JPH02134624A - 光学プリ増幅を使用する偏波インセンシティブ光学通信デバイス - 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】 又凱り技肯公災 本件発明は光学プリ増幅を使用する偏波インセンシティ
ブ光学通信デバイス、特に改良された光学増幅を与える
ため偏波ダイパーシティを用いるようなデバイスに関す
る。

従来技術 従来の直接検出光学通信スキームにおいては、メツセー
ジ信号は半導体発光ソースから出て、光フアイバ上を伝
搬し、そして、半導体光検出器の能動領域に当たる。多
くの用途においては、この比較的単純なシステムで十分
である。ただし、高ビツト速度（例えば、４　Ｇ　ｂ　
／　ｓ以上）においては、このシステムの結合係数は大
きく低減し、８Ｇｂ／Ｓの伝送においては、たった−２
６ｄＢｍのセンシティビティ　（そして、１０１ビツト
のエラー率（ＢＥＲ））を持つ、はとんどの高ビツト速
度システムは、少なくとも一３２ｄＢｍのセンシティビ
ティを要求する。この問題を解決するために、光検出器
の入力の所で光学増幅が行なわれる。つまり、光学信号
が光ダイオードに入る前にあらかじめ増幅される。この
事前の増幅を達成する１つの方法として。

この光学信号が（例えば、従来の光ダイオードにて）Ｗ
１気形式に変換され、当分野において周知のさまざまな
方法にて標準の電気増幅が遂行され、その後、この増幅
された電気信号がこの受信機光ダイオードの入力の所で
増幅された光学信号に再変換される。ただし、現実的に
は、これら光学から電気そして電気から光学への変換を
行なうと、メツセージ信号の品質が極端に劣化すること
が認められている。さらに、これらシステムは、通常、
複雑で値段の高い電気要素を必要とする。

好ましい解決法は、メツセージ信号を直接光学的に増幅
する方法である。Ｍ、Ｊ、オーマホニ−（Ｍ、　Ｊ、　
Ｏ’Ｍａｈｏｎｙ）らによってｌ土しターズ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）　、　Ｎｏ、　　２２　。

１９８６年号、ページ１２３８−９に掲載の論文［進行
波レーザー増幅器を使用する広帯域１．５　μｍ光学受
信機（Ｗｉｄｅｂａｎｄ　１．５　ｐ　ｍ０ｐｔｉｃａ
ｌ　Ｒｅｃｅｉｖｅｒ　Ｕｓｉｎｇ　Ｔｒａｖｅｌｉｎ
ｇｉａｖｅＬａｓｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）］におい
て説明されるごとく、従来のレーザーをこの光学増幅を
遂行するのに使用することができる。これは１つの進歩
であるとみなすことができるが、これらデバイスにはま
だこれらが入り光信号の偏波の状態にセンシティブだと
いう点で問題が残る。より具体的には、レーザー構造内
の拘束係数の差に起因して、ＴＥ及びＴＭ偏波状態が利
得の約１０ｄＢの差を示す、この偏波依存はメツセージ
信号の偏波状態が良くて未知であり、悪くすると時間の
関数として変動するようなインストールド光ファイバを
ベースとする通信網に使用される光学増幅器に対しては
望ましくない。

従って、本当の意味で偏波インセンシティブの光学増幅
を達成するという問題が当分野において存在する。

詳細な説明 第１図には本発明による偏波インセンシティブ（ｐｏｌ
ａｒｉｚａｔｉｏｎ　１ｎｓｅｎｓｉｔｉｖａ）スキー
ムの略ブロック図面が示される。図示されるごとく、未
知の偏波状態を持つ入り光学信号ＩＩＮが入力として偏
波ビームスプリッタ−１０に加えられるが、これは信号
工、を既知の偏波をもつ２つの別個の成分に分割する機
能を持つ、より具体的には、偏波ビーム　スプリッター
１０はＩＴ６と呼ばれるＴＥ偏波信号から成る第１の成
分、及び工ＴＭと呼ばれるＴＭ偏波信号から成る第２の
成分を生成する機能を持つ、偏波ビーム　スプリッター
１０はその後筒１の成分エア、を偏波保持導波路（例え
ば、偏波保持ファイバ）の第１のセクション１２に向け
、そして第２の成分ＩＴＭを偏波保持導波路の第２のセ
クション１４に向ける。従って、信号工、の偏波の状態
にかかわらず、導波路セクション１２に沿って伝搬する
成分は常に第１の既知の状態（ＴＥ）であり、同様に、
導波路１４に沿って伝搬する成分は常に直角状態（ＴＭ
）である。

第１の信号成分工、は、第１の光学増幅器１６に入力と
して加えられる。光学増幅器１６は上に述べたオーマホ
ニー（０’　Ｍａｈｏｎｙ）らの論文において説明のタ
イプのレーザー増幅器である。レーザー増幅器として使
用される典型的な半導体レーザー、例えば、Ｃ３ＢＨレ
ーザーは、入り信号がＴＥモードに偏波されている場合
、約２５ｄＢの利得を示し、これに対して、ＴＭ偏波入
り信号の場合はこれより少ない約１５−２２ｄＢの利得
を示すことが観察されている。従って、第１のレーザー
増幅器１６から最大の利得を得るためには、増幅器１６
がそのＴＥ軸が信号成分ＩＴｇ＋と整合するように方位
される。第１図に示されるように、このように整合され
た場合、第１の光学増幅器１６は、Ｇ１の利得を示すも
のと定義され、光学増幅器１６からの出力はＧ１申エア
Ｉ”Ｉ’ＴＥとなる。

同様な方法にて、第２の成分ＩＴＭも増幅される。第１
図の特定の構成においては、第２の成分ＩＴＨはミラー
要素１８によって９０″向きを変えて第２の光学増幅器
２０内に導かれる。上に述べたように、レーザー増幅器
は入り信号がＴＥ軸に沿って偏波されたとき最も大きな
利得を示す。従って、第２のレーザー増幅器２０はこの
ＴＥ軸が第２の成分ＩＴＭの伝搬の方向に対して直角と
なり、そして第２の成分エア、の電場ベクトルに対して
平行となるように方位される。第１図に示されるように
、第２の光学増幅器２０は利得係数Ｇ２を示し、従って
、第２の光学増幅器２０からの出力はＧ２申Ｉ、Ｍ＝Ｉ
’、Ｈと定義される。後に第２図との関連において詳細
に説明されるごとく、第１の増幅器１６の利得Ｇ□が第
２の増幅器２０の利得Ｇ２と同一であることが望ましい
。この要件はこれら増幅器が同一基板上で同時に製造さ
れた場合は比較的簡単に達成できる。この場合は、利得
は比較的同一となり、互いに温度及び時間の両方の関数
として追跡を行なう、そうでない場合は、レーザー１６
及び２０に加えられるＤＣドライブ電流がこれらの利得
を等しくするために個別に調節される。

この増幅の後に、第１の成分１′１１は導波路２２に沿
って結合器要素２６に向けられる。

同様に、第２の成分Ｉ’ＴＭは導波路２４に沿って結合
器要素２６に向けられる。後に詳細に説明されるごとく
、結合器２６は成分工′ア、とＴ’ＴＭ　　との電気的
再結合を行なって１つの電圧出力信号■。ＵＴを生成す
るか、あるいは成分子’ｖｇと工′ア、との光学再結合
を行なって１つの光学出力信号工。１、を生成する。

光学再結合は第１図の構成が第４図との関連で述べられ
るように（直接検出あるいはコヒレント通信システムの
ための）イン　ライン光学増幅器として使用されたとき
遂行される。

一方、電気的再結合は第１図の構成が以下に第２図及び
第３図との関連で詳細に説明されるごとく、直接検出通
信システムの受信機部分として使用されたとき遂行され
る。

第１図の偏波インセンシティブ構成に対しては、第１の
光学増幅器１６及び第２の光学増幅器２０の性能は上に
述べたオーマホニ（０’　Ｍａｈｏｎｙ）の論文におい
て説明されるように反射によって劣化される。この反射
は偏波ビーム　スプリンタ−１０、偏波保持導波路１２
．１４，２２及び２４あるいはミラー要素１８の不完全
な性能によって起こされる。

この反射はまた偏波ビーム　スプリッター１０の前の光
学要素の不完全な性能、あるいは光学再結合が採用され
る場合は結合器２６の後にも起こされる。第１図内の光
学増幅器、及び第２図及び第４図内のその後の構成の性
能を最適化するために、イソレータを使用することもで
きる。ファラデー光学イソレータが当分野において光学
イソレーションを遂行する能力を持つ一例のデバイスと
して知られている。このイソレータはバルク　オプティ
クスによってもあるいはインテグレーテッドオプティク
ス技術を使用しても製造できる。

光学イソレータの必要性、使用されるべきイソレータの
数及び具体的な設計、及び光学増幅器１６．２０に対す
るこれらイソレータの位置は当業者にとっては明白であ
る。

第１図の構成を使用する一例としての直接検出受信機３
０が第２図に示される。前述のごとく、受信機３０への
入力は未知の（及び通常時間とともに変化する）偏波状
態を持つ光学信号工、である。この信号は、最初に、１
つの入力として偏波ビーム　スプリッター１０に加えら
れるが、これは上に説明のように機能して、ＩＩＮを既
知の２つの成分、つまり、直角の偏波、工、及びＩＴＨ
に分離する。

第１の成分Ｉ７６は第２図に示されるように、ブランチ
１に沿って流れ偏波保持導波路内に結合される。これは
この実施態様においては、偏波保持ファイバ１２０のセ
クションとして示される。ここで、ファイバ１２０は成
分工、を第１のレーザー増幅器１６内に向ける。

同様に、成分エア、はブランチ２に沿って伝搬し、偏波
保持ファイバ１４０のセクション内に結合され、その後
、入力として第２のレーザー増幅器２０内に加えられる
。さまざまなレージング構成を使用して偏波保持ファイ
バ１２０．１４０を増幅器１６．２０に結合することか
でき、また、他の形式の偏波保持導波路を使用できるこ
とは勿論である。ある実施態様においては、反射要素、
例えば、第１図のミラー１８が、信号成分の１つをそれ
と関連するレーザー増幅器に向けることが要求される。

レーザー増幅器として現在使用されているデバイスはス
ボンタニアス　スポンタニアスビート　ノイズ（ｓｐｏ
ｎｔａｎｅｏｕｓ−ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｂｅａｔ　
ｎｏｉｓｅ）を示し、これが増幅された出力信号の品質
を大きく劣化させることが知られている。この問題を解
決するために、帯域フィルターがこのノイズ係数を最小
にするためにこれら増幅器の出口の所に置かれる。

従って、第２図に示されるように、第１のレーザー増幅
器１６から出た増幅された信号工′、は、その後、入力
として第１の光学帯域フィルター３２に加えられる。第
１のフィルター３２はレーザー増幅器１６の性能と関連
するスポンタニアス　スポンタニアス　ビ−ト　ノイズ
の殆どが増幅された信号工′ア、から除去されるよう十
分に狭いバンド幅を持つように選択される。第２の光学
帯域フィルター３４は増幅された信号Ｉ’ＴＭに対して
同一の機能を遂行するように第２のレーザー増幅器２０
の出口の所に置かれる。このもｐ波動作は受信機３０め
性能に必須ではなく、単に最終的な出力信号の品質を向
上することが目的であることに注意する。

この屯戸波動作に続いて、最終的な受信機検出動作が遂
行される。第２図に示されるように、ｐ波された信号Ｉ
′、は偏波保持ファイバ３６のセクションに沿って伝わ
った後に入力として第１のＰＩＮ−ＦＥＴ受信機３８に
加えられる。より具体的には、シ戸波された信号Ｉ″工
、は第１のＰＩＮ光ダイオード４ｏの能動領域に結合さ
れる。ダイオード４ｏは次にこの光学信号を等価のｖ２
と呼ばれる電圧信号に変換する。電圧信号ｖ１は、その
後、入力として従来の所定の量の信号利得を提供するよ
うに設計されたＦＥＴ増輻セクション４２に加えられる
。ミ戸波された信号Ｉ’ＴＭは同時に偏波保持ファイバ
４４のセクションに沿って伝わり、入力として第２のＰ
ＩＮ−ＦＥＴ受信機４６に加えられる。第２の受信機４
６はうｐ波された信号Ｉ’ＴＮに応答して等価のｖ２と
呼ばれる電圧信号を生成するＰＩＮ光ダイオード４８を
含む、電圧信号ｖ２は次に入力としてＦＥＴ増幅器５０
に加えられるが、この増幅器の形式及び機能はＦＥＴ増
幅器４２と同一である。−例としてのマツチド増幅セク
ション４２．５０が後に第３図との関連でより詳細に説
明される。

第１のＰＩＮ−ＦＥＴ受信機３８は、こうして、出力と
して、第１の増幅された電圧信号ｖ′１を生成するが、
これは、受信された光信号ＩＩＮのＴＥ偏波された部分
を表す、同様に、ＰＩＮ−ＦＥＴ受信機４２は、出力と
して第２の増幅された電圧信号Ｖ　’　２を生成するが
、これは受信された光信号ＩＩＮのＴＭ偏波部分を表す
。最終電圧出力信号Ｖ。Ｕアを生成するために、受信機
出力信号ｖ′、及びｙ　ｐ２は入力として電気総和網に
加えられるが、これは第２図に示されるように単に抵抗
体ブリッジ５２であり得る。

直接検出受信機３０は離散要素にて形成することも、あ
るいは集積して単一構造に形成することもできる。これ
ら技術の組合せを用いてハイブリッド構成を形成するこ
ともできる。離散要素バージョンは比較的設計が単純で
あり、バルク　オプティクスが偏波ビームスプリンター
１０及びフィルター３２．２４を形成するのに使用され
；離散半導体デバイスがレーザー増幅器１６．２０及び
光ダイオード４０．４８に対して使用され；偏波保持光
ファイバが光学信号経路に対して使用され；そして集積
（あるいは離散）電子要素がＦＥＴ増幅器４２．５０及
び総和網５２に対シテ使用される。一方、受信機３ｏは
モノリシック形式にすることもできるが、この場合は、
偏波ビーム　スプリッター１０を持つ光学基板、さまざ
まな偏波保持導波路、及びこの基板材料上に直接に形成
されたフィルター３２．３４を使用して形成される。レ
ーザー１６．２０、並びにＰＩＮ−ＦＥＴ受信機３８．
４２が次にこの基板上に製造される。

現在ではインテグレーテッド　オプト　エレクトロニッ
ク　デバイスを形成するためのさまざまな技術が使用で
きるようになっている。

受信機３０の動作は、入力信号ＩＩＮのある任意の与え
られた受信光学パワーＦに対するベースバンド信号及び
ノイズ電流を考察することによって理解できる。この受
信パワーの所定の分数ｋｘＰが信号工、□の増幅と関連
するブランチ１に結合される。ここで、ｋは従来の偏波
ビーム　スプリッターと関連する損失であると定義され
、経験的に、約０．７１に等しいことが知られている。

変数又は信号ＩＩＮの偏波内の変動と関連する（　０　
＜　ｘ　＜　１、つまり、完全にＴＥ偏波されたものか
ら混合偏波されたものを通じて完全にＴＭ偏波されたも
のに至るまでの変動と関連する）、信号エア、の増幅と
関連するブランチ２に結合される光学パワーは、従って
、ｋ（１−ｘ）Ｐとなる。■、と関連するベースバンド
信号は従って、以下のように書くことができる。

ｈｖ ここで、小文字１及び２はブランチ１及び２を示し、ｈ
ｖは光子エネルギーであり、ｅは電子チャージであり、
ηは光ダイオード量子効率を表わし、Ｇはレーザー増幅
器利得として定義され、そしてη１、ηｏｗｔはそれぞ
れレーザー増幅器入力及びレーザー増幅器出力結合効率
を表わす。

上に説明のごとく、本発明の直接検出受信機内に採用さ
れる光検出器は、好まし、くは。

マツチされたデバイスである。つまり、光検出器は利得
、効率等において類似の特性を示す、従って、これら検
出器の光ダイオード量子効率は、本質的に同一であり、
式（１）はη１＝η２＝ηと定義することによって単純
化できる。従って、式（１）は以下の形式に書き直すこ
とができる。

同様に、ファイバ１２０，１４０と増幅器１６．２０の
間の結合装置（つまり、レンズ）は　η、ｌ？ｌ＝η２
１”＝η暴”となるように設計することができる。ベー
スバンド電流を表わす式は、従って、以下のように単純
化することができる。

従って、受信機３０がη、ＱｔＬ″Ｇ、＝η０１Ｌｔ　
Ｇ２＝η０″１Ｇとなるように形成された場合、ｉ　ｓ
＋ｇｔ＋ａ＊は以下に示されるように偏波と独立する。

上に説明のごとく、レーザー増幅器の注意深い製造によ
ってＧ□＝０２を与えることが可能である。製造の後の
この２つの間の差異はレーザー増幅器へのＤＣドライブ
電流を調節することによって補償することができる。

偏波された光信号を最終受信機出力Ｖ。ＵＴに変換する
ための一例としてのバランス受信機回路６０が第３図内
に示される。この特定の構成は３段ＦＥＴ増幅器であり
、約ＩＫΩの総トランスインピーダンスを与える６第３
図に示されるように、ＰＩＮ４０によって提供される第
１の電流信号１１は最初に単純なＲＣ網によってフィル
ターされた後にブロッキング　ダイオード６２にバスさ
れる。電流信号工、は次に入力として第１の増幅器段６
４に加えられる。段６４はＦＥＴ６６と関連する抵抗性
及び容量性要素を含む。これら要素に対する具体的な値
は第１の段６４に対して要求される量の電圧利得を提供
するように選択される。第１の段６４からの出力は次に
入力として第２の増幅器段６８に加えられる。ここで、
コンデンサ７０が第１の段６４と第２の段６８の間のＡ
Ｃ結合を提供するように使用される。第１の段６４と同
様に、第２の段６８はＦＥＴ増幅器要素を含み、これに
所定の量の利得を提供するためにさまざまな抵抗性及び
容量性要素が含まれる。第２の段６８の出力が次に要素
７２を介して第３の増幅器段７４に容量的に結合される
。第３の段７４もＦＥＴ増幅器要素及び必要な抵抗性及
び容量性要素を含む、第３の段７６からの出力は増幅電
圧信号Ｖ″１と定義され、コンデンサ７６によって第２
図との関連で上に説明のように抵抗体ブリッジ網５２へ
の入力にＡＣ結合される。

光信号Ｉ’ＴＨに応答してＰＩＮ光ダイオード４８によ
って提供される第２の電流信号工、は受信機６０内を通
じて類似の経路を流れる。より具体的には、第２の電流
信号　工２は最初にフィルターされ、第２のブロッキン
グ　ダイオード７８にパスされる。この信号は次に一連
の３つの増幅器段８０，８２及び８４にパスされるが、
これらはそれぞれ上に説明の信号　工、と関連する増幅
器段と類似の形式及び機能を持つ、最終増幅器段８４か
らの出力は増幅された電圧信号ｖ′２であり、これは、
コンデンサ８６によって抵抗体ブリッジ網５２のもう１
つの入力に結合される。上に説明のごとく、ブリッジ網
５２は信号ｖ′１及びＶ　’　２を電気的に総和して出
力信号Ｖ。ＵＴを形成する。

上に述べたごとく、本発明の偏波インセンシティブ光学
増幅技術はイン　ライン光学増幅器を形成するためにも
使用できる。これの−例としてのイン　ライン光学増幅
器９０のブロック図が第４図にも示される。上に説明の
ごとく、この増幅器９０への入力は未知の（そして通常
時間とともに変動する）偏波状態を持つ光信号ＩＩＮで
ある。入力信号工、は入力として偏波ビーム　スプリッ
ター１０に加えられるが、これは信号工、を既知のＴＥ
及びＴＭ偏波のベアの直角成分に分解するが。

これら成分はそれぞれ■、及びＩＴＮとして定義される
。第１図との関連で詳細に説明のごとく、第１の成分工
、はその後、入力として、第１のレーザー増幅器１６に
加えられるが、ここで、最大結合効率がレーザー増幅器
１６のＴＥ軸を信号ＩＴＩの電場ベクトルと整合するこ
とによって達成される。同様に、第２の成分ＩＴＭは入
力として第２の増幅器２０に加えられる。増幅器２０は
そのＴＥ軸が第２の成分ＩＴＭの伝搬の方向と直角とな
り、第２の成分ＩＴＨの電場ベクトルと平行になり、こ
れによって最大利得が達成できるように方位される。

第１及び第２のレーザー増幅器１６及び２０からの出力
信号、それぞれ　Ｉ′７１及びＩ’ＴＭは、その後、第
２の偏波ビームスプリッタ−９２によって再結合される
が、スプリッター９２はこれら信号Ｉ’ＴＩｔ　Ｉ’Ｔ
Ｍを受信して、これらを再結合して光学出力信号Ｉ　Ｏ
ＵＴを生成するように配置される。第４図に示される具
体的な構成においては、第２の偏波ビーム　スプリッタ
ー９２は第１の光学増幅器１６と整合され、増幅された
信号Ｉ’ＴＥはスプリッター９２の入力への直接経路を
とる。従って、第２の光学増幅器２０からの増幅された
信号Ｉ’ＴＭは、第２の反射面９４によってスプリッタ
ー９２の残りの入力に向けられる必要がある。偏波ビー
ム　スプリッター９２は、また、第２の増幅器２０の経
路内に位置し、信号Ｉ′７、をスプリッター９２の入力
に向けることもできることは勿論である。

イン　ライン増幅器９０とともにペアの光学増幅器９６
及び９８がさまざまな反射信号成分（例えば、さまざま
な結合器から反射された成分）がレーザー増幅器１６及
び２０に入いり、これら反射信号がメツセージ信号に破
壊的に加わり、出力信号Ｉ。ＬＩＴの品質が劣化するの
を防止するために挿入される。上に説明のごとく、光学
イソレーションを遂行する能力を持つ一例のデバイスと
してファラデー光学イソレータが当分野において周知で
あ、る。

上に説明のごとく、イン　ライン光学増幅器の１つの利
点は、これが波長分割多重（ＷＤＭ）コヒレント（ある
いは直接）検出通信網とともに使用し、その動作波長と
関係なく、伝送される個々の信号の増幅を行なうことが
できることである。対照的に、電気的な増幅を必要とす
るＷＤＭシステムは、個々の波長に対して別個の増幅器
ユニットを必要とする。従って、本発明の偏波センシテ
ィブ　インライン光学増幅器を使用するシステムは、Ｎ
信号システムに対して約８倍の増幅要素の節約を実現す
る。第５図は一例としてのＷＤＭのシステムの略ブロッ
ク図である０図示されるごとく、このＷＤＭシステムは
、１００゜から１０ＯＮとして示されるＮ個の複数の伝
送ユニットを含むが、ここで、個々の送信機は、指定の
波長λ１からλアを使用して別個のメツセージ信号を生
成する。これら信号は、次に、Ｎ個の複数の光学ファイ
バ１０２１から１０２　Ｎ上を伝搬して、第４図に示さ
れるように構成された偏波インセンシティブ　インライ
ン光学増幅器９０の入力に結合される。

増幅器９０からの出力は、こうして、波長λ１からλ８
にて伝送される任意の信号の増幅されたバージョンを含
む、この出力は、その後、複数の光学ファイバ１０４．
から１０４Ｎに沿って伝搬し、これらは、それぞれ、複
数のコヒレント受信機１０６１から１０６Ｎの入力に結
合される０個々の受信機１０６１から１０６Ｎとローカ
ル発信器１０８１から１０８、Ｊが関連するが、個々の
ローカル発信器は、これらの受信機の特定の波長にチュ
ーニングされ、これによってメツセージ信号の正しいコ
ヒレント検出が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例としての偏波インセンシティブ構
成のブロック図を示しフ 第２図は第１図の一例としての構成を使用する偏波イン
センシティブ直接検出受信機を示し； 第３図は第２図の直接検出スキーム内に使用されるため
の一例としての受信機構成を示し； 第４図は第１図の構成を使用する一例としてのイン　ラ
イン光学増幅器を示し；そして第５図は第４図のイン　
ライン光学増幅器を使用する波長分割多重（ＷＤＭ）コ
ヒレント通信スキームを示す。 ［主要部分の符号の説明］ スプリッター・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・φ・・偏波保持導波路・・・・・・・・・・１２．
１４．２２゜ミラー要素　・ 光学増幅器　・　　　　　　　・・・・・１６゜結合器 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｌに、！ 出願人：アメリカンテレフォンアンド テレグラフ　カムバニー ＦＩＧ、２ も８１ Ｎ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ 手続補正書 別紙の通り正式図面を１通提出致します。 平成 １年 ９月１２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、未知の偏波状態からなる入力光学信 号の光学増幅を与えるための光学通信デバイスにおいて
   、該通信デバイスが偏波インセンシティブであり、そし
   て 入力光学信号（例えば、Ｉ＿Ｉ＿Ｎ）に応答して該入力
   信号の第１の定義される偏波状態の第１の成分（例えば
   、Ｉ＿Ｔ＿Ｋ）を第１の信号経路（例えば、１２）に向
   け、第２の定義される偏波状態の第２の直角成分（例え
   ば、Ｉ＿Ｔ＿Ｍ）を第２の信号経路（例えば、１４）に
   向けるための偏波ビームスプリッター（例えば１０）；
   該第１の信号経路内に位置され、該第１の 成分に応答して１つの出力としてこの信号の増幅された
   バージョンを生成するための第１の光学増幅器（例えば
   、１６）； 該第２の信号経路内に位置され、該第２の 成分に応答して１つの出力としてこの信号の増幅された
   バージョンを生成するための第２の光学増幅器（例えば
   、２０）；及び 該第１及び第２の光学増幅器によって生成 された該増幅された出力信号に応答して該増幅された第
   １及び第２の直角成分を結合して該通信デバイスの出力
   として該光学入力信号の増幅されたバージョンを提供す
   るための手段（例えば、２６）を含み、 該第１の光学増幅器が第１の成分の該第１ の偏波状態に対して最大増幅が得られるように整合され
   、 該第２の光学増幅器が該第２の成分の該第 ２の偏波状態に対して最大増幅が得られるように整合さ
   れることを特徴とする偏波インセンシティブ光学通信デ
   バイス。 ２、請求項１に記載のデバイスにおいて、 該デバイスかさらに 該信号経路内に該偏波ビームスプリッタ ーの前に置かれた第１の光学イソレータ；及び 該信号経路内に該結合手段の後に置かれた 第２の光学イソレータを含み、該第１及び第２の光学イ
   ソレータが反射された光学信号が該第１及び第２の光学
   増幅器に入るのを阻止する機能を持つことを特徴とする
   インセンシティブ光学通信デバイス。 ３、請求項１に記載のデバイスにおいて、 該光学入力信号の第１の成分がＴＥ偏波状態の成分であ
   り、該第２の成分がＴＭ偏波状態の成分であることを特
   徴とする偏波インセンシティブ光学通信デバイス。 ４、請求項１に記載のデバイスにおいて、 該第１及び第２の光学増幅器がレーザー増幅器から成り
   、該レーザー増幅器のＴＥ軸が電場ベクトルに対して平
   行にされ、増幅される光学信号の伝搬の方向に対して直
   角にされたとき該増幅器が最大利得を示すことを特徴と
   する偏波インセンシティブ光学通信デバイス。 ５、請求項４に記載のデバイスにおいて、 該光学入力信号の第１の成分がＴＥ偏波状態の成分であ
   り、該第１のレーザー増幅器の ＴＥ軸が該第１の成分の偏波の方向に整合され；そして 該光学入力信号の第２の成分がＴＭ偏波状 態の成分であり、該第２のレーザー増幅器のＴＥ軸が該
   第２の成分の偏波の方向に整合されることを特徴とする
   偏波インセンシティブ光学通信デバイス。 ６、請求項１に記載のデバイスにおいて、 該結合手段が該第１と第２の直角成分の光学結合を遂行
   し１つの出力として増幅された光学出力信号を提供し、
   該デバイスがインラ イン偏波インセンシティブ光学増幅器（例えば、９０）
   として定義されることを特徴とする偏波インセンシティ
   ブ光学通信デバイス。 ７、請求項６に記載のデバイスにおいて、 該光学結合手段がそれぞれ該第１及び第２の光学増幅器
   によって生成される該第１及び第２の増幅された成分の
   両方に応答して該増幅された成分を再結合して１つの出
   力として増幅された光学信号を提供するための偏波ビー
   ム結合器（例えば、９２）を含むことを特徴とする偏波
   インセンシティブ光学通信デバイス。 ８、請求項１に記載のデバイスにおいて、 該デバイスが更に該信号経路内に該偏波ビームスプリッ
   ターの前に置かれた第１の光学 イソレータ（９６）；及び 該信号経路内に該結合手段の後に置かれた 第２の光学イソレータ（９８）を含み、該第１及び第２
   の光学イソレータが反射された光学信号が該第１及び第
   ２の光学増幅器に入るのを阻止する機能を持つことを特
   徴とする偏波インセンシティブ光学通信デバイス。 ９、請求項１に記載のデバイスにおいて、 該結合手段が該第１及び第２の直角成分の光学−電気変
   換及び電気結合を遂行し、１つの出力として増幅された
   電圧信号を提供し、該デバイスが偏波インセンシティブ
   直接検出光学受信機（例えば、３０）と定義されること
   を特徴とする偏波インセンシティブ光学通信デバイス。 １０、請求項９に記載のデバイスにおいて、該電気結合
   手段が 該第１の増幅された光学成分に応答して該 第１の増幅された光学成分をこれの電気表現に変換する
   ための第１の光検出器（例えば、４０）； 該第１の光検出器によって提供される該電 気表現に応答して所定の利得を持つ第１の電圧出力信号
   を生成するための第１の電気受信機（例えば、４２）； 該第２の増幅された光学成分に応答して該 第２の増幅された光学成分をこれの電気表現に変換する
   ための第２の光検出器（例えば、４８）； 該第２の光検出器によって提供される電気 的表現に応答して所定の利得をもつ第２の電圧信号を出
   力して生成するための第２の電気受信機（例えば、５０
   ）；及び 該第１及び第２の電圧信号に応答して該信 号を加えて出力として該増幅された電圧信号を提供する
   ための電気総和手段（例えば、 ５２）を含むことを特徴とする偏波インセンシティブ光
   学通信デバイス。 １１、請求項１０に記載のデバイスにおい て、該電気結合手段がさらに 該第１の光学増幅器と該第１の光検出器の 間に位置された望ましくないノイズ成分を該第１の増幅
   された光学成分から除去するための第１の光学フィルタ
   ー（例えば、３２）；及び 該第２の光学増幅器と該第２の光検出器の 間に位置された望ましくないノイズ成分を該第２の増幅
   された光学成分から除去するための第２の光学フィルタ
   ー（例えば、３４）を含むことを特徴とする偏波インセ
   ンシティブ光学通信デバイス。 １２、請求項１１に記載のデバイスにおい て、該第１及び第２の光検出器がＰＩＮ光検出器から成
   ることを特徴とする偏波インセンシティブ光学通信デバ
   イス。 １３、請求項１０ないし１１に記載のデバ イスにおいて、該第１及び第２の電気受信機がＦＥＴ受
   信機から成ることを特徴とする偏波インセンシティブ光
   学通信デバイス。 １４、請求項１０ないし１１に記載のデバ イスにおいて、該総和手段が抵抗体ブリッジング網から
   成ることを特徴とする偏波インセンシティブ光学通信デ
   バイス。