JP3036610B2 - Polarization direction switch - Google Patents

Polarization direction switch

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JP3036610B2
JP3036610B2 JP12201492A JP12201492A JP3036610B2 JP 3036610 B2 JP3036610 B2 JP 3036610B2 JP 12201492 A JP12201492 A JP 12201492A JP 12201492 A JP12201492 A JP 12201492A JP 3036610 B2 JP3036610 B2 JP 3036610B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光導波回路部品のよう
な受動光回路部品の偏波特性を測定するために必要とな
る偏波方向の切り替えを行う偏波方向切り替え器に関
し、これはおもに光通信用または光情報処理用の導波路
型光部品製造における製品の評価に利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization direction switch for switching the polarization direction required for measuring the polarization characteristics of a passive optical circuit component such as an optical waveguide circuit component. Is mainly used for evaluation of products in the manufacture of waveguide type optical components for optical communication or optical information processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】光導波回路のような受動光回路部品で
は、その部品の偏波依存性をなくすことが非常に重要な
課題である。
2. Description of the Related Art In a passive optical circuit component such as an optical waveguide circuit, it is very important to eliminate the polarization dependence of the component.

【0003】例えば、Si基板の表面に石英系ガラスを
堆積させて作製された石英系光導波回路部品は、光ファ
イバとの整合性の良さと、その光損失の小ささから、実
用的な受動光回路部品としての実用化が期待されてい
る。このような受動光回路部品の最も重要な課題は、
「その特性が入力光の偏波状態によって変化しないこ
と。」である。なぜならば、現在既に敷設されている光
ファイバはほとんどがシングルモード光ファイバであ
り、その伝搬光はその光ファイバの外乱によって偏波状
態が安定しない。よって、この伝搬光を分岐や信号処理
するための受動光回路部品が偏波依存性を持っている
と、その機能も入力光の偏波状態によって安定しないこ
とになる。
For example, a silica-based optical waveguide circuit component manufactured by depositing a silica-based glass on the surface of a Si substrate has a practical passive-type component due to its good matching with an optical fiber and small optical loss. Practical application as optical circuit components is expected. The most important issues of such passive optical circuit components are:
"The characteristic does not change depending on the polarization state of the input light." This is because most of the optical fibers already laid at present are single mode optical fibers, and the polarization state of the propagating light is not stable due to disturbance of the optical fiber. Therefore, if the passive optical circuit component for branching or signal processing the propagating light has polarization dependence, its function will not be stable depending on the polarization state of the input light.

【0004】しかしながら、一般に基板表面に作製され
た光導波路は、その構造の異方性に起因して、基板面に
対して平行な方向、または垂直な方向に主軸を持つ複屈
折を有する。すなわち、基板面と平行な方向に電界成分
を持つTE偏波光と、基板面と垂直方向に電界成分を持
つTM偏波光との間で偏波依存性が存在する。導波路型
光部品を実用化するための最大の課題は、この偏波依存
性を解消することである。
However, in general, an optical waveguide formed on a substrate surface has birefringence having a principal axis in a direction parallel to or perpendicular to the substrate surface due to anisotropy of its structure. That is, polarization dependence exists between TE polarized light having an electric field component in a direction parallel to the substrate surface and TM polarized light having an electric field component in a direction perpendicular to the substrate surface. The biggest problem for putting a waveguide type optical component into practical use is to eliminate this polarization dependence.

【0005】導波路型光部品の偏波依存性解消法として
は、応力付与膜をレーザトリミングする方法、異種薄膜
を装荷する方法などが提案されている。しかし、精度良
くその偏波依存性を解消するためには、その偏波依存性
を精度良く、かつ容易に評価する測定装置が必要であ
る。
As a method for eliminating the polarization dependence of a waveguide type optical component, a method of laser trimming a stress applying film, a method of loading a different kind of thin film, and the like have been proposed. However, in order to eliminate the polarization dependence with high accuracy, a measuring device that accurately and easily evaluates the polarization dependence is required.

【0006】従来、導波路型光部品の偏波特性の評価に
は、以下の2つの方式があった。
Conventionally, there have been the following two methods for evaluating the polarization characteristics of a waveguide optical component.

【0007】(従来技術1)入力ファイバとして薄膜偏
光子付き偏波保持光ファイバを使用し、これを機械的に
回転させて導波路型光部品の偏波特性を評価する方式。
(Prior Art 1) A method in which a polarization maintaining optical fiber with a thin film polarizer is used as an input fiber, and this is mechanically rotated to evaluate the polarization characteristics of the waveguide type optical component.

【0008】(従来技術2)入力ファイバとして偏波保
持光ファイバを用いて、この中に1/2波長板を挿入
し、その角度を機械的に回転させることによって、導波
路型光部品の偏波特性を評価する方式。
(Prior Art 2) A polarization maintaining optical fiber is used as an input fiber, and a half-wave plate is inserted into the optical fiber and the angle is mechanically rotated. A method for evaluating wave characteristics.

【0009】図1は上記の従来技術の1の偏波特性評価
方式を採用した偏波特性測定装置の概略構成を示す。こ
こで、20は波長1.3μmの光源、21は波長1.5
5μmの光源、43および44はそれぞれ偏波保持光フ
ァイバ、3は光チャンネルセレクタ、42は「ラミポー
ル」(商標)の名前で市販されている薄膜偏光子を有す
る薄膜偏光子付き偏波保持光ファイバ、および41は光
ファイバ回転装置である。また、25は被測定試料とし
ての導波路型光部品、45はシングルモード光ファイ
バ、および31は被測定試料の光挿入損失を測定するた
めの光パワーメータである。この従来装置では、ラミポ
ール薄膜偏光子付き偏波保持光ファイバ42を被測定試
料25の入力ファイバとして使用する。これにより被測
定試料25への入力偏波状態を直接偏波に規定して、被
測定試料25の特性を評価することができる。さらに、
光ファイバ回転装置41により入力光ファイバ42を回
転させることにより、被測定試料25の入力偏波に対す
る依存性も評価することができる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a polarization characteristic measuring apparatus adopting the polarization characteristic evaluation method of the above-mentioned prior art. Here, 20 is a light source having a wavelength of 1.3 μm, and 21 is a light source having a wavelength of 1.5 μm.
5 μm light source, 43 and 44 are polarization maintaining optical fibers, respectively 3 is an optical channel selector, 42 is a polarization maintaining optical fiber with a thin film polarizer having a thin film polarizer marketed under the name of “Ramipol” (trademark) , And 41 are optical fiber rotating devices. 25 is a waveguide type optical component as a sample to be measured, 45 is a single mode optical fiber, and 31 is an optical power meter for measuring the optical insertion loss of the sample to be measured. In this conventional apparatus, a polarization maintaining optical fiber 42 with a Ramipole thin film polarizer is used as an input fiber of the sample 25 to be measured. Thus, the characteristics of the sample 25 to be measured can be evaluated by defining the input polarization state to the sample 25 to be measured as the direct polarization. further,
By rotating the input optical fiber 42 by the optical fiber rotating device 41, the dependence of the sample 25 to be measured on the input polarization can also be evaluated.

【0010】上記ラミポール(多層薄膜偏光子)は、図
2の符号53に示すように、金属薄膜と誘電体薄膜(S
iO2 )を交互に約200層ほど70μm重ね合わせた
ものを、厚み30μm程度に薄く切り出したものであ
る。この薄膜を光が通過するときには、金属薄膜に平行
な電界成分を持つ光は吸収され、金属薄膜に垂直な電界
成分を持つ光は透過される。この結果としてこの薄膜は
偏光子として機能する。この薄膜偏光子の長所は小型
で、かつ1.3μm〜1.6μmにわたる広い波長領域
で偏光子として機能することである。図2に示すよう
に、薄膜偏光子53の金属膜方向と偏波保持光ファイバ
51,52の主応力方向とを合わせて接続することによ
り、偏波保持光ファイバ52の出力端面から常に直線偏
波を出力させることができる。
The above-mentioned Ramipole (multilayer thin film polarizer) is composed of a metal thin film and a dielectric thin film (S
iO 2 ) is obtained by alternately stacking about 200 layers of 70 μm alternately and cutting it to a thickness of about 30 μm. When light passes through this thin film, light having an electric field component parallel to the metal thin film is absorbed, and light having an electric field component perpendicular to the metal thin film is transmitted. As a result, the thin film functions as a polarizer. The advantages of this thin film polarizer are that it is compact and functions as a polarizer in a wide wavelength range from 1.3 μm to 1.6 μm. As shown in FIG. 2, by connecting the direction of the metal film of the thin-film polarizer 53 and the direction of the main stress of the polarization maintaining optical fibers 51 and 52 together, the output end face of the polarization maintaining optical fiber 52 is always linearly polarized. Wave can be output.

【0011】図3は前記の従来技術2の偏波特性評価方
式を採用した偏波特性測定装置の概略構成を示す。ここ
で、61は光源、62はコリメートレンズ、63は1/
2波長板、64は集光レンズおよび65は偏波保持光フ
ァイバである。この従来装置では、被測定試料25の入
力光ファイバ65に1/2波長板63を挿入し、その1
/2波長板63の角度を回転させることにより、被測定
試料25の入力偏波状態を変化させ、その依存性を測定
する。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a polarization characteristic measuring apparatus employing the polarization characteristic evaluation method of the prior art 2. Here, 61 is a light source, 62 is a collimating lens, 63 is 1 /
A two-wavelength plate, 64 is a condenser lens, and 65 is a polarization maintaining optical fiber. In this conventional apparatus, a half-wave plate 63 is inserted into an input optical fiber 65 of a sample 25 to be measured, and
By rotating the angle of the half-wave plate 63, the input polarization state of the sample 25 to be measured is changed, and its dependence is measured.

【0012】そのため、まず前述の薄膜偏光子付き偏波
保持光ファイバ42で直線偏波状態を作り、その直線偏
波の光をコリメートレンズ62で空気中の平行ビームに
コリメートした後、1/2波長板63を通過させ、さら
に集光レンズ64で絞って偏波保持光ファイバ65に入
射する。この偏波保持光ファイバ65の出力端における
偏波状態は、1/2波長板63を回転することにより変
化させることができる。
Therefore, first, a linearly polarized state is created by the polarization maintaining optical fiber with a thin film polarizer 42 described above, and the linearly polarized light is collimated by a collimating lens 62 into a parallel beam in the air. The light passes through the wavelength plate 63, is further narrowed down by the condenser lens 64, and enters the polarization maintaining optical fiber 65. The polarization state at the output end of the polarization maintaining optical fiber 65 can be changed by rotating the half-wave plate 63.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術1の測定
装置の特徴は、広い光波長領域で被測定試料の偏波特性
を評価できる点にある。しかしながら、この測定装置で
は偏波特性を測定するために入力ファイバ42を回転さ
せなければならない。このときに必然的に生じる入力フ
ァイバ42の位置ズレによって、被測定試料25の偏波
特性の精密な評価は困難であるという問題があった。
The characteristic of the measuring apparatus of the prior art 1 is that the polarization characteristic of the sample to be measured can be evaluated in a wide light wavelength range. However, in this measuring device, the input fiber 42 must be rotated in order to measure the polarization characteristics. At this time, there is a problem that it is difficult to accurately evaluate the polarization characteristics of the sample 25 to be measured due to the positional shift of the input fiber 42 which necessarily occurs.

【0014】また、上記従来技術2の測定装置では、被
測定試料25への入力偏波状態を切り替えるときに入力
ファイバ65を動かす必要がない。よって、入力光の光
軸の変化がないため、あらかじめ1/2波長板63を回
転したときの光損失を測定しておけば、被測定試料25
の偏波特性の精密な評価が可能である。しかしながら、
この測定装置では、波長板63を用いているため、使用
できる光源の波長が、その波長板63によって限定され
るという問題があった。
Further, in the measuring device of the prior art 2, it is not necessary to move the input fiber 65 when switching the state of input polarization to the sample 25 to be measured. Therefore, since the optical axis of the input light does not change, if the optical loss when the half-wavelength plate 63 is rotated is measured in advance, the sample 25 to be measured can be measured.
It is possible to precisely evaluate the polarization characteristics of the. However,
In this measuring device, since the wavelength plate 63 is used, there is a problem that the wavelength of the light source that can be used is limited by the wavelength plate 63.

【0015】そこで、本発明の目的は、従来技術1と2
に示したような導波路型光部品の従来の偏波特性評価方
式における問題点を解消し、導波路型光部品の偏波特性
を、例えば1.3μmから1.6μmにわたる広い光波
長範囲で、かつ精密に評価することの可能な偏波方向切
り替え器を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the prior arts 1 and 2.
The problems in the conventional polarization characteristic evaluation method of the waveguide type optical component as shown in (1) are solved, and the polarization characteristic of the waveguide type optical component is changed to a wide optical wavelength ranging from 1.3 μm to 1.6 μm, for example. An object of the present invention is to provide a polarization direction switcher which can be evaluated within a range and precisely.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の偏波方向切り替え器は、N×2光空間スイ
ッチと、2×2偏波保持光結合器と、これらを結ぶ2本
の偏波保持光ファイバとを有し、かつ前記2本の偏波保
持光ファイバの一方のファイバが他方のファイバに対し
て90度ひねられて取付けられていることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a polarization direction switch of the present invention comprises an N × 2 optical space switch, a 2 × 2 polarization maintaining optical coupler, and two , And one of the two polarization-maintaining optical fibers is attached by being twisted by 90 degrees with respect to the other fiber.

【0017】また、本発明はその一形態として、前記2
×2偏波保持光結合器が、マッハツェンダ光干渉計の構
造を有する導波路型波長無依存カップラであって、前記
2本の偏波保持光ファイバ中にそれぞれ薄膜偏光子が挿
入されていることを特徴とする。
Further, the present invention provides, as an embodiment thereof,
The × 2 polarization maintaining optical coupler is a waveguide type wavelength-independent coupler having a structure of a Mach-Zehnder optical interferometer, and a thin film polarizer is inserted in each of the two polarization maintaining optical fibers. It is characterized by.

【0018】[0018]

【作用】上記のように、本発明の偏波方向切り替え器は
N(任意の正の整数)×2光空間スイッチと2×2偏波
保持光結合器と、これらの間を結ぶ2本の偏波保持光フ
ァイバとから構成されており、その一方の偏波保持光フ
ァイバは他方の偏波保持光ファイバに対して90度ひね
られている。このため、光結合器に入射される偏波方向
は、2本の偏波保持光ファイバのどちらを伝搬したかに
よって90度異なる。よって、2×2偏波保持光結合器
の出力光の偏波方向を、N×2光空間スイッチの切り替
えによって90度回転させることができる。この偏波方
向切り替え器は偏波の回転機構として、偏波保持光ファ
イバのひねりを利用しているので波長依存性がない。
As described above, the polarization direction switch of the present invention comprises an N (arbitrary positive integer) × 2 optical space switch, a 2 × 2 polarization maintaining optical coupler, and two And a polarization-maintaining optical fiber, one of which is twisted 90 degrees with respect to the other. Therefore, the polarization direction incident on the optical coupler differs by 90 degrees depending on which of the two polarization maintaining optical fibers has propagated. Therefore, the polarization direction of the output light from the 2 × 2 polarization maintaining optical coupler can be rotated by 90 degrees by switching the N × 2 optical space switch. Since this polarization direction switch uses a twist of a polarization maintaining optical fiber as a polarization rotation mechanism, there is no wavelength dependency.

【0019】従って、本発明による偏波方向切り替え器
を使用した偏波特性評価装置では、その入力光の偏波方
向を切り替えるときに、評価する光部品(被測定試料)
と入力光ファイバとの相対的な位置変化が無いので、被
測定試料の精密な偏波特性を評価することができ、かつ
その偏波方向の切り替えに波長依存性がないので広い波
長範囲で偏波特性を評価することができる。
Therefore, in the polarization characteristic evaluation apparatus using the polarization direction switch according to the present invention, when switching the polarization direction of the input light, an optical component (sample to be measured) to be evaluated.
Since there is no relative position change between the optical fiber and the input optical fiber, it is possible to evaluate the precise polarization characteristics of the sample to be measured, and there is no wavelength dependence in the switching of the polarization direction. The polarization characteristics can be evaluated.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】図4は本発明の一実施例の偏波方向切り替
え器の概略構成を示す。本例の偏波方向切り替え器は、
光源(不図示)と結ぶ3本のラミポール薄膜偏光子付き
偏波保持光ファイバ2,3×2光空間スイッチとしての
反射鏡を利用した光チャンネルセレクタ3,2×2偏波
保持光結合器としての導波路型波長無依存カップラ1
2、およびこれら3と12を結ぶ2本のラミポール薄膜
偏光子付き偏波保持光ファイバ1とからなる。ラミポー
ル(商標名)薄膜偏光子13の構成は図2の符号53で
示したものと同様であるので、その詳細は省略する。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a polarization direction switch according to an embodiment of the present invention. The polarization direction switch of this example is
As a polarization maintaining optical fiber with three Ramipole thin film polarizers connected to a light source (not shown), as an optical channel selector using a reflecting mirror as a 3 × 2 optical space switch, as a 2 × 2 polarization maintaining optical coupler Waveguide Independent Coupler 1
2 and two polarization maintaining optical fibers 1 with Ramipole thin film polarizers connecting these 3 and 12. The configuration of the Ramipol (trade name) thin film polarizer 13 is the same as that shown by reference numeral 53 in FIG.

【0022】導波路型波長無依存カップラ12は、1.
2μmから1.6μmにわたってほぼ50%の結合率に
なるよう作製されたものを用いる。このカップラは、す
でにK.Jinguji等著“Mach−Zehnde
r Interferometer Type Opt
ical Waveguide Coupler wi
th Wavelength−flattened C
oupling Ratio.”(波長平滑化結合率を
有するマッハツェンダー干渉計型光導波路カップラ)E
lectron Lett. vol.26,No.1
7,p.1326,1990年発行に報告されているよ
うに、シリコン基板上に火炎堆積法とフォトリソグラフ
ィおよび反応性イオンエッチング法を用いて埋め込み型
シングルモードガラス導波路4,5,6,7,8,9を
作製したものである。このとき、この導波路のコアガラ
スには周囲のクラッドガラスよりも屈折率が0.3%高
くなるようゲルマニウムをドープしている。そのパター
ンはマッハツェンダ干渉計になっていて、2つの方向性
結合器10,11、2本の非対称な長さのアーム導波路
6,7、および2本ずつの入出力導波路4,5,8,9
とからなっている。
The waveguide-type wavelength-independent coupler 12 includes:
The one that is manufactured so as to have a binding rate of approximately 50% over 2 μm to 1.6 μm is used. This coupler has already been Jinguji et al., “Mach-Zehnde”
r Interferometer Type Opt
ical Waveguide Coupler wi
th Wavelength-flattened C
coupling Ratio. "(Mach-Zehnder interferometer type optical waveguide coupler having wavelength smoothing coupling rate) E
electron Lett. vol. 26, no. 1
7, p. 1326, published in 1990, a buried single mode glass waveguide 4,5,6,7,8,9 on a silicon substrate using flame deposition, photolithography and reactive ion etching. Was produced. At this time, the core glass of this waveguide is doped with germanium so that the refractive index is 0.3% higher than that of the surrounding clad glass. The pattern is a Mach-Zehnder interferometer, which has two directional couplers 10, 11, two asymmetric length arm waveguides 6, 7, and two input / output waveguides 4, 5, 8 respectively. , 9
It consists of

【0023】図4の導波路型波長無依存カップラ12の
特性を図5に示す。本図から導波路型波長無依存カップ
ラ12は1.3μm〜1.6μmの広い波長範囲で50
%の結合率になっているのがわかる。また、導波路型波
長無依存カップラ12は、その導波路に複屈折が存在す
るので、TE偏波とTM偏波との間でモードの変換はな
い。
FIG. 5 shows the characteristics of the waveguide type wavelength-independent coupler 12 shown in FIG. From this figure, it can be seen that the waveguide type wavelength-independent coupler 12 has 50
% Can be seen. Further, since the waveguide type wavelength-independent coupler 12 has birefringence in the waveguide, there is no mode conversion between the TE polarization and the TM polarization.

【0024】ラミポール薄膜偏光子付き偏波保持光ファ
イバ1,2においては、偏波保持光ファイバの主応力方
向の電界成分を有する光だけが透過される。チャンネル
セレクタ3と導波路型波長無依存カップラ12を結ぶ2
本のラミポール薄膜偏光子付き偏波保持光ファイバ1で
は、図4の符号A,Bに示すように、一方のファイバが
他方のファイバに比べて90度ファイバをひねった状態
になって取付けられている。
In the polarization maintaining optical fibers 1 and 2 with the Ramipole thin film polarizer, only light having an electric field component in the main stress direction of the polarization maintaining optical fiber is transmitted. 2 connecting the channel selector 3 and the waveguide type wavelength-independent coupler 12
In the polarization maintaining optical fiber 1 with a Ramipole thin-film polarizer, one fiber is twisted by 90 degrees as compared with the other fiber and attached as shown by reference numerals A and B in FIG. I have.

【0025】次に、図4の本実施例における偏波方向の
切り替え動作を説明する。図示しない光源からの任意の
光はラミポール薄膜偏光子付き偏波保持光ファイバ2を
通って、光チャンネルセレクタ3に直線偏波の状態で入
射される。光チャンネルセレクタ3では内部の反射鏡を
メカニカル(機械的)に移動することによって、その入
射光を2つの出力ポートのいずれかに出力させることが
できる。この時、いずれのラミポール薄膜偏光子付き偏
波保持光ファイバ1に出力されるかによって、導波路型
波長無依存カップラ12中での偏波モードが異なる。し
かし、導波路型波長無依存カップラ12では光波長によ
らず常にその結合率が50%であるから、どちらのラミ
ポール薄膜偏光子付き偏波保持光ファイバ1を経ていて
も、導波路型波長無依存カップラ12の出力光の強度は
等しい。
Next, the operation of switching the polarization direction in the embodiment of FIG. 4 will be described. Arbitrary light from a light source (not shown) passes through the polarization-maintaining optical fiber 2 with a Ramipole thin-film polarizer and is incident on the optical channel selector 3 in a linearly polarized state. In the optical channel selector 3, the incident light can be output to one of the two output ports by moving the internal reflecting mirror mechanically (mechanically). At this time, the polarization mode in the waveguide-type wavelength-independent coupler 12 differs depending on which Ramipole thin-film polarizer-attached polarization-maintaining optical fiber 1 is output. However, in the waveguide-type wavelength-independent coupler 12, the coupling ratio is always 50% regardless of the light wavelength. Therefore, the waveguide-type wavelength-independent coupler 1 does not require any waveguide through the polarization-maintaining optical fiber 1 with the Ramipole thin-film polarizer. The output light intensities of the dependent couplers 12 are equal.

【0026】よって、導波路型波長無依存カップラ12
の出力光に関していえば、光チャンネルセレクタ3を切
り替えることによって、光強度を変えずに、その偏波方
向を切り替えることができる。しかも、この偏波方向切
り替え器は波長板等を使用していないので、波長依存性
を持たないという特徴を有する。実際には、導波路型波
長無依存カップラ12の結合率は50%からわずかにず
れている。しかし、このことはあらかじめ後述のレファ
レンスをとることによって補正することができるので問
題はない。
Therefore, the waveguide type wavelength-independent coupler 12
As for the output light, the polarization direction can be switched by changing the optical channel selector 3 without changing the light intensity. In addition, since this polarization direction switch does not use a wave plate or the like, it has a characteristic that it has no wavelength dependency. Actually, the coupling ratio of the waveguide type wavelength-independent coupler 12 slightly deviates from 50%. However, there is no problem because this can be corrected by taking a reference described later in advance.

【0027】図6は図4の偏波方向切り替え器を組み込
んだ本発明による偏波特性測定装置の概略構成を示す。
受動光回路部品においてはその偏波依存性および波長依
存性を極力低減する必要がある。そのためには偏波特性
を広い波長範囲において精度良く測定する装置が必要で
ある。図6は広い波長領域で導波路型光部品の偏波特性
を精度良く測定するための本発明による測定系を示すも
のである。
FIG. 6 shows a schematic configuration of a polarization characteristic measuring apparatus according to the present invention incorporating the polarization direction switch of FIG.
In a passive optical circuit component, its polarization dependence and wavelength dependence must be reduced as much as possible. For that purpose, an apparatus for accurately measuring the polarization characteristics in a wide wavelength range is required. FIG. 6 shows a measurement system according to the present invention for accurately measuring the polarization characteristics of a waveguide optical component in a wide wavelength range.

【0028】本例の偏波特性測定装置は、波長1.3μ
mの光源20、波長1.55μmの光源21および白色
光源22から成る複数の光源、本発明による図4の構成
の偏波方向切り替え器23、被測定試料(導波路型光部
品)25と入力偏波保持光ファイバ26、出力シングル
モード光ファイバ27の光軸を合わせる位置合わせのた
めの自動調心装置24、参照光の光量を測定するための
光パワーメータ30、被測定試料25の光挿入損失を測
定するための光パワーメータ31、被測定試料25の透
過光のスペクトルを測定するための光スペクトラムアナ
ライザ32、その31と32のどちらの測定を行うかに
よって光路を切り替えるチャンネルセレクタ33、およ
びこれらの操作を管理するマイクロコンピュータ34か
らなる。28および29はシングルモード光ファイバで
ある。
The polarization characteristic measuring apparatus of this embodiment has a wavelength of 1.3 μm.
m, a 1.55 μm wavelength light source 21 and a white light source 22, a polarization direction switch 23 having the configuration of FIG. 4 according to the present invention, a sample to be measured (waveguide type optical component) 25 and an input. A polarization maintaining optical fiber 26, an automatic alignment device 24 for positioning the optical axis of the output single mode optical fiber 27, an optical power meter 30 for measuring the amount of reference light, and light insertion of the sample 25 to be measured. An optical power meter 31 for measuring a loss, an optical spectrum analyzer 32 for measuring a spectrum of transmitted light of the sample 25 to be measured, a channel selector 33 for switching an optical path depending on which of the measurements 31 and 32 is performed, and It comprises a microcomputer 34 for managing these operations. 28 and 29 are single mode optical fibers.

【0029】次に、本例における具体的な測定の仕方を
図6を参照して順を追って説明する。
Next, a specific method of measurement in this embodiment will be described step by step with reference to FIG.

【0030】まず、レファレンスをとる。そのため、被
測定試料25を取外して、その入出力ファイバ26,2
7を直接付き当て、光パワーメータ30と光パワーメー
タ31の両出力の差をマイクロコンピュータ34を用い
て測定する。このレファレンスの測定を、3×2光チャ
ンネルセレクタ3の入出力端子の、I1 −O1 ,I1
2 ,I2 −O1 ,I2 −O2 ,I3 −O1 ,I3 −O
2 をそれぞれ結んだ6つの状態に対して、それぞれ行
う。これは導波路型波長無依存カップラ12や、光チャ
ンネルセレクタ3が僅かに持つ波長依存特性や偏波依存
性を補償するためのものである。
First, a reference is taken. Therefore, the sample 25 to be measured is removed, and the input / output fibers 26, 2 are removed.
7 is directly applied, and the difference between both outputs of the optical power meter 30 and the optical power meter 31 is measured using the microcomputer 34. The measurement of this reference is performed using I 1 -O 1 and I 1- of the input / output terminals of the 3 × 2 optical channel selector 3.
O 2 , I 2 -O 1 , I 2 -O 2 , I 3 -O 1 , I 3 -O
This is performed for each of the six states where the two are connected. This is for compensating the wavelength-dependent characteristics and the polarization-dependent characteristics of the waveguide-type wavelength-independent coupler 12 and the optical channel selector 3.

【0031】次に、被測定試料25を自動調心装置24
の入出力ファイバ26,27の間にセットする。この
時、入力偏波保持光ファイバ26の主応力の方向が被測
定試料25の基板面に水平または垂直になるようセット
する。この状態で、自動調心装置24を駆動して3つの
光軸を整合し、被測定試料25に対する入出力ファイバ
26,27の光軸を固定する。
Next, the sample 25 to be measured is moved to the automatic alignment device 24.
Is set between the input and output fibers 26 and 27 of FIG. At this time, the input polarization maintaining optical fiber 26 is set so that the direction of the main stress is horizontal or vertical to the substrate surface of the sample 25 to be measured. In this state, the self-aligning device 24 is driven to align the three optical axes, and the optical axes of the input / output fibers 26 and 27 with respect to the sample 25 to be measured are fixed.

【0032】次に、目的に応じた光源を20,21,2
2の中から1つ選び、その2つの偏波(TE偏波、TM
偏波)に対する特性を、光チャンネルセレクタ3の出力
1またはO2 を選択することによって、それぞれ測定
する。ただし、この測定は光パワーメータ30と光パワ
ーメータ31の差を測定することである。この測定結果
をあらかじめ測定しておいたレファレンスで補償するこ
とにより、その精密な評価が実現できる。
Next, light sources 20 and 21 and 2 according to the purpose are used.
2 and select one of the two polarizations (TE polarization, TM
The polarization (polarization) is measured by selecting the output O 1 or O 2 of the optical channel selector 3, respectively. However, this measurement is to measure the difference between the optical power meter 30 and the optical power meter 31. By compensating this measurement result with a reference measured in advance, a precise evaluation can be realized.

【0033】以上では偏波保持光結合器として、導波路
型波長無依存カップラ12を用いる例を説明してきた
が、この代わりに2本の偏波保持光ファイバを融着した
偏波保持光ファイバカップラを代用することも可能であ
ることを付記しておく。
In the above, an example in which the waveguide type wavelength-independent coupler 12 is used as the polarization maintaining optical coupler has been described. Instead, a polarization maintaining optical fiber obtained by fusing two polarization maintaining optical fibers is used. Note that it is also possible to substitute a coupler.

【0034】さらに、偏波保持光結合器12として、偏
波保持したまま光路を切り替えることのできる2×2の
光空間スイッチ、例えば反射鏡を用いた光チャンネルセ
レクタを代用することも可能であることを付記してお
く。
Further, as the polarization maintaining optical coupler 12, it is possible to substitute a 2 × 2 optical space switch capable of switching the optical path while maintaining the polarization, for example, an optical channel selector using a reflecting mirror. Please note that.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏波の回転機構として、偏波保持光ファイバの90度ひ
ねりを利用しているので波長依存性がない、すなわち光
波長に存在せず偏波方向を切り替えることのできる、偏
波方向切り替え器が得られる。
As described above, according to the present invention,
As a polarization rotation mechanism, a 90 degree twist of the polarization maintaining optical fiber is used, so there is no wavelength dependency, that is, a polarization direction switcher which can switch the polarization direction without being present in the optical wavelength. can get.

【0036】従って、本発明による偏波方向切り替え器
を利用した偏波特性測定装置を使用することにより、
1.3μmから1.6μmにわたる広い光波長領域で使
用する導波路型光部品の製造、偏波特性の精密な評価が
可能である。さらにこの評価により厳密に偏波特性を抑
制した光導波回路部品を製造することができる。
Therefore, by using the polarization characteristic measuring device using the polarization direction switch according to the present invention,
It is possible to manufacture waveguide type optical components used in a wide optical wavelength range from 1.3 μm to 1.6 μm, and to accurately evaluate polarization characteristics. Further, by this evaluation, it is possible to manufacture an optical waveguide circuit component whose polarization characteristics are strictly suppressed.

【0037】換言すれば、本発明による偏波方向切り替
え器を使用した偏波特性評価装置では、その入力光の偏
波方向を切り替えるときに、評価する光部品(被測定試
料)と入力光ファイバとの相対的な位置変化が無いの
で、被測定試料の精密な偏波特性を評価することがで
き、かつその偏波方向の切り替えに波長依存性がないの
で広い波長範囲で偏波特性を評価することができる。
In other words, in the polarization characteristic evaluation apparatus using the polarization direction switch according to the present invention, when switching the polarization direction of the input light, the optical component to be evaluated (sample to be measured) and the input light Since there is no relative position change with the fiber, it is possible to evaluate the precise polarization characteristics of the sample to be measured.Because there is no wavelength dependence in switching the polarization direction, the polarization characteristics can be measured over a wide wavelength range. Sex can be evaluated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来技術1の導波路型光部品の偏波特性装置を
示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a polarization characteristic device of a waveguide type optical component according to Prior Art 1.

【図2】図1のラミポール薄膜偏光子付き偏波保持光フ
ァイバの構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a polarization maintaining optical fiber with a Ramipole thin film polarizer of FIG.

【図3】従来技術2の導波路型光部品の偏波特性装置を
示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a polarization characteristic device for a waveguide-type optical component according to Prior Art 2.

【図4】本発明の一実施例の偏波方向切り替え器を示す
概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a polarization direction switch according to one embodiment of the present invention.

【図5】図4の導波路型波長無依存カップラの結合率の
波長特性を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a wavelength characteristic of a coupling rate of the waveguide type wavelength-independent coupler of FIG. 4;

【図6】図4の偏波方向切り替え器を利用した広い波長
領域における偏波特性測定装置の構成を示す概略構成図
である。
6 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a polarization characteristic measuring device in a wide wavelength range using the polarization direction switch of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ラミポール薄膜偏光子付き偏波保持光ファイバ 2 ラミポール薄膜偏光子付き偏波保持光ファイバ 3 光チャンネルセレクタ(3×2光空間スイッチ) 4,5,8,9 導波路型波長無依存カップラの入出力
導波路 6,7 導波路型波長無依存カップラのアーム導波路 10,11 導波路型波長無依存カップラの3dB方向
性結合器 12 導波路型波長無依存カップラ(2×2偏波保持光
結合器) 13,53 ラミポール薄膜偏光子 20 波長1.3μmの光源 21 波長1.55μmの光源 22 白色光源 23 本発明の偏波方向切り替え器 24 導波路型光部品と入出力ファイバとの位置合わせ
を行う自動調心装置 25 被測定試料としての導波路型光部品 26 偏波保持光ファイバ 27,28,29 シングルモード光ファイバ 30 参照光の光量を測定するための光パワーメータ 31 被測定試料の光挿入損失を測定するための光パワ
ーメータ 32 光スペクトラムアナライザ 33 チャンネルセレクタ 34 マイクロコンピュータ
1 Polarization-maintaining optical fiber with Ramipole thin-film polarizer 2 Polarization-maintaining optical fiber with Ramipole thin-film polarizer 3 Optical channel selector (3 × 2 optical space switch) 4, 5, 8, 9 Incorporation of waveguide-type wavelength-independent coupler Output waveguide 6,7 Arm waveguide of waveguide type wavelength independent coupler 10,11 3dB directional coupler of waveguide type wavelength independent coupler 12 Waveguide type wavelength independent coupler (2 × 2 polarization maintaining optical coupling) 13,53 Ramipole thin film polarizer 20 1.3 μm wavelength light source 21 1.55 μm wavelength light source 22 White light source 23 Polarization direction switcher of the present invention 24 Positioning of waveguide type optical component and input / output fiber Automatic alignment device 25 to be performed 25 Waveguide type optical component as sample to be measured 26 Polarization maintaining optical fiber 27, 28, 29 Single mode optical fiber 30 Light of reference light An optical power meter 32 the optical spectrum analyzer 33 channel selector 34 microcomputer for measuring the optical insertion loss of the optical power meter 31 the measurement sample for measuring the

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 N×2光空間スイッチと、2×2偏波保
持光結合器と、これらを結ぶ2本の偏波保持光ファイバ
とを有し、 かつ前記2本の偏波保持光ファイバの一方のファイバが
他方のファイバに対して90度ひねられて取付けられて
いることを特徴とする偏波方向切り替え器。
1. An N × 2 optical space switch, a 2 × 2 polarization-maintaining optical coupler, and two polarization-maintaining optical fibers connecting them, and the two polarization-maintaining optical fibers Characterized in that one of the fibers is twisted by 90 degrees with respect to the other fiber.
【請求項2】 前記2×2偏波保持光結合器が、マッハ
ツェンダ光干渉計の構造を有する導波路型波長無依存カ
ップラであって、 前記2本の偏波保持光ファイバ中にそれぞれ薄膜偏光子
が挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の偏
波方向切り替え器。
2. The 2 × 2 polarization-maintaining optical coupler is a waveguide-type wavelength-independent coupler having a structure of a Mach-Zehnder optical interferometer, wherein each of the two polarization-maintaining optical fibers has a thin film polarization. The polarization direction switch according to claim 1, wherein a probe is inserted.
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