JP2844525B2 - 偏光独立性光学装置 - Google Patents
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学装置の分野に存
する。特に、本発明は、光学信号に偏光独立的に影響を
与える光学装置に関する。
する。特に、本発明は、光学信号に偏光独立的に影響を
与える光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】変調・切り替え光学信号は光学通信シス
テムにおける基本的機能である。変調により、通信され
る情報は、信号の振幅、パワー、位相または周波数等光
信号の様なパラメータの１つで表される。切り替えによ
り、光学信号は光学接続網を介して送信のルート付けが
行われる。光学接続はガラス繊維により殆ど実現され
る。標準ガラス繊維は偏光保持型ではなく、一方、レシ
ーバー、スイッチおよび変調器等多くの光学装置は偏光
感応型である。これは、集積化に際する代表的な平面形
状の結果の様に、尚一層集積化された具体例（態様）に
おける光学装置に適用される。他方、安価な大量生産よ
りみて、その態様はたとえば、光学通信および（また
は）多数の接続部を有する分配網等の大規模な導入部に
とって極めて重要である、正確に集積された具体化であ
る。
テムにおける基本的機能である。変調により、通信され
る情報は、信号の振幅、パワー、位相または周波数等光
信号の様なパラメータの１つで表される。切り替えによ
り、光学信号は光学接続網を介して送信のルート付けが
行われる。光学接続はガラス繊維により殆ど実現され
る。標準ガラス繊維は偏光保持型ではなく、一方、レシ
ーバー、スイッチおよび変調器等多くの光学装置は偏光
感応型である。これは、集積化に際する代表的な平面形
状の結果の様に、尚一層集積化された具体例（態様）に
おける光学装置に適用される。他方、安価な大量生産よ
りみて、その態様はたとえば、光学通信および（また
は）多数の接続部を有する分配網等の大規模な導入部に
とって極めて重要である、正確に集積された具体化であ
る。
【０００３】文献「１」（各文献のさらに詳細について
は、下記Ｃ参照）は、半導体材料に集積されており、且
つ、２つの指向性カップラー間にマッハ・ツエンダー干
渉計（ＭＺ干渉計）が形成されている様な互いに対して
作動する２つの細片状導波路を備える上記形式の光学装
置を開示する。導波路の一方において、電極手段によ
り、位相シフトが導波路部分内を伝搬する光学信号に誘
起される様な、活性的制御可能導波路部分が含まれる。
この活性的制御可能導波路部分の外側に、導波路は受動
構造を有する。極度の偏光独立性は活性的制御可能導波
路部分と受動構造を有する導波路部分間の適当に選択さ
れた構造差により達せられると報告されている。
は、下記Ｃ参照）は、半導体材料に集積されており、且
つ、２つの指向性カップラー間にマッハ・ツエンダー干
渉計（ＭＺ干渉計）が形成されている様な互いに対して
作動する２つの細片状導波路を備える上記形式の光学装
置を開示する。導波路の一方において、電極手段によ
り、位相シフトが導波路部分内を伝搬する光学信号に誘
起される様な、活性的制御可能導波路部分が含まれる。
この活性的制御可能導波路部分の外側に、導波路は受動
構造を有する。極度の偏光独立性は活性的制御可能導波
路部分と受動構造を有する導波路部分間の適当に選択さ
れた構造差により達せられると報告されている。
【０００４】文献「２」は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰに
実現されるＭＺ干渉計にもとずく変調器を開示する。
その干渉計に於いては、導波路のブランチが、適応され
る材料の結晶配向にたいする適当に選択された配向を有
する、ブランチの電極手段により生ずる位相シフトは
（ポケル効果としても知られる）線形電気光学的効果の
結果ではなく、二次的電気光学効果の故に得られ、その
結果、高度の偏光独立性が得られる。
実現されるＭＺ干渉計にもとずく変調器を開示する。
その干渉計に於いては、導波路のブランチが、適応され
る材料の結晶配向にたいする適当に選択された配向を有
する、ブランチの電極手段により生ずる位相シフトは
（ポケル効果としても知られる）線形電気光学的効果の
結果ではなく、二次的電気光学効果の故に得られ、その
結果、高度の偏光独立性が得られる。
【０００５】ＭＺ干渉計にもとずく文献「１」と「２」
に開示される装置は、得られる（高度の）偏光独立性
は、装置が実現される、選択去れる材料の形式および／
または選択された導波路構造に強く左右されるという欠
点がある。
に開示される装置は、得られる（高度の）偏光独立性
は、装置が実現される、選択去れる材料の形式および／
または選択された導波路構造に強く左右されるという欠
点がある。
【０００６】文献「６」は、丁度請求項１の前段に記載
された装置のように、別個にセットされる２つの位相シ
フター間に偏光変換器を備える、集積された態様の偏光
変換器を開示する。
された装置のように、別個にセットされる２つの位相シ
フター間に偏光変換器を備える、集積された態様の偏光
変換器を開示する。
【０００７】文献「７」は、同様の偏光変換器がＭＺ干
渉計のブランチに適用され、一方のブランチには、位相
シフターの後の第２偏光変換器をさらに含む、偏光制御
装置を開示する。
渉計のブランチに適用され、一方のブランチには、位相
シフターの後の第２偏光変換器をさらに含む、偏光制御
装置を開示する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、文献
「１」と「２」に開示される装置に於ける前記した欠点
がない前記形式の光学装置を提供することにある。これ
は、２つの互いに直交する偏光モード（ＴＥまたはＴ
Ｍ）に従う信号成分を有するチャネル形導波路内を伝搬
する光学信号を２回、同じ位相シフトさせることによっ
て達せられる。つまり、最初は導波路に入力する時の信
号に対してであり、その後は光学信号が偏光変換された
後でり。これにより、あたかも、両偏光モードにわたり
平均化される位相シフトに於いて偏光独立効果が得ら
れ、その結果、偏光独立が達成される。本発明は、これ
を、上記形式の装置に適用するものであり、それはこの
目的のため請求項１に示す様に特徴ずけられている。こ
のような装置は、信号の偏光が未知または装置の組立
時、偏光を考慮することが出来ない場合に位相変調器と
して有利に適用される。このような位相変調器をＭＺ干
渉計のブランチの１つに含ませることによって、輝度変
調器が形成される。偏光独立作動のため、残りのブラン
チで偏光交換も行わなければならない。そのため、好ま
しい実施例において、装置は請求項２に記載の特徴を有
する。
「１」と「２」に開示される装置に於ける前記した欠点
がない前記形式の光学装置を提供することにある。これ
は、２つの互いに直交する偏光モード（ＴＥまたはＴ
Ｍ）に従う信号成分を有するチャネル形導波路内を伝搬
する光学信号を２回、同じ位相シフトさせることによっ
て達せられる。つまり、最初は導波路に入力する時の信
号に対してであり、その後は光学信号が偏光変換された
後でり。これにより、あたかも、両偏光モードにわたり
平均化される位相シフトに於いて偏光独立効果が得ら
れ、その結果、偏光独立が達成される。本発明は、これ
を、上記形式の装置に適用するものであり、それはこの
目的のため請求項１に示す様に特徴ずけられている。こ
のような装置は、信号の偏光が未知または装置の組立
時、偏光を考慮することが出来ない場合に位相変調器と
して有利に適用される。このような位相変調器をＭＺ干
渉計のブランチの１つに含ませることによって、輝度変
調器が形成される。偏光独立作動のため、残りのブラン
チで偏光交換も行わなければならない。そのため、好ま
しい実施例において、装置は請求項２に記載の特徴を有
する。
【０００９】他の好ましい実施例は他の請求項に要約さ
れている。
れている。
【００１０】文献「３」は、各干渉計の両ブランチに対
して直交的に半波板を中央に設置した、５つの非対称的
ＭＺ干渉計よりなる拡散補償用の平面的光学装置を開示
する。前記板は両ブランチの各々に於いてＴＥ／ＴＭ変
換を実現し、その結果、両偏光に関する光学経路長は等
しくなる。各干渉計のブランチの１つにおいて、さら
に、装置を、正および（または）負の拡散のため所望の
値に調整するため、両ブランチ間の適当な位相差を設定
するため熱光学的に調節可能な要素が含まれる。
して直交的に半波板を中央に設置した、５つの非対称的
ＭＺ干渉計よりなる拡散補償用の平面的光学装置を開示
する。前記板は両ブランチの各々に於いてＴＥ／ＴＭ変
換を実現し、その結果、両偏光に関する光学経路長は等
しくなる。各干渉計のブランチの１つにおいて、さら
に、装置を、正および（または）負の拡散のため所望の
値に調整するため、両ブランチ間の適当な位相差を設定
するため熱光学的に調節可能な要素が含まれる。
【００１１】文献「４」から、半波板形状の偏光変換器
によって、いわゆる”配列導波路格子”にもとずくマル
チプレクサーにおいて、二重屈折効果を、少なくとも強
く減少するように、回避することは知られている。
によって、いわゆる”配列導波路格子”にもとずくマル
チプレクサーにおいて、二重屈折効果を、少なくとも強
く減少するように、回避することは知られている。
【００１２】このような半波板は基本的に、本発明によ
る装置で偏光変換器としても使用できる。しかし、それ
らは完全集積構造ではない上、付加信号損失と反射を導
入する。この目的のため好適な偏光変換器は、たとえ
ば、文献「５」に開示されている。これは本発明による
装置の好ましい実施例に適用される。
る装置で偏光変換器としても使用できる。しかし、それ
らは完全集積構造ではない上、付加信号損失と反射を導
入する。この目的のため好適な偏光変換器は、たとえ
ば、文献「５」に開示されている。これは本発明による
装置の好ましい実施例に適用される。
【００１３】Ｃ．文献 「１」 ＥＰーＡー０４７７６０５； 「２」 Ｍ．バッハマン他の”ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
マッハツエンダーＭＺ干渉計を使用する偏光不感導波路
変調器”； 「３」 Ｋ．滝口他の”偏光不感性を有する平面光波回
路拡散等化器モジュール”エレクトロニックレター、Ｖ
ｏｌ．３１、Ｎｏ．１，１９９５年１月５日、ｐｐ．５
７ー５８； 「４」 Ｙ．井上他の”シリカ系平面光波回路における
ポリイミド半波板を有する偏光モード変換器”、ＩＥＥ
Ｅフォトン．テクノロ．レター、Ｖｏｌ．６、Ｎｏ．
５、１９９４年５月、ｐｐ．６２６ー６２８； 「５」 Ｊ．Ｊ．Ｇ．Ｍ．ヴァンデルトル他の”効率的
短受動偏光変換器”、集積光学に関する欧州会議、１９
９５年４月； 「６」 ＦＲーＡー２４９６３４４； 「７」 ＥＰーＡー０１９８２４５。 すべての文献は本願に組み入れる。
マッハツエンダーＭＺ干渉計を使用する偏光不感導波路
変調器”； 「３」 Ｋ．滝口他の”偏光不感性を有する平面光波回
路拡散等化器モジュール”エレクトロニックレター、Ｖ
ｏｌ．３１、Ｎｏ．１，１９９５年１月５日、ｐｐ．５
７ー５８； 「４」 Ｙ．井上他の”シリカ系平面光波回路における
ポリイミド半波板を有する偏光モード変換器”、ＩＥＥ
Ｅフォトン．テクノロ．レター、Ｖｏｌ．６、Ｎｏ．
５、１９９４年５月、ｐｐ．６２６ー６２８； 「５」 Ｊ．Ｊ．Ｇ．Ｍ．ヴァンデルトル他の”効率的
短受動偏光変換器”、集積光学に関する欧州会議、１９
９５年４月； 「６」 ＦＲーＡー２４９６３４４； 「７」 ＥＰーＡー０１９８２４５。 すべての文献は本願に組み入れる。
【００１４】
【実施例】本発明を以下、図面を参照して、典型実施例
の説明にもとずいて詳細に説明する。説明される装置に
おいて、偏光独立は偏光依存効果の平均により得られ
る。特に、これは変調器およびスイッチの様な作動型構
成要素の駆動効果に付いての偏光依存性を排除すること
によって達成される。第１典型実施例は位相変調器に関
する。このような構成要素は光波の位相に情報を記録す
る干渉性システムに適用される。図１は偏光独立性に付
いての具体例を示すダイヤグラムである。この実施例に
よれば、位相変調器は、２つの同一位相シフター１４と
１５間に偏光変換器１６を含む、入力１２と出力１３を
有するチャネル形導波路１１を備える。位相シフター
は、電圧Ｖを有する電源を接続する共通端子１９を有す
る駆動ライン１７と１８により駆動され、さらにともに
チャネル形導波路１１の長さＬにわたり作動する（図で
符号で示す）電極手段として構成される。偏光変換器１
６において、ＴＥまたはＴＭ偏光を有する信号は、それ
ぞれＴＭまたはＴＥ偏光を有する信号に変換される。
の説明にもとずいて詳細に説明する。説明される装置に
おいて、偏光独立は偏光依存効果の平均により得られ
る。特に、これは変調器およびスイッチの様な作動型構
成要素の駆動効果に付いての偏光依存性を排除すること
によって達成される。第１典型実施例は位相変調器に関
する。このような構成要素は光波の位相に情報を記録す
る干渉性システムに適用される。図１は偏光独立性に付
いての具体例を示すダイヤグラムである。この実施例に
よれば、位相変調器は、２つの同一位相シフター１４と
１５間に偏光変換器１６を含む、入力１２と出力１３を
有するチャネル形導波路１１を備える。位相シフター
は、電圧Ｖを有する電源を接続する共通端子１９を有す
る駆動ライン１７と１８により駆動され、さらにともに
チャネル形導波路１１の長さＬにわたり作動する（図で
符号で示す）電極手段として構成される。偏光変換器１
６において、ＴＥまたはＴＭ偏光を有する信号は、それ
ぞれＴＭまたはＴＥ偏光を有する信号に変換される。
【００１５】作動はつぎの通りである：ＴＥ偏光を有す
る導波路１１の入力１２を介して入力された光信号Ｉ
は、第１位相シフター１４において、印加される電圧Ｖ
の結果、位相シフトＰＨＩ（Ｖ、ＴＥ）される。偏光変
換器１６において、光信号はＴＭ偏光を有する信号に変
換された後、第２位相シフター１５で、印加される電圧
Ｖの結果、付加的位相シフトＰＨＩ（Ｖ、ＴＭ）を受け
る。そのため、出力１３により存在する出力信号Ｕの正
味位相シフトは２つの位相シフト、すなわち、ＰＨＩ
（Ｖ，ＴＥ）＋ＰＨＩ（Ｖ，ＴＭ）の合計である。ＴＭ
偏光を有する、入力する光信号Ｉのため、印加される電
圧Ｖの結果、第１位相シフター１４の位相シフトはＰＨ
Ｉ（Ｖ，ＴＭ）である。偏光変換器１６においてＴＥ偏
光に変換された後変換信号は、第２位相変換器１５にお
いて、付加的に位相シフトＰＨＩ（Ｖ，ＴＥ）となるの
で、この場合も、出力信号Ｕの正味位相シフトは位相シ
フトＰＨＩ（Ｖ，ＴＥ）＋ＰＨＩ（Ｖ，ＴＭ）の合計に
等しい。入力光信号Ｉの偏光状態はＴＥとＴＭ要素に分
解されるので、これは、全ての入力光信号は位相変調器
において、出力信号ＵにおいてＰＨＩ（Ｖ，ＴＥ）＋Ｐ
ＨＩ（Ｖ，ＴＭ）に等しい合計位相シフトになることを
意味する。そのため、若し同じ偏光を有する偏光変換器
１６のそれぞれの側の位相シフター１４と１５におい
て、同じ位相シフトが得られるならば、偏光独立性が達
成される。このような位相シフトは、たとえば、ポッケ
ル効果を適用するときは電圧Ｖ又は、チャージキャリヤ
注入を適用するときは電流Ｉｅを用いて、位相シフター
１４と１５の電極手段を同じ電気的駆動手段で導波路の
同じ長さＬにわたり作動させることにより簡単に実現さ
れる。
る導波路１１の入力１２を介して入力された光信号Ｉ
は、第１位相シフター１４において、印加される電圧Ｖ
の結果、位相シフトＰＨＩ（Ｖ、ＴＥ）される。偏光変
換器１６において、光信号はＴＭ偏光を有する信号に変
換された後、第２位相シフター１５で、印加される電圧
Ｖの結果、付加的位相シフトＰＨＩ（Ｖ、ＴＭ）を受け
る。そのため、出力１３により存在する出力信号Ｕの正
味位相シフトは２つの位相シフト、すなわち、ＰＨＩ
（Ｖ，ＴＥ）＋ＰＨＩ（Ｖ，ＴＭ）の合計である。ＴＭ
偏光を有する、入力する光信号Ｉのため、印加される電
圧Ｖの結果、第１位相シフター１４の位相シフトはＰＨ
Ｉ（Ｖ，ＴＭ）である。偏光変換器１６においてＴＥ偏
光に変換された後変換信号は、第２位相変換器１５にお
いて、付加的に位相シフトＰＨＩ（Ｖ，ＴＥ）となるの
で、この場合も、出力信号Ｕの正味位相シフトは位相シ
フトＰＨＩ（Ｖ，ＴＥ）＋ＰＨＩ（Ｖ，ＴＭ）の合計に
等しい。入力光信号Ｉの偏光状態はＴＥとＴＭ要素に分
解されるので、これは、全ての入力光信号は位相変調器
において、出力信号ＵにおいてＰＨＩ（Ｖ，ＴＥ）＋Ｐ
ＨＩ（Ｖ，ＴＭ）に等しい合計位相シフトになることを
意味する。そのため、若し同じ偏光を有する偏光変換器
１６のそれぞれの側の位相シフター１４と１５におい
て、同じ位相シフトが得られるならば、偏光独立性が達
成される。このような位相シフトは、たとえば、ポッケ
ル効果を適用するときは電圧Ｖ又は、チャージキャリヤ
注入を適用するときは電流Ｉｅを用いて、位相シフター
１４と１５の電極手段を同じ電気的駆動手段で導波路の
同じ長さＬにわたり作動させることにより簡単に実現さ
れる。
【００１６】偏光変換器として、電気光学的に調節可能
な変換器が文献「６」に開示さえているように適用され
る。また文献「５」に開示されているように、受動偏光
変換器も使用できる。
な変換器が文献「６」に開示さえているように適用され
る。また文献「５」に開示されているように、受動偏光
変換器も使用できる。
【００１７】この原理はまた、光信号の振幅が駆動方法
により変調、変化または切り替えされる、マッハツエン
ダー干渉計にもとずいた、光学信号変調器にも適用され
る。これに関し、図１の位相変調器はマッハツエンダー
干渉計の２つのブランチのうち１つに含まれる。図２は
そのセットアップを線図で示す。ＭＺ干渉計２０は、第
１Ｙ接合２１により形成される入力部ＳIと第２Ｙ接合
２２により形成される出力部ＳUとの間に、第１導波ブ
ランチ２３と第２導波ブランチ２４とを備える。第１Ｙ
接合２１はＭＺ干渉計の入力チャネル２１．１を有する
一方第２Ｙ接合２２はＭＺ干渉計の出力チャネル２２．
１を有する。第１ブランチ２３において、２つの実質的
に同じ位相シフター２５と２６間に、第１偏光変換器２
７が含まれる。２つの位相シフター２５と２６は結合さ
れ、同時に駆動電圧Ｖによって共通駆動ライン２８によ
り駆動できる。第２ブランチ２４において、少なくとも
実質的に第１ブランチ２３の偏光変換器２７と同一な第
２偏光変換器２９が含まれる。
により変調、変化または切り替えされる、マッハツエン
ダー干渉計にもとずいた、光学信号変調器にも適用され
る。これに関し、図１の位相変調器はマッハツエンダー
干渉計の２つのブランチのうち１つに含まれる。図２は
そのセットアップを線図で示す。ＭＺ干渉計２０は、第
１Ｙ接合２１により形成される入力部ＳIと第２Ｙ接合
２２により形成される出力部ＳUとの間に、第１導波ブ
ランチ２３と第２導波ブランチ２４とを備える。第１Ｙ
接合２１はＭＺ干渉計の入力チャネル２１．１を有する
一方第２Ｙ接合２２はＭＺ干渉計の出力チャネル２２．
１を有する。第１ブランチ２３において、２つの実質的
に同じ位相シフター２５と２６間に、第１偏光変換器２
７が含まれる。２つの位相シフター２５と２６は結合さ
れ、同時に駆動電圧Ｖによって共通駆動ライン２８によ
り駆動できる。第２ブランチ２４において、少なくとも
実質的に第１ブランチ２３の偏光変換器２７と同一な第
２偏光変換器２９が含まれる。
【００１８】ＭＺ干渉計の作動は、出力部ＳUの第２Ｙ
接合２２で収束する２つのブランチ２３と２４からの光
信号の干渉にもとずいている。これらが同位相にであれ
ば認定干渉（constructive interference) が生じ、０
位モード信号が出力チャネル２２．１に励起される。し
かし、光信号が同位相でない場合には、破壊的干渉(dis
tructive interference)が生じ光が放射する。しかし、
干渉を可能にするため、２つの光信号の偏光が同一であ
ることが必要である。そのため、１つのブランチにおけ
る偏光変換器、この場合第１ブランチ２３の第１偏光変
換器２７に相当する偏光変換器を含む偏光独立位相変調
器の適用は、又、他のブランチに於いても同一の偏光変
換器、この場合第２ブランチ２４の第２偏光変換器２９
に応答するものが存在する事を必要とする。このような
第２ブランチの第２偏光変換器は同様に、２つのブラン
チからの光信号の信号強さの不均一が干渉に悪影響を与
えるので、２つのブランチに於ける同等減衰を得ること
が望ましい。
接合２２で収束する２つのブランチ２３と２４からの光
信号の干渉にもとずいている。これらが同位相にであれ
ば認定干渉（constructive interference) が生じ、０
位モード信号が出力チャネル２２．１に励起される。し
かし、光信号が同位相でない場合には、破壊的干渉(dis
tructive interference)が生じ光が放射する。しかし、
干渉を可能にするため、２つの光信号の偏光が同一であ
ることが必要である。そのため、１つのブランチにおけ
る偏光変換器、この場合第１ブランチ２３の第１偏光変
換器２７に相当する偏光変換器を含む偏光独立位相変調
器の適用は、又、他のブランチに於いても同一の偏光変
換器、この場合第２ブランチ２４の第２偏光変換器２９
に応答するものが存在する事を必要とする。このような
第２ブランチの第２偏光変換器は同様に、２つのブラン
チからの光信号の信号強さの不均一が干渉に悪影響を与
えるので、２つのブランチに於ける同等減衰を得ること
が望ましい。
【００１９】図２の振幅変調器とは別に、ＭＺ干渉計に
もとずく変調器およびスイッチの他の周知変型も同様に
偏光独立性を持つ事が出来る。その変型はいわゆる”プ
シュープル”作動を有する振幅変調器である。これは、
所望の位相シフトを実現させて駆動電圧Ｖを半分にする
ため、ポッケル効果等線形効果を使用する時に適用され
る。前記の変型は図３に線図で示す。ここで、図２によ
る変調器の第２ブランチ２４において、偏光変換器２９
のそれぞれの側に、さらに２つの同一の位相シフター３
０と３１が設置される。これら位相シフターは駆動電圧
ーＶを有する共通駆動ライン３２により駆動可能で、そ
の結果第２ブランチ２４において位相シフトーＰＨＩ
（Ｖ，ＴＥ）および−ＰＨＩ（Ｖ，ＴＭ）が生ずる。
もとずく変調器およびスイッチの他の周知変型も同様に
偏光独立性を持つ事が出来る。その変型はいわゆる”プ
シュープル”作動を有する振幅変調器である。これは、
所望の位相シフトを実現させて駆動電圧Ｖを半分にする
ため、ポッケル効果等線形効果を使用する時に適用され
る。前記の変型は図３に線図で示す。ここで、図２によ
る変調器の第２ブランチ２４において、偏光変換器２９
のそれぞれの側に、さらに２つの同一の位相シフター３
０と３１が設置される。これら位相シフターは駆動電圧
ーＶを有する共通駆動ライン３２により駆動可能で、そ
の結果第２ブランチ２４において位相シフトーＰＨＩ
（Ｖ，ＴＥ）および−ＰＨＩ（Ｖ，ＴＭ）が生ずる。
【００２０】偏光独立１ｘ２スイッチは、出力部ＳUの
第２Ｙ接合２２を偏光独立２ｘ２５０／５０カップラー
と交換することによって得られる。このような２ｘ２ス
イッチはまた入力部ＳIのＹ接合２１を偏光独立２ｘ２
５０／５０カップラーと交換することによって得られ
る。
第２Ｙ接合２２を偏光独立２ｘ２５０／５０カップラー
と交換することによって得られる。このような２ｘ２ス
イッチはまた入力部ＳIのＹ接合２１を偏光独立２ｘ２
５０／５０カップラーと交換することによって得られ
る。
【００２１】偏光独立を達成する為に説明される上記原
理は、ＭＺ干渉計にもとずく位相変調器およびスイッチ
および変調器のすべてが集積された光学的具体例に適用
される。以下で、このような実施例に適する、一対の関
連材料の適用について論議する。
理は、ＭＺ干渉計にもとずく位相変調器およびスイッチ
および変調器のすべてが集積された光学的具体例に適用
される。以下で、このような実施例に適する、一対の関
連材料の適用について論議する。
【００２２】１） リチウムニオブ酸塩 リチウムニオブ酸塩は、ガラス繊維について大きい電気
光学的効果、高品質導波路および低結合損失のため、ス
イッチおよび変調器を実現するきわめて適した材料であ
る。しかし、両偏光の屈折率の変化は、基板配向、導波
路方向および印加電界の極性の選択に左右される。明ら
かに、ＴＥとＴＭの位相シフトは等しいが記号が反対で
あると言う関係は知られている。この場合、より小さい
電気光学係数の１つが使用される。しかし、ここで必要
な駆動電圧は高周波数で使用するには高すぎる。図１と
図２の装置で示された方法に於いて、２つの同じ位相シ
フター間に偏光変換器を適用すれば、この問題は解決で
きる。この場合、所定の位相シフトを得るには、最大電
気光学係数を実際に使用することにより、かなり低い駆
動電圧で作動できる。偏光変換器として、電気光学実施
例が文献「６」に開示されるように選択される。リチウ
ムニオブ酸塩にもとずく受動偏光変換器は今までに開示
されていない。
光学的効果、高品質導波路および低結合損失のため、ス
イッチおよび変調器を実現するきわめて適した材料であ
る。しかし、両偏光の屈折率の変化は、基板配向、導波
路方向および印加電界の極性の選択に左右される。明ら
かに、ＴＥとＴＭの位相シフトは等しいが記号が反対で
あると言う関係は知られている。この場合、より小さい
電気光学係数の１つが使用される。しかし、ここで必要
な駆動電圧は高周波数で使用するには高すぎる。図１と
図２の装置で示された方法に於いて、２つの同じ位相シ
フター間に偏光変換器を適用すれば、この問題は解決で
きる。この場合、所定の位相シフトを得るには、最大電
気光学係数を実際に使用することにより、かなり低い駆
動電圧で作動できる。偏光変換器として、電気光学実施
例が文献「６」に開示されるように選択される。リチウ
ムニオブ酸塩にもとずく受動偏光変換器は今までに開示
されていない。
【００２３】２） りん化インジウム（ＩｎＰ） ＩｎＰは、種々の機能（光学、電気、光学電気）を基板
上に集積させることができ、かつ加えて、それによって
ガラス繊維にとって標準である波長で信号処理するのに
適する構成要素が実現できる材料である。ＩｎＰは正屈
折率変化を発生する電気光学効果を有する。２つの効果
がある：大きさがδｎ＝８ｘ１０-5までの偏光独立効果
および典型的ヘテロ構造、すなわち、ＩｎＰ／ＩｎＧａ
ＡｓＰ／ＩｎＰからなる構造において駆動電圧１５Ｖで
せいぜい３ｘ１０-5の偏光感応性効果である。これら変
化により、ＴＭ偏光では長さ７ｍｍ、ＴＭ偏光では長さ
９ｍｍにわたり、かなり大きな位相シフト（すなわち、
π rad.)が実現される。ＩｎＰは受動偏光変換器の集積
された態様が知られていると言う利益がある（文献
「５」参照）。ＩｎＰにより実現される図２に示す装置
は下記より構成される：０．５ｍｍに限定される長さを
有し、モノモダルチャネルを有する入力部ＳIの 第１
Ｙ接合；約４ｍｍの長さＬを有する第１位相シフター；
約１ｍｍの長さを有する偏光変換器；約４ｍｍの長さを
有する第２位相シフター；約０．５ｍｍに限定される長
さを有する出力部ＳUの第２Ｙ接合。従って、ＩｎＰに
よる集積状装置の全長は約１ｃｍに限定される。
上に集積させることができ、かつ加えて、それによって
ガラス繊維にとって標準である波長で信号処理するのに
適する構成要素が実現できる材料である。ＩｎＰは正屈
折率変化を発生する電気光学効果を有する。２つの効果
がある：大きさがδｎ＝８ｘ１０-5までの偏光独立効果
および典型的ヘテロ構造、すなわち、ＩｎＰ／ＩｎＧａ
ＡｓＰ／ＩｎＰからなる構造において駆動電圧１５Ｖで
せいぜい３ｘ１０-5の偏光感応性効果である。これら変
化により、ＴＭ偏光では長さ７ｍｍ、ＴＭ偏光では長さ
９ｍｍにわたり、かなり大きな位相シフト（すなわち、
π rad.)が実現される。ＩｎＰは受動偏光変換器の集積
された態様が知られていると言う利益がある（文献
「５」参照）。ＩｎＰにより実現される図２に示す装置
は下記より構成される：０．５ｍｍに限定される長さを
有し、モノモダルチャネルを有する入力部ＳIの 第１
Ｙ接合；約４ｍｍの長さＬを有する第１位相シフター；
約１ｍｍの長さを有する偏光変換器；約４ｍｍの長さを
有する第２位相シフター；約０．５ｍｍに限定される長
さを有する出力部ＳUの第２Ｙ接合。従って、ＩｎＰに
よる集積状装置の全長は約１ｃｍに限定される。
【図１】本発明による光信号の位相に影響を与える装置
を示す。
を示す。
【図２】本発明による光信号の振幅に影響を与える装置
を示す。
を示す。
【図３】図２に示す装置の変型を示す。
１１…チャネル形導波路 １２…チ力 １３…チ力 １４、１５、２５、２６、３０、３１…チ相シフター １６、２７、２９…チ光変換器 １７、１８、３２…チ動ライン １９…チ通端子 ２０…チＺ干渉計 ２１、２２…チ接合 ２１．１…チ力チャネル ２２．１…チ力チャネル ２３、２４…チ波路ブランチ ２８…チ通駆動ライン Ｉ…チ信号 Ｉｅ…チ流 Ｌ…チさ ＳI …入力部 ＳU …出力部 Ｕ…出力信号 Ｖ…電圧
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−77675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−61735（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298785（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−325276（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−15545（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/035 G02F 1/025 G02F 1/313
Claims (8)
- 【請求項１】 第１および第２の偏光モードに従った信
号成分を有する光学信号が伝搬するチャネル形導波路セ
クションと、 チャネル形導波路セクションの第１サブセクションに於
いて作動して、第１サブセクションに於いて伝搬する信
号成分に第１の可変位相シフトを発生する第１位相シフ
ト手段と、 チャネル形導波路セクションの第２サブセクションに於
いて作動して、第２サブセクションに於いて伝搬する信
号成分に第２可変位相シフトを発生する第２位相シフト
手段と、第１のサブセクションから受信され、第１および第２の
偏光モードで伝搬する信号成分をそれぞれ第２および第
１の偏光モードで伝搬する信号成分に変換する偏光変換
器とを備え、且つ第１および第２の位相シフト手段は結
合され第１および第２の位相シフトは、同等偏光モード
では、少なくとも実質的に同等である集積型光学装置に
於て、当該偏光変換器は、当該第１と第２のサブセクシ
ョンの間に設けられ且つ当該第１と第２のサブセクショ
ンと直列状に設けられたチャネル形導波路セクションを
含んでいる導波型であることを特徴とする光学的信号に
対して偏光独立性の影響を及ぼす集積型光学装置。 - 【請求項２】 光学信号を入力する導波路入力セクショ
ンと、 入力された光信号の同じ部分を伝搬させる第１と第２の
導波路ブランチと、 光学信号を出力させる出力セクションと、 第１の導波路ブランチに於ける第１と第２の導波路セク
ションに於いて作動して、当該第１と第２のセクション
に於て伝搬するそれぞれの信号成分に於て実質的に同等
の可変位相シフトを発生させる、第１と第２の結合され
た位相シフト手段と、 第１の導波路ブランチに於ける第１と第２の導波路セク
ションの間に設けられており、第１と第２の偏光モード
で伝搬されている信号部分の信号成分をそれぞれ第２と
第１の偏光モードに於て伝搬される信号成分に変換する
偏光変換手段と、から構成される光学的信号に対して偏
光独立性の影響を及ぼす集積型光学装置であって且つマ
ッハ・ツエンダー（ＭＺ）干渉計を含むチャネル形導波
路パター ンを含む集積型光学装置であって、当該偏光変
換器は、導波型の第１と第２の偏光変換器を含んでお
り、個々の当該第１と第２の導波路ブランチに於ける第
１と第２の導波路セクションの間に設けられ且つ個々の
当該第１と第２の導波路ブランチに於ける第１と第２の
導波路セクションと直列状に設けられていることを特徴
とする光学的信号に対して偏光独立性の影響を及ぼす集
積型光学装置。 - 【請求項３】 さらに、それぞれ第１および第２の位相
シフト手段とそれぞれ同じ形式の第３および第４の結合
された位相シフト手段を備え、第３および第４の位相シ
フト手段は、第２の偏光変換器のそれぞれの側の第２導
波路ブランチに於ける、第１および第２の導波路セクシ
ョンのそれぞれと作動し、第３および第４の位相シフト
は、それぞれ、第１および第２の位相シフトと反対に等
しいことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。 - 【請求項４】 偏光変換器は受動変換器であることを特
徴とする請求項１、２または３に記載の光学装置。 - 【請求項５】 入力セクションと出力セクションはＹ接
合であることを特徴とする請求項２、３または４に記載
の光学装置。 - 【請求項６】 入力セクションと出力セクションは３ｄ
Ｂカップラーであることを特徴とする請求項２、３また
は４に記載の光学装置。 - 【請求項７】 入力セクションはＹ接合であり、出力セ
クションは３ｄＢカップラーであることを特徴とする請
求項２、３または４に記載の光学装置。 - 【請求項８】 導波路ブランチはモノモダル導波路であ
り、且つ第１と第２の偏光変換器の内の少なくとも一つ
の偏光変換器は、周期的幾何学構造を有するモノモダル
導波路にもとずく、それ自身周知の完全なＴＥ／ＴＭ変
換器であることを特徴とする請求項２、３または４に記
載の光学装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1000758 | 1995-07-07 | ||
| NL1000758 | 1996-05-24 | ||
| NL1003198A NL1003198C2 (nl) | 1995-07-07 | 1996-05-24 | Polarisatie-onafhankelijke optische inrichting. |
| NL1003198 | 1996-05-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105894A JPH09105894A (ja) | 1997-04-22 |
| JP2844525B2 true JP2844525B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=26642122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8175311A Expired - Lifetime JP2844525B2 (ja) | 1995-07-07 | 1996-07-05 | 偏光独立性光学装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5708734A (ja) |
| EP (1) | EP0752607A1 (ja) |
| JP (1) | JP2844525B2 (ja) |
| NL (1) | NL1003198C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2749945B1 (fr) * | 1996-06-18 | 1998-09-11 | Toussaere Eric | Composant electrooptique |
| US6372284B1 (en) | 1998-06-11 | 2002-04-16 | Optelecom, Inc. | Fluoropolymer coating of lithium niobate integrated optical devices |
| US6337755B1 (en) * | 1998-11-17 | 2002-01-08 | Qtera Corporation | Polarization independent all-optical regenerators |
| US6148122A (en) * | 1998-11-17 | 2000-11-14 | Qtera Corporation | High speed lithium niobate polarization independent modulators |
| US7457857B1 (en) * | 1999-05-26 | 2008-11-25 | Broadcom Corporation | Method and apparatus for a network hub to diagnose network operation and broadcast information to a remote host or monitoring device |
| US6208774B1 (en) * | 1999-06-16 | 2001-03-27 | Agilent Technologies, Inc. | Polarization independent light switching device based on liquid crystals |
| EP1109051A1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-06-20 | Qtera Corporation | Polarisation independent optical phase modulator |
| US6304380B1 (en) * | 2000-03-06 | 2001-10-16 | Lucent Technologies Inc. | Reducing polarization dependency of optical apparatus |
| US20020118439A1 (en) * | 2000-11-16 | 2002-08-29 | Lightbit Corporation | Optical frequency synthesizing structure |
| CA2357991C (en) * | 2001-09-28 | 2009-04-21 | Itf Technologies Optiques Inc.- Itf Optical Technologies Inc. | Optical phase shifting, splitting and combining device |
| US6748126B2 (en) | 2001-12-31 | 2004-06-08 | 3M Innovative Properties Company | System for polarization mode dispersion compensation |
| US7555220B2 (en) * | 2003-10-22 | 2009-06-30 | Infinera Corporation | Chromatic dispersion compensator (CDC) in a photonic integrated circuit (PIC) chip and method of operation |
| US7844186B2 (en) * | 2004-02-20 | 2010-11-30 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Method and apparatus for optical transmission |
| EP1741211B1 (en) * | 2004-03-10 | 2007-10-31 | Pirelli & C. S.p.A. | Method and apparatus for optical phase modulation |
| US7792403B1 (en) | 2005-09-08 | 2010-09-07 | Infinera Corporation | Adiabatic polarization converter |
| US20090074426A1 (en) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Lucent Technologies Inc. | Monolithic dqpsk receiver |
| US7565041B2 (en) * | 2007-10-26 | 2009-07-21 | Infinera Corporation | Symmetric optical circuit with integrated polarization rotator |
| DE102009013878B3 (de) * | 2009-03-16 | 2010-05-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Sensoranordnung und Detektionsverfahren |
| US9356643B2 (en) | 2011-12-29 | 2016-05-31 | Rf Micro Devices, Inc. | RF duplexing device |
| US9319208B2 (en) * | 2012-01-10 | 2016-04-19 | Rf Micro Devices, Inc. | RF duplexing device |
| DE102016224615B4 (de) | 2016-12-09 | 2018-09-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Modulatoranordnung und Verfahren zum Modulieren von Licht |
| US10677987B1 (en) | 2019-05-13 | 2020-06-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Polarization independent photonic device having multimode component |
| CN112433297B (zh) * | 2020-11-30 | 2023-06-02 | 武汉光谷信息光电子创新中心有限公司 | 光接收芯片 |
| CN112596276A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-02 | 武汉邮电科学研究院有限公司 | 一种偏振不敏感相位调制器及调制方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3671986D1 (de) * | 1985-03-18 | 1990-07-19 | Nec Corp | Vorrichtung zur regelung der polarisation mit einem strahlteiler. |
| US4691984A (en) * | 1985-09-26 | 1987-09-08 | Trw Inc. | Wavelength-independent polarization converter |
| JPS6461735A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Fujitsu Ltd | Arrangement structure of progressive wave type optical amplifier |
| JPH01298785A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅装置 |
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| US5528720A (en) * | 1992-03-23 | 1996-06-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Co. | Tapered multilayer luminaire devices |
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| US5513196A (en) * | 1995-02-14 | 1996-04-30 | Deacon Research | Optical source with mode reshaping |
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-
1996
- 1996-05-24 NL NL1003198A patent/NL1003198C2/nl not_active IP Right Cessation
- 1996-06-21 US US08/667,619 patent/US5708734A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1996-07-05 JP JP8175311A patent/JP2844525B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| NL1003198C2 (nl) | 1997-11-25 |
| NL1003198A1 (nl) | 1997-01-08 |
| JPH09105894A (ja) | 1997-04-22 |
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