JPH02244920A - 偏波面制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、偏波面制御装置、特に伝送用光ファイバから
の情報光の偏波状態を制御するのに好適な偏波面制御装
置に関するものである。

（従来の技術） 単一軸モードで発振する半導体レーザと単一モード光フ
ァイバを用いた光通信システムや光計測システムが実用
化されつつある。この光通信システムでは、情報光を伝
送する光フアイバ自身に複屈折性がある場合や、光ファ
イバに圧力が作用したり温度変化が与えられると光ファ
イバからの出射光が任意の楕円偏波になってしまい、こ
の偏波状態の変化した情報光をそのまま光通信機に結合
すると、雑音が増加しシステム上大きな不都合が生じて
しまう。

従来、伝送用光ファイバからの出射光の偏波状態を制御
するものとして電気光学効果や磁気光学効果を利用する
方法が提案されて、いる、更に、位相補償板をモータに
連結し、位相差に応じて位相補償板を回転させて偏波状
態を制御する方式も提案されている。これらの偏波面制
御装置を大別すると、バルク型と集積型に分類される。

（発明が解決しようとする課題） 上述した位相補償板を回転させて制御する方法では、位
相補償板をプーリ等の種々の連結装置を介してモータに
連結する構成としているため応答速度に難点があるだけ
でなく位相補償板の位置決め精度が劣り高精度に位相制
御しにくい不具合が生じている。更に偏波面のＴＥモー
ド及び７Ｍモードの両モードを同時に取り扱っているた
め、ファイバからの出力光を一部取り出して伝送光の偏
波状態についてＴＭモード成分及びＴＥモード成分の両
モード成分について分析する必要があり、受信装置に入
力する情報信号の光量が低下するばかりでなく、制御系
の構成が複雑化する欠点があったまた、バルク型及び集
積型の偏波面制御装置の共通の問題点として制御部にお
ける光挿入損失及び安定性に難点があることがあげられ
ている。特に、制御部において制御信号を抽出するため
最大３ｄＢ程度の光挿入損失があり、この状態において
受信装置が無信号状態になるおそれがあり、Ｓ／Ｎ比の
劣化や通信不能にあるおそれがあり、安定性に欠ける不
都合が生じてしまう。更に、集積型の偏波面制御装置で
は、電圧リセットによる過渡現象を免れないため、偏波
面の任意の回転に対して安定に対応できない欠点もある
。

従って、本発明の目的は上述した欠点を除去し、伝送中
に生じた偏波面の回転に対して高速応答することができ
、しかも入力する情報光の光量にほとんど影響を与える
ことなく偏波面を制御し得る偏波面制御装置を提供する
ものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による偏波面制御装置は、偏波面制御されるべき
偏波を、主軸が基準直交座標軸と一致した楕円偏波に変
換する旋光性液晶素子と、変換された偏波を直線偏波に
変換する複屈折性液晶素子と、複屈折性液晶素子を通過
した偏波をＴＥモード成分光とＴＭモード成分光とに分
離する分離素子と、分離されたＴεモード成分光又はＴ
Ｍモード成分光の強度を検出する光検出器と、ＴＥモー
ド成分光又は耐モード成分光の増減を検出する増減検出
装置と、耐モード成分光又は耐モード成分光の検出信号
と増減状態を表わす信号とに基づいて前記旋光性液晶素
子及び複屈折性液晶素子の駆動信号を形成する信号処理
装置とを具えることを特徴とするものである。

（作　用） 光通信システムにおいて、送信側から例えばＴＥモード
成分の情報光を単一モード光ファイバを経て送信すると
、単一モード光ファイバに作用する圧力等によって受信
側にはＴＥモード成分とＴＭモード成分とから成る楕円
偏波が受信されてしまう。

このため、本発明では伝送されてくる情報光をロッショ
ンプリズム等の分離装置を用いてＴＥモード成分光とび
モード成分光とに分離し、分離した毬モード成分光から
旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素子用の制御信号を作
成する。そして、伝送されてくる情報光を、上記制御信
号に基づいて旋光性液晶素子によって主軸が基準直交座
標軸に一致した楕円偏波に変換し、次に複屈折性液晶素
子によって直線偏波に変換し、これによりオリジナルの
ＴＥモード成分だけの情報光に変換する。このように構
成すれば、情報光の光量が低下することなく高速で偏波
面を制御することができる。

（実施例） 第１図は本発明による偏波面制御装置の全体構成を示す
ブロック図でる。伝送用の単一モード光ファイバ１を経
て伝送されてくる光情報信号をコリメータ部２において
平行ビームとしてから偏波面制御部３に入射させる。こ
の偏波面制御部において、伝送されてくる任意の楕円偏
波を主軸が基準直交座標軸に一致した楕円偏波に変換し
、その後基準直交座標軸に沿って振動する直線偏波に変
換する。偏波面が制御された光波は偏波分離部４に入射
し、ＴＥモード成分とＴＭモード成分とに分離され、Ｔ
Ｂモード成分光は情報光として光受信機５に入射する。

一方、ＴＭモード成分光は光電変換部６で電気信号に変
換する。変換された電気信号は処理回路７に供給され、
この処理回路において演算処理を経て情報光中に含まれ
るＴＭモード成分光に基づいて偏波面制御部内に内蔵さ
れている旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素子を駆動制
御するだめの制御信号を発生させる。この制御信号を駆
動回路８にそれぞれ供給して液晶素子用の駆動信号を発
生させ、光情報信号中のＴＭモード成分が零になるよう
に逐次制御する。

第２図は本発明による偏波面制御装置の詳細な構成を示
すブロック線図である。単一モード光ファイバ１から伝
送させてくる情報光をコリメータ２で平行光束としてか
ら偏波面制御部３に入射させる。入射した情報光は第３
図ａに示す任意の楕円偏波とする。偏波面制御部３は旋
光性液晶素子１０と被屈折性液晶素子１１とを有してい
る。旋光性液晶素子１０は捩れネマティック効果を有し
ており、偏波方向が液晶分子配列の涙れに沿って回転し
出射する。従って、液晶分子の捩れの方向を外部電界に
よって制御すれば、入射する偏波の方向を自由に変化さ
せることができる。このため、本発明では、透明セル内
に旋光性液晶材料を封入し、この透明セルに電極を設け
て適切な電界を形成し、この電界によって液晶分子の配
列を制御する。この旋光性液晶素子１０により、第３図
ａに示す楕円偏波が第３図すに示す楕円偏波に変換され
るように、すなわち楕円の長軸が基準直交座標系のＸ軸
（ＴＥモード成分の振動方向）と一致するように変換さ
れる。複屈折性液晶素子１１は液晶分子軸方向とこれと
直交する方向とにおいて屈折率の異なる複屈折性を有し
、この屈折率差が外部電界によって制御される特性を有
している。従って、この複屈折性液晶素子１１の液晶分
子軸が基準直交座標系のＸ軸と一致するようにこの液晶
素子を配置すれば、ＴＭモード成分はこの液晶素子によ
って吸収され、第３図Ｃに示す直交偏波をしたＴＥモー
ド成分光だけが出射することになる。偏波面制御部３の
後段に情報光をＴＥモード成分とＴＭモード成分とに分
離するためのロンシュプリズムを配置し、ＴＥモード成
分を光受信機５に入射させ情報信号として検出し、■モ
ード成分を光検出器１２に入射させる。

光検出器によって情報光中に含まれるＴＭモード成分の
強度を検出し、検出出力を増減検出器１３に供給する。

この増減検出器においてＴＭ成分光の強度が増加する傾
向にあるか減少する傾向にあるのかを検出し、その検出
出力を演算処理装置１４に供給する。演算処理装置１４
において、付成分光強度及び付成分光の増減を表わす信
号に基いて旋光性液晶素子１０及び複屈折性液晶素子１
１への駆動電圧を演算し決定する。そして、駆動回路８
において駆動信号をそれぞれ発生して液晶素子１０及び
１１にそれぞれ供給する。この結果到来する情報光中の
Ｔ？１成分光をほぼ零にするフィードバンク系が形成さ
れることになる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、旋光性液晶素子に
より任意の楕円偏波を主軸が基準直交座標軸と一致した
楕円偏波に変換し、変換された楕円偏波を複屈折性液晶
素子によってＴＥ成分光の直線偏波に変換する構成とし
ているから、入射する情報光の光量に殆ど影響を与える
ことなく偏波面を制御することができる。

また、液晶素子は低電力で高速応答することができるの
で、低電力高速応力し得る偏波面制御装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による偏波面制御装置の全体構成を示す
線図、 第２図は偏波面制御装置の詳細な構成を示すブロック図
、 第３図ａ、　−ｃは情報光の偏光状態を示す線図である
。 ３・・・偏波面制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、偏波面制御されるべき偏波を、主軸が基準直交座標
   軸と一致した楕円偏波に変換する旋光性液晶素子と、変
   換された偏波を直線偏波に変換する複屈折性液晶素子と
   、複屈折性液晶素子を通過した偏波をＴＥモード成分光
   とＴＭモード成分光とに分離する分離素子と、分離され
   たＴＥモード成分光又はＴＭモード成分光の強度を検出
   する光検出器と、ＴＥモード成分光又はＴＭモード成分
   光の増減を検出する増減検出装置と、ＴＭモード成分光
   又はＴＭモード成分光の検出信号と増減状態を表わす信
   号とに基づいて前記旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素
   子の駆動信号を形成する信号処理装置とを具えることを
   特徴とする偏波面制御装置。