JPH063721A - コヒーレント光通信用光受信装置 - Google Patents

コヒーレント光通信用光受信装置

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JPH063721A
JPH063721A JP4158996A JP15899692A JPH063721A JP H063721 A JPH063721 A JP H063721A JP 4158996 A JP4158996 A JP 4158996A JP 15899692 A JP15899692 A JP 15899692A JP H063721 A JPH063721 A JP H063721A
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JP
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beam splitter
polarization beam
light
polarization
optical
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JP4158996A
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Yoshito Onoda
義人 小野田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バランス型偏波ダイバーシティ方式によるコ
ヒーレント光通信用光受信装置に関し、光受信装置の経
済化を図る。 【構成】 信号光と局部発振光とを混合して第1,第2
の分岐光を出力する光カプラ1と、この光カプラ1から
の第1,第2の分岐光を第1乃至第4の偏光ビームに分
離する偏光ビームスプリッタ2と、この偏光ビームスプ
リッタ2からの第1乃至第4の偏光ビームを入射させる
受光素子7〜10からなる受光部3とを備えると共に、
偏光ビームスプリッタ2を、光カプラ1に対して、第1
乃至第4の偏光ビームに垂直な面内で、平行移動若しく
はホルダー11とフランジ12との間の回動により調整
可能に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バランス型偏波ダイバ
ーシティ方式によるコヒーレント光通信用光受信装置に
関する。コヒーレント(Coherent )光通信方式は、強
度変調・直接検波光通信方式に比較して受信感度を大幅
に改善できるものである。このコヒーレント光通信方式
に於ける光受信装置としては、偏波ダイバーシティ方式
とバランス型方式とを組合せたバランス型偏波ダイバー
シティ方式による構成が知られている。このような光受
信装置を経済的に構成することが要望されている。
【0002】
【従来の技術】コヒーレント光通信方式に於いては、ホ
モダイン検波方式又はヘテロダイン検波方式による光受
信装置により光信号を受信処理するものであり、例え
ば、ヘテロダイン検波方式に於いては、周波数(波長)
が互いに異なる受信光と局部発振光とを光カプラ等によ
り混合して中間周波信号とし、これを検波して受信処理
するものである。又送信側では、レーザー光を送信デー
タに従って位相,又は周波数,振幅変調するもので、直
線偏波光としてシングルモード光ファイバにより伝送さ
れる。
【0003】シングルモード光ファイバにより長距離伝
送した場合、直線偏波光は楕円偏波光となったり、或い
は偏波方向が回転したりする場合が多く、又偏波方向の
揺らぎが生じる場合がある。このように、送信側の直線
偏波光の偏波状態の変化や揺らぎにより、局部発振光と
の混合効率が低下することになる。そこで、このような
欠点を改善する為、受信光を直交する偏波成分に分離
し、それぞれの偏波成分と局部発振光とを混合して、中
間周波信号とし、偏波成分対応の中間周波信号を検波し
て合成する偏波ダイバーシティ方式が提案された。
【0004】又局部発振光の強度雑音によるC/N劣化
の問題点を解決する為に、受信光と局部発振光とを混合
した時に、二つの出力光が得られるから、これをそれぞ
れ電気信号に変換して合成するもので、二つの出力光に
含まれる局部発振光の強度雑音成分は同相となり、又ビ
ート信号成分は逆相となるから、二つの出力光を電気信
号に変換して、ビート信号成分は相加され、強度雑音成
分は相殺されるように合成するバランス型方式が提案さ
れた。
【0005】前述の偏波ダイバーシテイ受信方式とバラ
ンス型受信方式とを組合せたバランス型偏波ダイバーシ
ティ方式は、両者の利点を有するものであり、例えば、
図4に示す構成を有するものである。同図に於いて、4
1は光カプラ、42は偏光ビームスプリッタ、43は受
光部、44,45は定偏波光ファイバ、46は平板マイ
クロレンズ、47〜50はPINホトダイオード等の受
光素子、51,52は増幅器である。
【0006】送信側からの信号光は、定偏波光ファイバ
44を介して導波路型等の光カプラ41に入射され、又
半導体レーザー等からの局部発振光は定偏波光ファイバ
45を介して光カプラ41に入射され、信号光と局部発
振光とが混合されて、二つの出力光として分岐出力され
る。この分岐光は、平板マイクロレンズ46を介して、
ルチル(TiO2 )等の複屈折結晶からなる偏光ビーム
スプリッタ42に入射され、二つの分岐光はそれぞれ両
矢印で示すように、直交する偏波成分に分離されて、受
光部43の4個のPINホトダイオード等の受光素子4
7〜50に入射される。
【0007】偏光ビームスプリッタ42により、第1の
分岐光が第1,第2の偏光ビームに分離され、第2の分
岐光が第3,第4の偏光ビームに分岐され、第1,第2
の偏光ビームは受光素子47,48に入射され、第3,
第4の偏光ビームは受光素子49,50に入射される場
合を示し、受光素子47,49は直列接続されて、その
接続点に増幅器51の入力端子が接続され、受光素子4
8,50は直列接続されて、その接続点に増幅器52の
入力端子が接続され、増幅器51,52の出力信号は、
図示を省略した合成回路により、位相調整等が行われて
合成される。
【0008】受光素子47,49に入射される第1,第
3の偏光ビームのビート信号成分は逆相であり、又強度
雑音成分は同相であるから、受光素子47,49を直列
接続した接続点には、ビート信号成分が相加され、強度
雑音成分が相殺された信号が現れることになり、増幅器
51により増幅して出力する。同様に、受光素子48,
50に入射される第2,第4の偏光ビームのビート信号
成分は逆相であり、又強度雑音成分は同相であるから、
受光素子48,50を直列接続した接続点には、ビート
信号成分が相加され、強度雑音成分が相殺された信号が
現れる。そこで、増幅器51,52により増幅した信号
の位相を調整して合成することにより、偏波方向の揺ら
ぎ等による影響を除去すると共に、強度雑音を抑圧して
C/Nを改善した受信信号が得られる。
【0009】図5は偏光ビームスプリッタの説明図であ
り、(A)は平面図、(B)は側面図に相当し、Zは偏
光ビームの主軸方向、X,Yはこの主軸に対してそれぞ
れ直交する方向を示す。前述のように、光カプラ41か
ら平板マイクロレンズ46を介して偏光ビームスプリッ
タ42に入射される第1,第2の分岐光をBP1,BP
2とし、偏光ビームスプリッタ42を構成する複屈折結
晶の光学軸を図示のように定めると、第1〜第4の偏光
ビームP1〜P4は(A)の点線丸印で示すように分離
されてほぼ平行に出力される。この第1,第2の偏光ビ
ームP1,P2の間隔及び第3,第4の偏光ビームP
3,P4の間隔は、偏光ビームスプリッタ42の厚さに
より選定することができるもので、例えば、受光部43
の受光素子47〜50の配置間隔を125μmとする
と、複屈折率の値によっても相違するが、例えば、偏光
ビームスプリッタ42の厚さは1.25mmとすること
ができる。
【0010】
【発明が解決しようとする問題点】受光部43は受光素
子47〜50を集積回路化した構成を有するものである
から、偏光ビームスプリッタ42により分離された第1
〜第4の偏光ビームP1〜P4が正確に受光部43の受
光素子47〜50に入射できるように、その光学軸及び
厚さを選定する必要がある。従って、微小な偏光ビーム
スプリッタ42を高精度に製作する必要があるから、非
常に高価なものとなる。
【0011】又信号光及び局部発振光を光カプラ41に
入射させる定偏波光ファイバ44,45の主軸の方向に
対して、偏光ビームスプリッタ42の光学軸がずれた場
合、周囲温度の変化等の環境変化による影響を敏感に受
けることになるから、正確に組立てる必要がある。従っ
て、各部を正確に位置決めして組立てることができるよ
うに、高精度のホルダーを必要とするから、光受信装置
が高価なものとなる欠点があった。本発明は、光受信装
置の経済化を図ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のコヒーレント光
通信用光受信装置は、図1を参照して説明すると、信号
光と局部発振光とを混合して第1,第2の分岐光を出力
する導波路型等の光カプラ1と、この光カプラ1からの
第1の分岐光を偏光面が直交する第1,第2の偏光ビー
ムに分離し、且つ第2の分岐光を偏光面が直交する第
3,第4の偏光ビームに分離する偏光ビームスプリッタ
2と、この偏光ビームスプリッタ2からの第1乃至第4
の偏光ビームをそれぞれ入射させる受光素子7〜10か
らなる受光部3とを備えた光受信装置に於いて、偏光ビ
ームスプリッタ2を、光カプラ1に対して、第1乃至第
4の偏光ビームに垂直な面内で、平行移動若しくは回転
可能に設けたものである。
【0013】又偏光ビームスプリッタ2を、光カプラ1
からの第1,第2の分岐光の主軸を含む平面に対して垂
直で、且つ互いに平行な第1乃至第4の偏光ビームの主
軸を含む平面に対して垂直な面にほぼ平行な2面のうち
の1面を傾斜させ、且つ前記第1乃至第4の偏光ビーム
に平行な方向及び前記傾斜させた面の等高線の方向を除
いた方向に移動可能に設けたものである。
【0014】又偏光ビームスプリッタ2を、光カプラ1
からの第1,第2の分岐光の主軸を含む平面に対して垂
直で、且つ互いに平行な第1乃至第4の偏光ビームの主
軸を含む平面に対して垂直な面に概略平行な2面をそれ
ぞれ異なる方向に傾斜させて前記2面を非平行面とし、
且つ前記第1乃至第4の偏光ビームと平行な方向を除い
た方向に移動可能に構成したものである。
【0015】
【作用】バランス型偏波ダイバーシティ方式のコヒーレ
ント光通信用光受信装置に於いて、光カプラ1からの第
1,第2の分岐光を、第1乃至第4の偏光ビームに分離
する偏光ビームスプリッタ2を、光カプラ1に対して調
整可能に設けたことにより、受光部3の各受光素子7〜
10に偏光ビームが正確に入射できるように微調整する
ことができる。即ち、偏光ビームスプリッタ2の製作誤
差等について、それを補正するように、光学軸のずれや
偏光ビームの照射位置等を微調整することができるか
ら、偏光ビームスプリッタ2の歩留りを向上して経済化
を図ることができる。
【0016】又偏光ビームスプリッタ2の分岐光の入射
面又は偏光ビームの出射面の何れか一方を他方の面に対
して傾斜させて構成する。そして、光カプラ1に対して
回転或いは傾斜面の等高線の方向を除いた方向に移動す
ると、第1,第2の分岐光に対する偏光ビームスプリッ
タ2の厚さを調整することができる。即ち、受光部3の
各受光素子7〜10に正確に第1乃至第4の偏光ビーム
が入射されるように調整することができる。
【0017】又偏光ビームスプリッタ2の一方の面の傾
斜方向と他方の面の傾斜方向とを異ならせて、偏光ビー
ムスプリッタ2の光カプラ1に対して回転或いは偏光ビ
ームと平行な方向を除いた方向に移動することにより、
光カプラ1からの第1,第2の分岐光に対する偏光ビー
ムスプリッタ2の厚さを調整することができる。
【0018】
【実施例】図1は本発明の実施例の説明図であり、光カ
プラ1は、例えば、ガラス或いはLiNbO3 等の電気
光学結晶基板上に平行の導波路を形成した導波路型の場
合を示し、この光カプラ1の入力端の定偏波光ファイバ
4,5と、出力端の平板マイクロレンズ6とを、円筒状
のホルダー11内に固定する。この定偏波光ファイバ
4,5のコアと光カプラ1の入力端との位置合わせは、
既に知られている各種の手段を採用することができる。
又平板マイクロレンズ6の代わりに他の形式のレンズを
配置することも可能である。
【0019】又平板マイクロレンズ6に対向して偏光ビ
ームスプリッタ2を保持したフランジ12を、円筒状の
ホルダー11の端部に対して回動できるように装着し、
この偏光ビームスプリッタ2に対向して受光部3を配置
する。この受光部3は、図4に示す従来例の受光部43
と同様に、偏光ビームスプリッタ2により分離された4
個の偏光ビームが入射できるように、4個のPINホト
ダイオード等の受光素子7〜10を集積化したものであ
る。なお、受光素子7〜10の出力を増幅する増幅器や
合成部等は図示を省略している。
【0020】定偏波光ファイバ4を介して送信側からの
信号光を光カプラ1に入射し、定偏波光ファイバ5を介
して局部発振光を光カプラ1に入射して、信号光と局部
発振光とを混合すると、混合出力光は2分岐された状態
で出力され、平板マイクロレンズ6を介して偏光ビーム
スプリッタ2に入射される。この偏光ビームスプリッタ
2により、第1の分岐光は第1,第2の偏光ビームに分
離され、第2の分岐光は第3,第4の偏光ビームに分離
されて、受光部3に入射される。
【0021】その場合、偏光ビームスプリッタ2の製作
誤差等により光学軸の方向が基準方向に対してずれてい
ると、第1乃至第4の偏光ビームが正確に受光部3の4
個の受光素子7〜10に入射しないことになる。その時
は、ホルダー11に対してフランジ12を回動して、第
1乃至第4の偏光ビームが正確に受光部3の受光素子7
〜10に入射できるように調整する。即ち、第1乃至第
4の偏光ビームに垂直な面内で、偏光ビームスプリッタ
2を回動調整する。調整後は接着剤やねじ止め等により
調整位置を固定する。即ち、偏光ビームスプリッタ2の
製作誤差に基づく光学軸のずれを容易に補正することが
できる。
【0022】図2は本発明の一実施例の要部説明図であ
り、(A)は図1に対して直交した方向の要部の断面を
示し、(B)は正面図を示す。又図1と同一符号は同一
部分を示す。偏光ビームスプリッタ2をフランジ12の
溝14内で移動できるように保持し、ネジ15等により
その位置を微調整する。又フランジ12の突出部13を
光カプラ1や平板マイクロレンズ6等を固定したホルダ
ー11に回動できるように装着する。
【0023】偏光ビームスプリッタ2の光入射側の面2
aを、光カプラ1からの第1,第2の分岐光の主軸を含
む平面に対して垂直な面とし、光出射側の面2bを面2
aに対して傾斜させるものである。従って、ネジ15に
より偏光ビームスプリッタ2を上側に移動させると、光
カプラ1からの第1,第2の分岐光が入射されて、第1
乃至第4の偏光ビームが出射される為の偏光ビームスプ
リッタ2の厚さが厚くなる。それにより、偏光ビームの
間隔を拡げることができる。即ち、偏光ビームスプリッ
タ2の厚さの製作誤差を補正するように、微調整が可能
となる。この場合も、調整後は、ネジ止めや接着剤によ
る固定を行うものである。
【0024】図3は本発明の他の実施例の偏光ビームス
プリッタの説明図であり、(A)は正面図、(B)は左
側端面図、(C)は上端面図である。図2に示す実施例
に於いては、1面のみを傾斜させた場合を示すが、この
実施例に於いては、光カプラ1からの第1,第2の分岐
光が入射する面2aと、第1乃至第4の偏光ビームが出
射する面2bとを、互いに異なる方向に傾斜した構成と
する。従って、(A)の正面図に於いて左上側の厚さが
最も薄く、右下側の厚さが最も厚くなる場合を示してい
る。この偏光ビームスプリッタ2を上下左右の方向に移
動可能にフランジ12に保持し、又ホルダー11に対し
てフランジ12を回動できるように構成して、第1乃至
第4の偏光ビームと平行な方向を除いた方向に移動可能
に設けるものである。
【0025】偏光ビームスプリッタ2の上下左右方向へ
の移動を可能として保持する手段としては、各種の構成
を採用できるものであり、例えば、フランジ12の偏光
ビームスプリッタ2を保持する溝を、偏光ビームスプリ
ッタ2の大きさに比較して大きくし、上下左右からネジ
により上下左右方向に微調整する構成とすることができ
る。
【0026】従って、フランジ12内で偏光ビームスプ
リッタ2を上側又は右側に移動すると、偏光ビームスプ
リッタ2の厚さを厚くした場合に相当し、第1乃至第4
の偏光ビームの間隔を大きくすることができる。又フラ
ンジ12をホルダー11に対して回動することにより、
光学軸の誤差を補正することができる。
【0027】前述の各実施例に於いて、偏光ビームスプ
リッタ2の面2a,2bを傾斜したことによる偏光ビー
ムの出射方向が、平行面の場合に比較して第1,第2の
分岐光の主軸に対して平行でなくなるが、これは極めて
僅かであり、偏光ビームの間隔を微調整できる程度の面
2a,2bの傾斜による影響は無視できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、コヒー
レント光通信方式に於けるバランス型偏波ダイバーシテ
ィ方式の光受信装置に於いて、偏光ビームスプリッタ2
を、光カプラ1に対して、第1乃至第4の偏光ビームに
垂直な面内で、溝14等による平行移動若しくはフラン
ジ12等による回転可能に設けたものであり、偏光ビー
ムスプリッタ2の光学軸等の製作誤差を補正するように
調整することができる。従って、偏光ビームスプリッタ
2の歩留りを向上して、経済的な光受信装置を提供する
ことができる利点がある。
【0029】又偏光ビームスプリッタ2の面2a,2b
の一方の面に対して他方の面を傾斜させ、或いは両面を
異なる方向に傾斜させて、移動可能に設けることによ
り、偏光ビームスプリッタ2の厚さの製作誤差を補正す
るように調整することができるから、偏光ビームスプリ
ッタ2の歩留りを向上することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の説明図である。
【図2】本発明の一実施例の要部説明図である。
【図3】本発明の他の実施例の偏光ビームスプリッタの
説明図である。
【図4】光受信装置の説明図である。
【図5】偏光ビームスプリッタの説明図である。
【符号の説明】
1 光カプラ 2 偏光ビームスプリッタ 3 受光部 4,5 定偏波光ファイバ 6 平板マイクロレンズ 7〜10 受光素子 11 ホルダー 12 フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/06 10/02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号光と局部発振光とを混合して第1,
    第2の分岐光を出力する光カプラ(1)と、該光カプラ
    (1)からの前記第1の分岐光を偏光面が直交する第
    1,第2の偏光ビームに分離し、且つ前記第2の分岐光
    を偏光面が直交する第3,第4の偏光ビームに分離する
    偏光ビームスプリッタ(2)と、該偏光ビームスプリッ
    タ(2)からの前記第1乃至第4の偏光ビームをそれぞ
    れ入射させる受光素子(7)〜(10)からなる受光部
    (3)とを備えたコヒーレント光通信用光受信装置に於
    いて、 前記偏光ビームスプリッタ(2)を、前記光カプラ
    (1)に対して、前記第1乃至第4の偏光ビームに垂直
    な面内で、平行移動若しくは回転可能に設けたことを特
    徴とするコヒーレント光通信用光受信装置。
  2. 【請求項2】 前記偏光ビームスプリッタ(2)を、前
    記光カプラ(1)からの前記第1,第2の分岐光の主軸
    を含む平面に対して垂直で、且つ互いに平行な前記第1
    乃至第4の偏光ビームの主軸を含む平面に対して垂直な
    面に概略平行な2面のうちの1面を傾斜させ、且つ前記
    第1乃至第4の偏光ビームに平行な方向及び前記傾斜さ
    せた面の等高線の方向を除いた方向に移動可能に構成し
    たことを特徴とする請求項1記載のコヒーレント光通信
    用光受信装置。
  3. 【請求項3】 前記偏光ビームスプリッタ(2)を、前
    記光カプラ(1)からの前記第1,第2の分岐光の主軸
    を含む平面に対して垂直で、且つ互いに平行な前記第1
    乃至第4の偏光ビームの主軸を含む平面に対して垂直な
    面に概略平行な2面をそれぞれ異なる方向に傾斜させて
    前記2面を非平行面とし、且つ前記第1乃至第4の偏光
    ビームと平行な方向を除いた方向に移動可能に構成した
    ことを特徴とする請求項1記載のコヒーレント光通信用
    光受信装置。
JP4158996A 1992-06-18 1992-06-18 コヒーレント光通信用光受信装置 Withdrawn JPH063721A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06237223A (ja) * 1993-02-10 1994-08-23 Nec Corp 光受信回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06237223A (ja) * 1993-02-10 1994-08-23 Nec Corp 光受信回路

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