JPH0371119A

JPH0371119A - 導波路型偏波ダイバーシティ光回路

Info

Publication number: JPH0371119A
Application number: JP20692989A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Oguchi; 泰介小口; Juichi Noda; 野田　壽一; Masao Kawachi; 河内　正夫; Yasutaka Ichihashi; 市橋　保孝
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-03-26

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、コヒーレント光通信用偏波ダイパシティ受信
方式に用いる偏波分離光回路を集積化した導波路型偏波
ダイバーシティ光回路に関するものである。

（従来の技術）コヒーレント光通信を実現する上で問題となる偏波変動
を解決する手段の一つとして、直交する二つの偏波成分
を別々に受光し、電気回路段で合成する偏波ダイバーシ
ティ受信方式が注目されている。最近、この偏波ダイバ
ーシティ受信方式とバランス型レシーバを併用したバラ
ンスドレシーバ型偏波ダイバーシティ受信方式が提案さ
れ（ＥＣＯＣ’８Ｂ−４０７）　、この有効性を示す室
内実験結果も報告されている（例えば、ＥＩｅｃｔｒｏ
ｎ、Ｌｅｔｔ、、１９８７２３、ｐｐＬ１９５　、ある
いは電子通信学会秋季全国大会、論文集、Ｂ−４３７，
（１９８８、９）　　参照）。

第２図は、このバランスドレシーバ型偏波ダイバーシテ
ィ受信方式を採用した偏波ダイバーシティ光回路の第１
の従来例を示す構成図である。

第２図において、ＳＩＮは信号光、ＬＯは円偏波または
偏波保持光ファイバにおいて同じ振輻を有する直交偏波
の局部発振光、１０１は３ｄＢ偏波保持光フアイバカツ
プラ、１０２　、１０３は偏波保持光ファイバ、１０４
　、１０５は偏波分離器、１０［ｉａ、　１０［ｉｂ。

１０６ｃ、　１０７ａ、　１０７ｂ、　１０７ｃはレン
ズ、１０８　、１０９１１０　、１１１は単一モード光
ファイバ、１１２はｐ波を検出するバランス型光検出器
、１１３はＳ波を検出するバランス型光検出器、１１４
　、１１５は復調器、Ｓ　ＯＵＴは出力信号である。

以下に、上記構成による動作を説明する。

まず、伝送路（図示せず）からの信号光ＳＩＮは、３６
Ｂ偏波保持光フアイバカツプラ１．　ＯＬにおいて局部
発振光ＬＯと合波される。３ｄＢ偏波保持光フアイバカ
ツプラ１０１の一方の出力光は、偏波保持光フアイバ１
０２によりレンズ１０６ａに導かれ平行光に変換される
。この平行光は、偏波分離器１０４にて互いに直交する
ｐ波とＳ波に分離され、各々の偏波成分はレンズ１０６
ｂ、　１ｏｎｅにより単一モード光ファイ／＜１０８　
、１０９に結合されて、バランス型光検出器１１２　、
１１３にそれぞれ導かれる。

一方、３ｄＢ偏波保持光フアイバカツプラ１０１の他方
の出力光も同様に、偏波分離器１０５にて互いに直交す
るｐ波とＳ波に分離され、レンズ１０７ｂ１０７ｃ及び
単一モード光ファイバ１１０　、　１１１を介してバラ
ンス型光検出器１１２　、１１３にそれぞれ導かれる。

各バランス型光検出器１１２　、１１３の出力は、偏波
成分毎に後段の電気回路である復調器１１４１１５にて
ｊ曽輻、復調され、最後に電気的に合成されて信号Ｓ。

ＵＴとして出力される。

第３図は、バランスドレシーバ型偏波ダイバシティ受信
方式を採用した、偏波ダイバーシティ光回路の第２の従
来例を示す構成図である。

上記した第１の従来例では、信号光ＳＩＮと局部発振光
ＬＯとを合波した後に、偏波分離を行なうように構成し
たの対して、この第２の従来例では、両者をそれぞれ偏
波分離した後に、同一偏波成分同士を合波するように構
成している。

なお、第３図においては、第２図と同一構成部分は同一
符号をもって表している。即ち、ＳＩＮは信号光、ＬＯ
は円偏波または偏波保持光ファイバにおいて同じ振幅を
有する直交偏波の局部発振光、１０１ａ、　１ｏｌｂは
３ｄＢ偏波保持光フアイバカツプラ、１０４　、１０５
は偏波分離器、ｌＯ［ｔａ、　１０６ｂ、　ｌＯ［ｉｃ
。

１０７ａ、　１０７ｂ、　１０７ｃはレンズ、１１２は
ｐ波を検出するバランス型光検出器、１１３はＳ波を検
出するバランス型光検出器、１１４　、１１５は復調器
、１２０１２１は単一モード光ファイバ、１２２　、１
２３．１２４　。

１２５　、１２６　、１２７　、１２８　、１２９は偏
波保持光ファイバ、Ｓ　ＱＬＩＴは出力信号である。

第３図の光回路の動作を説明すると、まず、伝送路（図
示せず）からの信号光ＳＩＮは、単一モード光ファイバ
１２０を介してレンズ（０６ａに導かれ平行光に変換さ
れる。この平行光は、偏波分離器１０４にて互いに直交
するｐ波とＳ波に分離され、各々の偏波成分はレンズＬ
Ｏ６ｂ、　１０６ｃにより偏波保持光フアイバ１２２　
、１２３に結合されて、３ｄＢ偏波保持光フアイバカツ
プラ１０１ａ、　ＬＯｌｂにそれぞれ導かれる。

一方、局部発振光ＬＯも同様に、偏波分離器１０５にて
互いに直交するｐ波とＳ波に分離され、レンズ１０７ｂ
、　１０７ｃ及び偏波保持光フアイバ１２４゜１２５を
介して、３ｄＢ偏波保持光フアイバカツプラ１０１ａ、
　１０１ｂにそれぞれ導かれる。さらに、３ｄＢ偏波保
持光フアイバカツプラ１０１ａ、　１０１１）にて、各
々の偏波成分が合波され、各バランス型光検出器１１２
　、１１３にそれぞれ導かれる。これらの各バランス型
光検出器１１２　、１１３の出力は、偏波成分毎に後段
の電気回路である復調器１１４　、１１５にて増幅、復
調され、最後に電気的に合成されて信号Ｓ　ＯＵＴとし
て出力される。

以上説明したような回路においては、信号光の偏波変動
に対しても安定した受信動作が可能であるという偏波ダ
イバーシティ方式のもつ本来の特徴に加えて、以下のよ
うな利点を有する。

即ち、第１に局部発振光の強度雑音が抑圧でき第２に３
ｄＢ偏波保持光フアイバカツプラ（方向性結合器）にお
いて二つの出力光を用いることにより、信号光ＳＩＮと
局部発振光ＬＯのパワ一の利用効率が高まるということ
である。

このため、バランスドレシーバ型偏波ダイバーシティ受
信方式は、今後のコヒーレント光通信において欠かせな
い方式であると考えられている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の構成では、個別部品にて構成
されるため、各部品間に極めて高精度の光軸合わせが必
要になる上に、受光系が大きくまた接続部が多くなるた
め、回路の大型化を招き、また、動作が不安定で信頼性
に欠ける等、実用的なシステムを構成することができな
いという問題点があった。

また、受信信号の周波数が、数ＧＨｚになると、偏波分
離器１０４　、１０５からバランス型光検出器１１２　
、１１３まで伝搬される二つのｐ波あるいは二つのＳ波
の光路長が等しくなければ、二つのｐ波間あるいは二つ
のＳ波間に位相ずれを生じる。しかし、レンズや光ファ
イバを有する従来の構成では、この光路長を等しくする
ことが極めて難しく、超高周波の光伝送システムへの適
用が困難であるという問題点があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、各構成素子を光導波路で集積化することによ
って回路の小型化、動作の安定化を図れ、しかも、数Ｇ
Ｈｚまでの超高周波の光伝送にも適用できる導波路型偏
波ダイバーシティ光回路を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、請求項（１）では、信号光と
局部発振光とを合波する少なくとも一つの３ｄＢ方向性
結合器と、前記信号光及び荊記局部発振光の各々を、互
いに直交する偏波成分に分離する二つの偏波分離素子と
、前記３ｄＢ方向性結合器により合波され、同一の偏波
成分を有する信号光と局部発振光とを受光する二つのバ
ランス型光検出器と、前記３ｄＢ方向性結合器、偏波分
離素子並びにバランス型光検出器を光学的に接続する光
線路とを備え、少なくとも前記３ｄＢ方向性結合器、偏
波分離素子並びに光線路を、同一基板に型底された単一
モード光導波路により構成した。

また、請求項（２〉によれば、前記３ｄＢ方向性結合器
の一方の入力側光導波路端に、偏波の主軸が当該光導波
路のＴＥモードまたはＴＭモートの電界面と一致、また
ほぼは４５°をなすようにして偏波保持光ファイバを接
続し、かつ、前記３ｄ１３方向性結合器の出力側光導波
路の各々には、ＴＥモードとＴＭモードを分離する偏波
分離素子をそれぞれ接続するとともに、これら偏波分離
素子にて分離されたＴＥモード及びＴＭモートの光かそ
れぞれ伝搬する２本の光導波路の出射端にバランス型光
検出器をそれぞれ配置し、かつ、前記ＴＥモード及びＴ
Ｍモードの６光が伝搬する２本の光導波路の長さをほぼ
等しく設定した。

また、請求項（３）によれば、一方の偏波分離素子の入
力側光導波路端に、偏波の主軸が当該光導波路のＴＥモ
ードまたはＴＭモードの電界面と一致、またほぼは４５
°をなすようにして偏波保持光ファイバを接続し、かつ
、各偏波分離素子の出力側光導波路のうち、ＴＥモード
の光が伝搬する光導波路の各々を、第１の３ｄＢ方向性
結合器の二つの入力側光導波路にそれぞれ接続するとと
もに、残る二つのＴＭモードの光が伝搬する光導波路の
各々を、第２の３ｄＢ方向性結合器の二つの人力側光導
波路にそれぞれ接続し、これら第１及び第２の３ｄＢ方
向仕結合器の各２本の出力側光導波路端にバランス型光
検出器を配置した。

また、請求項（４）によれば、前記偏波分離素子を、二
つの３ｄＢ光方向性結合器からなり、一の分岐光導波路
近傍に、アモルファスシリコンＭ’Ｊの蒸着膜が形成さ
れたマツハツエンダ型光干渉計により構成した。

また、請求項（５）によれば、前記偏波分離素子を、結
合部を構成する一の光導波路近傍にへρ等の金属膜が形
成された方向性結合器により構成した。

（作　用）請求項（１）によれば、信号光と局部発振光は、３ｄＢ
方向性結合器にて合波され、かつ、偏波分離素子により
互いに直交する偏波が分離される。このように合波され
、偏波分離された信号光と局部発振光のうち、同一の偏
波成分を有する信号光と局部発振光とが、同一のバラン
ス型光検出器にて１それぞれ受光される。

また、請求項（２）によれば、信号光は、光導波路に導
波され、３ｄＢ方向性結合器に到達する。

方、偏波保持光ファイバに結合された局部発振光は、偏
波保持光ファイバを伝搬した後、光導波路に導波され、
３ｄＢ方向性結合器に到達する。これにより、信号光と
局部発振光は、３ｄＢ方向性結合器において合波される
。

３ｄＢ方向性結合器の一方の出力光は、光導波路により
一方の偏波分離素子に導かれる。この光は、一方の偏波
分離素子にて、ＴＥモードとＴＭモードが分離される。

これらのうち、ＴＥモードの信号光並びに局部発振光は
、光導波路に導波され、一方のバランス型光検出器にて
受光される。これに対して、ＴＭモードの信号光並びに
局部発振光は、光導波路に導波され、他方のバランス型
光検出器にて受光される。

一方、３ｄＢ方向性結合器の他方の出力光も同様に、光
導波路により他方の偏波分離素子に導かれる。この光は
、他方の偏波分離素子にて、ＴＥモ　２ドとＴＭモードが分離される。これらのうち、ＴＥモー
ドの信号光並びに局部発振光は、光導波路に導波され、
一方のバランス型光検出器にて受光される。これに対し
て、ＴＭモードの信号光並びに局部発振光は、光導波路
に導波され、他方のバランス型光検出器にて受光される
。

また、請求項（３）によれば、信号光は、光導波路に導
波され、一方の偏波分離素子に到達する。

信号光は、一方の偏波分離素子にて、ＴＥモードとＴＭ
モードが分離される。これらのうち、ＴＥモードの信号
光は、光導波路に導波され、第１のの３ｄＢ方向性結合
器に到達する。これに対して、ＴＭモードの信号光は、
光導波路に導波され、第２の３ｄＢ方向性結合器に到達
する。

一方、偏波保持光ファイバに結合された局部発振光は、
偏波保持光ファイバを伝搬した後、光導波路に導波され
、他方の偏波分離素子に到達する。

信号光は、他方の偏波分離素子にて、ＴＥモードとＴＭ
モードが分離される。これらのうち、ＴＥモードの局部
発振光は、光導波路に導波され、第１の３ｄＢ方向性結
合器に到達する。これに対して、ＴＭモードの局部発振
光は、光導波路に導波され、第２の３ｄＢ方向性結合器
に到達する。

これにより、信号光と局部発振光は、第１及び第２の３
ｄＢ方向性結合器において同一偏波成分同士が合波され
、その合波光が、それぞれ異なるバランス型光検出器に
て受光される。

また、請求項（４）によれば、アモルファスシリコン膜
の存在により、その膜応力が、光導波路の複屈折を相殺
する方向に働く。これにより、光導波路の複屈折率が変
化し、偏光方向によって二つの光導波路との間に光路長
差が生じる。そこで、例えば、ＴＥモードとＴＭモード
では、その使用波長に対する光路長差が異なるように、
アモルファスシリコン膜の厚さと長さを所望の値に設定
することにより、ＴＥモードとＴＭモードが分離される
。

また、請求項（５）によれば、金属膜の存在により、光
導波路を伝搬するＴＭモードの伝搬定数は大きく変化す
るのに対し、ＴＥモードの伝搬定数はほとんと変化しな
い。方向性結合器は、ＴＥモードに対しては１００％結
合になるように設計されている。そのため、他の光導波
路から導入したＴＥモードとＴＭモードの光は、方向性
結合器においてＴＭモードは直進し、他の光導波路から
ＴＭモードの光として出射し、ＴＥモードは結合し、−
の光導波路からＴＥモードの光として山部Ｉする。

（実施例）第１図は、本発明に係る導波路型偏波ダイバーシティ光
回路の第１の実施例を示す構成図で、同図の（ａ）は平
面図、同図の（ｂ）は断面図をそれぞれ示している。

第１図において、２０１は比屈折率差△＝０．３％、コ
ア径８μｍの標準化された単一モード光ファイバ、２０
２は比屈折率差△−０，３％、コア径８μｍのＰＡＮＤ
Ａファイバと呼ばれる偏波保持光ファイバ、２０３　、
２０４　、２０５　、２０６　、２０７　、　２０８　
、２０９２１０は比屈折率差△＝０．３％、８μｍ×８
μｍの単一モードの石英ガラス光導波路、２１１は３ｄ
Ｂ方５６同性結合器、２１２　、２１３は偏波分離結合素子、２
１４　、２１５はバランス型光検出器、２１６は石英ガ
ラス基板、２１７は８１基板である。

石英ガラス光導波路は、通常、Ｓｉ基板の上にスート堆
積、ガラス化処理、ドライエツチングによるパターン化
によって作製される（筒内：　“導波路型光回路素子”
、オプトロニクス、ｖｏｌ、８０．ｐ１１５（１９８９
，９））。

また、光導波路２０３　、２０４　、２０５　、２０６
　、２０７　。

２０８　、２０９　、２１０は、５ｉ０２ガラスにＴｉ
Ｏ２が数％添加されており、このＴ　ｉ　Ｏ２の添加量
によってその屈折率が制御される。

単一モード光ファイバ２０１と石英ガラス光導波路（以
下、単に光導波路という）２０３及び偏波保持光フアイ
バ２０２と光導波路２０４は、端面接続されている。こ
れらのうち、偏波保持光ファイノく２０２と光導波路２
０４との端面接続では、偏波保持光フアイバ２０２の複
屈折の主軸と光導波路２０４のＴＥモードまたはＴＭモ
ードの主軸が一致または４５°をなすようにして接続さ
れる。

本実施例では、波長１．５５μｍにおいて単一モード光
ファイバ２０１と光導波路２０３の接続損失及び偏波保
持光フアイバ２０２と光導波路２０４の接続損失はそれ
ぞれ０．３ｄＢ　、　０．５ｄＢで、また偏波保持光フ
アイバ２０２と光導波路２０４の偏波主軸の整合度は２
５ｄＢであった。この場合、偏波保持光フアイバ２０２
に円偏波の局部発振光ＬＯが導入される。

但し、偏波保持光フアイバ２０２の偏波主軸が、光導波
路２０４のＴＥモードまたはＴＭモードの電界面と４５
°をなして、偏波保持光フアイバ２０２が光導波路２０
４と接続される場合には、局部発振光ＬＯを直線偏波に
し、直線偏波面を偏波保持光フアイバ２０２の偏波主軸
に合わせて導入される。

３ｄＢ方向性結合器２１．１は、光導波路２０３及び２
０４と光導波路２０５及び２０６間に形成され、これら
光導波路を接続している。その特性は、波長１．５５μ
ｍにおいて過剰損失０．１ｄＢ　、　Ｔ　Ｅ　モードと
ＴＭモードの結合度が５０．５％、　４９．５％であっ
た。

この結合度の差は、石英ガラス光導波路の複屈折によっ
て生じたものである。両モードの結合度を５０％に近づ
けるには、光導波路の上に数μｍ厚のアモルファスシリ
コン（以下、単にα−３ｉ）膜を形成し、α−３ｔ膜の
膜応力によって光導波路の複屈折率を相殺させる方法が
ある。この方法によってＴＥモードとＴＭモードの結合
度の差を無視できる程に小さくできる（杉田、神宮寺、
高声、海内：導波型リング共振器の偏波依存性解消、電
子情報通信学会春季全国大会、論文集、Ｃ−５０３（１
９８９，３））。

導波路型の偏波分離結合素子２１２　２１３は、光導波
路２０５と光導波路２０７及び２０８間並びに光導波路
２０６と光導波路２０９及び２１０間に形成されている
。

これら偏波分離結合素子２１２　、２１３の構成として
は２種類ある。その一つは、石英ガラス光導波路に内在
する複屈折を利用する構成で、その構成例を第４図に示
す。

この構成は、例えば、第４図に示すように、マツハツエ
ンダ型光干渉計３００の一方の光導波路３０１上に、数
μｍ厚のアモルファスシリコン（以下、α−３ｉ）膜３
Ｄｌａを形成している。α−３ｉ膜３０１ａの存在によ
り、その膜応力が、光導波路３０１の複屈折を相殺する
方向に働く。これにより、光導波路３０１の複屈折率が
変化し、偏光方向によって二つの光導波路３０１と３０
２間に光路長差が生じる。即ち、ＴＥモード、ＴＭモモ
−間に位相差が生じる。そこで、光路長差が、例えば、
ＴＥモード光に対しては使用波長の１７２に、ＴＭモー
ド光に対しては使用波長と等しくなるように、α−８ｉ
膜３０１ａの厚さと長さを遠足することにより、出力側
光導波路３０３　、３０４においてＴＥモードとＴＭモ
ードを分離することができ、ＴＥモード光とＴＭモード
光の強度比を変える構成が実現される。

これとは別に、例えば、方向性結合器の上に数μｍ厚の
α−８ｉ膜を形成し、α−３ｉ膜の膜応力によってＴＥ
モード、ＴＭモードの結合度が変わることを利用する構
成も可能であるが、偏波分離度は良好ではない。

偏波分離結合素子２１２　、２１３のもう一つの構成　
９を第５図に示す。この構成は、方向性結合器４（１０の
一方の光導波路４［１１の上に、金属膜４０１ａ、例え
ばＡｌ１膜を蒸着し、エツチングによりパターン化した
ものからなる。金属膜４０１ａの存在により、光導波路
４０１を伝搬するＴＭモードの伝搬定数は大きく変化す
るのに対し、ＴＥモードの伝搬定数はほとんど変化しな
い。方向性結合器４００は、ＴＥモードに対しては］０
０％粘合になるように設計されている。そのため、光導
波路４０２から導入したＴＥモードとＴＭモードの光Ｏ
ＴＥ、　ＴＭは、方向性結合器４００においてＴＭモモ
−下直進し、光導波路４０２からＴＭモード光ＯＴＭと
して出射する。

これに対して、ＴＥモードは結合し、光導波路４０１か
らＴＥモード光Ｏ１，として出射する。このように、方
向性結合器４００は、偏波分離の機能を有することにな
る。

本実施例では、第４図に示すような構成を採用し、得ら
れたＴＥモードとＴＭモモ−間の偏波分離度は２５ｄＢ
であった。

バランス型光検出器（以下、単に光検出器とい　０う）　２１４　、２１５は、ＳＬ基板２１７の異る端面
にそれぞれ配設されており、光検出器２１４は、光導波
路２０７　、２０９を伝搬した光を、光検出器２１５は
光導波路２０８　、２１０を伝搬した光をそれぞれ受光
し検出する。

なお、上記第１図の構成では、光導波路２０５と２０９
は直角に交差するが、交差点における損失は０．１ｄＢ
に過ぎない。また、光導波路２０７〜２１０の出力が、
光検出器２１４　、２１５に結合する際の導波路端面に
おける反射戻り光を抑えるため、導波路端面は５°程度
直角から斜めに研磨されている。

この構成により、光ファイバから光検出器までの過剰損
失は、光導波路の伝搬損失を含めると、ＴＥモードに対
しては１．３ｄＢ　、　ＴＭモードに対しては１．６ｄ
Ｂである。

次に、上記構成による動作を説明する。

まず、単一モード光ファイバ２０１を伝搬した信号光Ｓ
’ＩＮは、光導波路２０３に導波され、３ｄＢ方向性結
合器２１１に到達する。一方、偏波保持光フアイバ２０
２に結合された局部発振光ＬＯは、偏波保持光ファイバ
２０２を伝搬した後、光導波路２０４に導波され、３ｄ
Ｂ方向性結合器２（１に到達する。これにより、信号光
ＳＩＮと局部発振光ＬＯは、３ｄＢ方向性結合器２１１
において合波される。

３ｄＢ方向性結合器２１１の一方の出力光は、光導波路
２０５により偏波分離結合素子２１２に導かれる。

この光は、偏波分離結合素子２１２にて、ＴＥモードと
ＴＭモードが分離される。これらのうち、ＴＥモードの
信号光ＳＩＮ並びに局部発振光ＬＯは、光導波路２０７
に導波され、光検出器２１４に導かれる。一方、ＴＭモ
ードの信号光ＳＩＮ並びに局部発振光ＬＯは、光導波路
２０８に導波され、光検出器２１５に導かれる。

一方、３ｄＢ方向性結合器２１１の他方の出力光は、光
導波路２０６により偏波分離結合素子２１３導かれる。

この光は、偏波分離結合素子２１３にて、ＴＥモードと
ＴＭモードが分離される。これらのうち、ＴＥモードの
信号光ＳＩＮ並びに局部発振光ＬＯは、光導波路２０９
に導波され、光検出器２１４に導かれる。一方、ＴＭモ
ードの信号光ＳＩＮ並びに局部発振光ＬＯは、光導波路
２１０に導波され、光検出器２１５に導かれる。

各光検出器２１４　、２１５の出力は、図示しない後段
の電気回路にて増幅、復調され、最後に電気的に合成さ
れて、当該光回路の出力信号として出力される。

実際に、第１図の導波路型偏波ダイバーシティ光回路に
より、波長１．５５μｍ　ＤＦＢレーザを用いた１、［
ｆ　Ｇｂ／ｓ　ＤＰＳＫ光伝送実験のヘテロダイン検波
方式において、偏波変動による影響抑制効果が抑えられ
、周波数安定度±Ｉ　Ｍ　Ｈｚが得られた。

以上のように、本第１の実施例によれば、偏波ダイバー
シティ光回路はプリント基板に搭載できる程に小型化さ
れ、しかも安定に動作し、超高周波の光伝送に適用可能
となる。

第６図は、本発明に係る導波路型偏波ダイバシティ光回
路の第２の実施例を示す構成図である第１の実施例とは
、光導波路２０７〜２１０の出力端面（出力ポート）を
同一基板端面に揃えた点が異なる。

３４このため、光検出器２１４　、２１５の出力が一方向に
揃い、後段の電子回路の実装がし易いこと、また、反射
戻り光を抑えるための光導波路端面の斜め研磨処理の箇
所が少なくなる利点がある。

第７図は、本発明に係る導波路型偏波ダイバシティ光回
路の第３の実施例を示す構成図である。

本第３の実施例では、出力ポートを同一の基板端面に揃
えた点は、前記第２の実施例と同じであるが、第２の実
施例では光導波路同士の交差点が２箇所（光導波路２０
５と２０９及び光導波路２０７と２０９）であるのに対
し、本第３の実施例では、光導波路同士の交差点が１箇
所（光導波路２０８と２０９）となるように構成してい
る。このため、第２の実施例に比較して、損失が小さい
という利点を有する。

第８図は、本発明に係る導波路型偏波ダイバシティ光回
路の第４の実施例を示す構成図である。

前記した第１の実施例では、信号光ＳＩＮと局部発振光
ＬＯとを合波した後に、偏波分離を行なうように構成し
たの対して、この第４の実施例では、両者をそれぞれ偏
波分離した後に、同一の偏波成分同士を合波するように
構成している。

具体的には、偏波分離結合素子２１２及び２１３の前段
ではなく後段に、第１及び第２の３ｄＢ方向性結合器２
１１ａ、　２１１ｂを形成している。即ち、３ｄＢ方向
性結合器２１１ａを光導波路２０７　、２０９に挿入し
、３ｄＢ方向性結合器２１１ｂを光導波路２０８　、２
１０に挿入している。

このような構成においても、合波されたＴＥモードの信
号光ＳＩＮと局部発振光ＬＯは、光検出器２１４へ、ま
た、ＴＭモードの信号光ＳＩＮと局部発振光ＬＯは、光
検出器２１５へそれぞれ導かれ、前記第１の実施例と同
様の効果を得ることができる。

第９図は、本発明に係る導波路型偏波ダイバーシティ光
回路の第５の実施例を示す構成図である。

第４の実施例とは、出力ポート（光導波路２０７〜２１
Ｏ）の出力端面を同一基板端面に揃えた点が異なる。

このため、光検出器２１４　、２１５の出力が一方向に
揃い、後段の電子回路の実装がし易いこと、また、反射
戻り光を抑えるための光導波路端面の斜め研磨処理の箇
所が少なくなるという前記第２の実施例と同様の効果を
得ることができる。

第１０図は、本発明に係る導波路型偏波ダイバーシティ
光回路の第６の実施例を示す構成図である。

本第６の実施例では、出力ポートを同一の基板端面に揃
えた点は、前記第５の実施例と同じであるか、第５の実
施例では光導波路同士の交差点が２箇所（光導波路２０
３と２０９及び光導波路２０７と２０９）であるのに対
し、本第６の実施例では、光導波路同士の交差点が１箇
所（光導波路２０８と２０９）となるように構成してい
る。このため、第５の実施例に比較して、損失が小さい
という、前記第３の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

第１−１図は、本発明に係る導波路型偏波ダイバーシテ
ィ光回路の第７の実施例を示ず構成図である。

本第７の実施例では、単一モード光ファイバ２０１と偏
波保持光フアイバ２０２並びに光検出器２１４　、２１
５を互いに対向する基板端面に配設し、前記第４乃至第
６の実施例とは、光導波路同士の交差点を無くした点が
２４なっている。

このような構成によれば、−層の低損失化を図れる利点
がある。

（発明の効果）以上説明したように、請求項（＋、）　、　　（２）　
、　　（３）（４）または（５）によれば、バランスド
レシーバ型偏波ダイバーシティ受信方式における偏波分
離光回路を光導波路で集積化したので、小型化を図れ、
しかも安定に動作し、超高周波の光伝送に適用可能な導
波路型偏波ダイバーンティ光回路を提供できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る導波路型偏波ダイバーシティ光回
路の第１の実施例を示す溝底図、第２図は第１の従来例
を示す構成図、第３図は第２の従来例を示す構成図、第
４図は本発明に係る偏波分離結合素子の構成例を示す図
、第５図は本発明に係る偏波分離結合素子の他の構成例
を示す図、第　７６図は本発明に係る導波路型偏波ダイバーシティ光回路
の第２の実施例を示す構成図、第７図は本発明に係る導
波路型偏波ダイバーシティ先回路の第３の実施例を示す
構成図、第８図は本発明に係る導波路型偏波ダイバーシ
ティ光回路の第４の実施例を示す構成図、第９図は本発
明に係る導波路型偏波ダイバーシティ光回路の第５の実
施例を示す構成図、第１０図は本発明に係る導波路型偏
波ダイバーシティ光回路の第６の実施例を示ず構成図、
第１１図は本発明に係る導波路型偏波ダイバーシティ光
回路の第７の実施例を示す構成図である。図中、２０１・・・単一モード光ファイバ、２０２・・
・偏波保持光ファイバ、２０３〜２１０・・・石英ガラ
ス光導波路、２１１　、２１１ａ、　　２１１ｂ−３ｄ
Ｂ方向性結合器、２１２　、２１３・・・偏波分離結合
素子、２］、４　、２１５・・・バランス型光検出器、
２１６・・石英ガラス基板、２１７・・Ｓｔ基板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）信号光と局部発振光とを合波する少なくとも一つ
の３ｄＢ方向性結合器と、前記信号光及び前記局部発振光の各々を、互いに直交す
る偏波成分に分離する二つの偏波分離素子と、前記３ｄＢ方向性結合器により合波され、同一の偏波成
分を有する信号光と局部発振光とを受光する二つのバラ
ンス型光検出器と、前記３ｄＢ方向性結合器、偏波分離素子並びにバランス
型光検出器を光学的に接続する光線路とを備え、少なくとも前記３ｄＢ方向性結合器、偏波分離素子並び
に光線路を、同一基板に形成された単一モード光導波路
により構成したことを特徴とする導波路型偏波ダイバーシティ光回路。
（２）前記３ｄＢ方向性結合器の一方の入力側光導波路
端に、偏波の主軸が当該光導波路のＴＥモードまたはＴ
Ｍモードの電界面と一致、またはほぼ４５°をなすよう
にして偏波保持光ファイバを接続し、かつ、前記３ｄＢ
方向性結合器の出力側光導波路の各々には、ＴＥモード
とＴＭモードを分離する偏波分離素子をそれぞれ接続す
るとともに、これら偏波分離素子にて分離されたＴＥモ
ード及びＴＭモードの光がそれぞれ伝搬する２本の光導
波路の出射端にバランス型光検出器をそれぞれ配置し、
かつ、前記ＴＥモード及びＴＭモードの各光が伝搬する
２本の光導波路の長さをほぼ等しく設定した請求項（１
）記載の導波路型偏波ダイバーシティ光回路。
（３）一方の偏波分離素子の入力側光導波路端に、偏波
の主軸が当該光導波路のＴＥモードまたはＴＭモードの
電界面と一致、またはほぼ４５°をなすようにして偏波
保持光ファイバを接続し、かつ、各偏波分離素子の出力
側光導波路のうち、ＴＥモードの光が伝搬する光導波路
の各々を、第１の３ｄＢ方向性結合器の二つの入力側光
導波路にそれぞれ接続するとともに、残る二つのＴＭモ
ードの光が伝搬する光導波路の各々を、第２の３ｄＢ方
向性結合器の二つの入力側光導波路にそれぞれ接続し、
これら第１及び第２の３ｄＢ方向性結合器の各２本の出
力側光導波路端にバランス型光検出器を配置した請求項
（１）記載の導波路型偏波ダイバーシティ光回路。
（４）前記偏波分離素子を、二つの３ｄＢ光方向性結合
器からなり、一の分岐光導波路近傍に、アモルファスシ
リコン膜等の蒸着膜が形成されたマッ　ハツェンダ型光
干渉計により構成した請求項（１）、（２）または（３
）記載の導波路型偏波ダイバーシティ光回路。
（５）前記偏波分離素子を、結合部を構成する一の光導
波路近傍にＡｌ等の金属膜が形成された方向性結合器に
より構成した請求項（１）、（２）または（３）記載の
導波路型偏波ダイバーシティ光回路。