JP5215957B2

JP5215957B2 - 光偏波ダイバーシティモジュール及び光学装置

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Publication number: JP5215957B2
Application number: JP2009181272A
Authority: JP
Inventors: 文博海老澤; 博照井; 賢哉鈴木
Original assignee: NTT Electronics Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-08-04
Also published as: JP2011033914A

Description

本発明は、光偏波ダイバーシティモジュール及びこれを備える光学装置に関する。

液晶など複屈折性を有する材料を用いた光学素子では光素子への入射光の偏波を制御する必要があるために光偏波ダイバーシティの技術が広く用いられている（例えば、特許文献１を参照。）。図１は、従来の光偏波ダイバーシティモジュールの基本構成図である。この光偏波ダイバーシティモジュールは、光ファイバ６０２からの光を光コリメータ６０４を用いて複屈折性結晶６１０に入射している。複屈折性結晶６１０は、入射された入力光ビーム６０６を常光線６１４と異常光線６１６とに分岐する。１／２波長板６１８は、複屈折性結晶６１０から出力される異常光線の偏波方向を９０度回転する。このため、光偏波ダイバーシティモジュールは偏波の揃った２つの光を出力する。

米国公開公報２００８／００８７３７８

光コリメータ６０４のコリメータレンズは、光ファイバ６０２に比べてその直径が大きい。このため、光コリメータ６０４が出力する入力光ビーム６０６のビーム直径は約１ｍｍ程度となる。入力光ビーム６０６を完全に偏波分離するためには光伝搬方向に１０ｍｍ以上の長さの複屈折性結晶が必要になる。このように複屈折性結晶のサイズが大きいため、従来の光偏波ダイバーシティモジュールは大きさを小さくすることが困難であり、低価格での製造が困難という課題があった。

前記課題を解決するために、本発明は、小型且つ低価格の光偏波ダイバーシティモジュール及びこれを備える光学装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、屈折率分布レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を先端に接続したシングルモード光ファイバを用い、複屈折性結晶の端面に、このレンズ付きシングルモード光ファイバの先端を突き当てた構造とした。

具体的には、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、シングルモード光ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した、少なくとも１本のレンズ付ファイバと、前記レンズ付ファイバの前記屈折率分布レンズの他端が１の端面に突き当てられた１つの複屈折性結晶と、を備える。

屈折率分布レンズ先端からのビーム直径が従来のレンズ比べて小さいために、複屈折性結晶の長さを短くすることができる。従って、本発明は、小型且つ低価格の光偏波ダイバーシティモジュールを提供することができる。

また、Ｖ溝基板を用意し、ＧＲＩＮレンズを先端に接続したシングルモード光ファイバをＶ溝に配置し、同Ｖ溝基板の一部を掘り込み、そこに複屈折性結晶を配置し、その複屈折性結晶の端面にレンズ先端を突き当てる構造とすれば、実装も容易である。

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に接触して配置される石英板と、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板と、をさらに備える。

１／２波長板は透過する光の偏波を９０度回転する。このため、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、複屈折性結晶で偏波分離された２つの光ビームの偏波を揃えて出力することができる。

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、２ｎ（ｎは自然数）個の屈折率分布レンズを含むレンズアレイをさらに備えており、前記レンズアレイの２ｎ−１番目の屈折率分布レンズは、前記石英板のうち、前記複屈折性結晶内の一方の光路にあたる部分に突き当てられており、前記レンズアレイの２ｎ番目の屈折率分布レンズは、前記１／２波長板のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に突き当てられていることを特徴とする。

レンズアレイのＧＲＩＮレンズアレイは、石英板や１／２波長板から入射する光を集光して出力し、あるいは外部からの光を集光して石英板や１／２波長板を介して複屈折性結晶内の光路に結合することができる。このため、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、外部の光導波路に直接接続することができ、ファイバレス構造が実現できる。従って、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、全体をさらに小型化することができる。

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した第１レンズ付偏波保持ファイバと、偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続し、伝搬する光の偏波を９０度回転させる第２レンズ付偏波保持ファイバと、を更に備えており、前記第１レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に突き当てられ、前記第２レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に突き当てられていることを特徴とする。

偏波保持ファイバの一方が伝搬する光の偏波を９０度回転させるため、１／２波長板を用いなくても、出力する光の偏波を揃えることができる。

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶は、結晶軸が前記レンズ付ファイバからの光の光軸に対して４５度の角度を持つ。効率よく偏波分離することができる。

本発明に係る光学装置は、前記光偏波ダイバーシティモジュールと、前記光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶で常光線と異常光線に分離された２つの光ビームの組が結合されるアレイ導波路回折格子と、前記アレイ導波路回折格子で波長毎に分波され、出力された複数の光を選択的に反射する反射型液晶素子と、を備える。

前記光偏波ダイバーシティモジュールは小型かつ低価格であるため、この光偏波ダイバーシティモジュールを備える光学素子も小型化及び低価格化することができる。

本発明は、小型且つ低価格の光偏波ダイバーシティモジュールを提供することができる。

従来の光偏波ダイバーシティモジュールの基本構成図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールに用いられるレンズ付ファイバを説明する図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュール及び光学装置を説明する図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの製造工程を説明する図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの製造工程を説明する図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの製造工程を説明する図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールが備える石英板及び１／２波長板を説明する図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュール及び光学装置を説明する図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図２は、本実施形態の光偏波ダイバーシティモジュールに用いられるレンズ付ファイバ１０１を説明する図である。レンズ付ファイバ１０１は、シングルモード光ファイバ１１の先端に同一直径のＧＲＩＮレンズ１２の一端を融着接続している。接続方法としては、融着接続の他、ＵＶ接着などでもよい。図２には、レンズ付ファイバ１０１が出力する光Ｌ０１のビーム直径の変化も示した。ＧＲＩＮレンズ１２はＮＡが０．１７程度、レンズ長が１ｍｍ程度である。ＧＲＩＮレンズ１２のレンズ先端のビーム直径はおよそ６７μｍ（強度１／ｅ^２での値）となり、レンズ端から１ｍｍ離れた位置のビーム直径は３４μｍ、さらにレンズ端から２ｍｍ離れた位置のビーム直径は６７μｍとレンズ先端部とほぼ同じになる。レンズ端から３ｍｍ離れた位置のビーム直径は１１９μｍとなり、その後は次第に広がっていく。レンズ端から約２ｍｍの範囲ではほぼ平行光と見なせ、その最大ビーム直径は６７μｍである。

本実施形態の光偏波ダイバーシティは、この平行光とみなせるレンズ端から約２ｍｍの範囲に複屈折性結晶及び１／２波長板を配置し、小型で低損失かつ安価であることを特徴としている。

図３は、本実施形態の光偏波ダイバーシティモジュール３０１及びこれを備える光学装置を説明する図である。光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、図２で説明したレンズ付ファイバ１０１と、レンズ付ファイバ１０１のＧＲＩＮレンズ１２の他端が端面１３Ａに突き当てられた１つの複屈折性結晶１３と、を備える。シングルモード光ファイバ１１からの光はＧＲＩＮレンズ１２に入り、コリメート光として、複屈折性結晶１３に入射される。複屈折性結晶１３は、イットリウム・バナデート（ＹＶＯ_４）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）などがあるが、ここでは複屈折性の大きなＹＶＯ_４を用いた。

ＹＶＯ_４の結晶軸Ａを図のように光の伝搬方向に対して４５°とすると、そのウォークオフ角度は１．５５μｍの波長の光で５．６９°となり図のように光偏波状態により２つの光ビーム（常光線Ｌ０２及び異常光線Ｌ０３）に分離する。複屈折性結晶１３の光伝搬方向の長さを２ｍｍとすると分離した光ビーム中心間距離は、端面１３Ｂでおよそ２００μｍとなる。端面１３Ｂにおける光ビーム中心からの光強度は、光がガウスビームとし、光ビーム中心の光強度に対する割合で表すと、光ビーム中心から６７μｍ離れたところで１３．５％、光ビーム中心から１３４μｍ離れたところで０．０３％、光ビーム中心から２００μｍ離れたところで０．０００００１５％となる。従って、光ビーム中心から２００μｍだけ離れれば、２つのビームは互いに独立したビームといえる。

また、光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、複屈折性結晶１３の他の端面のうち、複屈折性結晶１３内を伝搬する常光線Ｌ０２の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板１５と、複屈折性結晶１３の他の端面のうち、複屈折性結晶１３内の異常光線Ｌ０３の光路にあたる部分に接触して配置される石英板１４と、をさらに備える。石英板１４を配置することで以下の効果を得ることができる。１／２波長板１５の配置により生じた隙間に石英板１４が配置されるので、光偏波ダイバーシティモジュール３０１の機械的強度を高め、共振現象を防ぐことができる。

１／２波長板１５は、例えば、低次シングルプレート（厚さ９０μｍの水晶板）、０次ダブルプレート水晶板、あるいはポリイミド波長板である。石英板１４の材料は、２つに分離した光ビームの光学焦点をなるべく一致させるように、１／２波長板１５の屈折率に近い石英が好ましい。石英の代替としてボロシリケートクラウンガラス（ＢＫ７）でもよい。なお、１／２波長板１５が薄く、２つの光ビーム間に対する屈折率の影響が小さい場合は、石英板１４を挿入せず、ＵＶ接着剤で隙間を充填してもよい。

図３の光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、常光線Ｌ０２の光路側に１／２波長板１５、異常光線Ｌ０３の光路側に石英板１４を配置しているが、逆に配置してもよい。１／２波長板１５は、複屈折性結晶１３が偏波分離した光の一方を９０度偏波回転するため、２つの光ビームの偏波を一致させることができる。

さらに、光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、２個のＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）を含むレンズアレイ１６をさらに備える。ＧＲＩＮレンズ１６ｂは、石英板１４のうち、複屈折性結晶１３内の異常光線Ｌ０３の光路にあたる部分に突き当てられている。ＧＲＩＮレンズ１６ａは、１／２波長板１５のうち、複屈折性結晶１３内の常光線Ｌ０２の光路にあたる部分に突き当てられている。光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、外部に他のモジュールである反射液晶素子付ＡＷＧモジュール４０１が接続される。光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、レンズアレイ１６を備えることで、偏波分離した２つのビームをそれぞれ光回路４１の光導波路（４２ａ、４２ｂ）のコアに結合することができる。ここで、光導波路（４２ａ、４２ｂ）のコアのピッチは２００μｍである。

図３の光学装置は、光偏波ダイバーシティモジュール３０１と反射液晶素子付ＡＷＧモジュール４０１とを備える。例えば、反射型液晶素子付きのＡＷＧモジュール４０１は、可変光分散補償モジュールや波長選択スイッチ（ＷＳＳ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＳｅｌｅｃｔｉｖｅＳｗｉｔｃｈ）である。光導波路（４２ａ、４２ｂ）は入射された２本の光ビームをＡＷＧ４３に結合する。ＡＷＧ４３は端面から空間ビームＬ１１を放射する。空間ビームＬ１１は、レンズ４４で集光され、反射型液晶素子４５で位相変化または方位変化を受けて、再びレンズ４４を経由して、ＡＷＧ４３の端面に入射する。ＡＷＧ４３の端面に入射した空間ビームＬ１１は、逆の光路を通って、シングルモード光ファイバ１１に結合される。

反射型液晶素子付きのＡＷＧモジュール４０１は、反射型液晶素子４５の配向方向と光導波路（４２ａ、４２ｂ）に入射する光ビームの偏波方向を揃えることでシングルモード光ファイバ１１からどのような偏波方向の光が入射しても特性に影響を受けなくなる。

図４は、光偏波ダイバーシティモジュール３０１の構造を説明する斜視図である。レンズ付ファイバ１０１は、Ｖ溝基板５１のＶ溝５２に配置される。Ｖ溝基板５１は通常の単芯用ファイバブロックとほぼ同じ形状及び同じサイズである。Ｖ溝基板５１の先端部に段差が設けられ、長さ２ｍｍの複屈折性結晶１３が接着配置されている。ＧＲＩＮレンズ１２は、先端が複屈折性結晶１３に突き当たるようにガラス蓋５３で接着固定される。ＧＲＩＮレンズ１２の先端から複屈折性結晶１３に入射したビームは偏波状態によって常光線と異常光線に分離する。常光線が出射される複屈折性結晶１３の面には１／２波長板１５が配置され、異常光線が出射される複屈折性結晶１３の面には石英板１４が配置されている。さらに、１／２波長板１５から出射される光及び石英板１４から出射される光を集光するためにレンズアレイ１６は１／２波長板１５及び石英板１４に接触するように配置される。

光偏波ダイバーシティモジュール３０１は光導波路にファイバ接続するファイバブロックとほぼ同じ形状を有しているために同様の調芯装置に取り付けて、ＵＶ接着剤で接着固定できる。なお、図４では、図３で説明した光回路４１、レンズ４４及び反射型液晶素子４５を省略して表示している。

図５から図７は光偏波ダイバーシティモジュール３０１の製造工程を説明する図である。図５は第１工程を説明する図である。ホウケイ酸ガラス製のＶ溝基板５１の先端に段差を作り、掘り下げた部分の底部５１ａに複屈折性結晶１３であるＹＶＯ_４を接着剤で固定する。次にレンズ付ファイバ１０１のＧＲＩＮレンズ１２の先端を複屈折性結晶１３に突き当てながら、ホウケイ酸ガラス製のガラス蓋５３を被せて、ＵＶ接着剤で固定した。接着後、１１０℃程度、数時間の加熱処理を行った。

図６は第２工程を説明する図である。レンズアレイ１６は、ピッチ０．２ｍｍでＶ溝にＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）が配置されている。レンズアレイ１６は、厚さ０．３５ｍｍである。１／２波長板１５は、ＧＲＩＮレンズ１６ａを覆うようにＵＶ接着剤で貼り付ける。石英板１４は、ＧＲＩＮレンズ１６ｂを覆うようにレンズアレイ１６にＵＶ接着剤で貼り付ける。１／２波長板１５は、例えば、低次シングルプレート（厚さ９０μｍの水晶板）、０次ダブルプレート水晶板、あるいはポリイミド波長板である。石英板１４の厚さは１／２波長板１５の厚さとほぼ同じとした。

図７は、第３工程を説明する図である。レンズ付ファイバ１０１から光を入射し、複屈折性結晶１３の端面から出射されるビームがもっとも良く集光するようにレンズアレイ１６を調芯し、ＵＶ接着剤で固定した。ビームの集光の最適化はレンズアレイ１６後方にビームプロファイラーを配置して、ＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）から出射されるビーム形状を観察し、レンズアレイ１６の調芯を行った。

（実施形態２）
図８は、レンズ付ファイバ１０１を５本備える光偏波ダイバーシティモジュール３０２を説明する斜視図である。図４で説明したＶ溝基板５１とほぼ同じサイズの基板に、Ｖ溝間隔を０．４ｍｍとして５本のＶ溝を形成してＶ溝基板６１を作製した。複屈折性結晶１３は幅２ｍｍである。レンズアレイ１６’は、ＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）の組を５組配置した。ＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）は交互に配置され、レンズ中心間ピッチは０．２ｍｍである。

図９は、石英板１４’及び１／２波長板１５’を説明する図である。図９には、説明のため、レンズアレイ１６’及びＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）も破線で示している。１／２波長板１５’と石英板１４’は、図９のようにＧＲＩＮレンズ毎に１／２波長板１５’と石英板１４’とが交互に配置されるようにくし歯状に加工されたものである。１／２波長板１５’は、くし状の歯の部分がＧＲＩＮレンズ１６ａに結合される常光線の光路にあるように配置される。石英板１４’は、くし状の歯の部分がＧＲＩＮレンズ１６ｂに結合される異常光線の光路にあるように配置される。

１／２波長板１５’及び石英板１４’が配置されたレンズアレイ１６’を複屈折性結晶１３の出射面からの１０本の光ビームが良好に集光するように接着固定した。光偏波ダイバーシティモジュール３０２は、１０本の導波路コアを持つ光回路の端面に直接光結合することができる。光偏波ダイバーシティモジュール３０２の製造方法は図５から図７の説明と同じである。さらに任意の本数の多連光偏波ダイバーシティモジュールが可能である。

（実施形態３）
図１０は、本実施形態の光偏波ダイバーシティモジュール３０３及びこれを備える光学装置を説明する図である。偏波保持ファイバ７５ｂの先端に同一直径のＧＲＩＮレンズ７２ｂの一端を接続したレンズ付偏波保持ファイバ１０３と、偏波保持ファイバ７５ａの先端に同一直径のＧＲＩＮレンズ７２ａの一端を接続し、伝搬する光の偏波を９０度回転させるレンズ付偏波保持ファイバ１０２と、を更に備えており、レンズ付偏波保持ファイバ１０２のＧＲＩＮレンズ７２ａは、複屈折性結晶１３の他の端面１３Ｂのうち、複屈折性結晶１３内を伝搬する常光線Ｌ０２の光路にあたる部分に突き当てられ、レンズ付偏波保持ファイバ１０３のＧＲＩＮレンズ７２ｂは、複屈折性結晶１３の他の端面１３Ｂのうち、複屈折性結晶１３内の異常光線Ｌ０３の光路にあたる部分に突き当てられている。

光偏波ダイバーシティモジュール３０３と図３の光偏波ダイバーシティモジュール３０１との違いは、石英板１４、１／２波長板１５及びレンズアレイ１６の代替として、レンズ付偏波保持ファイバ（１０２、１０３）を備えていることである。なお、光偏波ダイバーシティモジュール３０３は、常光線Ｌ０２の光路側にレンズ付偏波保持ファイバ１０２、異常光線Ｌ０３の光路側にレンズ付偏波保持ファイバ１０３を配置しているが、逆に配置してもよい。図１０には光の偏波方向も示している。

複屈折性結晶１３で常光線Ｌ０２及び異常光線Ｌ０３に分離されるまでは、図３の説明と同様である。常光線Ｌ０２及び異常光線Ｌ０３はそれぞれＧＲＩＮレンズ７２ａ及びＧＲＩＮレンズ７２ｂで集光され、偏波保持ファイバ７５ａ及び偏波保持ファイバ７５ｂに入射される。

ＧＲＩＮレンズ７２ａと偏波保持ファイバ７５ａは融着接続され、ＧＲＩＮレンズ７２ｂと偏波保持ファイバ７５ｂは融着接続されている。偏波保持ファイバ７５ｂは偏光軸を保持するようにＶ溝に配置し、偏波保持ファイバ７５ａは９０度ツイストさせてＶ溝に配置する。これにより、偏波保持ファイバ７５ｂは光の偏波を回転せずに光導波路コア４２ｂに結合し、偏波保持ファイバ７５ａは光の偏波を９０度回転させて光導波路コア４２ａに結合する。このため、光回路４１へ入射する光の偏波方向は２つともに図１０の紙面に平行になる。光回路４１に入射された光は図３で説明したように反射型液晶素子付きのＡＷＧモジュール４０１を伝搬する。

図１１は、光偏波ダイバーシティモジュール３０３を説明する斜視図である。各部品の素材は図４の説明と同様である。Ｖ溝基板５１は２本のＶ溝５２が基板上に形成され、中央部に複屈折性結晶１３を配置するためのくぼみ５５が形成される。ＧＲＩＮレンズ１２をシングルモード光ファイバ１１に融着接続したレンズ付ファイバ１０１をＶ溝５２に配置し、複屈折性結晶１３をくぼみ５５に配置する。ここで、レンズ付ファイバ１０１のＧＲＩＮレンズ１２の先端を複屈折性結晶１３に突き当てる。さらに、ＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）を偏波保持ファイバ（７５ａ、７５ｂ）に融着接続したレンズ付偏波保持ファイバ（１０２、１０３）をくぼみ５５を挟んでレンズ付ファイバ１０１と反対側のＶ溝５２に配置する。偏波保持ファイバ７５ｂは偏光軸を保持するようにＶ溝５２に配置し、偏波保持ファイバ７５ａは９０度ツイストさせてＶ溝５２に配置する。最後に、レンズ付偏波保持ファイバ（１０２、１０３）のＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）の先端を複屈折性結晶１３に突き当て、ガラス蓋５３を被せて、ＵＶ接着剤で固定した。接着後、１１０℃程度、数時間の加熱処理を行った。

複屈折性結晶１３は偏波方向がＶ溝基板５１に垂直な光と平行な光を出力する。それぞれの光をＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）で集光し、偏波保持ファイバ（７５ａ、７５ｂ）に結合する。偏波保持ファイバ７５ａは偏波方向を９０度回転させるため、光偏波ダイバーシティモジュール３０３が出力する光の偏波方向は一致する。

光偏波ダイバーシティモジュール３０３は、図１１のように基板一体でＶ溝５２が作製されているため、ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）は自動的に一致し、パッシブアライン法で容易に実装可能である。

（実施形態４）
図１２は、光偏波ダイバーシティモジュール３０４を説明する斜視図である。光偏波ダイバーシティモジュール３０４と図１１の光偏波ダイバーシティモジュール３０３との違いは、光偏波ダイバーシティモジュール３０４には１／２波長板１５”、および石英板１４”が備えられており、偏波保持ファイバ７５ａの代替として偏波保持ファイバ７５ａ’が備えられていることである。偏波保持ファイバ７５ａ’は偏波保持ファイバ７５ｂ同様に偏波を回転させない。

Ｖ溝基板５１は０．２ｍｍピッチのＶ溝５２が２本配置されている。基板中央のくぼみ５５に複屈折性結晶１３を配置し、複屈折性結晶１３近傍の挿入溝５７に１／２波長板１５”、および石英板１４”を挿入する。複屈折性結晶１３側から見て１／２波長板１５”はＧＲＩＮレンズ７２ａを十分に覆うように配置する。複屈折性結晶１３側から見て石英板１４”はＧＲＩＮレンズ７２ｂを覆うように設置する。偏波保持ファイバ（７５ａ’、７５ｂ）のＸ軸（ｓｌｏｗ軸）をＶ溝基板５１の面に平行になるようにＶ溝５２に配置する。そして、ＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）の先端をそれぞれ１／２波長板１５”、石英板１４”に突き当て、ガラス蓋５３を被せてＵＶ接着剤で接着固定する。

光導波路接続面７７を図３で説明したような外部の光回路４１の光導波路端面に突き当て調芯して接着固定することで光回路４１に光偏波ダイバーシティモジュール３０４を適用できる。

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは光導波路と液晶素子を組み合わせた可変光分散補償モジュールや波長選択スイッチなどの入力部に用いることができる。

１１：シングルモード光ファイバ
１２：ＧＲＩＮレンズ
１３：複屈折性結晶
１３Ａ、１３Ｂ：端面
１４、１４’、１４”：石英板
１５、１５’、１５”：１／２波長板
１６：レンズアレイ
１６ａ、１６ｂ：ＧＲＩＮレンズ
４１：光回路
４２ａ、４２ｂ：光導波路
４３：ＡＷＧ
４４：レンズ
４５：反射型液晶素子
５１：Ｖ溝基板
５１ａ：底部
５２：Ｖ溝
５３：ガラス蓋
５５：くぼみ
５７：挿入溝
７２ａ、７２ｂ：ＧＲＩＮレンズ
７５ａ、７５ａ’、７５ｂ：偏波保持ファイバ
１０１：レンズ付ファイバ
１０２、１０３：レンズ付偏波保持ファイバ
３０１〜３０４：光偏波ダイバーシティモジュール

Claims

シングルモード光ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した、少なくとも１本のレンズ付ファイバと、
前記レンズ付ファイバの前記屈折率分布レンズの他端が１の端面に突き当てられた１つの複屈折性結晶と、
偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した第１レンズ付偏波保持ファイバと、
偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続し、伝搬する光の偏波を９０度回転させる第２レンズ付偏波保持ファイバと、
を備えており、
前記第１レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に突き当てられ、
前記第２レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に突き当てられていることを特徴とする光偏波ダイバーシティモジュール。
前記複屈折性結晶は、結晶軸が前記レンズ付ファイバからの光の光軸に対して４５度の角度を持つことを特徴とする請求項１に記載の光偏波ダイバーシティモジュール。
請求項１又は２に記載の光偏波ダイバーシティモジュールと、
前記光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶で常光線と異常光線に分離された２つの光ビームの組が結合されるアレイ導波路回折格子と、
前記アレイ導波路回折格子で波長毎に分波され、出力された複数の光を選択的に反射する反射型液晶素子と、
を備える光学装置。
シングルモード光ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した、少なくとも１本のレンズ付ファイバ、
前記レンズ付ファイバの前記屈折率分布レンズの他端が１の端面に突き当てられた１つの複屈折性結晶、及び
前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板
を備える光偏波ダイバーシティモジュールと、
前記光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶で常光線と異常光線に分離された２つの光ビームの組が結合されるアレイ導波路回折格子と、
前記アレイ導波路回折格子で波長毎に分波され、出力された複数の光を選択的に反射する反射型液晶素子と、
を備える光学装置。
シングルモード光ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した、少なくとも１本のレンズ付ファイバ、
前記レンズ付ファイバの前記屈折率分布レンズの他端が１の端面に突き当てられた１つの複屈折性結晶、
前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板、及び
前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記１／２波長板が配置されている光路と異なる前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に接触して配置される石英板
を備える光偏波ダイバーシティモジュールと、
前記光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶で常光線と異常光線に分離された２つの光ビームの組が結合されるアレイ導波路回折格子と、
前記アレイ導波路回折格子で波長毎に分波され、出力された複数の光を選択的に反射する反射型液晶素子と、
を備える光学装置。
シングルモード光ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した、少なくとも１本のレンズ付ファイバ、
前記レンズ付ファイバの前記屈折率分布レンズの他端が１の端面に突き当てられた１つの複屈折性結晶、
前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板、
前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記１／２波長板が配置されている光路と異なる前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に接触して配置される石英板、及び
２ｎ（ｎは自然数）個の屈折率分布レンズを含むレンズアレイ
を備える光偏波ダイバーシティモジュールと、
前記光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶で常光線と異常光線に分離された２つの光ビームの組が結合されるアレイ導波路回折格子と、
前記アレイ導波路回折格子で波長毎に分波され、出力された複数の光を選択的に反射する反射型液晶素子と、
を備える光学装置。
前記複屈折性結晶は、結晶軸が前記レンズ付ファイバからの光の光軸に対して４５度の角度を持つことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の光学装置。