JP5718986B2 - 多機能導波路格子を有するコヒーレント光検出器 - Google Patents

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本出願の主題は、2008年8月28日に出願した「Monolithic Coherent Optical Detectors」という名称の米国特許出願第12/229,983号の主題、および2008年12月18日に出願した「Optical Mixer for Coherent Detection of Polarization−Multiplexed Signals」という名称の米国特許出願第12/338,492号の主題に関連し、そのどちらも参照によってその全体が本明細書に組み込まれている。
本発明は、光通信装置に関し、より具体的には、限定しないが、光受信機用のコヒーレント検出器に関する。
本セクションは、(1つまたは複数の)本発明のより十分な理解を容易にするのに役立つ可能性がある態様を紹介する。したがって、本セクションの記述は、この観点から読まれるべきであり、何が先行技術で、または何が先行技術でないかを認めるものとして理解されるべきでない。
コヒーレント光検出方式は、光信号の振幅だけでなく、信号の偏波および位相も検出することができる。これらの能力は、その様々な形態(例えば差動PSK(DPSK)および差動直交PSK(DQPSK))で、直交振幅変調(QAM)および位相偏移変調(PSK)などの、偏波分割多重およびスペクトル的に効率的な変調フォーマットの使用に適合するコヒーレント光検出を行う。インコヒーレント検出器に比べて、コヒーレント光検出器は、比較的容易な波長同調性と、高密度波長分割多重(DWDM)システム内の隣接するチャネルからの干渉の良好な除去と、現代デジタル信号処理技術の効果的な適用のための電磁場から電気信号への線形変換と、偏波分割多重を使用する機会とを提供する。その結果、現在、コヒーレント光検出器が、活発に開発されている。
米国特許第7,065,272号 米国特許第7,058,259号 米国特許出願公開第2008/0152362号 米国特許出願公開第2008/0152363号 米国特許第7,343,104号
複数の導波路が導波路格子に接続される、立体回路を有するコヒーレント光検出器の様々な実施形態を本明細書に開示する。代表的な実施形態において、導波路格子は、光ファイバ・カプラの機能、偏波スプリッタの機能、および2つの直交偏波のそれぞれに対して1つずつ計2つのパワー・スプリッタの機能などの少なくとも3つの異なる機能を提供する。コヒーレント光検出器の様々な実施形態は、様々な形態の偏波分割多重(PDM)QAM変調および/またはPSK変調の光通信信号を復調するのに使用することができる。
一実施形態によれば、第1の導波路格子と、第1の導波路格子に接続される第1の複数の導波路とを有する装置が提供される。第1の複数は、第1の導波路と、第1の導波路格子で第1の導波路と同一直線上にある第2の導波路とを含む。第1の導波路格子に印加される第1の光信号の第1の偏波の光パワーは、第1の導波路格子によって分離され、第1および第2の導波路に結合される。第1の光信号が第1の搬送波波長を有する成分を含むとき、その成分の第1の偏波の光パワーは、第1の導波路格子によって分離され、第1および第2の導波路に結合される。
本発明の様々な実施形態の他の態様、特徴、および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面より、例を用いて、より十分に明らかになる。
本発明の一実施形態による、差動光検出器を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、差動光検出器を概略的に示す図である。 本発明の別の実施形態による、差動光検出器の概略上面図である。 本発明のさらに別の実施形態による、コヒーレント光検出器の概略上面図である。
図1A〜Bは、本発明の一実施形態による差動光検出器100を概略的に示す。より具体的には、図1Aは、検出器100の概略上面図を示す。図1Bは、検出器100の光ファイバ結合領域140の拡大上面図を示す。検出器100は、例えば、偏波分割多重(PDM)通信信号の光差動位相偏移変調(DPSK)復調に使用することができる。その代わりに、またはそれに加えて、検出器100は、偏波に依存しない方法で、非PDM DPSK通信信号の復調に使用することができる。当技術分野で既知のように、DPSK復調器は、光DPSK信号を強度変調信号に変換するように動作し、通常、光ファイバ通信ネットワークの受信機で使用される。本明細書で使用する用語「PDM信号」は、同じ波長を有するが偏波の直交状態にある2つの独立変調成分を含む光信号のことをいう。
検出器100は、2つの2x2光カプラ120a〜bを介して、4つの光検出器(例えばフォトダイオード)130a〜dに光結合する立体回路110を有する。一実施形態において、立体回路110、光カプラ120a〜b、および光検出器130a〜dは全て、例えば先に引用した米国特許出願第12/229,983号に開示した集積技術を使用するモノリシック光電集積回路(PIC)内に実装される。同様に、他の既知の集積技術を使用することができる。
図1Bを参照すれば、立体回路110の結合領域140は、導波路格子142を有する。代表的な実施形態において、格子142は、リッジ導波路の上面内にエッチングされ、またはその上に形成される複数の空洞部、柱状部、および/または穴144を含み、2次元の矩形または方形のパターンを形成する。格子142の4辺のそれぞれは、リッジ導波路112a〜dの対応する導波路に接続される。結合領域140において、導波路112a〜bは、互いに同一直線上にあり、同様に互いに同一直線上にある導波路112c〜dと直交する。格子142として使用することができる格子は、例えば、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第7,065,272号に開示されている。
検出器100において、格子142は、(1)光ファイバ・カプラの機能、(2)偏波スプリッタの機能、および(3)光入力信号の2つの直交偏波のそれぞれに対して1つずつ計2つのパワー・スプリッタの機能などの少なくとも3つの異なる機能を提供する。より具体的には、格子142が、例えば格子の上面に対して直交方向(すなわち図1A〜Bの平面に垂直)に向くシングル・モード光ファイバに物理的に当接するとき、光ファイバからの光は、比較的低損失で、光ファイバから導波路112a〜dに結合し、したがって、これは格子142の光ファイバ・カプラ機能である。光ファイバ内の光が、X偏波成分およびY偏波成分などの2つの偏波成分を有するとき、X偏波成分は導波路112a〜bに結合し、Y偏波成分は導波路112c〜dに結合し、したがって、これは格子142の偏波スプリッタ機能である。X偏波の結合された光パワーは、導波路112a〜b間でほぼ均等に分割され、したがって、これはX偏波に対する格子142のパワー・スプリッタ機能である。同様に、Y偏波の結合された光パワーは、導波路112c〜d間でほぼ均等に分割され、したがって、これはY偏波に対する格子142のパワー・スプリッタ機能である。光入力信号が単一の搬送波波長を有するとき、上述の機能の3つ全ては、その搬送波波長を有する信号成分に適用されることに留意されたい。光入力信号が多重搬送波波長を有するとき、異なる搬送波波長に対応する信号成分のそれぞれは、上述の3つの機能のそれぞれを受ける。
格子142の光ファイバ結合効率は、空洞部または穴144の対応する適当なパターンを使用することによって、任意の選択された波長またはある範囲の波長に対して最適化することができる。例えば、先に引用した米国特許第7,065,272号は、約1500nmから約1600nmの間の波長を有する光を効率的に結合するのに使用することができるパターンを開示する。他の波長の効率的な結合に適する格子を得るために、例えば格子内の空洞部または穴の周期性を適当に変えることによって、開示したパターンを変更することができることを当業者は理解されたい。
立体回路110の代表的な実施形態において、当接する光ファイバからのX偏波は、対応する横電場(TE)導波路モードとして導波路112a〜bのそれぞれに効率的に結合し、導波路112a〜bのそれぞれに沿って伝搬する。X偏波は、導波路112c〜dに比較的非効率的に結合するが、この結合は、実用上完全に無視できる。同様に、当接する光ファイバからのY偏波は、(i)対応するTE導波路モードとして導波路112c〜dのそれぞれに効率的に結合し、(ii)導波路112a〜bへの結合は無視できる。
図1Aを参照すれば、格子142に印加される光通信信号のXおよびY偏波のそれぞれに対して、2つの検出器100は連続するビットの位相を比較することによってDPSK復調を達成する。例えば、格子142は、入力DPSK信号のX偏波を2つのビームに分離し、それらのビームをそれぞれ導波路112a〜bに結合し、導波路112a〜bは、それらのビームを2x2光カプラ120aに導く。導波路112a〜bは、2つのビームが光カプラ120aの入力側に到達するとき、DPSK信号の光学シンボル周期(ビット長)に対応する時間遅延を招く光路差を有する。光カプラ120aは、受信ビームをコヒーレントに再結合させ、DPSK信号の隣接する光学ビットに対応する2つの光干渉信号を生成する。2つの干渉信号は、光カプラ120aの出力側に結合する、光検出器130a〜bにそれぞれ印加される。光検出器130a〜bは、干渉信号のそれぞれを対応する強度変調電気信号に変換する。一実施形態において、光検出器130a〜bは、当技術分野で既知のように、平衡検出方式を実施するために電気的に接続される。入力DPSK信号のY偏波は、X偏波と同様に検出器100内で処理されるが、導波路112c〜d、2x2光カプラ120b、および光検出器130c〜dを有する検出器部分で処理される。
検出器100がPDM光通信信号を受信すると、光検出器130a〜bによって生成される電気信号は、PDMデータ流のうちの1つに対応するように取り扱われ、光検出器130c〜dによって生成される電気信号は、PDMデータ流のうちの別の1つに対応するように取り扱われる。検出器100が非PDM信号を受信すると、光検出器130a〜bおよび130c〜dによって生成される電気信号は、互いに加えられ、光通信信号の偏波の状態からほぼ独立する応答をすることができる。
導波路112aおよび112cは、交差し、導波路交差部114を形成する。導波路交差部114における導波路112aと112cとの間の角度は、通常、約80から約100度の間である。一実施形態において、導波路112aと112cとの間の信号漏洩を低減するために、導波路交差部114は、例えば、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第7,058,259号に開示されているように、1つまたは複数の多重モード干渉(MMI)レンズを含む。
遠隔送信機と検出器100との間の光通信リンクは、DPSK信号が導波路格子142に印加される前に、DPSK信号に対して全体的に無制御の偏波回転を課す。しかし、当技術分野で既知のように、その偏波回転を十分に補償し、検出器100を有する受信機がDPSK信号によって搬送される2つの独立したPDMデータ流を完全に再生することができるように光検出器130a〜dによって生成される電気信号を処理するのに、デジタル信号処理(DSP)技術を使用することができる。必要な偏波回転補償を達成するように適合することができる代表的なDSP技術は、例えば、どちらも参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第2008/0152362号および第2008/0152363号に開示されている。
図2は、本発明の別の実施形態による、異なる光検出器200の概略上面図を示す。例えば、PDM通信信号の光差動直交位相偏移変調(DQPSK)復調、または非PDM通信信号の偏波非応答復調(polarization−insensitive demodulation)に対して、検出器200を使用することができる。当技術分野で既知のように、DQPSK変調は、信号空間ダイアグラム上の、原点を中心とする円上に等置される4点間の遷移を使用する。様々な起こり得る遷移に対応する4つの異なる位相増分(すなわち0、90、180、および−90度)によって、DQPSKは、1遷移につき2ビットを符号化する。
検出器100と同様に、検出器200は、立体回路110を使用する。しかし、検出器200では、立体回路110は2x2光カプラ120a〜bではなく2つの2x4光カプラ220a〜bに光結合する点で、検出器200は、検出器100と異なる。それぞれの光カプラ220の4つの出力ポートは、4つの対応する光検出器230に結合する。DQPSK信号の復調において光学的90度の組合せとして作用する2x4光カプラの使用は、例えば、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第7,343,104号に開示されている。簡潔に言えば、2x4光カプラへの2つの入力信号は、その中で干渉し、干渉信号が現れる(1つまたは複数の)出力ポートが入力信号間の位相差に依存するようにする。その結果、2x4光カプラ220に結合する4つの光検出器230によって生成される信号は、2つの連続する光DQPSKシンボル間の位相増分、すなわちそれによって符号化された対応する2ビットを一義的に決定するのに使用することができる。
検出器200において、立体回路110は、図1を参照して上述したように偏波分離を行う。光カプラ220aおよびそれに結合する4つの光検出器230は、格子140に印加されるDQPSK通信信号のX偏波の復調を行う。同様に、光カプラ220bおよびそれに結合する4つの光検出器230は、そのDQPSK通信信号のY偏波の復調を行う。
図3は、本発明のさらに別の実施形態によるコヒーレント光検出器300の概略上面図を示す。検出器300は、例えば、PDM通信信号の光直交位相偏移変調(QPSK)またはQAM受信に使用することができる。当技術分野で既知のように、QPSK変調は、信号空間ダイアグラム上の、原点を中心とする円上に等置される4点を使用する。QAM変調は、互いに約90度だけ位相が異なる2つの搬送波を使用する。これらの波は、通常、QAM信号の同位相および直交位相成分と呼ばれる。QPSK変調は、QAM変調の特別な場合とみなすことができ、しばしば4−QAMと呼ばれる。QAMシンボルによって符号化されるビットの数は、信号空間サイズに依存し、1光学シンボルにつき2つ、3つ、またはそれより多いビットとすることができる。
検出器300は、4つの2x2光カプラ320a〜dを介して、8つの光検出器330に光結合する立体回路310を有する。検出器300の光カプラ320および光検出器330は、検出器100(図1を参照)の光カプラ120および光検出器130にそれぞれ類似する。立体回路110と異なり、立体回路310は、それぞれが導波路格子142(図1Bを参照)と同様の導波路格子342を有する2つの結合領域340a〜bを有する。それぞれの導波路格子342は、4つの対応する導波路312に接続される。図3は、縮尺なしで描かれ、それぞれの格子342において、対応する導波路312は、例えば図1Bに示したように、直交して/同一直線上に配置されることに留意されたい。
全ての導波路312は、対応する導波路格子342と対応する光カプラ320の入力側との間で同じ径路長を有する。導波路312d〜eのそれぞれは、移相器316a〜bの対応する1つを有する。一実施形態において、それぞれの移相器316は、対応する導波路312のコア上に積層される電極を含む。電極がバイアスされると、バイアスによって生成される電場は、導波路コアの材料の屈折率の対応する変化を誘発し、その変化が、導波路に沿って進行する光波の位相偏移を変化させる。光検出器330および移相器316に接続される電気導線は、見通しを良くするために、図3では省略される。立体回路310は、それぞれが立体回路110(図1を参照)の導波路交差部114に類似する2つの導波路交差部314を有する。
動作中、結合領域340a〜bは、受信される(例えばQAM)光通信信号および局部発振器(LO)信号をそれぞれ検出器300に結合するのに使用される。代表的な結合構成において、光通信信号を搬送する光ファイバが、結合領域340a内の導波路格子342aに当接する。LO信号を搬送する別の光ファイバが、同様に、結合領域340b内の導波路格子342bに当接する。両光ファイバは、立体回路310の平面に垂直(すなわち図3の平面に垂直)に向く。
検出器300の代表的な構成において、LO信号の偏波は、電場ベクトルが導波路格子342bの対角線と平行になるように選ばれる。偏波のこの状態によって、ほぼ等しいLOパワーが導波路312b、d、e、gのそれぞれに結合されることを当業者は理解されたい。移相器316a〜bのそれぞれは、バイアスされ、導波路格子342bから光カプラ320bおよび320cの対応する1つに導かれるLO信号に、90度位相偏移を施す。移相器316bを有する1つの目的は、導波路312a〜bを有する2つの干渉計アーム間の相対位相偏移が、312e〜fを有する2つの干渉計アーム間の相対位相偏移プラスまたはマイナス90度に確実に等しくすることである。同様に、移相器316aの1つの目的は、導波路312c〜dを有する2つの干渉計アーム間の相対位相偏移が、導波路312g〜hを有する2つの干渉計アーム間の相対位相偏移プラスまたはマイナス90度に確実に等しくすることである。一実施形態において、移相器316aを、導波路312dから導波路312c、312g、または312hに動かすことができる。同様の再配置が、移相器316bで可能である。より一般的には、検出器100の様々な実施形態は、それらの移相器が異なる偏波を処理する干渉計に関係する限り、様々に配置される2つの移相器を有することができる。
一実施形態において、検出器300内の8つの光検出器330は、例えば、先に引用した米国特許出願第12/229,983号および第12/338,492号、ならびに米国特許出願公開第2008/0152362号および第2008/0152363号に開示されているように、電気的に接続され、4つの平衡光検出器対を形成する。より具体的には、それぞれの平衡光検出器対は、同じ光カプラ320に結合する2つの光検出器330を有する。光カプラ320aに結合する平衡光検出器対は、格子342aに印加される光通信信号のX偏波成分と、格子342bに印加されるLO信号のX偏波成分との干渉によって生成される光信号を検出する。光カプラ320bに結合する平衡光検出器対は、格子342aに印加される光通信信号のY偏波成分と、格子342bに印加されるLO信号の90度位相偏移させたY偏波成分との干渉によって生成される光信号を検出する。光カプラ320cに結合する平衡光検出器対は、格子342aに印加される光通信信号のX偏波成分と、格子342bに印加されるLO信号の90度位相偏移させたX偏波成分との干渉によって生成される光信号を検出する。光カプラ320dに結合する平衡光検出器対は、格子342aに印加される光通信信号のY偏波成分と、格子342bに印加されるLO信号のY偏波成分との干渉によって生成される光信号を検出する。その結果、検出器300のこれら4つの平衡光検出器対は、格子342aに印加される光通信信号の(i)X偏波の同相成分IX、(ii)Y偏波の直交位相成分QY、(iii)X偏波の直交位相成分QX、および(iv)Y偏波の同相成分IYをそれぞれ測定する。
本発明は、他の特定の装置および/または方法で実施することができる。上述した実施形態は、全ての点において単なる例示とみなされるべきであり、限定的なものではない。
特に、本発明の範囲は、本明細書内の説明および図よりもむしろ添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の意図および均等性の範囲内で行う全ての変更は、その範囲内に包含されるべきである。例えば、本発明の様々なコヒーレント光検出器は、PDM信号に関連して説明したが、本発明のいつくかの原理は、非PDM信号の復調にも適用できる。様々なコヒーレント光検出器は、対応するモノリシックPICとして実装することができ、ほぼ平面の受信機カードまたは回路としての実装を含む。一実施形態において、本発明の立体回路は、シリコン導波路を使用して実装することができる。本発明の実施形態は、リッジ導波路に関連して説明したが、他のタイプの導波路も使用することができる。ファイバ・リンク内の偏波回転を十分に補償し、光受信機が受信光通信信号によって搬送される2つの独立したPDMデータ流を完全に再生することができるようにコヒーレント光検出器の光検出器によって生成される電気信号を処理するのに、既知のDSP技術を使用することができる。
説明および図面は、本発明の原理を例示するにすぎない。したがって、当業者は、本明細書に明確に説明または表示していないが、本発明の原理を具体化し、その思想および範囲内に含まれる様々な構成を考案することができることを理解されたい。さらに、本明細書に列挙した全ての例は、主に、本発明の原理および当技術の促進に本発明者(ら)が貢献した概念を読者が理解するのを助ける教育上の目的のためだけのものであることを意図していることは明白であり、そうした具体的に列挙した例および条件に限定しないものと解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態ならびにその具体的な例を本明細書に列挙した全ての記述は、その均等物を含むことを意図する。
本明細書のいかなるブロック図も、本発明の原理を具体化する例示的な回路の概念図を示すことを当業者なら理解するはずである。同様に、あらゆるフロー・チャート、フロー・ダイアグラム、状態遷移ダイアグラム、疑似コードなどは、コンピュータ可読媒体内に実質的に示すことができ、コンピュータまたはプロセッサが明確に示されているかどうかにかかわらず、コンピュータまたはプロセッサによって実行することができる様々なプロセスを示すことを理解されたい。
別途明確に記載していなければ、それぞれの数値および範囲は、値または範囲の値の前に用語「約」または「ほぼ」があるかのように概算値として解釈されるべきである。
さらに、本発明の本質を説明するために説明および例示されてきた部品の詳細、材料、および構成の様々な変更が、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって行うことができることを理解されたい。
以下の方法クレームの構成要素は、もしあれば、相当する表示によって特定の順序で列挙されるが、クレームの列挙が別途それらの構成要素のいくつかまたは全てを実施する特定の順序を示唆していなければ、それらの構成要素をその特定の順序で実施することに必ずしも限定するつもりはない。
本明細書で「一実施形態」または「実施形態」というときは、その実施形態に関連して説明する特定の機能、構造、または特徴を、本発明の少なくとも1つの実施形態に含むことができることを意味する。本明細書内の様々な場所において句「一実施形態において」が出現するときは、必ずしも全て同じ実施形態のことをいうわけではなく、必ずしも他の実施形態と互いに排他的な別個または代わりの実施形態であるわけではない。同じことが、用語「実装形態」に当てはまる。
詳細な説明を通して、縮尺のない図面は、本発明を限定するものではなく、単なる例示であり、本発明を説明するために使用される。高さ、長さ、幅、上部、下部などの用語の使用は、本発明の説明を容易にするために厳密であり、本発明を特定の方向に限定することを意図するものではない。例えば、高さは、垂直上方にのみ限定することを示唆せず、図に示される3次元構造の3つの寸法の1つを特定するために使用される。そうした「高さ」は、電極が水平である場合に垂直ということがあり、電極が垂直である場合に水平という等である。同様に、全ての図は、水平層と異なる層を示すが、そうした方向は、説明する目的のためだけであり、限定と解釈されるべきでない。
さらに、本説明のための用語「結合する」、「結合している」、「結合される」、「接続する」、「接続している」、または「接続される」は、2つ以上の構成要素間でエネルギーを伝達することができ、1つまたは複数の追加の構成要素の介在が、必須ではないものの企図される、当技術分野で既知の、または後に開発される任意の様式のことをいう。
逆に、用語「直接結合される」、「直接接続される」などは、そうした追加の構成要素が存在しないことを示唆する。

Claims (19)

  1. 第1の導波路格子と、
    前記第1の導波路格子に接続される第1の複数の導波路と、
    第1の光カプラと、
    を含み、
    前記第1の複数の導波路は、第1の導波路と、前記第1の導波路格子で前記第1の導波路と同一直線上にある第2の導波路とを含み、
    前記第1の導波路格子は、前記第1の導波路格子に印加される第1の光信号の第1の偏波の光パワーを分離し、前記第1の光信号の前記第1の偏波の前記光パワーを前記第1および第2の導波路に結合するように構成され、
    前記第1および第2の導波路は、前記第1の光カプラの第1の側に接続され、
    前記第1の導波路は、前記第1の導波路格子と前記第1の光カプラとの間に第1の長さを有し、
    前記第2の導波路は、前記第1の導波路格子と前記第1の光カプラとの間に第2の長さを有し、前記第2の長さは前記第1の長さと異なる、装置。
  2. 前記第1の光信号が第1の搬送波波長を有する成分を含むとき、前記第1の導波路格子は、前記成分の前記第1の偏波の光パワーを分離し、前記成分の前記第1の偏波の前記光パワーを前記第1および第2の導波路に結合するように構成される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第1の複数の導波路は、前記第1の導波路格子で前記第1および第2の導波路と直交する第3の導波路をさらに含み、
    前記第1の導波路格子は、前記第1の光信号の第2の偏波の光パワーを第3の導波路に結合するようにさらに構成され、前記第2の偏波は、前記第1の偏波と直交する、請求項1に記載の装置。
  4. 前記第1の複数の導波路は、前記第1の導波路格子で前記第3の導波路と同一直線上にある第4の導波路をさらに含み、
    前記第1の導波路格子は、前記第1の光信号の前記第2の偏波の前記光パワーを分離し、前記第1の光信号の前記第2の偏波の前記光パワーを前記第3および第4の導波路に結合するようにさらに構成される、請求項3に記載の装置。
  5. 第2の光カプラをさらに含み、
    前記第3および第4の導波路は、前記第2の光カプラの第1の側に接続され、
    前記第3の導波路は、前記第1の導波路格子と前記第2の光カプラとの間に前記第1の長さを有し、
    前記第4の導波路は、前記第1の導波路格子と前記第2の光カプラとの間に前記第2の長さを有する、請求項4に記載の装置。
  6. 前記第1の光信号は、光学シンボル周期によって特徴づけられ、
    前記第1および第2の長さの導波路を通る光信号伝搬時間の差は、ほぼ前記光学シンボル周期である、請求項5に記載の装置。
  7. 前記第1の光カプラの第2の側および前記第2の光カプラの第2の側に結合される複数の光検出器をさらに含む、請求項5に記載の装置。
  8. 前記第1の光信号が、偏波分割多重(PDM)差動位相偏移変調(DPSK)信号であるとき、前記光検出器は、前記PDM DPSK信号によって搬送されるデータを示す電気信号を生成するように構成される、請求項7に記載の装置。
  9. 前記第1の光信号が、偏波分割多重(PDM)差動直交位相偏移変調(DQPSK)信号であるとき、前記光検出器は、前記PDM DQPSK信号によって搬送されるデータを示す電気信号を生成するように構成される、請求項7に記載の装置。
  10. 前記第1の光信号は、光学シンボル周期によって特徴づけられ、
    前記第1および第2の長さの導波路を通る光信号伝搬時間の差は、ほぼ前記シンボル周期である、請求項1に記載の装置。
  11. 前記第1の光カプラは2x2光カプラであり、
    前記装置は、前記2x2光カプラの第2の側に結合される2つの光検出器をさらに含み、
    前記第1の光信号が、差動位相偏移変調(DPSK)信号であるとき、前記2つの光検出器は、前記DPSK信号によって搬送されるデータを示す電気信号を生成するように構成される、請求項1に記載の装置。
  12. 前記第1の光カプラは2x4光カプラであり、
    前記装置は、前記2x4光カプラの第2の側に結合される4つの光検出器をさらに含み、
    前記第1の光信号が、差動直交位相偏移変調(DQPSK)信号であるとき、前記4つの光検出器は、前記DQPSK信号によって搬送されるデータを示す電気信号を生成するように構成される、請求項1に記載の装置。
  13. 前記第1の格子は、周期的な2次元パターンを形成する複数の空洞部または穴を表面上に有するリッジ導波路を含み、
    前記装置は、前記第1の光信号を前記表面に印加するように構成される、請求項1に記載の装置。
  14. 前記第1の導波路格子および前記第1の複数の導波路が、モノリシック光電集積回路内に実装される、請求項1に記載の装置。
  15. 第1の導波路格子と、
    前記第1の導波路格子に接続される第1の複数の導波路と、
    第2の導波路格子と、
    前記第2の導波路格子に接続される第2の複数の導波路と、
    を含み、
    前記第1の複数の導波路は、第1の導波路と、前記第1の導波路格子で前記第1の導波路と同一直線上にある第2の導波路とを含み、
    前記第1の導波路格子は、前記第1の導波路格子に印加される第1の光信号の第1の偏波の光パワーを分離し、前記第1の光信号の前記第1の偏波の前記光パワーを前記第1の複数の導波路の前記第1および第2の導波路に結合するように構成され、
    前記第2の複数の導波路は、第1の導波路と、前記第2の導波路格子で前記第1の導波路と同一直線上にある第2の導波路とを含み、
    前記第2の導波路格子は、前記第2の導波路格子に印加される第2の光信号の第1の偏波の光パワーを分離し、前記第2の光信号の前記第1の偏波の前記光パワーを前記第2の複数の導波路の前記第1および第2の導波路に結合するように構成される、装置。
  16. 前記第1の複数の導波路は、前記第1の導波路格子で、前記第1の複数の導波路の前記第1および第2の導波路と直交し、互いに同一直線上にある第3の導波路および第4の導波路を含み、
    前記第2の複数の導波路は、前記第2の導波路格子で、前記第2の複数の導波路の前記第1および第2の導波路と直交し、互いに同一直線上にある第3の導波路および第4の導波路を含み、
    前記第1の導波路格子は、前記第1の光信号の第2の偏波の光パワーを分離し、前記第1の光信号の前記第2の偏波の前記光パワーを前記第1の複数の導波路の前記第3および第4の導波路に結合するようにさらに構成され、
    前記第2の導波路格子は、前記第2の光信号の第2の偏波の光パワーを分離し、前記第2の光信号の前記第2の偏波の前記光パワーを前記第2の複数の導波路の前記第3および第4の導波路に結合するようにさらに構成される、請求項15に記載の装置。
  17. 第1、第2、第3、および第4の光カプラをさらに含み、
    前記第1の複数の導波路の前記第1の導波路および前記第2の複数の導波路の前記第1の導波路は、前記第1の光カプラの第1の側に接続され、
    前記第1の複数の導波路の前記第2の導波路および前記第2の複数の導波路の前記第2の導波路は、前記第2の光カプラの第1の側に接続され、
    前記第1の複数の導波路の前記第3の導波路および前記第2の複数の導波路の前記第3の導波路は、前記第3の光カプラの第1の側に接続され、
    前記第1の複数の導波路の前記第4の導波路および前記第2の複数の導波路の前記第4の導波路は、前記第4の光カプラの第1の側に接続される、請求項16に記載の装置。
  18. 前記第1および第2の複数の導波路の前記第1、第2、第3、および第4の導波路は、前記対応する導波路格子と前記対応する光カプラとの間にそれぞれ等しい長さを有する、請求項17に記載の装置。
  19. 前記第2の複数の導波路の前記第2の導波路は、第1の移相器を含み、
    前記第2の複数の導波路の前記第3の導波路は、第2の移相器を含み、
    前記装置は、前記第1、第2、第3、および第4の光カプラの第2の側に結合される複数の光検出器をさらに含み、
    前記第1の光信号が、偏波分割多重(PDM)直交振幅変調(QAM)信号であり、
    前記第2の光信号が、局部発振器信号であり、
    前記第1の移相器が、前記第1の複数の導波路の前記第1の導波路と前記第2の複数の導波路の前記第1の導波路との間の位相偏移である第1の位相偏移と、前記第1の複数の導波路の前記第2の導波路と前記第2の複数の導波路の前記第2の導波路との間の位相偏移である第2の位相偏移との間の位相差を約90度に設定するように構成されており、
    かつ、前記第2の移相器が、前記第1の複数の導波路の前記第3の導波路と前記第2の複数の導波路の前記第3の導波路との間の位相偏移である第3の位相偏移と、前記第1の複数の導波路の前記第4の導波路と前記第2の複数の導波路の前記第4の導波路との間の位相偏移である第4の位相偏移との間の位相差を約90度に設定するように構成されているとき、
    前記光検出器は、前記PDM QAM信号によって搬送されるデータを示す電気信号を生成するように構成される、請求項17に記載の装置。
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