JP6919557B2 - 光90度ハイブリッド集積回路 - Google Patents
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Description
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る第1〜第4の光90度ハイブリッド集積回路は、コヒーレント変調されたX偏波光及びY偏波光を受信して復調する光90度ハイブリッド集積回路であって、局部発振光を分岐する光分岐部と、或る軸線を挟む一対の領域にそれぞれ配置された2入力4出力の第1及び第2の多モード光干渉部と、2入力2出力の第3及び第4の多モード光干渉部と、を備え、光分岐部及び第1〜第4の多モード光干渉部は共通の光導波路基板上に設けられており、第1の多モード光干渉部は、光導波方向に並ぶ一対の端辺と、一方の端辺に設けられ、X偏波光を受ける第1の入力端と、一方の端辺において第1の入力端と軸線との間に設けられ、光分岐部により分岐された一方の局部発振光を受ける第2の入力端と、他方の端辺において軸線側から順に並ぶ第1〜第4の出力端と、を有し、第2の多モード光干渉部は、光導波方向に並ぶ一対の端辺と、一方の端辺に設けられ、Y偏波光を受ける第3の入力端と、一方の端辺において第3の入力端と軸線との間に設けられ、光分岐部により分岐された他方の局部発振光を受ける第4の入力端と、他方の端辺において軸線側から順に並ぶ第5〜第8の出力端と、を有する。
本発明の実施形態に係る光90度ハイブリッド集積回路の具体例を、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。
図1は、第1実施形態に係る光90度ハイブリッド集積回路(以下、単に光集積回路と称する)1Aの構成を概略的に示す平面図である。図1に示される光集積回路1Aは、偏波多重コヒーレント光通信に使用される光受信器2Aに設けられ、コヒーレント変調信号を含むX偏波光N1、及び別のコヒーレント変調信号を含むY偏波光N2を受信してこれらを復調する。光受信器2Aにおいて、光集積回路1Aの前段には偏光ビームスプリッタ4(偏波分岐部)が設けられる。偏光ビームスプリッタ4の入力端は、光受信器2Aの光信号入力ポート2bと光学的に結合されており、偏波多重されたコヒーレント変調信号光N0を光受信器2Aの外部から光信号入力ポート2bを介して受ける。偏光ビームスプリッタ4の一方の出力端からは、コヒーレント変調されたX偏波光N1が出力される。偏光ビームスプリッタ4の他方の出力端からは、コヒーレント変調されたY偏波光N2が出力される。
図10は、第1変形例に係る光集積回路1Bの部分拡大図である。図10に示されるように、本変形例の光集積回路1Bと上記実施形態の光集積回路1Aとの相違点は、多モード光干渉部18及び位相シフタの配置である。すなわち、本変形例では、多モード光干渉部18の入力端18aが光導波路41を介して多モード光干渉部16の出力端16gと光結合されており、多モード光干渉部18の入力端18bが光導波路42を介して多モード光干渉部16の出力端16hと光結合されている。多モード光干渉部18の出力端18cからは干渉光F13が出力され、多モード光干渉部18の出力端18dからは干渉光F14が出力される。そして、本変形例では、出力端16g(すなわち多モード光干渉部16の1番目の出力端)と入力端18aとの間の光導波路41に位相シフタ41aが設けられている。位相シフタ41aの位相シフト量は135°である。すなわち、本変形例では、出力端16gと多モード光干渉部18とを結ぶ光導波路41は、出力端16hと多モード光干渉部18とを結ぶ光導波路42に対して135°の位相遅れを有する。
図13は、第2変形例に係る光集積回路1Cの部分拡大図である。図13に示されるように、本変形例の光集積回路1Cと上記実施形態の光集積回路1Aとの相違点は、多モード光干渉部17及び2つの位相シフタの配置である。すなわち、本変形例では、多モード光干渉部17の入力端17aが光導波路43を介して多モード光干渉部15の出力端15iと光結合されており、多モード光干渉部17の入力端17bが光導波路44を介して多モード光干渉部15の出力端15jと光結合されている。そして、多モード光干渉部17の出力端17cからは干渉光F15が出力され、多モード光干渉部17の出力端17dからは干渉光F16が出力される。そして、本変形例では、出力端15jと入力端17bとの間の光導波路44に位相シフタ44aが設けられている。位相シフタ44aの位相シフト量は135°である。すなわち、本変形例では、出力端15jと多モード光干渉部17とを結ぶ光導波路44は、出力端15iと多モード光干渉部17とを結ぶ光導波路43に対して135°の位相遅れを有する。
図16は、第3変形例に係る光集積回路1Dの部分拡大図である。図16に示されるように、本変形例の光集積回路1Dと上記第2変形例の光集積回路1Cとの相違点は、多モード光干渉部18及び位相シフタの配置である。すなわち、本変形例では、多モード光干渉部18の入力端18aが光導波路41を介して多モード光干渉部16の出力端16gと光結合されており、多モード光干渉部18の入力端18bが光導波路42を介して多モード光干渉部16の出力端16hと光結合されている。そして、多モード光干渉部18の出力端18cからは干渉光F17が出力され、多モード光干渉部18の出力端18dからは干渉光F18が出力される。そして、本変形例では、出力端16hと入力端18bとの間の光導波路42に位相シフタ42aが設けられている。位相シフタ42aの位相シフト量は45°である。すなわち、本変形例では、出力端16hと多モード光干渉部18とを結ぶ光導波路42は、出力端16gと多モード光干渉部18とを結ぶ光導波路41に対して45°の位相遅れを有する。
図19は、上記実施形態の第4変形例に係る光集積回路1Eの構成を概略的に示す平面図である。図19に示されるように、本変形例の光集積回路1Eでは、上記実施形態とは異なり、偏光ビームスプリッタ4(偏波分岐部)及び偏波回転部5が光導波路基板10上に設けられている。偏光ビームスプリッタ4は1つの入力端4aと2つの出力端4b,4cとを有する。入力端4aは、光導波路47を介して、光導波路基板10上の光入力ポート19と光結合されている。光入力ポート19は、X偏波光N1及びY偏波光N2を含むコヒーレント変調信号光N0を光導波路基板10の外部から入力する。出力端4bは、光導波路22を介して多モード光干渉部15の入力端15eと光結合しており、入力端15eに対してX偏波光N1を出力する。出力端4cは、偏波回転部5及び光導波路26を介して多モード光干渉部16の入力端16eと光結合しており、入力端16eに対してY偏波光N2を出力する。本変形例のように、光導波路基板10上に偏光ビームスプリッタ4を更に集積することによって、装置の小型化および部品点数の削減により一層寄与できる。
Claims (6)
- コヒーレント変調されたX偏波光及びY偏波光を受信して復調する光90度ハイブリッド集積回路であって、
局部発振光を分岐する光分岐部と、
或る軸線を挟む一対の領域にそれぞれ配置された2入力4出力の第1及び第2の多モード光干渉部と、
2入力2出力の第3及び第4の多モード光干渉部と、を備え、
前記光分岐部及び前記第1〜第4の多モード光干渉部は共通の光導波路基板上に設けられており、
前記第1の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記X偏波光を受ける第1の入力端と、
前記一方の端辺において前記第1の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された一方の前記局部発振光を受ける第2の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第1〜第4の出力端と、を有し、
前記第2の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記Y偏波光を受ける第3の入力端と、
前記一方の端辺において前記第3の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された他方の前記局部発振光を受ける第4の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第5〜第8の出力端と、を有し、
前記第1及び第2の出力端は前記第3の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第2の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第1の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して45°の位相遅れを有し、
前記第7及び第8の出力端は前記第4の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第8の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第7の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して135°の位相遅れを有する、光90度ハイブリッド集積回路。 - コヒーレント変調されたX偏波光及びY偏波光を受信して復調する光90度ハイブリッド集積回路であって、
局部発振光を分岐する光分岐部と、
或る軸線を挟む一対の領域にそれぞれ配置された2入力4出力の第1及び第2の多モード光干渉部と、
2入力2出力の第3及び第4の多モード光干渉部と、を備え、
前記光分岐部及び前記第1〜第4の多モード光干渉部は共通の光導波路基板上に設けられており、
前記第1の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記X偏波光を受ける第1の入力端と、
前記一方の端辺において前記第1の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された一方の前記局部発振光を受ける第2の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第1〜第4の出力端と、を有し、
前記第2の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記Y偏波光を受ける第3の入力端と、
前記一方の端辺において前記第3の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された他方の前記局部発振光を受ける第4の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第5〜第8の出力端と、を有し、
前記第1及び第2の出力端は前記第3の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第2の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第1の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して45°の位相遅れを有し、
前記第5及び第6の出力端は前記第4の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第5の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第6の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して135°の位相遅れを有する、光90度ハイブリッド集積回路。 - コヒーレント変調されたX偏波光及びY偏波光を受信して復調する光90度ハイブリッド集積回路であって、
局部発振光を分岐する光分岐部と、
或る軸線を挟む一対の領域にそれぞれ配置された2入力4出力の第1及び第2の多モード光干渉部と、
2入力2出力の第3及び第4の多モード光干渉部と、を備え、
前記光分岐部及び前記第1〜第4の多モード光干渉部は共通の光導波路基板上に設けられており、
前記第1の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記X偏波光を受ける第1の入力端と、
前記一方の端辺において前記第1の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された一方の前記局部発振光を受ける第2の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第1〜第4の出力端と、を有し、
前記第2の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記Y偏波光を受ける第3の入力端と、
前記一方の端辺において前記第3の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された他方の前記局部発振光を受ける第4の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第5〜第8の出力端と、を有し、
前記第3及び第4の出力端は前記第3の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第4の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第3の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して135°の位相遅れを有し、
前記第7及び第8の出力端は前記第4の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第7の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第8の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して45°の位相遅れを有する、光90度ハイブリッド集積回路。 - コヒーレント変調されたX偏波光及びY偏波光を受信して復調する光90度ハイブリッド集積回路であって、
局部発振光を分岐する光分岐部と、
或る軸線を挟む一対の領域にそれぞれ配置された2入力4出力の第1及び第2の多モード光干渉部と、
2入力2出力の第3及び第4の多モード光干渉部と、を備え、
前記光分岐部及び前記第1〜第4の多モード光干渉部は共通の光導波路基板上に設けられており、
前記第1の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記X偏波光を受ける第1の入力端と、
前記一方の端辺において前記第1の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された一方の前記局部発振光を受ける第2の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第1〜第4の出力端と、を有し、
前記第2の多モード光干渉部は、
光導波方向に並ぶ一対の端辺と、
一方の前記端辺に設けられ、前記Y偏波光を受ける第3の入力端と、
前記一方の端辺において前記第3の入力端と前記軸線との間に設けられ、前記光分岐部により分岐された他方の前記局部発振光を受ける第4の入力端と、
他方の前記端辺において前記軸線側から順に並ぶ第5〜第8の出力端と、を有し、
前記第3及び第4の出力端は前記第3の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第4の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第3の出力端と前記第3の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して135°の位相遅れを有し、
前記第5及び第6の出力端は前記第4の多モード光干渉部の2つの入力端にそれぞれ光結合され、前記第6の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路は、前記第5の出力端と前記第4の多モード光干渉部とを結ぶ光導波路に対して45°の位相遅れを有する、光90度ハイブリッド集積回路。 - 前記共通の光導波路基板上に設けられ、前記第1の入力端と光結合しており、前記X偏波光を前記共通の光導波路基板の外部から入力する第1の光入力ポートと、
前記共通の光導波路基板上に設けられ、前記第3の入力端と光結合しており、前記Y偏波光を前記共通の光導波路基板の外部から入力する第2の光入力ポートと、
前記共通の光導波路基板上に設けられ、前記光分岐部と光結合しており、前記局部発振光を前記共通の光導波路基板の外部から入力する第3の光入力ポートと、を更に備え、
前記第3の光入力ポートは前記第1の光入力ポートと前記第2の光入力ポートとの間に配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光90度ハイブリッド集積回路。 - 前記共通の光導波路基板上に設けられ、前記X偏波光及び前記Y偏波光を含む光信号を前記共通の光導波路基板の外部から入力する光入力ポートと、
前記共通の光導波路基板上に設けられた偏波分岐部と、を更に備え、
前記偏波分岐部は、
前記光入力ポートと光結合した入力端と、
前記第1の入力端と光結合して前記X偏波光を出力する出力端と、
前記第3の入力端と光結合して前記Y偏波光を出力する出力端と、を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光90度ハイブリッド集積回路。
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