JP2019078908A - Light monitor circuit - Google Patents

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浩太郎 武田
Kotaro Takeda
浩太郎 武田
那須 悠介
Yusuke Nasu
悠介 那須
真 地蔵堂
Makoto Jizodo
真 地蔵堂
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Abstract

To provide a light monitor circuit capable of controlling by monitoring the power of polarization multiplexed signal light using a single PD with a simple control circuit at low cost.SOLUTION: The light monitor circuit has a polarization diversity configuration including a polarization splitting and merging circuit and a polarization rotation circuit. The light monitor circuit comprises: an optical branch circuit for TE polarization component on a route on which a signal of TE polarization component passes; an optical branch circuit for TM polarization component on a route on which a signal of TM polarization component passes; and a single photodetector with two light inputs, which is connected to two waveguides for guiding monitor light which is branched by the optical branch circuit for the TE polarization component and monitor light which is branched by the optical branch circuit for the TM polarization component.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は光回路の光モニタ回路、詳しくは偏波ダイバーシティ構成を有する光回路における光モニタ回路に関する。   The present invention relates to an optical monitor circuit of an optical circuit, and more particularly to an optical monitor circuit in an optical circuit having a polarization diversity configuration.

近年、特に長距離の光通信において、1チャネルあたりの通信容量を飛躍的に増大できる、デジタルコヒーレント方式の光伝送システムが開発され、商用導入も進みつつある。デジタルコヒーレント方式の通信では、直交する2つの偏波の光(偏光)に別の信号を与えて伝送量を倍増する、偏波多重方式が一般に適用されている。   In recent years, especially in long-distance optical communication, a digital coherent optical transmission system capable of dramatically increasing communication capacity per channel has been developed, and commercial introduction is also in progress. In digital coherent communication, a polarization multiplexing method is generally applied, in which light (polarization) of two orthogonal polarizations is provided with another signal to double the transmission amount.

各偏波に信号を付与する際の信号フォーマットには様々なものがあるが、現在最も盛んに商用導入が進められているシステムは、チャネルあたり100ギガビット/秒の通信容量を有するQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)を採用したものがほとんどである。   There are various signal formats for applying signals to each polarization, but the systems that are currently most actively introduced for commercial use have QPSK (Quadrature Phase) having a communication capacity of 100 gigabits per second per channel. Most use Shift Keying).

(従来の光送信回路)
図1(a)は、従来技術による偏波多重方式の光伝送システムに用いられる光回路として、デジタルコヒーレント偏波多重QPSK方式の光送信回路の機能構成を示すものである。図1(a)には、連続光を発生する光源(9100)、偏波多重QPSK光変調器(9101)、可変光減衰器(VOA: Variable Optical Attenuator)(9102)、光分岐回路(9103)、光検出器(PD: Photo Detector、フォトディテクタ)(9104)が示される。
(Conventional optical transmitter circuit)
FIG. 1A shows a functional configuration of a digital coherent polarization multiplexing QPSK optical transmission circuit as an optical circuit used in a polarization multiplexing optical transmission system according to the prior art. In FIG. 1 (a), a light source (9100) for generating continuous light, a polarization multiplexing QPSK optical modulator (9101), a variable optical attenuator (VOA: Variable Optical Attenuator) (9102), an optical branching circuit (9103) , Photodetector (PD: Photo Detector) (9104) is shown.

光変調器(9101)は、光源(9100)からの連続光と図示しない送信電気信号がそれぞれ入力され、電気信号によって連続光を変調して光信号として伝送路へ送出する機能を持つ。このとき、光分岐回路(9103)によって主信号経路上の信号光から一部の光パワーをモニタ光として分岐し、PD(9104)によって受光して送出される光信号強度(光パワー)を監視する光モニタ回路を設けるのが一般的である。モニタ結果に応じてVOA(可変光減衰器)(9102)を駆動し、光信号強度を調節することができる。   The light modulator (9101) has a function of receiving continuous light from the light source (9100) and a transmission electric signal (not shown), modulating the continuous light with the electric signal, and transmitting the light as a light signal to the transmission path. At this time, a part of optical power is branched as monitor light from the signal light on the main signal path by the optical branching circuit (9103), and the optical signal intensity (optical power) received by PD (9104) and sent out is monitored It is common to provide an optical monitor circuit to The VOA (Variable Optical Attenuator) (9102) can be driven according to the monitoring result to adjust the light signal intensity.

偏波多重方式の光送信回路においては、将来的には更なる回路の小型化が求められる。この目的のため、InP(インジウム燐)光導波路やシリコン光導波路による光集積回路(PIC: Photonic Integrated Circuit)により、複数の要素光回路を同一チップに集積する研究開発が進められている。   In the polarization multiplexing optical transmission circuit, further miniaturization of the circuit is required in the future. For this purpose, research and development has been advanced in which a plurality of element optical circuits are integrated on the same chip by an optical integrated circuit (PIC: Photonic Integrated Circuit) using an InP (indium phosphorus) optical waveguide or a silicon optical waveguide.

具体的には、光変調器(9101)に加えて、VOA(9102)、光分岐回路(9103)、PD(9104)を全て1チップに集積し、更には光源(9100)も集積することが検討されている。一方で、一般にInP光導波路やシリコン光導波路による光回路の特性は、強い偏波依存性を有する。このため、偏波多重方式の光送信回路あるいは光受信回路は、2つの偏波にそれぞれ対応した回路系統を有する、偏波ダイバーシティ構成をとるのが通常である。   Specifically, in addition to the light modulator (9101), the VOA (9102), the light branching circuit (9103), and the PD (9104) may all be integrated on one chip, and further the light source (9100) may be integrated. It is being considered. On the other hand, generally, the characteristics of an optical circuit composed of an InP optical waveguide or a silicon optical waveguide have strong polarization dependency. Therefore, a polarization multiplexing optical transmission circuit or an optical reception circuit usually has a polarization diversity configuration having circuit systems respectively corresponding to two polarizations.

図1(b)は、図1(a)の光送信回路を光集積回路として実現した、偏波ダイバーシティ構成の光送信回路(9116)の構成を詳細に示したものである。ここで光源(9100)は集積しないものとした。   FIG. 1B shows in detail the configuration of the optical transmission circuit (9116) of the polarization diversity configuration in which the optical transmission circuit of FIG. 1A is realized as an integrated optical circuit. Here, the light source (9100) was not integrated.

図1(b)には、主信号経路として、図示しない光源からの連続光を分岐する光パワースプリッタ(9105)、分岐された連続光を2つの偏波に対応する変調電気信号でそれぞれ変調するY偏波光変調回路(9106)とX偏波光変調回路(9107)、Y偏波光変調回路(9106)からの変調光を偏波回転する偏波回転器(9108)、異なる偏波となった2つの変調光を偏波合流する回路である偏波ビームコンバイナ(9109)が示される。   In FIG. 1B, as a main signal path, an optical power splitter (9105) that splits continuous light from a light source (not shown) and modulates the split continuous light with modulated electrical signals corresponding to two polarizations, respectively. A Y-polarization light modulation circuit (9106) and an X-polarization light modulation circuit (9107), a polarization rotator (9108) that polarization-rotates modulated light from the Y-polarization light modulation circuit (9106); A polarization beam combiner (9109) is shown, which is a circuit for polarization combining of two modulated lights.

また図1(b)には、光信号強度のモニタ、調節機能として、VOA(可変光減衰器)(9110)(9111)、光分岐回路(9112)(9113)、PD(光検出器)(9114)(9115)が示される。 図1(b)において、一点鎖線の枠に囲まれた光送信回路(9116)の上記各要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   Further, in FIG. 1B, VOA (variable light attenuator) (9110) (9111), light branching circuit (9112) (9113), PD (light detector) (monitoring of light signal intensity, adjustment function) 9114) (9115) are shown. In FIG. 1 (b), the above-mentioned respective component circuits of the light transmission circuit (9116) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

光送信回路(9116)のチップには図左方の図示せぬ光源よりTE偏光の連続光が入力し、光パワースプリッタ(9105)で2つに分岐され、変調回路(9106)、(9107)でそれぞれ変調される。Y偏波光変調回路(9106)からの変調されたTE偏光出力は、偏波回転器(9108)によってTM偏光に変換され、X偏波光変調回路(9107)からの変調されたTE偏光出力とともに、偏波ビームコンバイナ(9109)によって偏波多重信号に合成されて、伝送路へ出力される。   Continuous light of TE polarized light is input to the chip of the optical transmission circuit (9116) from a light source (not shown) on the left side of the figure, branched into two by the optical power splitter (9105), and modulation circuits (9106) and (9107) Each is modulated by. The modulated TE polarization output from the Y polarization light modulation circuit (9106) is converted to TM polarization by the polarization rotator (9108) and, together with the modulated TE polarization output from the X polarization light modulation circuit (9107), The polarization beam combiner (9109) combines it into a polarization multiplexed signal and outputs it to the transmission line.

Y偏波光変調回路(9106)とX偏波光変調回路(9107)は同一設計であり、TE偏光に対して動作する設計となっている。   The Y polarization light modulation circuit (9106) and the X polarization light modulation circuit (9107) have the same design, and are designed to operate with TE polarization.

また、Y偏波光変調回路(9106)、X偏波光変調回路(9107)の後段には、VOA(9110)(9111)、光分岐回路(9112)(9113)、PD(9114)(9115)がそれぞれ設置され、各偏波成分ごとに光信号強度をモニタし、調節する機能を有する。各VOA(9110)(9111)、光分岐回路(9112)(9113)、PD(9114)(9115)は同一設計であり、TE偏光に対して動作する設計となっている。   In addition, VOA (9110) (9111), light branching circuit (9112) (9113), PD (9114) (9115) are provided at the subsequent stages of the Y polarization light modulation circuit (9106) and the X polarization light modulation circuit (9107). Each has a function of monitoring and adjusting the optical signal strength for each polarization component. The VOAs 9110 and 9111, the optical branching circuits 9112 and 9113, and the PDs 9114 and 9115 have the same design, and are designed to operate with TE polarization.

本来、光モニタとVOAの機能は、図1(a)にあるように、送出前の偏波多重された信号に対して一括で作動すれば目的は足りる。しかし、集積された光回路には強い偏波依存性があるため、光の偏光によらず同様な動作をするVOAや光分岐回路を実現することは困難である。よって現実的な構成として、VOAや光モニタに関しても偏波ダイバーシティ構成を利用し、各偏波成分ごとに光信号強度をモニタし、調整する構成となっている。   Essentially, as shown in FIG. 1A, the functions of the optical monitor and the VOA can be achieved by collectively operating on polarization multiplexed signals before transmission. However, since the integrated optical circuit has strong polarization dependency, it is difficult to realize a VOA or an optical branching circuit which performs the same operation regardless of the polarization of light. Therefore, as a practical configuration, the polarization diversity configuration is used also for the VOA and the optical monitor, and the optical signal strength is monitored and adjusted for each polarization component.

(従来の光受信回路)
図2(a)には、従来技術による光回路として、デジタルコヒーレント方式の光受信回路の機能構成を示す。
(Conventional optical receiver circuit)
FIG. 2A shows a functional configuration of a digital coherent optical receiver as an optical circuit according to the prior art.

図2(a)には、図示しない局発光源からの光入力経路(9201)、伝送路から受信した信号光の入力経路(9202)、光受信回路(9203)、光分岐回路(9204)、PD(光検出器)(9205)、 検出された図示せぬモニタ信号を受けて光パワーを調節するVOA(可変光減衰器)(9206)が示される。   In FIG. 2A, an optical input path (9201) from a local light source (not shown), an input path (9202) of signal light received from a transmission path, an optical receiving circuit (9203), an optical branching circuit (9204), A PD (light detector) (9205) and a VOA (variable light attenuator) (9206) for adjusting the optical power upon receiving a detected monitor signal (not shown) are shown.

光受信回路(9203)は、局発光源からの連続光と信号光がそれぞれ入力され、信号光を復調して電気信号に変換する機能を持つ。このとき、光分岐回路(9204)によって主信号経路上の信号光から一部の光パワーをモニタ光として分岐し、PD(9205)によって受光して入力される光信号強度をモニタし、VOA(9206)によって光信号強度を調節する光モニタ機能をさらに有するのが一般的である。また光信号強度をモニタすることで、何らかの異常で光信号が入力されない状態(信号断)を感知できることも、一般的に求められる機能である。   The light receiving circuit (9203) has a function of receiving continuous light and signal light from the local light source and demodulating the signal light to convert it into an electric signal. At this time, a part of optical power from the signal light on the main signal path is branched as monitor light by the optical branching circuit (9204), and the light received by the PD (9205) is monitored to monitor the intensity of the inputted optical signal. It is common to further have a light monitoring function to adjust the light signal strength according to 9206). In addition, it is a generally required function to be able to detect a state (signal disconnection) in which an optical signal is not input due to some abnormality by monitoring the optical signal intensity.

図2(b)は、図2(a)の光受信回路を光集積回路として実現した、偏波ダイバーシティ構成の光受信回路(9220)の構成を詳細に示している。   FIG. 2B shows in detail the configuration of an optical reception circuit (9220) of a polarization diversity configuration in which the optical reception circuit of FIG. 2A is realized as an optical integrated circuit.

図2(b)には、主信号経路として、経路(9202)から受信した偏波多重信号光を偏波分離する偏波分離回路である偏波ビームスプリッタ(9207)、偏波回転器(9208)、光パワースプリッタ(9209)、Y偏波用の光コヒーレントミキサ(9210)、X偏波用の光コヒーレントミキサ(9211)、復調された光信号を電気信号に変換するPD(9212)(9213)が示される。また、光モニタおよび調節機能関連として、光分岐回路(9214)(9215)、PD(9216)(9217)、VOA(9218)(9219)が示される。   In FIG. 2B, as a main signal path, a polarization beam splitter (9207), which is a polarization separation circuit for polarization-demultiplexing polarization multiplexed signal light received from the path (9202), a polarization rotator (9208) ), An optical power splitter (9209), an optical coherent mixer for Y polarization (9210), an optical coherent mixer for X polarization (9211), and a PD (9212) (9213) for converting a demodulated optical signal into an electric signal. Is shown. Also, light branching circuits (9214) (9215), PD (9216) (9217), VOAs (9218) (9219) are shown as related to the light monitoring and adjusting function.

図2(b)において、一点鎖線の枠に囲まれた光受信回路(9220)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   In FIG. 2B, the component circuits of the light receiving circuit (9220) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

光受信回路(9220)のチップには、図2(b)右方より図示しない復調用の局発光の光源から経路(9201)へTE偏光の連続光が入力し、光パワースプリッタ(9209)で2つに分岐され、光コヒーレントミキサ(9210)(9211)にそれぞれ入力する。同時に、伝送路から受信され、経路(9202)へ入力した偏波多重の光信号は、偏波分離回路である偏波ビームスプリッタ(9207)によってTE偏光とTM偏光に分離され、TM偏光はさらに偏波回転器(9208)によってTE偏光に変換され、光コヒーレントミキサ(9210)(9211)にそれぞれ入力される。各光コヒーレントミキサ(9210)(9211)では信号光と局発光との干渉によって信号が復調され、更にPD(9212)(9213)によって電気信号に変換されて出力される。   In the chip of the light receiving circuit (9220), continuous light of TE polarized light is inputted from the right side of FIG. 2 (b) from the light source for station light for demodulation to the path (9201) and the light power splitter (9209) The light is branched into two and input to the optical coherent mixers (9210) and (9211), respectively. At the same time, the polarization multiplexed optical signal received from the transmission path and input to the path (9202) is split into TE polarization and TM polarization by the polarization beam splitter (9207) which is a polarization separation circuit, and TM polarization is further added. The light is converted to TE polarization by the polarization rotator (9208) and input to the optical coherent mixers (9210) and (9211), respectively. In each of the optical coherent mixers (9210) and (9211), the signal is demodulated by interference between the signal light and the local light, and further converted to an electrical signal by the PD (9212) (9213) and output.

Y偏波用の光コヒーレントミキサ(9210)、X偏波用の光コヒーレントミキサ(9211)は同一設計であり、TE偏光に対して動作する設計となっている。また、Y偏波用の光コヒーレントミキサ(9210)、X偏波用の光コヒーレントミキサ(9211)の前段には、光分岐回路(9214)(9215)、PD(9216)(9217)、VOA(9218)(9219)がそれぞれ設置され、各偏波成分ごとに光信号強度をモニタし、調節する機能を有する。各光分岐回路(9214)(9215)、PD(9216)(9217)、VOA(9218)(9219)は同一設計であり、TE偏光に対して動作する設計となっている。   The optical coherent mixer (9210) for Y polarization and the optical coherent mixer (9211) for X polarization have the same design, and are designed to operate with TE polarization. In addition, optical branching circuits (9214) (9215), PD (9216) (9217), VOA (VOC) are provided at the front stage of the Y-polarization optical coherent mixer (9210) and the X-polarization optical coherent mixer (9211). 9218) and 9219) are provided, respectively, and have a function of monitoring and adjusting the optical signal strength for each polarization component. The respective optical branching circuits (9214) (9215), PD (9216) (9217), and VOA (9218) (9219) have the same design and are designed to operate with TE polarization.

光受信回路においても、本来、光モニタとVOAの機能は、図2(a)にあるように、入力直後の偏波多重された信号に対して一括で作動すれば目的は足りる。しかし、集積された光回路には強い偏波依存性があるため、光の偏光によらず同様な動作をするVOAや光分岐回路を実現することは困難である。よって現実的な構成として、VOAや光モニタに関しても偏波ダイバーシティ構成を利用し、各偏波成分ごとに光信号強度をモニタし、調整する構成となっている。   Also in the optical receiving circuit, originally, the functions of the optical monitor and the VOA are sufficient if they operate collectively on polarization multiplexed signals immediately after the input as shown in FIG. 2A. However, since the integrated optical circuit has strong polarization dependency, it is difficult to realize a VOA or an optical branching circuit which performs the same operation regardless of the polarization of light. Therefore, as a practical configuration, the polarization diversity configuration is used also for the VOA and the optical monitor, and the optical signal strength is monitored and adjusted for each polarization component.

(光分岐回路)
図3は、従来技術における、図1(b)のモニタ光の光分岐回路(9112)(9113)、あるいは図2(b)のモニタ光の光分岐回路(9214)(9215)を、シリコン光集積回路として実現した場合の具体的な構成を示したものである。このような光分岐回路は、図のような方向性結合器によって実現されている。
(Optical branch circuit)
FIG. 3 shows silicon light of the optical branch circuit (9112) (9113) of monitor light of FIG. 1 (b) or the optical branch circuit (9214) (9215) of monitor light of FIG. 2 (b) in the prior art. It shows a specific configuration when realized as an integrated circuit. Such an optical branching circuit is realized by a directional coupler as shown.

図3には、入出力の光導波路(9301)(9302)(9303)(9304)、方向性結合器(9305)が示される。設計の例としては、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(9305)の導波路間ギャップは0.3μm、長さは15μmとされる。これにより光導波路(9301)から入力する光パワーの93%を光導波路(9303)へ出力し、7%を光導波路(9304)へ出力する、分岐率7%の光分岐回路を実現することができる。   FIG. 3 shows input / output optical waveguides (9301) (9302) (9303) (9304) and directional couplers (9305). As an example of the design, assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm, a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding of quartz, the gap between waveguides of the directional coupler (9305) is 0.3 The μm and the length are 15 μm. As a result, an optical branching circuit with a branching ratio of 7% is realized, which outputs 93% of the optical power input from the optical waveguide (9301) to the optical waveguide (9303) and outputs 7% to the optical waveguide (9304). it can.

図4は、同様に従来技術におけるモニタ光の光分岐回路(9112)(9113)、あるいは光分岐回路(9214)(9215)を、シリコン光集積回路として実現した場合の別の構成を示したものである。構成はWINC(Wavelength Independent Coupler)と称されるもので、単なる方向性結合器で光分岐回路を構成した場合に比較して、分岐比の波長依存性を抑制することが可能である。   Similarly, FIG. 4 shows another configuration in the case where the monitor light optical branch circuit (9112) (9113) or the optical branch circuit (9214) (9215) in the prior art is realized as a silicon optical integrated circuit. It is. The configuration is referred to as WINC (Wavelength Independent Coupler), and it is possible to suppress the wavelength dependency of the branching ratio as compared to the case where the optical branching circuit is configured by a simple directional coupler.

図4には、入出力の光導波路(9501)(9502)(9503)(9504)、方向性結合器(9505)(9506)、遅延導波路(9507)(9508)が示される。設計の例としては、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であり、方向性結合器(9505)(9506)の導波路間ギャップは0.3μm、長さは67μm、遅延導波路(9507)(9508)の遅延量は0.25μmである。これにより光導波路(9501)から入力する光パワーの93%を光導波路(9503)へ出力し、7%を光導波路(9504)へ出力する、7%の光分岐回路を実現することができる。   FIG. 4 shows input / output optical waveguides (9501) (9502) (9503) (9504), directional couplers (9505) (9506), and delay waveguides (9507) (9508). As an example of the design, the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm, a thickness of 0.22 μm, the overcladding and the undercladding are quartz, and the gap between waveguides of the directional coupler (9505) (9506) Is 0.3 μm, the length is 67 μm, and the delay amount of the delay waveguides (9507) (9508) is 0.25 μm. As a result, it is possible to realize a 7% optical branching circuit that outputs 93% of the optical power input from the optical waveguide (9501) to the optical waveguide (9503) and outputs 7% to the optical waveguide (9504).

(フォトディテクタ)
図5は、従来技術におけるモニタ光の受光素子である、図1(b)のPD(9114)(9115)、あるいは図2(b)のPD(9216)(9217)を、シリコン光集積回路として実現した例として、一般的なゲルマニウムフォトディテクタの構造を示したものである。ここで図5(a)は上部から見た平面図、図5(b)は図5(a)におけるA-A’の断面構成を示した図である。
(Photo detector)
FIG. 5 shows PD (9114) (9115) of FIG. 1 (b) or PD (9216) (9217) of FIG. As a realized example, the structure of a general germanium photodetector is shown. Here, FIG. 5 (a) is a plan view seen from the top, and FIG. 5 (b) is a view showing a cross-sectional structure taken along line AA 'in FIG. 5 (a).

図5には、モニタ光の入力するシリコン導波路(521)、シリコン導波路へのpインプラント領域(522)、シリコン導波路へのp++インプラント領域(523)、シリコン導波路上に成長したGe結晶(524)、Ge結晶へのnインプラント領域(525)、電極(526)、石英で形成された上部クラッド(527)、同じく石英で形成された下部クラッド(528)、シリコン基板(529)が示される。   In FIG. 5, a silicon waveguide (521) to which monitor light is input, a p implant region (522) to the silicon waveguide, ap ++ implant region (523) to the silicon waveguide, Ge crystal grown on the silicon waveguide (524), n implant area to Ge crystal (525), electrode (526), upper cladding (527) formed of quartz, lower cladding (528) also formed of quartz, silicon substrate (529) Be

一般的な構造のゲルマニウムフォトディテクタの設計の一例としては、下部クラッドの厚さは2μm、シリコン導波路(521)のコア厚さは0.22μm、Ge結晶(524)の厚さは0.4μm、光の進行方向に対するGe結晶(524)の長さは50μm、幅は10μmである。   As an example of a common design germanium photodetector design, the thickness of the lower cladding is 2 μm, the core thickness of the silicon waveguide (521) is 0.22 μm, the thickness of the Ge crystal (524) is 0.4 μm, The Ge crystal (524) has a length of 50 μm and a width of 10 μm in the traveling direction.

(偏波分離合流回路)
図6は、従来技術における主信号経路上の、図1(b)の偏波ビームコンバイナ(偏波合流回路)(9109)、あるいは図2(b)の偏波ビームスプリッタ(偏波分離回路)(9207)を、シリコン光集積回路として実現した場合の具体的な構成を示す。このような偏波合流または分離を行う偏波分離合流回路は、光信号の双方向性により図6のような方向性結合器によって実現することができる。
(Polarization splitting and merging circuit)
6 shows the polarization beam combiner (polarization merging circuit) (9109) of FIG. 1 (b) or the polarization beam splitter (polarization separation circuit) of FIG. 2 (b) on the main signal path in the prior art. The specific configuration in the case where (9207) is realized as a silicon optical integrated circuit is shown. The polarization separation junction circuit that performs such polarization junction or separation can be realized by a directional coupler as shown in FIG. 6 due to the bidirectionality of the optical signal.

なお、以下同様であるが、偏波ダイバーシティ構成の光回路において、受信した偏波多重信号光をTE偏波成分とTM偏波成分の信号に分離する光受信回路の偏波分離回路(偏波ビームスプリッタ)と、送信するTE偏波成分とTM偏波成分の信号を偏波多重信号光に合流する光送信回路の偏波合流回路(偏波ビームコンバイナ)とを、あわせて偏波分離合流回路と呼ぶことができる。   The same applies to the following, but in an optical circuit of a polarization diversity configuration, a polarization separation circuit (polarization (polarization) of an optical reception circuit that separates received polarization multiplexed signal light into signals of TE polarization component and TM polarization component Beam splitter) and polarization combining circuit (polarization beam combiner) of an optical transmission circuit that combines signals of TE polarization component and TM polarization component to be transmitted with polarization multiplexed signal light It can be called a circuit.

図6(a)は、単一の方向性結合器で偏波分離合流回路を構成する例である。図6(a)には、入出力の光導波路(9601)(9602)(9603)(9604)、方向性結合器(9605)が示される。設計の例としては、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(9305)の導波路間ギャップは0.4μmとされる。   FIG. 6A shows an example in which a polarization separation and merging circuit is configured by a single directional coupler. In FIG. 6A, input / output optical waveguides (9601) (9602) (9603) (9604) and directional couplers (9605) are shown. As an example of the design, assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm, a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding of quartz, the gap between waveguides of the directional coupler (9305) is 0.4 It is assumed to be μm.

図7は、上記の方向性結合器の長さに対する、TE偏波、TM偏波の結合率の変化(結合特性の回路長依存性)を示した図である。TM偏波はTE偏波と比較して結合が強いため、図7で方向性結合器の長さを15μmとすると、TM偏波(実線)は、ほぼ100%の光パワーが結合するのに対し、TE偏波(点線)の結合率はわずか数%である。よって、図6(a)で、右上の光導波路(9603)から入力するTE/TMの偏波多重光が、TM偏波はほぼ左下の光導波路(9602)から出力され、TE偏波はほぼ左上の光導波路(9601)から出力される、偏波分離回路として機能する。また図6の双方向の矢印に示すように、逆方向の左から右には偏波合流回路として機能する。ここで、偏波分離回路として単一の方向性結合器で実現できる偏波消光比は15dB程度である。   FIG. 7 is a diagram showing the change in the coupling ratio of TE polarization and TM polarization (the circuit length dependency of the coupling characteristic) with respect to the length of the above-mentioned directional coupler. Since the TM polarization is strongly coupled compared to the TE polarization, assuming that the length of the directional coupler is 15 μm in FIG. 7, the TM polarization (solid line) combines approximately 100% of the optical power. In contrast, the coupling rate of TE polarization (dotted line) is only a few percent. Therefore, in FIG. 6A, the polarization multiplexed light of TE / TM input from the upper right optical waveguide (9603) is output from the lower left optical waveguide (9602) and the TM polarization is almost It functions as a polarization separation circuit output from the upper left optical waveguide (9601). Also, as shown by the two-way arrows in FIG. 6, from left to right in the reverse direction, it functions as a polarization merging circuit. Here, the polarization extinction ratio that can be realized by a single directional coupler as a polarization separation circuit is about 15 dB.

より大きな偏波消光比の偏波分離回路が必要な場合には、図6(b)のように方向性結合器を複数段構成とすることで実現される。図6(b)には、入出力の光導波路(9611)(9612)(9613)(9614)と、その間にそれぞれ、図6(a)の方向性結合器(9605)と同設計の2つの方向性結合器(9615)(9616)が示される。これにより光導波路(9611)から入力したTM偏光は、光導波路(9614)に分離出力されるが、そのときの偏波消光比は2段の偏波分離を経ることで30dB程度に向上する。   When a polarization separation circuit with a larger polarization extinction ratio is required, it can be realized by configuring the directional couplers in a plurality of stages as shown in FIG. 6 (b). In FIG. 6 (b), there are two optical waveguides (9611) (9612) (9613) (9614) of the input / output, and two directional couplers (9605) in FIG. Directional couplers (9615) (9616) are shown. As a result, although TM polarized light input from the optical waveguide (9611) is separated and output to the optical waveguide (9614), the polarization extinction ratio at that time is improved to about 30 dB through the two-stage polarization separation.

(偏波回転回路)
図8は、従来技術における、主信号経路上の偏波回転回路(9801)の構成を示した平面図である。図8には、左右に入出力の光導波路(9802) (9809)、その間に右からリブ導波路のリブ部分(9803)、リブ導波路のスラブ部分(9804)、分岐回路(9805)、遅延導波路(9806)(9807)、合流回路(9808)が示される。この偏波回転回路(9801)は双方向に動作可能であるが、例えば右の光導波路(9802)から入力したTM偏光をTE偏光に変換して、左の光導波路(9809)から出力し、逆に左の光導波路(9809)から入力したTE偏光をTM偏光に変換して、右の光導波路(9802)から出力する機能を有する。
(Polarization rotation circuit)
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the polarization rotation circuit (9801) on the main signal path in the prior art. In FIG. 8, the left and right optical waveguides (9802) (9809), the rib part (9803) of the rib waveguide from the right between them, the slab part of the rib waveguide (9804), the branch circuit (9805), the delay Waveguides (9806) (9807) and merging circuits (9808) are shown. Although this polarization rotation circuit (9801) can operate bi-directionally, for example, it converts TM polarization input from the right optical waveguide (9802) into TE polarization and outputs it from the left optical waveguide (9809), Conversely, it has a function of converting TE polarized light input from the left optical waveguide (9809) into TM polarized light and outputting it from the right optical waveguide (9802).

偏波回転の実現は、TM偏光の基本モード光をTE偏光の1次モードに変換する偏波変換と、TE偏光の1次モードをTE偏光の基本モードに変換するモード変換の組合せにより行われる。ここではリブ導波路(9803)(9804)が偏波変換の機能を有し、分岐回路(9805)、遅延導波路(9806)(9807)、合流回路(9808)で構成される干渉回路が、モード変換の機能を有する。   Realization of polarization rotation is achieved by a combination of polarization conversion to convert fundamental mode light of TM polarization to 1st mode of TE polarization and mode conversion to convert 1st mode of TE polarization to fundamental mode of TE polarization. . Here, an interference circuit including rib waveguides (9803) and (9804) having a polarization conversion function and configured by a branch circuit (9805), delay waveguides (9806) and (9807), and a merging circuit (9808) is It has the function of mode conversion.

H Fukuda et al, Silicon photonic circuit with polarization diversity,Optics Express vol. 16 p4872-p4880 (2008)H Fukuda et al, Silicon photonic circuit with polarization diversity, Optics Express vol. 16 p4872-p4880 (2008)

デジタルコヒーレント偏波多重方式における、偏波ダイバーシティ構成の光送信回路、光受信回路における送受信光パワーのモニタにおいては、偏波回転・合流する上流、あるいは偏波分離・回転する下流において、各偏波の主信号経路上において信号光からモニタ光を分岐し、それぞれモニタPDで受光してモニタする構成がとられていた。   In monitoring of transmission / reception light power in the polarization diversity configuration optical transmission circuit and optical reception circuit in the digital coherent polarization multiplexing system, each polarization in the polarization rotating / merging upstream or polarization separating / rotating downstream The monitor light is branched from the signal light on the main signal path of (1), and received by the monitor PD for monitoring.

しかし、実際にモニタすべき光パワーは偏波多重信号光のトータルパワーであり、従来構成においては、各偏波の経路で受光され、電流レベルに変換されたモニタ信号を、光回路の外部で加算して和を取る必要があった。   However, the optical power to be actually monitored is the total power of polarization multiplexed signal light, and in the conventional configuration, the monitor signal received in each polarization path and converted to the current level is outside the optical circuit. It was necessary to add and take the sum.

この点において、
(1)加算を行うために電気回路を付加する必要があり、光送受信機の制御回路が複雑化・高コスト化する
(2)モニタ信号をシリコン光集積回路から外部に取り出す配線が多く、パッケージ設計および実装が複雑化する
(3)各偏波の経路の光パワーを受光するPDの受光感度の個体差によって、光パワーのモニタ精度が劣化する
という問題があった。
In this regard,
(1) It is necessary to add an electric circuit to perform addition, and the control circuit of the optical transceiver becomes complicated and expensive (2) There are many wires for taking monitor signals from the silicon optical integrated circuit to the outside, The design and mounting become complicated (3) There is a problem that the monitoring accuracy of the light power is deteriorated due to the individual difference of the light receiving sensitivity of the PD which receives the light power of the path of each polarization.

(従来の解決法とその課題)
上記問題に対し各偏波の経路より光を分岐し、その分岐した光を方向性結合器やマルチモード干渉回路(MMI: MultiMode Interferometer)などで合波し、単一のフォトダイオード(PD)で受光する、という手法が本願発明者らにより先に出願されている(特願2016−174932号)。
(Conventional solutions and their problems)
In order to solve the above problems, light is branched from the path of each polarization, and the branched light is multiplexed by a directional coupler or a multimode interference circuit (MMI), etc., and is single photodiode (PD). The method of receiving light has been previously filed by the inventors of the present application (Japanese Patent Application No. 2016-174932).

この手法は上記において述べた(1)〜(3)の課題をすべて解決しうる。しかし一方で、単一のPDの前の導波路でMMIにより光を合波し、PDに合波した光を導入する上記手法では、合波する光回路自体の損失が出る問題や、異なる偏波を合波する回路を設計する必要があるため合波効率が低い問題、更にはMMIを使った場合にはMMIの持つ原理的な損失(原理損)により、追加的に3dBの損失が発生する、といった新たな課題が生じていた。   This method can solve all the problems (1) to (3) described above. However, in the above-mentioned method of combining light by MMI in a waveguide in front of a single PD and introducing the combined light into PD, there is a problem of loss of the optical circuit itself to be combined or different polarization Since it is necessary to design a circuit that combines waves, the problem of low multiplexing efficiency, and additionally the principle loss (principle loss) of MMI when using MMI causes an additional 3 dB loss New challenges have arisen.

本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、偏波ダイバーシティ構成の光送信回路、光受信回路における送受信光パワーのモニタにおいて、TE偏波成分の信号が通過する経路上に第1のモニタ光分岐回路を設け、TM偏波成分の信号が通過する経路上に第2のモニタ光分岐回路を設けて、2光入力の単一のPDによって偏波多重信号光のパワーをモニタ可能な構成とすることにより、単純・低コストな制御回路での制御を可能とし、必要な配線数が少なく抑えられ、モニタ精度に優れた、送受信光パワーのモニタを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is a path through which a signal of a TE polarization component passes in monitoring of transmission / reception light power in an optical transmission circuit and an optical reception circuit in a polarization diversity configuration. The first monitor light branch circuit is provided in the second monitor light branch circuit on the path through which the signal of TM polarization component passes, and the power of the polarization multiplexed signal light by a single PD of two light inputs To enable control with simple and low-cost control circuits, reduce the number of required wires, and provide a monitor of transmit / receive optical power with excellent monitor accuracy. .

ここで、TE偏波成分の信号が通過する経路、TM偏波成分の信号が通過する経路とは、必ずしもTE偏波の光信号だけ、あるいはTM偏波の光信号だけが通過する経路である必要はない。すなわち、検出対象となるTE偏波の光信号、あるいはTM偏波の光信号に対応する光信号が通過する経路であれば、例えば偏波多重された光信号であっても良い。また、モニタ光分岐回路はモニタ光の分岐のための専用の回路である必要は無い。   Here, the path through which the TE polarization component signal passes, and the path through which the TM polarization component signal passes are paths through which only the TE polarization optical signal or only the TM polarization optical signal passes. There is no need. That is, as long as it is a path through which an optical signal of TE polarization to be detected or an optical signal corresponding to an optical signal of TM polarization passes, it may be, for example, a polarization multiplexed optical signal. Also, the monitor light branch circuit does not have to be a dedicated circuit for branch of monitor light.

本発明は、このような目的を達成するために、以下のような構成を備えることを特徴とする。   The present invention is characterized by having the following configuration in order to achieve such an object.

(発明の構成1)
偏波分離合流回路と、TM偏光とTE偏光の間で偏波回転する偏波回転回路を有する偏波ダイバーシティ構成の光回路において、主信号経路から一部の光パワーを分岐して受光し、信号光のパワーを監視する光モニタ回路であって、
前記光モニタ回路は、
TE偏波成分の信号が通過する経路上に第1のモニタ光分岐回路を有し、
TM偏波成分の信号が通過する経路上に第2のモニタ光分岐回路を有し、
前記第1のモニタ光分岐回路で分岐されたモニタ光を導波する導波路と、前記第2のモニタ光分岐回路で分岐されたモニタ光を導波する導波路と接続される、2光入力の単一のフォトディテクタを有する
ことを特徴とする、光モニタ回路。
(Structure 1 of the Invention)
An optical circuit of a polarization diversity configuration having a polarization separation / merging circuit and a polarization rotation circuit that performs polarization rotation between TM polarization and TE polarization, and branches part of the optical power from the main signal path; An optical monitor circuit that monitors the power of the signal light;
The optical monitor circuit
A first monitor light branch circuit on a path through which a signal of TE polarization component passes;
A second monitor light branch circuit is provided on a path through which the signal of the TM polarization component passes,
Two light inputs connected to a waveguide for guiding monitor light branched by the first monitor light branch circuit and a waveguide for guiding monitor light branched by the second monitor light branch circuit An optical monitor circuit characterized by having a single photodetector.

(発明の構成2)
前記偏波分離合流回路が偏波合流回路であって、
前記偏波回転回路は前記偏波合流回路の前段の前記TM偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第1のモニタ光分岐回路は、前記偏波合流回路の前段のTE偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第2のモニタ光分岐回路は、前記偏波合流回路の後段の経路上、または前記偏波回転回路の後段から前記偏波合流回路の間の経路上、または前記偏波回転回路の前段の経路上にあり、あるいは前記偏波合流回路の偏波合流機能には寄与しない出力ポートを分岐ポートとして前記偏波合流回路が前記TM偏波成分用の光分岐回路の機能も有する
ことを特徴とする、発明の構成1記載の光モニタ回路。
(Structure 2 of the Invention)
The polarization separation junction circuit is a polarization junction circuit, and
The polarization rotation circuit is on a path through which the signal of the TM polarization component in the front stage of the polarization merging circuit passes;
The first monitor light branch circuit is on a path through which the signal of the TE polarization component in the previous stage of the polarization merging circuit passes,
The second monitor light branch circuit may be on the path of the rear stage of the polarization merging circuit, or on the path from the rear stage of the polarization rotation circuit to the polarization merging circuit, or in the front stage of the polarization rotation circuit. Characterized in that the polarization merging circuit also has the function of an optical branching circuit for the TM polarization component, with an output port on the path or not contributing to the polarization merging function of the polarization merging circuit being a branching port. An optical monitor circuit according to configuration 1 of the invention.

(発明の構成3)
前記偏波分離合流回路が偏波分離回路であって、
前記偏波回転回路は前記偏波分離回路の後段の前記TM偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第1のモニタ光分岐回路は、前記偏波分離回路の後段のTE偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第2のモニタ光分岐回路は、前記偏波分離回路の前段の経路上、または前記偏波分離回路の後段から前記偏波回転回路の間の経路上、または前記偏波回転回路の後段の経路上にあり、あるいは前記偏波分離回路の偏波分離機能には寄与しない出力ポートを分岐ポートとして前記偏波分離回路が前記TM偏波成分用の光分岐回路の機能も有する
ことを特徴とする、発明の構成1記載の光モニタ回路。
(Composition 3 of the Invention)
The polarization separation junction circuit is a polarization separation circuit, and
The polarization rotation circuit is on a path through which the signal of the TM polarization component in the subsequent stage of the polarization separation circuit passes;
The first monitor light branch circuit is on a path through which a signal of a TE polarization component in a subsequent stage of the polarization separation circuit passes;
The second monitor light branch circuit may be on the path of the front stage of the polarization separation circuit, or on the path from the rear stage of the polarization separation circuit to the polarization rotation circuit, or in the rear stage of the polarization rotation circuit. Characterized in that the polarization separation circuit also has the function of an optical branching circuit for the TM polarization component, with an output port on the path or not contributing to the polarization separation function of the polarization separation circuit as a branching port. An optical monitor circuit according to configuration 1 of the invention.

(発明の構成4)
前記光モニタ回路は、シリコンベースの導波路で形成されており、
前記偏波分離合流回路は、方向性結合器、あるいは方向性結合器と遅延回路から成るWINCで構成される
ことを特徴とする、発明の構成1記載の光モニタ回路。
(Structure 4 of the Invention)
The light monitoring circuit is formed of a silicon based waveguide,
The optical monitor circuit according to the configuration 1 of the invention, wherein the polarization separation junction circuit is formed of a directional coupler or a WINC comprising a directional coupler and a delay circuit.

(発明の構成5)
前記2光入力の単一のフォトディテクタの2つの入力導波路は、光軸をずらすように対向配置される
ことを特徴とする、発明の構成1記載の光モニタ回路。
(Structure 5 of the Invention)
The optical monitor circuit according to the configuration 1 of the invention, wherein the two input waveguides of the single photodetector of the two optical inputs are arranged to face each other so as to shift the optical axis.

(発明の構成6)
前記モニタ光分岐回路は、方向性結合器、あるいは方向性結合器と遅延回路から成るWINCで構成される
ことを特徴とする、発明の構成1から5のいずれかに記載の光モニタ回路。
(Structure 6 of the Invention)
The optical monitor circuit according to any one of the constitutions 1 to 5, wherein the monitor optical branching circuit is formed of a directional coupler or a WINC comprising a directional coupler and a delay circuit.

(発明の構成7)
前記偏波ダイバーシティ構成の光回路は、
光パワースプリッタと、
前記光パワースプリッタに接続するTE偏波成分用とTM偏波成分用の光変調回路と、
前記TM偏波成分用の光変調回路に更に接続する前記偏波回転回路と、
前記TE偏波成分用の光変調回路および前記偏波回転回路に更に接続する前記偏波合流回路と
から構成される光送信回路である
ことを特徴とする、発明の構成2に記載の光モニタ回路。
(Structure 7 of the Invention)
The optical circuit of the polarization diversity configuration is
An optical power splitter,
Optical modulation circuits for TE polarization component and TM polarization component connected to the optical power splitter;
The polarization rotation circuit further connected to the light modulation circuit for the TM polarization component;
The optical monitor according to the configuration 2 of the invention, characterized in that it is an optical transmission circuit comprising the optical modulation circuit for the TE polarization component and the polarization combining circuit further connected to the polarization rotation circuit circuit.

(発明の構成8)
前記偏波ダイバーシティ構成の光回路は、
入力ポートに接続する前記偏波分離回路と、
前記偏波分離回路に接続する前記偏波回転回路を有し、
更に別の入力ポートに接続する光パワースプリッタを有し、
前記偏波分離回路の1出力と、前記光パワースプリッタの1出力に接続するTE偏波成分用の光コヒーレントミキサと、
前記偏波回転回路と、前記光パワースプリッタの他方の出力に接続するTM偏波成分用の光コヒーレントミキサと、
前記TE偏波成分用およびTM偏波成分用の光コヒーレントミキサそれぞれに接続するフォトディテクタ
から構成される光受信回路である
ことを特徴とする、発明の構成3に記載の光モニタ回路。
(Structure 8 of the Invention)
The optical circuit of the polarization diversity configuration is
The polarization separation circuit connected to the input port;
The polarization rotation circuit connected to the polarization separation circuit;
And an optical power splitter connected to another input port,
An optical coherent mixer for TE polarization components connected to one output of the polarization separation circuit and one output of the optical power splitter;
The polarization rotation circuit, and an optical coherent mixer for TM polarization component connected to the other output of the optical power splitter;
An optical monitor circuit according to a third aspect of the invention, which is an optical receiving circuit comprising a photodetector connected to each of the optical coherent mixers for the TE polarization component and the TM polarization component.

以上記載したように、本発明によれば、偏波ダイバーシティ構成の光送信回路、光受信回路における送受信光パワーのモニタにおいて、単一のPDによって偏波多重信号光のパワーをモニタ可能な構成により、単純・低コストな制御回路での制御を可能とし、必要な配線数が少なく抑えられ、モニタ精度に優れた、送受信光パワーのモニタを提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to monitor the power of polarization multiplexed signal light with a single PD in the optical transmission circuit of the polarization diversity configuration and the monitoring of transmission / reception optical power in the optical reception circuit. It is possible to provide a monitor of transmitted / received optical power which enables control with a simple and low-cost control circuit, reduces the number of required wires, and has excellent monitor accuracy.

従来の光送信回路(光変調回路)における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the conventional optical transmission circuit (optical modulation circuit). 従来の光受信回路における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the conventional optical receiving circuit. 従来の光送信回路あるいは光受信回路における光分岐回路の実現例である。It is an implementation example of the optical branching circuit in the conventional optical transmitter circuit or optical receiver circuit. 従来の光送信回路あるいは光受信回路における光分岐回路の別の実現例(WINC)である。It is another implementation example (WINC) of the optical branching circuit in the conventional optical transmitter circuit or optical receiver circuit. 一般的なゲルマニウムフォトディテクタの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a common germanium photodetector. 従来の偏光送信回路あるいは光受信回路における偏波合流・分離回路の実現例を示す図である。It is a figure which shows the example of implementation of the polarization joint / isolation | separation circuit in the conventional polarized light transmission circuit or light receiving circuit. 図6の方向性結合器におけるTE/TM光の結合特性の回路長依存性を示す図である。It is a figure which shows the circuit length dependence of the coupling characteristic of TE / TM light in the directional coupler of FIG. 従来の光送信回路あるいは光受信回路における偏波回転回路の実現例を示す図である。It is a figure which shows the example of implementation of the polarization rotation circuit in the conventional light transmission circuit or light receiving circuit. 本発明の実施例1の光送信回路(偏波多重光変調回路)における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the optical transmission circuit (polarization multiplexing light modulation circuit) of Example 1 of this invention. 本発明の光パワーモニタに用いられる2光入力のゲルマニウムフォトディテクタの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the germanium photodetector of 2 light input used for the optical power monitor of this invention. 本発明の実施例1の光受信回路における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the light receiving circuit of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の光送信回路あるいは光受信回路におけるTM偏波用の光分岐回路の実現例を示す図である。It is a figure which shows the implementation example of the optical branch circuit for TM polarization | polarized-light in the optical transmission circuit of Example 1 of this invention, or an optical receiving circuit. 図12の方向性結合器におけるTE/TM光の結合特性の、回路長および波長依存性を示す図である。It is a figure which shows the circuit length and wavelength dependence of the coupling characteristic of TE / TM light in the directional coupler of FIG. 本発明の実施例1の光送信回路あるいは光受信回路におけるTM偏光用の光分岐回路の別の実現例である。It is another implementation of the optical branch circuit for TM polarization | polarized-light in the optical transmission circuit of Example 1 of this invention, or an optical receiving circuit. 図14の光分岐回路におけるTE/TM光の分岐特性の波長依存性を示す図である。It is a figure which shows the wavelength dependency of the branch characteristic of TE / TM light in the optical branch circuit of FIG. 本発明の実施例2の光送信回路(偏波多重光変調回路)における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the optical transmission circuit (polarization multiplexing light modulation circuit) of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の光受信回路における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the optical receiving circuit of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の光送信回路(偏波多重光変調回路)における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the optical transmission circuit (polarization multiplexing light modulation circuit) of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の光受信回路における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the optical receiving circuit of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の光送信回路の偏波ビームコンバイナの構成例1を示す図である。It is a figure which shows the structural example 1 of the polarization | polarized-light beam combiner of the optical transmission circuit of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の光送信回路の偏波ビームコンバイナの構成例2を示す図である。It is a figure which shows the structural example 2 of the polarization | polarized-light beam combiner of the optical transmission circuit of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の光送信回路の偏波ビームコンバイナの構成例3を示す図である。It is a figure which shows the structural example 3 of the polarization | polarized-light beam combiner of the optical transmission circuit of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の光送信回路の偏波ビームコンバイナの構成例4を示す図である。It is a figure which shows the structural example 4 of the polarization | polarized-light beam combiner of the optical transmission circuit of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の光受信回路の偏波ビームスプリッタの構成例1を示す図である。It is a figure which shows the structural example 1 of the polarization | polarized-light beam splitter of the light receiving circuit of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の光受信回路の偏波ビームスプリッタの構成例2を示す図である。It is a figure which shows the structural example 2 of the polarization | polarized-light beam splitter of the light receiving circuit of Example 3 of this invention. (a)は図20、図22、図24の方向性結合器2109、2512、2712におけるTE/TM偏光の結合特性の回路長依存性、(b)は回路長11μmのときの、TM偏光の分岐率を示す図である。(A) shows the circuit length dependence of the coupling characteristics of TE / TM polarized light in the directional couplers 2109, 2512 and 2712 in FIG. 20, FIG. 22 and FIG. 24, (b) shows the TM polarized light at a circuit length of 11 .mu.m. It is a figure which shows a branching rate. (a)は図21、図23、図25のWINC 2109、2612、2812におけるTM偏光の分岐特性の回路長依存性、(b)は図21、図23、図25のWINC 2109、2612、2812におけるTMおよびTE偏光の分岐特性の回路長依存性を示す図である。(A) shows the circuit length dependency of the branching characteristic of TM polarization in WINC 2109, 2612, 2812 in FIG. 21, FIG. 23, FIG. 25, (b) shows WINC 2109, 2612, 2812 in FIG. It is a figure which shows the circuit length dependence of the branch characteristic of TM and TE polarization | polarized-light in. 本発明の実施例4の光送信回路(偏波多重光変調回路)における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the optical transmission circuit (polarization multiplexing light modulation circuit) of Example 4 of this invention. 本発明の実施例4の光受信回路における光パワーモニタの実現構成を示す図である。It is a figure which shows the implementation | achievement structure of the optical power monitor in the light receiving circuit of Example 4 of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態につ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.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る光モニタ回路について説明する。
First Embodiment
An optical monitor circuit according to a first embodiment of the present invention will be described.

(実施例1の光送信回路)
図9は、本実施形態1における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光送信回路(偏波多重光変調回路)(116)の構成を示す平面図である。
(Optical transmission circuit of the first embodiment)
FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the optical transmission circuit (polarization multiplexed light modulation circuit) (116) of the polarization diversity configuration including the optical monitor circuit in the first embodiment.

図9には、主信号経路として左から、図示しない光源からのTE偏光の連続光を分岐する光パワースプリッタ(105)、分岐された連続光を図示しない2つの変調信号で変調するY偏波光変調回路(106)とX偏波光変調回路(107)、Y偏波光変調回路(106)からの変調されたTE偏光の変調光をTM偏光に変換する偏波回転器 (108)、TE偏光とTM偏光の変調光を結合して偏波合流し偏波多重光として出力する偏波ビームコンバイナ(109)が示される。   In FIG. 9, an optical power splitter (105) that splits TE-polarized continuous light from a light source (not shown) from the left as a main signal path, Y-polarized light that modulates the split continuous light with two modulation signals (not shown) A modulation circuit (106) and an X polarization light modulation circuit (107), a polarization rotator (108) for converting modulated light of TE polarization modulated from the Y polarization light modulation circuit (106) into TM polarization, TE polarization A polarization beam combiner (109) is shown that combines the modulated light of TM polarization, merges polarization, and outputs as polarization multiplexed light.

また図9には、光モニタおよび調節機能関連として、主信号経路上でモニタ光を分岐する2つの光分岐回路(112)(113)、分岐された2つのモニタ光をそれぞれ導波する2つの光導波路と接続された2光入力の単一のPD(115)と、検出されたモニタ信号(不図示)を受けて光パワーを調節する2つのVOA(110)(111)も示される。   Further, in FIG. 9, in relation to the optical monitor and adjustment function, two optical branch circuits (112) (113) for branching monitor light on the main signal path, and two optical waveguides for respectively guiding the two branched monitor lights. Also shown are a single PD (115) with two light inputs connected to the optical waveguide and two VOAs (110) (111) that receive the detected monitor signal (not shown) and adjust the optical power.

図9の本実施例1の光送信回路(116)の特徴は、 一方の光分岐回路(113)は偏波ビームコンバイナ(109)による偏波合流の前の主信号経路上に設置されているが、他方の光分岐回路(112)は偏波合流の後の主信号経路上に設置されていることである。また、光分岐回路(112) (113)で分岐された2つのモニタ光の通る光導波路は、単一のPD(115)に接続していることである。   The feature of the optical transmission circuit (116) of the first embodiment of FIG. 9 is that one optical branching circuit (113) is disposed on the main signal path before polarization merging by the polarization beam combiner (109). However, the other optical branch circuit (112) is installed on the main signal path after polarization merging. In addition, the optical waveguides through which the two monitor lights branched by the optical branching circuits (112) and (113) are connected to a single PD (115).

一点鎖線の枠に囲まれた光送信回路(116)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The element circuits of the light transmission circuit (116) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図9で、モニタ光の光分岐回路(113)は、TE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。
一方、モニタ光の光分岐回路(112)は、偏波多重光からTM偏光のみを分岐するため、TM偏光に対して動作し、TE偏光の対してはほぼ光が分岐しない光分岐回路が求められる。このような光分岐回路の実現方法は後述する。
In FIG. 9, the optical branch circuit (113) for monitor light is an optical branch circuit operating for TE polarization, and the directional coupler and WINC described in FIGS. 3 and 4 of the conventional example can be applied as they are.
On the other hand, since the optical branch circuit (112) for monitor light branches only TM polarization from polarization multiplexed light, it operates with respect to TM polarization, and an optical branch circuit where light substantially does not branch for TE polarization is required. Be A method of realizing such an optical branching circuit will be described later.

従って図9で、モニタ光の光分岐回路(113)で分岐される光はTE偏光であり、光分岐回路(112)で分岐される光はTM偏光であるから、2光入力の単一のPD(115)でTE偏光とTM偏光の強度を加算した単一の電気信号として検出することが求められる。   Accordingly, in FIG. 9, the light branched by the light branch circuit (113) of the monitor light is TE polarized light, and the light branched by the light branch circuit (112) is TM polarized light. The PD (115) is required to detect as a single electrical signal obtained by adding the intensities of TE polarization and TM polarization.

上記の構成により、モニタ光の受光素子である2光入力PD(115)には、X偏波光変調回路で変調された信号(TE偏光として送出される光信号パワー)から分岐されたモニタ光がTE偏光で、Y偏波光変調回路で変調された信号(TM偏光として送出される光信号パワー)から分岐されたモニタ光がTM偏光で入力することになる。   With the above configuration, monitor light branched from the signal (optical signal power transmitted as TE polarization) modulated by the X polarization light modulation circuit is input to the two light input PD (115) which is a light receiving element for monitor light. The monitor light branched from the signal (optical signal power transmitted as TM polarization) modulated by the Y polarization optical modulation circuit with TE polarization is input with TM polarization.

図10に、本発明に用いられる、この2光入力のPD(115)の構造を示す。図5の従来のPDと異なる点は、2つの光の入力として、2つのシリコン導波路(521)と(521’)が配置されている点である。図10(a)では中央のA-A’面に対して左右に面対称に2つのシリコン導波路(521)と(521’)が対向配置され、図10(b)では中央のA-A’面に対して右側に2つのシリコン導波路(521)と(521’)が隣接配置されている。A-A’面における断面構造は、図5(b)と同じである。   FIG. 10 shows the structure of this two-light input PD (115) used in the present invention. A difference from the conventional PD of FIG. 5 is that two silicon waveguides (521) and (521 ') are arranged as two light inputs. In FIG. 10 (a), two silicon waveguides (521) and (521 ') are disposed to face each other in plane symmetry on the left and right with respect to the central AA' plane, and in FIG. 10 (b) Two silicon waveguides (521) and (521 ') are disposed adjacent to the right side of the' plane. The cross-sectional structure in the A-A ′ plane is the same as that in FIG.

例えば図10(a)の導波路(521)は図9の光分岐回路(112)からの導波路と接続され、図10(a)の導波路(521’)は図9の光分岐回路(113)からの導波路と接続される。光分岐回路(112)(113)からPD(115)に入った光は、PD(115)内のGe結晶524で干渉することなく、それぞれ半導体キャリアに変換され、合流して単一の電気信号として出力される。   For example, the waveguide (521) of FIG. 10 (a) is connected to the waveguide from the light branching circuit (112) of FIG. 9, and the waveguide (521 ') of FIG. 10 (a) is the light branching circuit of FIG. Connected with the waveguide from 113). The light entering the PD (115) from the light branching circuit (112) (113) is converted into semiconductor carriers without interference by the Ge crystal 524 in the PD (115), and merged to form a single electrical signal. Is output as

Ge結晶(524)が光を吸収するにあたり、光進行方向に十分な長さと厚さ、幅を持っていれば(例えば1550nmに対し、温度27度で長さ20um、幅10um、厚さ1umで光入力強度0dBm程度)、シリコン導波路(521)より入力された光は、Ge結晶(524)で吸収され尽くしてしまう。このため、シリコン導波路(521)より入力された光は、シリコン導波路(521’)より入力される光と、光として合波または干渉することは無く、これは導波路(521’)より入力される光に対しても同様である。   When Ge crystal (524) absorbs light, if it has sufficient length, thickness, and width in the light traveling direction (for example, for 1550 nm, it is 20 μm long, 10 μm wide and 1 μm thick at a temperature of 27 degrees) The light input intensity (about 0 dBm) and the light input from the silicon waveguide (521) are absorbed by the Ge crystal (524) and exhausted. For this reason, the light input from the silicon waveguide (521) does not combine or interfere as light with the light input from the silicon waveguide (521 '), and this is not transmitted from the waveguide (521'). The same is true for the input light.

従って、この2光入力のPD(115)では、光分岐回路(112)(113)から来る光は、光として合波されることなく半導体キャリアとしてPDに吸収され電気信号として合流するため、光の干渉は起きえない。このPD(115)では、電気的なキャリアとして双方の光入力の強度を合算して観測することが可能となる。MMIのような合流手段は不要となり、MMIによる原理的な損失は存在しない。このため従来の発明の持つ問題点を解決しながら、課題(1)〜(3)を解決する構成となっている。   Therefore, in this two-light input PD (115), the light coming from the light branching circuit (112) (113) is absorbed as a semiconductor carrier by the PD without being multiplexed as light and is merged as an electric signal. Interference can not occur. In this PD (115), it becomes possible to add and observe the intensities of both optical inputs as an electrical carrier. There is no need for merging means like MMI, and there is no principle loss due to MMI. For this reason, it is a structure which solves a subject (1)-(3), solving the problem which the conventional invention has.

2光入力PD(115)は、図10(b)のように同一の側の端面から光を入力しても良い。しかし、この場合は導波路(521)と(521’)から入力された光はPD内で伝搬するうちに干渉する可能性があるため、導波路同士を干渉が起きない距離に十分離して配置するなどの設計上の工夫が必要となる。   The 2-light input PD (115) may input light from the end face on the same side as shown in FIG. 10 (b). However, in this case, the light input from the waveguides (521) and (521 ') may interfere while propagating in the PD, so the waveguides are arranged sufficiently apart from each other so as not to cause interference. It is necessary to have some design ideas such as

あるいは図示はしないが、図10(a)のような2つのシリコン導波路(521)(521’)の対向配置であっても、2つの対向する入力導波路の光軸をずらすようにすれば、光の干渉は低減しつつ、PDデバイスの長さを抑えることが可能である。
図10(a)、(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタ(GePD, ゲルマニウムPD)は、通常はTE偏光入力に対して使用されるが、TM偏光入力に対しても感度を有するため、本発明の2光入力PD(115)に適用することが可能である。
Alternatively, although not shown, even if the two silicon waveguides 521 and 521 'are arranged as shown in FIG. 10A, the optical axes of the two opposing input waveguides may be offset. It is possible to reduce the length of the PD device while reducing the light interference.
Germanium photodetectors (GePD, Germanium PD) as illustrated in FIGS. 10 (a), (b) are typically used for TE polarization input but also have sensitivity to TM polarization input. The present invention can be applied to the two light input PD (115) of the present invention.

(実施例1の光受信回路)
図11は、本実施例1における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光受信回路(220)の構成を示す平面図である。
(Optical Reception Circuit of Example 1)
FIG. 11 is a plan view showing the configuration of the light receiving circuit (220) of the polarization diversity configuration including the light monitoring circuit in the first embodiment.

図11には、右から図示しない局発光源からの局発光の入力経路(201)、主信号経路として伝送路から受信した偏波多重信号光の入力経路(202)、偏波多重信号光を偏波分離する偏波ビームスプリッタ(207)、偏波ビームスプリッタ(207)からのTM偏光をTE偏光に偏波回転する偏波回転器(208)が示される。   11, an input path (201) of local light from a local light source (not shown) from the right, an input path (202) of polarization multiplexed signal light received from a transmission path as a main signal path, polarization multiplexed signal light A polarization beam splitter (207) for polarization separation and a polarization rotator (208) for polarization-rotating TM polarization from polarization beam splitter (207) to TE polarization are shown.

また図11には、局発光を分岐する光パワースプリッタ(209)、Y偏波用の光コヒーレントミキサ(210)、X偏波用の光コヒーレントミキサ(211)、復調された光信号を電気信号に変換するPD(212)(213)が示される。   Further, in FIG. 11, an optical power splitter (209) for branching local light, an optical coherent mixer (210) for Y polarization, an optical coherent mixer (211) for X polarization, and an electric signal for the demodulated optical signal The PD (212) (213) is shown to convert to.

またさらに図11には、光モニタおよび調節機能関連として、主信号経路上でモニタ光を分岐する2つの光分岐回路(214)(215)、分岐された2つのモニタ光をそれぞれ導波する二つの導波路に接続された2光入力の単一のPD(217)と、検出された図示せぬモニタ信号を受けて光パワーを調節する2つのVOA(218)(219)が示される。   Furthermore, in FIG. 11, two optical branch circuits (214) and (215) for branching monitor light on the main signal path and two for respectively guiding the two branched monitor lights are provided in relation to the optical monitor and adjustment function. A single PD (217) of two light inputs connected to one waveguide and two VOAs (218) (219) are shown that adjust the optical power in response to the detected monitor signal (not shown).

図11の本実施例1の光受信回路の特徴は、 一方の光分岐回路(215)は偏波ビームスプリッタ(207)による偏波分離の後の主信号経路上に設置されているが、他方の光分岐回路(214)は偏波分離の前の主信号経路上に設置されていることである。また、光分岐回路(214)(215)で分岐された2つのモニタ光は、単一の2光入力のPD(217)に接続していることである。   The feature of the optical receiver circuit of the first embodiment in FIG. 11 is that one optical branch circuit (215) is installed on the main signal path after polarization splitting by the polarization beam splitter (207), The optical branch circuit (214) is placed on the main signal path before polarization separation. Also, the two monitor lights branched by the optical branch circuits (214) (215) are connected to a single 2-light input PD (217).

一点鎖線の枠に囲まれた光受信回路(220)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The element circuits of the light receiving circuit (220) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図11の、偏波分離後の信号光からモニタ光を分岐する光分岐回路(215)は、TE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。一方、偏波分離前の信号光からモニタ光を分岐する光分岐回路(214)は、偏波多重光からTM偏光のみを分岐するため、TM偏光に対して動作し、TE偏光の対してはほぼ光が分岐しない光分岐回路が求められる。このような光分岐回路の実現方法は後述する。   The optical branching circuit (215) that branches monitor light from the signal light after polarization separation shown in FIG. 11 is an optical branching circuit that operates on TE polarization, and the directions described in FIGS. 3 and 4 of the conventional example. Sexual coupling and WINC can be applied as they are. On the other hand, the optical branching circuit (214) that branches the monitor light from the signal light before polarization separation operates on the TM polarization in order to branch only the TM polarization from the polarization multiplexed light, and There is a need for an optical branch circuit that substantially does not branch light. A method of realizing such an optical branching circuit will be described later.

従って、光分岐回路(215)で分岐される光はTE偏光であり、光分岐回路(214)で分岐される光はTM偏光であるから、2光入力のPD(217)には、受信信号のTE偏光成分から分岐された光がTE偏光で、受信信号のTM偏光成分から分岐された光がTM偏光で入力することになる。図10(a)、(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタは、通常はTE偏光入力に対して使用されるが、TM偏光入力に対しても感度を有するため、本発明のPD(217)に適用が可能である。
Therefore, the light branched by the optical branching circuit (215) is TE polarized light, and the light branched by the optical branching circuit (214) is TM polarized light, so the PD (217) of the two optical inputs receives the received signal The light branched from the TE polarized light component is TE polarized light, and the light branched from the TM polarized light component of the received signal is input as TM polarized light. Germanium photodetectors as illustrated in FIGS. 10 (a) and 10 (b) are typically used for TE polarization input, but also have sensitivity to TM polarization input, so the PD of the present invention (217 It is applicable to).

(実施例1のTM偏光用の光分岐回路)
図12は、図9の実施例1の光送信回路(116)における、TM偏光用のモニタ光の光分岐回路(112)、あるいは図11の実施例1の光受信回路(220)における、TM偏光用のモニタ光の光分岐回路(214)の具体的構成を示したものである。
(Optical branching circuit for TM polarization in Example 1)
FIG. 12 is an optical branch circuit (112) of monitor light for TM polarization in the optical transmission circuit (116) of the first embodiment of FIG. 9 or TM in the optical reception circuit (220) of the first embodiment of FIG. It shows a specific configuration of an optical branch circuit (214) of monitor light for polarization.

図12で、光分岐回路(112)あるいは(214)には、TM偏光の一部を分岐し、TE偏光に対してはほぼ分岐しない、という特性が要求される。この様な特性の実現のため、光分岐回路(112)あるいは(214)は、方向性結合器の構成を採用している。   In FIG. 12, the light branching circuit (112) or (214) is required to have a characteristic that a part of TM polarized light is branched and substantially no branch is made for TE polarized light. In order to realize such characteristics, the optical branching circuit (112) or (214) adopts the configuration of a directional coupler.

図12には、方向性結合器の入出力導波路(401)(402)(403)(404)が示される。シリコンで形成された方向性結合器の導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であり、導波路間ギャップは0.4μmとされる。また入出力導波路のコア幅、厚さも方向性結合器の導波路と同様である。   FIG. 12 shows input / output waveguides (401) (402) (403) (404) of the directional coupler. The waveguide core of the directional coupler made of silicon has a width of 0.5 μm and a thickness of 0.22 μm, the overcladding and the undercladding are quartz, and the gap between the waveguides is 0.4 μm. The core width and thickness of the input and output waveguides are also the same as the waveguides of the directional coupler.

(方向性結合器の長さと波長に対する結合率)
図13(a)は、上記図12のTM偏光用のモニタ光の光分岐回路を構成する方向性結合器に関して、方向性結合器の長さ(回路長)に対する、TE偏光、TM偏光の結合率の変化を示したものである。TE偏光に対し、TM偏光の導波路への閉じ込めは弱いため、結合率に差が生じる。本例では方向性結合器の長さを3μmに設定している。このときTE偏光の結合率は僅か0.1%であり、ほぼ分岐は生じないといえる。
(Coupling ratio for length and wavelength of directional coupler)
FIG. 13A shows the coupling of TE polarization and TM polarization to the length (circuit length) of the directional coupler with respect to the directional coupler forming the light branching circuit of the monitor light for TM polarization in FIG. It shows the change of the rate. For TE polarization, the confinement of TM polarization in the waveguide is weak, resulting in a difference in coupling factor. In this example, the length of the directional coupler is set to 3 μm. At this time, the coupling ratio of TE polarized light is only 0.1%, and it can be said that almost no branching occurs.

図13(b)は、長さを3μmに設定した方向性結合器による光分岐回路(112)あるいは(214)の、TM偏光の結合率すなわち分岐比の波長依存性を示したものである。一般的なC帯の動作範囲(波長1525〜1565nm)において、短波長端ではTM偏光の分岐比が8%、長波長端では分岐比が12%である。   FIG. 13B shows the wavelength dependency of the TM polarization coupling ratio, that is, the branching ratio, of the optical branching circuit (112) or (214) according to the directional coupler whose length is set to 3 μm. In the general C-band operating range (wavelengths 1525 to 1565 nm), the branching ratio of TM polarization is 8% at the short wavelength end and 12% at the long wavelength end.

光モニタ回路の特性としては、特定の範囲の光パワーを電気信号としてモニタできることが求められ、その範囲に応じて、光分岐回路の分岐比の設計が決定される。特にどこまで弱いパワーの光をモニタできるかが重要であることが多く、光分岐回路においては動作波長範囲における最小の分岐比の設計が重要である。   The characteristics of the optical monitor circuit are required to be able to monitor optical power in a specific range as an electric signal, and the design of the branching ratio of the optical branch circuit is determined according to the range. In particular, it is important to be able to monitor light of weak power, and in the optical branching circuit, it is important to design the minimum branching ratio in the operating wavelength range.

図12の、本実施例1のTM偏光用の光分岐回路(112)あるいは(214)は、短波長端の分岐比を基準として、要求仕様を満たすように設計される。図13(b)にあるように、短波長端のTM偏光の分岐比は本実施例1では8%である。このとき当然ながら、分岐せずに透過する信号光のパワーは、分岐比に応じて減少する。   The optical branching circuit (112) or (214) for TM polarization of the first embodiment shown in FIG. 12 is designed to satisfy the required specifications based on the branching ratio at the short wavelength end. As shown in FIG. 13B, the branching ratio of TM polarization at the short wavelength end is 8% in the first embodiment. At this time, as a matter of course, the power of the signal light transmitted without branching decreases in accordance with the branching ratio.

光送信回路や光受信回路においては、信号光のパワーの減少はなるべく避けたいものであるから、光分岐回路の波長による分岐比の変動は、なるべく最小限に抑えることが望ましい。この観点で本実施例1の光分岐回路は、図13(b)の長波長端の領域で、12%と本来必要な分岐比よりも大きな分岐比となっており、必要以上に光信号パワーが減少される非効率な状況が生じている。   In the optical transmitter circuit and the optical receiver circuit, it is desirable to avoid the decrease in the power of signal light as much as possible, so it is desirable to minimize the fluctuation of the branching ratio due to the wavelength of the optical branching circuit. In this respect, the optical branching circuit of the first embodiment has a branching ratio of 12%, which is larger than the branching ratio originally required, in the region of the long wavelength end in FIG. An inefficient situation has arisen in which the

(実施例1のTM偏光用の光分岐回路の別の例)
図14は、上記の点を更に改善できるTM偏光用の光分岐回路の別の例を示したものである。WINC構成を取ることにより、図12のような単なる方向性結合器で構成した場合に比較して、分岐比の波長依存性を抑制することが可能である。
(Another Example of the Optical Branching Circuit for TM Polarization in Example 1)
FIG. 14 shows another example of the light branching circuit for TM polarization which can further improve the above point. By adopting the WINC configuration, it is possible to suppress the wavelength dependency of the branching ratio as compared to the configuration with a mere directional coupler as shown in FIG.

図14には、入出力の光導波路(601)(602)(603)(604)、方向性結合器(605)(606)、遅延導波路(607)(608)が示される。設計の例としては、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(605)(606)の導波路間ギャップは0.3μm、長さは7μm、遅延導波路(607)(608)の遅延量は0.34μmとされる。   FIG. 14 shows input / output optical waveguides (601) (602) (603) (604), directional couplers (605) (606), and delay waveguides (607) (608). As an example of the design, the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm, a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding is quartz, and the waveguides of the directional coupler (605) (606) are separated. The gap is 0.3 μm, the length is 7 μm, and the delay amount of the delay waveguides 607 and 608 is 0.34 μm.

(図14の光分岐回路における分岐特性の波長依存性)
図15は、図14のTM偏光用の光分岐回路において、光導波路(601)から入力する光パワーのうち光導波路(604)に出力される光パワー、すなわち光分岐回路のTM偏光の分岐比の波長依存性を示したものである(図15の実線)。短波長端では分岐比が8%であって図12の光分岐回路と同等であるが、長波長端では分岐比が11%であり、図12の光分岐回路より分岐比の波長依存性が抑制されている。
図15には同様に、TE偏光に対する分岐比も示している(図15の点線)。TE偏光の分岐比は、図示の波長範囲において僅か0.1%であり、ほぼ分岐は生じないといえる。
(Wavelength dependence of branching characteristics in the optical branching circuit of FIG. 14)
FIG. 15 shows the light power output to the optical waveguide (604) of the optical power input from the optical waveguide (601) in the TM-polarization optical branching circuit of FIG. 14, that is, the branching ratio of the TM polarization of the optical branching circuit. Shows the wavelength dependency of (in solid line in FIG. 15). The branching ratio is 8% at the short wavelength end and is equivalent to the optical branching circuit of FIG. 12, but the branching ratio is 11% at the long wavelength end, and the wavelength dependence of the branching ratio is greater than the optical branching circuit of FIG. It is suppressed.
Similarly, FIG. 15 also shows the branching ratio for TE polarization (dotted line in FIG. 15). The branching ratio of TE polarization is only 0.1% in the illustrated wavelength range, and it can be said that almost no branching occurs.

以上より本実施例1の光送信回路(116)(図9)、あるいは光受信回路(220)(図11)は、単一のPDによって偏波多重信号光のパワーをモニタすることができる。よって本実施例1により、光送信あるいは受信回路において、単純・低コストな制御回路での制御が可能であり、必要な配線数が少なく抑えられ、モニタ精度に優れた、送信あるいは受信光パワーのモニタを提供することができる。   As described above, the light transmitting circuit (116) (FIG. 9) or the light receiving circuit (220) (FIG. 11) of the first embodiment can monitor the power of polarization multiplexed signal light with a single PD. Therefore, according to the first embodiment, in the optical transmission or reception circuit, control with a simple and low-cost control circuit is possible, the number of required wires is reduced, and the transmission or reception optical power is excellent in monitor accuracy. A monitor can be provided.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る光モニタ回路について説明する。
Second Embodiment
An optical monitor circuit according to a second embodiment of the present invention will be described.

(実施例2の光送信回路)
図16は、本実施形態2における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光送信回路(偏波多重光変調回路)(1116)の構成を示す平面図である。
(Optical Transmission Circuit of Example 2)
FIG. 16 is a plan view showing the configuration of an optical transmission circuit (polarization multiplexed light modulation circuit) (1116) of a polarization diversity configuration including an optical monitor circuit in the second embodiment.

図16には、光パワースプリッタ(1105)、Y偏波光変調回路(1106)、X偏波光変調回路(1107)、偏波回転器(1108)、偏波ビームコンバイナ(1109)、VOA(1110)(1111)、モニタ光の光分岐回路(1112)(1113)、2光入力の単一のPD(1115)が示される。   In FIG. 16, an optical power splitter (1105), a Y polarization light modulation circuit (1106), an X polarization light modulation circuit (1107), a polarization rotator (1108), a polarization beam combiner (1109), and a VOA (1110) (1111), a light branch circuit (1112) (1113) of monitor light, a single PD (1115) of two light inputs are shown.

本実施例2の光送信回路(1116)の特徴は、一方のモニタ光の光分岐回路(1113)は偏波合流の前に設置されおり、他方のモニタ光の光分岐回路(1112)も偏波合流の前、かつ偏波回転と偏波合流の中間に設置されていることである。また、モニタ光の光分岐回路(1112)(1113)で分岐された導波路は、2光入力の単一のPD(1115)に接続している。   The optical transmission circuit (1116) of the second embodiment is characterized in that the optical branch circuit (1113) of one monitor light is installed before the polarization merging, and the optical branch circuit (1112) of the other monitor light is also polarized. It is to be installed before wave merging and in the middle of polarization rotation and polarization merging. Further, the waveguide branched by the light branching circuit (1112) (1113) of the monitor light is connected to a single PD (1115) of two light inputs.

一点鎖線の枠に囲まれた光送信回路(1116)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The element circuits of the light transmission circuit (1116) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図16で、モニタ光の光分岐回路(1113)は、TE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。一方、本実施例2のモニタ光の光分岐回路(1112)は、TM偏光に対して動作することが求められるが、実施例1と異なり偏波合流の手前に設置しているため、分岐入力となる光はTM偏光のみであって、TE偏光に対する特性は不問である。これは実施例1と同様に、方向性結合器やWINCをTM偏光に最適化することで実現される。   In FIG. 16, the optical branch circuit (1113) for monitor light is an optical branch circuit operating on TE polarization, and the directional coupler and WINC described in FIGS. 3 and 4 of the conventional example can be applied as they are. On the other hand, although it is required that the optical branching circuit (1112) of the monitor light of the second embodiment operates on TM polarization, since the optical branching circuit (1112) of the second embodiment is placed before polarization merging unlike the first embodiment, The light to be is only TM polarization, and the characteristics for TE polarization are arbitrary. This is realized by optimizing the directional coupler or WINC to TM polarization, as in the first embodiment.

例えば方向性結合器を適用する場合、実施例1ではTE偏光の分岐比はほぼゼロである必要があり、TM偏光に対する光分岐比をあまり大きく設定することはできなかった。これはTM偏光の分岐比を20%以上に設定しようとすると、図13(a)においてはほぼ範囲外であるが、TE偏光の分岐比が無視できない程度に増加するためである。   For example, in the case of applying a directional coupler, in Example 1, the splitting ratio of TE polarization needs to be substantially zero, and it was not possible to set the splitting ratio for TM polarization too large. This is because if the branch ratio of TM polarization is to be set to 20% or more, the branch ratio of TE polarization increases to an unignorable extent although it is almost out of the range in FIG. 13A.

一方、本実施例2では、TE偏光に対する分岐比を気にする必要がないため、分岐比設定の自由度が拡大する。よって、より小さい光パワーまでモニタをするため比較的分岐比を大きくしたい場合などに、実施例1より有利といえる。   On the other hand, in the second embodiment, since it is not necessary to consider the branching ratio for TE polarization, the degree of freedom in setting the branching ratio is expanded. Therefore, it can be said that this embodiment is more advantageous than the first embodiment when, for example, it is desired to relatively increase the branching ratio in order to monitor smaller optical power.

従って図16で、モニタ光の光分岐回路(1113)で分岐される光はTE偏光であり、モニタ光の光分岐回路(1112)で分岐される光はTM偏光である。その結果、モニタ光の受光素子である2光入力のPD(1115)には、X偏波光変調回路で変調された信号(TE偏光として送出される光信号パワー)から分岐された光がTE偏光で入力し、Y偏波光変調回路で変調された信号(TM偏光として送出される光信号パワー)から分岐された光がTM偏光で入力することになる。   Therefore, in FIG. 16, the light branched by the light branch circuit (1113) of monitor light is TE polarized light, and the light branched by the light branch circuit (1112) of monitor light is TM polarized light. As a result, in the 2-light input PD (1115), which is a light receiving element for monitor light, light branched from the signal modulated by the X polarization light modulation circuit (light signal power transmitted as TE polarization) is TE polarization The light branched from the signal (light signal power transmitted as TM polarization) modulated by the Y polarization light modulation circuit is input as TM polarization.

従来例の図10(a)、(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタは、通常はTE偏光入力に対して使用されるが、TM偏光入力に対しても感度を有するため、PD(1115)に適用が可能である。   Germanium photodetectors as described in the prior art, as illustrated in FIGS. 10 (a) and 10 (b), are typically used for TE polarization input, but also have sensitivity to TM polarization input, so PD (1115, It is applicable to).

(実施例2の光受信回路)
図17は、本実施例2における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光受信回路(1220)の構成を示す平面図である。
(Optical Reception Circuit of Example 2)
FIG. 17 is a plan view showing the configuration of an optical receiving circuit (1220) of a polarization diversity configuration including an optical monitor circuit in the second embodiment.

図17には、局発光の光入力経路(1201)、信号光の入力経路(1202)、偏波ビームスプリッタ(1207)、偏波回転器(1208)、光パワースプリッタ(1209)、Y偏波用の光コヒーレントミキサ(1210)は、X偏波用の光コヒーレントミキサ(1211)、復調された光信号を電気信号に変換するPD(1212)(1213)、モニタ光の光分岐回路(1214)(1215)、モニタ光を検出する2光入力の単一のPD(1217)と、検出された図示せぬモニタ信号を受けて光パワーを調節する2つのVOA(1218)(1219)が示される。   In FIG. 17, an optical input path (1201) for local light, an input path (1202) for signal light, a polarization beam splitter (1207), a polarization rotator (1208), an optical power splitter (1209), Y polarization Optical coherent mixer (1210) includes an optical coherent mixer (1211) for X polarization, a PD (1212) (1213) for converting a demodulated optical signal into an electric signal, and an optical branching circuit (1214) for monitor light (1215) A two-light input single PD (1217) for detecting monitor light and two VOAs (1218) and (1219) for adjusting the optical power upon receiving the detected monitor signal (not shown) are shown. .

本実施例2の光受信回路(1220)の特徴は、一方のモニタ光の光分岐回路(1215)は偏波分離の後に設置されており、他方のモニタ光の光分岐回路(1214)も偏波分離の後、かつ偏波分離と偏波回転の中間に設置されていることである。また、光分岐回路(1214)(1215)で分岐された導波路は、2光入力の単一のPD(1217)に接続している。一点鎖線の枠に囲まれた光受信回路(1220)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The feature of the optical receiver circuit (1220) of the second embodiment is that the optical branch circuit (1215) of one monitor light is installed after polarization separation, and the optical branch circuit (1214) of the other monitor light is also polarized. It is to be installed after wave separation and in the middle of polarization separation and polarization rotation. The waveguides branched by the optical branching circuits (1214) and (1215) are connected to a single PD (1217) of two light inputs. The element circuits of the light receiving circuit (1220) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図17で、モニタ光の光分岐回路(1215)は、TE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。一方、光分岐回路(1214)は、TM偏光に対して動作することが求められるが、実施例1と異なり本実施例2では偏波分離の後に設置しているため、分岐入力となる光はTM偏光のみであって、TE偏光の対する特性は不問である。光送信器(1116)の例で説明したように、分岐比設定の自由度が拡大し、比較的分岐比を大きくしたい場合などに、実施例1より有利といえる。   In FIG. 17, the optical branching circuit (1215) for monitor light is an optical branching circuit operating on TE polarization, and the directional coupler and WINC described in FIGS. 3 and 4 of the conventional example can be applied as they are. On the other hand, the optical branching circuit (1214) is required to operate with respect to TM polarization, but unlike the first embodiment, since the light branching circuit is installed after polarization separation in the second embodiment, Only the TM polarization is used, and the characteristics of the TE polarization are irrelevant. As described in the example of the optical transmitter (1116), it can be said that this embodiment is more advantageous than the first embodiment when the degree of freedom in setting the branching ratio is expanded and the branching ratio is desired to be relatively increased.

従って光分岐回路(1215)で分岐されるモニタ光はTE偏光であり、光分岐回路(1214)で分岐されるモニタ光はTM偏光である。その結果、モニタ光の受光素子である2光入力のPD(1217)には、受信信号のTE偏光成分から分岐されたモニタ光がTE偏光で入力し、受信信号のTM偏光成分から分岐されたモニタ光がTM偏光で入力することになる。   Therefore, the monitor light branched by the light branching circuit (1215) is TE polarized light, and the monitor light branched by the light branching circuit (1214) is TM polarized light. As a result, the monitor light branched from the TE polarization component of the reception signal is input as TE polarization to the 2-light input PD (1217) which is a light receiving element of monitor light, and is branched from the TM polarization component of the reception signal The monitor light is input with TM polarization.

図10(a)、(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタは、通常はTE偏光入力に対して使用されるが、TM偏光入力に対しても感度を有するため、PD(1217)に適用が可能である。   Germanium photodetectors as illustrated in Figures 10 (a), (b) are typically used for TE polarization input but are also sensitive to TM polarization input, so they apply to PD (1217) Is possible.

以上より本実施例2の光送信回路(1116)、あるいは光受信回路(1220)は、単一のPDによって偏波多重信号光のパワーをモニタすることができる。よって本実施例2により、光送信あるいは受信回路において、単純・低コストな制御回路での制御が可能であり、必要な配線数が少なく抑えられ、モニタ精度に優れた、送信あるいは受信光パワーのモニタを提供することができる。   As described above, the optical transmission circuit (1116) or the optical reception circuit (1220) of the second embodiment can monitor the power of polarization multiplexed signal light with a single PD. Therefore, according to the second embodiment, in the optical transmission or reception circuit, control with a simple and low-cost control circuit is possible, the number of required wires is reduced, and the transmission or reception optical power is excellent in monitoring accuracy. A monitor can be provided.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る光モニタ回路について説明する。
Third Embodiment
An optical monitor circuit according to a third embodiment of the present invention will be described.

(実施例3の光送信回路)
図18は、本実施形態3における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光送信回路(偏波多重光変調回路)(2116)の構成を示す平面図である。
(Optical Transmission Circuit of Example 3)
FIG. 18 is a plan view showing the configuration of an optical transmission circuit (polarization multiplexed light modulation circuit) (2116) of a polarization diversity configuration including an optical monitor circuit according to the third embodiment.

図18には、光パワースプリッタ(2105)、Y偏波光変調回路(2106)、X偏波光変調回路(2107)、偏波回転器(2108)、モニタ光分岐機能を備えた偏波ビームコンバイナ(2109)、VOA(2110)(2111)、モニタ光の光分岐回路(2113)、単一のPD(2115)が示される。   In FIG. 18, an optical power splitter (2105), a Y polarization light modulation circuit (2106), an X polarization light modulation circuit (2107), a polarization rotator (2108), and a polarization beam combiner (monitoring light branching function) 2109), VOA (2110) (2111), optical branch circuit for monitor light (2113), single PD (2115) are shown.

本実施例3の光送信回路(2116)の特徴は、一方のモニタ光の光分岐回路(2113)は偏波合流の前に設置されているが、他方のモニタ光の光分岐機能は偏波合流回路である偏波ビームコンバイナ(2109)に組み込まれていることである。また、偏波ビームコンバイナ(2109)と光分岐回路(2113)で分岐されたモニタ光の導波路は、2光入力の単一のPD(2115)に接続している。一点鎖線の枠に囲まれた光送信回路(2116)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The feature of the optical transmission circuit (2116) of the third embodiment is that although the optical branch circuit (2113) of one monitor light is installed before the polarization merging, the optical branch function of the other monitor light is a polarization It is to be incorporated in a polarization beam combiner (2109) which is a merging circuit. The waveguide of monitor light branched by the polarization beam combiner (2109) and the optical branching circuit (2113) is connected to a single PD (2115) of two light inputs. The element circuits of the light transmission circuit (2116) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図18で、モニタ光の光分岐回路(2113)は、TE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。   In FIG. 18, the optical branching circuit (2113) for monitor light is an optical branching circuit operating for TE polarization, and the directional coupler and WINC described in FIGS. 3 and 4 of the conventional example can be applied as they are.

一方、本実施例3で偏波ビームコンバイナ(2109)に組込まれたモニタ光の分岐機能は、TM偏光に対して動作することが求められる。このような構成の偏波ビームコンバイナ(2109)については後述する。   On the other hand, the branch function of monitor light incorporated in the polarization beam combiner (2109) in the third embodiment is required to operate with respect to TM polarization. The polarization beam combiner (2109) having such a configuration will be described later.

従って図18で、モニタ光の光分岐回路(2113)で分岐される光はTE偏光であり、偏波ビームコンバイナ(2109)で分岐される光はTM偏光である。その結果、モニタ光の受光素子である2光入力のPD(2115)には、X偏波光変調回路(2107)で変調された信号(TE偏光として送出される光信号パワー)から光分岐回路(2113)で分岐されたモニタ光がTE偏光で入力し、Y偏波光変調回路(2106)で変調された信号(TM偏光として送出される光信号パワー)から偏波ビームコンバイナ(2109)で分岐されたモニタ光がTM偏光で入力することになる。   Therefore, in FIG. 18, the light branched by the light branching circuit (2113) of the monitor light is TE polarized light, and the light branched by the polarized beam combiner (2109) is TM polarized light. As a result, in the 2-light input PD (2115) which is a light receiving element for monitor light, the signal (light signal power transmitted as TE polarization) modulated by the X polarization light modulation circuit (2107) is divided into The monitor light branched in 2113) is input as TE polarization, and is branched by the polarization beam combiner (2109) from the signal (optical signal power transmitted as TM polarization) modulated by the Y polarization light modulation circuit (2106) Monitor light is input as TM polarized light.

図10(a)、(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタは、通常はTE偏光入力に対して使用されるが、TM偏光入力に対しても感度を有するため、PD(2115)に適用することが可能である。   Germanium photodetectors as described in Figure 10 (a), (b) are typically used for TE polarization input, but are also sensitive to TM polarization input, so they apply to PD (2115) It is possible.

(実施例3の光受信回路)
図19は、本実施例3における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光受信回路(2220)の構成を示す平面図である。
(Optical Reception Circuit of Example 3)
FIG. 19 is a plan view showing the configuration of an optical receiving circuit (2220) of a polarization diversity configuration including an optical monitor circuit in the third embodiment.

図19には、局発光源からの光入力経路(2201)、信号光の入力経路(2202)、モニタ光分岐機能を備えた偏波ビームスプリッタ(2207)、偏波回転器(2208)、光パワースプリッタ(2209)、Y偏波用の光コヒーレントミキサ(2210)、X偏波用の光コヒーレントミキサ(2211)、復調された光信号を電気信号に変換するPD(2212)(2213)、モニタ光の光分岐回路(2215)、分岐された2つのモニタ光を入力される2光入力の単一のPD(2217)と、検出された図示せぬモニタ信号を受けて光パワーを調節する2つのVOA(2218)(2219)が示される。   In FIG. 19, an optical input path (2201) from a local light source, an input path (2202) for signal light, a polarization beam splitter (2207) having a monitor light splitting function, a polarization rotator (2208), and light Power splitter (2209), optical coherent mixer for Y polarization (2210), optical coherent mixer for X polarization (2211), PD (2212) (2213) for converting a demodulated optical signal into an electric signal, monitor A light branching circuit (2215), a single PD (2217) of two light inputs to which two branched monitor lights are input, and a monitor signal (not shown) detected to adjust the light power 2 One VOA 2218 (2219) is shown.

本実施例3の光受信回路(2220)の特徴は、 一方のモニタ光の光分岐回路(2215)は偏波分離の後に設置されているが、他方のモニタ光の光分岐機能は偏波ビームスプリッタ(2207)にその機能が組み込まれていることである。また、偏波ビームスプリッタ(2207)と光分岐回路(2215)で分岐されたモニタ光の導波路は、2光入力の単一のPD(2217)に接続している。一点鎖線の枠に囲まれた光受信回路(2220)要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The feature of the light receiving circuit (2220) of the third embodiment is that although the light branching circuit (2215) of one monitor light is installed after polarization separation, the light branching function of the other monitor light is a polarization beam It is that the splitter (2207) incorporates the function. The waveguides of monitor light branched by the polarization beam splitter (2207) and the optical branching circuit (2215) are connected to a single PD (2217) of two light inputs. The light receiving circuit (2220) component circuits surrounded by a dashed-dotted line are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図19で、モニタ光の光分岐回路(2215)は、TE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。一方、偏波ビームスプリッタ(2207)に組込まれた光分岐回路は、TM偏光に対して動作することが求められる。このような偏波ビームスプリッタの構成については後述する。   In FIG. 19, the optical branch circuit (2215) for monitor light is an optical branch circuit operating on TE polarization, and the directional coupler and WINC described in FIGS. 3 and 4 of the conventional example can be applied as they are. On the other hand, the optical branching circuit incorporated in the polarization beam splitter (2207) is required to operate on TM polarization. The configuration of such a polarization beam splitter will be described later.

従って光分岐回路(2215)で分岐されるモニタ光はTE偏光であり、偏波ビームスプリッタ(2207)で分岐されるモニタ光はTM偏光であるから、2光入力のPD(2217)には、受信信号のTE偏光成分から分岐された光がTE偏光で、受信信号のTM偏光成分から分岐された光がTM偏光で入力することになる。図10(a)、(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタは、通常はTE偏光入力に対して使用されるが、TM偏光入力に対しても感度を有するため、PD(2217)に適用が可能である。   Therefore, the monitor light branched by the optical branching circuit (2215) is TE polarization, and the monitor light branched by the polarization beam splitter (2207) is TM polarization. The light branched from the TE polarization component of the reception signal is TE polarization, and the light branched from the TM polarization component of the reception signal is input as TM polarization. Germanium photodetectors as illustrated in Figures 10 (a), (b) are typically used for TE polarized input but are also sensitive to TM polarized input, so they apply to PD (2217) Is possible.

以下では、本実施例3において、光送信回路側のモニタ光の光分岐機能が組み込まれた偏波ビームコンバイナ(2109)、光受信回路側のモニタ光の光分岐機能が組み込まれた偏波ビームスプリッタ(2207)の具体的構成例について説明する。これらの偏波ビームコンバイナ(偏波合流回路)、光偏波ビームスプリッタ(偏波分離回路)を合わせて、偏波分離合流回路ということができる。   In the following, in Example 3, a polarization beam combiner (2109) incorporating the optical branching function of monitor light on the optical transmission circuit side, and a polarization beam incorporating the optical branching function of monitor light on the optical reception circuit side A specific configuration example of the splitter (2207) will be described. A combination of polarization beam combiner (polarization merging circuit) and an optical polarization beam splitter (polarization splitting circuit) can be referred to as a polarization splitting and merging circuit.

(実施例3の光送信回路の偏波ビームコンバイナの構成例1)
図20は、実施例3の光送信回路において、TM偏光のモニタ光分岐機能が組み込まれた偏波合流回路である偏波ビームコンバイナ(2109)の構成例1を示す図である。従来例の図6(a)と同様に、入出力の光導波路(2301)(2302)(2303)(2304)が示され、偏波ビームコンバイナ(2109)は方向性結合器である。
(Configuration Example 1 of Polarization Beam Combiner of Optical Transmission Circuit of Embodiment 3)
FIG. 20 is a diagram showing a configuration example 1 of a polarization beam combiner (2109) which is a polarization merging circuit in which a monitor light branching function of TM polarization is incorporated in the optical transmission circuit of the third embodiment. Similar to FIG. 6 (a) of the prior art, the input / output optical waveguides (2301) (2302) (2303) (2304) are shown, and the polarization beam combiner (2109) is a directional coupler.

図20ではTM偏光に対する光分岐機能を組み込むため、従来例の図6(a)とは異なる設計となっている。ここで、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(2109)の導波路間ギャップは0.4μmとする。   In FIG. 20, in order to incorporate the light branching function with respect to TM polarization, the design is different from that of the conventional example shown in FIG. Here, assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm and a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding is quartz, the gap between waveguides of the directional coupler (2109) is 0.4 μm. .

図26(a)はこのときの方向性結合器の長さに対する、波長1545nmにおける、TE偏光(点線)、TM偏光(実践)の結合率を示した図である。ここで本実施例3では方向性結合器の長さを11μmとする。この設計では、図20の光導波路(2302)から入力されたTM偏光の8割以上のパワーは光導波路(2303)に出力され、残りのTM偏光のパワーが光導波路(2304)にモニタ光として出力される。   FIG. 26 (a) is a diagram showing coupling rates of TE polarized light (dotted line) and TM polarized light (practice) at a wavelength of 1545 nm with respect to the length of the directional coupler at this time. Here, in the third embodiment, the length of the directional coupler is 11 μm. In this design, 80% or more of the power of TM polarization input from the optical waveguide (2302) of FIG. 20 is output to the optical waveguide (2303), and the power of the remaining TM polarization is output to the optical waveguide (2304) as monitor light It is output.

図26(b)は方向性結合器の長さを11μmとした場合の、光導波路(2304)に出力されるTM偏光のパワーの比率の波長に対する変化を示したものである。これよりC帯波長域で7%以上のTM偏光の光パワーが、光導波路(2304)に出力される。なお図20のような単一の方向性結合器で実現できる偏波消光比は15dB程度である。   FIG. 26 (b) shows a change with respect to wavelength of the ratio of the TM polarized light output to the optical waveguide (2304) when the length of the directional coupler is 11 μm. From this, the optical power of TM polarization of 7% or more in the C band wavelength region is output to the optical waveguide (2304). The polarization extinction ratio that can be realized by a single directional coupler as shown in FIG. 20 is about 15 dB.

一方TE偏光は、TM偏光に対して結合が弱いため、図26(a)にあるように、方向性結合器の長さを11μmとした場合のTE偏光の結合率はわずか数%である。よって図20の光導波路(2301)から入力するTE偏光のほぼ100%のパワーを光導波路(2303)から出力させ、光導波路(2302)から入力するTM偏光の大部分のパワーを同じく光導波路(2303)から合流出力させ、かつ光導波路(2302)から入力するTM偏光の一部分を光導波路(2304)からモニタ光として分岐出力させる、すなわちTM偏光に対する光分岐機能を組み込んだ偏波ビームコンバイナを実現することができる。   On the other hand, since the TE polarization is weakly coupled to the TM polarization, as shown in FIG. 26A, the TE polarization coupling ratio is only a few% when the length of the directional coupler is 11 μm. Therefore, almost 100% power of TE polarized light input from the optical waveguide (2301) of FIG. 20 is output from the optical waveguide (2303), and most power of TM polarized light input from the optical waveguide (2302) A part of the TM polarization input from the optical waveguide (2302) is branched and output as monitor light from the optical waveguide (2304), that is, a polarization beam combiner incorporating an optical branching function for the TM polarization is realized can do.

(実施例3の光送信回路の偏波ビームコンバイナの構成例2)
図21は、実施例3の光送信回路において、TM偏光のモニタ光分岐機能が組み込まれた偏波合流回路である偏波ビームコンバイナ(2109)の構成例2を示す図である。この例は2つの方向性結合器と遅延導波路より構成される、いわゆるWINCにより、TM偏光に対する分岐率の波長依存性の低減を実現する。
(Configuration Example 2 of Polarization Beam Combiner of Optical Transmission Circuit of Embodiment 3)
FIG. 21 is a diagram showing a configuration example 2 of a polarization beam combiner (2109) which is a polarization merging circuit in which a monitor light branching function of TM polarization is incorporated in the optical transmission circuit of the third embodiment. This example achieves the reduction of the wavelength dependence of the splitting ratio for TM polarization by the so-called WINC, which consists of two directional couplers and a delay waveguide.

図21には、入出力の光導波路(2401)(2402)(2403)(2404)、方向性結合器(2411)(2412)、遅延導波路(2413)(2414)が示される。シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(2411)(2412)の導波路間ギャップは0.4μm、長さは7μm、遅延導波路(2413)(2414)の遅延量は0.065μmとする。   FIG. 21 shows input / output optical waveguides (2401) (2402) (2403) (2404), directional couplers (2411) (2412), and delay waveguides (2413) (2414). Assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm, a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding of quartz, the gap between waveguides of the directional couplers (2411) and (2412) is 0.4 μm and long The length is 7 μm, and the delay amount of the delay waveguides 2413 and 2414 is 0.065 μm.

ここで光導波路(2401)から入力するTE偏光に関しては、方向性結合器(2411)(2412)でほとんど結合率が0%に近いため、ほぼ100%のパワーが光導波路(2403)に出力される。ここで方向性結合器(2411)(2412)のTE偏光に対する結合率は、図26(a)において方向性結合器の長さ7μmにおける値(点線)を参照することで確認できる。   Here, with regard to TE polarization input from the optical waveguide (2401), almost 100% of the power is output to the optical waveguide (2403) because the coupling ratio is almost 0% in the directional couplers (2411) and (2412). Ru. Here, the coupling ratio of the directional couplers 2411 and 2412 to TE polarized light can be confirmed by referring to the value (dotted line) at 7 μm in length of the directional coupler in FIG.

図27(a)は、このとき図21の光導波路(2402)から入力したTM偏光の、光導波路(2304)へ出力するパワー比率の波長依存性を示した図である。図26(b)の分岐率が、C帯波長域で約7〜22%の範囲で変動するのに対し、図27(a)では約10〜17%に抑制できていることが確認できる。   FIG. 27A is a diagram showing the wavelength dependency of the power ratio of the TM polarized light input from the optical waveguide (2402) of FIG. 21 at this time to the optical waveguide (2304). While the branching ratio in FIG. 26B fluctuates in the range of about 7 to 22% in the C band wavelength region, it can be confirmed that the branching ratio in FIG. 27A can be suppressed to about 10 to 17%.

また、図27(b)は、光導波路(2402)から入力したTM偏光およびTE偏光の、光導波路(2403)へ出力するパワー比率の波長依存性を示した図である。これよりC帯波長域でTM偏光の83%以上の光パワーが 光導波路(2403)に出力される。なお図21のようなWINC構成で実現できる偏波消光比は15dB程度である。   FIG. 27B is a diagram showing the wavelength dependency of the power ratio of TM polarized light and TE polarized light input from the optical waveguide (2402) to the optical waveguide (2403). From this, an optical power of 83% or more of TM polarization in the C band wavelength region is output to the optical waveguide (2403). The polarization extinction ratio that can be realized by the WINC configuration as shown in FIG. 21 is about 15 dB.

一方、TE偏光は、方向性結合器(2411)(2412)での結合が弱いため、光導波路(2404)へ出力するパワーはほとんど無い。よって光導波路(2401)から入力するTE偏光のほぼ100%のパワーは光導波路(2403)から出力される。   On the other hand, since TE polarization has weak coupling in the directional couplers 2411 and 2412, there is almost no power to be output to the optical waveguide 2404. Therefore, almost 100% of the TE polarized light input from the optical waveguide (2401) is output from the optical waveguide (2403).

これにより、TM偏光が光導波路(2404)へ出力する分岐率の波長依存性がより小さい、TM偏光に対する光分岐機能を組み込んだ偏波ビームコンバイナを実現することができる。   As a result, it is possible to realize a polarization beam combiner incorporating an optical branching function for TM polarization, in which the wavelength dependence of the branching ratio at which TM polarization is output to the optical waveguide (2404) is smaller.

(実施例3の光送信回路偏波ビームコンバイナの構成例3)
図22は、実施例3の光送信回路において、TM偏光のモニタ光分岐機能が組み込まれた偏波合流回路である偏波ビームコンバイナ(2109)の構成例3を示す図である。従来例の図6(b)と同様に方向性結合器を2段接続した構成であり、図22には入出力の光導波路(2501)(2502)(2503)(2505)、方向性結合器(2511)(2512)、2つの方向性結合器を接続する光導波路(2504)が示される。
(Configuration Example 3 of Optical Transmission Circuit Polarization Beam Combiner of Embodiment 3)
FIG. 22 is a diagram showing a configuration example 3 of a polarization beam combiner (2109) which is a polarization merging circuit in which a monitor light branching function of TM polarization is incorporated in the optical transmission circuit of the third embodiment. Similar to FIG. 6 (b) of the prior art, the directional couplers are connected in two stages, and FIG. 22 shows input / output optical waveguides (2501) (2502) (2503) (2505), directional couplers. (2511) (2512), an optical waveguide (2504) connecting two directional couplers is shown.

ここではTM偏光に対する光分岐機能を組み込むため、方向性結合器(2512)が従来例図6(b)とは異なる設計となっている。ここで、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(2511)(2512)の導波路間ギャップは0.4μmとする。   Here, the directional coupler (2512) is designed differently from the conventional example shown in FIG. 6 (b) in order to incorporate the light branching function for TM polarization. Here, assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm and a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding is quartz, the gap between waveguides of the directional couplers 2511 and 2512 is 0.4 It is assumed to be μm.

再び図26(a)を参照すると、このときの方向性結合器の長さに対する、波長1545nmにおける、TE偏光、TM偏光の結合率を示している。ここで本実施例では方向性結合器(2512)の長さを11μmとし、方向性結合器(2511) の長さは従来例と同様に15μmとする。この設計では、光導波路(2501)から入力されたTM偏光は方向性結合器(2512)により8割以上のパワーが光導波路(2504)に出力され、残りのTM偏光のパワーが光導波路(2503)に出力される。   Referring again to FIG. 26A, the coupling ratio of TE polarization and TM polarization at a wavelength of 1545 nm to the length of the directional coupler at this time is shown. Here, in the present embodiment, the length of the directional coupler (2512) is 11 μm, and the length of the directional coupler (2511) is 15 μm as in the prior art. In this design, 80% or more of the power of the TM polarization input from the optical waveguide (2501) is output to the optical waveguide (2504) by the directional coupler (2512), and the power of the remaining TM polarization is the optical waveguide (2503) Output to).

再び図26(b)を参照すると、これは長さが11μmの方向性結合器(2512)において、光導波路(2503)に出力されるTM偏光のパワーの比率を示したものである。これよりC帯波長域で7%以上のTM偏光の光パワーが光導波路(2503)に出力される。光導波路(2504)を経て方向性結合器(2511)に入力したTM偏光は、従来例と同様にほぼ全てのパワーが光導波路(2505)に出力される。このとき光導波路 (2501)から入力し、光導波路(2505)に出力するに至るTE偏光は、方向性結合器(2512)(2511)において2段階で抑制されるため、本例で実現できる偏波消光比は30dB程度になる。   Referring again to FIG. 26 (b), this shows the ratio of the TM polarized light output to the optical waveguide (2503) in the 11 μm-long directional coupler (2512). From this, the optical power of TM polarization of 7% or more in the C band wavelength region is output to the optical waveguide (2503). As for the TM polarized light input to the directional coupler (2511) through the optical waveguide (2504), almost all the power is output to the optical waveguide (2505) as in the conventional example. At this time, the TE polarized light that is input from the optical waveguide (2501) and output to the optical waveguide (2505) is suppressed in two steps in the directional couplers (2512) and 2511), so the polarization that can be realized in this example The wave extinction ratio is about 30 dB.

一方、TE偏光は光導波路(2502)から入力されるが、従来例と同様の設計である方向性結合器(2511)では、ほぼ100%のパワーが光導波路(2505)から出力される。   On the other hand, TE polarized light is input from the optical waveguide (2502), but in the directional coupler (2511) having the same design as that of the conventional example, almost 100% of the power is output from the optical waveguide (2505).

これにより、偏波消光比性能により優れた、TM偏光に対する光分岐機能を組み込んだ偏波ビームコンバイナを実現することができる。   As a result, it is possible to realize a polarization beam combiner incorporating an optical branching function for TM polarization, which is superior to the polarization extinction ratio performance.

(実施例3の光送信回路の偏波ビームコンバイナの構成例4)
図23は、実施例3の光送信回路において、TM偏光のモニタ光分岐機能が組み込まれた偏波合流回路である偏波ビームコンバイナ(2109)の構成例4を示す図である。ここでWINC(2612)は図21で示したWINCと同様の構成になっており、その後段に更に方向性結合器(2611)を接続している。 図23には、入出力の光導波路(2601)(2602)(2603)(2605)、方向性結合器(2611)(2621)(2622)、遅延導波路(2623)(2624)、WINC(2612)と方向性結合器(2611)を接続する光導波路(2604)が示される。
(Configuration Example 4 of Polarization Beam Combiner of Optical Transmission Circuit of Embodiment 3)
FIG. 23 is a diagram showing a configuration example 4 of a polarization beam combiner (2109) which is a polarization merging circuit in which a monitor light branching function of TM polarization is incorporated in the optical transmission circuit of the third embodiment. Here, the WINC (2612) has the same configuration as that of the WINC shown in FIG. 21, and a directional coupler (2611) is further connected to the subsequent stage thereof. 23, input / output optical waveguides (2601) (2602) (2605) (2605), directional couplers (2611) (2621) (2622), delay waveguides (2623) (2624), WINC (2612). ) And an optical waveguide (2604) connecting the directional coupler (2611).

ここで、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(2611)(2621)(2622)の導波路間ギャップは0.4μmとする。また方向性結合器(2611)の長さは従来例と同様に15μm、方向性結合器(2621)(2622)の長さは7μm、遅延導波路(2623)(2624)の遅延量は0.065μmとする。   Here, assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm, a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding is quartz, the waveguides of the directional couplers (2611) (2621) (2622) The gap is 0.4 μm. The length of the directional coupler (2611) is 15 μm, the length of the directional couplers (2621) (2622) is 7 μm, and the delay amount of the delay waveguides (2623) (2624) is 0.065 μm, as in the conventional example. I assume.

ここでWINC(2612)は図21と同様の構成であるので、光導波路(2601)から入力されるTM偏光の83%以上のパワーが光導波路(2604)に出力され、10〜17%が光導波路(2603)に分岐される。この分岐率の波長依存性は、単一の方向性結合器で構成するよりも抑制される。   Here, since WINC (2612) has the same configuration as that of FIG. 21, the power of 83% or more of the TM polarization input from the optical waveguide (2601) is output to the optical waveguide (2604), and 10 to 17% of the optical It is branched into a waveguide (2603). The wavelength dependency of this branching rate is suppressed more than that of a single directional coupler.

光導波路(2604)を経て方向性結合器(2611)に入力したTM偏光は、従来例と同様にほぼ全てのパワーが光導波路(2605)に出力される。このとき光導波路(2601)から入力し、光導波路(2605)に出力するに至るTE偏光は、WINC(2612)および方向性結合器(2611)において2段階で抑制されるため、本例で実現できる偏波消光比は30dB程度になる。   As for the TM polarized light input to the directional coupler (2611) through the optical waveguide (2604), almost all the power is output to the optical waveguide (2605) as in the conventional example. At this time, the TE polarized light that is input from the optical waveguide (2601) and output to the optical waveguide (2605) is suppressed in two steps in the WINC (2612) and the directional coupler (2611), so this example realizes The polarization extinction ratio that can be achieved is about 30 dB.

一方、TE偏光は光導波路(2602)から入力されるが、従来例と同様の設計である方向性結合器(2611)では、ほぼ100%のパワーが光導波路(2605)から出力される。   On the other hand, TE polarized light is input from the optical waveguide (2602), but in the directional coupler (2611) having the same design as that of the conventional example, almost 100% of the power is output from the optical waveguide (2605).

実施例3の光送信回路において図20〜図23に示した構成により、偏波消光比性能により優れ、分岐比率の波長依存性もより抑制された、TM偏光に対する光分岐機能を組み込んだ偏波ビームコンバイナを実現することができる。   The polarization shown in FIGS. 20-23 in the optical transmission circuit according to the third embodiment is superior in polarization extinction ratio performance, and wavelength dependency of the branching ratio is further suppressed. A beam combiner can be realized.

以上のように、光送信回路のモニタ光分岐回路は、偏波合流回路(偏波ビームコンバイナ)の偏波合流機能には寄与しない出力ポートを分岐ポートとして使用することによって、偏波合流回路をTM偏波成分用のモニタ光分岐回路の機能も有するものとして実現することができる。   As described above, the monitor optical branching circuit of the optical transmission circuit uses the polarization merging circuit by using the output port that does not contribute to the polarization merging function of the polarization merging circuit (polarization beam combiner) as a branching port. It can be realized as having a function of a monitor light branch circuit for TM polarization component.

(実施例3の光受信回路の偏波ビームスプリッタの構成例1)
図24は、実施例3の光受信回路において、TM偏光のモニタ光分岐機能を組み込んだ偏波分離回路である偏波ビームスプリッタ(2207)の構成例1を示す図である。従来例の図6(b)に示した偏波ビームスプリッタと同様に、方向性結合器を2段接続した構成であり、図24には、入出力の光導波路(2701)(2702)(2704)(2705)、方向性結合器(2711)(2712)、2つの方向性結合器を接続する光導波路(2703)が示される。
(Configuration Example 1 of Polarization Beam Splitter of Optical Reception Circuit of Embodiment 3)
FIG. 24 is a diagram showing a configuration example 1 of a polarization beam splitter (2207) which is a polarization separation circuit incorporating a monitor light branching function of TM polarization in the light receiving circuit of the third embodiment. Similar to the polarization beam splitter shown in FIG. 6 (b) of the conventional example, the configuration is such that directional couplers are connected in two stages, and in FIG. 24, input / output optical waveguides (2701) (2702) (2704) (2705), a directional coupler (2711) (2712), an optical waveguide (2703) connecting two directional couplers is shown.

ここではTM偏光に対する光分岐機能を組み込むため、方向性結合器(2712)が従来例の図6(b)とは異なる設計となっている。ここで、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(2711)(2712)の導波路間ギャップは0.4μmとする。   Here, the directional coupler (2712) has a design different from that of the conventional example shown in FIG. Here, assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm and a thickness of 0.22 μm and the overcladding and undercladding is quartz, the gap between waveguides of the directional couplers 2711 and 2712 is 0.4. It is assumed to be μm.

図26(a)を参照すると、このときの方向性結合器の長さに対する、波長1545nmにおける、TE偏光、TM偏光の結合率を示している。ここで本実施例では方向性結合器(2712)の長さを11μmとし、方向性結合器(2711) の長さは従来例と同様に15μmとする。この設計では、光導波路(2701)から入力されたTM偏光は、従来例と同様、方向性結合器(2511)によりほぼ全てのパワーが光導波路(2703)に出力される。   Referring to FIG. 26A, the coupling ratio of TE polarization and TM polarization at a wavelength of 1545 nm with respect to the length of the directional coupler at this time is shown. Here, in the present embodiment, the length of the directional coupler (2712) is 11 μm, and the length of the directional coupler (2711) is 15 μm as in the prior art. In this design, almost all power is output to the optical waveguide (2703) by the directional coupler (2511), as in the prior art, as TM polarized light input from the optical waveguide (2701).

また、図26(b)を参照すると、これは長さが11μmの方向性結合器(2712)において、光導波路(2703)から入力され、光導波路(2705)に出力されるTM偏光のパワーの比率を示したものである。光導波路(2703)を経て方向性結合器(2712)に入力したTM偏光は、8割以上のパワーが光導波路(2704)に出力され、残りのパワーがモニタ光として光導波路(2705)に出力される。このとき 光導波路(2701)から入力し、光導波路(2705)に出力するに至るTE偏光は、方向性結合器(2711)(2712)において2段階で抑制されるため、本例で実現できる偏波消光比は30dB程度になる。   Also, referring to FIG. 26 (b), this is the power of the TM polarized light input from the optical waveguide (2703) and output to the optical waveguide (2705) in the directional coupler (2712) having a length of 11 μm. It shows the ratio. The power of 80% or more is output to the optical waveguide (2704), and the remaining power is output as the monitor light to the optical waveguide (2705) through the optical waveguide (2703) and the directional coupler (2712). Be done. At this time, the TE polarized light that is input from the optical waveguide (2701) and output to the optical waveguide (2705) is suppressed in two steps in the directional couplers (2711) and (2712), so the polarization that can be realized in this example The wave extinction ratio is about 30 dB.

一方、TE偏光は光導波路(2701)から入力されるが、従来例と同様の設計である方向性結合器(2711)では、ほぼ100%のパワーが光導波路(2702)から出力される。   On the other hand, TE polarized light is input from the optical waveguide (2701), but in the directional coupler (2711) having the same design as that of the conventional example, almost 100% of the power is output from the optical waveguide (2702).

これにより、TM偏光に対する光分岐機能を組み込んだ偏波ビームスプリッタを実現することができる。   Thereby, it is possible to realize a polarization beam splitter incorporating an optical branching function for TM polarization.

(実施例3の光受信回路の偏波ビームスプリッタの構成例2)
図25は、実施例3の光受信回路において、TM偏光のモニタ光分岐機能を組み込んだ偏波分離回路である偏波ビームスプリッタ(2207)の構成例2を示す図である。ここでWINC(2812)は図21で示したWINCと同様の構成になっており、方向性結合器(2811)の後段に更にWINC(2812)を接続している。 図25には、入出力の光導波路(2801)(2802)(2804)(2805)、方向性結合器(2811)(2821)(2822)、遅延導波路(2823)(2824)、およびWINC(2812)と方向性結合器(2811)を接続する光導波路(2803)が示される。
(Configuration Example 2 of Polarization Beam Splitter of Optical Reception Circuit of Embodiment 3)
FIG. 25 is a diagram showing a configuration example 2 of a polarization beam splitter (2207) which is a polarization separation circuit incorporating a monitor light branching function of TM polarization in the light receiving circuit of the third embodiment. Here, the WINC (2812) has the same configuration as that of the WINC shown in FIG. 21, and further connects the WINC (2812) to the subsequent stage of the directional coupler (2811). 25, input / output optical waveguides (2801) (2802) (2804) (2805), directional couplers (2811) (2821) (2822), delay waveguides (2823) (2824), and WINC An optical waveguide (2803) connecting the directional coupler (2811) with the 2812) is shown.

ここで、シリコンで形成された導波路コアの幅0.5μm、厚さを0.22μm、オーバークラッドおよびアンダークラッドは石英であるとして、方向性結合器(2811)(2821)(2822)の導波路間ギャップは0.4μmとする。また方向性結合器(2811)の長さは従来例と同様に15μm、方向性結合器(2821)(2822)の長さは7μm、遅延導波路(2823)(2824)の遅延量は0.065μmとする。   Here, assuming that the waveguide core made of silicon has a width of 0.5 μm, a thickness of 0.22 μm, and the overcladding and undercladding is quartz, the waveguides of the directional couplers (2811) (2821) (2822) The gap is 0.4 μm. The directional coupler (2811) has a length of 15 μm as in the prior art, the directional coupler (2821) (2822) has a length of 7 μm, and the delay waveguide (2823) (2824) has a delay of 0.065 μm. I assume.

ここで光導波路(2801)から方向性結合器(2811)に入力されたTM偏光は、従来例と同様にほぼ全てのパワーが光導波路(2803)に出力される。更にWINC(2812)は図21と同様の構成であるので、再び図27(a)および図27(b)を参照すれば、光導波路(2803)を経てWINC(2812)入力されるTM偏光の83%以上のパワーが光導波路(2804)に出力され、10〜17%がモニタ光として光導波路(2805)に分岐される。この分岐率の波長依存性は図23の例のように単なる方向性結合器で構成するよりも抑制されていることがわかる。   Here, as for the TM polarized light input from the optical waveguide (2801) to the directional coupler (2811), almost all the power is output to the optical waveguide (2803) as in the conventional example. Furthermore, since the WINC (2812) has the same configuration as that of FIG. 21, again referring to FIGS. 27 (a) and 27 (b), the TM polarization input to the WINC (2812) via the optical waveguide (2803) A power of 83% or more is output to the optical waveguide (2804), and 10 to 17% is branched to the optical waveguide (2805) as monitor light. It can be seen that the wavelength dependency of this branching ratio is suppressed as compared with the configuration of a mere directional coupler as in the example of FIG.

なおこのとき 光導波路(2801)から入力し、光導波路(2804)に出力するに至るTE偏光は、方向性結合器(2811) およびWINC(2812)において2段階で抑制されるため、本例で実現できる偏波消光比は30dB程度になる。   At this time, the TE polarized light that is input from the optical waveguide (2801) and output to the optical waveguide (2804) is suppressed in two steps by the directional coupler (2811) and the WINC (2812), so in this example The polarization extinction ratio that can be realized is about 30 dB.

一方、TE偏光は光導波路(2801)から入力されるが、従来例と同様の設計である方向性結合器(2811)では、ほぼ100%のパワーが(2802)から出力される。   On the other hand, TE polarized light is input from the optical waveguide (2801), but in the directional coupler (2811) having the same design as that of the conventional example, almost 100% of the power is output from (2802).

実施例3の光受信回路において図24、図25に示した構成により、分岐比率の波長依存性がより抑制された、TM偏光に対する光分岐機能を組み込んだ偏波ビームスプリッタを実現することができる。   With the configuration shown in FIGS. 24 and 25 in the optical receiving circuit of the third embodiment, it is possible to realize a polarization beam splitter incorporating an optical branching function for TM polarization in which the wavelength dependency of the branching ratio is further suppressed. .

以上のように、光受信回路のモニタ光分岐回路は、偏波分離回路(偏波ビームスプリッタ)の偏波分離機能には寄与しない出力ポートを分岐ポートとして使用することによって、偏波分離回路をTM偏波成分用のモニタ光分岐回路の機能も有するものとして実現することができる。   As described above, the monitor light branching circuit of the light receiving circuit uses the polarization separation circuit by using the output port that does not contribute to the polarization separation function of the polarization separation circuit (polarization beam splitter) as the branch port. It can be realized as having a function of a monitor light branch circuit for TM polarization component.

以上より本実施例3の光送信回路(2116)(図18)、あるいは光受信回路(2220)(図19)は、2光入力の単一のPDによって偏波多重信号光のパワーをモニタすることができる。よって本実施例3により、光送信あるいは受信回路において、単純・低コストな制御回路での制御が可能であり、必要な配線数が少なく抑えられ、モニタ精度に優れた、送信あるいは受信光パワーのモニタを提供することができる。   From the above, the optical transmitting circuit (2116) (FIG. 18) or the optical receiving circuit (2220) (FIG. 19) of the third embodiment monitors the power of polarization multiplexed signal light with a single PD of two optical inputs. be able to. Therefore, according to the third embodiment, in the optical transmission or reception circuit, control with a simple and low-cost control circuit is possible, the number of required wires is reduced, and the transmission or reception optical power is excellent in monitoring accuracy. A monitor can be provided.

[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態に係る光モニタ回路について説明する。
Fourth Embodiment
An optical monitor circuit according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

(実施例4の光送信回路)
図28は、本実施形態4における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光送信回路(4116)の構成を示す平面図である。
(Optical Transmission Circuit of Example 4)
FIG. 28 is a plan view showing the configuration of an optical transmission circuit (4116) of a polarization diversity configuration including an optical monitor circuit in the fourth embodiment.

図28には、光パワースプリッタ(4105)、Y偏波光変調回路(4106)、X偏波光変調回路(4107)、偏波回転器(4108)、偏波ビームコンバイナ(4109)、検出された図示せぬモニタ信号を受けて光パワーを調節する2つのVOA(4110)(4111)、モニタ光の光分岐回路(4112)(4113)、2光入力のPD(4115)が示される。   FIG. 28 shows the detected optical power splitter (4105), Y polarization light modulation circuit (4106), X polarization light modulation circuit (4107), polarization rotator (4108), polarization beam combiner (4109), Two VOAs (4110) and (4111) for adjusting optical power upon receiving a monitor signal (not shown), optical branch circuits for monitor light (4112) and (4113), and PD (4115) of two optical inputs are shown.

本実施例4の光送信回路の特徴は、モニタ光の光分岐回路(4112)(4113)が偏波回転合流の前に設置されており、すなわち光分岐回路(4112)(4113)はともにTE偏光に対して動作するよう設計されており、また分岐されたモニタ光は2光入力の単一のPD(4115)に接続している。なお、一点鎖線の枠に囲まれた光送信回路(4116)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The feature of the optical transmission circuit of the fourth embodiment is that the optical branch circuits (4112) and (4113) of monitor light are installed before the polarization rotation merging, that is, both the optical branch circuits (4112) and (4113) are TE. It is designed to operate with polarization, and the branched monitor light is connected to a single PD (4115) of two light inputs. The element circuits of the light transmission circuit (4116) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図28のモニタ光の光分岐回路(4112)(4113)は、ともにTE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。従って光分岐回路(4112)(4113)で分岐される光はともにTE偏光であるから、PD(4115)には、X偏波光変調回路で変調された信号(TE偏光として送出される光信号パワー)から分岐された光、およびY偏波光変調回路で変調された信号(TM偏光として送出される光信号パワー)から分岐された光がともにTE偏光で入力することになる。PD(4115)としては図10(a)(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタの適用が可能である。本実施形態では他の形態とは異なり、PDの2光入力にはともにTE光が入るため、他の実施例より高い光結合効率でPDが光を吸収できる。   The optical branch circuits (4112) and (4113) of monitor light shown in FIG. 28 are both optical branch circuits that operate on TE polarization, and the directional couplers and WINC described in FIGS. Applicable Therefore, since the light branched by the optical branching circuits (4112) and (4113) is both TE polarized light, the signal modulated by the X polarization light modulation circuit (the optical signal power transmitted as TE polarized light is transmitted to the PD (4115) ) And light branched from the signal modulated by the Y polarization light modulation circuit (optical signal power transmitted as TM polarization) are both input as TE polarization. As the PD (4115), application of a germanium photodetector as described in FIGS. 10 (a) and 10 (b) is possible. In this embodiment, unlike the other embodiments, TE light enters both of the two light inputs of PD, so that PD can absorb light with higher light coupling efficiency than the other embodiments.

(実施例4の光受信回路)
図29は、本実施例4における、光モニタ回路を含む偏波ダイバーシティ構成の光受信回路(4220)の構成を示す平面図である。
(Optical Reception Circuit of Example 4)
FIG. 29 is a plan view showing the configuration of an optical receiving circuit (4220) of a polarization diversity configuration including an optical monitor circuit in the fourth embodiment.

図29には、局発光源からの光入力経路(4201)、信号光の入力経路(4202)、偏波ビームスプリッタ(4207)、偏波回転器(4208)、光パワースプリッタ(4209)、Y偏波用の光コヒーレントミキサ(4210)、X偏波用の光コヒーレントミキサ(4211)、復調された光信号を電気信号に変換するPD(4212)(4213)、検出された図示せぬモニタ信号を受けて光パワーを調節する2つのVOA(4218)(4219)、またモニタ光を検出する2光入力の単一のPD(4217)とモニタ光の光分岐回路(4214)(4215)が示される。   In FIG. 29, an optical input path (4201) from a local light source, an input path (4202) for signal light, a polarization beam splitter (4207), a polarization rotator (4208), an optical power splitter (4209), Y Optical coherent mixer (4210) for polarization, optical coherent mixer (4211) for X polarization, PD (4212) (4213) for converting a demodulated optical signal into an electric signal, detected monitor signal (not shown) The two VOAs (4218) (4219) that adjust the optical power upon receiving the signal, and the single PD (4217) with a two-light input that detects monitor light and the optical branch circuit (4214) (4215) for monitor light are also shown. Be

本実施例4の光受信回路の特徴は、モニタ光の光分岐回路(4214)(4215)がともに偏波分離および偏波回転の後に設置され、すなわち光分岐回路(4214)(4215)はともにTE偏光に対して動作するよう設計されており、モニタ光の光分岐回路(4214)(4215)で分岐された導波路は2光入力の単一のPD(4217)に接続していることにある。なお一点鎖線の枠に囲まれた光受信回路(4220)の要素回路は、例えばシリコン光導波路によって同一チップに集積される。   The feature of the light receiving circuit of the fourth embodiment is that the optical branch circuits (4214) and (4215) of monitor light are both installed after polarization separation and polarization rotation, that is, the optical branch circuits (4214) and (4215) are both It is designed to operate with TE polarization, and the waveguide branched by the monitor light optical branch circuit (4214) (4215) is connected to a single PD (4217) of two optical inputs. is there. The element circuits of the light receiving circuit (4220) surrounded by a dashed-dotted frame are integrated on the same chip by, for example, a silicon optical waveguide.

図29のモニタ光の光分岐回路(4214)(4215)は、ともにTE偏光に対して動作する光分岐回路であり、従来例の図3、図4で説明した方向性結合器やWINCがそのまま適用できる。従って光分岐回路(4214)(4215)で分岐される光はともにTE偏光であるから、2光入力のPD(4217)には、受信信号のTE偏光成分から分岐された光、および受信信号のTM偏光成分から分岐された光が、ともにTE偏光で入力することになる。PD(4217)には、図10(a)(b)で説明されるようなゲルマニウムフォトディテクタの適用が可能である。   The monitor light optical branch circuits (2214) and (4215) in FIG. 29 are optical branch circuits that operate on TE polarization, and the directional couplers and WINC described in FIGS. Applicable Therefore, since the light branched by the optical branching circuits (2214) and (2215) is both TE polarized light, the PD (4217) with two light inputs receives the light branched from the TE polarized component of the received signal and the received signal. Both lights branched from the TM polarization component are input as TE polarization. As PD (4217), application of a germanium photodetector as described in FIGS. 10 (a) and 10 (b) is possible.

以上4つの実施形態によって、本発明の具体的な実施例と構成例を説明した。いずれの実施形態においても、送信または受信の偏波多重信号光を2つの偏光成分を別々に分岐した後に電気信号に変換してモニタするものであって、2光入力の単一のPDによって偏波多重信号光のパワーをモニタすることができ、単純・低コストな制御回路での制御が可能であり、必要な配線数が少なく抑えられ、モニタ精度に優れた、送信あるいは受信光パワーのモニタを提供することができる。   The above four embodiments have described specific examples and configuration examples of the present invention. In any of the embodiments, polarization multiplexed signal light of transmission or reception is divided into two polarization components separately and then converted into electric signals for monitoring, and is polarized by a single PD of two optical inputs. A monitor of transmission or reception optical power which can monitor the power of wave multiplexed signal light, can be controlled by a simple and low-cost control circuit, can reduce the number of required wires, and has excellent monitor accuracy Can be provided.

以上説明したように本発明により、偏波ダイバーシティ構成の光送信あるいは光受信回路において、従来に比較して、より単純かつ低コストな制御回路での制御を可能とし、必要な配線数が少なく抑えられ、モニタ精度に優れた、送受信光パワーのモニタを実現することができる。   As described above, according to the present invention, in an optical transmission or an optical reception circuit of a polarization diversity configuration, control with a simpler and lower cost control circuit is possible compared to the prior art, and the required number of wirings is reduced. Thus, it is possible to realize a monitor of transmission and reception light power which is excellent in monitor accuracy.

9100 ……光源
106、107、1106、1107、2106、2107、4106、4107、9101、9106、9107 ……光変調器
210、211、1210、1211、2210、2211、4210、4211、9210、9211 ……光コヒーレントミキサ
110、111、218、219、1110、1111、1218、1219、2110、2111、2218、2219、4110、4111、4218、4219、9101、9110、9111、9206、9218、9219 ……可変光減衰器(VOA)
105、209、1105、1209、2105、2209、4105、4209、9105、9209 ……光パワースプリッタ
108、208、1108、1208、2108、2208、4108、4208、9108、9208、9801 ……偏波回転回路
109、1109、2109、4109、9109 ……偏波ビームコンバイナ(偏波合流回路)
207、1207、2207、4207、9207 ……偏波ビームスプリッタ(偏波分離回路)
112、113、214、215、1112、1113、1214、1215、2113、2215、4112、4113、4214、4215、9103、9112、9113、9204、9214、9215 ……(モニタ)光分岐回路
115、212、213、217、1115、1212、1213、1217、2115、2212、2213、2217、4115、4212、4213、4217、4305、9104、9114、9115、9205、9212、9213、9216、9217 ……フォトディテクタ(PD)
521 ……シリコン導波路
522 ……pインプラント領域
523 ……p++インプラント領域
524 ……Ge結晶
525 ……nインプラント領域
526 ……電極
527 ……上部クラッド
528 ……下部クラッド
529 ……シリコン基板
2109 ……光分岐機能を有する偏波ビームコンバイナ(偏波合流回路)
2207 ……光分岐機能を有する偏波ビームスプリッタ(偏波分離回路)
116、1116、2116、4116、9116 ……光送信回路
220、1220、2220、4220、9203、9220 ……光受信回路
605、606、2411、2412、2511、2512、2611、2621、2622、2711、2712、2811、2821、2822、9305、9505、9506、9605、9515、9516 ……方向性結合器
301、302、303、304、401、402、403、404、601、602、603、604、2301、2302、2303、2304、2401、2402、2403、2404、2501、2502、2503、2504、2505、2601、2602、2603、2604、2605、2701、2702、2703、2704、2705、2801、2802、2803、2804、2805、4301、4302、9301、9302、9303、9304、9501、9502、9503、9504、9601、9602、9603、9604、9611、9612、9613、9614、9802、9809 ……光導波路
607、608、2413、2414、2623、2624、2823、2824、9507、9508、9806、9807 ……光遅延回路
9803 ……リブ導波路のリブ部分
9804 ……リブ導波路のスラブ部分
9805 ……分岐回路
9808 ……合流回路
2612、2812 ……WINC
9100 ...... Light source
106, 107, 1106, 1107, 2106, 2107, 4106, 4107, 9101, 9106, 9107 ...... Optical modulator
210, 211, 1210, 1211, 12210, 2211, 4210, 4211, 9210, 9211 ...... Optical coherent mixer
110, 111, 218, 219, 1110, 111, 11218, 1219, 2110, 2111, 2218, 2219, 4110, 4111, 4218, 4219, 9101, 9110, 9111, 9206, 9218, 9219 ..... VOA)
105, 209, 1105, 1209, 2105, 2209, 4105, 4209, 9105, 9209 ...... Optical power splitter
108, 208, 1108, 1208, 2108, 2208, 4108, 4208, 9108, 9208, 9801 ... polarization rotation circuit
109, 1109, 2109, 4109, 9109 ··· Polarization beam combiner (polarization merging circuit)
207, 1207, 2207, 4207, 9207 ・ ・ ・ Polarization beam splitter (polarization separation circuit)
112, 113, 214, 215, 1112, 1113, 1214, 1215, 2113, 2215, 4112, 4113, 4214, 4215, 9103, 9112, 9113, 9204, 9214, 9215 .....
115, 212, 213, 217, 1115, 1212, 1217, 2115, 2212, 2213, 2215, 4212, 4212, 4213, 4305, 9104, 9114, 9115, 9205, 9212, 9213, 9216, 9217 ... ... photodetector (PD)
521 ...... Silicon waveguide
522 ...... p implant area
523 ...... p ++ implant area
524 ...... Ge crystal
525 ...... n implant area
526 ...... Electrode
527 ...... Upper clad
528 ...... Lower clad
529 ...... Silicon substrate
2109 ...... Polarized beam combiner with optical branching function (polarization merging circuit)
2207 ... Polarization beam splitter (polarization split circuit) having an optical branching function
116, 1116, 2116, 4116, 9116 ..... Optical transmission circuit
220, 1220, 2220, 4220, 9203, 9220 ..... Light receiving circuit
605, 606, 2411, 2412, 2511, 2512, 2611, 2621, 2622, 2711, 2811, 2821, 2822, 9305, 9505, 9506, 9605, 9515, 9516 ... directional couplers
301, 302, 303, 304, 401, 402, 403, 404, 601, 602, 603, 604, 2301, 2302, 2303, 2304, 2401, 2402, 2403, 2404, 2501, 2502, 2503, 2504, 2505, 2601, 2602, 2603, 2604, 2605, 2701, 2702, 2704, 2705, 2801, 2802, 2803, 2804, 2805, 4301, 4302, 9301, 9302, 9303, 9501, 9502, 9503, 9504, 9503, 9504, 9502, 9503, 9504, 9601, 9602, 9603, 9604, 9611, 9612, 9613, 9614, 9802, 9809 ...... Optical waveguide
607, 608, 2413, 2414, 2623, 2624, 2823, 2824, 9507, 9508, 9806, 9807 ...... Optical delay circuit
9803 ...... Rib portion of rib waveguide
9804 ...... Slab part of rib waveguide
9805 ...... Branch circuit
9808 ...... Joining circuit
2612, 2812 ...... WINC

Claims (8)

偏波分離合流回路と、TM偏光とTE偏光の間で偏波回転する偏波回転回路を有する偏波ダイバーシティ構成の光回路において、主信号経路から一部の光パワーを分岐して受光し、信号光のパワーを監視する光モニタ回路であって、
前記光モニタ回路は、
TE偏波成分の信号が通過する経路上に第1のモニタ光分岐回路を有し、
TM偏波成分の信号が通過する経路上に第2のモニタ光分岐回路を有し、
前記第1のモニタ光分岐回路で分岐されたモニタ光を導波する導波路と、前記第2のモニタ光分岐回路で分岐されたモニタ光を導波する導波路と接続される、2光入力の単一のフォトディテクタを有する
ことを特徴とする、光モニタ回路。
An optical circuit of a polarization diversity configuration having a polarization separation / merging circuit and a polarization rotation circuit that performs polarization rotation between TM polarization and TE polarization, and branches part of the optical power from the main signal path; An optical monitor circuit that monitors the power of the signal light;
The optical monitor circuit
A first monitor light branch circuit on a path through which a signal of TE polarization component passes;
A second monitor light branch circuit is provided on a path through which the signal of the TM polarization component passes,
Two light inputs connected to a waveguide for guiding monitor light branched by the first monitor light branch circuit and a waveguide for guiding monitor light branched by the second monitor light branch circuit An optical monitor circuit characterized by having a single photodetector.
前記偏波分離合流回路が偏波合流回路であって、
前記偏波回転回路は前記偏波合流回路の前段の前記TM偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第1のモニタ光分岐回路は、前記偏波合流回路の前段のTE偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第2のモニタ光分岐回路は、前記偏波合流回路の後段の経路上、または前記偏波回転回路の後段から前記偏波合流回路の間の経路上、または前記偏波回転回路の前段の経路上にあり、あるいは前記偏波合流回路の偏波合流機能には寄与しない出力ポートを分岐ポートとして前記偏波合流回路が前記TM偏波成分用の光分岐回路の機能も有する
ことを特徴とする、請求項1記載の光モニタ回路。
The polarization separation junction circuit is a polarization junction circuit, and
The polarization rotation circuit is on a path through which the signal of the TM polarization component in the front stage of the polarization merging circuit passes;
The first monitor light branch circuit is on a path through which the signal of the TE polarization component in the previous stage of the polarization merging circuit passes,
The second monitor light branch circuit may be on the path of the rear stage of the polarization merging circuit, or on the path from the rear stage of the polarization rotation circuit to the polarization merging circuit, or in the front stage of the polarization rotation circuit. Characterized in that the polarization merging circuit also has the function of an optical branching circuit for the TM polarization component, with an output port on the path or not contributing to the polarization merging function of the polarization merging circuit being a branching port. The light monitoring circuit according to claim 1.
前記偏波分離合流回路が偏波分離回路であって、
前記偏波回転回路は前記偏波分離回路の後段の前記TM偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第1のモニタ光分岐回路は、前記偏波分離回路の後段のTE偏波成分の信号が通過する経路上にあり、
前記第2のモニタ光分岐回路は、前記偏波分離回路の前段の経路上、または前記偏波分離回路の後段から前記偏波回転回路の間の経路上、または前記偏波回転回路の後段の経路上にあり、あるいは前記偏波分離回路の偏波分離機能には寄与しない出力ポートを分岐ポートとして前記偏波分離回路が前記TM偏波成分用の光分岐回路の機能も有する
ことを特徴とする、請求項1記載の光モニタ回路。
The polarization separation junction circuit is a polarization separation circuit, and
The polarization rotation circuit is on a path through which the signal of the TM polarization component in the subsequent stage of the polarization separation circuit passes;
The first monitor light branch circuit is on a path through which a signal of a TE polarization component in a subsequent stage of the polarization separation circuit passes;
The second monitor light branch circuit may be on the path of the front stage of the polarization separation circuit, or on the path from the rear stage of the polarization separation circuit to the polarization rotation circuit, or in the rear stage of the polarization rotation circuit. Characterized in that the polarization separation circuit also has the function of an optical branching circuit for the TM polarization component, with an output port on the path or not contributing to the polarization separation function of the polarization separation circuit as a branching port. The light monitoring circuit according to claim 1.
前記光モニタ回路は、シリコンベースの導波路で形成されており、
前記偏波分離合流回路は、方向性結合器、あるいは方向性結合器と遅延回路から成るWINCで構成される
ことを特徴とする、請求項1記載の光モニタ回路。
The light monitoring circuit is formed of a silicon based waveguide,
The optical monitor circuit according to claim 1, wherein said polarization separation junction circuit comprises a directional coupler or a WINC comprising a directional coupler and a delay circuit.
前記2光入力の単一のフォトディテクタの2つの入力導波路は、光軸をずらすように対向配置される
ことを特徴とする、請求項1記載の光モニタ回路。
The light monitoring circuit according to claim 1, wherein two input waveguides of the single light detector of the two light inputs are disposed to face each other so as to shift the optical axis.
前記モニタ光分岐回路は、方向性結合器、あるいは方向性結合器と遅延回路から成るWINCで構成される
ことを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれかに記載の光モニタ回路。
The optical monitor circuit according to any one of claims 1 to 5, wherein the monitor optical branching circuit is formed of a directional coupler or a WINC comprising a directional coupler and a delay circuit.
前記偏波ダイバーシティ構成の光回路は、
光パワースプリッタと、
前記光パワースプリッタに接続するTE偏波成分用とTM偏波成分用の光変調回路と、
前記TM偏波成分用の光変調回路に更に接続する前記偏波回転回路と、
前記TE偏波成分用の光変調回路および前記偏波回転回路に更に接続する前記偏波合流回路と
から構成される光送信回路である
ことを特徴とする、請求項2に記載の光モニタ回路。
The optical circuit of the polarization diversity configuration is
An optical power splitter,
Optical modulation circuits for TE polarization component and TM polarization component connected to the optical power splitter;
The polarization rotation circuit further connected to the light modulation circuit for the TM polarization component;
3. The optical monitor circuit according to claim 2, wherein the optical monitor circuit comprises an optical modulation circuit for the TE polarization component and the polarization combining circuit further connected to the polarization rotation circuit. .
前記偏波ダイバーシティ構成の光回路は、
入力ポートに接続する前記偏波分離回路と、
前記偏波分離回路に接続する前記偏波回転回路を有し、
更に別の入力ポートに接続する光パワースプリッタを有し、
前記偏波分離回路の1出力と、前記光パワースプリッタの1出力に接続するTE偏波成分用の光コヒーレントミキサと、
前記偏波回転回路と、前記光パワースプリッタの他方の出力に接続するTM偏波成分用の光コヒーレントミキサと、
前記TE偏波成分用およびTM偏波成分用の光コヒーレントミキサそれぞれに接続するフォトディテクタ
から構成される光受信回路である
ことを特徴とする、請求項3に記載の光モニタ回路。
The optical circuit of the polarization diversity configuration is
The polarization separation circuit connected to the input port;
The polarization rotation circuit connected to the polarization separation circuit;
And an optical power splitter connected to another input port,
An optical coherent mixer for TE polarization components connected to one output of the polarization separation circuit and one output of the optical power splitter;
The polarization rotation circuit, and an optical coherent mixer for TM polarization component connected to the other output of the optical power splitter;
4. The light monitoring circuit according to claim 3, wherein the light monitoring circuit is a light receiving circuit including a photodetector connected to each of the light coherent mixers for the TE polarization component and the TM polarization component.
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