JPH07281229A - 光偏波制御装置 - Google Patents

光偏波制御装置

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JPH07281229A
JPH07281229A JP6075189A JP7518994A JPH07281229A JP H07281229 A JPH07281229 A JP H07281229A JP 6075189 A JP6075189 A JP 6075189A JP 7518994 A JP7518994 A JP 7518994A JP H07281229 A JPH07281229 A JP H07281229A
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JP
Japan
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polarization
light
signal
polarizer
signal light
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Withdrawn
Application number
JP6075189A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Sakakibara
伸浩 榊原
Kazuo Aida
一夫 相田
Seiji Nakagawa
清司 中川
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Ando Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2572Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to forms of polarisation-dependent distortion other than PMD

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘテロダイン検波装置等において、安定した
信号光と局発光との干渉を得ることにより、信号光の偏
波面と局発光の偏波面とを一致させる。 【構成】 信号光2Aは、偏波制御器2によりその偏波
面が変化し、偏光子1の偏波面と一致した偏波方向の信
号光成分が偏光子1を通過する。偏光子1から出力され
る信号光1Aは、偏波保持光分岐器3によって光検出器
4と偏波保持光合波器5とに分岐され、光検出器4によ
りその偏波レベル4Aが検出される。そして、この偏波
レベル4Aが最大となるように偏波制御器2の偏波面が
制御されることにより、偏光子1に入力される信号光2
Bの偏波面が偏光子1の偏波方向、すなわち局発光7の
偏波面と完全に一致する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信、光情報処
理、および光計測等の分野に使用される光ヘテロダイン
検波装置に用いられて好適な光偏波制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信等において受信信号を復調するた
めに、受信信号である信号光に、局部発振器が発生する
局発光を混合して、これら2つの光波の周波数差に相当
する周波数を有する電気信号、すなわちビート信号を取
り出す光ヘテロダイン検波装置が広く用いられている。
このような光ヘテロダイン検波装置では、信号光と局発
光を混合する際に、双方の偏波面が一致していなければ
ならない。偏波面のずれは、受信感度の劣化につなが
り、特に、互いに直交している場合には、信号光と局発
光の干渉が起こらず検波が不可能となる。従って、以下
に示すように光偏波制御装置を設けることによって、偏
波面を制御する必要がある。
【0003】図4は、従来の光偏波制御装置の構成を示
す図である。この図において、2は偏波面の調整可能な
偏波制御器であり、信号光2Aが入射すると、この信号
光2Aの偏波面を一定方向に変化させた信号光2Bを出
力する。31は光合波器であり、上記信号光2Bと局発
光7とが入力されることにより、これらを合成して、互
いに同振幅で逆位相の一対の平衡信号を出力する。32
はバランス型受信器であり、2個の受光器(図示略)を
有し、光合波器31が出力する上記平衡信号の各々を各
受光器により電気信号に各々変換して差動増幅する。こ
のバランス型受信器32は、光検出器31の出力信号の
DC(直流)レベルの変動を抑え、信号光と局発光との
光量変動およびAM(振幅変調)雑音を相殺して、信号
光2Bと局発光7との周波数差に相当するビート信号3
2Aのみを出力する。
【0004】このような構成においては、信号光2Bの
偏波面と局発光7の偏波面とが一致する時、信号光2A
と局発光7との干渉出力は最大で得られるため、ビート
信号32Aの出力レベルが最大となる。従って、ビート
信号32Aをモニタして制御信号として偏波制御器2に
供給し、偏波制御器2において、この制御信号に応じて
偏波面を調整し、ビート信号32Aの出力レベルが最大
となるように信号光2Bの偏波面と局発光7の偏波面と
を一致させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の偏波
制御装置においては、信号光2Aと局発光7との周波数
差がバランス型受信器32の帯域よりも大きくなると、
ビート信号32Aが検出されなくなる。従って、極めて
広帯域なバランス型受信器32が必要であった。
【0006】また、信号光2Bと局発光7との偏波面が
互いに直交している場合もビート信号32Aが検出され
ないため、上記のように周波数差が大きいために検出さ
れない場合との判別がつかず、偏波制御が不可能とな
る。
【0007】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、安定した信号光と局発光との干渉を得ること
により、信号光の偏波面と局発光の偏波面とを一致させ
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
る光偏波制御装置は、入力される信号光の偏波面を一定
方向に変化させて出力する偏波制御器と、前記偏波制御
器により出力される信号光のうち、一定の偏波方向の信
号光成分を通過させる偏光子と、前記偏光子を通過した
信号光をその偏波面を保持した状態で分岐させる光分岐
器と、前記光分岐器により分岐した前記信号光の一方の
もののレベルを検出して、前記偏波制御器の偏波面を制
御する制御信号として出力する光検出器と、前記光分岐
器により分岐した前記信号光の他方のもの、および前記
偏光子の偏波面と同一方向の偏波面を有する局発光をそ
れらの偏波面を保持した状態で合波して出力する光合波
器と、前記光合波器の出力光に基づいて、前記信号光と
前記局発光との周波数差に相当する周波数を有する電気
信号を出力する受信器とを具備することを特徴としてい
る。
【0009】請求項2記載の発明による光偏波制御装置
は、入力される信号光の偏波面を一定方向に変化させて
出力する偏波制御器と、前記偏波制御器により出力され
る信号光のうち、一定の偏波方向の信号光成分を通過さ
せる偏光子と、前記偏光子を通過した信号光、および前
記偏光子の偏波面と同一方向の偏波面を有する局発光を
それらの偏波面を保持した状態で合波し、互いに同振幅
で逆位相の一対の平衡信号を出力する光合波器と、前記
一対の平衡信号を受光して電気信号に変換する2個の受
光器を有し、該2個の受光器の出力うちいずれか一方の
レベルを前記偏波制御器の偏波面を制御する制御信号と
して出力すると共に、前記信号光と前記局発光との差の
周波数を有する信号を電気信号として出力する受信器と
を具備することを特徴としている。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明によれば、入力される信号
光は、偏波制御器によりその偏波面が変化し、偏光子の
偏波面と一致した偏波方向の信号光成分が偏光子を通過
する。偏光子から出力される信号光は、光分岐器によっ
て光検出器と光合波器とに分岐され、光検出器によりそ
のレベルが検出される。このレベルは、偏光子の偏波方
向と偏光子に入力される信号光の偏波面とが完全に一致
した場合に最大となり、それらのずれが大きいほど小さ
くなる。従って、上記レベルが最大となるように偏波制
御器の偏波面が制御されることにより、偏光子に入力さ
れる信号光の偏波面が偏光子の偏波方向、すなわち局発
光の偏波面と完全に一致する。この時、受信器から出力
される電気信号のレベルが最大となる。
【0011】請求項2記載の発明によれば、入力される
信号光は、偏波制御器によりその偏波面が変化し、偏光
子の偏波面と一致した偏波方向の信号光成分が偏光子を
通過して、光合波器において局発光と合波される。その
結果、光合波器から互いに同振幅で逆位相の一対の平衡
信号が出力され、それらは受信器の受光器により各々受
光される。この受光器から出力される電気信号のうち、
いずれか一方のレベルが検出される。このレベルは、偏
光子の偏波方向と偏光子に入力される信号光の偏波面と
が完全に一致した場合に最大となり、それらのずれが大
きいほど小さくなる。従って、上記レベルが最大となる
ように偏波制御器の偏波面が制御されることにより、偏
光子に入力される信号光の偏波面が偏光子の偏波方向、
すなわち局発光の偏波面と完全に一致する。この時、受
信器から出力される電気信号のレベルが最大となる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。 §1.第1実施例 図1はこの発明の第1実施例による光偏波制御装置の構
成を示すブロック図である。この図において、1は偏光
子であり、偏波制御器2から出力される信号光2Bのう
ち、一定の偏波方向の光の成分を通過させることによ
り、信号光1Aを出力する。3は偏波保持光分岐器であ
り、上記信号光1Aを、その偏波面を保持した状態で光
検出器4と偏波保持光合波器5とに分岐する。偏波保持
光合波器5には、上記信号光1Aと共に局発光7が入力
され、偏波保持光合波器5はそれらの偏波面を保持した
まま合成し、互いに同振幅で逆位相の一対の平衡信号を
出力する。上記偏光子1、偏波保持光分岐器3、および
偏波保持光合波器5のそれぞれの偏波面は、局発光7の
偏波面と一致するようになっている。従って、偏波制御
器2の偏波面が偏光子1の偏波面と一致することによ
り、信号光2Aの偏波面が局発光7の偏波面と一致する
ようになる。
【0013】また、光検出器4は、偏波保持光分岐器3
を経て入力される信号光1Aの偏波レベル4Aを検出
し、制御信号として偏波制御器2に供給する。ここで、
偏光子1の偏波面と信号光2Bの偏波面とのなす角度を
角度θとすると、偏光子1を通過する信号光1Aの強度
はcos2θに比例する。このため、光検出器4において
は、信号光2Bの偏波面が偏光子1の偏波面にどれくら
い一致しているかに応じた偏波レベル4Aが得られる。
すなわち、偏波レベル4Aは、信号光2Bの偏波面と偏
光子1の偏波面とが完全に一致した時、すなわちθ=0
の時に最大となり、互いに垂直な偏波面となる時、すな
わちθ=90゜の時に0となる。従って、この偏波レベ
ル4Aが偏波制御器2に供給され、偏波レベル4Aが最
大となるように偏波制御器2の偏波面が調整されること
により、信号光2Bの偏波面と局発光7の偏波面とが一
致する。
【0014】このような構成において、信号光2Aは、
偏波制御器2においてその偏波面が一定方向に変化し、
信号光2Bとして偏光子1に入射する。そして、偏光子
1からは、信号光2Bのうち偏波面が偏光子1の偏波面
と一致している成分だけが信号光1Aとして出力され
る。この信号光1Aは、偏波保持光分岐器3において分
岐され、偏波保持光合波器5に供給されると共に光検出
器4に入力される。偏波保持光合波器5においては、こ
の信号光1Aと局発光7とが各々の偏波面を維持したま
ま合波され、バランス型受信器6に供給される。そし
て、このバランス型受信器6からは、ビート信号6Aが
出力される。この時、偏波保持光合波器5に入力される
信号光1Aの偏波面と局発光7の偏波面とが一致してい
なければ、それに応じてビート信号6Aの強度は小さく
なる。
【0015】一方、信号光1Aが偏波保持光分岐器3を
経て光検出器4に入力されると、この信号光1Aの偏波
レベル4Aが検出され、制御信号として偏波制御器2に
供給される。そして、この制御信号により、偏波レベル
4Aが低い場合は、偏光子1に入力される信号光2Bの
偏波面と偏光子1の偏波面とがずれているため、この偏
波レベル4Aが最大となるまで偏波制御器2の偏波面が
調整される。この偏波レベル4Aが最大となった時、信
号光2Bの偏波面と偏光子1の偏波面とが完全に一致す
る。
【0016】このようにして、偏光子1の偏波面と完全
に一致した信号光2Bは、偏光子1を通過して、偏波保
持光分岐器3を経て偏波保持光合波器5に入力される。
この時、偏光子1および偏波保持光分岐器3の偏波面
は、局発光7の偏波面と一致しているため、偏波保持光
合波器5に供給される信号光1Aの偏波面と、局発光7
の偏波面とが一致する。そして、偏波保持光合波器5に
おいて、2つの光信号は偏波面を維持したまま合波さ
れ、その出力がバランス型受信器6に供給される。そし
て、バランス型受信器6より、信号光1Aおよび局発光
7のビート信号6Aが出力される。この時、信号光1A
の偏波面と局発光7の偏波面とが完全に一致しているた
め、強度が最大のビート信号6Aが得られる。
【0017】以上のように、本実施例によれば、従来の
ようにビート信号ではなく、信号光1Aのうち局発光7
と同一偏波面の成分のレベルを検出して偏波制御器の偏
波面を制御しているため、広帯域なバランス型受信器を
設ける必要がない。また、信号光のレベルのみを検出す
るため、信号光と局発光との周波数差が大きい場合で
も、偏波制御器の偏波面を正確に制御することができ
る。
【0018】§2.第2実施例 図2はこの発明の第2実施例による光偏波制御装置の構
成を示すブロック図である。第2実施例では、信号光の
損失を減少させるために偏波保持光分岐器3を削除し、
偏光子1の出力である信号光1Aを偏波保持光合波器5
に直接入力して、バランス型受信器20から偏波レベル
21Aを検出している。この図に示すように、バランス
型受信器20に入力される一対の平衡信号の一方は、光
検出器21によって受光され、電気信号に変換されて、
増幅回路23により増幅される。また、上記平衡信号の
他方は、光検出器22によって受光され、電気信号に変
換されて、増幅回路24により増幅される。その結果、
増幅回路25からビート信号25Aが出力される。本実
施例では、上記光検出器21,22から出力される電気
信号のうち、いずれか一方を偏波レベル21Aとしてモ
ニタする。
【0019】ここで、図3に、信号光2Aおよび局発光
7がCW(連続)光である場合の上記偏波レベル21A
の波形図を示す。この図に示すように、偏波レベル21
Aには、信号光1Aおよび局発光7の合成レベルL
1と、信号光1Aおよび局発光7の周波数差に相当する
ビート信号のレベルL2とが含まれている。従って、こ
の偏波レベル21Aが偏波制御器2の制御信号となり、
信号光1Aと局発光7との合成レベルL1が最大となる
ように、偏波制御器2の偏波面が調整される。それによ
り、信号光2Bの偏波面と局発光7の偏波面が一致し、
信号光2Bと局発光7の干渉が最適な状態で行われる。
この結果、ビート信号25Aの強度が最大となる。
【0020】なお、ここでは光検出器21の出力信号か
ら偏波レベル21Aを検出するようにしたが、光検出器
22の出力信号から検出するようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、局発光の
偏波面と一致した偏波方向の信号光成分を通過させる偏
光子を設け、偏波制御器により信号光の偏波面をその偏
波方向に一致させるようにして、該偏光子から出力され
る信号光のレベルを検出して偏波制御器を制御するよう
にしたので、安定した信号光と局発光との干渉を得るこ
とにより、信号光の偏波面と局発光の偏波面とを正確に
一致させることができる。また、請求項2記載の発明に
よれば、受信器の2個の受光器のうちのいずれか一方の
出力レベルを検出して偏波制御器を制御するようにした
ので、上述した請求項1記載の発明と同様な効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例による光偏波制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の第2実施例による光偏波制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図3】同実施例における偏波レベル21Aを示す波形
図である。
【図4】従来の光偏波制御装置の構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 偏光子 1A 信号光 2 偏波制御器 2A 信号光 2B 信号光 3 偏波保持光分岐器 4 光検出器 4A 偏波レベル 5 偏波保持光合波器 6 バランス型受信器 6A ビート信号 7 局発光 21,22 光検出器 23,24、25 増幅器 21A 偏波レベル 25A ビート信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 清司 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力される信号光の偏波面を一定方向に
    変化させて出力する偏波制御器と、 前記偏波制御器により出力される信号光のうち、一定の
    偏波方向の信号光成分を通過させる偏光子と、 前記偏光子を通過した信号光をその偏波面を保持した状
    態で分岐させる光分岐器と、 前記光分岐器により分岐した前記信号光の一方のものの
    レベルを検出して、前記偏波制御器の偏波面を制御する
    制御信号として出力する光検出器と、 前記光分岐器により分岐した前記信号光の他方のもの、
    および前記偏光子の偏波面と同一方向の偏波面を有する
    局発光をそれらの偏波面を保持した状態で合波して出力
    する光合波器と、 前記光合波器の出力光に基づいて、前記信号光と前記局
    発光との周波数差に相当する周波数を有する電気信号を
    出力する受信器とを具備することを特徴とする光偏波制
    御装置。
  2. 【請求項2】 入力される信号光の偏波面を一定方向に
    変化させて出力する偏波制御器と、 前記偏波制御器により出力される信号光のうち、一定の
    偏波方向の信号光成分を通過させる偏光子と、 前記偏光子を通過した信号光、および前記偏光子の偏波
    面と同一方向の偏波面を有する局発光をそれらの偏波面
    を保持した状態で合波し、互いに同振幅で逆位相の一対
    の平衡信号を出力する光合波器と、 前記一対の平衡信号を受光して電気信号に変換する2個
    の受光器を有し、該2個の受光器の出力うちいずれか一
    方のレベルを前記偏波制御器の偏波面を制御する制御信
    号として出力すると共に、前記信号光と前記局発光との
    差の周波数を有する信号を電気信号として出力する受信
    器とを具備することを特徴とする光偏波制御装置。
JP6075189A 1994-04-13 1994-04-13 光偏波制御装置 Withdrawn JPH07281229A (ja)

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