し、その干渉光の強度変化に応じた差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４に変換されたのち、治具１３０を介してオシロスコープ１４０に入力する。これにより、差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４の時間波形が測定される。

これらの差動信号Ｖ_１〜Ｖ_４の時間波形を観察しながら、コヒーレントレシーバ１の出力信号特性試験を行う。出力信号特性試験とは、例えば、集積回路４３，５３のアンプの出力試験といった試験である。

また、コヒーレントレシーバ１にあるＭＭＩ４０，５０に内蔵している複数の受光素子（光検知手段）ＰＤにおいて干渉光を受光することで、偏光方向が互いに異なる第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂を同時に検知することができる。これにより、ＭＭＩ４０，５０に内蔵している複数の受光素子ＰＤの受光感度試験を同時に実施することができる。

以上に説明した、本実施形態による試験方法によって得られる効果は次のとおりである。この試験方法では、偏光方向が互いに直交する第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂を偏波合成器１１３によって合成し、信号光Ｎ₀に代わる試験光ＬＳ_４としてＰＢＳ２１に導入する。このとき、第１の光ＬＳ₁及び第２の光ＬＳ₂の偏光方向が互いに直交するので、試験光ＬＳ_４とＰＢＳ２１との光軸周りの相対角度にかかわらず、ＰＢＳ２１通過後の光強度の変動を抑えることができる。すなわち、相対角度が或る一方向にずれた場合、第１の光ＬＳ₁については分岐後の一方の偏光成分の光強度が減り、他方の偏光成分の光強度が増すが、第２の光ＬＳ₂については分岐後の一方の偏光成分の光強度が増し、他方の偏光成分の光強度が減る。従って、ＰＢＳ２１による分岐後の第１の光ＬＳ₁の偏光成分と第２の光ＬＳ₂の偏光成分とを合わせた光強度は常に一定であり、試験光ＬＳ_４とＰＢＳ２１との光軸周りの相対角度の影響を殆ど受けない。従って、本実施形態の試験方法によれば、図６に示された偏波コントローラ２２２による偏光方向の調整をしなくても、分岐後の試験光ＬＳ_４の光強度を精度良く所定の大きさにできる。従って、本実施形態の試験方法によれば、コヒーレントレシーバ１の試験を容易に且つ精度良く行うことができる。

また、図６に示された試験方法では、各偏光成分を個別に入力する必要があるので、ＸＩ成分及びＸＱ成分の取得と、ＹＩ成分及びＹＱ成分の取得とを分けて行う必要がある。すなわち、各偏光成分ごとに試験を２回行う必要がある。これに対し、本実施形態の試験方法では、第１及び第２の光ＬＳ_１，ＬＳ_２を合成した試験光ＬＳ_４をＰＢＳ２１に導入するので、ＸＩ成分及びＸＱ成分と、ＹＩ成分及びＹＱ成分とを同時に取得することができる。すなわち、試験が１回で済むという利点がある。

本発明による光受信装置の試験方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では第１及び第２の光の波長を互いに異ならせて試験光と第３の光との干渉を利用した試験方法を例示しているが、第１及び第２の光の波長を等しくして試験光のみを光受信装置に入力し、ＭＭＩの内蔵ＰＤの受光感度を試験してもよい。また、上記実施形態では光受信装置の例としてコヒーレントレシーバを挙げているが、これに限らず偏光ビームスプリッタを通過した各偏光成分から電気信号を生成する光受信装置であれば、本発明を適用できる。また、上記実施形態では偏波合成器として図４に示されるものを例示したが、偏波合成器は偏波保持型カプラ（例えば偏波保持型ＷＤＭカプラ或いは偏波保持型Ｔａｐカプラ）であってもよい。

１…コヒーレントレシーバ、２…筐体、２Ａ…前壁、２Ｂ…後壁、２Ｅ…底面、５…Ｌｏ光入力ポート、６…Ｓｉｇ光入力ポート、１１…偏光子、１２…ＢＳ、１３，２２，１１６，１１７…反射器、１４，１５，２３，２４…レンズ群、１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａ…第２レンズ、１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂ…第１レンズ、１６，２６…スキュー調整素子、２１…ＰＢＳ、２５…λ／２板、２７…Ｓｉｇ光入力レンズ、３０…ＶＯＡキャリア、３１…ＶＯＡ、３２，１１４…ＢＳ、３３…モニタ用ＰＤ、３５…偏波保持ファイバ、３６…単一モードファイバ、４０，５０…ＭＭＩ、４１，５１…Ｌｏ光導入口、４２，５２…Ｓｉｇ光導入口、４３，５３…集積回路、４６，５６…回路基板、６１…フィードスルー、７１，８１…減衰器、１１２ａ…第１の光源、１１２ｂ…第２の光源、１１２ｃ…第３の光源、１１２ｄ…第４の光源、１１３…偏波合成器、１１３ａ，１１３ｂ…入力端、１１３ｃ…出力端、１１５…偏光板、１１８…遅延器、１３０…治具、１４０…オシロスコープ、Ｌ₀…局発光、ＬＤ１…試験光、ＬＳ₁…第１の光、ＬＳ₂…第２の光、ＬＳ₃…第３の光、ＬＳ_４…試験光、ＬＳ_５，ＬＳ_６，ＬＳ_７，ＬＳ_８…光、Ｎ₀…信号光、Ｎ₁，Ｎ₂…偏光成分、Ｖ_１〜Ｖ_４…差動信号。

Claims

偏光方向が互いに直交する二つの偏光成分を含む信号光を一方の前記偏光成分と他方の前記偏光成分とに分岐する偏光ビームスプリッタを有し、前記偏光ビームスプリッタを通過した各偏光成分から電気信号を生成する光受信装置を試験する方法であって、
前記光受信装置の信号光入力ポートに対し、偏光方向が互いに直交する第１の光及び第２の光を偏波合成器を用いて合成した試験光を導入しつつ、前記電気信号を測定する工程を含む、光受信装置の試験方法。
前記電気信号を測定する工程では、前記第１の光及び前記第２の光を複数の光検知手段で検知することで、前記二つの偏光成分の測定を同時になす、請求項１に記載の光受信装置の試験方法。
前記試験光は、１つの出力光を分岐し、偏光方向を互いに直交させた後に前記偏波合成器を用いて合成させてなる、請求項１又は２に記載の光受信装置の試験方法。