JPH0618824A - 制御可能な偏光変換器 - Google Patents
制御可能な偏光変換器Info
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造が容易で単一のエッチング工程で導波管
構造物を形成でき、特に半導体材料上への集積化が容易
であり、両方向に使用可能でさらに偏光変調器としても
用いうる制御可能な偏光変換器を提供する。 【構成】 受動的モード変換器（４）、制御可能な位相
転換器（５）及び干渉計（７）から成る制御可能な偏光
変換器であって、モード変換器は入力光信号のある偏光
（ＴＥ又はＴＭ）の第１信号成分を他の偏光（ＴＭ又は
ＴＥ）の第２信号成分に影響を与えることなく他の偏光
の信号成分に変換し、該変換は別のオーダーの導波モー
ドへなすものであり、位相転換器は干渉計の２つの経路
（８，９）上の光信号の強度分布を制御し、干渉計中に
出力（２）で合体する信号の位相を制御する装置を有す
るようなした。
構造物を形成でき、特に半導体材料上への集積化が容易
であり、両方向に使用可能でさらに偏光変調器としても
用いうる制御可能な偏光変換器を提供する。 【構成】 受動的モード変換器（４）、制御可能な位相
転換器（５）及び干渉計（７）から成る制御可能な偏光
変換器であって、モード変換器は入力光信号のある偏光
（ＴＥ又はＴＭ）の第１信号成分を他の偏光（ＴＭ又は
ＴＥ）の第２信号成分に影響を与えることなく他の偏光
の信号成分に変換し、該変換は別のオーダーの導波モー
ドへなすものであり、位相転換器は干渉計の２つの経路
（８，９）上の光信号の強度分布を制御し、干渉計中に
出力（２）で合体する信号の位相を制御する装置を有す
るようなした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学伝送システムに関す
るものであり、より具体的には（但し、他を除くもので
はないが）コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）検出を使
用するところの光学伝送システムに関するものである。
本発明は光学信号の偏光を制御可能に変換するための光
学装置に関する。
るものであり、より具体的には（但し、他を除くもので
はないが）コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）検出を使
用するところの光学伝送システムに関するものである。
本発明は光学信号の偏光を制御可能に変換するための光
学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コヒーレント光学受容器では、受容され
た信号とローカル発振器から発生した信号はそれらの偏
光状態が一致した場合にのみ理想的に結合されうる。受
容された信号は通常非偏光保持の光経路を経由して入る
ので該信号の偏光状態は受容したものとは一致しない。
この問題の１つの解決法が偏光制御であり、２つの信号
のうち１方の偏光状態をそうした方法で変更して他方の
信号のそれと対応させるものである。ローカル発振器の
信号の偏光状態を変更するこの種の解決法は下記参照文
献１に記載されている。そこに記載されている偏光制御
はフィードバックループによって作動せしめられる制御
可能な偏光変換器（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を用いて
なされている。分離器（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔｓ）を用いて構成される制御可能な偏光変換器
の他にもリチウムニオベートによる集積光学型のものの
記載があるが、これについては下記参照文献２により詳
しく記載されている。この従来の変換器は２つの別々に
制御可能な位相転換器にはさまれた制御可能な偏光モー
ド変換器から成る。両方の位相転換器と偏光モード変換
器は、単一モードのチャネル型導波管中のＴＥ成分及び
ＴＭ成分の伝搬の電気光学変調に基づくものである。１
つの偏光成分のフラクションの別の偏光成分への実際の
変換（ＴＥ→←ＴＭ）がこの偏光モード変換器で起こ
る。コヒーレント光学受容器の集積光学型のものでは光
学的処理だけではなく、光電子工学的及び電気的な信号
処理も１つのチップ上で起こる。現在光信号として近赤
外部の波長を選択することが普通であるから、当該分野
では偏光変換器等を備える集積光学受容器はインジウム
ホスフィド（ＩｎＰ）等の半導体材料を用いてのみ製造
されうるものである。ＩｎＰを用いてその線形電気光学
的効果を利用する偏光モード変換器は、参照文献３に記
載されている。参照文献２に記載される原理に基づく制
御可能な偏光変換器を製造するには少なくとも１つの位
相転換器をそれに付け加えなければならない。しかしな
がらこの変換器（ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）及び転換器（ｓ
ｈｉｆｔｅｒ）の全長は約１０ｍｍもあって、現在よく
用いられているＩｎＰ基板上の使用可能な空間と比べる
とかなり大きい。それゆえＩｎＰ等の半導体材料により
集積される場合もその長さを短縮することのできる修正
された原理による制御可能な偏光変換器が望まれてい
る。
た信号とローカル発振器から発生した信号はそれらの偏
光状態が一致した場合にのみ理想的に結合されうる。受
容された信号は通常非偏光保持の光経路を経由して入る
ので該信号の偏光状態は受容したものとは一致しない。
この問題の１つの解決法が偏光制御であり、２つの信号
のうち１方の偏光状態をそうした方法で変更して他方の
信号のそれと対応させるものである。ローカル発振器の
信号の偏光状態を変更するこの種の解決法は下記参照文
献１に記載されている。そこに記載されている偏光制御
はフィードバックループによって作動せしめられる制御
可能な偏光変換器（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を用いて
なされている。分離器（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔｓ）を用いて構成される制御可能な偏光変換器
の他にもリチウムニオベートによる集積光学型のものの
記載があるが、これについては下記参照文献２により詳
しく記載されている。この従来の変換器は２つの別々に
制御可能な位相転換器にはさまれた制御可能な偏光モー
ド変換器から成る。両方の位相転換器と偏光モード変換
器は、単一モードのチャネル型導波管中のＴＥ成分及び
ＴＭ成分の伝搬の電気光学変調に基づくものである。１
つの偏光成分のフラクションの別の偏光成分への実際の
変換（ＴＥ→←ＴＭ）がこの偏光モード変換器で起こ
る。コヒーレント光学受容器の集積光学型のものでは光
学的処理だけではなく、光電子工学的及び電気的な信号
処理も１つのチップ上で起こる。現在光信号として近赤
外部の波長を選択することが普通であるから、当該分野
では偏光変換器等を備える集積光学受容器はインジウム
ホスフィド（ＩｎＰ）等の半導体材料を用いてのみ製造
されうるものである。ＩｎＰを用いてその線形電気光学
的効果を利用する偏光モード変換器は、参照文献３に記
載されている。参照文献２に記載される原理に基づく制
御可能な偏光変換器を製造するには少なくとも１つの位
相転換器をそれに付け加えなければならない。しかしな
がらこの変換器（ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）及び転換器（ｓ
ｈｉｆｔｅｒ）の全長は約１０ｍｍもあって、現在よく
用いられているＩｎＰ基板上の使用可能な空間と比べる
とかなり大きい。それゆえＩｎＰ等の半導体材料により
集積される場合もその長さを短縮することのできる修正
された原理による制御可能な偏光変換器が望まれてい
る。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は上記の点を満足する制御
可能な偏光変換器を提供することである。
可能な偏光変換器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を解決する本発
明は、導波入力チャネルを経由して入って来て且つ偏光
ＴＸ（ＴＥまたはＴＭ）を有する第１導波モードで伝搬
する第１入力信号成分および偏光ＴＹ（ＴＭまたはＴ
Ｅ）を有する第２導波モードで伝搬する第２入力信号成
分を未知の比率で有している光信号を、導波出力チャネ
ルを経由して流出し且つ予め決められた偏光ＴＹを有し
て伝搬する光信号へ制御可能に変換するための光学装置
で、該装置が（１）第１信号成分を偏光ＴＹを有する第
３信号成分へ変換するための偏光変換装置及び（２）第
２信号成分と第３信号成分との間の位相を制御するため
の位相制御装置を有する上記光学装置であって、（ａ）
偏光装置が、偏光ＴＸを有する第１導波モードで伝搬す
る第１信号成分を、偏光ＴＹを有する第３導波モードで
且つ第１導波モードのオーダーと異なるオーダーで伝搬
する第３入力信号成分へ変換するＴＸ→ＴＹモード変換
器から成り、（ｂ）位相制御装置が第２導波モードの第
２信号成分と第３導波モードの第３信号成分との間の相
対的な位相を調節するための第１制御装置を備える制御
可能な位相転換器から成り、そしてさらに第２信号成分
および第３信号成分を結合させて出力信号を形成する結
合装置を有することを特徴とする上記の光学装置であ
る。
明は、導波入力チャネルを経由して入って来て且つ偏光
ＴＸ（ＴＥまたはＴＭ）を有する第１導波モードで伝搬
する第１入力信号成分および偏光ＴＹ（ＴＭまたはＴ
Ｅ）を有する第２導波モードで伝搬する第２入力信号成
分を未知の比率で有している光信号を、導波出力チャネ
ルを経由して流出し且つ予め決められた偏光ＴＹを有し
て伝搬する光信号へ制御可能に変換するための光学装置
で、該装置が（１）第１信号成分を偏光ＴＹを有する第
３信号成分へ変換するための偏光変換装置及び（２）第
２信号成分と第３信号成分との間の位相を制御するため
の位相制御装置を有する上記光学装置であって、（ａ）
偏光装置が、偏光ＴＸを有する第１導波モードで伝搬す
る第１信号成分を、偏光ＴＹを有する第３導波モードで
且つ第１導波モードのオーダーと異なるオーダーで伝搬
する第３入力信号成分へ変換するＴＸ→ＴＹモード変換
器から成り、（ｂ）位相制御装置が第２導波モードの第
２信号成分と第３導波モードの第３信号成分との間の相
対的な位相を調節するための第１制御装置を備える制御
可能な位相転換器から成り、そしてさらに第２信号成分
および第３信号成分を結合させて出力信号を形成する結
合装置を有することを特徴とする上記の光学装置であ
る。
【０００５】本発明は参照文献３にも記載されている通
り変換が導波モードの別のオーダーに起こるようせしめ
て、入って来る光信号中のある１つの偏光を有する第１
の信号成分が受動的モード変換器により、該光信号中の
他の偏光を有する第２信号成分をあまり修正することな
しに、他の偏光を有する信号成分へ変換されうるという
事実を利用するものである。完全な変換がなされればモ
ード変換器の出力での光信号は異なるオーダーである
が、同じ偏光の信号成分のみを包含している。本発明の
原理は一般的にも適用可能であって、好ましい実施態様
ではこの変換は第０（０ｔｈ）オーダー及び第１（１ｔ
ｈ）オーダーの導波モード間にあるであろう。そしても
し全光信号が干渉計の分岐経路上に等しい強度で分布し
て且つ次に両分岐経路からの光分布がその出力で同位相
になれば導波モードはマハゼンダー干渉計（Ｍａｃｈ−
Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）によ
って容易に結合されうる。これらはモード変換器と干渉
計との間に取り入れられた制御可能な位相転換器及び干
渉計の分岐経路の１方中の光学経路長制御によってそれ
ぞれなされうる。
り変換が導波モードの別のオーダーに起こるようせしめ
て、入って来る光信号中のある１つの偏光を有する第１
の信号成分が受動的モード変換器により、該光信号中の
他の偏光を有する第２信号成分をあまり修正することな
しに、他の偏光を有する信号成分へ変換されうるという
事実を利用するものである。完全な変換がなされればモ
ード変換器の出力での光信号は異なるオーダーである
が、同じ偏光の信号成分のみを包含している。本発明の
原理は一般的にも適用可能であって、好ましい実施態様
ではこの変換は第０（０ｔｈ）オーダー及び第１（１ｔ
ｈ）オーダーの導波モード間にあるであろう。そしても
し全光信号が干渉計の分岐経路上に等しい強度で分布し
て且つ次に両分岐経路からの光分布がその出力で同位相
になれば導波モードはマハゼンダー干渉計（Ｍａｃｈ−
Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）によ
って容易に結合されうる。これらはモード変換器と干渉
計との間に取り入れられた制御可能な位相転換器及び干
渉計の分岐経路の１方中の光学経路長制御によってそれ
ぞれなされうる。
【０００６】それ故、本発明は、より好ましくは導波入
力チャネル及び導波出力チャネルが単一モードであり、
該装置はさらに単一モード入力チャネルからバイモード
導波管へ徐々に変換するための導波アダプタを備えてお
り、モード変換器が該アダプタと隣接する第１バイモー
ド導波管を備える受動的モード変換器として構成されて
おり、位相転換器が第１バイモード導波管と隣接する第
２中央バイモード導波管を有しており、結合装置が２つ
の単一モード導波分岐経路及び該分岐経路間の光学経路
長の差を１方の分岐経路で制御可能にする第２制御装置
を備える制御可能なマハゼンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎ
ｄｅｒ）干渉計により形成されて、干渉計の分岐経路が
１方で第１対称Ｙ字接続により位相転換器の第２バイモ
ード導波管に結合しており他方が第２対称Ｙ字接続によ
り出力チャネルに結合していることを特徴とする先の光
学装置である。
力チャネル及び導波出力チャネルが単一モードであり、
該装置はさらに単一モード入力チャネルからバイモード
導波管へ徐々に変換するための導波アダプタを備えてお
り、モード変換器が該アダプタと隣接する第１バイモー
ド導波管を備える受動的モード変換器として構成されて
おり、位相転換器が第１バイモード導波管と隣接する第
２中央バイモード導波管を有しており、結合装置が２つ
の単一モード導波分岐経路及び該分岐経路間の光学経路
長の差を１方の分岐経路で制御可能にする第２制御装置
を備える制御可能なマハゼンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎ
ｄｅｒ）干渉計により形成されて、干渉計の分岐経路が
１方で第１対称Ｙ字接続により位相転換器の第２バイモ
ード導波管に結合しており他方が第２対称Ｙ字接続によ
り出力チャネルに結合していることを特徴とする先の光
学装置である。
【０００７】この種の制御可能な偏光変換器の全ての構
成部分は集積光学（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｔｉｃ
ｓ）で標準的な材料を用いて容易に集積化することがで
きる。位相転換器や干渉計に必要とされるような構成部
分の長さが短くても制御可能な伝搬変調が、荷電キャリ
ヤ注入（ｃｈａｒｇｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｉｎｊｅｃｔ
ｉｏｎ）を利用することによってＩｎＰ等の半導体材料
を用いて容易になしえる。好ましい実施態様の制御可能
な偏光変換器はこの点で特徴的である。
成部分は集積光学（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｔｉｃ
ｓ）で標準的な材料を用いて容易に集積化することがで
きる。位相転換器や干渉計に必要とされるような構成部
分の長さが短くても制御可能な伝搬変調が、荷電キャリ
ヤ注入（ｃｈａｒｇｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｉｎｊｅｃｔ
ｉｏｎ）を利用することによってＩｎＰ等の半導体材料
を用いて容易になしえる。好ましい実施態様の制御可能
な偏光変換器はこの点で特徴的である。
【０００８】本発明の装置はまた相互方向に使用するこ
とも可能である。その場合本発明の装置は、導波入力チ
ャネルを経由して入って来て且つ偏光ＴＸ（ＴＥまたは
ＴＭ）を有して伝搬する光信号を、導波出力チャネルを
経由して流出し且つ所望の偏光を有して伝搬する光信号
へ制御可能に変換するための光学装置で、該装置が
（１）入力信号の第１信号部分を偏光ＴＹ（ＴＭ又はＴ
Ｅ）を有して伝搬する第１信号成分へ変換するための偏
光変換装置及び（２）該第１信号成分と該入力信号の第
２の残留信号部分により形成される第２信号成分との間
の位相を制御するための位相制御装置を有しており、
（３）流出する光は第１信号成分及び第２信号成分から
形成される上記光学装置であって、さらに、（ａ）制御
可能な変換装置が入力信号の第１信号部分を、同じ偏光
を有して該入力信号と異なる順序の導波モードで伝搬す
る中間信号成分へ制御可能に変換するようせしめられて
おり、（ｂ）位相制御装置が該中間信号成分と第２信号
成分との間の相対位相を制御する第１制御装置を備える
制御可能な位相転換器を有しており、そして（ｃ）偏光
変換装置が該中間信号成分を第１信号成分に変換するた
めのモード変換器を有していることを特徴とする上記の
光学装置である。
とも可能である。その場合本発明の装置は、導波入力チ
ャネルを経由して入って来て且つ偏光ＴＸ（ＴＥまたは
ＴＭ）を有して伝搬する光信号を、導波出力チャネルを
経由して流出し且つ所望の偏光を有して伝搬する光信号
へ制御可能に変換するための光学装置で、該装置が
（１）入力信号の第１信号部分を偏光ＴＹ（ＴＭ又はＴ
Ｅ）を有して伝搬する第１信号成分へ変換するための偏
光変換装置及び（２）該第１信号成分と該入力信号の第
２の残留信号部分により形成される第２信号成分との間
の位相を制御するための位相制御装置を有しており、
（３）流出する光は第１信号成分及び第２信号成分から
形成される上記光学装置であって、さらに、（ａ）制御
可能な変換装置が入力信号の第１信号部分を、同じ偏光
を有して該入力信号と異なる順序の導波モードで伝搬す
る中間信号成分へ制御可能に変換するようせしめられて
おり、（ｂ）位相制御装置が該中間信号成分と第２信号
成分との間の相対位相を制御する第１制御装置を備える
制御可能な位相転換器を有しており、そして（ｃ）偏光
変換装置が該中間信号成分を第１信号成分に変換するた
めのモード変換器を有していることを特徴とする上記の
光学装置である。
【０００９】相互方向使用時に位相制御装置を使用しな
いか又は装置自体を組み込まなければ、本発明の光学装
置はまさに偏光変調又は偏光スイッチングに好適であ
る。本発明の装置は既知の方法を用いて容易に集積化す
ることのできる制御可能な偏光変換器を提供するもので
あって、導波管構造物を単一のエッチング工程で作製す
ることができ、製造時に問題としなければならない媒介
変数は全く必要とせず、そしてＩｎＰ等の半導体材料上
に集積する場合も制御のために必要とされる制御電流は
比較的低いものである。
いか又は装置自体を組み込まなければ、本発明の光学装
置はまさに偏光変調又は偏光スイッチングに好適であ
る。本発明の装置は既知の方法を用いて容易に集積化す
ることのできる制御可能な偏光変換器を提供するもので
あって、導波管構造物を単一のエッチング工程で作製す
ることができ、製造時に問題としなければならない媒介
変数は全く必要とせず、そしてＩｎＰ等の半導体材料上
に集積する場合も制御のために必要とされる制御電流は
比較的低いものである。
【００１０】本欄で用いた参照文献は次の通りである。
参照文献１，エヌ ジー ウォーカー及びジー アール
ウォーカー，「ポラリゼーション コントロール フ
ォー コヒーレント オプチカル ファイバーシステ
ム」ブリティシュ テレコム テクノロジー，５巻 ２
号，１９８７年４月，６３−７６頁（Ｎ．Ｇ．Ｗａｌｋ
ｅｒ ａｎｄ Ｇ．Ｒ．Ｗａｌｋｅｒ，“Ｐｏｌａｒｉ
ｓａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｃｏｈｅｒｅ
ｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｒｅ ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”，Ｂｒ．Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｊ．，
Ｖｏｌ ５，Ｎｏ．２，Ａｐｒｉｌ １９８７，ｐｐ．
６３−７６），参照文献２，イギリス国特許公開第２０
９０９９２号「ポラリゼーショントランスフォーマー」
（ＧＢ−Ａ−２０９０９９２：“Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉ
ｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ”），参照文献３，ヨー
ロッパ特許公開第０５１３９１９号「モードコンバータ
ー」（ＥＰ−Ａ−０５１３９１９（本願出願人の出
願）：Ｍｏｄｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．）
参照文献１，エヌ ジー ウォーカー及びジー アール
ウォーカー，「ポラリゼーション コントロール フ
ォー コヒーレント オプチカル ファイバーシステ
ム」ブリティシュ テレコム テクノロジー，５巻 ２
号，１９８７年４月，６３−７６頁（Ｎ．Ｇ．Ｗａｌｋ
ｅｒ ａｎｄ Ｇ．Ｒ．Ｗａｌｋｅｒ，“Ｐｏｌａｒｉ
ｓａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｃｏｈｅｒｅ
ｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｒｅ ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”，Ｂｒ．Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｊ．，
Ｖｏｌ ５，Ｎｏ．２，Ａｐｒｉｌ １９８７，ｐｐ．
６３−７６），参照文献２，イギリス国特許公開第２０
９０９９２号「ポラリゼーショントランスフォーマー」
（ＧＢ−Ａ−２０９０９９２：“Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉ
ｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ”），参照文献３，ヨー
ロッパ特許公開第０５１３９１９号「モードコンバータ
ー」（ＥＰ−Ａ−０５１３９１９（本願出願人の出
願）：Ｍｏｄｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．）
【００１１】偏光制御にはコヒーレント光受容器で２通
りの方法が用いられうる。第１の可能性として、偏光制
御によって未知の偏光を有する受容信号の偏光状態をロ
ーカル発振器から発生する信号の偏光状態へ調節でき
る。第２の可能性はローカル発振器から発生した信号の
偏光状態を未知の偏光を有している受容信号のそれに変
更しうる。図１は本発明による制御可能な偏光変換器の
構造を図式的に示しており、偏光変換器は２つの偏光制
御方法のいずれも採用しうる。第１のものは左から右へ
の信号方向で作動しうる。第２の可能性ではもし変換器
が相互方向に用いられるならば右から左への信号方向で
ある。図１に図式的に示す通り、偏光変換器は単一モー
ドのチャネル型の入力導波管１及び出力導波管２を備え
ており、その間に互いに隣接して連続している次の導波
部分を備えている：すなわち単一モード導波管からバイ
モード（２モード）導波管への導波管アダプタ（結合
器）３，ＴＸ００波モード及びＴＹ００導波モードで信
号成分を有している信号のＴＸ００成分のみをさらにＴ
Ｙ０１導波モードで伝搬する信号成分に変換してＴＹ
００成分には何ら影響を与えないモード変換器４（但し
ここでＴＸ及びＴＹは偏光ＴＥ又はＴＭの１方を表して
おり、ＴＸはＴＹと同一ではない）、位相制御装置６
（点線の四角の部分）によって導波モードＴＹ００及び
ＴＹ０１で伝搬する信号成分間で位相を制御しうる制御
可能な位相転換器５、導波管分岐線路８及び９を有して
いて該分岐経路９中で制御装置１０（点線四角の部分）
により光学経路長が制御可能であるマハゼンダー（Ｍａ
ｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計を備えている。
りの方法が用いられうる。第１の可能性として、偏光制
御によって未知の偏光を有する受容信号の偏光状態をロ
ーカル発振器から発生する信号の偏光状態へ調節でき
る。第２の可能性はローカル発振器から発生した信号の
偏光状態を未知の偏光を有している受容信号のそれに変
更しうる。図１は本発明による制御可能な偏光変換器の
構造を図式的に示しており、偏光変換器は２つの偏光制
御方法のいずれも採用しうる。第１のものは左から右へ
の信号方向で作動しうる。第２の可能性ではもし変換器
が相互方向に用いられるならば右から左への信号方向で
ある。図１に図式的に示す通り、偏光変換器は単一モー
ドのチャネル型の入力導波管１及び出力導波管２を備え
ており、その間に互いに隣接して連続している次の導波
部分を備えている：すなわち単一モード導波管からバイ
モード（２モード）導波管への導波管アダプタ（結合
器）３，ＴＸ００波モード及びＴＹ００導波モードで信
号成分を有している信号のＴＸ００成分のみをさらにＴ
Ｙ０１導波モードで伝搬する信号成分に変換してＴＹ
００成分には何ら影響を与えないモード変換器４（但し
ここでＴＸ及びＴＹは偏光ＴＥ又はＴＭの１方を表して
おり、ＴＸはＴＹと同一ではない）、位相制御装置６
（点線の四角の部分）によって導波モードＴＹ００及び
ＴＹ０１で伝搬する信号成分間で位相を制御しうる制御
可能な位相転換器５、導波管分岐線路８及び９を有して
いて該分岐経路９中で制御装置１０（点線四角の部分）
により光学経路長が制御可能であるマハゼンダー（Ｍａ
ｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計を備えている。
【００１３】モード変換器４には受動的１００％変換器
（ｐａｓｓｉｖｅ １００％ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が
好適に選ばれるが、これは参照文献３に記載される種類
のものである。本発明の実施に当っては２つのモード変
換器、すなわちＴＥ００→ＴＭ０１モード変換器及びＴ
Ｍ００→ＴＥ０１モード変換器が使用できる。これ以降
の実施例では便宜上ＴＭ００→ＴＥ０１モード変換器を
備える制御可能な偏光変換器について述べていく。該モ
ード変換器はその経度方向で周期的に変わる幾何学構造
を有する中央バイモードの導波管１１を有していて、こ
れは図中では全長に渡って収縮部と拡張部の交互繰り返
しで表わされている。
（ｐａｓｓｉｖｅ １００％ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が
好適に選ばれるが、これは参照文献３に記載される種類
のものである。本発明の実施に当っては２つのモード変
換器、すなわちＴＥ００→ＴＭ０１モード変換器及びＴ
Ｍ００→ＴＥ０１モード変換器が使用できる。これ以降
の実施例では便宜上ＴＭ００→ＴＥ０１モード変換器を
備える制御可能な偏光変換器について述べていく。該モ
ード変換器はその経度方向で周期的に変わる幾何学構造
を有する中央バイモードの導波管１１を有していて、こ
れは図中では全長に渡って収縮部と拡張部の交互繰り返
しで表わされている。
【００１４】位相転換器５はバイモードの導波管１２と
して構成されてよく、これは単に中央バイモード導波管
１１の続きであってもよく、そこで適切な装置によって
十分な効果を得て屈折率を変更できるのであれば、モー
ド変換器から現われる同じ偏光を有する異なる導波モー
ドの信号成分間の相互の位相はこの部分で調節されう
る。
して構成されてよく、これは単に中央バイモード導波管
１１の続きであってもよく、そこで適切な装置によって
十分な効果を得て屈折率を変更できるのであれば、モー
ド変換器から現われる同じ偏光を有する異なる導波モー
ドの信号成分間の相互の位相はこの部分で調節されう
る。
【００１５】干渉計７は対称Ｙ字接続１３によりバイモ
ード導波管１２と隣接し、該Ｙ字接続はバイモード導波
管１２を分岐して２つの単一モードの導波管すなわち分
岐経路８及び９へ分岐する。これらの単一モード導波管
分岐路８及び９は対称Ｙ字接続１４で再び結合して単一
モード出力導波管２へ変換される。
ード導波管１２と隣接し、該Ｙ字接続はバイモード導波
管１２を分岐して２つの単一モードの導波管すなわち分
岐経路８及び９へ分岐する。これらの単一モード導波管
分岐路８及び９は対称Ｙ字接続１４で再び結合して単一
モード出力導波管２へ変換される。
【００１６】次の通り動作する。左から右への信号方向
が与えられると未知の偏光を有している信号がＴＥ偏光
状態の信号に変換される。未知の偏光を有して単一モー
ドのチャネル型導波管１を経由して入って来る信号は一
般に任意の相対強度及び任意の相対位相のＴＥ００成分
及びＴＭ００成分を含んでいる。該信号はアダプタ３を
経由してモード変換器４のバイモード導波管１２へ伝搬
する。該モード変換器４でＴＭ００成分はＴＥ０１成分
へと変換されるが、ＴＥ００成分は実質上の変更を受け
ない。しかし得られたＴＥ０１成分は依然ＴＥ００成分
と比較して未知の強度と位相を有している。もしＴＥ
００成分とＴＥ０１成分の間の相互の位相差が制御装置
６により位相転換器５で＋π／２又は−π／２に調節さ
れれば、位相転換器を越えて該信号は対称Ｙ字接続１３
を経由して干渉計７の２つの分岐経路８，９上に等しい
強度を有する信号部分へ分布するであろう。もし分岐経
路８，９間の光学波長差が分岐経路９で制御装置１０に
より２つの信号部分がＹ字接続１４で同位相に達するよ
う調節されれば、該２つの信号は結合してさらに出力導
波管２中をＴＥ００導波モードで伝搬する最大信号を形
成するであろう。偏光制御器として使用するには制御可
能な偏光変換器の制御装置６及び１０を出力導波管中の
最大信号に調節する。
が与えられると未知の偏光を有している信号がＴＥ偏光
状態の信号に変換される。未知の偏光を有して単一モー
ドのチャネル型導波管１を経由して入って来る信号は一
般に任意の相対強度及び任意の相対位相のＴＥ００成分
及びＴＭ００成分を含んでいる。該信号はアダプタ３を
経由してモード変換器４のバイモード導波管１２へ伝搬
する。該モード変換器４でＴＭ００成分はＴＥ０１成分
へと変換されるが、ＴＥ００成分は実質上の変更を受け
ない。しかし得られたＴＥ０１成分は依然ＴＥ００成分
と比較して未知の強度と位相を有している。もしＴＥ
００成分とＴＥ０１成分の間の相互の位相差が制御装置
６により位相転換器５で＋π／２又は−π／２に調節さ
れれば、位相転換器を越えて該信号は対称Ｙ字接続１３
を経由して干渉計７の２つの分岐経路８，９上に等しい
強度を有する信号部分へ分布するであろう。もし分岐経
路８，９間の光学波長差が分岐経路９で制御装置１０に
より２つの信号部分がＹ字接続１４で同位相に達するよ
う調節されれば、該２つの信号は結合してさらに出力導
波管２中をＴＥ００導波モードで伝搬する最大信号を形
成するであろう。偏光制御器として使用するには制御可
能な偏光変換器の制御装置６及び１０を出力導波管中の
最大信号に調節する。
【００１７】変換器を相互方向に使用する場合、右から
左の信号方向では既知の偏光（ここではＴＥ偏光）を有
する信号は制御装置６及び１０を調節することにより所
望の偏光状態に変換することができる。導波管２から入
って来るＴＥ偏光の信号はＹ字接続１４で同一の強度と
導波モードを有する信号部分へ分岐されて干渉計７の分
岐経路８，９に沿って伝搬する。該信号部分がＹ字接続
１３で再び結合する相対位相差に依存して該結合信号は
位相転換器５のバイモード導波管１２中を伝搬するが、
この時排他的にＴＥ００モード（相対位相差が２ｋπラ
ジアン。ここでｋは０，±１，±２等である。）又は排
他的にＴＥ０１モード（相対位相差が（２ｋ＋１）πラ
ジアン。ここでｋは０，±１，±２等である。）又はＴ
Ｅ００モード及びＴＥ０１モードの信号成分を有する混
合された信号であって、相対位相差に直接依存する振幅
比を有している。
左の信号方向では既知の偏光（ここではＴＥ偏光）を有
する信号は制御装置６及び１０を調節することにより所
望の偏光状態に変換することができる。導波管２から入
って来るＴＥ偏光の信号はＹ字接続１４で同一の強度と
導波モードを有する信号部分へ分岐されて干渉計７の分
岐経路８，９に沿って伝搬する。該信号部分がＹ字接続
１３で再び結合する相対位相差に依存して該結合信号は
位相転換器５のバイモード導波管１２中を伝搬するが、
この時排他的にＴＥ００モード（相対位相差が２ｋπラ
ジアン。ここでｋは０，±１，±２等である。）又は排
他的にＴＥ０１モード（相対位相差が（２ｋ＋１）πラ
ジアン。ここでｋは０，±１，±２等である。）又はＴ
Ｅ００モード及びＴＥ０１モードの信号成分を有する混
合された信号であって、相対位相差に直接依存する振幅
比を有している。
【００１８】該位相差は制御装置１０により分岐経路
８，９間の光学波長差を制御することによって調節され
うる。モード変換器４ではＴＥ０１モードの信号成分が
ＴＭ００モードの信号成分に変換される一方、混合され
た信号のＴＭ００モード中の別の信号成分は変化せずに
モード変換器を通過する。どちらの信号成分もさらに変
化していない形態で第１アダプタ３及び単一モード導波
管を経由して伝搬する。アダプタ３を通過して２つの信
号成分間に存在する相対位相差は位相転換器５の制御装
置６によって調節されうる。それゆえにＴＥ偏光を有し
て導波管２から入って来る信号は制御装置１０による振
幅制御及び制御装置６による位相制御によって、所望の
偏光を有して導波管１から流出していく信号に変換され
うる。制御装置６による位相制御を省略するか或いは制
御装置６をなくしてしまえば、この偏光変換器は例えば
「データ インデュースト ポラリゼーション スイッ
チング（ＤＩＰＳ，ｄａｔａ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｏｌ
ａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）」処理等に
使用されるように偏光変調に関する両方向（ｒｅｃｉｐ
ｒｏｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）において非常に好ま
しいものである。干渉計の制御装置１０により振幅を制
御することによって、二進数の「０」及び「１」に対応
する電気信号を対応する、ＴＥ００及びＴＥ０１信号と
して変換することができる。そしてモード変換器４で
は、これら二進数値を表すものとしてＴＥモード及びＴ
Ｍモードが発生せしめられる。
８，９間の光学波長差を制御することによって調節され
うる。モード変換器４ではＴＥ０１モードの信号成分が
ＴＭ００モードの信号成分に変換される一方、混合され
た信号のＴＭ００モード中の別の信号成分は変化せずに
モード変換器を通過する。どちらの信号成分もさらに変
化していない形態で第１アダプタ３及び単一モード導波
管を経由して伝搬する。アダプタ３を通過して２つの信
号成分間に存在する相対位相差は位相転換器５の制御装
置６によって調節されうる。それゆえにＴＥ偏光を有し
て導波管２から入って来る信号は制御装置１０による振
幅制御及び制御装置６による位相制御によって、所望の
偏光を有して導波管１から流出していく信号に変換され
うる。制御装置６による位相制御を省略するか或いは制
御装置６をなくしてしまえば、この偏光変換器は例えば
「データ インデュースト ポラリゼーション スイッ
チング（ＤＩＰＳ，ｄａｔａ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｏｌ
ａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）」処理等に
使用されるように偏光変調に関する両方向（ｒｅｃｉｐ
ｒｏｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）において非常に好ま
しいものである。干渉計の制御装置１０により振幅を制
御することによって、二進数の「０」及び「１」に対応
する電気信号を対応する、ＴＥ００及びＴＥ０１信号と
して変換することができる。そしてモード変換器４で
は、これら二進数値を表すものとしてＴＥモード及びＴ
Ｍモードが発生せしめられる。
【００１９】図１に示されている偏光変換器の導波部分
全体は原則的に、標準的な導波管材料及びその構造を用
いて既知の集積技術で完全に製造することができる。し
かしながら少なくとも位相転換器５及び干渉計１０の分
岐経路９を製造する導波管材料には上述した位相制御及
び光学経路長の可能性を常に有さなければならないとい
う制限はある。理論上は電気−光学的、熱−光学的、光
−光学的効果等の効果によって、導波管材料又はその周
囲及び整合修正装置（ｍａｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｉｆｙ
ｉｎｇ ｍｅａｎｓ）の材料を好適に選択して所望の制
御がなしえる。しかし好ましくは電気−光学的効果、特
には半導体材料への荷電キャリヤ注入を利用する。
全体は原則的に、標準的な導波管材料及びその構造を用
いて既知の集積技術で完全に製造することができる。し
かしながら少なくとも位相転換器５及び干渉計１０の分
岐経路９を製造する導波管材料には上述した位相制御及
び光学経路長の可能性を常に有さなければならないとい
う制限はある。理論上は電気−光学的、熱−光学的、光
−光学的効果等の効果によって、導波管材料又はその周
囲及び整合修正装置（ｍａｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｉｆｙ
ｉｎｇ ｍｅａｎｓ）の材料を好適に選択して所望の制
御がなしえる。しかし好ましくは電気−光学的効果、特
には半導体材料への荷電キャリヤ注入を利用する。
【００２０】ＩｎＰ等の材料を用いる場合、図１の偏光
変換器の導波構造物全体をリッジ型（ｒｉｄｇｅ−ｔｙ
ｐｅ）の導波管と同型に製造することができる。その断
面図を図２に示す。いずれもＩｎＰから成る基板２１と
上層２２との間には厚さｔのＩｎＧａＡｓＰから成る光
−導波層（ｌｉｇｈｔ−ｇｕｉｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ）
２３が位置する。導波構造物全体に渡って上層２２は全
高Ｈに対して固定された高さｈ及び種々の連続している
導波管１，３，１１，１２，８，９及び２に対して変化
する幅ｗを有するリッジ型プラットホーム２２．１を適
切な場所に有する。バイモード導波管１２及び単一モー
ド導波管９に荷電キャリヤを注入するために平面電極２
４が基板１１の下側に、少なくとも各導波管９及び１２
の一部分の下側、例えば図１中に制御装置１０及び６を
示すのに点線四角で示されている部分の下側に施されて
いる。各導波管９及び１２のそれぞれのリッジ型プラッ
トホームの平面電極２４の上方には帯型電極２５が位置
している。電流を供給するために各導波管９及び１２で
供給線及びドレーン線を経由して制御可能な電流源を電
極２４及び２５に接続すると、知られているように上層
２２への荷電キャリヤ注入がリッジ型プラットホーム２
２．１の位置で起きて、その結果屈折率の変更が起こ
る。この様に各制御装置６及び１０は電極対２４及び２
５を有する。制御装置１０の一部を形成する電極２５は
臨界的なものではなく、図にある様に幅ｗと比較して狭
く選ばれうるものの、好適にはリッジ型プラットホーム
２２．１と同じ幅を有する。
変換器の導波構造物全体をリッジ型（ｒｉｄｇｅ−ｔｙ
ｐｅ）の導波管と同型に製造することができる。その断
面図を図２に示す。いずれもＩｎＰから成る基板２１と
上層２２との間には厚さｔのＩｎＧａＡｓＰから成る光
−導波層（ｌｉｇｈｔ−ｇｕｉｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ）
２３が位置する。導波構造物全体に渡って上層２２は全
高Ｈに対して固定された高さｈ及び種々の連続している
導波管１，３，１１，１２，８，９及び２に対して変化
する幅ｗを有するリッジ型プラットホーム２２．１を適
切な場所に有する。バイモード導波管１２及び単一モー
ド導波管９に荷電キャリヤを注入するために平面電極２
４が基板１１の下側に、少なくとも各導波管９及び１２
の一部分の下側、例えば図１中に制御装置１０及び６を
示すのに点線四角で示されている部分の下側に施されて
いる。各導波管９及び１２のそれぞれのリッジ型プラッ
トホームの平面電極２４の上方には帯型電極２５が位置
している。電流を供給するために各導波管９及び１２で
供給線及びドレーン線を経由して制御可能な電流源を電
極２４及び２５に接続すると、知られているように上層
２２への荷電キャリヤ注入がリッジ型プラットホーム２
２．１の位置で起きて、その結果屈折率の変更が起こ
る。この様に各制御装置６及び１０は電極対２４及び２
５を有する。制御装置１０の一部を形成する電極２５は
臨界的なものではなく、図にある様に幅ｗと比較して狭
く選ばれうるものの、好適にはリッジ型プラットホーム
２２．１と同じ幅を有する。
【００２１】制御装置６の一部を形成する電極２５は、
好ましくはバイモード導波管１２のリッジ型プラットホ
ーム２２．１の上方中央に位置する１本の細長い帯とし
て、又はリッジ型プラットホーム２２．１の端近くに位
置する２つの狭い、電気的に対をなす帯として構成され
る。いずれの態様においてもバイモード導波管１２中を
伝搬する２つのモードすなわちＴＥ００及びＴＥ０１モ
ード間の荷電キャリヤ注入により、効果的で制御可能な
位相の転換がなされうる。これは知られるようにそうし
た導波管では第０オーダーモード（ｚｅｒｏｔｈ−ｏｒ
ｄｅｒ ｍｏｄｅ）及び第１オーダーモード（ｆｉｒｓ
ｔ−ｏｒｄｅｒ ｍｏｄｅ）の電界強度分布（ｆｉｅｌ
ｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が
特徴的な相異を示すことに基づいている。特にこの種の
チャネル型導波管の中央では、第１オーダーの伝搬モー
ドについての電界強度が０である一方で、第０オーダー
の伝搬モードは最大である。それゆえこれは必然的に導
波管中の２つ導波モードすなわち第０オーダーモード
（単一の帯）又は第１オーダー（２本の帯）のうち１方
の伝搬定数のみを修正し、そしてその結果、これら伝搬
モード間の相対位相差を修正する可能性を付与せしめる
ものである。
好ましくはバイモード導波管１２のリッジ型プラットホ
ーム２２．１の上方中央に位置する１本の細長い帯とし
て、又はリッジ型プラットホーム２２．１の端近くに位
置する２つの狭い、電気的に対をなす帯として構成され
る。いずれの態様においてもバイモード導波管１２中を
伝搬する２つのモードすなわちＴＥ００及びＴＥ０１モ
ード間の荷電キャリヤ注入により、効果的で制御可能な
位相の転換がなされうる。これは知られるようにそうし
た導波管では第０オーダーモード（ｚｅｒｏｔｈ−ｏｒ
ｄｅｒ ｍｏｄｅ）及び第１オーダーモード（ｆｉｒｓ
ｔ−ｏｒｄｅｒ ｍｏｄｅ）の電界強度分布（ｆｉｅｌ
ｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が
特徴的な相異を示すことに基づいている。特にこの種の
チャネル型導波管の中央では、第１オーダーの伝搬モー
ドについての電界強度が０である一方で、第０オーダー
の伝搬モードは最大である。それゆえこれは必然的に導
波管中の２つ導波モードすなわち第０オーダーモード
（単一の帯）又は第１オーダー（２本の帯）のうち１方
の伝搬定数のみを修正し、そしてその結果、これら伝搬
モード間の相対位相差を修正する可能性を付与せしめる
ものである。
【００２２】
【実施例】以下に例をあげる。次の値は図１及び図２に
示される装置構成を有している制御可能な偏光変換器を
説明するために示すものであって波長１．５μｍの光信
号に好適なものである：リッジ型導波管構造物に対し
て、 ・ＩｎＰ ｎ１の屈折率＝３．１７５３、 ・ＩｎＧａＡｓＰ ｎ１の屈折率＝３．４１１６、 ・ｔ＝０．４７３μｍ，Ｈ＝０．５０４μｍ，ｈ＝０．
２μｍ。 このリッジ型導波管構造物は１つのエッチング工程で製
作することができ、幅ｗは単独で可変の媒介変数であ
る： ・入力導波管１はＴＥ及びＴＭに対して単一モードであ
る必要があり；それ故ｗ＝４．３μｍ最大； ・アダプタ３は単一モードからバイモードへ適合させる
必要があり、バイモードチャネルは好ましくは該チャネ
ルがＴＥ偏光に対してのみバイモードであるような幅を
有して；幅ｗ＝８．５μｍであることがこの目的のため
には好適であって、一方転移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）
のための適合角（ａｄａｐｔａｔｉｏｎａｎｇｌｅ）と
しては約１度が選ばれる；その結果アダプタの長さは約
２００μｍである；
示される装置構成を有している制御可能な偏光変換器を
説明するために示すものであって波長１．５μｍの光信
号に好適なものである：リッジ型導波管構造物に対し
て、 ・ＩｎＰ ｎ１の屈折率＝３．１７５３、 ・ＩｎＧａＡｓＰ ｎ１の屈折率＝３．４１１６、 ・ｔ＝０．４７３μｍ，Ｈ＝０．５０４μｍ，ｈ＝０．
２μｍ。 このリッジ型導波管構造物は１つのエッチング工程で製
作することができ、幅ｗは単独で可変の媒介変数であ
る： ・入力導波管１はＴＥ及びＴＭに対して単一モードであ
る必要があり；それ故ｗ＝４．３μｍ最大； ・アダプタ３は単一モードからバイモードへ適合させる
必要があり、バイモードチャネルは好ましくは該チャネ
ルがＴＥ偏光に対してのみバイモードであるような幅を
有して；幅ｗ＝８．５μｍであることがこの目的のため
には好適であって、一方転移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）
のための適合角（ａｄａｐｔａｔｉｏｎａｎｇｌｅ）と
しては約１度が選ばれる；その結果アダプタの長さは約
２００μｍである；
【００２３】・モード変換器４はＮ＝１１結合表面（ｃ
ｏｕｐｌｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）及びＬ＝９１μｍの
結合長さ（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｌｅｎｇｔｈ）を有する
１００％ＴＭ００→ＴＥ０１モード変換器である；周期
的に変化する収縮部と拡張部を持つ構造部では、各拡張
部の幅ｗ＝８．５μｍであって各収納部の幅はｗ＝６μ
ｍである；モード変換器の全長は約１００μｍである； ・位相転換器５の中央バイモード導波管の幅ｗ＝８μｍ
であり、そして長さは約１ｍｍである；制御装置６の一
部を形成している帯型電極２５はバイモード導波管のリ
ッジ型プラットホーム２２．１の全長に渡って位置し
て、その幅は３μｍである；該帯型電極２５の長さは、
最低値としてＴＥ００モードとＴＥ０１モードとの間で
位相差π／２が達成されうるものでなければならないと
いう事実によって決定されるものである； ・Ｙ字接続１３は約１度の分離角（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ
ａｎｇｌｅ）を有しており、バイモード導波管１２を
互いにおよそ１０μｍ離れた単一モード導波分岐経路
８，９へ変換して、その結果該分岐経路は脱結合され
る；Ｙ字接続１３の長さは従って約５００μｍである；
ｏｕｐｌｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）及びＬ＝９１μｍの
結合長さ（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｌｅｎｇｔｈ）を有する
１００％ＴＭ００→ＴＥ０１モード変換器である；周期
的に変化する収縮部と拡張部を持つ構造部では、各拡張
部の幅ｗ＝８．５μｍであって各収納部の幅はｗ＝６μ
ｍである；モード変換器の全長は約１００μｍである； ・位相転換器５の中央バイモード導波管の幅ｗ＝８μｍ
であり、そして長さは約１ｍｍである；制御装置６の一
部を形成している帯型電極２５はバイモード導波管のリ
ッジ型プラットホーム２２．１の全長に渡って位置し
て、その幅は３μｍである；該帯型電極２５の長さは、
最低値としてＴＥ００モードとＴＥ０１モードとの間で
位相差π／２が達成されうるものでなければならないと
いう事実によって決定されるものである； ・Ｙ字接続１３は約１度の分離角（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ
ａｎｇｌｅ）を有しており、バイモード導波管１２を
互いにおよそ１０μｍ離れた単一モード導波分岐経路
８，９へ変換して、その結果該分岐経路は脱結合され
る；Ｙ字接続１３の長さは従って約５００μｍである；
【００２４】・分岐経路８，９の導波管の幅は４．３μ
ｍ＜ｗ＜６μｍである；制御装置１０の一部を形成して
いる帯型電極２５は、分岐経路８，９が脱結合する分岐
経路９の単一モード導波管のリッジ型プラットホーム２
２．１の長さ約５０μｍに渡って位置しておりその幅は
この部分のリッジ型プラットホームと等しい；制御装置
１０の一部を形成している帯型電極２５の長さ約５０μ
ｍは、最低値として分岐経路８，９間で位相差πラジア
ンに相当する光学的経路長の差が達成されうるものでな
ければならないという事実によって決定される； ・Ｙ字接続１４もまた約１度の分離角を有して、分岐経
路８，９の単一モード導波管を単一モードの出力導波管
２へ変換して、その結果Ｙ字接続１４の長さは約６００
μｍである。 ・出力導波管２はＴＥ偏光用のみの本実施例では単一モ
ードなければならない；これは最大値としての幅ｗ＝６
μｍでなされる。
ｍ＜ｗ＜６μｍである；制御装置１０の一部を形成して
いる帯型電極２５は、分岐経路８，９が脱結合する分岐
経路９の単一モード導波管のリッジ型プラットホーム２
２．１の長さ約５０μｍに渡って位置しておりその幅は
この部分のリッジ型プラットホームと等しい；制御装置
１０の一部を形成している帯型電極２５の長さ約５０μ
ｍは、最低値として分岐経路８，９間で位相差πラジア
ンに相当する光学的経路長の差が達成されうるものでな
ければならないという事実によって決定される； ・Ｙ字接続１４もまた約１度の分離角を有して、分岐経
路８，９の単一モード導波管を単一モードの出力導波管
２へ変換して、その結果Ｙ字接続１４の長さは約６００
μｍである。 ・出力導波管２はＴＥ偏光用のみの本実施例では単一モ
ードなければならない；これは最大値としての幅ｗ＝６
μｍでなされる。
【００２５】帯型電極２５のその他の寸法及び電極の材
料の選択は実質上該電極が形成する各制御装置の制御作
用と相関はない；約２００μｍの厚みはＴｉ（２−５ｎ
ｍ），Ｐｔ（２−５ｎｍ）及びＡｕの積層構造物に標準
的に選ばれるものである。
料の選択は実質上該電極が形成する各制御装置の制御作
用と相関はない；約２００μｍの厚みはＴｉ（２−５ｎ
ｍ），Ｐｔ（２−５ｎｍ）及びＡｕの積層構造物に標準
的に選ばれるものである。
【００２６】こうしてこの種の制御可能な偏光変換器の
全長は約３．３５ｍｍとなり、これは従来の電気光学的
に制御可能な変換器よりも相当に短いものである。この
短縮は主として、受動的モード変換器による偏光変換及
び荷電キャリヤ注入による能動的位相調節という、線形
電気光学的効果よりも格段に注目される効果の結合の結
果としてなしえるのである。
全長は約３．３５ｍｍとなり、これは従来の電気光学的
に制御可能な変換器よりも相当に短いものである。この
短縮は主として、受動的モード変換器による偏光変換及
び荷電キャリヤ注入による能動的位相調節という、線形
電気光学的効果よりも格段に注目される効果の結合の結
果としてなしえるのである。
【図１】本発明の光学的部分構造を図式的に示したもの
である。
である。
【図２】図１の光学的部分に用いられる導波管構造物の
断面図である。
断面図である。
Claims (9)
- 【請求項１】 導波入力チャネルを経由して入って来て
且つ偏光ＴＸ（ＴＥまたはＴＭ）を有する第１導波モー
ドで伝搬する第１入力信号成分および偏光ＴＹ（ＴＭま
たはＴＥ）を有する第２導波モードで伝搬する第２入力
信号成分を未知の比率で有している光信号を、導波出力
チャネルを経由して流出し且つ予め決められた偏光ＴＹ
を有して伝搬する光信号へ制御可能に変換するための光
学装置で、該装置が（１）第１信号成分を偏光ＴＹを有
する第３信号成分へ変換するための偏光変換装置及び
（２）第２信号成分と第３信号成分との間の位相を制御
するための位相制御装置を有する上記光学装置であっ
て、（ａ）偏光装置が、偏光ＴＸを有する第１導波モー
ドで伝搬する第１信号成分を、偏光ＴＹを有する第３導
波モードで且つ第１導波モードのオーダーと異なるオー
ダーで伝搬する第３入力信号成分へ変換するＴＸ→ＴＹ
モード変換器から成り、（ｂ）位相制御装置が第２導波
モードの第２信号成分と第３導波モードの第３信号成分
との間の相対的な位相を調節するための第１制御装置を
備える制御可能な位相転換器から成り、そしてさらに第
２信号成分および第３信号成分を結合させて出力チャネ
ルを経由して流出する光信号を形成する結合装置を有す
ることを特長とする上記の光学装置。 - 【請求項２】 導波入力チャネル及び導波出力チャネル
が単一モードであり、該装置はさらに単一モード入力チ
ャネルからバイモード導波管へ徐々に変換するための導
波アダプタを備えており、モード変換器が該アダプタと
隣接する第１バイモード導波管を備える受動的モード変
換器として構成されており、位相転換器が第１バイモー
ド導波管と隣接する第２中央バイモード導波管を有して
おり、結合装置が２つの単一モード導波分岐経路及び該
分岐経路間の光学経路長の差を１方の分岐経路で制御可
能にする第２制御装置を備える制御可能なマハゼンダー
干渉計により形成されて、干渉計の分岐経路が１方で第
１対称Ｙ字接続により位相転換器の第２バイモード導波
管に結合しており他方が第２対称Ｙ字接続により出力チ
ャネルに結合していることを特徴とする請求項１記載の
光学装置。 - 【請求項３】 導波チャネルが半導体材料中に構成され
ており、第１及び第２の制御装置がそれぞれの導波管へ
荷電キャリヤ注入をするための電極装置であることを特
徴とする請求項２記載の光学装置。 - 【請求項４】 導波入力チャネルを経由して入って来て
且つ偏光ＴＸ（ＴＥまたはＴＭ）を有して伝搬する光信
号を、導波出力チャネルを経由して流出し且つ所望の偏
光を有して伝搬する光信号へ制御可能に変換するための
光学装置で、該装置が（１）入力信号の第１信号部分を
偏光ＴＹ（ＴＭ又はＴＥ）を有して伝搬する第１信号成
分へ変換するための偏光変換装置及び（２）該第１信号
成分と該入力信号の第２の残留信号部分により形成され
る第２信号成分との間の位相を制御するための位相制御
装置を有しており、（３）流出する光は第１信号成分及
び第２信号成分から形成される上記光学装置であって、
さらに、（ａ）制御可能な変換装置が入力信号の第１信
号部分を、同じ偏光を有して該入力信号と異なるオーダ
ーの導波モードで伝搬する中間信号成分へ制御可能に変
換するようせしめられており、（ｂ）位相制御装置が該
中間信号成分と第２信号成分との間の相対位相を制御す
る第１制御装置を備える制御可能な位相転換器を有して
おり、そして（ｃ）偏光変換装置が該中間信号成分を第
１信号成分に変換するためのモード変換器を有している
ことを特徴とする上記の光学装置。 - 【請求項５】 導波入力チャネル及び導波出力チャネル
が単一モードであり、変換装置が２つの単一モード導波
分岐経路及び該分岐経路間の光学経路長の差を１方の分
岐経路で制御する第２制御装置を備える制御可能なマハ
ゼンダー干渉計により形成されて、干渉計の分岐経路が
１方で第１対称Ｙ字接続により入力チャネルに結合して
おり他方が第２対称Ｙ字接続により位相転換器に結合し
ていて、位相転換器が該第２対称Ｙ字接続と隣接する第
１の中央バイモード導波管を有しており、モード変換器
が該位相転換器の該第１バイモード導波管と隣接する第
２バイモード導波管を備える受動的モード変換器として
構成されており、該装置がさらに該モード変換器の該第
２バイモード導波管から単一モード出力チャネルへ徐々
に変換するための導波アダプタを備えることを特徴とす
る請求項４記載の光学装置。 - 【請求項６】 導波チャネルが半導体材料中に構成され
ており、第１及び第２の制御装置がそれぞれの導波管へ
荷電キャリヤ注入をするための電極装置であることを特
徴とする請求項５記載の光学装置。 - 【請求項７】 導波入力チャネルを経由して入って来て
且つ偏光ＴＸ（ＴＥまたはＴＭ）を有して伝搬する光信
号を、導波出力チャネルを経由して流出し且つ偏光ＴＥ
及び偏光ＴＭの制御可能な混合物を有する光信号へ制御
可能に変換するための光学装置で、該装置が（１）入力
信号の第１信号部分を偏光ＴＹ（ＴＭ又はＴＥ）を有し
て伝搬する第１信号成分へ変換するための偏光変換装置
を有しており、（２）流出する光は該第１信号成分と該
入力信号の第２の残留信号部分により形成される第２信
号成分から形成される上記光学装置であって、さらに、
（ａ）制御可能な変換装置が入力信号の第１信号部分
を、同じ偏光で入力信号と異なるオーダーの導波モード
で伝搬する中間信号成分へ制御可能に変換するようせし
められており、（ｂ）偏光変換装置が該中間信号成分を
第１信号成分に変換するためのモード変換器を有してい
ることを特徴とする上記の光学装置。 - 【請求項８】 導波入力チャネル及び導波出力チャネル
が単一モードであり、変換装置が２つの単一モード導波
分岐経路及び該分岐経路間の光学経路長の差を１方の分
岐経路で制御する制御装置を備える制御可能なマハゼン
ダー干渉計により形成されて、干渉計の分岐経路が１方
で第１対称Ｙ字接続により該入力チャネルに結合してお
り他方が第２対称Ｙ字接続によりモード変換器に結合し
ており、モード変換器が該第２対称Ｙ字接続と隣接する
第２バイモード導波管を備える受動的モード変換器とし
て構成されており、該装置がさらに該モード変換器の該
第２バイモード導波管から単一モード出力チャネルへ徐
々に変換するための導波アダプタを備えることを特徴と
する請求項７記載の光学装置。 - 【請求項９】 導波チャネルが半導体材料中に構成され
ており、制御装置がそれぞれの導波管へ荷電キャリヤ注
入をするための電極装置であることを特徴とする請求項
８記載の光学装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9200576 | 1992-03-27 | ||
| NL9200576A NL9200576A (nl) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Regelbare polarisatie-omvormer. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618824A true JPH0618824A (ja) | 1994-01-28 |
| JP2632123B2 JP2632123B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=19860624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5105820A Expired - Lifetime JP2632123B2 (ja) | 1992-03-27 | 1993-03-29 | 制御可能な偏光変換器 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5285507A (ja) |
| EP (1) | EP0562695B1 (ja) |
| JP (1) | JP2632123B2 (ja) |
| AT (1) | ATE156600T1 (ja) |
| CA (1) | CA2092778C (ja) |
| DE (1) | DE69312773T2 (ja) |
| ES (1) | ES2106261T3 (ja) |
| FI (1) | FI115077B (ja) |
| NL (1) | NL9200576A (ja) |
| NO (1) | NO931047L (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2015059989A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 沖電気工業株式会社 | 光導波路素子 |
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| NL9300205A (nl) * | 1993-02-02 | 1994-09-01 | Nederland Ptt | Geintegreerde optische component voor het manipuleren van de polarisatie van optische signalen. |
| NL9300204A (nl) * | 1993-02-02 | 1994-09-01 | Nederland Ptt | Geintegreerde optische component voor het manipuleren van de polarisatie van optische signalen. |
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