JP6405635B2 - 光受信器の調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、光受信器の調整方法に関する。

コヒーレント通信用光受信デバイス等の光受信器では、偏波や位相が多重化された光信号が偏波保持ファイバを介して入力され、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarization beam splitter）により偏光に応じて分波される。分波された光信号は、例えば光９０度ハイブリッド素子により位相に応じて分離される。分離された光信号は、受光素子により電気信号に変換される。例えば特許文献１には、コヒーレント通信用光受信デバイスに、光９０度ハイブリッド素子として光カプラが用いられる技術が開示されている。

特開平５−１５８０９６号公報

例えば光９０度ハイブリッド素子等を用いて光信号の位相を分離する処理においては、参照光としてＣＷ光（ＣＷ：Continuous Wave）が用いられる。参照光は信号光に対する基準となる。このため、参照光の偏波は、一定方向に制御された状態にて光受信器の偏波保持ファイバに入力される必要がある。

参照光の偏波を一定方向に制御するために、偏波保持ファイバの軸角度を調整する。偏波保持ファイバの軸角度の調整方法として、例えばマスター偏波保持ファイバと、光受信器の偏波保持ファイバと、をコネクタによって互いに接続し、偏波保持ファイバのクロストークを測定する方法が考えられる。この方法では、当該クロストークが最小となるように偏波保持ファイバの軸角度を調整する。

上記調整方法では、測定原理上マスター偏波保持ファイバが必須であり、高い精度にてマスター偏波保持ファイバを調整する事が重要となる。しかしながら、ＰＢＳ等の部品を介して偏波保持ファイバが実装される場合、マスター偏波保持ファイバの調整精度を高く保持することができない問題がある。また、上記調整方法では、偏波保持ファイバのクロストークの最小点付近では変化量が小さいため、偏波保持ファイバの軸角度の調整が十分に最適化されない問題がある。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、偏波保持ファイバのクロストークを用いずに偏波保持ファイバの角度調整を行うことができる光受信器の調整方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る光受信器の調整方法は、光源から出射された光が入力される偏波保持ファイバと、偏波保持ファイバから出力された光が照射される偏光子と、を備える光受信器の調整方法であって、それぞれ波長が異なる複数の光を偏波保持ファイバに入力し、偏波保持ファイバから出力された複数の光の強度を検知する工程と、検知された複数の光の強度の比率に基づいて、偏波保持ファイバの角度の調整値を演算する工程と、演算された調整値に基づいて偏波保持ファイバの角度を調整する工程と、を備える。

本発明によれば、偏波保持ファイバのクロストークを用いずに偏波保持ファイバの角度調整を行うことができる光受信器の調整方法を提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る光受信器の調整方法を行うための測定系を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態に係る光受信器の調整方法を示すフローチャートである。 図３（ａ）は、偏波保持ファイバ中を伝播する光のイメージを示す図であり、図３（ｂ）は、偏波保持ファイバ中を伝播する光の偏波の変化を示す図である。 図４は、偏波保持ファイバの偏波角が偏光子の偏光角に対して傾いている場合における光の振幅の変動を示す図である。 図５は、所定の波長範囲における偏波保持ファイバの角度の調整前後の受光感度の変化を示す。 図６は、所定の波長範囲における偏波保持ファイバの角度の調整前後の受光感度の変化を示す。 図７は、所定の波長範囲における偏波保持ファイバの角度の調整前後の受光感度の変化を示す。 図８は、本発明の実施形態に係る光受信器の内部構成を示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明の一実施形態は、光源から出射された光が入力される偏波保持ファイバと、偏波保持ファイバから出力された光が照射される偏光子と、を備える光受信器の調整方法であって、それぞれ波長が異なる複数の光を偏波保持ファイバに入力し、偏波保持ファイバから出力された複数の光の強度を検知する工程と、検知された複数の光の強度の比率に基づいて、偏波保持ファイバの角度の調整値を演算する工程と、演算された調整値に基づいて偏波保持ファイバの角度を調整する工程と、を備える光受信器の調整方法である。

この光受信器の調整方法によれば、偏波保持ファイバから出力された複数の光の強度が検知される。光受信器における偏波保持ファイバの角度が適切に調整されていない場合、偏波保持ファイバから出射され、偏光子を透過した光の強度は、波長によって変化する。この現象を利用し、検知された複数の光の強度の比率に基づいて、偏波保持ファイバの角度の調整値を演算することができる。また、演算された調整値に基づいて偏波保持ファイバの角度を調整することができる。これにより、偏波保持ファイバのクロストークを用いずに偏波保持ファイバの角度調整を行うことができる。

また、偏波保持ファイバから出力された複数の光の各々は、光受信器の受光感度が最大になるように偏波が調整されたものであってもよい。このように偏波を調整することによって、偏波保持ファイバの角度を調整するための調整値が、精度よく演算される。

また、調整値を角度θとし、検出された複数の光の強度の内、最も高い強度をＰｍａｘとし、検出された複数の光の強度の内、最も低い強度をＰｍｉｎとした時、角度θは、以下の式（１）から求められてもよい。このように偏波保持ファイバの角度を調整するための角度θを演算することにより、当該調整値が一層精度よく演算される。

また調整値は、偏波保持ファイバの偏波角と偏光子の偏光角とのずれ量であり、偏波保持ファイバの角度を調整する工程は、ずれ量を小さくする工程であってもよい。偏波保持ファイバの偏波角が偏光子の偏光角に対してずれていると、検知される光の強度は、光の波長に応じて異なる。したがって、検知された光の強度の比率に基づいて、偏波保持ファイバの偏波角と偏光子の偏光角とのずれ量を演算することによって、偏波保持ファイバのクロストークを用いずに偏波保持ファイバの角度調整を行うことができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態による光受信器の調整方法を行うための測定系を示すブロック図である。図１に示されるように、測定系１は、例えば制御部１１、光源１２、偏波コントローラ１３、偏波保持ファイバ１４，１５、光受信器１６及び測定器１７を備える。制御部１１は、例えば光源１２、偏波コントローラ１３及び測定器１７を制御する。

光源１２は、それぞれ波長が異なる複数の光を、偏波コントローラ１３を介して光受信器１６に出射する。光源１２から出射される光は、複数の波長を切り替えてもよく、複数の波長が重畳された光でもよい。光源１２は、光受信器１６における参照光を出射してもよい。

偏波コントローラ１３は、光源１２から出射された光の偏波を制御する。偏波コントローラ１３は、光受信器１６によって検知される光の感度が最大になるように、複数の光のいずれかを直線偏波に調整してもよい。偏波コントローラ１３は、コネクタ１３ａを備える。

偏波保持ファイバ１４，１５は、入力される光の偏波方向によって屈折率が異なる（すなわち、光の速度が異なる）ように構成され、例えばＰＡＮＤＡファイバ、ボウタイファイバ等が挙げられる。偏波保持ファイバ１４は、コネクタ１４ａを介して偏波コントローラ１３のコネクタ１３ａに接続される。偏波保持ファイバ１４には、光源１２から出射された波長が異なる複数の光が入力される。なお、以下では、偏波保持ファイバ１４によって保持される光の偏波の角度を、偏波保持ファイバ１４の偏波角とする。

光受信器１６は、例えば参照光を信号光に干渉させることによって、信号光内の信号を受信する。光受信器１６は、図１に示されるように、例えばファイバホルダ２１，２２、偏光子２３及び受光素子２４を備える。ファイバホルダ２１は、偏波保持ファイバ１４を回動自在に保持し、ファイバホルダ２２は、偏波保持ファイバ１５を回動自在に保持する。

偏光子２３は、特定の偏光方向の光のみを透過させる部材であり、例えば偏光板が挙げられる。以下では、偏光子２３が透過する偏光方向を偏光子２３の偏光角とする。偏光子２３には、偏波保持ファイバ１４から出力された光が照射される。受光素子２４は、照射された光の強度を検知する部材であり、例えばフォトダイオードが挙げられる。受光素子２４は、偏光子２３を透過した光を検知する。

測定器１７は、各種パラメータを測定し、偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を演算する。偏波保持ファイバ１４の角度の調整値は、例えば偏波保持ファイバ１４の偏波角と偏光子２３の偏光角とのずれ量である。偏波保持ファイバ１４の角度の調整値は、受光素子２４によって検知された複数の光の強度に基づいて演算される（当該演算方法の詳細は、後述する）。測定器１７は、例えば演算した結果を制御部１１に入力してもよく、制御部１１は、当該演算結果に基づいて光源１２及び偏波コントローラ１３を制御してもよい。

次に、図１及び図２を用いながら本実施形態に係る光受信器の調整方法を説明する。図２は、本実施形態に係る光受信器１６の調整方法を示すフローチャートである。

まず、図２に示されるように、第１ステップとして、偏波保持ファイバ１４を光受信器１６に接続する（ステップＳ１１）。偏波保持ファイバ１４は、光受信器１６に設けられたファイバホルダ２１に回動自在に接続される。

次に、第２ステップとして、光源１２から偏波保持ファイバ１４に入力される光の偏波調整を行う（ステップＳ１２）。当該偏波調整は偏波コントローラ１３によって行われ、受光素子２４の受光感度が最大になるように偏波が調整される。これにより、偏波保持ファイバ１４に入力される光が直線偏波となり、光受信器１６の受光感度が高まる。当該直線偏波の角度は、偏光子２３の偏光角と一致する。なお、光源１２から複数の光が出射され、当該複数の光の波長はそれぞれ異なる。

次に、第３ステップとして、入力された光強度を検知する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、偏波保持ファイバ１４に入力されたそれぞれ波長が異なる複数の光の強度は、受光素子２４によって検知される。検知された光の強度は、例えば受光感度（Ａ／Ｗ）で示される。第３ステップにて、受光素子２４によって検知される強度（受光感度）の極大値及び極小値が取得される。

次に、第４ステップとして、偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を演算する（ステップＳ１４）。偏波保持ファイバ１４の角度の調整値は、受光素子２４によって検知された複数の光の強度に基づいて演算される。本実施形態では、偏波保持ファイバ１４の角度の調整値は、偏波保持ファイバ１４の偏波角と偏光子２３の偏光角とのずれ量である。

次に、第５ステップとして、演算された調整値に基づいて偏波保持ファイバ１４の角度を調整する（ステップＳ１５）。本実施形態では、偏波保持ファイバ１４の偏波角と偏光子２３の偏光角とのずれ量が小さくなるように調整される。好ましくは、偏波保持ファイバ１４の偏波角と偏光子２３の偏光角とのずれ量が０になるように調整される。偏波保持ファイバ１４の角度の調整方法は、例えば偏波保持ファイバ１４を自動又は手動にて回動する方法が挙げられる。

最後に、第６ステップとして、偏波保持ファイバ１４の固定を行う（ステップＳ１６）。偏波保持ファイバ１４は、例えばＹＡＧレーザ等で溶接することによって、ファイバホルダ２１に固定される。以上により、光受信器１６の偏波保持ファイバ１４の位置及び角度が調整される。

次に、上記測定系により、偏波保持ファイバが光受信器等に実装される際の角度の調整値を演算する方法について説明する。まず、図３を用いながら、偏波保持ファイバから出力される光の偏波方向が波長依存性を有することを説明する。図３（ａ）は、偏波保持ファイバ中を伝播する光のイメージを示す図であり、図３（ｂ）は、偏波保持ファイバ中を伝播する光の偏波の変化を示す図である。

偏波保持ファイバ１４では偏波方向によって屈折率が異なることから、偏波方向によって光の速度が異なる。このため、偏波保持ファイバ１４の偏波角に対して傾いた光が入力された場合、図３（ａ）に示されるように、当該光は振動方向が９０度異なる２つの偏波成分が異なる挙動を示す。分波した２つの偏波成分の各々には速度差が生じることから、いずれか一方が偏波保持ファイバ１４内の光のＳｌｏｗ軸成分ｓとなり、他方が光のＦａｓｔ軸成分ｆとなる。光のＳｌｏｗ軸成分ｓと光のＦａｓｔ軸成分ｆとの伝播定数の差Δβにより、互いの軸成分間の結合が生じにくくなり、互いの軸成分が保持される。また、光のＳｌｏｗ軸成分ｓと光のＦａｓｔ軸成分ｆとの間には、出射端にて位相差が生じる。したがって、偏波保持ファイバ１４から出射する光（すなわち、Ｓｌｏｗ軸成分ｓとＦａｓｔ軸成分ｆとが合成された光）の偏波角は、偏波保持ファイバ１４の偏波角及び光源１２から入力される光の偏波方向と異なるものとなる。

この偏波の変化は、偏波保持ファイバ１４内の全域で生じている。具体的には、図３（ｂ）に示されるように、偏波保持ファイバ１４内では、偏波保持ファイバ１４の長手方向Ｚに沿って、直線偏波から楕円偏波等を経て元の直線偏波に戻る変化が生じる。当該直線偏波から元の直線偏波に戻るまでの距離をビート長Ｌとする。Ｌ＝２π／Δβである。Ｚ＝Ｌ／４＝π／２Δβと、Ｚ＝３Ｌ／４＝３π／２Δβとの場合、光の偏波は楕円偏波となる。Ｚ＝Ｌ／２＝π／Δβの場合、光の偏波は偏波保持ファイバ１４の偏波角に対して対称に傾いた直線偏波となる。ここで、ビート長Ｌは光の波長に依存して変化する。故に、任意の長さの偏波保持ファイバ１４に入力される光が、偏波保持ファイバ１４の偏波角に対して所定の角度傾いて入力される場合、当該光は、当該所定の角度の直線偏波を基準とし、当該光の波長に応じた偏波状態にて偏波保持ファイバ１４から出射される。したがって、受光素子２４によって検知される光の強度は、光の波長によって大きく変動する。

次に、上記光の偏波方向の波長依存性を利用して偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を演算する方法の一例を説明する。偏波保持ファイバ１４の偏波角に対して傾いた光が入力された場合、上述のように偏波保持ファイバ１４から出射する光の偏波方向は、光の波長に応じて変化する。したがって、偏波コントローラ１３によって光受信器１６の受光感度が最大になるように光が調整されたとしても、光受信器１６によって検知される光の強度は、光の波長に応じて変動する。ここで、光受信器１６における受光素子２４によって検知された複数の光の強度の内、最も高い強度をＰｍａｘとし、検知された複数の光の強度の内、最も低い強度をＰｍｉｎとする。また、偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を角度θとすると、角度θとＰｍａｘ，Ｐｍｉｎとの関係は、以下の式（１）によって示される。したがって、偏波保持ファイバ１４の角度の調整値は、以下の式（１）から求められる。

上記式（１）について、図４を用いながら説明する。図４は、偏波保持ファイバの偏波角が偏光子の偏光角に対して傾いている場合における光の振幅の変動を示す図である。図４において、軸Ｆは偏波保持ファイバ１４の偏波角に相当し、軸Ｐは偏光子２３の偏光角に相当する。軸Ｆは、軸Ｐに対して角度θ傾いている。すなわち、角度θは偏波保持ファイバ１４の角度の調整値であり、偏波保持ファイバ１４の偏波角は、偏光子２３の偏光角に対して角度θずれている。

偏波コントローラ１３によって受光素子２４の受光感度が最大になるように調整された光の偏波方向は、直線偏波（縦偏波）となり、当該縦偏波の角度は偏光子２３の偏光角と一致する。その状態から光の波長を様々に変化させると、偏波保持ファイバ１４が有する波長依存性によって、偏波保持ファイバ１４から出力される光の偏波方向は、上記縦偏波の方向と、軸Ｆを対称軸としたときに該方向に対して線対称な方向との間で変化する。つまり、偏波保持ファイバ１４の偏波角が偏光子２３の偏光角に対して角度θずれている場合、偏波保持ファイバ１４から出力される光の偏波方向は、光の波長の変化に伴って、軸Ｆを中心に±θの範囲内で変動する。したがって、偏光子２３を通過した後の光の強度は、光の波長の変化に伴って変動することとなる。その光量は受光素子２４によって検知される。

ここで、図４には、軸Ｆと軸Ｐとの交点から軸Ｐに沿って延びる両矢印Ａが描かれている。この両矢印Ａの方向は縦偏波の方向を示し、両矢印Ａの長さは光の振幅を示している。この両矢印Ａに示される状態の光が偏光子２３に達すると、その偏光方向は偏光子２３の偏光角と一致しているので、ほぼ全ての光量が通過する。したがって、偏波保持ファイバ１４から出力される光の偏波方向が両矢印Ａの方向であるとき、受光素子２４によって検知される光強度は極大となる。また、図４には、更に、軸Ｆを対称軸としたときに両矢印Ａに対して線対称な方向に延びる両矢印Ｂが描かれている。この両矢印Ｂの方向は、光の波長の変化に伴って縦偏波の方向から最も変動したときの偏波方向を示し、両矢印Ｂの長さは光の振幅を示している。この両矢印Ｂに示される状態の光が偏光子２３に達すると、その偏光方向が偏光子２３の偏光角に対して２θずれているので、両矢印Ｂのうち偏光子２３の偏光角の方向成分（図中の両矢印Ｃ）のみが偏光子２３を通過する。したがって、偏波保持ファイバ１４から出力される光の偏波方向が両矢印Ｂの方向であるとき、受光素子２４によって検知される光強度は極小となる。

図４において、両矢印Ｂを斜辺とし、両矢印Ｃを底辺とする直角三角形Ｔを想定した場合、斜辺と底辺とがなす角度は２θとなる。また、光の強度は光の振幅の２乗に比例することから、光の強度の平方根は光の振幅となる。したがって、両矢印Ａで示される光の振幅が受光素子２４によって検知される際の光の強度（受光感度）をＰｍａｘとし、両矢印Ｃで示される光の振幅が受光素子２４によって検知される際の光の強度（受光感度）をＰｍｉｎとした場合、ｃｏｓ２θは、ＰｍａｘとＰｍｉｎとの比率の平方根である上記式（１）で示される。

上記式（１）と、受光素子２４によって検知された光の強度Ｐｍａｘ，Ｐｍｉｎとに基づいて、軸Ｆと軸Ｐとがなす角度θが演算される。図５は、所定の波長範囲における偏波保持ファイバの角度の調整前後の受光感度の変化を示す。図５において、実線は、偏波保持ファイバ１４の調整前における光の波長と受光素子２４の受光感度との関係を示している。破線は、偏波保持ファイバ１４の調整後における光の波長と受光素子２４の受光感度との関係を示している。受光素子２４が検知した光の波長の範囲は、１５３０ｎｍ〜１５３８ｎｍとした。

図５に示されるように、偏波保持ファイバ１４の調整前では検知された受光感度に波長依存性が見られており、受光感度の極大値は６１．３ｍＡ／Ｗであり、極小値は５５．７ｍＡ／Ｗであった。これらの値及び上記式（１）に基づいて、偏波保持ファイバ１４の偏波角と偏光子２３の偏光角とのずれ量である角度θは約９．７°と算出された。当該角度θが０になるように偏波保持ファイバ１４を調整することにより、図５の破線にて示されるように、光の波長にかかわらず平坦な感度特性が得られることが確認された。

また、上記式（１）を用いずに上述の波長依存性を利用して偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を演算してもよい。この場合、光受信器１６によって検知される光の波長は少数に絞られてもよい。光受信器１６によって検知される光の波長が１つの場合、検知された受光感度が極大値であるか否かを判定することができない。したがって、検知される光の波長は少なくとも２以上の波長であることが好ましい。

図６に示されるように、所定の波長範囲において２つの異なる波長Ｗ１，Ｗ２における受光感度を確認して、これらの受光感度が極大値となるように偏波保持ファイバ１４の角度を調整してもよい。この場合、図６に示される破線のように、光の波長にかかわらず平坦な感度特性が得られることができる。加えて、所定の波長範囲の全ての光の強度を検知しないことから、偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を簡易に演算することができる。

また、図７に示されるように、所定の波長範囲において３つの異なる波長Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５における受光感度を確認してもよい。これらの受光感度が極大値となるように偏波保持ファイバ１４の角度を調整してもよい。この場合であっても、図７に示される破線のように、光の波長にかかわらず平坦な感度特性が得られることができる。また、取得する波長の間隔を比較的広く設定し、所定の波長範囲において３つの異なる波長Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５における受光感度を確認する場合、これらの受光感度の差が最小になるように偏波保持ファイバ１４の角度を調整してもよい。

以上に説明した、本実施形態の光受信器１６の調整方法によって得られる効果について説明する。前述したように、本実施形態に係る光受信器１６の調整方法によれば、偏波保持ファイバ１４から出力された複数の光の強度が、光受信器１６の受光素子２４によって検知される。光受信器１６における偏波保持ファイバ１４の角度が適切に調整されていない場合、偏波保持ファイバ１４から出射され、偏光子２３を透過した光の強度は、波長によって変化する。この現象を利用し、受光素子２４によって検知された複数の光の強度の比率に基づいて、偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を演算することができる。また、演算された調整値に基づいて偏波保持ファイバ１４の角度を調整することができる。これにより、偏波保持ファイバ１４のクロストークを用いずに偏波保持ファイバ１４の角度調整を行うことができる。また、上記調整方法によれば、複数の光の強度は、光の波長によって大きく変動することから、高精度の調整値推定が可能となる。加えて、上記調整方法によれば、光源１２及び偏波コントローラ１３のみを用いて偏波保持ファイバ１４の角度の調整値が演算されるため、従来の調整方法と比較して簡易な設備にて偏波保持ファイバ１４の角度を調整できる。

また、偏波保持ファイバ１４から出力された複数の光の各々は、受光素子２４の受光感度が最大になるように偏波が調整されたものであってもよい。このように偏波を調整することによって、偏波保持ファイバ１４の角度を調整するための調整値が、精度よく演算される。

また、調整値を角度θとし、検知された複数の光の強度の内、最も高い強度をＰｍａｘとし、検知された複数の光の強度の内、最も低い強度をＰｍｉｎとした時、角度θは、上記式（１）から求められてもよい。このように偏波保持ファイバ１４の角度を調整するための角度θを演算することにより、当該角度θが一層精度よく演算される。

また当該調整値は、偏波保持ファイバ１４の偏波角と偏光子２３の偏光角とのずれ量であり、偏波保持ファイバ１４の角度を調整する工程は、当該ずれ量を小さくする工程であってもよい。偏波保持ファイバ１４の偏波角が偏光子２３の偏光角に対してずれていると、受光素子２４によって検知される光の強度は、光の波長に応じて異なる。したがって、受光素子２４によって検知された光の強度の比率に基づいて、偏波保持ファイバ１４の偏波角と偏光子２３の偏光角とのずれ量を演算することによって、偏波保持ファイバ１４のクロストークを用いずに偏波保持ファイバ１４の角度調整を行うことができる。

図８は、光受信器１６の内部構成の一例を示す図である。図８に示されるように、光受信器１６は、パッケージ３０と、ＰＢＳ３１と、偏光子２３と、ビームスプリッタ３２と、偏光回転子３３と、光９０度ハイブリッド素子３４ｘ，３４ｙと、受光素子３５ｘ，３５ｙと、増幅器３６ｘ，３６ｙと、スキュー調整素子３７ｘ，３７ｙと、入射された光を反射するミラー３８ｘ，３８ｙと、入射された光を集光するコリメートレンズ３９ａ〜３９ｄと、を有する。

パッケージ３０には、光ケーブルを接続・固定するための第１入力窓４１と、第２入力窓４２とが形成されている。第１入力窓４１には、ファイバホルダ２１が取り付けられ、当該ファイバホルダ２１に偏波保持ファイバ１４が固定される。第１入力窓４１には、偏波保持ファイバ１４を介して参照光が入力される。第２入力窓４２には、ファイバホルダ２２が取り付けられ、当該ファイバホルダ２２に偏波保持ファイバ１５が固定される。第２入力窓４２には、信号光が導入される。また、ファイバホルダ２１はレンズ４３を有し、ファイバホルダ２２はレンズ４４を有する。

ＰＢＳ３１は、偏波保持ファイバ１５により導入される信号光を、互いに直交するＸ偏光とＹ偏光とに分離する。Ｘ偏光の光は、Ｙ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｙに入射される。Ｙ偏光の光は、偏光回転子３３により偏光面が９０°回転されてＸ偏光となった後、Ｘ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｘに入射される。Ｘ偏光としてはＴＭ光、Ｙ偏光としては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。ＰＢＳ３１に入射される光Ｒａｎｄは、偏光方向がランダムとなっている。ＰＢＳ３１を直進した光は、ＴＥ光となってスキュー調整素子３７ｙを通過し、コリメートレンズ３９ｄにより集光されて、Ｙ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｙへ入射される。一方、ＰＢＳ３１により９０°反射された光は、ＴＭ光となった後、偏光回転子３３を通過することによりＴＥ光に変換される。そして、ミラー３８ｘにより９０°反射された後、コリメートレンズ３９ｂにより集光されて、Ｘ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｘへ入射される。

ビームスプリッタ３２は、偏波保持ファイバ１４から出射される参照光を、２つに分離する。参照光は、例えば偏光子２３を介することによって予めＸ偏光に設定され、Ｘ側光９０度ハイブリッド素子３４ｘ及びＹ側光９０度ハイブリッド素子３４ｙに入射されてもよい。ビームスプリッタ３２を直進した参照光の一方は、スキュー調整素子３７ｘを通過し、コリメートレンズ３９ａにより集光されて、Ｘ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｘへ入射される。一方、ビームスプリッタ３２により９０°反射された参照光の他方は、ミラー３８ｙにより再び９０°反射された後、コリメートレンズ３９ｃにより集光されて、Ｙ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｙへ入射される。

光９０度ハイブリッド素子３４ｘ，３４ｙは、それぞれ入射された信号光及び参照光を、内部の光回路において干渉させ、干渉光を４つの成分に分離する。光９０度ハイブリッド素子３４ｘ，３４ｙは、例えば、石英系平面光波回路により構成されてもよい。Ｘ偏光の信号光は、光９０度ハイブリッド素子３４ｘにて参照光と合成された後に、それぞれ同相成分Ｉの正成分（ｐ）及び負成分（ｎ）と、直交位相成分Ｑの正成分（ｐ）及び負成分（ｎ）とに分離され、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９０度ハイブリッド素子３４ｙにて参照光と合成された後に、それぞれ同相成分Ｉの正成分（ｐ）及び負成分（ｎ）と、直交位相成分Ｑの正成分（ｐ）及び負成分（ｎ）とに分離され、４つの光信号（Ｙ―１ｐ、Ｙ−Ｉｎ、Ｙ−Ｑｐ、Ｙ−Ｑｎ）として出力される。

受光素子３５ｘ，３５ｙは、光９０度ハイブリッド素子３４ｘ，３４ｙの各々から出力された干渉光を光重量変換し、アナログの電気信号にする。受光素子３５ｘ，３５ｙは、図１における受光素子２４に相当する。なお、図８において、光９０度ハイブリッド素子３４ｘと受光素子３５ｘとは集積された構成であり、光９０度ハイブリッド素子３４ｙと受光素子３５ｙとは集積された構成である。

増幅器３６ｘ，３６ｙは、受光素子３５ｘ，３５ｙから出力された対となる電気信号の正成分と負成分とを合成し、増幅する。増幅器３６ｘ，３６ｙは、例えばトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を含む。

スキュー調整素子３７ｘ，３７ｙは、入射される光の位相を遅延させ、Ｘ側とＹ側における光の光路長が等しくなるように調整を行う素子である。スキュー調整素子３７ｘ及び３７ｙは、空気よりも屈折率の高い物質（例えばガラス等）によって構成される。偏波保持ファイバ１４から入射された参照光のうち、Ｙ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｙに入射される光は、Ｘ側の光９０度ハイブリッド素子３４ｘに入射される光に比べ、ビームスプリッタ３２とミラー３８ｙ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３７ｘにより、Ｘ側の参照光の位相を遅延させ、Ｘ側の参照光の光路長及びＹ側の参照光の光路長が等しくなるように調整される。同様に、Ｙ側に配置されたスキュー調整素子３７ｙにより、Ｘ側の信号光の光路長及びＹ側の信号光の光路長が等しくなるように調整される。

本発明による半導体装置は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。また、上記実施形態ではステップＳ１１〜Ｓ１６をそれぞれ独立したステップとして例示したが、これらのステップは任意に組み合わせて同時に行われてもよい。

また、上記実施形態では光受信器１６によって検知される光の波長を２つ又は３つに絞る場合を例示したが、４つ以上の光の波長を検知して偏波保持ファイバ１４の角度の調整値を演算してもよい。

また、図８においては、光９０度ハイブリッド素子３４ｘと受光素子３５ｘとは集積された構造を例示したが、光９０度ハイブリッド素子３４ｘと受光素子３５ｘとは、それぞれ独立した構造でもよい。同様に、光９０度ハイブリッド素子３４ｙと受光素子３５ｙとは、それぞれ独立した構造でもよい。

１…測定系、１１…制御部、１２…光源、１３…偏波コントローラ、１３ａ，１４ａ…コネクタ、１４，１５…偏波保持ファイバ、１６…光受信器、１７…測定器、２１，２２…ファイバホルダ、２３…偏光子、２４，３５ｘ，３５ｙ…受光素子、３０…パッケージ、３１…ＰＢＳ、３２…ビームスプリッタ、３３…偏光回転子、３４ｘ，３４ｙ…光９０度ハイブリッド素子、３６ｘ，３６ｙ…増幅器、３７ｘ，３７ｙ…スキュー調整素子、３８ｘ，３８ｙ…ミラー、３９ａ〜３９ｄ…コリメートレンズ、４１…第１入力窓、４２…第２入力窓、４３，４４…レンズ、Ｌ…ビート長、Ｓ１１〜Ｓ１６…ステップ、θ…角度。

Claims (3)

1. 光源から出射された光が入力される偏波保持ファイバと、
   前記偏波保持ファイバから出力された前記光が照射される偏光子と、を備える光受信器の調整方法であって、
   それぞれ波長が異なる複数の光を前記偏波保持ファイバに入力し、前記偏波保持ファイバから出力された前記複数の光の強度を検知する工程と、
   検知された前記複数の光の前記強度の比率に基づいて、前記偏波保持ファイバの角度の調整値を演算する工程と、
   演算された前記調整値に基づいて前記偏波保持ファイバの前記角度を調整する工程と、
   を備え、
   前記偏波保持ファイバから出力された前記複数の光の各々は、前記光受信器の受光感度が最大になるように偏波が調整されたものである、光受信器の調整方法。
2. 光源から出射された光が入力される偏波保持ファイバと、
   前記偏波保持ファイバから出力された前記光が照射される偏光子と、を備える光受信器の調整方法であって、
   それぞれ波長が異なる複数の光を前記偏波保持ファイバに入力し、前記偏波保持ファイバから出力された前記複数の光の強度を検知する工程と、
   検知された前記複数の光の前記強度の比率に基づいて、前記偏波保持ファイバの角度の調整値を演算する工程と、
   演算された前記調整値に基づいて前記偏波保持ファイバの前記角度を調整する工程と、を備え、
   前記調整値を角度θとし、
   検出された前記複数の光の前記強度の内、最も高い強度をＰｍａｘとし、
   検出された前記複数の光の前記強度の内、最も低い強度をＰｍｉｎとした時、
   前記角度θは、以下の式（１）から求められる、光受信器の調整方法。
   

   
3. 前記調整値は、前記偏波保持ファイバの偏波角と前記偏光子の偏光角とのずれ量であり、
   前記偏波保持ファイバの前記角度を調整する前記工程は、前記ずれ量を小さくする工程である、請求項１又は２に記載の光受信器の調整方法。
   

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