JPH01500859A - 光信号の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光信号の制御方法および装置 〔技術分野〕 本発明は光信号の制御方法および装置に関する。特に、光信号の自動偏光制御に 関する。

〔従来技術〕

光導波路は一般に光の偏光状態を保存せず、長い導波路から出射される偏光方向 は時間とともに変化する。

コアの軸に対して円対称の単一モード・ファイバは、二つの直交する偏光モード を伝搬できる。このようなファイバは、ファイバ・コアの屈折率に異方性がある ことから、二つのモードの伝搬速度が異なり、複屈折媒体として動作する。多数 の複屈折誘起機構が知られている。例えば非円形コアを用いることにより、直線 複屈折を発生させることができる。この場合に、ファイバ・コアの横断寸法のう ち、短い方が複屈折の速い軸となる。また、例えば横断方向に非対称な応力を加 えると、電子光学係数が変化し、直線複屈折が発生する。また、横断方向に電界 を加えても同様である。直線複屈折は、ニオブ酸リチウムのような電子光学材料 に電圧を印加することにより制御できる。また、ファイバの長さ方向に沿って磁 界を加えることにより、同視屈折を発生させることができる。

多くの状況において、ファイバ内でモードの偏光状態を制御できることが必要と なる。その−例がコヒーレント装置である。コヒーレント装置は、入力信号の偏 光状態と、局部発振器の偏光状態とが同一でなければならない。したがって、一 方の信号の偏光状態を制御できることが重要である。理想的には、初期状態と最 終状態との双方が変化しても、いずれの偏光状態についても他の任意の状態に整 合させることが可能でなければならない。

偏光状態はポワンカレ球により表現される。この表現については、例えば、ラシ ュレイ著、「オリジンズ・アンド・コントロール・オブ・ポーラリゼーション・ イフェクッ・イン・シングル・モード・ファイバズ」、ジャーナル・オブ・ライ トウェーブ・チクノロシイ第ＬＴ　１巻第２号（１９８３年６月）第３１２頁〜 第３３１頁（Ｒａｓｈｌｅｉｇｈ　：Ｏｒｉｇｉｎｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ 　ｏｆ　Ｐｏ１ａｒｉｓａｔｉｏｎ　ｔ！ｆｆｅｃｔｓ　ｉｎ　Ｓｉｎｇｌｅ　 ＭｏｄｅＦｉｂｒｅｓ”、　Ｊ、Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ　 Ｖｏｌ、ＬＴ　１．　Ｎｏ、２．　Ｊｕｎｅ　１９８３゜ｐ、　３１２−３３１ ）　に詳しく説明されている。どのような一般的な楕円偏光状態でも、球面上の 一点で表すことができる。例えば、第１図に示すψ＝±ｔａｎ−’　ｂ／ａの楕 円偏光状態は、第２図の点Ｓで表される。

水平偏光状態および垂直偏光状態がそれぞれ点Ｈ１点Ｖで表され、すべての直線 偏光が緯度０°の大円ＨＰＶＱ上の点で表される。点Ｐおよび点Ｑは、水平偏光 状態および垂直偏光状態に対して角度が±π／４の偏光を表す。点しは左回りの 偏光を表し、点Ｒは右回りの偏光を表す。どのような偏光状態でも球面上の一点 で表すことができ、楕円偏光状態のψ８およびφＳが、球面上の２ψ、と２φ１ との組み合わせで表される。

複屈折は、点Ｓの偏光状態から点Ｓ′の偏光状態への変化を誘起し、球の中心を 通過する軸のまわりに、複屈折の強さに依存した角度の回転を生じさせる。直線 複屈折は、第２図の平面ＨＰＶＱ内に横たわる軸のまわりの回転を誘起する。

入力信号と局部発振信号とのわずかな偏光不整合により、受信信号が非常に大き く欠落する。双方の信号の偏光状態は時間とともに変化するので、一方の偏光状 態を制御できだとしても、制御装置は、任意の点Ｓで表される偏光状態Ｓを他の 任意の点Ｓ′で表される偏光状態に他の任意な偏光状態Ｓ′に変換できなければ ならない。このとき、点ｓＳｓ’は、ポワンカレ球のどの位置に配置されてもよ い。二つの複屈折素子を続けて用いても、あらゆる点ｓ、ｓ’に対して点Ｓから 点Ｓ′の変換を行うには不十分である。しかし、ある状況では、この変換を三つ の素子で実現できる。実用的には、例えば応力誘起複屈折素子、すなわち光ファ イバに応力を加えることにより複屈折を生じさせる素子が用いられる。しかし、 この応力誘起複屈折素子では、光ファイバに加えることのできる応力に限度があ り、その限度を超過すると光ファイバが破損してしまう。したがって、複屈折素 子をリセットまたは調節できることが必要であり、その間にも、初期状態から最 終状態への信号偏光状態の変換をこれらの状態が変化しても続けなければないな い。リセットの方法は提案されており、例えば他の複屈折素子を用いる方法が提 案されている。

エレクトロニクスレターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）第２２ 巻第２号、１９８６年１月１６日発行の第１００頁において、リズデイル（Ｒｙ ｓｅｄａ　Ｉｓ）は、四個の複屈折素子を並べて使用する偏光変換方法を提案し ている。一番目、三番目および四番目の素子は直線複屈折素子であり、ポワンカ レ珠玉で、それぞれＸ軸、ｙ軸および２軸（これらの軸は互いに直交している） のまわりに偏光状態を回転させる。二番目の素子は同視屈折素子であり、軸ＬＲ のまわりの回転を生じさせる。

この構成は、適切に制御プログラムが設定されているなら、固定された点Ｓで表 される偏光状態について、可変の点Ｓ′で表される最終的な偏光状態に連続的に 切り替える。これは、三番目および四番目の素子の複屈折をリセットすることに より、光強度に大きな損失を生じさせることなく実行できる。

１９８６年５月１２日ないし１６日にパリで開催された第六回ヨーロツピアン・ シンポジアム・オン・オプトエレクトロニクス（ＯＰＴｏ　８６）の論文集（Ｐ ｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｉｘｔｈ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｓｙｍ ｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　０ｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、　Ｐａｒｉｓ、　１ ２−１６　Ｍａｙ　１９８６）において、ノエ（Ｒ，Ｎｏｅ）およびフィッシャ （Ｇ、　Ｆｉｓｃｈｅｒ）は、五個の電子磁気的な直線複屈折素子（「ファイバ ーＸクイーザ（ｆｉｂｒｅ　５ｑｕｅｅｚｅｒｓ）Ｊ　）を並べて使用する方法 について説明している。一番目、三番目および三番目のスクイーザは、同一の速 い軸をもつ複屈折を誘起するように配置され、これらの間に挿入された二番目お よび四番目のスクイーザは、他のスクイーザに対して４５°の角度で配置される 。したがって、ボワンカレ珠玉で五つの回転、すなわち軸ＱＰのまわりの回転（ 三つ）と、軸ＨＶのまわりの回転（二つ）とを続けて行う。四個のスクイーザを 用いた同様の構成が、エレクトロニクス・レターズ（１！１ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第２２巻第１５号、１９８６年６月１７日発行、第７７２頁な いし第７７３頁に説明されている。これは、初期状態は水平に偏光した信号をど ・のような所望の偏光状態にでも変換できる。最初の二つの変換（ｄＩおよびａ Ｓ）については実質的に保持してあき、三番目および四番目の変換ｄａ、ｄａに より、その制限範囲までの所望の変換を行う。

変換ｄ３が制限範囲に達したときには変換ｄ＋にその役割を移し、変換ｄｓをそ の範囲内のあらかじめ定められた点に戻す。変換ｄ４がその制限範囲に達したと きには、その役割を変換ｄ２に移す。

〔発明の開示〕

本発明は、偏光制御または偏光整合のための実用的で耐久性のある方法を提供す るものである。本発明の装置は、三つまたは四つの可変複屈折手段、例えば直線 複屈折素子を含み、これらの可変複屈折手段が、ポワンカレ珠玉のそれぞれの軸 のまわりに順番に偏光状態を回転させるように配置される。これらの軸は実質的 に直交していることが望ましい。

四個の素子を使用することにより、どの素子の複屈折もその動作範囲を超過する ことなく、それぞれ偏光状態が時間とともに変化する二つの光入力信号の相互偏 光状態が維持されるように、その偏光状態を変換し続けることができる。選択さ れた時間または適当な時間に、ひとつの素子を調節してその複屈折を変化させる 。これにより、すべての素子をその動作限界内に維持するために必要な量だけ、 素子を「巻きほぐす（ｕｎｗｉｎｄ）　Ｊ　、すなわちその複屈折を増加または 減少させることができる。わずかな調節を頻繁に繰り返してもよく、素子がその 動作限界に達してもよい場合には、大幅に調節（例えば、ポワンカレ珠玉で２π 以上）してもよい。調節処理は、例えば、それぞれの素子について順番に実施し てもよく、動作限界に最も近い素子を選択して実施してもよく、他にも多くの実 施方法が考えられる。四個の素子を用いると、一般的に、外側の二つの素子につ いて、必要であればどのような必要量でも「巻きはぐす」ことが可能である。ど のような制御アルゴリズムを用いるかにより、「巻きはぐす」必要がなくなるこ ともあり、調節方法を選択して、内側の二つの素子をｒ巻きほぐす」こともでき る。内側の二つの素子を「巻きはぐす」必要があるような状況では、これは可能 ではあるが、変化する二つの偏光状態（初期状態および最終状態）が「巻きほぐ し」続けるに適したポワンカレ球の位置に移動するまで、その「巻きほぐし」゛ を待つ必要がある。

同様に、三つの素子を使用するときには、一方の偏光状態だけが時間とともに変 換する場合に、二つの偏光状態の間の変換が可能である。この場合には、固定さ れた状態から離れた側の素子についてしか「巻きはぐし」の必要はない。

本発明の構成は、非常に柔軟性があり、制御装置自体が公知の従来技術より単純 な方法で動作する。

本発明の種々の形態については「請求の範囲」の欄で説明し、本発明の実施例を 以下に説明する。

これらの実施例は、偏光制御のための特に単純で便利な方法を提供する。必要な 複屈折素子の数は、ある場合には従来技術の装置より少なく、処理は一般に単純 かつ安価に実行される。また、耐久性および柔軟性に優れている。

本明細書において、「可変複屈折素子がある角度の回転を実行する」という場合 に、その角度は（特に示さないかぎり）正味の回転を表す。正味の回転とは、例 えばある角度に２πの整数倍を加算または減算した値である。回転の軸（ａ、ｂ 、ｘ％ｙその他）は直交しているものとする。現実には完全な直交性は実現困難 であり、整合性が低下して信号が大きく劣化するのでなければ、完全に直交して いなくてもよい。

本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。

［図面の簡単な説明］ 第１図は任意の楕円偏光状態を示す図。

第２図は第１図の状態を珠玉の点Ｓで表すポワンカレ球を示す図。

第３図は偏光制御装置の構成を示す図。

第４図および第５図は第３図の制御装置を用いたポワンカレ珠玉の種々の変換を 示す図。

第６図および第７図は第二の制御方法により達成される一連の変換をポワンカレ 珠玉で示す図。

第８図は第二の制御方法のための状態制御図。

第９図は第三の制御方法を用いたポワンカレ珠玉の一連の変換を示す図。

第１０図は第３図の偏光制御装置を収容するヘテロゲイン受信機の構成を示す図 。

第１１図は本発明を実施する偏光制御装置の構成図であり、この装置は、偏光状 態が時間とともに変化する二つの信号について、その一方または双方の偏光状態 を調節し、その状態を所望の関係に設定する。

第１２（ａ）図ないし第１２（Ｃ）図は、本発明を実施する偏光制御装置に使用 される直線複屈折素子および日夜屈折素子の種々の構成を示す図。

第１３図は、固体素子上の導波路に沿って設けられ、本発明を実施する装置に用 いられる複屈折素子を示す図。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第３図は偏光制御装置１１７に設けられる素子を簡単に示す。偏光制御装置１７ は四個の応力誘起素子１９．２１．２３．２５を備える。これらの応力誘起素子 １９．２１．２３．２５は、縦続に配置され、それぞれマイクロプロセッサを備 えた制御部２７に接続される。応力誘起素子１９．２１．２３．２５は、図示し たような圧力板を含むことが便利であるが、電気機械的な圧電複屈折素子を用い ることもできる。四個の応力誘起素子１９．２１．２３．２５はすべて同等であ り、光ファイバ１１に可変の応力を加えて直線複屈折を生じさせる。すなわち、 光ファイバ１１．！：組み合わせることにより、可変直線複屈折素子を構成する 。

この複屈折素子の全動作範囲は８πであり、応力を加えないときには偏光状態の 回転が零で、最大許容応力を加えたときには偏光状態の回転が８π（４回転）と なる。この最大値を越えると、光ファイバが損傷する危険がある。零および最大 の応力点は変換可能性の絶対的な限界となり、この絶対的な限界を越えないよう にすることが重要である。実用上は、応力範囲の中心を動作上の零として選択す る。この場合に、動作上の零を実際の零から４πの位置とし、この位置を中心と して、設定された限界内での変化を許容する。この例では、それぞれの素子に対 して選択される限界を士〔２π＋δ〕とし、δくπ／４とする。２π＋δの限界 に達すると、動作上の零からの回転を削減するために、少なくとも２π（１回転 ）だけ、どちらかの方向に「巻きほぐし」処理を開始する。これにより、絶対的 な限界（動作上の零から±４π）に達することがない。本明細書において、回転 角度、変換の大きさ、複屈折の調節その他の変化とは、（特にことわらない限り ）選択された動作上の零に対する変化をいう。上述したように、動作上の零は、 使用する複屈折素子の全動作範囲の中心またはその近傍であることが便利である 。

一番目および三番目の応力誘起素子１９．２３は、平行な力を印加するように一 列に配置され、第４図のポワンカレ球の軸ＰＱのまわりの回転を誘起する。応力 誘起素子２１．２５もまた一列に配置され、それぞれ、応力誘起素子１９．２３ による力とπ／４の角度で力を加える。

したがって、応力誘起素子２１．２５による偏光状態の回転は、ボワンカレ珠玉 の軸ＨＶを中心とする。

四個の応力誘起素子１９．２１．２３および２５により誘起される一連の変換３ １．３３．３５ｉ６よび３７を第４図に示す。この図は第２図に示したポワンカ レ球の側面図である。点Ｓで表される偏光状態から点Ｓ′で現れる偏光状態への 変換方法は多数存在するが、第４図にはその一例を示す。

制御部２７には、以下の動作を実行する制御プログラムが記憶されている。すな わち、応力誘起素子１９により、円偏光の状態を含む大円ＬＰＲＱに達するまで 、珠玉の軸ＰＱのまわりに、点Ｓで表される偏光状態を角度εだけ回転させる。

このとき二番目の応力誘起素子２１には、点しに達するまで、　（軸ＨＶのまわ りに）大円上の回転３３を生じさせる。さらに、応力誘起素子２３により、軸Ｐ Ｑのまわりに大円ＬＶＲＨ上の回転３５を生じさせ、この点から、軸ＨＶのまわ りの最終的な回転３７（応力誘起素子２５により生じる）により、点Ｓ′で表さ れる偏光状態、すわなち所望の最終状態に切り替える。

上述したように、点Ｓおよび点Ｓ′はポワンカレ珠玉のどこに配置されてもよく 、双方が時間とともに変化してもよい。多くのコヒーレント検波装置では、偏光 状態の変化は非常に緩やかであ一す、実質的に変化するまで数分間を必要とする 。そこで、検出器により出力信号の強度を測定し、その強度に関する信号を制御 部（第１０図を参照して説明する）に送出する。強度が低下した場合には、偏光 不整合、すなわち点Ｓまたは点Ｓ′の変化に対する追従が不完全であることが示 され、応力誘起素子１９．２１および２３．２５の応力を繰り返し変化させて、 新しい点Ｓまたは点Ｓ′（または双方）に対する上述の変換方法を再設定する。

この実施例におけるアルゴリズムでは、ある限界（以下で説明する）に達するま で、変換３３．３５の最終状態が大円上の点となるようにする。

点ｓ、ｓ’にうまく追従するには、他にも多くの繰り返し処理を用いることがで きる。良好な追従を行うためには、検出器の出力信号を最大にする。一つの可能 性として、点ｓ、ｓ’で表される偏光状態の時間変化より十分に高速に、応力誘 起素子２１．２３の応力を増加または減少させる（振動させる）。これは変換３ ３．３５の回転角の増加および減少に対応し、出力信号を変化させる。この変化 の二次の項を解析しくそれぞれの複屈折素子による応力に対する受信強度の二次 導関数を用いて）、真の最大値を判定して他の変化点（最小点および鞍点）と区 別することにより、偏光を正しく整合させることができる。変換３３．３５が点 して交差するように、応力誘起素子１９．２５の印加する応力について、応力誘 起素子２１．２３より低速で、しかも点ｓＳｓ’で表される偏光状態の変化より 高速に調節する。調節量については、上述の解析による二次導関数の大きさによ り決定することができ、変換３３．３５が大円上で行われるものを選び出すこと ができる。

点ｓ、ｓ’の位置の時間変化により応力誘起素子１９．２５の応力が増加し、そ の変換量が２πより大きくなることがある。「巻きほぐし」動作を行わない場合 には、応力誘起素子１９が最大限界に達し、初期偏光状態Ｓに追従できなくなる （上述の変換３３．３５の変換方法にしたがうかぎり）。

応力誘起素子のひとつ、例えば応力誘起素子１９が上限または下限に達したとき には、巻きほぐし動作を開始する。第５図に示した例では、応力誘起素子１９が その上限を超過している。この場合には、同じ軸のまわりに偏光状態を回転させ る他の素子、すなわち応力誘起素子２３について、その印加する応力を増加させ 、その後に除々に低下させる（またはその逆にする）。この一方で、この応力誘 起素子２３による応力に対応して、応力誘起素子２１により印加される応力を低 下させ、その後に増加させる（またはその逆にする）。この処理の間に、応力誘 起素子１９により印加される応力を除々に削減する。

これを第５図に示す。初期条件として、応力誘起素子１９により誘起される回転 を〔２π＋ε〕とする。応力誘起素子１９．２１オよび２３上の応力をすべて除 々に変化させる。応力誘起素子２１により生じる回転を滑らかに変化させ、初期 状態３３から、５１．５３．５７．５９．６１．６３．６５．６７．７１．３３ の順序で変化させる。これにより、応力誘起素子１９による変換量を角度εに削 減し、回転３３．３５および３７を巻きほぐし処理の開始時点と同一にする。こ の動作において、変換３５の経路は、変換３３の場合と異なり、同じ大円上に維 持される。゛変換３７は（点Ｓ′で表される偏光状態が変化しないかぎり）変化 しない。上述の処理を実行する短い時間に、点Ｓで表される初期偏光状態が変化 することがある。しかし、その変化（小さい）は追従可能であり、出力強度を高 レベルに保つことができる。

変換３７があらかじめ定められた限界を越えたときにも、同様の処理を実行する 。

〔２π＋δ〕の限界を双方同時に超過している場合には、最初に超過した方を先 に削減する。双方の限界を同時に超過した場合には、一方の変換を選択してそち らを先に削減する。

通常の動作時には、変換３３および３５は０〜±πの範囲内にある。

これは巻きほぐし処理中も同じであり、変換３１については角度２πの変化があ るが、変換３３．３５の変化はπ以下である。前述したノエの方法と異なり、対 となる変換の間での直接の移動はない。変換３３または３５がπ以上となる望ま しくない状況でも、適当な動作でその回転角度を削減でき、変換３３．３５の交 差点を点しに戻すことができる。変換３３および３５をポワンカレ球の大円上に 維持することにより、変換３１または３７のいずれかを２π、または必要な場合 にはそれ以上に巻きほぐすことができる。

以上の方法および装置は本発明のひとつの実施例である。

第３図に示したと同等の複屈折素子配列を使用する別の制御方法について、第６ 図ないし第８図を参照して説明する。第一実施例との差異は制御部２７による制 御にあり、通常の動作時には、中央の二つの応力誘起素子２１．２３による変換 の交差点を点しに配置するのではなく、調節処理が実行されるまでは、交差点が 珠玉を自由に（偏光が整合するように）移動できる。調節処理では、応力誘起素 子の複屈折をその動作範囲の任意シ二選択された動作中心の近傍に維持する。

ポワンカレ球の平面図を第６図に示し、この図に、四つの応力誘起素子１９．２ １．２３および２５による変換１３１．１３３．１３５および１３７を併記する 。第一実施例と同様に、点Ｓを初期偏光状態とし、点Ｓ′を最終状態とし、双方 の状態が時間とともに変化するとする。点Ｓから点Ｓ′への変換における三つの 中間偏光状態はすべて任意である。二番目および三番目の変換１３３および１３ ５は点１５０で交差する。

二つの長方形１５１（破線で示される）　、１５３（一点鎖線で示される）は球 の面を表す。どの瞬間にも、長方形１５１の境界１ま変換１３１の延長線と一致 し、点Ｓが図面内で左または右に移動すると、長方形１５１の寸法が変化する。

長方形１５３は変換１３７により同様に定義され、点Ｓ′が図面内で上または下 に移動するとその寸法が変化する。点１５０を長方形１５１内に維持する場合に は、変換１３１０回転角を完全に１回転（２π）だけ削減できるが、変換１３５ ０角度は削減できない（変換１３１の回転半径は変換１３５の回転半径より小さ く、変換１３１を完全に１回転させても、点１５０を長方形１５１内に維持でき る）。

したがって、一番目の応力誘起−子１９による複屈折が連続的に増加または減少 するのに対し、中央の二つの応力誘起素子２１．２３はわずかに変化するだけで ある。したがって、応力誘起素子１９オよび２５が制限範囲に達した場合には、 これらを「巻きほぐす」ことができる。

一般に、同じ軸のまわりに回転する二つの応力誘起素子を用いる場合には、その 回転の円が小さい方を完全に「巻きほぐす」ことができる。

点１５０が長方形１５１の外側にある場合には状況が反対２なり、変換１５３を 削減できるが、変換１３１については削減できない。点１５０は線１５５の左側 または線１５７の右側（長方形１５３の境界線）を越えることができず、越えた 場合には偏光の整合性が失われる。どのような強度の低下が発生しても、これを 検出器１６　（第１０図参照）が検出し、偏光制御装置１７により正しい動作が 行われる。

変換１３３および１３７に対する処理については、対応する長方形が長方形１５ ３であることを除いて同等である。点１５０が長方形内に存在する場合には、変 換１３７を削減できる。点１５０が長方形１５１の線１５９の上、または線１６ １の下を通過する場合には、偏光の整合性が失われる。交差点１５０を適切に選 択することにより、四個の応力誘起素子のいずれかを変化させることができ、偏 光の整合性を失うことなく完全に１回転させることにより、その変換量を削減で きる。

他の状！ｌＳ％Ｓ′に対する変換を第７図に示す。この図もまた、ポワンカレ球 の平面図である。線１６５および１６７（変換１３１および１３７の延長線）の 交差点は球の外部にあり、点１５０は線１５５．１５７．１５９および１６１に より区切られる斜線で示した長方形内に制限される（さもなければ偏光の整合性 が消失する）。この状態において、一番目および四番目の応力誘起素子１９．２ ５（変換１３１および１３７）についてだけ、完全な一回転による回転角の削減 が可能である。ただし、線１６５と１６７との交差点が円ＶＱＨＰの外側にある 限り、中央の二つの応力誘起素子２１．２３は、球面上で偏光状態の回転角を± π以上に変化させることはできず、制限範囲に達する危険はない。したがって、 絶対的な制限範囲に対して少なくともπのマージンをもつように動作範囲を設定 すると、絶対的な制限範囲に達する前に、中央の二つの応力誘起素子を巻きほぐ すことができる。

偏光制御装置１７は以下のように動作する。変換を対（１３１と１３３．１３３ と１３５．１３５と１３７）毎に高速に変化させ、前述の解析により最大値を判 定することにより、偏光の整合性を最適化する。回転角度が限界値（例えば２π ＋δ）になるまで最適化を続け、その後に、出力強度を最大化する処理とともに 、調節処理を実行する。他にも多くの方法がある。例えば、四個の応力誘起素子 のそれぞれによる複屈折を周期的に検査し、限界値に最も近い素子について調節 処理を実行することもできる。また、選択された時間または周期で、四個の素子 を循環して、すなわち１９．２１．２３．２５．１９・・・の順番に、それぞれ の素子を巻きほぐすこともできる。実用的には、これらの二つの方法の一方を用 いる。この場合には、頻繁に検査を行って、巻きほぐし、゛すなわち調節の必要 性を常に小さくすることができる。

このアルゴリズムにより、すべての素子をその制限範囲内に保つことができる。

前述したように、選択された応力誘起素子について、回転角を所望の量まで削減 できないことがある。これは、点ｓ、ｓ’および点１５０の相対的な位置による 。第６図に示した変換の例でいうと、応力誘起素子２３の回転を縮小する場合が その例であり、このとき点１５０は長方形１５１内にある。点１５０を線１５９ または１６１に向けて垂直に移動させることはできるが、線１５９または１６１ に達すると、偏光の整合性を失うことなくこれらの線を越えることができず、点 １５０をそれ以上に移動させることはできない。したがって、線１５９および１ ６１は点１５０の移動の障壁として動作する。この一方で、点１５０が長方形１ ５５内にある場合には、変換１３５について、その回転を少ししか減らすことが できない。偏光制御装置２７は、点１５０が障壁に到達したことを検出し、適当 な補正動作を行う。以上の状況において点１５０が１１１６１に達した場合には 、点１５０を長方形１５１０辺と等価な点に達するまで水平に移動させるように 、変換１３３を変更する。

この場合には、どのようにして変換量を削減してもよい。

ここで、応力誘起素子１９を巻きほぐす必要があり、点１５０が長方形１５１の 外側にあると仮定する。このときにも、長方形１５１．１５３の頂点で挟まれる 四個の弧要素のいずれかに達するまで、点１５０を水平に移動させる。この段階 では、偏光の不整合が生じることなく巻きほぐしを行うことができず、前述の弧 要素が点１５０の障壁として動作する。応力誘起素子２１を調節することにより 、点１５０が障壁から離れる。第７図の状況（線１６５と１６７とが球外で交差 する）では、弧要素は現れず、応力誘起素子１９の巻きほぐしは常に可能である 。

同様の方法を他の応力誘起素子の調節処理にも使用する。対の応力誘起素子１９ ．２３に対する制御方法を第８図にまとめて示す。応力誘起素子２１および２５ に対する制御方法は中心線６０に対して対称であり、ここでは省略する。偏光の 整合性は常に維持される。

この制御アルゴリズムでは、通常は状態６１であり、すべての応力誘起素子はそ の指定された限界内にある。応力誘起素子１９が限界値に近づくと状Ｍ６３に遷 移し、前述した調節処理を応力誘起素子１９に対して実行する。点１５０が長方 形１５３の外側にあるときには状態６５に遷移し、点１５０が長方形１５３の内 側に移動するまで応力誘起素子２１を調節する。この後に状態６３に戻り、応力 誘起素子１９の調節を再開する。応力誘起素子１９が少なくとも１回転だけ巻き ほぐされたときには、リセット状態６１に戻る。

応力誘起素子２３を調節する処理も同様であるが、ある点を越えて巻きほぐすこ とができない可能性を考慮する必要がある。応力誘起素子２３がその限界に達し たときには、状態６７に遷移し、この応力誘起素子２３を巻きほぐす。点１５０ が長方形１５３の内側にあるときには、状態６９に遷移し、点１５０が長方形１ ５３の外側に移動するまで、応力誘起素子２１を調節する。これを実現できない 場合（点ＳおよびＳ′が第９図の状態にあり、線１６５と１６７とが球の外側で 交差する場合）には、状態７１．７３に制御を移し、応力誘起素子１９および２ ５を調節する。点ｓ、ｓ’を移動させることにより、応力誘起素子２３の調節を 続けることができ、状態６９に戻り、巻きはぐしか完了したときに、リセット状 態６１に戻る。

上述の例では、四個の複屈折素子を用い、これらの素子を調節することにより、 点Ｓで表される任意の初期偏光状態を点Ｓ′で表される任意の偏光状態に変換す ることができる。ここで、二つの偏光状態は時間とともに変化することができる 。時間変化については、その変化に応じて制御装置により複屈折を調節すること により、常に追従可能であり、出力強度を高レベルに保つことができる（すなわ ち、所望の偏光変換が常に得られ、上述の例では、時間とともに変化する光入力 信号の偏光状態について、これも時間とともに変化する局部発振信号の偏光状態 に一致させることができる）。

偏光状態の一方だけが時間的に変化する場合には、四個の複屈折素子は必要なく 、三個の撞屈折素子で十分である。三個の複屈折素子を備える偏光制御装置は、 一方だけが時間的に変化する二つの偏光状態ｓ、　ｓ’の間の変換を行うことが でき、信号の変化に追従して出力強度を維持できる。このような変換の組を第９ 図に示す。

第９図を参照すると、点Ｓは初期偏光状態を表し、時間とともに変化する。点Ｓ ′は所望の最終偏光状態を表し、これは時間的に一定である。一番目、二番目お よび三番目の複屈折素子は、それぞれ軸ＨＶ、ＱＰ＃よびＨＶを中心として、変 換５１．５２および５３を行う。

変換５３は大円に沿って行われる。変換５２もまた大円上で行われるが、前述の 調節処理中は大円から離れる。通常の動作中には、二番目および三番目の複屈折 素子による回転（変換５２および５３）の範囲は、０〜±π／２である。しかし 、Ｓが変化すると、一番目の複屈折素子による回転（変換５１）が増加または減 少し、上限または下限を越えてしまう。そこで、第５図を参照して説明したよう に、複屈折素子に対する中央の零点から〔２π十δ〕の最大許容回転を設定し、 これを超過したときに調節処理を実行し、変換５２と５３との双方の回転角度を ０〜土πの範囲で変化させることにより、変換５１の角度を削減する。このアル ゴリズムについては、上述した二つの例のいずれかと同等とする。

通常の動作では、変換５２．５３が動作限界内に留まり、これらを巻きほぐす必 要はない。しかし、実用上は、すべての素子を巻きほぐし可能であることが望ま しい。この場合には、時間的に変化する偏光が大円ＬＱＲＰ上にあるときでも巻 きはぐしか可能となる。このときには、上述の例で説明したと同等の処理を用い て変換５３を巻きほぐすことができ、最初に点ＱまたはＰの位置にある場合、す なわち二番目の複屈折素子の固有状態の場合でも、変換５２を巻きほぐすことが できる。

初期偏光状態または最終偏光状態の一方が固定されている場合でも、四個の複屈 折素子を使用すると有利である。装置の信頼性を高めることができ、例えば、必 要な変換量を削減することができる。

本発明の制御方法および装置は、偏光制御が必要な多くの分野で利用できる。一 般的には、すべての複屈折素子が直線複屈折を示すことが最も便利である。しか し、一般的に必要なのは、珠玉の実質的に直交する軸を中心として回転すること である。

ヘテロダイン検波装置は本発明のひとつの応用である。第１０図を参照すると、 この装置は、遠隔信号源ｌＯと、入力単一モード光ファイバ１１とを備える。遠 隔信号源１０からのデータ信号は、単一モード光ファイバ１１に沿って伝送され る。局部信号源１３は、搬送波周波数とわずかに異なる局部発振信号を出力する 。二つの信号は方向性結合器１５内で結合される。最大強度の出力信号を得るた めには、入力データ信号と局部発振信号との偏光を一致させなければならない。

データ信号の偏光状態は、ファイバに沿って伝搬するにつれて初期状態から変化 し、受信機における偏光状態は時間とともに変化する。局部発振信号の偏光状態 もまた時間により変化する。そこで、方向性結合器１５における局部発振信号の 瞬間的な偏光状態を入力信号の瞬間的な偏光状態に一致させるため、偏光制御装 置ｆ１７が設けられている。局部発振信号の偏光状態は連続的に変化するので、 偏光制御装置１１は、入力信号の偏光状態（ポヮンカレ珠玉の点Ｓ′に対応）に 応じて、局部発振信号を切り替えることができなければならない。

方向性結合器１５からの信号は、受信機１５Ａから出力線１８Ｂに沿って出力さ れ、そのレベルがレベル検出器１６により検出される。レベル検出器１６の出力 信号は強度、すなわち方向性結合器１５における整合性を表す。この信号は、信 号線１８を経由して制御部２７に供給され、第３図ないし第８図を参照して説明 した方法による応力誘起素子１９．２１．２３および２５の制御に利用される。

応力誘起素子１９〜２５および方向性結合器１５は、遠隔信号源１０と局部信号 源１３との間に一列に配置される。ボヮンカレ珠玉の回転を実現するために、応 力誘起素子１９〜２５は前述の順序で配置される。

第１１図はその原理を示す。ボヮンカレ珠玉の回転を実現するために、応力誘起 素子１９〜２５が一列に組み合わせて配置される。方向性結合器１５については 、応力誘起素子１９〜２５の配置の外側に配置する必要はない。例えば第１１図 に示すように、方向性結合器１５を応力誘起素子１９．２１．２３および２５の 配置に挿入することもできる。この場合には、一番目および二番目の応力誘起素 子１９および２１が光ファイバ９に沿って配置され、応力誘起素子２３および２ ５が光ファイバ１１に沿って配置される。この場合にも、二つの別々のアームに 配置される応力誘起素子が正確に軸合わせされていることが重要である。例えば 、応力誘起素子がスクイーゾとして用いられ、第３図に示すように対になって交 互に４５°傾斜している場合に、光フアイバ９側のアームと光フアイバ１１側の アームとにそれぞれ配置される応力誘起素子１９．２３について、方向性結合器 １５から見てボヮンヵレ球における正味の回転が平行な軸を中心とする回転とな るように、正確に軸合わせしてあく必要がある。別々のＴ−ムに配置される応力 誘起素子２１．２５についても同様に、平行な回転が得られるように軸合わせし ておく必要がある。また、二組の平行な回転は、互い０組が珠玉でほぼπ／２傾 斜している必要がある。

方向性結合器１５については、応力誘起素子の配置に沿っていれば、他のどの位 置に配置してもよい。例えば、−個の応力誘起素子１９だけを光フアイバ９側の アームに配置し、残りの応力誘起素子２１〜２５を光フアイバｌｌ側のアームに 配置してもよく、−個の応力誘起素子２５を光フアイバｌｌ側のアームに配置し 、他の応力誘起素子１９〜２３を光フアイバ９側のアームに配置してもよい。ま た、四個の応力誘起素子１９〜２５をすべて光フアイバ１１側のアームに配置し てもよい。さらに、四個の応力誘起素子１９〜２５をすべて遠隔信号源１ｏの近 傍の光ファイバ１１に沿って配置してもよく、局部信号源１０の近傍に配置して もよい。方向性結合器１５は受信機１５Ａに局部信号源１３と隣接して蒜けられ 、レベル検出機１６は受信機１５Ａに局部的に配置される。偏光制御装置２７を 遠隔信号源１０の近傍に配置し、方向性結合器１５におて偏光制御装置２７に帰 還させることもできる。その場合には、応ヵ誘起素子１９〜２５の効果が光ファ イバ１１により変化することを考慮して、遠隔信号源１０からの信号の偏光状態 を適切に調節する。

本発明は偏光制御が必要な他の状況にも利用できる。本発明を実施する偏光制御 装置は、第一の信号源および第二の信号源からの二つの光信号の一方または双方 の偏光状態を調節し、その信号の状態を所望の関係（必ずしも偏光の整合性を必 要としない）に設定する。

これは、四個の可変複屈折素子と、これらの複屈折素子により変換された後の二 つの光信号の偏光状態の関係を評価し、複屈折素子を変化させることにより所望 の状態に調節する制御部とにより実現される。選択された関係とは、偏光の一致 、不一致または所定の関係を含む。同様に、一つの信号源を遠隔信号源、他を局 部信号源とするか、または、双方を複屈折素子から遠隔の信号源とするか、双方 を局部信号源とすることもできる。構成部品の一般的な観点から、複屈折素子お よび制御装置（結合器およびレベル検出器）の組み合わせには主に三つの形態が ある。すなわち、制御装置を複屈折素子群の一方の端に配置するか、制御装置を 一個の複屈折素子と三個の複屈折素子との間に配置するか、制御装置の両側に二 つの複屈折素子を配置する。

異なる二つの光ファイバの間に複屈折素子を配置する場合には、それに応じて制 御部のプログラムを決定しなければならない。−個の複屈折素子を使用する場合 に、一方のファイバでＸ軸を中心として偏光状態をほぼ角度εだけ回転させる効 果を、他方のファイバで得るには、同じ軸Ｘを中心として偏光状態を−εだけ回 転させる必要がある。

前述の実施例では、四個の複屈折素子を交互に配置し、二つの直交軸ａ、ｂを中 心として偏光状態を変換している。一般的にはこれらの二つの軸を選択すること が便利である。しかし、任意の変換に対して、ポワンカレ珠玉の適当な直交軸の まわりに一連の変換を行行うために、三つまたは場合によって四つの軸を選択す ることもできる。すなわち、四個の一連の複屈折素子の軸がそれぞれａ、　’ｌ ）。

ｃ、ｄのとき、軸すおよび軸ｄは共に軸Ｃに対して直交（または実質的に直交） でなければならず、軸すは軸ａに対して直交でなければならない。換言すると、 軸が順番に直交する。

四個の「スクイーザ」、すわなち応力誘起素子を用いる代わりに、偏波保持光フ ァイバを引き伸ばすことにより直線複屈折を得ることもできる。偏波保持光ファ イバは、二つの直交偏光状態の間のＷ屈折が大きく、近似的に、光ファイバに対 する外部摂動があっても複屈折の大きさが変化するだけで、基本的な状態は変化 しない。制御された摂動を加えること、例えば光ファイバを引き伸ばすことによ り、偏波保持光ファイバの正味の複屈折を制御できる。偏光制御のために四個の 素子の適当な配列を設けるひとつの方法として、四本の偏波保持光ファイバの長 さを約１０〜２０ｍに維持し、それぞれの軸を隣接する偏波保持光ファイバの軸 に対して４５°傾斜させる。偏波保持光ファイバの接続は、例えばスプライスに より行う。それぞれの偏波保持光ファイバを直径約４ｃｍの圧電シリンダに巻き つける。

圧電シリンダに電圧を印加すると、約０．００１％の応力がファイバに誘起され 、ポワンカレ珠玉で３πないし４πの変換を行うことができる。この構成は、光 ファイバに損傷を与えるおそれのある応力を大きく削減でき、光ファイバに直接 に圧力を加えるより有利である。

本発明はまた、第１２（ａ）図ないし第１２（（：）図に示すように、直線複屈 折素子に代えて、または直線複屈折素子と組み合わせて、日次屈折素子を使用し ても実施できる。

第１２＜８）図ないし第１２（Ｃ）図には円複屈折を発生する素子、すなわち日 次屈折素子８０を示す。円複屈折とは、ポヮンカレ珠玉における軸ＬＲのまわり の回転をいう。日次屈折素子８０はファラディ旋光子により構成される。すなわ ち、光ファイバを複数回巻いて一個の円形コイルを形成し、このコイルを芯とし て導線を巻いたものであり、この導線に電流Ｉが流される。

第１２（ａ）図は、四個の複屈折素子のうちの二つを日次屈折素子８０で置き換 え、その他の素子を付加していない構成を示す。第１２（ロ）図では、日次屈折 素子８０がボワンカレ珠玉の軸ＬＲのまわりの回転を実現し、直線複屈折素子８ ２が軸ＰＱのまわりの回転を実現する。この場合には、互いに直角の軸を中心と するポワンカレ珠玉の一連の回転、この場合には軸ＬＲおよび軸ＰＱの組み合わ せに沿って、複屈折素子を交互に配置する必要がある。

第１２う）図は、四個の複屈折素子を日次屈折素子８０により置き換えた例を示 し、この構成のために、固定直線複屈折素子８２．８２′が用いられている。固 定複屈折素子８２．８２′は、固定複屈折素子８２が一方の向き（軸ＨＶを中心 とする回転）にπ／２の複屈折を導入し、固定複屈折素子８２′が反対の向きに π／２の複屈折を導入する。

固定直線屈折素子８２、日次屈折素子８０および固定直線複屈折素子８２′の組 み合わせにより得られる正味の変換は、単に軸ＰＱのまわりの回転である。した がって、日次屈折素子８０の直前に固定直線複屈折素子８２を組み合わせ、直後 に固定面７ａ？ｊ１屈折素子８２′を組み合わせることにより、軸ＰＱのまわり を回転する直線複屈折素子と同等となり、これらを組み合わせた素子が一個の素 子とみなされる。

第１２（ｂ）図に示した最後の固定直線複屈折素子８２′は、軸ＰＱのまわりの 任意に固定された回転を導入するだけであり、実用上の装置から除外し、第１２ （Ｃ）図に示す最終的な構成とすることができる。さらに、固定直線複屈折素子 ８２の軸を一致させる必要はなく、π／２の複屈折が要求されるだけである。

第１３図には、第３図および他の実施例で説明した偏光制御装置１７に使用する に適した可変複屈折素子を示す。この素子は、固体素子上の電子光学導波路に沿 って設けられ、導波路の領域の固体素子上に設けられた電極により動作する。第 １３図に示すように、偏光制御装置はニオブ酸リチウム基板９０上に形成される 。このニオブ酸リチウム基板９０の表面には、Ｔｉが拡散された導波路９１と、 種々の電極とが設けられる。導波路９１と平行な二つの電極９４により移相器９ ２が形成され、同様の電極９６により別の移相器９５が形成される。二つの移相 器９２．９５の間には、導波路９１の方向を横切って互いにかみ合う電極９８に より、ＴＥ−７Ｍモード変換器９７が形成される。ニオブ酸リチウム基板９０の 遠端には、互いにかみ合う電極１０Ｇにより、別のＴＢ−７Ｍモード変換器９９ が形成される。

対の電極９４と９８．９６と１００に変動電圧を印加することにより、それぞれ ポワンカレ珠玉のＨＶ軸、ＰＱ軸、ＨＶ軸およびＰＱ軸のまわりに回転が生じ、 この装置の出力における偏光状態を回転させることができる。したがって、第１ ３図に示した電極構造は、導波路に強いＴＥ／Ｔ！Ｊ複屈折があることを除いて 、第３図に示した四個のスクイーザの組による効果と同等となる。

上述した実施例は光信号の偏光整合を含み、処理は良好に追従するための速やか な変化（繰り返し処理または「振動」）を含む。また、本発明の偏光制御は、二 つの偏光状態の制御に用いられる。例えば、光信号にあらかじめ定められた偏光 変化を導入する場合がある。この場合には、複屈折素子をあらかじめ適当に較正 しておき、この複屈折に適当な変化を与えて素子の動作限界を越えることなく所 望の変化を達成できるように、制御部にあらかじめ制御プログラムを設定してお く。その後に必要な変化がわかるので、繰り返し処理または振動処理は必要なく なる。このような方法は、例えば偏光変化の速度を最大化する必要がある場合に 有益である。

績［４８５昌カ ロ　−− 国際調査報告 ｌｍｆｉｍＳｅａｒ　Ａｎｋａｌｍ　Ｎ、ＰＣＴ／ＧＢ　８７１００６５３国際 調査報告 ＧＢ　８７００６５３ ＳＡ　１８７７１

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれ偏光状態が時間とともに変化する二つの光入力信号の相互偏光状態 があらかじめ選択された関係に維持されるように制御する偏光制御装置において 、 ポワンカレ球上の直交軸を順番に回転軸として偏光を回転させる四個の可変複屈 折素子と、 この四個の可変複屈折素子の複屈折を制御して上記関係を維持するとともに、す べての可変複屈折素子の複屈折の大きさを動作限界内に維持するために、少なく とも一番目および四番目の可変複屈折素子を選択してその複屈折を変化させる調 節処理を行う制御手段とを備えたことを特徴とする偏光制御装置。
2. ２．制御手段は、すべての可変複屈折素子に対してそれぞれ調節処理を行う手段 を含む請求項１記載の偏光制御装置。
3. ３．制御手段は、二つの偏光状態が上記関係を失うことなく複屈折を変化させる ことができる状態となるまで、二番目および三番目の可変複屈折素子に対する調 節処理の実行を遅延または中断する手段を含む請求項２記載の偏光制御装置。
4. ４．制御手段は、二番目および三番目の可変複屈折素子がその動作限界に達する ことがない場合に、調節処理のためにこれらの素子を選択することを停止する手 段を含む請求項１記載の偏光制御装置。
5. ５．制御手段は、選択された可変複屈折素子に対して調節処理を行うと同時に、 他の可変複屈折素子のうちの少なくとも二つについて、その複屈折の強度を変化 させる手段を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の偏光制御装置。
6. ６．制御手段は、選択された可変複屈折素子の複屈折を必要な量だけ変化させる ときに、他の可変複屈折素子のそれぞれについて、ポワンカレ球上の回転角度を πを越えない程度に変化させる手段を含む請求項５記載の偏光制御装置。
7. ７．上記軸はすべて同じ平面内に配置される請求項１ないし６のいずれかに記載 の偏光制御装置。
8. ８．制御手段は、調節処理中に、選択された可変複屈折素子の一個おいて次の可 変複屈折素子のポワンカレ球上の回転半径が、少なくともその処理期間の最後の 部分で上記選択された可変複屈折素子の回転半径より大きいときに、上記選択さ れた可変複屈折素子のポワンカレ球上の角度をπ以上にわたり変化させる手段を 含む請求項１ないし７のいずれかに記載の偏光制御装置。
9. ９．一方の偏光状態が時間とともに変化する二つの光入力信号の相互偏光状態が あらかじめ選択された関係に維持されるように制御する偏光制御装置において、 ポワンカレ球上の直交軸を順番に回転軸として偏光を回転させる三個の可変複屈 折素子と、 この三個の可変複屈折素子の複屈折を制御して上記関係を維持するとともに、す べての可変複屈折素子の複屈折の大きさを動作限界内に維持するために、少なく とも時間とともに変化する偏光状態に隣接する可変複屈折素子に調節処理を行っ てその複屈折を変化させる制御手段と を備えたことを特徴とする偏光制御装置。
10. １０．制御手段は、すべての可変複屈折素子に対してそれぞれ調節処理を行う手 段を含む請求項９記載の偏光制御装置。
11. １１．制御手段は、二つの偏光状態の間の選択された関係を識別する評価手段を 含む請求項１ないし１０のいずれかに記載の偏光制御装置。
12. １２．評価手段は、二つの偏光状態の一致または不一致を識別する手段を含み、 可変複屈折素子のいずれか二つの間に配置される請求項１１記載の偏光制御装置 。
13. １３．可変複屈折素子は、その少なくともひとつが可変直線複屈折手段を含む請 求項１ないし１２のいずれかに記載の偏光制御装置。
14. １４．可変複屈折素子は、その少なくともひとつが可変内複屈折手段を含む請求 項１ないし１３のいずれかに記載の偏光制御装置。
15. １５．可変複屈折素子は、その少なくともひとつが可変内複屈折手段および固定 直線複屈折手段を含む請求項１４記載の偏光制御装置。
16. １６．可変複屈折素子は、その少なくともひとつが可変電子光学複屈折手段を含 む請求項１ないし１５のいずれかに記載の偏光制御装置。
17. １７．データ信号の偏光を局部発振信号の偏光に一致させるために請求項１ない し１６のいずれかに記載の偏光制御装置を備えたコヒーレント検波装置。
18. １８．ポワンカレ球上の直交軸を順番に回転軸として偏光を四回回転させるステ ップを含み、 それぞれ偏光状態が時間とともに変化する二つの光入力信号の相互偏光状態があ らかじめ選択された関係に維持されるように制御する偏光制御方法において、 正味の変換量が必要な値となるように回転の順序およびその大きさを設定するス テップと、 少なくとも最初と最後の回転について、その回転角を動作限界の範囲内に維持す る調節処理を選択的に実行するステップと、を含み、 上記調節処理は、 選択された回転の角度を調節してその動作限界から超過させるステップと、 このステップを実行する一方で他の素子の回転を変化させるステップと を含み、 上記偏光状態の実質的な時間変化より速やかに上記調節処理を実行する ことを特徴とする偏光制御方法。
19. １９．ポワンカレ球上の直交軸を順番に回転軸として偏光を三回回転させるステ ップを含み、 一方の偏光状態が時間とともに変化する二つの光入力信号の相互偏光状態があら かじめ選択された関係に維持されるように制御する偏光制御方法において、 正味の変換量が必要な値となるように回転の順序およびその大きさを設定するス テップと、 少なくとも上記二つの偏光状態のうちの時間とともに変化する偏光状態に隣接す る回転について、その回転角を動作限界の範囲内に維持する調節処理を選択的に 実行するステップと、を含み、 上記調節処理は、 選択された回転の角度を調節してその動作限界から超過させるステップと、 このステップを実行する一方で他の素子の回転を変化させるステップと を含み、 上記偏光状態の実質的な時間変化より速やかに上記調節処理を実行する ことを特徴とする偏光制御方法。
20. ２０．請求項１ないし１６のいずれかに記載の偏光制御装置を用いて実行される 方法。