JPH06186514A - Polarization controller - Google Patents

Polarization controller

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JPH06186514A
JPH06186514A JP4356168A JP35616892A JPH06186514A JP H06186514 A JPH06186514 A JP H06186514A JP 4356168 A JP4356168 A JP 4356168A JP 35616892 A JP35616892 A JP 35616892A JP H06186514 A JPH06186514 A JP H06186514A
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JP
Japan
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magneto
polarization
optical
polarization controller
cotton
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Pending
Application number
JP4356168A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Oda
仁 織田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0136Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/09Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect

Abstract

PURPOSE:To produce a polarization controller with only one magneto-optical material or element and with simple constitution by using a Cotton-Mouton effect. CONSTITUTION:An arbitrary polarized state can be converted to a known polarized state (for example, linear polarization) by using only one magneto-optical material or element by using the Cotton-Mouton effect that is one of magneto- optical effects. In other words, a cylindrical magneto-optical material or element 1 is arranged in electromagnetic coils 2, 3 which generate two pairs of transverse magnetic fields in a plane perpendicular to the longitudinal axis. The size of magnetization M and an angle (phi) in the plane perpendicular to the advancing direction of light can be controlled by changing a current on the two pairs of electromagnetic coils 2, 3 intersecting orthogonally to each other, and incident light whose polarized state is unknown is converted to arbitrary prescribed polarized light. Therefore, only electric control can be applied, and no mechanical driving is required, which enables simple constitution to be taken by employing such constitution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は偏光状態が未知な入射光
を既知な任意の所定の偏光に変換する偏波制御装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization control device for converting incident light whose polarization state is unknown to any known predetermined polarization.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその課題】単一モードファイバを通
過する光の伝搬モードの偏波状態が、ファイバの構造や
環境の乱れのために不安定になることが知られている。
このことは、光通信や光計測に光ファイバを応用する際
の障害となる。特にファイバからの出力光を偏波依存性
の大きな導波路デバイスなどに結合しようとするときに
は大きな問題となる。本発明の偏波制御装置はこうした
問題を解決する装置である。
2. Description of the Related Art It is known that the polarization state of the propagation mode of light passing through a single mode fiber becomes unstable due to the disturbance of the structure of the fiber and the environment.
This is an obstacle when applying an optical fiber to optical communication or optical measurement. This is a serious problem especially when the output light from the fiber is to be coupled to a waveguide device having a large polarization dependence. The polarization control device of the present invention is a device that solves these problems.

【0003】偏波状態を制御する素子としては以下の3
つのグループのものが提案されている(詳細は、“コヒ
ーレント光通信工学”大越孝敬、菊池和朗共著、オーム
社発行を参照)。 1.第1類(ファイバ加圧器、電気光学結晶) 2.第2類(回転型ファイバコイル、回転位相板、回転
型ファイバクランク) 3.第3類(ファラデー回転子) これらの中で、本発明と同じ磁気光学効果を利用する素
子であるファラデー回転子を用いたものを説明する。
The following three elements are used to control the polarization state.
Two groups have been proposed (for details, see "Coherent Optical Communication Engineering" written by Takataka Ohgoshi and Kazuro Kikuchi, published by Ohmsha). 1. Type 1 (fiber pressurizer, electro-optic crystal) 1. Second class (rotary fiber coil, rotary phase plate, rotary fiber crank) 3. Class 3 (Faraday rotator) Among these, the one using the Faraday rotator which is an element utilizing the same magneto-optical effect as the present invention will be described.

【0004】図6にその構造と偏波状態の変化の様子、
図7にポアンカレ球面上での動作を示す。2つのファラ
デー回転子61、62と1つの1/4波長板63を用い
る。第1のファラデー回転子61に入射した楕円偏光
(A)は、そこでの電磁石コイル64で磁界を制御する
ことにより主軸が直立した楕円偏光(B)に変換される
(図6(b)参照)。この変換は図7のポアンカレ球面
上で球中心(O)と北極(N)とを結ぶ軸の回りにA点
をB点まで回転させることに相当する。尚、ポアンカレ
球面上で、ファラデー効果による時の偏光経路を求める
際の中心軸は球中心(O)と極点とを結ぶ軸であり、複
屈折による時の偏光経路を求める際の中心軸は球中心
(O)と赤道上の点とを結ぶ軸であり、両者が混じった
時のその中心軸は球中心(O)と赤道上の点と極点の間
の点とを結ぶ軸である。
FIG. 6 shows the structure and changes in the polarization state.
FIG. 7 shows the operation on the Poincare sphere. Two Faraday rotators 61 and 62 and one quarter wave plate 63 are used. The elliptically polarized light (A) incident on the first Faraday rotator 61 is converted into elliptically polarized light (B) with its principal axis upright by controlling the magnetic field with the electromagnet coil 64 there (see FIG. 6B). . This conversion corresponds to rotating point A to point B around the axis connecting the sphere center (O) and the north pole (N) on the Poincare sphere in FIG. On the Poincare sphere, the central axis for obtaining the polarization path when the Faraday effect is used is the axis connecting the spherical center (O) and the pole, and the central axis for obtaining the polarization path when the birefringence is used is the sphere. It is an axis connecting the center (O) and a point on the equator, and the center axis when the two are mixed is the axis connecting the sphere center (O) and the point on the equator and the point between the poles.

【0005】次に、1/4波長板63を通ると、楕円偏
光(B)は主軸が傾いた直線偏光(C)となる(図6
(b)参照)。図7のポアンカレ球面上ではO点と水平
偏光を表す点(D)とを結ぶ軸を中心としてB点をπ/
2だけ回転させることになる。
Next, when the light passes through the quarter-wave plate 63, the elliptically polarized light (B) becomes linearly polarized light (C) with its principal axis inclined (FIG. 6).
(See (b)). On the Poincare sphere of FIG. 7, the point B is π / with the axis connecting the point O and the point (D) representing horizontal polarization as the center.
It will rotate by 2.

【0006】最後に、第2のファラデー回転子62によ
って水平偏波(D)に変換されるが(図6(b)参
照)、図7のポアンカレ球面上ではO点と南極点(S)
とを結ぶ軸の回りの回転に相当する。この様に、従来の
磁気光学型偏波制御器は、3つの光学素子からなり構造
が複雑であった。
Finally, the second Faraday rotator 62 converts it into a horizontally polarized wave (D) (see FIG. 6B), but on the Poincaré sphere of FIG. 7, the O point and the south pole point (S).
Corresponds to the rotation around the axis connecting and. As described above, the conventional magneto-optical polarization controller has a complicated structure including three optical elements.

【0007】また、その他の方式、例えば上記第1類で
は2個の電気光学結晶を用いたりするなどの問題点、第
2類では機械的な駆動を必要としたりするなどの問題点
があった。
There are also other problems such as the problem that two electro-optic crystals are used in the above-mentioned first class and the need for mechanical driving in the second class. .

【0008】従って、本発明の目的は、偏光状態が未知
な入射光を既知な任意の所定の偏光に変換する簡単な構
成の偏波制御装置を提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a polarization controller having a simple structure for converting incident light whose polarization state is unknown to arbitrary known predetermined polarization.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による偏波制御装
置では、磁気光学効果の一つであるコットン・ムートン
効果を用いることにより、1つの磁気光学材料ないし素
子のみを用いて任意の偏光状態を既知の偏光状態(例え
ば、直線偏光)に変換するものである。更に、本発明で
は電気的な制御のみでよく、機械的な駆動を行う必要が
ない。
In the polarization control device according to the present invention, the Cotton-Mouton effect, which is one of the magneto-optical effects, is used, so that only one magneto-optical material or element is used to obtain an arbitrary polarization state. Is converted to a known polarization state (for example, linearly polarized light). Furthermore, in the present invention, only electrical control is required, and mechanical drive is not required.

【0010】具体的には、光の進行方向に垂直な面内で
磁気光学素子に印加する磁界の方向と強度を制御する手
段を有したり、2組の直交磁界を発生する電磁石と、コ
ットン・ムートン効果を有する磁気光学素子と、出射光
の一部を検出して直交磁界の比および強度を制御するた
めのフィードバック回路からなったり、磁気光学素子が
磁性ガーネット材料または磁性半導体材料からなった
り、磁気光学素子が、組成の異なる磁気光学薄膜を積層
した導波路構造からなったりする。
Specifically, it has a means for controlling the direction and strength of the magnetic field applied to the magneto-optical element in a plane perpendicular to the traveling direction of light, or an electromagnet for generating two sets of orthogonal magnetic fields, and a cotton. · A magneto-optical element having the Mouton effect and a feedback circuit for detecting a part of emitted light to control the ratio and intensity of the orthogonal magnetic field, or the magneto-optical element made of a magnetic garnet material or a magnetic semiconductor material. The magneto-optical element may have a waveguide structure in which magneto-optical thin films having different compositions are laminated.

【0011】また、本発明による光通信システムでは、
上記偏波制御装置と単一モード光ファイバを用いること
を特徴とし、本発明による波長多重光通信用集積ノード
では、上記導波路型偏波制御装置と導波路型波長フィル
ターを同一基板上に形成したことを特徴とする。
In the optical communication system according to the present invention,
In the wavelength division multiplexing optical communication integrated node according to the present invention, the polarization control device and the single wavelength optical fiber are used, and the waveguide polarization control device and the waveguide wavelength filter are formed on the same substrate. It is characterized by having done.

【0012】ここでコットン・ムートン効果について説
明する。コットン・ムートン効果とは、光の進行方向と
磁界とが垂直な場合の磁気光学効果である。磁化のない
とき、等方性の物質では複屈折は生じないが、磁化Mが
存在するとMの方向に一軸異方性が誘起され、M方向に
振動する直線偏光(常光線)とMに垂直の方向に振動す
る光(異常光線)とに対して屈折率の差が生じて、複屈
折を起こす。この現象がコットン・ムートン効果であ
る。
The cotton-Mouton effect will be described below. The Cotton-Mouton effect is a magneto-optical effect when the traveling direction of light is perpendicular to the magnetic field. When there is no magnetization, birefringence does not occur in an isotropic material, but when magnetization M is present, uniaxial anisotropy is induced in the direction of M, and linearly polarized light (ordinary ray) vibrating in the M direction and perpendicular to M A birefringence occurs due to a difference in refractive index between the light vibrating in the direction of (extraordinary ray). This phenomenon is the Cotton-Mouton effect.

【0013】図4および図5は本発明の原理を説明する
ものである。図4において、ポアンカレ球面上の任意の
楕円偏波を表す点(A)と水平偏波を表す点(D)を考
える。A点からD点に直接変換するには、A点およびD
点から等距離でかつ赤道上にあるP点と球の中心点
(O)を結ぶ軸を中心としてA点を球面上で角度Фだけ
回転すれば良い。このためには、軸ODと軸OPとのな
す角を2φとして、複屈折の主軸を水平方向から角度φ
だけ傾ければ良い。
4 and 5 illustrate the principle of the present invention. In FIG. 4, consider a point (A) representing an arbitrary elliptical polarization and a point (D) representing horizontal polarization on the Poincare sphere. To directly convert from A point to D point, A point and D point
It suffices to rotate the point A on the spherical surface by an angle Φ about the axis connecting the point P, which is equidistant from the point and on the equator, and the center point (O) of the sphere. To this end, the angle between the axis OD and the axis OP is set to 2φ, and the main axis of birefringence is set to the angle φ from the horizontal direction.
Just tilt it.

【0014】コットン・ムートン効果でこのような複屈
折をつけるには、図5に示すように磁化Mを光の進行方
向に垂直な面内で水平方向から角度φだけ傾ければ良
い。更に、素子長をl(エル)、コットン・ムートン効
果による単位長さ当たりの回転角をθMとすると、図4
における回転角Фは、 Ф=θMl で与えられる。
In order to provide such birefringence by the Cotton-Mouton effect, the magnetization M may be tilted by an angle φ from the horizontal direction in a plane perpendicular to the traveling direction of light as shown in FIG. Further, assuming that the element length is l and the rotation angle per unit length due to the Cotton-Mouton effect is θ M , FIG.
The rotation angle Φ at is given by Φ = θ M l.

【0015】任意の楕円偏波を水平偏波に変換するに
は、最大磁場をかけたとき、Ф=πとなればよい。即
ち、回転角Фが最大πを取りうれば、どの様な楕円偏波
も水平偏波に変換できる。従って、最大磁場下でのコッ
トン・ムートン効果による単位長さ当たりの回転角をθ
Mmaxとしたときに必要な素子長は l=π/θMmax でなければならない。Bi添加ガーネット単結晶(強磁
性体)ではθMmax=1000degrees/cmとな
るので、素子長は0.18mmでよいことになる。
In order to convert an arbitrary elliptically polarized wave into a horizontally polarized wave, it is sufficient that Φ = π when the maximum magnetic field is applied. That is, any elliptical polarization can be converted into horizontal polarization as long as the rotation angle Φ is at maximum π. Therefore, the rotation angle per unit length due to the Cotton-Mouton effect under the maximum magnetic field is θ
The element length required for Mmax must be l = π / θ Mmax . In the case of Bi-doped garnet single crystal (ferromagnetic material), θ Mmax = 1000 degrees / cm, so that the device length is 0.18 mm.

【0016】以上の条件を満たす磁気光学素子に、図4
のA点で与えられる楕円偏波を入射させると、出射光は
D点で示される水平偏波となる。θMの大きさは磁化M
の大きさに依存し、また磁気光学材料の磁化Mの大きさ
および方向は外部磁場に依存する。従って、外部磁場の
大きさおよび方向を制御することによってθMの大きさ
および複屈折軸の方向を変化させることができ、任意の
楕円偏波を水平偏波に変換することができる。
A magneto-optical element satisfying the above conditions is shown in FIG.
When the elliptically polarized wave given at point A is entered, the outgoing light becomes horizontal polarized wave shown at point D. The magnitude of θ M is the magnetization M
, And the magnitude and direction of the magnetization M of the magneto-optical material depends on the external magnetic field. Therefore, by controlling the magnitude and direction of the external magnetic field, the magnitude of θ M and the direction of the birefringence axis can be changed, and arbitrary elliptical polarization can be converted into horizontal polarization.

【0017】[0017]

【実施例1】図1は本発明の第1の実施例を示したもの
であり、(a)は正面図、(b)は磁気光学材料1の斜
視図である。円柱状の磁気光学材料ないし素子1を、そ
の長軸に垂直な面内で2組の直交磁界を発生するところ
の電磁石コイル2、3内に設置したものである。直交す
る2組の電磁石コイル(Hyコイル3およびHzコイル
2)に流す電流を変化させることによって、磁化Mの大
きさおよび光の進行方向に垂直な面内での角度φを制御
する。ここで、磁気光学材料1としては、長波長(1.
3μm,1.55μm)に対しては、磁性ガーネットの
1種であるYIG(イットリウム・鉄・ガーネット)単
結晶またはそれにBi等を添加して磁気光学定数を増大
させたものが用いられる。短波長(0.83μm,0.
78μm,0.68μm,0.63μm)に対しては可
視域で透明な磁性半導体単結晶(CdMnTeやZnM
nSe等)を用いることができる。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, (a) is a front view and (b) is a perspective view of a magneto-optical material 1. A cylindrical magneto-optical material or element 1 is installed in electromagnet coils 2 and 3 where two sets of orthogonal magnetic fields are generated in a plane perpendicular to the major axis thereof. The magnitude of the magnetization M and the angle φ in the plane perpendicular to the traveling direction of light are controlled by changing the currents flowing in the two sets of the electromagnet coils (Hy coil 3 and Hz coil 2) that are orthogonal to each other. Here, the magneto-optical material 1 has a long wavelength (1.
For 3 μm and 1.55 μm), a YIG (yttrium / iron / garnet) single crystal, which is one type of magnetic garnet, or a material in which Bi or the like is added to increase the magneto-optical constant is used. Short wavelength (0.83 μm, 0.
For 78 μm, 0.68 μm, 0.63 μm), a magnetic semiconductor single crystal (CdMnTe or ZnM) transparent in the visible region
nSe etc.) can be used.

【0018】この様な構成において、電磁石コイル2、
3に流す電流を制御して、直交磁界の比および強度を変
化させることによって、上記の機能を達成することがで
きる。例えば、所定方向の直線偏光のみを通す偏光板を
介して出射光の一部を検出する検出器、この検出器での
検出光量が最大になる様に直交磁界の比および強度を制
御するためのフィードバック回路を設ける。
In such a structure, the electromagnet coil 2,
The function described above can be achieved by controlling the current flowing through 3 to change the ratio and strength of the orthogonal magnetic field. For example, a detector that detects a part of the emitted light through a polarizing plate that passes only linearly polarized light in a predetermined direction, and to control the ratio and intensity of the orthogonal magnetic field so that the amount of light detected by this detector becomes maximum. Provide a feedback circuit.

【0019】[0019]

【実施例2】図2は導波路型の実施例を示したものであ
る。本実施例はMBE(分子線エピタキシャル成長法)
またはMOCVD(有機金属化学気相成長法)によって
作成される。そのプロセスを述べると、GaAs基板1
1上に、CdTeバッファ層12、Cd1-xMnxTe下
部クラッド層13およびCd1-yMnyTeコア層14を
積層する。レジスト塗布、マスク露光およびエッチング
によりコア層14をリッジ状に残す。コア層14のリッ
ジ上部に残ったレジストを剥離したのち、Cd1-xMnx
Te上部クラッド層15で埋め込む。それぞれの典型的
な膜厚は、バッファ層2μm、上下のクラッド層ともに
それぞれ2μm、コア層1μmである。またコア層14
のリッジ幅は1μmである。
Second Embodiment FIG. 2 shows a waveguide type embodiment. In this embodiment, MBE (molecular beam epitaxial growth method) is used.
Alternatively, it is formed by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). The process is as follows: GaAs substrate 1
On 1, laminating CdTe buffer layer 12, Cd 1-x Mn x Te lower cladding layer 13 and Cd 1-y Mn y Te core layer 14. The core layer 14 is left in a ridge shape by resist application, mask exposure and etching. After removing the resist remaining on the ridge of the core layer 14, Cd 1-x Mn x
It is filled with the Te upper clad layer 15. The typical film thickness of each is 2 μm for the buffer layer, 2 μm for each of the upper and lower clad layers, and 1 μm for the core layer. Also, the core layer 14
Has a ridge width of 1 μm.

【0020】コア層14を光導波路とするためにx>y
でなければならない。例えば0.83μmの波長に対し
ては、x=0.3、y=0.1なる組成が適している。
また、0.68μmに対しては、x=0.6、y=0.
45がふさわしい。
X> y in order to use the core layer 14 as an optical waveguide
Must. For example, for a wavelength of 0.83 μm, a composition of x = 0.3 and y = 0.1 is suitable.
Also, for 0.68 μm, x = 0.6, y = 0.
45 is suitable.

【0021】当然ながら、磁場Hが印加されていない時
に光導波路に複屈折性が存在してはいけないので、この
導波路はTE波とTM波との間の位相整合がとられてい
なければならない。外部磁界Hの印加方法は実施例1と
同様である。
As a matter of course, since the optical waveguide must not have birefringence when the magnetic field H is not applied, the waveguide must be phase-matched between the TE wave and the TM wave. . The method of applying the external magnetic field H is the same as that in the first embodiment.

【0022】磁性ガーネット膜を用いた導波路型偏波制
御器も同様に可能である。この場合、GGG(ガドリニ
ウム・ガリウム・ガーネット、非磁性)基板上に組成の
異なる磁性ガーネット膜をLPE(液層エピタキシー)
法によって積層し、導波路構造とする。
A waveguide type polarization controller using a magnetic garnet film is also possible. In this case, a magnetic garnet film having a different composition is formed on a GGG (gadolinium gallium garnet, non-magnetic) substrate by LPE (liquid layer epitaxy).
The layers are laminated by the method to form a waveguide structure.

【0023】[0023]

【実施例3】図3は波長選択器21と集積した導波型偏
波制御器22の例である。導波型偏波制御器22は実施
例2と同じ構造である。ここには、活性層24近辺に回
折格子23が波長選択器全体に亙って形成されたDFB
(DistributedFeedback:分布帰
還)型の波長選択器21が図示されている。導波型波長
選択器21は、その構造上特定の偏波のみで動作するよ
うに設計されている。従って、波長多重入射光は偏波制
御器22によって常に一定の偏波状態(例えばTE波)
に直す必要がある。
Third Embodiment FIG. 3 shows an example of a waveguide type polarization controller 22 integrated with a wavelength selector 21. The waveguide type polarization controller 22 has the same structure as that of the second embodiment. Here, a DFB in which a diffraction grating 23 is formed in the vicinity of the active layer 24 over the entire wavelength selector.
A (Distributed Feedback) type wavelength selector 21 is illustrated. The waveguide type wavelength selector 21 is designed to operate only in a specific polarized wave due to its structure. Therefore, the wavelength-multiplexed incident light is constantly polarized by the polarization controller 22 (for example, TE wave).
Need to fix.

【0024】波長多重通信においては、ファイバ(不図
示)から出射された各波長(λ1,λ2,……,λn
は、異なったノードから出射されかつそれぞれの光が経
由してきたファイバの環境が違うため、異なった偏波状
態となっている。この様な波長群の中から、特定の波長
(λi)にのった信号を検出するには、λiに同調させら
れた波長選択器21を通過してきた光の強度が最も大き
くなるように偏波制御部22の磁界Hの方向および強度
を制御する。波長選択器21の同調は注入電流、印加電
圧などを制御して行う。
In wavelength-division multiplexing communication, each wavelength (λ 1 , λ 2 , ..., λ n ) emitted from a fiber (not shown)
Have different polarization states because the environments of the fibers emitted from different nodes and through which the respective lights have passed are different. In order to detect a signal having a specific wavelength (λ i ) from such a wavelength group, the intensity of light passing through the wavelength selector 21 tuned to λ i should be maximized. Then, the direction and strength of the magnetic field H of the polarization controller 22 are controlled. The wavelength selector 21 is tuned by controlling the injection current, the applied voltage and the like.

【0025】上記の集積以外に、モニター光を分離する
ためのビームスプリッター(例えば、導波路構造に形成
されるスリットカプラ)や光検出器(例えば、pinフ
ォトダイオード、フォトトランジスタなど)、更に光検
出器からの出力を用いて電磁石電流(実施例1参照)を
制御するためのFET(電界効果型トランジスタ)を同
一基板上に集積することも可能である。
In addition to the above integration, a beam splitter (for example, a slit coupler formed in a waveguide structure) for separating monitor light, a photodetector (for example, a pin photodiode, a phototransistor, etc.), and photodetection. It is also possible to integrate FETs (field effect transistors) for controlling the electromagnet current (see Example 1) using the output from the device on the same substrate.

【0026】上記の集積光ノードは波長多重光通信シス
テムに用いることができる。
The integrated optical node described above can be used in a wavelength division multiplexing optical communication system.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上に説明した様に、本発明によれば、
コットン・ムートン効果を用いることにより1つの磁気
光学材料ないし素子のみでよく簡単な構成で偏波制御装
置を作製することができる。また、偏波制御装置を導波
路構造とすれば、波長選択器や光検出器などとの集積も
可能となる。
As described above, according to the present invention,
By using the Cotton-Mouton effect, it is possible to fabricate a polarization control device with a simple structure using only one magneto-optical material or element. If the polarization control device has a waveguide structure, it can be integrated with a wavelength selector, a photodetector, or the like.

【0028】また、本装置はコヒーレント光通信におけ
る偏波ダイバーシティ型ヘテロダイン受信器や、偏波依
存性の強い導波路デバイスを光ファイバ通信へ応用する
ときに重要となる。
Further, this apparatus is important when applying a polarization diversity type heterodyne receiver in coherent optical communication or a waveguide device having a strong polarization dependence to optical fiber communication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示し、(a)は光の入
射方向から見た正面図、(b)は本実施例の動作を示す
斜視図。
1A and 1B show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a front view seen from a light incident direction, and FIG. 1B is a perspective view showing the operation of the present embodiment.

【図2】CdMnTe導波路をGaAs基板上に形成し
て導波型偏波制御器とした第2の実施例の斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of a waveguide type polarization controller in which a CdMnTe waveguide is formed on a GaAs substrate.

【図3】偏波制御部と波長選択部とを同一基板上に形成
した波長多重光通信用集積ノードの例の斜視図。
FIG. 3 is a perspective view of an example of an integrated node for wavelength division multiplexing optical communication in which a polarization controller and a wavelength selector are formed on the same substrate.

【図4】本発明(図1)の動作をポアンカレ球面上に表
した図。
FIG. 4 is a diagram showing the operation of the present invention (FIG. 1) on a Poincare sphere.

【図5】コットン・ムートン効果の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of the Cotton-Mouton effect.

【図6】ファラデー回転子を用いた偏波制御器(従来
例)を示し、(a)は2個のファラデー回転子と1/4
波長板を組み合わせたものの側面図、(b)は(a)の
各点(A,B,C,D)での偏光状態を示す図。
FIG. 6 shows a polarization controller (conventional example) using a Faraday rotator, in which (a) is two Faraday rotators and 1/4.
The side view of what combined the wave plate, (b) is a figure which shows the polarization state in each point (A, B, C, D) of (a).

【図7】図6の偏波制御器の動作をポアンカレ球面上に
表した図。
FIG. 7 is a diagram showing the operation of the polarization controller of FIG. 6 on a Poincare sphere.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁気光学素子 2、3、64 電磁石コイル 11 GaAa基板 12 CdTeバッファ層 13、15 CdMnTeクラッド
層 14 CdMnTeコア層 21 導波型波長選択部 22 導波型偏波制御部 23 導波型波長選択部の回
折格子 24 導波型波長選択部の活
性層 61、62 ファラデー回転子 64 1/4波長板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magneto-optical element 2, 3, 64 Electromagnet coil 11 GaAa substrate 12 CdTe buffer layer 13, 15 CdMnTe clad layer 14 CdMnTe core layer 21 Waveguide type wavelength selecting part 22 Waveguide type polarization controlling part 23 Waveguide type wavelength selecting part Diffraction grating 24 Active layer of waveguide type wavelength selecting section 61, 62 Faraday rotator 64 1/4 wavelength plate

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コットン・ムートン効果による磁気複屈
折性を用いて任意の楕円偏波を既知の偏波状態に変換す
ることを特徴とする偏波制御装置。
1. A polarization control device for converting arbitrary elliptical polarization into a known polarization state by using magnetic birefringence due to the Cotton-Mouton effect.
【請求項2】 光の進行方向に垂直な面内で磁気光学素
子に印加する磁界の方向と強度を制御する手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の偏波制御装置。
2. The polarization controller according to claim 1, further comprising means for controlling the direction and intensity of a magnetic field applied to the magneto-optical element in a plane perpendicular to the traveling direction of light.
【請求項3】 2組の直交磁界を発生する電磁石と、コ
ットン・ムートン効果を有する磁気光学素子と、出射光
の一部を検出して直交磁界の比および強度を制御するた
めのフィードバック回路からなることを特徴とする請求
項1記載の偏波制御装置。
3. An electromagnet for generating two sets of orthogonal magnetic fields, a magneto-optical element having the Cotton-Mouton effect, and a feedback circuit for detecting a part of emitted light and controlling the ratio and intensity of the orthogonal magnetic fields. The polarization controller according to claim 1, wherein:
【請求項4】 磁気光学素子が磁性ガーネット材料また
は磁性半導体材料からなることを特徴とする請求項2ま
たは3記載の偏波制御装置。
4. The polarization controller according to claim 2 or 3, wherein the magneto-optical element is made of a magnetic garnet material or a magnetic semiconductor material.
【請求項5】 磁気光学素子が、組成の異なる磁気光学
薄膜を積層した導波路構造からなることを特徴とする請
求項2または3記載の偏波制御装置。
5. The polarization controller according to claim 2 or 3, wherein the magneto-optical element has a waveguide structure in which magneto-optical thin films having different compositions are laminated.
【請求項6】 請求項1記載の偏波制御装置と単一モー
ド光ファイバを用いることを特徴とする光通信システ
ム。
6. An optical communication system using the polarization control device according to claim 1 and a single-mode optical fiber.
【請求項7】 請求項5記載の導波路型偏波制御装置と
導波路型波長フィルターを同一基板上に形成したことを
特徴とする波長多重光通信用集積ノード。
7. An integrated node for wavelength division multiplexing optical communication, wherein the waveguide type polarization controller according to claim 5 and a waveguide type wavelength filter are formed on the same substrate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108981915A (en) * 2018-06-05 2018-12-11 北京航空航天大学 High field Terahertz spin transmitter and spectrometer
CN109061911A (en) * 2018-09-03 2018-12-21 北京航空航天大学 The THz wave transmitter that polarization state is tunable
US11561173B2 (en) 2017-09-29 2023-01-24 Cotton Mouton Diagnostics Limited Magneto-optical method and apparatus for detecting analytes in a liquid

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