JP6696159B2 - Optical receiver - Google Patents

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本発明は、光受信器に関するものである。   The present invention relates to an optical receiver.

特許文献１には、コヒーレント光受信装置に関する技術が開示されている。図６は、このコヒーレント光受信装置の構成を概略的に示す。図６に示されるコヒーレント光受信装置１００では、光導波路基板１０１、光９０度ハイブリッド回路１１１及び１１２、複数の信号光用受光素子１３４及び１３５、並びに信号光レベルモニタ用受光素子１０４が筐体１０５に収容されている。信号光Ｌ１及び局発光Ｌ２は、光導波路基板１０１の第１の端面１０１ａからそれぞれ光導波路基板１０１内の光導波路１０６，１０７に入力される。   Patent Document 1 discloses a technique related to a coherent optical receiver. FIG. 6 schematically shows the configuration of this coherent optical receiver. In the coherent light receiving device 100 shown in FIG. 6, the optical waveguide substrate 101, the optical 90-degree hybrid circuits 111 and 112, the plurality of signal light receiving elements 134 and 135, and the signal light level monitoring light receiving element 104 are provided in the housing 105. It is housed in. The signal light L1 and the local light L2 are input to the optical waveguides 106 and 107 in the optical waveguide substrate 101 from the first end surface 101a of the optical waveguide substrate 101, respectively.

信号光レベルモニタ用受光素子１０４は、光導波路基板１０１の第１の端面１０１ａと第２の端面１０１ｂとの間に挟まれた第３の端面１０１ｃ及び第４の端面１０１ｄの何れかの側であって、且つ、第２の端面１０１ｂよりも第１の端面１０１ａに近い位置に配置されている。信号光レベルモニタ用受光素子１０４は、光導波路１０６上の光分岐素子１３１によって分岐された信号光Ｌ１の一部を受ける。残りの信号光Ｌ１は光分岐素子１３２によって更に分岐され、一方は光９０度ハイブリッド回路１１１に入力し、他方は光９０度ハイブリッド回路１１２に入力する。局発光Ｌ２は光分岐素子１３３によって分岐され、一方は光９０度ハイブリッド回路１１１に入力し、他方は光９０度ハイブリッド回路１１２に入力する。光９０度ハイブリッド回路１１１，１１２から出力される干渉光は、複数の信号光用受光素子１３４，１３５によって検出される。   The signal light level monitor light receiving element 104 is provided on either side of the third end face 101c and the fourth end face 101d sandwiched between the first end face 101a and the second end face 101b of the optical waveguide substrate 101. It is located closer to the first end face 101a than the second end face 101b. The signal light level monitoring light receiving element 104 receives a part of the signal light L1 branched by the optical branching element 131 on the optical waveguide 106. The remaining signal light L1 is further branched by the optical branching element 132, one of which is input to the optical 90-degree hybrid circuit 111 and the other of which is input to the optical 90-degree hybrid circuit 112. The local oscillation light L2 is branched by the optical branching element 133, one of which is input to the optical 90-degree hybrid circuit 111 and the other of which is input to the optical 90-degree hybrid circuit 112. The interference light output from the light 90-degree hybrid circuits 111 and 112 is detected by the plurality of signal light receiving elements 134 and 135.

特開２０１５−０８４５００号公報JP, 2005-084500, A

例えば特許文献１に示されたようなコヒーレント光受信器では、筐体の一端面に信号光入力ポート及び局発光入力ポートが並んで取り付けられ、信号光及び局発光が筐体内に入力される。一般的には、信号光入力ポートの光軸の延長線上に光９０度ハイブリッド回路などのマルチモード干渉素子の信号光入力端が配置され、局発光入力ポートの光軸の延長線上に当該マルチモード干渉素子（若しくは別のマルチモード干渉素子）の局発光入力端が配置される。これにより、信号光入力ポートと一のマルチモード干渉素子との間の信号光の光路、及び局発光入力ポートと当該マルチモード干渉素子（若しくは別のマルチモード干渉素子）との間の局発光の光路をそれぞれ直線状とすることができる。   For example, in the coherent optical receiver as disclosed in Patent Document 1, a signal light input port and a local light input port are mounted side by side on one end surface of the housing, and signal light and local light are input into the housing. Generally, the signal light input end of a multimode interference element such as an optical 90-degree hybrid circuit is arranged on the extension line of the optical axis of the signal light input port, and the multimode signal is input on the extension line of the optical axis of the local light input port. A local light input end of the interference element (or another multimode interference element) is arranged. Thereby, the optical path of the signal light between the signal light input port and the one multimode interference element, and the local light emission between the local light input port and the multimode interference element (or another multimode interference element). Each optical path can be linear.

一方、例えば信号光の減衰量のフィードバック制御を行う等の目的から、信号光の光強度をモニタするための光検知素子（例えばフォトダイオードなど）を設けることがある。コヒーレント光受信器が上記の形態を備える場合には、信号光の光路上に光分岐素子を配置し、光分岐素子が分岐した一部の信号光（以下、モニタ用信号光という）を光検知素子に入射させる（特許文献１を参照）。   On the other hand, a light detection element (for example, a photodiode) for monitoring the light intensity of the signal light may be provided for the purpose of, for example, performing feedback control of the attenuation amount of the signal light. When the coherent optical receiver has the above-mentioned configuration, an optical branching element is arranged on the optical path of the signal light, and a part of the signal light branched by the optical branching element (hereinafter referred to as monitor signal light) is optically detected. The light is made incident on the element (see Patent Document 1).

しかしながら、そのような構成を採用すると、モニタ用信号光の光軸の方向と、局発光入力ポートの光軸の方向とが互いに交差する。その場合、モニタ用信号光と局発光の分離性（アイソレーション）を十分に確保できない場面が生ずる。また、モニタ用信号光の光路が局発光の光路を横切らないように、モニタ用信号光を局発光の光路とは逆側に反射させることも考えられる（特許文献１を参照）。しかし、そのような場合であっても、モニタ用信号光の光軸方向と局発光の光軸方向とは依然交差していることになり、モニタ用信号光と局発光のアイソレーション特性を十分に確保しているとは言い難い。   However, if such a configuration is adopted, the direction of the optical axis of the monitor signal light and the direction of the optical axis of the local light input port intersect each other. In that case, there may occur a situation in which sufficient isolation (isolation) between the monitor signal light and the local light cannot be ensured. It is also conceivable to reflect the monitor signal light on the side opposite to the local light path so that the optical path of the monitor signal light does not cross the local light path (see Patent Document 1). However, even in such a case, the optical axis direction of the monitor signal light and the optical axis direction of the local light still cross each other, so that the isolation characteristics of the monitor signal light and the local light are sufficient. It is hard to say that it is secured.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、モニタ用信号光と局発光との干渉を十分に抑制することができる光受信器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical receiver capable of sufficiently suppressing the interference between the monitoring signal light and the local light.

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る光受信器は、位相変調された信号光に局発光を干渉させることにより信号光に含まれる情報を回復する光受信器であって、信号光を外部から入力する信号光入力ポートと、信号光入力ポートと並んで配置され、局発光を外部から入力する局発光入力ポートと、信号光入力ポートと光学的に結合された信号光入力端、及び局発光入力ポートと光学的に結合された局発光入力端を有し、信号光と局発光とを干渉させるマルチモード干渉素子と、信号光入力ポートの光軸上に配置され、信号光を二つに分岐する光分岐素子と、光分岐素子と光学的に結合され、分岐された一方の信号光を検知する光検知素子とを備え、光分岐素子が一方の信号光を透過させるとともに他方の信号光を反射させ、光検知素子が信号光入力ポートの光軸の延長線上に配置されることにより、一方の信号光の光軸が局発光入力ポートの光軸と交差しない。   In order to solve the problems described above, an optical receiver according to an embodiment of the present invention is an optical receiver that recovers information included in signal light by causing local light to interfere with signal light that has been phase-modulated. A signal light input port for inputting the signal light from the outside, a local light input port for arranging the local light from the outside, and a signal optically coupled to the signal light input port. A multi-mode interference element that has an optical input end and a local light input end optically coupled to the local light input port, and that is arranged on the optical axis of the signal light input port, and a multi-mode interference element that interferes the signal light and the local light. , An optical branching element for branching the signal light into two and an optical detection element optically coupled to the optical branching element for detecting one of the branched signal lights, wherein the optical branching element detects one of the signal lights. The optical axis of one signal light does not intersect with the optical axis of the local light input port by transmitting and reflecting the other signal light and by arranging the photo detector on the extension line of the optical axis of the signal light input port. ..

本発明による光受信器によれば、モニタ用信号光と局発光との干渉を十分に抑制することができる。   According to the optical receiver of the present invention, it is possible to sufficiently suppress the interference between the monitor signal light and the local light.

図１は、本発明の一実施形態に係る光受信器の構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing the configuration of an optical receiver according to an embodiment of the present invention. 図２は、光受信器の内部の各光部品の接続関係を概略的に示す。FIG. 2 schematically shows the connection relationship of each optical component inside the optical receiver. 図３は、第１比較例としての光受信器が備える各光部品の接続関係を概略的に示す。FIG. 3 schematically shows the connection relationship of each optical component included in the optical receiver as the first comparative example. 図４は、第２比較例としての光受信器が備える各光部品の接続関係を概略的に示す。FIG. 4 schematically shows the connection relationship of each optical component included in the optical receiver as the second comparative example. 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、位相のずれを概念的に説明するための図である。5A and 5B are diagrams for conceptually explaining the phase shift. 図６は、先行技術文献に記載されたコヒーレント光受信器の構成を概略的に示す。FIG. 6 schematically shows the configuration of the coherent optical receiver described in the prior art document.

本発明の実施形態に係る光受信器の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Specific examples of the optical receiver according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to these exemplifications, and is shown by the scope of the claims, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements in the description of the drawings, and overlapping description will be omitted.

図１は、本発明の一実施形態に係る光受信器１Ａの構成を示す平面図である。図２は、光受信器１Ａの内部の各光部品の接続関係を概略的に示す。この光受信器１Ａは、位相変調された受信信号光（以下、信号光という）Ｌ１に局部発振光（以下、局発光という）Ｌ２を干渉させることによって、信号光Ｌ１に含まれる情報を回復する。なお、本実施形態では、信号光Ｌ１が２つの偏波成分を含む、いわゆるＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying）方式により変調されているものとする。   FIG. 1 is a plan view showing the configuration of an optical receiver 1A according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 schematically shows the connection relationship of each optical component inside the optical receiver 1A. The optical receiver 1A recovers the information contained in the signal light L1 by interfering the locally oscillated light (hereinafter referred to as local light) L2 with the phase-modulated received signal light (hereinafter referred to as signal light) L1. .. In the present embodiment, it is assumed that the signal light L1 is modulated by a so-called DP-QPSK (Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying) method that includes two polarization components.

本実施形態の光受信器１Ａは、図１に示されるように、略直方体状のハウジング（筐体）２と、ハウジング２の一端面２ｂに固定されて互いに並置された信号光入力ポート１１及び局発光入力ポート１３とを備える。信号光入力ポート１１はシングルモードファイバ（Single Mode Fiber：ＳＭＦ）に接続され、光受信器１Ａの外部からこのＳＭＦを介して信号光Ｌ１を受ける。局発光入力ポート１３は偏波保持ファイバ（Polarization Maintaining Fiber：ＰＭＦ）に接続され、光受信器１Ａの外部からこのＰＭＦを介して局発光Ｌ２を受ける。これらの信号光Ｌ１及び局発光Ｌ２は、それぞれ信号光入力ポート１１及び局発光入力ポート１３を介してハウジング２の内部に入力される。   As shown in FIG. 1, an optical receiver 1A according to the present embodiment includes a substantially rectangular parallelepiped housing (housing) 2, a signal light input port 11 fixed to one end surface 2b of the housing 2 and juxtaposed to each other, and A local light input port 13 is provided. The signal light input port 11 is connected to a single mode fiber (SMF) and receives the signal light L1 from outside the optical receiver 1A via this SMF. The local light input port 13 is connected to a polarization maintaining fiber (PMF) and receives the local light L2 from outside the optical receiver 1A via the PMF. The signal light L1 and the local light L2 are input into the housing 2 via the signal light input port 11 and the local light input port 13, respectively.

信号光入力ポート１１は、ＳＭＦの先端に付属するフェルールを受け入れる円筒状のスリーブと、コリメートレンズを収容したレンズホルダとが一体化されて、該レンズホルダがハウジング２の一端面２ｂに接合されている。ＳＭＦ内を伝搬した信号光Ｌ１は、コリメートレンズによってコリメート光に変換されハウジング２内に入射する。局発光入力ポート１３は、ＰＭＦの先端に付属するフェルールを受け入れる円筒状のスリーブと、コリメートレンズを収容したレンズホルダとが一体化され、該レンズホルダがハウジング２の一端面２ｂに接合されている。ＰＭＦ内を伝搬した局発光Ｌ２は、コリメートレンズによってコリメート光に変換されたのちにハウジング２内に入射する。   In the signal light input port 11, a cylindrical sleeve that receives a ferrule attached to the tip of the SMF and a lens holder that houses a collimator lens are integrated, and the lens holder is joined to the one end surface 2b of the housing 2. There is. The signal light L1 propagating in the SMF is converted into collimated light by the collimator lens and enters the housing 2. In the local light input port 13, a cylindrical sleeve for receiving a ferrule attached to the tip of the PMF and a lens holder accommodating a collimating lens are integrated, and the lens holder is joined to one end surface 2b of the housing 2. .. The local light L2 propagating in the PMF is converted into collimated light by the collimator lens and then enters the housing 2.

信号光入力ポート１１及び局発光入力ポート１３は、それぞれ複数の円柱状部品の組み合わせにより構成されているが、複数の円柱状部品のうち最も外径が太い部品（典型的にはレンズホルダ）については、互いに対向する箇所に平坦面１１ａ，１３ａを有する。これにより、信号光入力ポート１１の光軸と局発光入力ポート１３の光軸との間隔が狭められている。当該円柱状部品の外径は例えば５．５ｍｍであり、平坦面１１ａ、１３ａを設けない場合には、ポート１１，１３の光軸間隔は１１ｍｍとなる。しかし、平坦面１１ａ，１３ａが形成されることによって、これらのポート１１，１３の光軸間隔を１０ｍｍ以下に設定することが可能である。本実施の形態では、これらのポート１１，１３の光軸間隔は３．４ｍｍに設定される。   The signal light input port 11 and the local light input port 13 are each configured by a combination of a plurality of columnar parts. Among the plurality of columnar parts, the part having the largest outer diameter (typically a lens holder) is used. Has flat surfaces 11a and 13a at positions facing each other. As a result, the distance between the optical axis of the signal light input port 11 and the optical axis of the local light input port 13 is narrowed. The outer diameter of the columnar component is, for example, 5.5 mm, and when the flat surfaces 11a and 13a are not provided, the optical axis interval between the ports 11 and 13 is 11 mm. However, by forming the flat surfaces 11a and 13a, it is possible to set the optical axis interval of these ports 11 and 13 to 10 mm or less. In the present embodiment, the optical axis interval between these ports 11 and 13 is set to 3.4 mm.

ハウジング２は例えばコバール製である。ハウジング２の４つの側面のうち、一端面（前端面）２ｂを除く他の側面には、複数の端子３が設けられている。複数の端子３は、各側面を構成する多層セラミック層（multi-layered ceramics）の最下層から引き出される。複数の端子３には、信号光Ｌ１から生成された電気信号を光受信器１Ａの外部に取り出す端子、ハウジング２の内部の電子回路にバイアスを供給する端子、接地端子等が含まれる。ハウジング２の底面の四隅からは、ハウジング２を回路基板等に固定するためのフランジ４が伸びている。   The housing 2 is made of Kovar, for example. Of the four side surfaces of the housing 2, a plurality of terminals 3 are provided on the other side surfaces except one end surface (front end surface) 2b. The plurality of terminals 3 are drawn out from the lowermost layer of the multi-layered ceramics forming each side surface. The plurality of terminals 3 include a terminal for taking out an electric signal generated from the signal light L1 to the outside of the optical receiver 1A, a terminal for supplying a bias to an electronic circuit inside the housing 2, a ground terminal and the like. Flange 4 for fixing the housing 2 to a circuit board or the like extends from the four corners of the bottom surface of the housing 2.

本実施形態の光受信器１Ａは、上記の構成に加えて、信号光Ｌ１と局発光Ｌ２とを干渉させるマルチモード干渉（ＭＭＩ：Multi-Mode Interference）素子３２ａ，３２ｂを備える。ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂは、例えば光９０°ハイブリッド素子とすることができる。ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂは、ハウジング２内において二つの入力ポート１１、１３に対して正対して配置されている。   The optical receiver 1A of the present embodiment includes multi-mode interference (MMI: Multi-Mode Interference) elements 32a and 32b that cause the signal light L1 and the local light L2 to interfere with each other, in addition to the above configuration. The MMI elements 32a and 32b can be, for example, optical 90 ° hybrid elements. The MMI elements 32 a and 32 b are arranged to face the two input ports 11 and 13 in the housing 2.

また、光受信器１Ａは、２つのＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂの各信号光入力端と信号光入力ポート１１とを光学的に結合するための光部品として、偏波分離素子（Polarization Beam Splitter：ＰＢＳ）２６、スキュー調整素子２７、レンズ系２８、半波長板（λ／２板）２９、全反射ミラー３０、及びレンズ系３１を備える。更に、ＰＢＳ２６と信号光入力ポート１１との間の光路上には、光分岐素子としてのビームスプリッタ（Beam Splitter：ＢＳ）２１、全反射ミラー２２、及び可変光減衰器（ＶＯＡ）２３が配置されている。   The optical receiver 1A is a polarization beam splitter (PBS) as an optical component for optically coupling the signal light input ends of the two MMI elements 32a and 32b and the signal light input port 11. ) 26, a skew adjusting element 27, a lens system 28, a half-wave plate (λ / 2 plate) 29, a total reflection mirror 30, and a lens system 31. Further, on the optical path between the PBS 26 and the signal light input port 11, a beam splitter (BS) 21, a total reflection mirror 22, and a variable optical attenuator (VOA) 23 as an optical branching element are arranged. ing.

図１に示されるように、ＢＳ２１及び全反射ミラー２２は、ハウジング２の底面上に設けられたキャリア２０ａ上に搭載される。ＶＯＡ２３は、キャリア２０ａから独立してハウジング２の底面上に設けられたキャリア２０ｂ上に搭載される。その他の光部品は、キャリア２０ａ，２０ｂとは独立してベース２０ｃ上に設けられたキャリア２０ｄ上に搭載される。キャリア２０ａ，２０ｂ，及び２０ｄは、例えばＡｌ2Ｏ3製である。ハウジング２の底板は、例えばＣｕＷ製である。 As shown in FIG. 1, the BS 21 and the total reflection mirror 22 are mounted on a carrier 20 a provided on the bottom surface of the housing 2. The VOA 23 is mounted on the carrier 20b provided on the bottom surface of the housing 2 independently of the carrier 20a. Other optical components are mounted on the carrier 20d provided on the base 20c independently of the carriers 20a and 20b. The carriers 20a, 20b, and 20d are made of Al 2 O 3 , for example. The bottom plate of the housing 2 is made of CuW, for example.

ＢＳ２１は、信号光入力ポート１１の光軸上に配置されており、例えば、互いに対向する前面及び背面を有する光透過性部材と、前面に形成された誘電体多層膜フィルタとによって構成される。誘電体多層膜フィルタの反射率は、信号光Ｌ１の波長において例えば９０％以上であり、一実施例では９５％である。信号光Ｌ１はＢＳ２１の前面に入射し、誘電体多層膜フィルタによって二つに分岐される。分岐された一方の信号光（モニタ用信号光Ｌ１０）は、誘電体多層膜フィルタを透過してＢＳ２１の背面から出射する。このとき、モニタ用信号光Ｌ１０の光軸方向は信号光入力ポート１１の光軸方向と略一致する。他方の信号光Ｌ１１は、誘電体多層膜フィルタにより反射され、全反射ミラー２２に向かう。信号光Ｌ１の光軸（すなわち信号光入力ポート１１の光軸）と、ＢＳ２１により反射された信号光Ｌ１１の光軸とは、例えば略直角を成す。   The BS 21 is arranged on the optical axis of the signal light input port 11, and is composed of, for example, a light transmissive member having a front surface and a back surface facing each other, and a dielectric multilayer film filter formed on the front surface. The reflectance of the dielectric multilayer filter is, for example, 90% or more at the wavelength of the signal light L1, and is 95% in one embodiment. The signal light L1 enters the front surface of the BS 21, and is split into two by the dielectric multilayer filter. One of the branched signal lights (monitor signal light L10) passes through the dielectric multilayer filter and is emitted from the back surface of BS21. At this time, the optical axis direction of the monitor signal light L10 substantially coincides with the optical axis direction of the signal light input port 11. The other signal light L11 is reflected by the dielectric multilayer film filter and travels toward the total reflection mirror 22. The optical axis of the signal light L1 (that is, the optical axis of the signal light input port 11) and the optical axis of the signal light L11 reflected by the BS 21 form, for example, a substantially right angle.

光受信器１Ａは、光検知素子としてのパワーモニタ用フォトダイオード（モニタ用ＰＤ）２４を更に備える。図１に示されるように、モニタ用ＰＤ２４はキャリア２０ｄ上に搭載されている。また、図２に示されるように、モニタ用ＰＤ２４は、信号光入力ポート１１の光軸の延長線上に配置される。モニタ用ＰＤ２４は、ＢＳ２１と光学的に結合し、ＢＳ２１を透過したモニタ用信号光Ｌ１０を受光する。モニタ用ＰＤ２４は、受光したモニタ用信号光Ｌ１０の強度に対応した検知信号を出力する。キャリア２０ｄは、この検知信号を伝える配線パターン４１ａ，４１ｂを有する。この配線パターン４１ａ，４１ｂは、ボンディングワイヤを介して、モニタ用ＰＤ２４に対向するハウジング２の側壁とは反対の側壁に備わる端子３と接続される。   The optical receiver 1A further includes a power monitor photodiode (monitor PD) 24 as a light detection element. As shown in FIG. 1, the monitor PD 24 is mounted on the carrier 20d. Further, as shown in FIG. 2, the monitor PD 24 is arranged on an extension line of the optical axis of the signal light input port 11. The monitor PD 24 is optically coupled to the BS 21, and receives the monitor signal light L10 transmitted through the BS 21. The monitor PD 24 outputs a detection signal corresponding to the intensity of the received monitor signal light L10. The carrier 20d has wiring patterns 41a and 41b for transmitting the detection signal. The wiring patterns 41a and 41b are connected to a terminal 3 provided on a side wall opposite to the side wall of the housing 2 facing the monitor PD 24 via a bonding wire.

全反射ミラー２２は、ＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端の光軸上であって、且つ信号光Ｌ１の光軸に対してＢＳ２１と並置された光反射素子である。全反射ミラー２２は、ＢＳ２１の前面と光学的に結合した光反射面を有する。全反射ミラー２２は、該光反射面に信号光Ｌ１１を受け、その全てをＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端に向けて反射する。信号光Ｌ１１の入射光軸と反射光軸は、略直角を成す。言い換えれば、信号光Ｌ１１の反射光軸は、信号光入力ポート１１の光軸（すなわち信号光Ｌ１の光軸）と略平行となる。   The total reflection mirror 22 is a light reflection element that is located on the optical axis of the signal light input end of the MMI element 32a and is arranged in parallel with the BS 21 with respect to the optical axis of the signal light L1. The total reflection mirror 22 has a light reflection surface optically coupled to the front surface of the BS 21. The total reflection mirror 22 receives the signal light L11 on the light reflection surface and reflects all of the signal light L11 toward the signal light input end of the MMI element 32a. The incident optical axis and the reflected optical axis of the signal light L11 form a substantially right angle. In other words, the reflected optical axis of the signal light L11 is substantially parallel to the optical axis of the signal light input port 11 (that is, the optical axis of the signal light L1).

ＶＯＡ２３は、全反射ミラー２２によって反射された一方の信号光Ｌ１１の光路上、言い換えればＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端の光軸上に配置され、信号光Ｌ１１の強度を必要に応じて減衰する。減衰量は、上述したモニタ用ＰＤ２４から出力される検知信号に基づいて設定される。このＶＯＡ２３の減衰度を設定する制御信号は、光受信器１Ａの外部から端子３を介して入力される。例えば、モニタ用ＰＤ２４によって過入力状態が検知された場合には、ＶＯＡ２３の減衰量を大きくし、ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂに向かう信号光Ｌ１１の強度を小さくする。   The VOA 23 is arranged on the optical path of the one signal light L11 reflected by the total reflection mirror 22, in other words, on the optical axis of the signal light input end of the MMI element 32a, and attenuates the intensity of the signal light L11 as necessary. .. The attenuation amount is set based on the detection signal output from the monitor PD 24 described above. The control signal for setting the attenuation of the VOA 23 is input from the outside of the optical receiver 1A via the terminal 3. For example, when the monitor PD 24 detects an over-input state, the attenuation amount of the VOA 23 is increased and the intensity of the signal light L11 toward the MMI elements 32a and 32b is decreased.

ＶＯＡ２３の減衰量を設定する制御信号は、モニタＰＤ２４に対向するハウジング２の側壁に設けられた端子３から２本のボンディングワイヤ４１ｃにより直接ＶＯＡ２３の上面に形成されたパッドに伝えられる。本実施の形態では、モニタＰＤ２４への光軸と、ＶＯＡ２３の上面との高さの差は１．５ｍｍ程度確保されており、また、端子３からＶＯＡ２３のパッドまでの間隔は比較的長い。この二か所を接続するボンディングワイヤ４１ｃも長くなるが、その撓みは大きくとも数百μｍ（０．数ｍｍ）に抑えられるので、ボンディングワイヤがモニタＰＤ２４の光軸と干渉することはない。   The control signal for setting the attenuation amount of the VOA 23 is transmitted from the terminal 3 provided on the side wall of the housing 2 facing the monitor PD 24 to the pad formed on the upper surface of the VOA 23 directly by the two bonding wires 41c. In this embodiment, the height difference between the optical axis to the monitor PD 24 and the upper surface of the VOA 23 is secured to be about 1.5 mm, and the distance from the terminal 3 to the pad of the VOA 23 is relatively long. Although the bonding wire 41c connecting these two points also becomes long, its bending is suppressed to at most several hundreds μm (several mm), so that the bonding wire does not interfere with the optical axis of the monitor PD 24.

ＰＢＳ２６は、全反射ミラー２２と光結合する光入射面を有し、信号光Ｌ１１の一方の偏波成分（例えばＸ偏波成分、信号光Ｌ１１の光軸とＰＢＳ２６の入射面の法線とで形成される平面に含まれる成分であって、キャリアの主面に平行な成分とする）Ｌ１２と、他方の偏波成分（例えばＹ偏波成分、前記光軸と法線とで形成さえる平面に垂直な成分であって、キャリアの主面に垂直な成分とする）Ｌ１３とを分岐する。このとき、分岐比は５０％である。Ｘ偏波成分Ｌ１２は、ＰＢＳ２６を透過する。Ｙ偏波成分Ｌ１３は、ＰＢＳ２６において反射され、Ｘ偏波成分Ｌ１２の進行方向と交差する方向に直進する。Ｘ偏波成分Ｌ１２の光軸方向とＹ偏波成分Ｌ１３の光軸方向とは、例えば略直角を成す。一例では、Ｙ偏波成分Ｌ１３は局発光Ｌ２から遠ざかる。この場合、Ｙ偏波成分Ｌ１３の進行方向は、ＢＳ２１が反射した信号光Ｌ１１の進行方向とは１８０°異なっている。   The PBS 26 has a light incident surface that is optically coupled to the total reflection mirror 22, and has one polarization component of the signal light L11 (for example, the X polarization component, the optical axis of the signal light L11, and the normal line of the incidence surface of the PBS 26). A component included in the formed plane, which is a component parallel to the principal surface of the carrier) L12, and the other polarization component (for example, the Y polarization component, the plane formed by the optical axis and the normal line). L13 which is a vertical component and is a component vertical to the main surface of the carrier. At this time, the branching ratio is 50%. The X polarization component L12 passes through the PBS 26. The Y polarization component L13 is reflected by the PBS 26 and goes straight in a direction intersecting with the traveling direction of the X polarization component L12. The optical axis direction of the X polarization component L12 and the optical axis direction of the Y polarization component L13 form a substantially right angle, for example. In one example, the Y polarization component L13 moves away from the local oscillation light L2. In this case, the traveling direction of the Y polarization component L13 is different from the traveling direction of the signal light L11 reflected by the BS 21 by 180 °.

スキュー調整素子２７及びレンズ系２８は、ＰＢＳ２６とＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端との間の光路上（すなわち、ＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端の光軸上）に配置されている。ＰＢＳ２６を直進したＸ偏波成分Ｌ１２は、スキュー調整素子２７を通過する。スキュー調整素子２７は、例えばＳｉ製のブロック材であり、Ｘ偏波成分Ｌ１２の光路長を等価的に長くすることにより、それぞれの光路長差に起因する、Ｘ偏波成分Ｌ１２に対するＹ偏波成分Ｌ１３の位相遅れを補償する。その後、Ｘ偏波成分Ｌ１２は、レンズ系２８によってＭＭＩ素子３２ａに集光される。なお、レンズ系２８は、光軸方向に並ぶ２つの集光レンズ２８ａ，２８ｂによって構成される。   The skew adjusting element 27 and the lens system 28 are arranged on the optical path between the PBS 26 and the signal light input end of the MMI element 32a (that is, on the optical axis of the signal light input end of the MMI element 32a). The X-polarized component L12 traveling straight through the PBS 26 passes through the skew adjusting element 27. The skew adjusting element 27 is, for example, a block material made of Si, and by making the optical path length of the X polarization component L12 equivalently long, the Y polarization with respect to the X polarization component L12 caused by the respective optical path length differences. Compensate for the phase lag of component L13. After that, the X polarization component L12 is condensed on the MMI element 32a by the lens system 28. The lens system 28 is composed of two condenser lenses 28a and 28b arranged in the optical axis direction.

また、λ／２板２９、全反射ミラー３０、及びレンズ系３１は、ＰＢＳ２６とＭＭＩ素子３２ｂの信号光入力端との間の光路上に配置されている。ＰＢＳ２６が反射したＹ偏波成分Ｌ１３は、全反射ミラー３０によってその進行方向が再度９０°変更されることにより、その光軸がＭＭＩ素子３２ｂの信号光入力端の光軸と一致する。その後、Ｙ偏波成分Ｌ１３は、全反射ミラー３０とＭＭＩ素子３２ｂとの間に配置されたλ／２板２９を通過する。λ／２板２９は、Ｙ偏波成分Ｌ１３の偏光方向を９０°回転する。従って、λ／２板２９を通過したＹ偏波成分Ｌ１３の偏光方向は、ＰＢＳ２６を直進したＸ偏波成分Ｌ１２の偏光方向と一致する。その後、Ｙ偏波成分Ｌ１３は、レンズ系３１によってＭＭＩ素子３２ｂに集光される。レンズ系３１は、光軸方向に並ぶ２つの集光レンズ３１ａ，３１ｂによって構成される。なお、λ／２板２９は、Ｙ偏波成分Ｌ１３の光路上であれば何処に配置されてもよく、例えばＰＢＳ２６と全反射ミラー３０との間に配置されてもよい。   The λ / 2 plate 29, the total reflection mirror 30, and the lens system 31 are arranged on the optical path between the PBS 26 and the signal light input end of the MMI element 32b. The Y-polarized component L13 reflected by the PBS 26 has its optical axis aligned with the optical axis of the signal light input end of the MMI element 32b by changing its traveling direction again by 90 ° by the total reflection mirror 30. After that, the Y polarized component L13 passes through the λ / 2 plate 29 arranged between the total reflection mirror 30 and the MMI element 32b. The λ / 2 plate 29 rotates the polarization direction of the Y polarization component L13 by 90 °. Therefore, the polarization direction of the Y polarization component L13 that has passed through the λ / 2 plate 29 matches the polarization direction of the X polarization component L12 that has traveled straight through the PBS 26. After that, the Y polarization component L13 is focused on the MMI element 32b by the lens system 31. The lens system 31 is composed of two condenser lenses 31a and 31b arranged in the optical axis direction. The λ / 2 plate 29 may be arranged anywhere on the optical path of the Y polarization component L13, for example, between the PBS 26 and the total reflection mirror 30.

光受信器１Ａは、２つのＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂの各局発光入力端と局発光入力ポート１３とを光結合するための光部品として、偏光子３３、ＢＳ３４、レンズ系３６及び３８を更に備える。本実施形態において、ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂの各信号光入力端と信号光入力ポート１１との間に配置されるスキュー調整素子２７及び全反射ミラー３０は、ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂの各局発光入力端と局発光入力ポート１３とを光結合するための光部品と一体化されている。すなわち、これらスキュー調整素子２７及び全反射ミラー３０は、それぞれ信号光、局発光に対する光軸二つを有する。   The optical receiver 1A further includes a polarizer 33, a BS 34, and lens systems 36 and 38 as optical components for optically coupling the local oscillation light input ends of the two MMI elements 32a and 32b and the local oscillation light input port 13. In the present embodiment, the skew adjusting element 27 and the total reflection mirror 30 arranged between the signal light input ends of the MMI elements 32a and 32b and the signal light input port 11 are the local light emission input ends of the MMI elements 32a and 32b. And the local light input port 13 are integrated with an optical component for optically coupling. That is, the skew adjusting element 27 and the total reflection mirror 30 have two optical axes for the signal light and the local light, respectively.

偏光子３３は、局発光入力ポート１３から入力された局発光Ｌ２の偏光方向を確定する。これにより、ＰＭＦにおいて維持されていた偏光方向がハウジング２の組み立て時にずれたとしても、偏光方向が０°若しくは９０°の偏波成分のみを局発光Ｌ２として抽出できる。なお、局発光Ｌ２の光源が半導体ＬＤである場合、通常では活性層に平行な成分の偏光が支配的な楕円偏光となる。しかし、半導体ＬＤの発振安定性、材料的信頼性、所望の出力波長等を得るために、格子不整合による歪が活性層に導入されていることがある。そのような半導体ＬＤから出力されるレーザ光は、短軸長が比較的長い楕円偏光となる場合がある。そのような場合においても、偏光子３３が、局発光Ｌ２を楕円偏光から直線偏光に変換する。   The polarizer 33 determines the polarization direction of the local light L2 input from the local light input port 13. Thereby, even if the polarization direction maintained in the PMF is deviated when the housing 2 is assembled, only the polarization component having the polarization direction of 0 ° or 90 ° can be extracted as the local light L2. When the light source of the local light L2 is the semiconductor LD, normally, the polarized light of the component parallel to the active layer becomes the elliptically polarized light. However, in order to obtain oscillation stability, material reliability, desired output wavelength, etc. of the semiconductor LD, strain due to lattice mismatch may be introduced into the active layer. The laser light output from such a semiconductor LD may be elliptically polarized light whose minor axis length is relatively long. Even in such a case, the polarizer 33 converts the local light L2 from elliptically polarized light to linearly polarized light.

ＢＳ３４は、偏光子３３を介して局発光入力ポート１３と光結合する光入射面を有し、偏光子３３を通過した局発光Ｌ２を二つの局発光Ｌ２２，Ｌ２３に分岐する。このとき、分岐比は５０％である。一方の局発光Ｌ２２は、ＢＳ３４を透過して直進する。他方の局発光Ｌ２３は、ＢＳ３４により反射され、局発光Ｌ２２の進行方向と交差する方向に直進する。局発光Ｌ２２の光軸方向と局発光Ｌ２３の光軸方向とは略直角を成す。一例では、局発光Ｌ２３はＹ偏波成分Ｌ１３と同じ向きに進む。   The BS 34 has a light incident surface that is optically coupled to the local light input port 13 via the polarizer 33, and splits the local light L2 that has passed through the polarizer 33 into two local light L22 and L23. At this time, the branching ratio is 50%. One local light L22 passes through the BS 34 and goes straight. The other local light L23 is reflected by the BS 34 and goes straight in a direction intersecting the traveling direction of the local light L22. The optical axis direction of the local light L22 and the optical axis direction of the local light L23 form a substantially right angle. In one example, the local light L23 travels in the same direction as the Y polarization component L13.

スキュー調整素子２７及びレンズ系３８は、ＢＳ３４とＭＭＩ素子３２ａの局発光入力端との間の光路上（すなわち、ＭＭＩ素子３２ａの局発光入力端の光軸上）に配置されている。ＢＳ３４を直進した局発光Ｌ２２は、スキュー調整素子２７を通過する。スキュー調整素子２７は、局発光Ｌ２２の光路長を等価的に長くすることにより、それぞれの光路長差に起因する局発光Ｌ２２に対する局発光Ｌ２３の位相遅れを補償する。その後、局発光Ｌ２２は、レンズ系３８によってＭＭＩ素子３２ａに集光される。なお、レンズ系３８は、光軸方向に並ぶ２つの集光レンズ３８ａ，３８ｂによって構成される。   The skew adjusting element 27 and the lens system 38 are arranged on the optical path between the BS 34 and the local light input end of the MMI element 32a (that is, on the optical axis of the local light input end of the MMI element 32a). The local light L22 that has proceeded straight through the BS 34 passes through the skew adjusting element 27. The skew adjusting element 27 compensates for the phase delay of the local oscillation light L23 with respect to the local oscillation light L22 caused by the difference in the respective optical path lengths by making the optical path length of the local oscillation light L22 equivalently long. After that, the local light L22 is focused on the MMI element 32a by the lens system 38. The lens system 38 is composed of two condenser lenses 38a and 38b arranged in the optical axis direction.

また、全反射ミラー３０及びレンズ系３６は、ＢＳ３４とＭＭＩ素子３２ｂの局発光入力端との間の光路上に配置されている。ＢＳ３４が反射した局発光Ｌ２３は、全反射ミラー３０によってその進行方向が再度９０°変更されることにより、その光軸がＭＭＩ素子３２ｂの局発光入力端の光軸と一致する。その後、局発光Ｌ２３は、レンズ系３６によってＭＭＩ素子３２ｂに集光される。レンズ系３６は、光軸方向に並ぶ２つの集光レンズ３６ａ，３６ｂによって構成される。   Further, the total reflection mirror 30 and the lens system 36 are arranged on the optical path between the BS 34 and the local light input end of the MMI element 32b. The optical axis of the local light L23 reflected by the BS 34 is changed by 90 ° again by the total reflection mirror 30, so that its optical axis coincides with the optical axis of the local light input end of the MMI element 32b. After that, the local light L23 is focused on the MMI element 32b by the lens system 36. The lens system 36 is composed of two condenser lenses 36a and 36b arranged in the optical axis direction.

以上に述べたように、ハウジング２の内部に入力された信号光Ｌ１および局発光Ｌ２は、２個のＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂに振り分けられる。ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂは、例えばインジウムリン（ＩｎＰ）製の半導体基板を用いたフォトダイオード（ＰＤ）集積型であり、それぞれの入力端に光結合した信号光Ｌ１２，Ｌ１３と局発光Ｌ２２，Ｌ２３とを互いに干渉させることにより、信号光Ｌ１のうち局発光Ｌ２の位相と同一である信号成分と、局発光Ｌ２とは位相が９０°異なる信号成分とを抽出する。このＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂに集積されたＰＤが生成する光電流は、ハウジング２内に設けられたアンプ３９ａ，３９ｂ（図１を参照）によって電圧信号に変換され、複数の端子３の何れかから出力される。ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂは、ＣｕＷ製のベース上に搭載されている。アンプ３９ａ，３９ｂは、二つのＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂを一括して囲むコの字型の配線基板２０ｅ上に実装されている。   As described above, the signal light L1 and the local light L2 input into the housing 2 are distributed to the two MMI elements 32a and 32b. The MMI elements 32a and 32b are, for example, photodiode (PD) integrated type using a semiconductor substrate made of indium phosphide (InP), and signal lights L12 and L13 and local lights L22 and L23 optically coupled to their respective input ends. By interfering with each other, a signal component of the signal light L1 having the same phase as the local light L2 and a signal component having a phase difference of 90 ° from the local light L2 are extracted. The photocurrent generated by the PD integrated in the MMI elements 32a and 32b is converted into a voltage signal by the amplifiers 39a and 39b (see FIG. 1) provided in the housing 2, and the voltage signal is output from any one of the plurality of terminals 3. Is output. The MMI elements 32a and 32b are mounted on a CuW base. The amplifiers 39a and 39b are mounted on a U-shaped wiring board 20e that collectively surrounds the two MMI elements 32a and 32b.

以上に説明した本実施形態の光受信器１Ａによって得られる効果について、第１比較例とともに説明する。図３は、第１比較例としての光受信器１Ｂが備える各光部品の接続関係を概略的に示す光回路図である。光受信器１Ｂが本実施形態の光受信器１Ａと異なる点は、モニタ用ＰＤ２４の配置である。すなわち第１比較例では、図２に示されたＢＳ２１に代えて全反射ミラー４２が設けられ、全反射ミラー２２に代えてＢＳ４３が設けられている。従って、信号光入力ポート１１から入射した信号光Ｌ１は、全反射ミラー４２において反射したのち、ＢＳ４３においてその一部（モニタ用信号光Ｌ１０）が透過し、残部（信号光Ｌ１１）が反射する。モニタ用ＰＤ２４は、ＢＳ４３に入射する信号光Ｌ１の光軸の延長線上に配置され、ＢＳ４３の背面と光学的に結合されている。   The effects obtained by the optical receiver 1A of the present embodiment described above will be described together with the first comparative example. FIG. 3 is an optical circuit diagram schematically showing the connection relationship of each optical component included in the optical receiver 1B as the first comparative example. The optical receiver 1B differs from the optical receiver 1A of the present embodiment in the arrangement of the monitor PD 24. That is, in the first comparative example, the total reflection mirror 42 is provided instead of the BS 21 shown in FIG. 2, and the BS 43 is provided instead of the total reflection mirror 22. Therefore, after the signal light L1 incident from the signal light input port 11 is reflected by the total reflection mirror 42, a part (monitor signal light L10) thereof is transmitted by the BS 43 and the rest (signal light L11) is reflected. The monitor PD 24 is arranged on the extension line of the optical axis of the signal light L1 entering the BS 43, and is optically coupled to the back surface of the BS 43.

この第１比較例では、モニタ用信号光Ｌ１０の光軸の方向と、局発光入力ポート１３の光軸が交差する。その場合、図３に示されるように、モニタ用信号光Ｌ１０と局発光Ｌ２が干渉し、両者の分離性（アイソレーション）を十分に確保できない。局発光Ｌ２がモニタ用信号光Ｌ１０に過度に干渉すると（アイソレーション特性が悪化すると）、モニタ用信号光Ｌ１０の正確な強度を検知することが困難となり、ＶＯＡ２３の減衰量の制御に支障をきたす。   In the first comparative example, the optical axis direction of the monitor signal light L10 and the optical axis of the local light input port 13 intersect. In that case, as shown in FIG. 3, the monitor signal light L10 and the local light L2 interfere with each other, and sufficient isolation (isolation) between them cannot be ensured. If the local light L2 excessively interferes with the monitor signal light L10 (the isolation characteristic deteriorates), it becomes difficult to detect the accurate intensity of the monitor signal light L10, and the control of the attenuation amount of the VOA 23 is hindered. ..

上記の課題に対し、本実施形態の光受信器１Ａでは、信号光入力ポート１１の光軸上に配置されたＢＳ２１が、モニタ用信号光Ｌ１０を透過し、残余の信号光Ｌ１１を反射し、また、モニタ用ＰＤ２４が信号光入力ポート１１の光軸の上に配置されている。故に、モニタ用信号光Ｌ１０の光軸と、局発光入力ポート１３の光軸は交差しない。モニタ用信号光Ｌ１０の光路と局発光Ｌ２の光路とが干渉せず、モニタ用信号光Ｌ１０の局発光Ｌ２に対するアイソレーション特性を確保することができる。   For the above-mentioned problem, in the optical receiver 1A of the present embodiment, the BS 21 arranged on the optical axis of the signal light input port 11 transmits the monitor signal light L10 and reflects the remaining signal light L11, The monitor PD 24 is arranged on the optical axis of the signal light input port 11. Therefore, the optical axis of the monitor signal light L10 does not intersect with the optical axis of the local light input port 13. The optical path of the monitor signal light L10 and the optical path of the local light L2 do not interfere with each other, and the isolation characteristic of the monitor signal light L10 with respect to the local light L2 can be secured.

特に、本実施形態では、信号光入力ポート１１及び局発光入力ポート１３がコリメートレンズを搭載し、ハウジング２内に入力される信号光Ｌ１及び局発光Ｌ２がコリメート光に変換されている。各光学部品の光入射面ではフレネル反射による迷光が必然的に生じるが、入射光がコリメート光の場合には、拡散光の場合と比較して、迷光の強度はその光路長が長くなった場合でも等価的に有意な値に維持されてしまう。このことは、モニタ用ＰＤ２４に局発光Ｌ２に由来する迷光が入射する系についても同様である。本実施形態によれば、上述したようにモニタ用信号光Ｌ１０の光軸が局発光入力ポート１３の光軸と交差しないので、信号光Ｌ１及び局発光Ｌ２がコリメートされていても、モニタ用信号光Ｌ１０と局発光Ｌ２との干渉を効果的に防ぐことができる。   In particular, in this embodiment, the signal light input port 11 and the local light input port 13 are equipped with collimating lenses, and the signal light L1 and the local light L2 input into the housing 2 are converted into collimated light. Stray light is inevitably generated by Fresnel reflection on the light incident surface of each optical component, but when the incident light is collimated light, the stray light intensity is longer when the optical path length is longer than when it is diffuse light. However, it is maintained at an equivalently significant value. This also applies to the system in which the stray light originating from the local light L2 is incident on the monitor PD 24. According to the present embodiment, as described above, the optical axis of the monitor signal light L10 does not intersect with the optical axis of the local light input port 13, so even if the signal light L1 and the local light L2 are collimated, the monitoring signal The interference between the light L10 and the local light L2 can be effectively prevented.

また、本実施形態のように、ＢＳ２１は、入射した信号光Ｌ１の９０％以上を反射する特性（例えば誘電体多層膜フィルタ）を有する。これにより、信号光Ｌ１の損失を抑えつつその一部（モニタ用信号光Ｌ１０）のみを取り出すことができる。   Further, as in this embodiment, the BS 21 has a characteristic (for example, a dielectric multilayer filter) that reflects 90% or more of the incident signal light L1. As a result, it is possible to extract only a part of the signal light L1 (monitor signal light L10) while suppressing the loss of the signal light L1.

また、本実施形態のように、光受信器１Ａは、信号光入力端の光軸上に配置され、ＢＳ２１において反射した信号光Ｌ１１を信号光入力端に向けて再び反射させる全反射ミラー２２を備える。これにより、ＢＳ２１によって一旦反射された信号光Ｌ１１の進行方向を、再度信号光入力ポート１１の光軸と平行にすることができる。   In addition, as in the present embodiment, the optical receiver 1A includes the total reflection mirror 22 that is disposed on the optical axis of the signal light input end and that reflects the signal light L11 reflected at the BS21 toward the signal light input end again. Prepare As a result, the traveling direction of the signal light L11 once reflected by the BS 21 can be made parallel to the optical axis of the signal light input port 11 again.

また、モニタ用ＰＤ２４は、信号光入力ポート１１とＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂの信号光入力端とを光結合する光学系を搭載するキャリア２０ｄ上に搭載され、キャリア２０ｄは、モニタ用ＰＤ２４が出力する検知信号を伝える配線パターン４１ａを有する。これにより、信号光や局発光の光路を避けて検知信号を外部に取り出すことができる。なお、本実施形態では、配線パターン４１ａは一方のＭＭＩ素子３２ａと対向する側壁に向けて延びているが、他方のＭＭＩ素子３２ｂに対向する側面に設けられた端子３と接続されてもよい。これにより、ボンディングワイヤ４１ｃとモニタ用ＰＤ２４の光軸との干渉を容易に回避できる。   Further, the monitor PD 24 is mounted on a carrier 20d that mounts an optical system that optically couples the signal light input port 11 and the signal light input ends of the MMI elements 32a and 32b, and the carrier 20d is output by the monitor PD 24. It has a wiring pattern 41a for transmitting a detection signal. This makes it possible to take out the detection signal to the outside while avoiding the optical paths of the signal light and the local light. In this embodiment, the wiring pattern 41a extends toward the side wall facing the one MMI element 32a, but may be connected to the terminal 3 provided on the side surface facing the other MMI element 32b. This makes it possible to easily avoid interference between the bonding wire 41c and the optical axis of the monitor PD 24.

また、本実施形態のように、キャリア２０ｄと、ＢＳ２１を搭載する別のキャリア２０ａとは互いに独立していてもよい。   Further, as in the present embodiment, the carrier 20d and another carrier 20a on which the BS 21 is mounted may be independent of each other.

ここで、本実施形態の光受信器１Ａが奏する更なる効果について、第２比較例と共に説明する。図４は、第２比較例としての光受信器１Ｃが備える各光部品の接続関係を概略的に示す光回路図である。この光受信器１Ｃが本実施形態の光受信器１Ａと異なる点は、信号光Ｌ１の光軸が一方のＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端の光軸と一致している点である。すなわち、信号光Ｌ１の一方の偏波成分Ｌ１２は、直線状に進んでＭＭＩ素子３２ａに入射する。なお、図４では、モニタ用ＰＤ２４及びＶＯＡ２３の図示は省略されている。   Here, further effects of the optical receiver 1A of the present embodiment will be described together with the second comparative example. FIG. 4 is an optical circuit diagram schematically showing the connection relationship of each optical component included in the optical receiver 1C as the second comparative example. The optical receiver 1C is different from the optical receiver 1A of the present embodiment in that the optical axis of the signal light L1 coincides with the optical axis of the signal light input end of one MMI element 32a. That is, one polarization component L12 of the signal light L1 travels linearly and enters the MMI element 32a. In FIG. 4, the monitor PD 24 and the VOA 23 are not shown.

この第２比較例の構成を具体的に説明する。ＰＢＳ２６は、信号光Ｌ１の一方の偏波成分（例えばＸ偏波成分）Ｌ１２と、他方の偏波成分（例えばＹ偏波成分）Ｌ１３とを分岐する。ＰＢＳ２６を直進した一方の信号光Ｌ１２は、スキュー調整素子２７ａを通過する。スキュー調整素子２７ａは、ＰＢＳ２６により分岐された他方の信号光Ｌ１３の、ＰＢＳ２６を直進する一方の信号光Ｌ１２に対する位相の遅れを補償する。その後、一方の信号光Ｌ１２は、レンズ系２８によってＭＭＩ素子３２ａに集光される。   The configuration of the second comparative example will be specifically described. The PBS 26 branches one polarization component (for example, X polarization component) L12 of the signal light L1 and the other polarization component (for example, Y polarization component) L13. One of the signal lights L12 traveling straight through the PBS 26 passes through the skew adjusting element 27a. The skew adjusting element 27a compensates for the phase delay of the other signal light L13 branched by the PBS 26 with respect to the one signal light L12 traveling straight through the PBS 26. After that, the one signal light L12 is focused on the MMI element 32a by the lens system 28.

ＰＢＳ２６が分岐した他方の信号光Ｌ１３は、全反射ミラー３０ａによってその進行方向が再度９０°変更されたのち、λ／２板２９を通過する。λ／２板２９は、信号光Ｌ１３の偏光方向を９０°回転する。従って、λ／２板２９を通過した他方の信号光Ｌ１３の偏光方向は、ＰＢＳ２６を直進した一方の信号光Ｌ１２の偏光方向と一致する。その後、他方の信号光Ｌ１３は、レンズ系３１によってＭＭＩ素子３２ｂに集光される。   The other signal light L13 branched by the PBS 26 passes through the λ / 2 plate 29 after its traveling direction is changed again by 90 ° by the total reflection mirror 30a. The λ / 2 plate 29 rotates the polarization direction of the signal light L13 by 90 °. Therefore, the polarization direction of the other signal light L13 that has passed through the λ / 2 plate 29 matches the polarization direction of the one signal light L12 that has traveled straight through the PBS 26. After that, the other signal light L13 is focused on the MMI element 32b by the lens system 31.

ＢＳ３４は、偏光子３３を通過した局発光Ｌ２を分岐する。ＢＳ３４を直進した一方の局発光Ｌ２３は、スキュー調整素子２７ｂを通過する。スキュー調整素子２７ｂは、ＢＳ３４により分岐された他方の局発光Ｌ２２の、ＢＳ３４を直進する一方の局発光Ｌ２３に対する位相遅れを補償する。その後、一方の局発光Ｌ２３は、レンズ系３６によってＭＭＩ素子３２ｂに集光される。ＢＳ３４が反射した他方の局発光Ｌ２２は、ミラー３０ｂによってその進行方向が再度９０°変更されたのち、レンズ系３８によってＭＭＩ素子３２ａに集光される。   The BS 34 branches the local light L2 that has passed through the polarizer 33. One of the local oscillator lights L23 that has gone straight through the BS 34 passes through the skew adjusting element 27b. The skew adjusting element 27b compensates for the phase delay of the other local oscillation light L22 branched by the BS34 with respect to the one local oscillation light L23 which travels straight through the BS34. After that, the one local light L23 is focused on the MMI element 32b by the lens system 36. The other local light L22 reflected by the BS 34 has its traveling direction changed again by 90 ° by the mirror 30b, and then is condensed by the lens system 38 on the MMI element 32a.

この第２比較例に係る光受信器１Ｃが有する課題について説明する。光受信器１Ｃでは、ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂに入力する、信号光Ｌ１２，Ｌ１３と局発光Ｌ２２，Ｌ２３との双対性が確保されていない。例えば、ＭＭＩ素子３２ａに入力する信号光Ｌ１２及び局発光Ｌ２２について考えると、信号光Ｌ１２は信号光入力ポートから直進してＭＭＩ素子３２ａに達するが、局発光Ｌ２２は、ＢＳ３４と全反射ミラー３０ｂとの間隔だけ信号光Ｌ１２よりも長い光路長を進行する。従って、ＭＭＩ素子３２ａに入力する局発光Ｌ２２の位相は信号光Ｌ１２の位相との間に遅れが生じる。同様に、局発光Ｌ２３は局発光入力ポートから直進してＭＭＩ素子３２ｂに達するが、信号光Ｌ１３は、ＢＳ２６と全反射ミラー３０ａとの間隔だけ局発光Ｌ２３よりも長い光路長を進行した後ＭＭＩ素子３２ｂに至る。従って、ＭＭＩ素子３２ｂに入力する信号光Ｌ１３の位相は局発光Ｌ２３の位相に対して遅れが生じる。   The problem that the optical receiver 1C according to the second comparative example has will be described. In the optical receiver 1C, the duality between the signal lights L12 and L13 and the local lights L22 and L23 input to the MMI elements 32a and 32b is not ensured. For example, considering the signal light L12 and the local light L22 input to the MMI element 32a, the signal light L12 goes straight from the signal light input port and reaches the MMI element 32a, but the local light L22 is the BS 34 and the total reflection mirror 30b. The optical path length is longer than the signal light L12 by the interval of. Therefore, the phase of the local light L22 input to the MMI element 32a is delayed from the phase of the signal light L12. Similarly, the local light L23 goes straight from the local light input port to reach the MMI element 32b, but the signal light L13 travels along the optical path length longer than that of the local light L23 by the distance between the BS 26 and the total reflection mirror 30a, and then the MMI. It reaches the element 32b. Therefore, the phase of the signal light L13 input to the MMI element 32b is delayed with respect to the phase of the local light L23.

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、このような位相のずれを概念的に説明するための図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、ＭＭＩ素子に入射するときの、信号光（図５（ａ））および局発光（図５（ｂ））それぞれの進行状況を示す。図４に示すＰＢＳ２６と全反射ミラー３０ａとの間の距離、あるいは、ＢＳ３４と全反射ミラー３０ｂとの間の距離が時間ΔＴに相当すると仮定した時、一方のＭＭＩ素子では、時刻Ｐ１における信号光と時刻Ｐ２（＝Ｐ１＋ΔＴ）における局発光を干渉させることとなる。また、他方のＭＭＩ素子では、時刻Ｐ２における信号光と時刻Ｐ１における局発光とを干渉させることとなる。   FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams for conceptually explaining such a phase shift. FIGS. 5A and 5B show the progress of the signal light (FIG. 5A) and the local light (FIG. 5B) when they enter the MMI element. Assuming that the distance between the PBS 26 and the total reflection mirror 30a shown in FIG. 4 or the distance between the BS 34 and the total reflection mirror 30b corresponds to time ΔT, one of the MMI elements has the signal light at the time P1. And the local light at time P2 (= P1 + ΔT) is interfered with. In the other MMI element, the signal light at time P2 and the local light at time P1 interfere with each other.

第２比較例が有する上記課題に対し、本実施形態の光受信器１Ａでは、信号光Ｌ１については、信号光入力ポート１１からＰＢＳ２６に至る間に二つのミラー（ＢＳ２１及び全反射ミラー２２）によりその光軸が局発光Ｌ２側に平行移動される。これにより、信号光Ｌ１の光軸と局発光Ｌ２の光軸との距離を、ＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端と局発光入力端との間隔に相当する距離に近づける（好ましくは一致させる）ことができる。そして、偏波分離後の信号光Ｌ１２及び分岐後の局発光Ｌ２２は、並進してその位相関係を維持しつつＭＭＩ素子３２ａに入射する。また、偏波分離後の信号光Ｌ１３及び分岐後の局発光Ｌ２３もまた、並進してその位相関係を維持しつつＭＭＩ素子３２ｂに入射する。   In contrast to the above problem of the second comparative example, in the optical receiver 1A of the present embodiment, two mirrors (BS21 and total reflection mirror 22) are provided between the signal light input port 11 and the PBS 26 for the signal light L1. The optical axis is translated to the local light L2 side. Thereby, the distance between the optical axis of the signal light L1 and the optical axis of the local light L2 is brought close (preferably, matched) to the distance corresponding to the distance between the signal light input end of the MMI element 32a and the local light input end. You can Then, the signal light L12 after the polarization split and the local light L22 after the split are translated and are incident on the MMI element 32a while maintaining their phase relationship. Further, the signal light L13 after polarization separation and the local light L23 after branching also enter the MMI element 32b while translating and maintaining their phase relationship.

本実施形態のコヒーレント光受信器では、ＭＭＩにおいて信号光と局発光とを干渉させることにより、信号光に含まれる情報を再現する。この再現は、ＭＭＩの後段（より具体的には、光信号を電気信号に変換するＰＤの後段）に接続される信号処理系（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）により行われる。その際、ＤＳＰ内で二つのＭＭＩの位相差を補償して情報再現精度を向上させるための処理が施される。しかし、各ＭＭＩに入力される信号光の位相と局発光の位相とが互いにずれている場合には、このずれがＤＳＰの再現精度を低下させる一因となる。これに対し、本実施形態の光受信器１Ａでは、各ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂに入力する信号光（偏波成分Ｌ１２，Ｌ１３）と局発光Ｌ２２，Ｌ２３との位相の双対性が確保されることにより、ＤＳＰにおける再現精度の低下を抑制することができる。   In the coherent optical receiver of the present embodiment, the information contained in the signal light is reproduced by causing the signal light and the local light to interfere with each other in the MMI. This reproduction is performed by a signal processing system (DSP: Digital Signal Processor) connected to the subsequent stage of the MMI (more specifically, the subsequent stage of the PD that converts an optical signal into an electrical signal). At this time, processing for compensating for the phase difference between the two MMIs in the DSP and improving the information reproduction accuracy is performed. However, when the phase of the signal light input to each MMI and the phase of the local oscillation light are deviated from each other, this deviation is one of the causes of reducing the reproduction accuracy of the DSP. On the other hand, in the optical receiver 1A of the present embodiment, the duality of the phase between the signal light (polarization components L12 and L13) input to the MMI elements 32a and 32b and the local oscillation lights L22 and L23 is ensured. As a result, it is possible to suppress a decrease in the reproducibility of the DSP.

なお、第２比較例による光受信器１Ｃでは、信号光Ｌ１２と信号光Ｌ１３との光路差による時間ずれ、及び局発光Ｌ２２と局発光Ｌ２３との光路差による時間ずれを補償するために、スキュー調整素子２７ａ，２７ｂが設けられている。しかしながら、スキュー調整素子２７ａ，２７ｂは、信号光Ｌ１２と信号光Ｌ１３との間の調整、及び局発光Ｌ２２と局発光Ｌ２３との間の調整をそれぞれ目的としており、信号光と局発光との間の調整を目的とするものではない。また、スキュー調整素子は、例えばＳｉ製のブロック材であり、厚さ１ｍｍ程度のＳｉウェハの表裏面にＡＲコートが施されたのちブロック状に切り出されたものである。従って、Ｓｉウェハの厚さのばらつきにより、その光学長にばらつきが生じる。光受信器１Ｃでは、スキュー調整素子２７ａ，２７ｂがそれぞれ独立に設けられているので、これらの素子特性の差（ばらつき）が、ＭＭＩ素子の干渉作用に影響を与えてしまう。スキュー調整素子２７ａ，２７ｂによって上記のΔＴは或る程度補償されるが、スキュー調整素子２７ａ，２７ｂの素子特性の差に起因して、一方のＭＭＩ素子３２ａにおけるΔＴと、他方のＭＭＩ素子３２ａにおけるΔＴとの間にもずれが生じるおそれがある。   In the optical receiver 1C according to the second comparative example, in order to compensate for the time difference due to the optical path difference between the signal light L12 and the signal light L13 and the time difference due to the optical path difference between the local light L22 and the local light L23, the skew is compensated. Adjustment elements 27a and 27b are provided. However, the skew adjusting elements 27a and 27b are for the purpose of adjusting between the signal light L12 and the signal light L13 and between the local light L22 and the local light L23, respectively, and between the signal light and the local light. Is not intended to be adjusted. The skew adjusting element is, for example, a block material made of Si, and is obtained by applying AR coating to the front and back surfaces of a Si wafer having a thickness of about 1 mm and then cutting it into blocks. Therefore, variations in the thickness of the Si wafer cause variations in its optical length. In the optical receiver 1C, since the skew adjusting elements 27a and 27b are provided independently of each other, the difference (variation) in the element characteristics of these elements affects the interference action of the MMI element. Although the above-mentioned ΔT is compensated to some extent by the skew adjusting elements 27a and 27b, due to the difference in the element characteristics of the skew adjusting elements 27a and 27b, ΔT in one MMI element 32a and that in the other MMI element 32a. There is a possibility that a deviation may occur between ΔT and the difference.

これに対し、本実施形態の光受信器１Ａでは、信号光の偏波成分Ｌ１２及び局発光Ｌ２２に対して共通のスキュー調整素子２７が設けられている。これにより、上記のようなスキュー調整素子の特性差を抑え、ＭＭＩ素子における干渉作用への影響を抑制することができる。   On the other hand, in the optical receiver 1A of the present embodiment, the common skew adjusting element 27 is provided for the polarization component L12 of the signal light and the local light L22. Accordingly, it is possible to suppress the characteristic difference of the skew adjusting element as described above and suppress the influence on the interference action in the MMI element.

また、第２比較例による光受信器１Ｃでは、信号光入力ポート１１とＭＭＩ素子３２ａの信号光入力端とが同じ光軸上に配置され、局発光入力ポート１３とＭＭＩ素子３２ｂの局発光入力端とが同じ光軸上に配置される必要がある。従って、ＭＭＩ素子３２ａ，３２ｂの信号光入力端と局発光入力端との間隔、及びＭＭＩ素子３２ａとＭＭＩ素子３２ｂとの間隔によって信号光入力ポート１１と局発光入力ポート１３との間隔が一意に決定されてしまう。また、ＭＭＩ素子の信号光入力端と局発光入力端との間隔は、ＭＭＩ内での光導波路の最大曲率により決定されるので、この間隔を狭くすることは難しい。   Further, in the optical receiver 1C according to the second comparative example, the signal light input port 11 and the signal light input end of the MMI element 32a are arranged on the same optical axis, and the local light input port 13 and the local light input of the MMI element 32b are input. The edge and the edge must be arranged on the same optical axis. Therefore, the distance between the signal light input port 11 and the local light input port 13 is uniquely determined by the distance between the signal light input ends of the MMI elements 32a and 32b and the local light input terminal and the distance between the MMI element 32a and the MMI element 32b. It will be decided. Further, since the distance between the signal light input end and the local light input end of the MMI element is determined by the maximum curvature of the optical waveguide in the MMI, it is difficult to reduce this distance.

これに対し、本実施形態の光受信器１Ａでは、二つのミラー（ＢＳ２１、全反射ミラー２２）を用いて信号光Ｌ１の光軸を平行移動させている。従って、これらのミラーの間隔を調整することにより、信号光入力ポート１１と局発光入力ポート１３との間隔を任意に設定することができる。これにより、例えば信号光入力ポート１１と局発光入力ポート１３とを一体化し、２本の光ファイバ（ＳＭＦ、ＰＭＦ）に対して一つの光結合系（スリーブ等）を設けることも可能となる。   On the other hand, in the optical receiver 1A of the present embodiment, the optical axis of the signal light L1 is translated by using two mirrors (BS21, total reflection mirror 22). Therefore, the distance between the signal light input port 11 and the local light input port 13 can be arbitrarily set by adjusting the distance between these mirrors. Thereby, for example, the signal light input port 11 and the local light input port 13 can be integrated to provide one optical coupling system (sleeve or the like) for two optical fibers (SMF, PMF).

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…光受信器、２…ハウジング、３…端子、４…フランジ、１１…信号光入力ポート、１３…局発光入力ポート、２１，３４，４３…ビームスプリッタ（ＢＳ）、２２，４２…全反射ミラー、２３…可変光減衰器（ＶＯＡ）、２４…モニタ用ＰＤ、２６…偏波分離素子（ＰＢＳ）、２７，２７ａ，２７ｂ…スキュー調整素子、２８，３１，３６，３８…レンズ系、２９…λ／２板、３０，３０ａ，３０ｂ…全反射ミラー、３２ａ，３２ｂ…ＭＭＩ素子、３３…偏光子、３９ａ，３９ｂ…アンプ、Ｌ１０…モニタ用信号光、Ｌ１１…信号光、Ｌ１２，Ｌ１３…偏波成分、Ｌ２，Ｌ２２，Ｌ２３…局発光。   1A, 1B, 1C ... Optical receiver, 2 ... Housing, 3 ... Terminal, 4 ... Flange, 11 ... Signal light input port, 13 ... Local light emission input port, 21, 34, 43 ... Beam splitter (BS), 22, 42 ... Total reflection mirror, 23 ... Variable optical attenuator (VOA), 24 ... Monitor PD, 26 ... Polarization separation element (PBS), 27, 27a, 27b ... Skew adjustment element, 28, 31, 36, 38 ... Lens system, 29 ... λ / 2 plate, 30, 30a, 30b ... Total reflection mirror, 32a, 32b ... MMI element, 33 ... Polarizer, 39a, 39b ... Amplifier, L10 ... Monitor signal light, L11 ... Signal light, L12, L13 ... Polarization component, L2, L22, L23 ... Local light emission.

Claims (5)

位相変調された信号光に局発光を干渉させることにより前記信号光に含まれる情報を回復する光受信器であって、
前記信号光を外部から入力する信号光入力ポートと、
前記信号光入力ポートと並んで配置され、前記局発光を外部から入力する局発光入力ポートと、
前記信号光入力ポートの光軸上に配置され、前記信号光を一方の信号光と他方の信号光の二つに分岐する光分岐素子と、
前記信号光入力ポートと光学的に結合された信号光入力端、及び前記局発光入力ポートと光学的に結合された局発光入力端を有し、前記他方の信号光と前記局発光とを干渉させるマルチモード干渉素子と、
前記光分岐素子と光学的に結合され、分岐された前記一方の信号光を検知する光検知素子と、を備え、
前記光分岐素子が前記一方の信号光を透過させるとともに前記他方の信号光を前記局発光入力ポートの光軸へ向かう方向に反射させ、前記光検知素子が前記信号光入力ポートの光軸の延長線上に配置されることにより、前記一方の信号光の光軸が前記局発光入力ポートの光軸と交差せず、
前記局発光入力ポートの光軸と前記光分岐素子との間に、前記他方の信号光を反射する全反射ミラーが配置されている、光受信器。 An optical receiver for recovering information contained in the signal light by interfering local light with the phase-modulated signal light,
A signal light input port for inputting the signal light from the outside,
A local light input port that is arranged alongside the signal light input port and that inputs the local light from the outside,
An optical branching element disposed on the optical axis of the signal light input port and branching the signal light into two signal light beams, one of the signal light beams and the other signal light beam,
It has a signal light input end optically coupled to the signal light input port and a local light input end optically coupled to the local light input port, and interferes with the other signal light and the local light. A multi-mode interference element to
The optical branching device and are optically coupled, and a light detecting element for detecting a branched the one signal light,
The optical branching device so that reflects the other of the signal light and to reflect the one of the signal light in a direction toward the optical axis of the local light input port, extending the light sensing elements of the optical axis of the signal light input port By being arranged on a line, the optical axis of the one signal light does not intersect with the optical axis of the local light input port,
An optical receiver in which a total reflection mirror for reflecting the other signal light is arranged between the optical axis of the local light input port and the optical branching element . 前記光分岐素子は、入射した前記信号光の９０％以上を反射するフィルタを有する、請求項１に記載の光受信器。   The optical receiver according to claim 1, wherein the optical branching element has a filter that reflects 90% or more of the incident signal light. 前記信号光入力端の光軸上に配置され、前記光分岐素子において反射した前記他方の信号光を前記信号光入力端に向けて再び反射させる光反射素子を更に備える、請求項１または２に記載の光受信器。   3. The light reflection element, which is arranged on the optical axis of the signal light input end and further reflects the other signal light reflected by the optical branching element toward the signal light input end, further comprising: Optical receiver as described. 前記光検知素子は、前記信号光入力ポートと前記信号光入力端とを光結合する光学系を搭載するキャリア上に搭載されており、
前記キャリアは、前記光検知素子から出力される検知信号を伝える配線パターンを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光受信器。 The photodetector is mounted on a carrier that mounts an optical system that optically couples the signal light input port and the signal light input end,
The optical receiver according to claim 1, wherein the carrier has a wiring pattern that transmits a detection signal output from the photodetection element. 前記キャリアと、前記光分岐素子を搭載する別のキャリアとは互いに独立している、請求項４に記載の光受信器。   The optical receiver according to claim 4, wherein the carrier and another carrier on which the optical branching device is mounted are independent of each other.
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