JP2872048B2 - 偏波スクランブラ - Google Patents
偏波スクランブラInfo
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Description
器)に関するものである。更に詳しく述べるならば、光
通信、センサーなどに有用な光導波路において、それを
伝播する光偏波に対し、高精度をもって変調することが
できる偏波スクランブラに関するものである。
の伝送を行うときに、多数の光ファイバアンプが用いら
れている。この光ファイバアンプは、偏波依存性を有す
るため、多数の光ファイバアンプの使用により、それら
の偏波依存性が重積される。すると、一定の偏波による
光伝送の際に、フェージングを生じ伝送される信号に劣
化を生ずる。このため、光ファイバ中を伝送される偏波
にスクランブリングをかける手段、すなわち偏波スクラ
ンブラが必要となる。
す。図1においてLD(レーザダイオード)1から出力
される楕円偏波が、偏波コントローラ2に送られる。偏
波コントローラ2は、λ/2波長板と、λ/4波長板と
を有し、この2板を回転調整することにより、入射偏波
を、主軸から所望角度、例えば45度をなす直線偏波に
調整して、これを偏波スクランブラ3に入力し、この偏
波スクランブラ3において信号源4から送り込まれた信
号電圧により直線偏波を変調して、所望の特性を有する
信号光を出力する。このとき、偏波スクランブラに入力
される印加電圧に対し、偏光度(DOP)は電圧に依存
し、印加電圧V2 πにおいて最小値を示し、動作は、D
OPが最小になる印加電圧、V2 πにおいて行われる。
のものが知られている(Electronics Letters, 12th, M
ay, 1988, Vol.24, No.10, pp582〜583)。このバルク型
偏波スクランブラは、図1に示されているように透明な
複屈折性結晶に互に対向して配置された1対(又は2
対)の平板電極5を配置し、この電極5に信号電圧を供
給するものである偏波スクランブラ3において変調され
た偏光はコネクター6を経て出力される。
偏波スクランブラには下記の問題点がある。 平行平板電極を使用するため高速化および低電圧化
が困難である。 偏波コントローラにおけるλ/2波長板とλ/4波
長板の回転調整において、正確な動作状態にするための
調整が難かしい。 入射偏波が変動するため、偏波スクランブラにおい
て、安定した動作状態を保持することが困難である。
知られている(Journal of Lightwave Technology, Vo
l.11, No.7, pp1151 〜1157, 1993 July)。このような
導波路型偏波スクランブラは、光導波路の真上に配置さ
れた電極と、その両側に配置された電極を有するもので
あって、この真上の電極と、両側電極の一つとの間に信
号電圧を印加し、それによって、導波路に入射された光
偏波を変調する。しかし、この従来の偏波スクランブラ
には、 高い動作電圧を必要とする(特にr22につい
て)。 入力偏波の調整が難かしく、安定動作が困難であ
る。 応答周波数が低い。 などの問題点がある。
来から採用されている「主軸から45°の角度だけ回転
角をずらす」という手法では、2つの主軸の伝搬損失、
モードフィールドが異なるため高い偏光変調性能を得る
ことができない。このため、この伝搬損失、およびモー
ドフィールドなどを考慮して、主軸から45°±15°
の範囲で調整することが必要である。
ee of Polarization, DOP)が最小になるV2 π電圧が低
く、従って、動作電圧を低くすることができ、DOP最
小値が小さく、かつ入力偏波の調整が容易で、かつ動作
が安定している偏波スクランブラを提供しようとするも
のである。
ラは、電気光学効果を有する光導波路素子と、前記光導
波路素子の入射端側に配設された入射側光路部と、前記
光導波路素子の出射端側に配設された出射側光路部とか
らなる偏波スクランブラにおいて、前記入射側光路部が
少なくとも入射側光ファイバ部と微小偏光子とを有し、
前記光導波路素子の入射端側での入射偏波が、光の進行
方向に対する法線面内において前記光導波路素子の主軸
に対して、所定の回転角をもって直線偏波で入射するよ
うに入射側光路部を配設したことを特徴とするものであ
る。
所定回転角が45°±15°の範囲にあらかじめ初期調
整されたものであることが好ましい。
射側光路部の入射側光ファイバ部は、偏波保存ファイバ
から構成されていてもよい。
出射側光路部は、シングルモード光ファイバ又は分散光
ファイバから構成されていてもよい。
微小偏光子は、前記光導波路素子の入射端に配置されて
いてもよく、又は、前記入射側光路部の中間に配置され
ていてもよく、又は、前記入射側光路部の入射端に配置
されていてもよい。
を有する。図2において基板11はLiNbO3 (L
N)からなり、その表面部に光導波路12が形成され、
その上に信号電極13が形成され、その両側にアース電
極14a,14bが配置されている。これらの電極1
3,14a,14bは、図示のように連結され、これに
信号源15から信号電圧が印加される。
素子に、図3に示されているように、光の進行方法に対
する法線面内において、光導波路素子の主軸(X,TM
方向、LN基板に垂直な方向)に対して45°±15°
の直線偏光が入射される。これに、電圧を印加すること
により一方の偏波成分の屈折率が変化し、偏波の波形が
変化する。すなわち、図4および図5に示されているよ
うに、印加電圧に応じて偏波は、45°±15°の直線
偏波から、円偏波に変化し、45°±90°±15°の
直線偏波に変化し、円偏波に変化しさらに45°±15
°の直線偏波に変化する。すなわち、印加電圧の波形は
図5Bに示されたものであり印加電圧がX→X+2Vπ
→Xの変化により図4,5Aに示されているような偏波
変調された出力光が得られる。
し、かつ高速に動作することによって、偏波の変動によ
って生ずるフェーディングなどの外乱の影響を抑圧する
ことができる。
グストロームの厚さのAl層)と誘電体層(例えば数千
オングストロームの厚さのSiO2 層)を交互に積層し
た構造を有するもの、又は、金属微粒子(例えばAg又
はCu)を誘電体(例えばガラス)中に分散させた構造
を有するものであって、5mm以下の幅と、5mm以下の長
さと、1mm以下の厚さの微小寸法を有している。
偏光子は、光導波路素子の入射端に配置されていてもよ
いし、入射側光路部の中間に配置されていてもよいし、
或は入射側光路部の入射端に配置されていてもよい。
路型偏波スクランブラに、主軸から45°±15°の偏
波を入射することができる。スクランブラに変調信号を
印加すると、印加電圧2Vπにおいて最小の偏光度を示
す。この最小偏光度を、ミニマムDOPと記す。従来の
偏波スクランブラにおいて、45°偏波を入射する場
合、ミニマムDOP(偏光度)値は10%程度である
が、本発明により最適位置調整を行うことにより、ミニ
マムDOPの最大値は5%以下にすることができる。D
OP値は、下記式(I):
ラメータを表わす〕 偏波スクランブラの特性値としては、DOPが低いこと
が好ましい。
図6に示す。回転角とは、光の進行方向に対する法線面
を基準とする直線偏波の回転角を示す。図6中、最大
値、最小値は、いづれも測定中の最大値および最小値を
示し、A,B,Cは、複数回の測定においてのミニマム
DOPの値であり、実線(I)はミニマムDOPの最大
値を表わし、破線(II)はミニマムDOPの最小値を表
わし、点線(III)は最大値と最小値の差を表わす。
との関係の一例を示す。図7において光ファイバ位置
(μm)とは、ミニマムDOP値が最小となる最適位置
をゼロとして光の進行方向に対して垂直な方向の距離
(μm)を表わし、実線(I)、破線(II)および点線
(III)は、それぞれ図6と同一のものを示す。
球図並びにその説明は、例えば特開平4−229842
号、図4、図5、図6および〔0020〕〜〔002
5〕項に記載されている。
ラが構成される。すなわち、図8において、光源(図示
されていない)に連結しているコネクタ21と、光導波
路型光素子22とは偏波保存ファイバ(PMF)、又は
シングルモードファイバ(SMF)、又は、分散シフト
ファイバ(DSF)23により連結され、光素子22の
入射端24に偏光子25が配置されている。コネクタ2
1と光素子22との間に入射側光路部が配置され、光素
子22とコネクタ27との間に出射側光路部が配置され
る。光素子22の入射端に、偏光子25が直接接合され
ていてもよい。コネクタ21からは偏波保存ファイバの
偏波保持軸に対して直線偏波が送り込まれ、偏光子25
により更に高い直線偏波に消光され光素子22に入射さ
れる。光素子22において、これに付加された信号電圧
により、直線偏光が変調される。こゝで偏波変調された
偏光波が、光素子22からSMF又はDSF26および
コネクタ27を経て出射される。このような偏光子の配
置には、高い消光比の直線偏波が得られるため高い性能
が得られるという特長がある。
21と光素子22との間に配置され、コネクタ21と光
ファイバ23aにより、また、光素子22とは光ファイ
バ23bにより連結される。このような偏光子の配置に
は高い消光比の直線偏波が得られるため高性能が得ら
れ、かつ、モジュール製作が容易であるという特長があ
る。
タ21の出力端(すなわち、光ファイバの入射端)に連
結されている。このような偏光子の配置には高い消光比
の直線偏波が得られるため高性能が得られ、モジュール
製作が容易でかつ、部品が安価になるという特長があ
る。
ることにより高速、低電圧動作が可能になり、20GH2
以上の高速スクランブリングが可能となる。 高性能微小偏光子を入射側に用い、偏波スクランブ
ラ入射側ファイバの回転及び位置を最適に調整すること
により初期調整の不要なデバイス製作が可能になる。主
軸から45°に傾けた後、最適なずれ補正を行なわなけ
れば、高い性能を得ることができない。 入射側に高性能微小偏光子を用いることにより入射
側で生じる偏波変動により、動作が不安定になることも
なく、高い性能で、安定な状態を保持することができ
る。 上述の本発明により、高速、高性能、高安定な偏波スク
ランブラの提供が可能になる。
を示す説明図。
る光導波路型光素子の一例の構成を示す説明図。
を示す説明図。
を示す説明図。
る偏波の変化と、印加電圧との関係を示す説明図。図5
(B)は、上記偏波の変化と、印加電圧波形との関係を
示す説明図。
すグラフ。
係を示すグラフ。
成を示す説明図。
構成を示す説明図。
に他の例の構成を示す説明図。
Claims (7)
- 【請求項1】 電気光学効果を有する光導波路素子と、
前記光導波路素子の入射端側に配設された入射側光路部
と、前記光導波路素子の出射端側に配設された出射側光
路部とを有し、 前記入射側光路部が、少なくとも入射側光ファイバ部と
微小偏光子とを有し、前記光導波路素子の入射端側にお
ける入射偏波が、光の進行方向に対する法線面内におい
て前記光導波路素子の主軸に対して、所定の回転角をも
って直線偏波で入射するように入射側光路部を配設した
ことを特徴とする偏波スクランブラ。 - 【請求項2】 前記所定回転角が45°±15°の範囲
にあらかじめ初期調整されたものであることを特徴とす
る請求項1に記載の偏波スクランブラ。 - 【請求項3】 前記入射側光路部の入射側光ファイバ部
が、偏波保存ファイバから構成されていることを特徴と
する請求項1又は2に記載の偏波スクランブラ。 - 【請求項4】 前記出射側光路部が、シングルモード光
ファイバ又は分散光ファイバから構成されていることを
特徴とする請求項1〜3のいづれか1項に記載の偏波ス
クランブラ。 - 【請求項5】 前記微小偏光子が、前記光導波路素子の
入射端に配置されている、請求項1〜4のいづれか1項
に記載の偏波スクランブラ。 - 【請求項6】 前記微小偏光子が、前記入射側光路部の
中間に配置されている、請求項1〜4のいづれか1項に
記載の偏波スクランブラ。 - 【請求項7】 前記微小偏光子が、前記入射側光路部の
入射端に配置されている、請求項1〜4のいづれか1項
に記載の偏波スクランブラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6187374A JP2872048B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 偏波スクランブラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6187374A JP2872048B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 偏波スクランブラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0854590A JPH0854590A (ja) | 1996-02-27 |
JP2872048B2 true JP2872048B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=16204896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6187374A Expired - Lifetime JP2872048B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 偏波スクランブラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2872048B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10206661A (ja) * | 1997-01-28 | 1998-08-07 | Fujitsu Ltd | 偏波スクランブラ及びそれを用いた光集積回路 |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP6187374A patent/JP2872048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0854590A (ja) | 1996-02-27 |
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