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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Description
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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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