JP5845976B2 - 偏波モード分散発生装置 - Google Patents
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Description
(1)マイクロ秒領域で可変にDGDを発生させることが可能であること。
(2)発生するPMDの波長依存性が小さく、広波長帯域で利用が可能であること。
(3)敷設されている光ファイバにおいて発生するPMDの変化と同様に変化するPMDを発生させること、すなわちPMDの動的模倣が可能であること。
が要請される。
図1〜図4を参照して、この発明の実施形態の第1のPMD発生装置の構成、その動作、及び得られる効果について説明する。
図1は、第1のPMD発生装置の概略的ブロック構成図である。第1のPMD発生装置は、第1複屈折結晶104、モードミキサ105、複屈折位相キャンセラ106、及び第2複屈折結晶107を備えている。
図4を参照して、第1のPMD発生装置の動作について説明する。図4は、第1のPMD発生装置の全体の概略的構成をモードミキサ105、複屈折位相キャンセラ106、及び微小分散発生器115の概略的構成を含めて示すブロック構成図である。
次に、図5〜図8を参照して、第1のPMD発生装置によって得られる効果について、従来の同種のPMD発生装置によって得られる効果と比較して説明する。
図10〜図13を参照して、この発明の実施形態の第2のPMD発生装置の構成、その動作、及び得られる効果について説明する。上述の第1のPMD発生装置と同様の機能を果す素子に対しては同一の符号を付し、その重複する説明を省略することもある。また、上述の第1のPMD発生装置と同様の構成部分については、その動作及び効果について重複する説明を省略する。
図10は、第2のPMD発生装置の概略的ブロック構成図である。第2のPMD発生装置は、光サーキュレータ202、複屈折結晶204、複屈折位相キャンセラ106、モードミキサ205、及び反射鏡206を備えている。複屈折結晶204は上述の第1のPMD発生装置が具える第1あるいは第2複屈折結晶(104、107)と同様の素子であり、複屈折位相キャンセラ106も上述の第1のPMD発生装置が具える複屈折位相キャンセラと同様の素子である。
図12を参照して第2のPMD発生装置の動作について説明する。図12は、第2のPMD発生装置の全体の概略的構成をモードミキサ205、複屈折位相キャンセラ106、及び微小分散発生器115の概略的構成を含めて示すブロック構成図である。
次に、図13を参照して、第2のPMD発生装置によって得られる効果について説明する。図13に、回折格子117の分解能が10 GHzよりも十分に高く理想的な第2のPMD発生装置によって得られるPMDベクトルの計算例を示す。図13に示す計算例は、複屈折結晶204のDGD量を10 psとし、モードミキサ205の位相発生量αをπ/4として計算して得られたものである。
図14〜図16を参照して、この発明の実施形態の第3のPMD発生装置の構成、その動作、及び得られる効果について説明する。上述の第1及び第2のPMD発生装置と同様の機能を果す素子に対しては同一の符号を付し、その重複する説明を省略することもある。また、上述の第1及び第2のPMD発生装置と同様の構成部分については、その動作及び効果について重複する説明を省略する。
第3のPMD発生装置の全体の概略的構成を複屈折位相補償DGD発生器305、モードミキサ306、及び微小分散発生器115の概略的構成を含めて示すブロック構成図である図15を参照して、第3のPMD発生装置の動作について説明する。
次に、図16を参照して、第3のPMD発生装置によって得られる効果について説明する。図16に、回折格子117の分解能が10 GHzよりも十分に高く理想的な第3のPMD発生装置によって得られるPMDベクトルの計算例を示す。図16に示す計算例は、複屈折位相補償DGD発生器305で生じるDGD量を10 psとし、モードミキサ306の位相発生量αをπ/4として計算して得られたものである。
第1〜第3のPMD発生装置は、PMDを発生することを主眼とした装置である。これらのPMD発生装置を利用すれば、装置の前段に、入力信号光のSOPを任意に調整するための偏波面コントローラを配置することによってPMD補償装置を形成することができる。
102:第1ファイバコリメータ
104:第1複屈折結晶
105、205、306、405:モードミキサ
106:複屈折位相キャンセラ
107:第2複屈折結晶
108:第2ファイバコリメータ
109、207、307:出力信号光
110:偏光ビームスプリッタ
111:第1の1/4波長板(45度λ/2板)
112:第1反射鏡
113:第2の1/4波長板(45度λ/2板)
114、203:ファイバコリメータ
115:微小分散発生器
116:コリメータ鏡
117:回折格子
118:レンズ
119:位相シフタアレイ
120:第2反射鏡
121:第3の1/4波長板(45度λ/2板)
122:偏光回転素子
123:第4の1/4波長板(-45度λ/2板)
202:光サーキュレータ
204、404:複屈折結晶
206、406:反射鏡
305:複屈折位相補償差分群遅延発生器(複屈折位相補償DGD発生器)
Claims (9)
- 第1複屈折結晶、モードミキサ、複屈折位相キャンセラ、及び第2複屈折結晶を備え、
前記第1複屈折結晶は、入力信号光が入力され第1の偏波モード分散を付加して出力し、
前記モードミキサは、前記第1複屈折結晶から出力された出力光が入力され、偏光状態を可変に制御し、かつ当該偏光状態をストークス空間で前記第1複屈折結晶および前記第2複屈折結晶の偏波モード分散ベクトルと直交する一つの軸を中心として回転して出力し、
前記複屈折位相キャンセラは、該モードミキサから出力された出力光が入力され、当該出力光の波長帯域内で直交偏光成分間の位相差が均一となるように位相シフト量を調整して出力し、
前記第2複屈折結晶は、該複屈折位相キャンセラから出力された出力光が入力されて第2の偏波モード分散を付加して出力し、
前記複屈折位相キャンセラは、
偏光ビームスプリッタ、第1の1/4波長板、第2の1/4波長板、第1反射鏡、及び微小分散発生器を備え、
前記偏光ビームスプリッタは、前記モードミキサから出力された出力光を直交する2偏光成分に分離し、
一方の偏光成分は前記第1の1/4波長板を通過して前記第1反射鏡で反射されて再び前記第1の1/4波長板を通過して前記偏光ビームスプリッタで反射されて前記第2複屈折結晶に入力され、
他方の偏光成分は前記第2の1/4波長板を通過して前記微小分散発生器に入力されて当該他方の偏光成分の波長ごとに位相シフト量が調整されて出力され、当該出力光は再び前記第2の1/4波長板を通過して前記偏光ビームスプリッタを通過して前記第2複屈折結晶に入力される構成とされている
ことを特徴とする偏波モード分散発生装置。 - 前記モードミキサは、第3の1/4波長板、偏光回転素子、及び第4の1/4波長板をこの順に配列して備えた構成とされており、
前記偏光回転素子の光学軸は、前記第1複屈折結晶及び前記第2複屈折結晶の光学軸と同一の方向に向くように配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波モード分散発生装置。 - 前記微小分散発生器は、
コリメータ鏡、回折格子、レンズ、位相シフタアレイ、及び第2反射鏡を備え、
前記モードミキサから出力され前記偏光ビームスプリッタによって直交する2偏光成分に分離された他方の偏光成分であって、前記第2の1/4波長板を通過した偏光成分は、前記コリメータ鏡、前記回折格子、前記レンズ、前記位相シフタアレイ、を順次通過して前記第2反射鏡で反射されて、再び前記位相シフタアレイ、前記レンズ、前記回折格子の順に通過して前記コリメータ鏡で反射されて、前記第2の1/4波長板に戻される構成とされている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の偏波モード分散発生装置。 - 光サーキュレータ、複屈折結晶、複屈折位相キャンセラ、モードミキサ、及び反射鏡を備え、
入力信号光が前記光サーキュレータを介して前記複屈折結晶に入力され、
該複屈折結晶は、前記入力信号光に偏波モード分散を付加して出力し、
前記複屈折位相キャンセラは、前記複屈折結晶から出力された出力光が入力され、当該出力光の波長帯域内で直交偏光成分間の位相差が均一となるように位相シフト量を調整して出力し、
前記複屈折位相キャンセラからの出力光は、前記モードミキサによってその偏光状態が回転され、
前記モードミキサから出力された出力光は、前記反射鏡で反射されて、再び前記モードミキサ、前記複屈折位相キャンセラ、前記複屈折結晶を通過して前記光サーキュレータを介して出力される構成とされており、
前記複屈折位相キャンセラは、
偏光ビームスプリッタ、第1の1/4波長板、第2の1/4波長板、第1反射鏡、及び微小分散発生器を備え、
前記偏光ビームスプリッタは、前記複屈折結晶から出力された出力光を直交する2偏光成分に分離し、
一方の偏光成分は、前記第1の1/4波長板を通過して前記第1反射鏡で反射されて再び前記第1の1/4波長板を通過して前記偏光ビームスプリッタで反射されて前記モードミキサに入力されて、該モードミキサから出力されて前記反射鏡で反射されて再び前記モードミキサを通過して前記偏光ビームスプリッタで反射されて前記第1の1/4波長板、前記第1反射鏡を往復して再び前記偏光ビームスプリッタを通過して前記複屈折結晶に入力され、
他方の偏光成分は、前記第2の1/4波長板を通過して前記微小分散発生器に入力されて当該他方の偏光成分の波長ごとに位相シフト量が調整されて出力され、当該出力光は再び前記第2の1/4波長板を通過して前記偏光ビームスプリッタで反射されて前記複屈折結晶に入力される構成とされている
ことを特徴とする偏波モード分散発生装置。 - 前記モードミキサは、第3の1/4波長板、偏光回転素子、及び第4の1/4波長板をこの順に配列して備えた構成とされており、
前記偏光回転素子の光学軸は、前記複屈折結晶の光学軸に対して45度傾けて配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の偏波モード分散発生装置。 - 前記微小分散発生器は、
コリメータ鏡、回折格子、レンズ、位相シフタアレイ、及び第2反射鏡を備え、
前記複屈折結晶から出力され前記偏光ビームスプリッタによって直交する2偏光成分に分離された前記他方の偏光成分であって、前記第2の1/4波長板を通過した偏光成分は、前記コリメータ鏡、前記回折格子、前記レンズ、前記位相シフタアレイ、を順次通過して前記第2反射鏡で反射されて、再び前記位相シフタアレイ、前記レンズ、前記回折格子の順に通過して前記コリメータ鏡で反射されて、前記第2の1/4波長板に戻される構成とされている
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の偏波モード分散発生装置。 - 光サーキュレータ、複屈折位相補償差分群遅延発生器、モードミキサ、及び反射鏡を備え、
入力信号光が前記光サーキュレータを介して前記複屈折位相補償差分群遅延発生器に入力され、
該複屈折位相補償差分群遅延発生器は、当該入力信号光に偏波モード分散を付加し、当該入力信号光の直交する偏光成分の一方の波長に対する位相差をキャンセルして、当該直交する偏光成分の双方を偏光合成し偏光合成信号として出力し、
前記偏光合成信号は、当該偏光合成信号の偏光状態を回転させる前記モードミキサを通過して、当該モードミキサから出力された出力光は、前記反射鏡で反射されて、再び当該モードミキサ、前記複屈折位相補償差分群遅延発生器を通過して、前記光サーキュレータを介して出力される構成とされており、
前記複屈折位相補償差分群遅延発生器は、
偏光ビームスプリッタ、第1の1/4波長板、第2の1/4波長板、第1反射鏡、及び微小分散発生器を備え、
前記偏光ビームスプリッタは、前記光サーキュレータを介して前記入力信号光が入力され、該入力信号光を直交する2偏光成分に分離して出力し、
一方の偏光成分は、前記第1の1/4波長板を通過して前記第1反射鏡で反射されて再び前記第1の1/4波長板を通過して前記偏光ビームスプリッタで反射されて前記モードミキサに入力されて、該モードミキサから出力されて前記反射鏡で反射されて再び前記モードミキサを通過して前記偏光ビームスプリッタで反射されて前記第1の1/4波長板、前記第1反射鏡を往復して再び前記偏光ビームスプリッタを通過して前記光サーキュレータに入力され、
他方の偏光成分は、前記第2の1/4波長板を通過して前記微小分散発生器に入力されて当該他方の偏光成分の波長ごとに位相シフト量が調整されて出力され、当該出力光は再び前記第2の1/4波長板を通過して前記偏光ビームスプリッタで反射されて前記光サーキュレータに入力される構成とされている
ことを特徴とする偏波モード分散発生装置。 - 前記モードミキサは、第3の1/4波長板、偏光回転素子、及び第4の1/4波長板をこの順に配列して備えた構成とされている
ことを特徴とする請求項7に記載の偏波モード分散発生装置。 - 前記微小分散発生器は、
コリメータ鏡、回折格子、レンズ、位相シフタアレイ、及び第2反射鏡を備え、
前記光サーキュレータから出力された前記入力信号光が前記偏光ビームスプリッタによって直交する2偏光成分に分離された前記他方の偏光成分であって、前記第2の1/4波長板を通過した偏光成分は、前記コリメータ鏡、前記回折格子、前記レンズ、前記位相シフタアレイ、を順次通過して前記第2反射鏡で反射されて、再び前記位相シフタアレイ、前記レンズ、前記回折格子の順に通過して前記コリメータ鏡で反射されて、前記第2の1/4波長板に戻される構成とされている
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の偏波モード分散発生装置。
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