JP6236912B2 - 光受信器及びその光軸調芯方法 - Google Patents

Description

本発明は、光受信器及びその光軸調芯方法に関する。

高速かつ大容量の光通信システムとして、コヒーレント光通信システムが知られている。コヒーレント光通信システムの光受信器では、シングルモード光ファイバより入力された信号光を、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）を用いて互いに直交するＸ偏光とＹ偏光に分離する。その後、光ハイブリッドにおいて上記の信号光と、偏波保持光ファイバより入力された局部発振光(ＬＯ光:Local Oscillator light)との干渉を行う。その後、光ハイブリッドの後段に配置された受光素子（例えば、ＰＤ：Photo Diode）により、光信号から電気信号への変換を行う。

ここで、偏波保持光ファイバの光軸調芯を行うための方法として、受光素子と偏波保持光ファイバとの間に偏光子を挿入し、その状態で受光素子の出力電流が最大になるように、偏波保持光ファイバの角度調整を行う方法が知られている。偏波保持光ファイバの端面は、光反射を押さえるため、光軸に垂直な方向に対し所定の角度（例えば、８°程度）を付ける場合がある。

従来の光受信器では、偏波保持光ファイバの光軸調芯を行う際に、偏波保持光ファイバの角度を精密に合わせることが難しいという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、偏波保持光ファイバにおける光軸調芯の精度を高めることのできる光受信器及びその光軸調芯方法を提供することを目的とする。

本発明は、入力窓を備えたパッケージと、前記入力窓に固定される偏波保持光ファイバと、前記パッケージ上に設けられ、前記偏波保持光ファイバから出力される光が入力され、偏波方向が互いに異なる第１の出力光及び第２の出力光を出力する偏波ビームスプリッタと、前記パッケージ上に設けられ、前記第1の出力光を分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタと光結合され、その２つの出力光に対応した２つの受光部を備える第１の受光素子と、前記パッケージ上に設けられ、前記第２の出力光を受光する第２の受光素子と、を備えることを特徴とする光受信器である。

上記構成において、前記第２の受光素子は、前記偏波ビームスプリッタとの間に光学素子を介することなく直接に結合される構成とすることができる。

上記構成において、前記偏波保持光ファイバにおける、前記パッケージ側の端面は、光軸に対し４°以上１２°以下の範囲で傾いている構成とすることができる。

本発明は、入力窓を備えたパッケージと、前記入力窓に固定される偏波保持光ファイバと、前記パッケージ上に設けられ、前記偏波保持光ファイバから出力される光が入力され、ＴＥ偏波光である第１の出力光及びＴＭ偏波光である第２の出力光を出力する偏波ビームスプリッタと、前記パッケージ上に設けられ、前記第１の出力光を受光する第１の受光素子と、前記パッケージ上に設けられ、前記第２の出力光を受光する第２の受光素子と、を備える光受信器において、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子の検出結果に基づいて、前記偏波保持光ファイバの角度を調整する第１の工程と、前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記パッケージから、前記偏波ビームスプリッタ、前記第１の受光素子、前記第２の受光素子を取り外す第２の工程と、前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記偏波保持光ファイバから出力されるＴＥ偏波光が入力される偏光子と、前記偏光子からの出力光を受光する第３の受光素子とを、前記パッケージ上に搭載する第３の工程と、前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記偏波保持光ファイバ、前記偏光子、前記第３の受光素子の光軸調芯を行う第４の工程と、を含むことを特徴とする光受信器の光軸調芯方法である。

本発明は、第１の入力窓及び第２の入力窓を備えたパッケージと、前記第２の入力窓に固定される偏波保持光ファイバと、前記パッケージ上に設けられ、前記偏波保持光ファイバから出力される光が入力され、ＴＥ偏波光である第１の出力光及びＴＭ偏波光である第２の出力光を出力する偏波ビームスプリッタと、前記パッケージ上に設けられ、前記第１の出力光を受光する第１の受光素子と、前記パッケージ上に設けられ、前記第２の出力光を受光する第２の受光素子と、前記パッケージ上に設けられ、前記第１の入力窓に固定された前記偏波保持光ファイバから出力される光が入力され、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子にＴＥ偏波光を出力する偏光子と、を備える光受信器において、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子の検出結果に基づいて、前記偏波保持光ファイバの角度を調整する第１の工程と、前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記偏波保持光ファイバを前記第２の入力窓から取り外して前記第１の入力窓に固定する第２の工程と、前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記偏波保持光ファイバ、前記偏光子、前記第１の受光素子、前記第２の受光素子の光軸調芯を行う第３の工程と、を含むことを特徴とする光受信器の光軸調芯方法である。

上記構成において、前記第２の工程は、前記第１の受光素子における受光量が第１の閾値以上であり、前記第２の受光素子における受光量が第２の閾値以下となるように、前記偏波保持光ファイバの角度を調整する構成とすることができる。

上記構成において、前記偏波保持光ファイバから出力されるＴＥ偏波光の偏波角は、１０°以下である構成とすることができる。

本発明によれば、偏波保持光ファイバにおける光軸調芯の精度を高めることができる。

実施例１〜３に係る光受信器の全体ブロック図である。 実施例１に係る光受信器の光軸調芯の工程を示す模式図である。 実施例１に係る光受信器の偏波保持光ファイバの接続部分の拡大図である。 実施例１に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。 受光素子における受光量の変化を示すグラフである。 比較例に係る光受信器の内部構成を示す模式図である。 比較例に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。 実施例２に係る光受信器の内部構成を示す模式図である。 実施例２に係る光受信器の光軸調芯の工程を示す模式図である。 実施例２に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。 実施例３に係る光受信器の光軸調芯の工程を示す模式図（その１）である。 実施例３に係る光受信器の光軸調芯の工程を示す模式図（その２）である。 実施例３に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。

以下、発明を実施するための形態について説明する。

図１は、実施例１〜３に係る光受信器の全体ブロック図である。光受信器１００は、コヒーレント光通信に用いられる光受信器である。光受信器１００は、光信号を処理する光信号処理部２０と、光信号処理部２０の後段に接続され、電気信号を処理する電気信号処理部４０を備える。

光信号処理部２０は、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２２、ビームスプリッタ２４（ＢＳ：Beam Splitter）、偏光回転子２６、光ハイブリッド２８ｘ及び２８ｙ、受光素子３０、並びに増幅器３２を含む。光信号処理部２０は、この他にスキュー調整素子、レンズ、ミラー、偏光子等の光学素子（それぞれ図２に図示）を含むが、図１ではその記載を省略している。電気信号処理部４０は、アナログ−デジタル変換回路４２（ＡＤＣ：Analog Digital Converter）と、デジタル信号処理回路４４（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）とを含む。

偏波ビームスプリッタ２２は、シングルモード光ファイバ１２（ＳＭＦ：Single Mode Fiber）により導入される信号光（ＳＩＧＮＡＬ）を、互いに直行するＸ偏光とＹ偏光に分離する。Ｘ偏光の光はＹ側光ハイブリッド２８ｙに入射され、Ｙ偏光の光は偏光回転子２６により偏光面が９０°回転されてＸ偏光となった後、Ｘ側光ハイブリッド２８ｘに入射される。Ｘ偏光としては例えばＴＭ光、Ｙ偏光としては例えばＴＥ光を用いることができるが、Ｘ偏光をＴＥ光、Ｙ偏光をＴＭ光としてもよい。

ビームスプリッタ２４は、外部の局部発振光源器１４から偏波保持ファイバ１０（ＰＭＦ：Polarization Maintaining Fiber）により導入される局部発振光（ＬＯ光）を、Ｘ側とＹ側に分離する。局部発振光（ＬＯ光）は、予めＸ偏光に設定されており、Ｘ側光ハイブリッド２８ｘ及びＹ側光ハイブリッド２８ｙに入射される。

光ハイブリッド２８ｘ及び２８ｙは、それぞれ入射された信号光及び局部発振光を、内部の光回路において干渉させ、干渉光を４つのポートから出力する。光ハイブリッド２８ｘ及び２８ｙは、例えば、石英系平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）により構成することができる。Ｘ偏光の信号光（ＳＩＧＮＡＬ）は、光ハイブリッド２８ｘにて局部発振光（ＬＯ）と合成された後に、それぞれ同相成分Ｉ（In‐Phase）及び直交位相成分Ｑ（Quadrature）の正成分（ｐ）及び負成分（ｎ）に分離され、４つの光信号（Ｘ−Ｉｐ、Ｘ−Ｉｎ、Ｘ−Ｑｐ、Ｘ−Ｑｎ）として出力される。同様に、Ｙ偏光の信号光も、光ハイブリッド２８ｙにて局部発振光（ＬＯ光）と合成された後に、それぞれ同相成分（Ｉ）及び直交位相成分（Ｑ）の正成分（ｐ）及び負成分（ｎ）に分離され、４つの光信号（Ｙ−Ｉｐ、Ｙ−Ｉｎ、Ｙ−Ｑｐ、Ｙ−Ｑｎ）として出力される。

受光素子３０は、光ハイブリッド２８ｘ及び２８ｙから出力された干渉光を光電変換し、アナログの電気信号とする。受光素子３０は、例えばフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）を含む。増幅器３２は、受光素子３０から出力された対となる電気信号の正成分と負成分を合成し、増幅する。増幅器３２は、例えばトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Transimpedance Amplifier）を含む。増幅された電気信号は、光信号処理部２０の電気出力端子から出力され、電気信号処理部４０へと入力される。

電気信号処理部４０において、アナログ−デジタル変換回路４２は、光信号処理部２０から出力されたアナログの電気信号を、アナログ−デジタル変換によりデジタル信号へと変換する。デジタル信号処理回路４４は、変換されたデジタル信号に対し、信号の復調をはじめとする各種の信号処理を行う。以上の処理により、デジタル式のコヒーレント通信を行うことができる。

図２は、実施例１に係る光受信器の内部構成を示す模式図である。図２では、光信号処理部２０に対応する構造のみを示し、電気信号処理部４０については表示を省略している。図１と共通する部材には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２に示すように、光信号処理部２０を収納するパッケージ５０には、光ケーブルを接続・固定するための２つの入力窓（５２、５４）が形成されている。以下、上記２つの入力窓のうち、偏波保持光ファイバ１０が固定され信号光（ＳＩＧＮＡＬ）が導入される入力窓を第１入力窓５２、シングルモード光ファイバ１２が固定され局部発振光（ＬＯ光）が導入される入力窓を第２入力窓５４と称する。また、パッケージ５０内には、図１で説明した構成の他に、スキュー調整素子５６ｘ及び５６ｙ、ミラー５８ｘ及び５８ｙ、レンズ６０ａ〜６０ｄ、及び調光ユニット７０が配置されている。調光ユニット７０は、偏光ビームスプリッタ７２と、受光素子７４から構成されている。

第１入力窓５２には、偏波保持光ファイバ１０が固定されている。偏波保持光ファイバ１０から射出されたＴＥ光は、レンズホルダ８４内のレンズ８６によりコリメート光に変換され、パッケージ５０内の偏光ビームスプリッタ７２へと入射される。偏光ビームスプリッタ７２を直進した光は、ＴＥ光となってビームスプリッタ２４に入力される。偏光ビームスプリッタ７２により９０°反射された光は、ＴＭ光となって受光素子７４に入力される。なお、偏波保持光ファイバ１０から射出されるＴＥ光の偏波角は、例えば１０°以下とすることができる。

ビームスプリッタ２４を直進した光は、スキュー調整素子５６ｘを通過し、コリメートレンズ６０ａにより集光されて、Ｘ側の光ハイブリッド２８ｘへと入射される。なお、図中に符号２８ｘ、３０ｘで示した構成は、Ｘ側の光ハイブリッド２８ｘと受光素子３０ｘとを集積した構成である。

一方、ビームスプリッタ２４により９０°反射された光は、ミラー５８ｙにより再び９０°反射された後、コリメートレンズ６０ｃにより集光されて、Ｙ側の光ハイブリッド２８ｙへと入射される。なお、図中に符号２８ｙ、３０ｙで示した構成は、Ｙ側の光ハイブリッド２８ｙと受光素子３０ｙとを集積した構成である。

第２入力窓５４には、シングルモード光ファイバ１２が固定されている。シングルモード光ファイバ１２から射出された光は、レンズホルダ８１内のレンズ８３によりコリメート光に変換され、パッケージ５０内の偏波ビームスプリッタ２２へと入射される。偏波ビームスプリッタ２２に入射される光は、偏光方向がランダム（符号Ｒａｎｄ）となっている。偏波ビームスプリッタ２２を直進した光は、ＴＥ光となってスキュー調整素子５６ｙを通過し、コリメートレンズ６０ｄにより集光されて、Ｙ側の光ハイブリッド２８ｙへと入射される。

一方、偏波ビームスプリッタ２２により９０°反射された光は、一度はＴＭ光となるが、変更回転子２６を通過することでＴＥ光へと変換される。そして、ミラー５８ｘにより再び９０°反射された後、コリメートレンズ６０ｂにより集光されて、Ｘ側の光ハイブリッド２８ｘへと入射される。

ここで、偏波保持光ファイバ１０から入射された局部発振光ＬＯのうち、Ｙ側の光ハイブリッド２８ｙに入射される光は、Ｘ側の光ハイブリッド２８ｘに入射される光に比べ、ビームスプリッタ２４とミラー５８ｙの距離の分だけ光路長が長くなっている。そこで、Ｘ側に配置されたスキュー調整素子５６ｘにより、Ｘ側の光の位相を遅延させ、Ｘ側とＹ側における局部発振光の光路長が等しくなるように調整を行っている。

また、シングルモード光ファイバ１２から入射された信号光のうち、Ｘ側の光ハイブリッド２８ｘに入射される光は、Ｙ側の光ハイブリッド２８ｙに入射される光に比べ、偏波ビームスプリッタ２２とミラー５８ｘの距離の分だけ光路長が長くなっている。そこで、Ｙ側に配置されたスキュー調整素子５６ｙにより、Ｙ側の光の位相を遅延させ、Ｘ側とＹ側における局部発振光の光路長が等しくなるように調整を行っている。なお、スキュー調整素子５６ｘ及び５６ｙには、空気よりも屈折率の高い物質（例えば、ガラス等）を用いることができる。

図３（ａ）は、偏波保持光ファイバ１０とパッケージ５０との接続部分の模式図であり、図３（ｂ）は偏波保持光ファイバ１０の先端を拡大した図である。図３（ａ）において、偏波保持光ファイバ１０の光軸方向をＺ方向、当該Ｚ方向に垂直で、且つパッケージ５０の底面に平行な方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向（紙面の表側から裏側へ向かう方向）をＹ方向と定義する。また、θはＺ軸周りの回転角であり、φはＸ軸周りの回転角である。

図３（ａ）に示すように、偏波保持光ファイバ１０は、フェルール８０、フェルールホルダ８２、及びレンズホルダ８４を備える。レンズホルダ８４には、偏波保持光ファイバ１０からの射出光をコリメート光に変換するためのレンズ８６が収納されている。図３（ｂ）に示すように、フェルール８０は、偏波保持光ファイバ１０の芯線８８を覆う内側のセラミック部８０ａと、当該セラミック部８０ａを覆う外側の金属部８０ｂとから構成され、先端部がフェルールホルダ８２に収納されている。また、偏波保持光ファイバ１０の先端部分の端面（符号１１）は、光軸Ｌに垂直な方向に対し、傾斜した構成となっている。当該傾斜の角度αの大きさは、例えば４°以上１２°以下の範囲とすることができる。

ここで、フェルール８０は、Ｚ軸・θ軸・φ軸における調整自由度を有する。また、フェルールホルダ８２及びレンズホルダ８４は、Ｘ軸及びＹ軸における調整自由度を有する。このように、偏波保持光ファイバ１０は、その固定に際し多くの調整自由度を有するため、偏波保持光ファイバ１０の光軸調芯を行う工程において、角度ズレが生じてしまう場合がある。

図４は、実施例１に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。最初に、偏波保持光ファイバ１０から、レーザ光をパッケージ５０内に入射する（ステップＳ１０）。ここで、図３（ａ）に示すように、ビームスプリッタ２４の前段に設けられた偏光ビームスプリッタ７２は、ＴＥ光を透過し、ＴＭ光を９０°反射する構成となっている。本実施例では、偏光ビームスプリッタ７２から出力される出力光のうち、ＴＥ光が第１の出力光に、ＴＭ光が第２の出力光に、それぞれ対応する。第１の出力光であるＴＥ光は、後段の受光素子３０ｘ及び３０ｙにおいて受光され、第２の出力光であるＴＭ光は、後段の受光素子７４により受光される。本実施例において、第１の出力光ＴＥを受光する受光素子３０ｘ及び３０ｙは、第１の受光素子に対応し、第２の出力光ＴＭを受光する受光素子７４は、第２の受光素子に対応する。

次に、図４に示すように、第１の受光素子（３０ｘ、３０ｙ）及び第２の受光素子（７２）の検出結果に基づいて、偏波保持光ファイバ１０の位置・角度を調整する（ステップＳ１２）。

図５は、受光素子における受光量の変化を示すグラフである。図５（ａ）では、第１の受光素子、第２の受光素子、及びその合計について、角度ズレとＰＤ電流との関係を示している。ＰＤ電流は、受光素子から出力される電流であり、この値が大きいほど受光量が大きいことを示す。図５（ｂ）では、各受光素子の受光量について、光軸のズレとＰＤ電流との関係を示している。

図５（ａ）に示すように、ＴＥ光を受光する第１の受光素子においては、角度ズレが小さいほどＰＤ電流の値は大きく、角度ズレが大きいほどＰＤ電流の値は小さくなっている。一方、ＴＭ光を受光する第２の受光素子においては、角度ズレが小さいほどＰＤ電流の値は小さく、角度ズレが大きいほどＰＤ電流の値は大きくなっている。また、第１の受光素子及び第２の受光素子におけるＰＤ電流の合計値は常に一定である。以上のことから、偏波保持光ファイバ１０の角度の調節を行うにあたっては、第１の受光素子におけるＰＤ電流（受光量）が最大となり、第２の受光素子におけるＰＤ電流（受光量）が最小となるように調節を行い、角度ズレをなるべく少なくすることが好ましい。

なお、ＴＥ偏光からの角度のズレをθ（度）とすると、光パワーの透過率は直進光がｃｏｓ^２θとなり、反射光がｓｉｎ^２θとなる。θ＝５、１０、２０度の場合、光パワーの透過率は直進光（ｃｏｓ^２θ）＝０．９９、０．９７、０．８８、反射光（ｓｉｎ^２θ）＝０．０１、０．０３、０．１２となる。

一方、図５（ｂ）に示すグラフでは、第１の受光素子、第２の受光素子、及びその合計値のいずれも、光軸のズレ量が大きくなるにつれ、ＰＤ電流の値が低下している。従って、光軸のズレを補正するにあたっては、第１の受光素子及び第２の受光素子におけるＰＤ電流（受光量）が、共に最大値となるように調節を行い、光軸のズレをなるべく少なくすることが好ましい。

次に、図４に示すように、偏波保持光ファイバ１０の位置・角度の調節が完了したら、当該位置・角度を保ったままで、ＹＡＧ溶接により各部材を固定する（ステップＳ１４）。ここで、ＹＡＧ溶接における固定箇所は、図３（ａ）中に符号７６ａ〜７６ｆで示す部分である。７６ａ及び７６ｂにてフェルール８０とフェルールホルダ８２を固定し、７６ｃ及び７６ｄにてフェルールホルダ８２とレンズホルダ８４を固定し、７６ｅ及び７６ｆにてレンズホルダ８４とパッケージ５０とを固定する。以上の固定により、フェルール８０は、フェルールホルダ８２、及びレンズホルダ８４における調整自由度が失われるため、偏波保持光ファイバ１０を所定の角度・位置で固定することが可能となる。

次に、比較例に係る光受信器における、偏波保持光ファイバ１０の光軸調芯について検討する。

図６は、比較例に係る光受信器の内部構成を示す模式図である。比較例では、実施例１の調光ユニット７０に代えて、ビームスプリッタ２４の前段に偏光子１６０が配置されている。偏光子１６０は、偏波保持光ファイバ１０から入力されるＴＥ偏波成分の光以外をカットするように設定されている。また、比較例に係る光受信器には、ＴＥ光をモニタリングするための第１の受光素子（３０ｘ、３０ｙ）は備えられているものの、ＴＭ光をモニタリングする第２の受光素子（図２の符号７２）は備えられていない。その他の構成は実施例１（図２）と共通であり、詳細な説明を省略する。

図７は、比較例に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。最初に、実施例１と同様に、偏波保持光ファイバ１０から、レーザ光をパッケージ５０内に入射する（ステップＳ２０）。次に、受光素子をモニタリングしながら、その検出結果に基づいて、偏波保持光ファイバ１０の位置・角度を調整する（ステップＳ２２）。次に、実施例１と同様に、偏波保持光ファイバ１０の位置・角度の調節が完了したら、当該位置・角度を保ったままで、ＹＡＧ溶接により各部材を固定する（ステップＳ２４）。

比較例では、偏波保持光ファイバ１０の位置・角度がずれると、ＴＥ偏波以外の光が偏光子１６０によりカットされることから、上記のズレ角の大きさに応じて、受光素子３０ｘ及び３０ｙにおいて光損失が生じる。具体的には、ＴＥ偏光からの角度ズレをθ（度）とすると、光パワーの透過率はｃｏｓ^２θとなる。θ＝５、１０、２０度の場合、光パワーの透過率はｃｏｓ^２θ＝０．９９、０．９７、０．８８となる。このように、受光素子３０ｘ及び３０ｙをモニタリングすることで、偏波保持光ファイバの位置・角度のずれを検出することができる。そして、受光素子３０ｘ及び３０ｙの受光量（ＰＤ電流）が最大となるように、偏波保持光ファイバ１０の位置・角度を調整することで、光ハイブリッド２８ｘへのＴＥ光の入射量を最大にすることができる。

しかし、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の受光素子におけるＰＤ電流の低下は、角度のズレ及び光軸のズレのいずれを原因としても生じうるものである。従って、第２の受光素子を備えていない比較例では、ＰＤ電流の低下が角度のズレによるものなのか、光軸のズレによるものなのかの判別をすることが難しい。その結果、仮に受光素子のＰＤ電流が最大となる箇所で固定を行ったとしても、大きな角度ズレ（例えば、２０°）が生じてしまう場合があり、光軸調芯を精度良く行うことが難しい。

特に、図３（ｂ）に示すように、偏波保持光ファイバ１０の端面が傾斜している場合には、偏波保持光ファイバ１０からの射出光は、光軸Ｌに対して傾斜した方向に射出される。このため、偏波保持光ファイバ１０が回転すると、光の射出方向も大きく変わってしまうため、光軸調芯が更に難しくなってしまう。

これに対し、本実施例に係る光受信器によれば、第１の受光素子と第２の受光素子のＰＤ電流の出力比から、角度ズレの大きさを精度良く計算することができる。その結果、調節の際の角度ズレを低減することができる。例えば、角度ズレについては、比較例では最大２０°ほどの値であったが、本実施例では１０°以下に抑制することが可能である。また、光損失換算では、比較例の１２％程度から本実施例では３％程度へと大きく改善することができる。

以上から、本実施例に係る光受信器及びその光軸調芯方法によれば、偏波保持光ファイバ１０の光軸調芯の精度を高めることができる。

図８は、実施例２に係る光受信器の内部構成を示す模式図である。実施例２では、実施例１の調光ユニット７０に代えて、ビームスプリッタ２４の前段に偏光子６０が配置されている。偏光子６０は、偏波保持光ファイバ１０から入力されるＴＥ偏波成分の光以外をカットするように設定されている。その他の構成は実施例１（図２）と共通であり、詳細な説明を省略する。

図９は、実施例２に係る光受信器の光軸調芯の工程を示す模式図である。図９（ａ）は、光軸調芯の開始時を示す模式図であり、パッケージ５０内に調光ユニット９０が設けられている。調光ユニット９０は、偏光ビームスプリッタ９２及び２つの受光素子（９４、９６）から構成される。偏光ビームスプリッタ９２は、ＴＥ光を直進させ、ＴＭ光を９０°反射するように設定されている。偏光ビームスプリッタ９２からの出力光のうち、第１の出力光であるＴＥ光は、第１の受光素子９４に入力され、第２の出力光であるＴＭ光は、第２の受光素子９６に入力される。第１の受光素子９４及び第２の受光素子９６は、偏光ビームスプリッタ９２から等距離の位置に配置されている。

図９（ｂ）は、光軸調芯の終了時を示す模式図であり、図９（ａ）の調光ユニット９０付ダミー素子は取り除かれ、代わりに図８に記載の実素子に交換されている。その他の実素子については、図９（ｂ）では記載を省略している。

図１０は、実施例２に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。開始時において、調光ユニット９０付ダミー素子が予め配置されている。最初に、偏波保持光ファイバ１０から、レーザ光をパッケージ５０内に入射する（ステップＳ３０）。次に、第１の受光素子９４及び第２の受光素子９６をモニタリングしながら、当該受光素子の検出結果に基づいて、偏波保持光ファイバ１０の位置・角度を調整する（ステップＳ３２）。ここまでは、実施例１に係る光受信器の光軸調整方法と同様である。

次に、調光ユニット９０付ダミー素子を取り除く（ステップＳ３４）。その後、ダミー素子を実素子に交換する（ステップＳ３６）。ここで、ステップＳ３４及びステップＳ３６においては、ステップＳ３２で決定された偏波保持光ファイバ１０の角度を維持する。そして、実素子の搭載が完了したら、偏波保持光ファイバ１０の実素子の光軸調芯を実行する（ステップＳ３８）。このとき、偏波保持光ファイバ１０の位置や、他の光学素子の位置・角度は変更してもよいが、偏波保持光ファイバ１０の角度は変更しないようにする。

実施例２に係る光受信器及びその光軸調芯方法によれば、組み立て時にダミー素子を用いて偏波保持光ファイバ１０の角度を調整し、当該角度を維持したままで、ダミー素子を実素子へと置き換える。これにより、実施例１と同様に、偏波保持光ファイバ１０の角度ズレを抑制し、光軸調芯の精度を向上させることができる。

また、実施例２に係る構成によれば、偏光ビームスプリッタ９２を含むダミーの調光ユニットを最終的に取り除いているため、実施例１に比べて部品点数を削減し、コスト削減を図ることができる。更に、実施例２に係る構成によれば、第１の受光素子９４と第２の受光素子９６とが、偏光ビームスプリッタ９２から等距離の位置に配置されているため、２つの受光素子の受光感度の差を少なくすることができ、偏波保持光ファイバ１０の角度ズレをより精密に検出することができる。

図１１及び図１２は、実施例３に係る光受信器の光軸調芯の工程を示す模式図である。図１１は光軸調芯の開始時を示し、図１２は光軸調芯の終了時を示している。図１１及び図１２において、パッケージ５０の内部構成は、実施例２（図８）と共通である。

図１１に示すように、光軸調芯の開始時には、第２の入力窓５４に偏波保持光ファイバ１０が固定されている。第２の入力窓５４は、本来であればシングルモード光ファイバ１２が固定されるべき入力窓である。偏波保持光ファイバ１０から入射されたＴＥ光は、偏光ビームスプリッタ２２に入力される。前述のように、偏光ビームスプリッタ２２は、ＴＥ光を直進させ、ＴＭ光を９０°反射するように設定されている。従って、偏光ビームスプリッタ２２からの第１の出力光であるＴＥ光は、スキュー調整素子５６ｙ、レンズ６０ｄを経て受光素子３０ｙへと入力される。本実施例において、受光素子３０ｙは、第１の出力光を受光する第１受光素子として機能する。

偏光ビームスプリッタ２２からの第２の出力光であるＴＭ光は、偏光回転子２６、ミラー５８ｘ、レンズ６０ｂを経て受光素子３０ｘへと入力される。本実施例において、受光素子３０ｘは、第２の出力光を受光する第２受光素子として機能する。

図１３は、実施例３に係る光受信器の光軸調芯方法を示すフローチャートである。最初に、第２の入力窓５４に固定された偏波保持光ファイバからレーザ光を入射する（ステップＳ４０）。次に、第１の受光素子３０ｘ及び第２の受光素子３０ｙをモニタリングし、その検出結果に基づいて、偏波保持光ファイバ１０の角度を調整する（ステップＳ４２）。

次に、図１２に示すように、偏波保持光ファイバ１０を第２の入力窓５４から取り外して、本来の取付先である第１の入力窓５２に固定する（ステップＳ４４）。このとき、偏波保持光ファイバ１０の角度は維持したまま、スライドさせるように偏波保持光ファイバ１０を移動する。偏波保持光ファイバ１０の移動が完了したら、偏波保持光ファイバ１０の実素子の光軸調芯を実行する（ステップＳ４６）。このとき、偏波保持光ファイバ１０の位置や、他の光学素子の位置・角度は変更してもよいが、偏波保持光ファイバ１０の角度は変更しないようにする。

実施例３に係る光受信器及びその光軸調芯方法によれば、信号光側の光学系である偏波ビームスプリッタ２２、並びに受光素子３０ｘ及び３０ｙを利用して、ＴＥ光とＴＭ光のモニタリングを行うことができる。これにより、実施例１と同様に、偏波保持光ファイバ偏波保持光ファイバ１０の角度ズレを抑制し、光軸調芯の精度を向上させることができる。

また、実施例３に係る構成によれば、実施例１における調光ユニット７０や、実施例２におけるダミーの調光ユニット９０のような構成を用いていないため、実施例１〜２に比べて更に製造コストを低減することができる。

実施例１〜３では、偏波保持光ファイバ１０から導入される局部発振光（ＬＯ）としてＴＥ光を例に説明を行ったが、ＴＥ光の代わりにＴＭ光を用いる構成とすることも可能である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 偏波保持光ファイバ
１２ シングルモード光ファイバ
１４ 局部発振光源器
２０ 光信号処理部
２２ 偏波ビームスプリッタ
２４ ビームスプリッタ
２６ 偏光回転子
２８ 光ハイブリッド
３０ 受光素子
３２ 増幅器
４０ 電気信号処理部
４２ ＡＤＣ
４４ ＤＳＰ
５０ パッケージ
５２ 第１入力窓
５４ 第２入力窓
５６ スキュー調整素子
５８ ミラー
６０ レンズ
６２ 偏光子
７０ 調光ユニット（実施例１）
７２ 偏波ビームスプリッタ
７４ 受光素子
８０ フェルール
８２ フェルールホルダ
８４ レンズホルダ
８６ レンズ
９０ 調光ユニット（実施例２）
９２ 偏波ビームスプリッタ
９４ 第１受光素子
９６ 第２受光素子
１００ 光受信器

Claims (7)

1. 入力窓を備えたパッケージと、
   前記入力窓に固定される偏波保持光ファイバと、
   前記パッケージ上に設けられ、前記偏波保持光ファイバから出力される光が入力され、偏波方向が互いに異なる第１の出力光及び第２の出力光を出力する偏波ビームスプリッタと、
   前記パッケージ上に設けられ、前記第1の出力光を分岐するビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタと光結合され、その２つの出力光に対応した２つの受光部を備える第１の受光素子と、
   前記パッケージ上に設けられ、前記第２の出力光を受光する第２の受光素子と、
   を備える、光受信器。
2. 前記第２の受光素子は、前記偏波ビームスプリッタとの間に光学素子を介することなく直接に結合される、請求項１に記載の光受信器。
3. 前記偏波保持光ファイバにおける、前記パッケージ側の端面は、光軸に対し４°以上１２°以下の範囲で傾いている、請求項１に記載の光受信器。
4. 入力窓を備えたパッケージと、前記入力窓に固定される偏波保持光ファイバと、前記パッケージ上に設けられ、前記偏波保持光ファイバから出力される光が入力され、ＴＥ偏波光である第１の出力光及びＴＭ偏波光である第２の出力光を出力する偏波ビームスプリッタと、前記パッケージ上に設けられ、前記第１の出力光を受光する第１の受光素子と、前記パッケージ上に設けられ、前記第２の出力光を受光する第２の受光素子と、を備える光受信器において、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子の検出結果に基づいて、前記偏波保持光ファイバの角度を調整する第１の工程と、
   前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記パッケージから、前記偏波ビームスプリッタ、前記第１の受光素子、前記第２の受光素子を取り外す第２の工程と、
   前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記偏波保持光ファイバから出力されるＴＥ偏波光が入力される偏光子と、前記偏光子からの出力光を受光する第３の受光素子とを、前記パッケージ上に搭載する第３の工程と、
   前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記偏波保持光ファイバ、前記偏光子、前記第３の受光素子の光軸調芯を行う第４の工程と、を含む、光受信器の光軸調芯方法。
5. 第１の入力窓及び第２の入力窓を備えたパッケージと、前記第２の入力窓に固定される偏波保持光ファイバと、前記パッケージ上に設けられ、前記偏波保持光ファイバから出力される光が入力され、ＴＥ偏波光である第１の出力光及びＴＭ偏波光である第２の出力光を出力する偏波ビームスプリッタと、前記パッケージ上に設けられ、前記第１の出力光を受光する第１の受光素子と、前記パッケージ上に設けられ、前記第２の出力光を受光する第２の受光素子と、を備える光受信器において、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子の検出結果に基づいて、前記偏波保持光ファイバの角度を調整する第１の工程と、
   前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記偏波保持光ファイバを前記第２の入力窓から取り外して前記第１の入力窓に固定する第２の工程と、
   前記第１の入力窓に固定された前記偏波保持光ファイバの角度を維持しつつ、前記パッケージ上に設けられ前記偏波保持光ファイバから出力されるＴＥ偏波光が入力され前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子にＴＥ偏波光を出力する偏光子、前記偏波保持光ファイバ、前記第１の受光素子、前記第２の受光素子の光軸調芯を行う第３の工程と、を含む、光受信器の光軸調芯方法。
6. 前記第１の工程は、前記第１の受光素子における受光量が第１の閾値以上であり、前記第２の受光素子における受光量が第２の閾値以下となるように、前記偏波保持光ファイバの角度を調整する、請求項４または５に記載の光受信器の光軸調芯方法。
7. 前記偏波保持光ファイバから出力されるＴＥ偏波光の偏波角は、１０°以下である、請求項４または５に記載の光受信器の光軸調芯方法。

Images