JPH09211391A - 偏波スクランブル装置 - Google Patents

偏波スクランブル装置

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JPH09211391A
JPH09211391A JP8019007A JP1900796A JPH09211391A JP H09211391 A JPH09211391 A JP H09211391A JP 8019007 A JP8019007 A JP 8019007A JP 1900796 A JP1900796 A JP 1900796A JP H09211391 A JPH09211391 A JP H09211391A
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JP
Japan
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polarization
optical
light
optical path
path length
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Application number
JP8019007A
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English (en)
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Yasumasa Kikunaga
泰正 菊永
Hiroyuki Ibe
博之 井辺
Shu Yamamoto
周 山本
Hitoshi Takahira
仁 高平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
KDDI Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Kokusai Denshin Denwa KK
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Publication date
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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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/0136—Devices 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
    • 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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    • G02F1/0136—Devices 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
    • G02F1/0139—Polarisation scrambling devices; Depolarisers

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入損失の少ない偏波スクランブル装置を提
供する。 【解決手段】 直線偏波の入力光Ｌinを同じ偏波状態を
持つ２系統に分岐するハーフミラー１０１と、分岐され
た２系統の光Ｌ１１，Ｌ１２の光路長差を電気信号に応
じて可変制御するＬｉＴａＯ3 板１０９と、２系統の光
Ｌ１１，Ｌ１２を合波し再度２系統に分岐するハーフミ
ラー１０２と、分岐された２系統の光Ｌ１３，Ｌ１４の
うちの一方の光の偏波面を９０°回転させるλ／２板１
０８と、このλ／２板１０８を経た光Ｌ１３と他方の光
Ｌ１４を合波する偏波ビームスプリッタ１０３とを具備
し、ＬｉＴａＯ3 板１０９に電圧を印加して光路長差を
変化させることにより、出力光の偏波をスクランブルす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、入力された直線
偏波あるいは任意偏波の光を無偏光状態とする偏波スク
ランブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、光ファイバアンプを用い
た長距離光伝送システムにおいて、特定偏波の光を伝送
すると、光ファイバアンプの利得が減衰し、Ｓ／Ｎが劣
化してしまう減少が起こる。これを解決する方式とし
て、光信号の偏光状態を伝送前にスクランブルする方式
が知られている。
【０００３】このような目的に使用される従来の偏波ス
クランブル装置の構成を図７に示す。この偏波スクラン
ブル装置は、直線偏波の光の偏波状態を無偏光状態に変
換するもので、入力光に対して偏波面が４５°の角度で
入力されるように位相変調器１１を光路中に挿入して構
成される。位相変調器１１は、外部から磁界が加わると
屈折率が変化するような材料でできており、図中ｙ軸方
向に磁界が加わると、ｘ軸方向とｙ軸方向の屈折率の相
違により、入射偏波の直交する２つの偏波状態、すなわ
ちＴＥモードとＴＭモードの位相が変化する。
【０００４】上記構成において、ｘ軸またはｙ軸に対し
て４５°の方位角を持つ直線偏波を位相変調器１１に入
射すると、その出力光は印加させる磁界の強さに応じ
て、方位角４５°の直線偏波、楕円偏波、円偏波と変化
する。したがって、この位相変調器１１により出力光を
適切な振幅で変調し、偏波状態の平均を特定時間以上と
れば、無偏光状態とすることができる。
【０００５】しかしながら、上記のような従来の偏波ス
クランブル装置では、損失が大きいという問題があり、
十分な強度の光を入射しないと偏波スクランブルを施す
ことができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の偏波スクランブル装置では、損失が大きく、十分な
強度の光を入射しないと偏波スクランブルを施すことが
できないという問題があった。この発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、挿入損失が小さい偏波
スクランブル装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の発明に係る偏波スクランブル装置は、入力光を同じ偏
波状態を持つ２系統に分岐する光分岐手段と、この手段
で分岐された２系統の光の光路長差を可変制御する光路
長差可変制御手段と、この手段を経た２系統の光を合波
し再度２系統に分岐する光合波分岐手段と、この手段で
分岐された２系統の光のうちの一方の光の偏波面を９０
°回転させる偏波面回転手段と、この手段を経た光と前
記光合波分岐手段で分岐された２系統の光のうちの他方
の光を合波する光合波手段とを具備することを特徴とす
る。
【０００８】第２の発明に係る偏波スクランブル装置
は、入力光を直交する偏波状態を持つ２系統に分岐する
光分岐手段と、この光分岐手段で分岐された２系統の光
の光路長差を可変制御する第１の光路長差可変制御手段
と、この手段を経た２系統の光を合波し再度２系統に分
岐する光合波分岐手段と、前記光分岐手段と光合波分岐
手段との間に挿入され、前記光分岐手段で分岐された２
系統の光のうちの一方の光の偏波面を９０°回転させ
て、前記光合波分岐手段に入射される光の偏波面を揃え
る第１の偏波面回転手段と、前記合波分岐手段で分岐さ
れた２系統の光の光路差を可変制御する第２の光路差可
変制御手段と、前記光合波分岐手段で分岐された２系統
の光のうちの一方の光の偏波面を９０°回転させる第２
の偏波面回転手段と、この手段を経た光と前記光合波分
岐手段で分岐された２系統の光のうちの他方の光を合波
する光合波手段とを具備し、前記第１、第２の光路長差
可変制御手段で前記光路長差を変化させることにより出
力光の偏波をスクランブルすることを特徴とする。
【０００９】第３の発明に係る偏波スクランブル装置
は、入力光路上に光軸に対して４５°の角度で配置さ
れ、入力光を同じ偏波状態を持つ２系統に分岐する第１
のハーフミラーと、この第１のハーフミラーによる各分
岐光路上に光軸に対して４５°の角度で配置される第
１、第２のミラーと、これらのミラーの反射光路の交点
に各光軸に対して４５°の角度で配置され、各入射光を
合波／再分岐する第２のハーフミラーと、この第２のハ
ーフミラーによる各分岐光路上に光軸に対して４５°の
角度で配置される第３、第４のミラーと、これらのミラ
ーの反射光路の交点に各光軸に対して４５°の角度で配
置され、各入射光を合波する合波手段と、前記第１のハ
ーフミラーから前記第２のハーフミラーに至る少なくと
もいずれか一方の分岐光路中に挿入され、電圧印加によ
り光路長を変化させる可変光路長素子と、前記第２のハ
ーフミラーから前記合波手段に至る少なくともいずれか
一方の分岐光路中に挿入され、偏波面に対して結晶軸の
傾きが４５°となる１／２波長板とを具備し、前記可変
光路長素子によって光路長差を変化させることにより出
力光の偏波をスクランブルすることを特徴とする。
【００１０】第４の発明に係る偏波スクランブル装置
は、入力光路上に光軸に対して４５°の角度で配置さ
れ、入力光を直交する偏波状態を持つ２系統に分岐する
偏波ビームスプリッタと、この偏波ビームスプリッタに
よる各分岐光路上に光軸に対して４５°の角度で配置さ
れる第１、第２のミラーと、これらのミラーの反射光路
の交点に各光軸に対して４５°の角度で配置され、各入
射光を合波／再分岐するハーフミラーと、このハーフミ
ラーによる各分岐光路上に光軸に対して４５°の角度で
配置される第３、第４のミラーと、これらのミラーの反
射光路の交点に各光軸に対して４５°の角度で配置さ
れ、各入射光を合波する合波手段と、前記偏波ビームス
プリッタから前記ハーフミラーに至る少なくともいずれ
か一方の分岐光路中に挿入され、第１の電圧印加により
光路長を変化させる第１の可変光路長素子と、前記偏波
ビームスプリッタから前記ハーフミラーに至る少なくと
もいずれか一方の分岐光路中に、偏波面に対して結晶軸
の傾きが４５°となるように配置され、前記ハーフミラ
ーに入射される光の偏波面を揃える第１の１／２波長板
と、前記ハーフミラーから前記合波手段に至る少なくと
もいずれか一方の分岐光路中に挿入され、第２の電圧印
加により光路長を変化させる第２の可変光路長素子と、
前記ハーフミラーから前記合波手段に至る少なくともい
ずれか一方の分岐光路中に挿入され、偏波面に対して結
晶軸の傾きが４５°となる第２の１／２波長板とを具備
し、前記第１、第２の可変光路長素子によって光路長差
を変化させることにより出力光の偏波をスクランブルす
ることを特徴とする。
【００１１】第５の発明に係る偏波スクランブル装置
は、入射光を同じ偏波状態を持つ２系統に分岐する光分
岐器と、この光分岐器で分岐された光を偏波状態を保持
して伝送する第１、第２の偏波保持ファイバと、これら
の偏波保持ファイバの伝送光を入射して合波／再分岐す
る光合波／分岐器と、この光合波／分岐器で分岐された
光を偏波状態を保持して伝送する第３、第４の偏波保持
ファイバと、これらの偏波保持ファイバの伝送光を入射
して合波出力する光合波器と、前記第１、第２の偏波保
持ファイバのいずれか一方が巻装され、電気光学効果を
有するバルクと、前記第３、第４の偏波保持ファイバの
いずれか一方の偏波面を９０°回転させる偏波面回転手
段とを具備し、前記バルクによって光路長差を変化させ
ることにより出力光の偏波をスクランブルすることを特
徴とする。
【００１２】第６の発明に係る偏波スクランブル装置
は、入射光を直交する偏波状態を持つ２系統に分岐する
光分岐器と、この光分岐器で分岐された光を偏波状態を
保持して伝送する第１、第２の偏波保持ファイバと、こ
れらの偏波保持ファイバの伝送光を入射して合波／再分
岐する光合波／分岐器と、この光合波／分岐器で分岐さ
れた光を偏波状態を保持して伝送する第３、第４の偏波
保持ファイバと、これらの偏波保持ファイバの伝送光を
入射して合波出力する光合波器と、前記第１、第２の偏
波保持ファイバのいずれか一方が巻装され、電気光学効
果を有する第１のバルクと、前記第１、第２の偏波保持
ファイバのいずれか一方の偏波面を９０°回転させて、
前記光合波／分岐器の入射光の偏波面を揃える第１の偏
波面回転手段と、前記第３、第４の偏波保持ファイバの
いずれか一方が巻装され、電気光学効果を有する第２の
バルクと、前記第３、第４の偏波保持ファイバのいずれ
か一方の偏波面を９０°回転させる第２の偏波面回転手
段とを具備し、前記第１、第２のバルクによって光路長
差を変化させることにより出力光の偏波をスクランブル
することを特徴とする。
【００１３】上記のように構成された第１の発明に係る
偏波スクランブル装置では、直線偏光の入力光を光分岐
手段で同じ偏波状態を持つ２系統に分岐し、光路長差可
変制御手段を介して光合波分岐手段で合波／再分岐し、
偏波面回転手段で一方の分岐光の偏波面を９０°回転さ
せて他方の分岐光の偏波面と直交させて、光合波手段で
合波出力するものであり、光路長差可変制御手段で各分
岐光の光路長差を変化させることで合波出力の偏波をス
クランブルするようにしている。
【００１４】第２の発明に係る偏波スクランブル装置で
は、任意偏光の入力光を光分岐手段で直交する偏波状態
を持つ２系統に分岐し、第１の光路長差可変制御手段を
介し、第１の偏波面回転手段により光分岐手段で分岐さ
れた２系統の光のうちの一方の光の偏波面を９０°回転
させて、他方の光と偏波面を揃えた後、光合波分岐手段
で合波／再分岐し、第２の光路長差可変制御手段を介
し、第２の偏波面回転手段で一方の光の偏波面を９０°
回転させて他方の分岐光の偏波面と直交させて、光合波
手段で合波出力するものであり、第１、第２の光路長差
可変制御手段で各分岐光の光路長差を変化させることで
合波出力の偏波をスクランブルするようにしている。
【００１５】第３の発明に係る偏波スクランブル装置で
は、入力光路上に光軸に対して４５°の角度で配置され
る第１のハーフミラーで入力光を同じ偏波状態を持つ２
系統に分岐し、各分岐光路上に光軸に対して４５°の角
度で配置される第１、第２のミラーで各分岐光を反射さ
せ、これらのミラーの反射光路の交点に各光軸に対して
４５°の角度で配置される第２のハーフミラーで各反射
光を合波／再分岐し、いずれか一方の分岐光を偏波面に
対して結晶軸の傾きが４５°となる１／２波長板に通
し、各分岐光路上に光軸に対して４５°の角度で配置さ
れる第３、第４のミラーで各分岐光を反射させ、これら
のミラーの反射光路の交点に各光軸に対して４５°の角
度で配置される合波手段で各反射光を合波し、第１のハ
ーフミラーから前記第２のハーフミラーに至る少なくと
もいずれか一方の分岐光路中に挿入される可変光路長素
子に電圧を印加することにより光路長を変化させること
により出力光の偏波をスクランブルするようにしてい
る。
【００１６】第４の発明に係る偏波スクランブル装置で
は、入力光路上に光軸に対して４５°の角度で配置され
る偏波ビームスプリッタで任意の偏波を持つ入力光を直
交する偏波状態を持つ２系統に分岐し、いずれか一方の
分岐光を偏波面に対して結晶軸の傾きが４５°となる第
１の１／２波長板に通し、各分岐光路上に光軸に対して
４５°の角度で配置される第１、第２のミラーで各分岐
光を反射させ、これらのミラーの反射光路の交点に各光
軸に対して４５°の角度で配置されるハーフミラーで各
入射光を合波／再分岐し、いずれか一方の分岐光を偏波
面に対して結晶軸の傾きが４５°となる第２の１／２波
長板に通し、各分岐光路上に光軸に対して４５°の角度
で配置される第３、第４のミラーで各分岐光を反射さ
せ、これらのミラーの反射光路の交点に各光軸に対して
４５°の角度で配置される合波手段で各入射光を合波す
るようにし、さらに前記偏波ビームスプリッタから前記
ハーフミラーに至る少なくともいずれか一方の分岐光路
中に挿入される第１の可変光路長素子に第１の電圧を印
加して光路長を変化させ、前記ハーフミラーから前記合
波手段に至る少なくともいずれか一方の分岐光路中に挿
入される第２の可変光路長素子に第２の電圧の印加して
光路長を変化させることにより、出力光の偏波をスクラ
ンブルするようにしている。
【００１７】第５の発明に係る偏波スクランブル装置で
は、直線偏光の入射光を光分岐器で直交する偏波状態を
持つ２系統に分岐し、各分岐光を第１、第２の偏波保持
ファイバで偏波状態を保持して伝送し、これらの伝送光
を光合波／分岐器で合波／再分岐し、各分岐光を第３、
第４の偏波保持ファイバで偏波状態を保持して伝送し、
これらの伝送光を光合波器で合波出力するものであり、
第３、第４の偏波保持ファイバのいずれか一方の偏波面
を９０°回転させることで他方の分岐光の偏波面と直交
させ、第１、第２の偏波保持ファイバのいずれか一方を
電気光学効果を有するバルクに巻装し、このバルクによ
って光路長差を変化させることにより出力光の偏波をス
クランブルするようにしている。
【００１８】第６の発明に係る偏波スクランブル装置で
は、任意偏光の入射光を光分岐器で直交する偏波状態を
持つ２系統に分岐し、各分岐光を第１、第２の偏波保持
ファイバで偏波状態を保持して伝送し、これらの伝送光
を光合波／分岐器で合波／再分岐し、各分岐光を第３、
第４の偏波保持ファイバで偏波状態を保持して伝送し、
これらの伝送光を光合波器で合波出力するものであり、
前記第１、第２の偏波保持ファイバのいずれか一方の偏
波面を９０°回転させることで光合波／分岐器の入射光
の偏波面を揃え、第３、第４の偏波保持ファイバのいず
れか一方の偏波面を９０°回転させることで他方の分岐
光の偏波面と直交させ、第１、第２の偏波保持ファイバ
のいずれか一方を電気光学効果を有する第１のバルクに
巻装し、第３、第４の偏波保持ファイバのいずれか一方
を電気光学効果を有する第２のバルクに巻装し、第１、
第２のバルクによって光路長差を変化させることにより
出力光の偏波をスクランブルするようにしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施形態について説明する。図１はこの発明に係る偏波
スクランブル装置の第１の実施形態の構成を示すもので
ある。
【００２０】図１において、入力光路上にはハーフミラ
ー１０１が光軸に対して４５°の角度で配置され、入力
された直線偏光の光Ｌinはこのハーフミラー１０１によ
って同じ偏波状態を持つ２系統に分岐される。各分岐光
路上にはそれぞれミラー１０４，１０５が光軸に対して
４５°の角度で配置され、それぞれの反射光路の交点に
はハーフミラー１０２が各光軸に対して４５°の角度で
配置される。すなわち、ハーフミラー１０１による分岐
光Ｌ１１，Ｌ１２はそれぞれミラー１０４，１０５によ
って反射された後、ハーフミラー１０２で合波／再分岐
される。
【００２１】ハーフミラー１０２による各分岐光路上に
はそれぞれミラー１０６，１０７が光軸に対して４５°
の角度で配置され、それぞれの反射光路の交点にはＰＢ
Ｓ（偏波ビームスプリッタ）１０３が各光軸に対して４
５°の角度で配置される。すなわち、ハーフミラー１０
２による分岐光Ｌ１３，Ｌ１４はそれぞれミラー１０
６，１０７によって反射された後、ＰＢＳ１０３で合波
されて出力光Ｌout となる。
【００２２】さらに、上記ミラー１０４とハーフミラー
１０２との間には、例えばＡＲコートされたＬｉＴａＯ
3 板１０９が介在される。また、ミラー１０６とＰＢＳ
１０３との間には、例えば偏波面に対して結晶軸の傾き
が４５°となるλ／２板（λは入力光Ｌinの波長）１０
８が介在される。
【００２３】上記構成において、以下にその動作を説明
する。まず、入力光Ｌinはハーフミラー１０１で同じ偏
波状態を持つ２つの光Ｌ１１，Ｌ１２に分岐される。一
方の分岐光Ｌ１１はミラー１０４で反射された後、Ｌｉ
ＴａＯ3 板１０９を通過してハーフミラー１０２に入射
される。また、他方の分岐光Ｌ１２はミラー１０５で反
射されて直接ハーフミラー１０２に入射される。よっ
て、ハーフミラー１０２によって２つの分岐光Ｌ１１，
Ｌ１２を合波／再分岐すると、その分岐光Ｌ１３，Ｌ１
４には光路長差による干渉が生じる。
【００２４】ここで、ＬｉＴａＯ3 板１０９に電圧を印
加すると、このＬｉＴａＯ3 板１０９の厚さが変化する
ため、２つの分岐光Ｌ１１，Ｌ１２の光路長差が生じ、
ハーフミラー１０２での干渉条件が変化する。これによ
り、２つの出力光Ｌ１３，Ｌ１４の強度比が変化する。
【００２５】光Ｌ１３はミラー１０６で反射された後、
λ／２板１０８を通過してＰＢＳ１０３に入射され、光
Ｌ１４はミラー１０７で反射された後、直接ＰＢＳ１０
３に入射される。このとき、光Ｌ１３の偏波面がλ／２
板１０８により９０°回転されるため、２つの光Ｌ１
３，Ｌ１４はＰＢＳ１０３の出力光Ｌout の直交する２
つの偏波成分となる。
【００２６】したがって、上記構成による偏波スクラン
ブル装置は、ＬｉＴａＯ3 板１０９に電圧を印加するこ
とにより、出力光Ｌout の直交する２つの偏波成分の強
度比を変化させ、出力偏光の偏波面を回転させることが
できる。よって、印加電圧の変調振幅を適切にとれば、
特定時間以上の偏波状態の平均を無偏光状態とすること
ができる。
【００２７】尚、上記実施形態では、ミラー１０５とハ
ーフミラー１０２との間にＬｉＴａＯ3 板を介在させ、
電圧を印加することで、分岐光Ｌ１１，Ｌ１２の光路長
差を変化させるようにしたが、ハーフミラー１０１から
ハーフミラー１０２に至る少なくともいずれか一方の分
岐光路中にＬｉＴａＯ3 板を介在して電圧を印加するよ
うにしても、同様の効果が得られる。
【００２８】また、上記実施形態では、ミラー１０６と
ＰＢＳ１０３との間にλ／２板を介在するようにした
が、ハーフミラー１０２からＰＢＳ１０３に至る少なく
ともいずれか一方の分岐光路中にλ／２板を介在するよ
うにしても、同様の効果が得られる。
【００２９】さらに、１０３に偏波ビームスプリッタで
はなく、ハーフミラーを用いても、損失は大きくなるが
同様に偏波スクランブルを施すことができる。図２はこ
の発明に係る第２の実施形態の構成を示すものである。
但し、図２において、図１と同一部分には同一符号を付
して示し、ここでは異なる部分を中心に説明する。
【００３０】この偏波スクランブル装置は、図１の装置
とほぼ同じ構成であるが、ハーフミラー１０２とミラー
１０７との間に、例えばＡＲコートされたＬｉＴａＯ3
板１１０を挿入して電圧を印加するようにしたものであ
る。
【００３１】この構成によれば、ＬｉＴａＯ3 板１１０
に電圧を印加することで、ＬｉＴａＯ3 板１１０の厚さ
が変化し、これによって２つの光Ｌ１３，Ｌ１４の光路
長差に変化が生じ、ＰＢＳ１０３の出力光の直交する２
つの偏波成分の間の位相差が変化するので、出力偏波を
直線偏光、楕円偏光、円偏光の任意の状態にすることが
できる。
【００３２】尚、上記実施形態ではハーフミラー１０２
とミラー１０７との間にＬｉＴａＯ3 板を介在させ、電
圧を印加することで、分岐光Ｌ１３，Ｌ１４の光路長差
を変化させるようにしたが、ハーフミラー１０２からＰ
ＢＳ１０３に至る少なくともいずれか一方の分岐光路中
にＬｉＴａＯ3 板を介在して電圧を印加するようにして
も、同様の効果が得られる。
【００３３】図３はこの発明に係る第３の実施形態の構
成を示すものである。図３において、図２と同一部分に
は同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について
説明する。
【００３４】この偏波スクランブル装置は、任意の偏光
を持つ入力光ＬinをＰＢＳ１１３でそれぞれ直交する偏
波Ｌ２１，Ｌ２２に分岐すると共に、ＰＢＳ１１３とミ
ラー１０５との間に、例えば偏波面に対して結晶軸の傾
きが４５°となるλ／２板（λは入力光Ｌinの波長）１
１１を挿入するようにしたものである。
【００３５】すなわち、第１、第２の実施形態が入力光
と同じ偏波状態の光に分岐しているのに対し、この実施
形態ではＰＢＳ１１３を用いて互いに直交する偏波Ｌ２
１，Ｌ２２に分岐し、光Ｌ２２の偏波面をλ／２板１１
１により９０°回転させているため、２つの光Ｌ２１，
Ｌ２２は互いに偏波面が合った状態でハーフミラー１０
２に入射されることになる。このため、入力光Ｌinの偏
波がどのような形態であっても、ハーフミラー１０２の
出力光Ｌ２３，Ｌ２４の偏波状態を一致させることがで
き、以後の処理で偏波スクランブルをかけることができ
る。
【００３６】尚、上記実施形態では、ＰＢＳ１１３とミ
ラー１０５との間にλ／２板を挿入するようにしたが、
ＰＢＳ１１３からハーフミラー１０２に至る少なくとも
いずれか一方の分岐光路中にλ／２板を挿入するように
しても、同様の効果が得られる。
【００３７】図４はこの発明に係る第４の実施形態の構
成を示すものである。図４において、入力された直線偏
光Ｌinは３ｄＢカプラ２０１により２つの光Ｌ３１，Ｌ
３２に分岐され、それぞれ偏波保持ファイバ２０２，２
０３を通って３ｄＢカプラ２０４に入射され、合成／再
分岐処理される。
【００３８】３ｄＢカプラ２０４で分岐された光Ｌ３
３，Ｌ３４はそれぞれ偏波保持ファイバ２０５，２０６
を通ってＰＢＳ２０７に入射され、合波されて出力光Ｌ
out となる。
【００３９】ここで、上記偏波保持ファイバ２０３は、
例えばＰＬＺＴ等の電気光学効果を有するバルク２０８
に巻き付けられ、このバルク２０８に適当な電圧を印加
することにより、ファイバ２０２との長さに差を持たせ
ると、光Ｌ３１，Ｌ３２を合波したときの干渉の条件が
変化する。このため、３ｄＢカプラ３０２の２つの出力
の強度比が光路長差に応じて変化する。
【００４０】また、上記偏波保持ファイバ２０５は９０
°捻った状態でＰＢＳ２０７に結合され、偏波保持ファ
イバ２０６はそのままの状態でＰＢＳ２０７に結合され
る。このため、偏波保持ファイバ２０５，２０６を通る
光Ｌ３３，Ｌ３４はＰＢＳ２０７の出力光の直交する２
つの偏波成分となる。
【００４１】すなわち、上記構成によれば、偏波保持フ
ァイバ２０２，２０３のファイバ長を変えることによ
り、出力光Ｌout の直交する２つの偏波成分Ｌ３３，Ｌ
３４の強度比を変化させ、出力偏光の偏波面を回転させ
ることができる。そこで、バルク２０８に適当な電圧を
印加してファイバ長の変調振幅を適切にとれば、特定時
間以上の偏波状態の平均を無偏光状態とすることができ
る。
【００４２】尚、上記実施形態では、ファイバ２０３を
バルク２０８に巻き付けるようにしたが、ファイバ２０
２を巻き付けるようにしても同様の効果が得られる。ま
た、ファイバ２０５側を９０°捻るようにしたが、ファ
イバ２０６側を９０°捻るようにしても同様の効果が得
られる。
【００４３】さらに、２０７に偏波ビームスプリッタで
はなく、３ｄＢカプラを用いても、損失は大きくなる
が、同じように偏波スクランブルを施すことができる。
図５はこの発明に係る第５の実施形態の構成を示すもの
である。但し、図５において、図４と同一部分には同一
符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説明す
る。
【００４４】この偏波スクランブル装置は図４の装置と
ほぼ同じ構成であるが、さらに偏波保持ファイバ２０６
を例えばＰＬＺＴ等の電気光学効果を有するバルク２０
９に巻き付け、ファイバ２０５との長さに差を持たせる
ようにしたものである。
【００４５】この構成によれば、バルク２０９に適当な
電圧を印加することで、偏波保持ファイバ２０５と２０
６のファイバ長の差が変化し、ＰＢＳ２０７の出力光Ｌ
outの直交する２つの偏波成分Ｌ３３，Ｌ３４の間の位
相差が変化する。このため、出力偏波は直線偏光、楕円
偏光、円偏光の任意の状態に変化するようになる。
【００４６】図６はこの発明に係る第６の実施形態の構
成を示すものである。図６において、図５と同一部分に
は同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に
説明する。
【００４７】この偏波スクランブル装置は、任意の偏光
を持つ入力光ＬinをＰＢＳ２１０でそれぞれ直交する偏
波Ｌ４１，Ｌ４２に分岐すると共に、偏波保持ファイバ
２０２を９０°捻って３ｄＢカプラ２０４に結合するよ
うにしたものである。
【００４８】すなわち、第４、第５の実施形態が入力光
と同じ偏波状態の光に分岐しているのに対し、この実施
形態ではＰＢＳ２１０を用いて互いに直交する偏波Ｌ４
１，Ｌ４２に分岐し、光Ｌ４１の偏波面がファイバ２０
２の捻りにより９０°回転されるため、２つの光Ｌ４
１，Ｌ４２は偏波面が互いに合った状態で３ｄＢカプラ
２０４に入射されることになる。このため、入力光Ｌin
の偏波がどのような形態であっても、３ｄＢカプラ２０
４の出力光Ｌ４３，Ｌ４４の偏波状態を一致させること
ができ、以後の処理で偏波スクランブルをかけることが
できる。尚、この発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、この発明の要旨を変更しない範囲で種々変形
しても実施可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、挿
入損失の少ない偏波スクランブル装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る偏波スクランブル装置の第１の
一実施形態の構成を示すブロック光回路図である。
【図２】この発明に係る偏波スクランブル装置の第２の
一実施形態の構成を示すブロック光回路図である。
【図３】この発明に係る偏波スクランブル装置の第３の
一実施形態の構成を示すブロック光回路図である。
【図４】この発明に係る偏波スクランブル装置の第４の
一実施形態の構成を示すブロック光回路図である。
【図５】この発明に係る偏波スクランブル装置の第５の
一実施形態の構成を示すブロック光回路図である。
【図６】この発明に係る偏波スクランブル装置の第６の
一実施形態の構成を示すブロック光回路図である。
【図７】従来の偏波スクランブル装置の概略構成を示す
斜視図である。
【符号の説明】
１１…位相変調器 １０１，１０２…ハーフミラー １０３，１１３…ＰＢＳ（偏波ビームスプリッタ） １０４，１０５，１０６，１０７…ミラー １０８，１１１…λ／２板 １０９，１１０…ＬｉＴａＯ3 板 ２０１，２０４…３ｄＢカプラ ２０２，２０３，２０５，２０６…偏波保持ファイバ ２０７，２１０…ＰＢＳ（偏波ビームスプリッタ） ２０８，２０９…ＰＬＺＴバルク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 周 埼玉県上福岡市大原２丁目１番15号 国際 電信電話株式会社研究所内 (72)発明者 高平 仁 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力光を同じ偏波状態を持つ２系統に分
    岐する光分岐手段と、 この手段で分岐された２系統の光の光路長差を可変制御
    する第１の光路長差可変制御手段と、 この手段を経た２系統の光を合波し再度２系統に分岐す
    る光合波分岐手段と、 この手段で分岐された２系統の光のうちの一方の光の偏
    波面を９０°回転させる偏波面回転手段と、 この手段を経た光と前記光合波分岐手段で分岐された２
    系統の光のうちの他方の光を合波する光合波手段とを具
    備し、 前記第１の光路長差可変制御手段で前記光路長差を変化
    させることにより出力光の偏波をスクランブルすること
    を特徴とする偏波スクランブル装置。
  2. 【請求項２】 さらに、前記光合波分岐手段と光合波手
    段との間に挿入され、前記光合波分岐手段で分岐された
    ２系統の光の光路長差を可変制御する第２の光路長差可
    変制御手段を備え、 前記第１、第２の光路長差可変制御手段の少なくともい
    ずれか一方で前記光路長差を変化させることにより出力
    光の偏波をスクランブルすることを特徴とする請求項１
    記載の偏波スクランブル装置。
  3. 【請求項３】 入力光を直交する偏波状態を持つ２系統
    に分岐する光分岐手段と、 この光分岐手段で分岐された２系統の光の光路長差を可
    変制御する第１の光路長差可変制御手段と、 この手段を経た２系統の光を合波し再度２系統に分岐す
    る光合波分岐手段と、前記光分岐手段と光合波分岐手段
    との間に挿入され、前記光分岐手段で分岐された２系統
    の光のうちの一方の光の偏波面を９０°回転させて、前
    記光合波分岐手段に入射される光の偏波面を揃える第１
    の偏波面回転手段と、 前記光合波分岐手段で分岐された２系統の光の光路長差
    を可変制御する第２の光路長差可変制御手段と、 前記光合波分岐手段で分岐された２系統の光のうちの一
    方の光の偏波面を９０°回転させる第２の偏波面回転手
    段と、 この手段を経た光と前記光合波分岐手段で分岐された２
    系統の光のうちの他方の光を合波する光合波手段とを具
    備し、 前記第１及び第２の光路長差可変制御手段で前記光路長
    差を変化させることにより出力光の偏波をスクランブル
    することを特徴とする偏波スクランブル装置。
  4. 【請求項４】 前記光合波手段は、偏波ビームスプリッ
    タであることを特徴とする請求項１、２、３いずれか記
    載の偏波スクランブル装置。
  5. 【請求項５】 入力光路上に光軸に対して４５°の角度
    で配置され、入力光を同じ偏波状態を持つ２系統に分岐
    する第１のハーフミラーと、 この第１のハーフミラーによる各分岐光路上に光軸に対
    して４５°の角度で配置される第１、第２のミラーと、 これらのミラーの反射光路の交点に各光軸に対して４５
    °の角度で配置され、各入射光を合波／再分岐する第２
    のハーフミラーと、 この第２のハーフミラーによる各分岐光路上に光軸に対
    して４５°の角度で配置される第３、第４のミラーと、 これらのミラーの反射光路の交点に各光軸に対して４５
    °の角度で配置され、各入射光を合波する合波手段と、 前記第１のハーフミラーから前記第２のハーフミラーに
    至る少なくともいずれか一方の分岐光路中に挿入され、
    電圧印加により光路長を変化させる第１の可変光路長素
    子と、 前記第２のハーフミラーから前記合波手段に至る少なく
    ともいずれか一方の分岐光路中に挿入され、偏波面に対
    して結晶軸の傾きが４５°となる１／２波長板とを具備
    し、 前記可変光路長素子によって光路長差を変化させること
    により出力光の偏波をスクランブルすることを特徴とす
    る偏波スクランブル装置。
  6. 【請求項６】 さらに、前記第２のハーフミラーから前
    記合波手段に至る少なくともいずれか一方の分岐光路中
    に挿入され、電圧印加により光路長を変化させる第２の
    可変光路長素子を備え、 前記第１、第２の可変光路長素子の少なくともいずれか
    一方によって光路長差を変化させることにより出力光の
    偏波をスクランブルすることを特徴とする請求項５記載
    の偏波スクランブル装置。
  7. 【請求項７】 入力光路上に光軸に対して４５°の角度
    で配置され、入力光を直交する偏波状態を持つ２系統に
    分岐する偏波ビームスプリッタと、 この偏波ビームスプリッタによる各分岐光路上に光軸に
    対して４５°の角度で配置される第１、第２のミラー
    と、 これらのミラーの反射光路の交点に各光軸に対して４５
    °の角度で配置され、各入射光を合波／再分岐するハー
    フミラーと、 このハーフミラーによる各分岐光路上に光軸に対して４
    ５°の角度で配置される第３、第４のミラーと、 これらのミラーの反射光路の交点に各光軸に対して４５
    °の角度で配置され、各入射光を合波する合波手段と、 前記偏波ビームスプリッタから前記ハーフミラーに至る
    少なくともいずれか一方の分岐光路中に挿入され、第１
    の電圧印加により光路長を変化させる第１の可変光路長
    素子と、 前記偏波ビームスプリッタから前記ハーフミラーに至る
    少なくともいずれか一方の分岐光路中に、偏波面に対し
    て結晶軸の傾きが４５°となるように配置され、前記ハ
    ーフミラーに入射される光の偏波面を揃える第１の１／
    ２波長板と、 前記ハーフミラーから前記合波手段に至る少なくともい
    ずれか一方の分岐光路中に挿入され、第２の電圧印加に
    より光路長を変化させる第２の可変光路長素子と、 前記ハーフミラーから前記合波手段に至る少なくともい
    ずれか一方の分岐光路中に挿入され、偏波面に対して結
    晶軸の傾きが４５°となる第２の１／２波長板とを具備
    し、 前記第１及び第２の可変光路長素子によって光路長差を
    変化させることにより出力光の偏波をスクランブルする
    ことを特徴とする偏波スクランブル装置。
  8. 【請求項８】 前記合波手段は偏波ビームスプリッタで
    あることを特徴とする請求項５、７いずれか記載の偏波
    スクランブル装置。
  9. 【請求項９】 前記可変光路長素子はＬｉＴａＯ3 板で
    あることを特徴とする請求項５、７いずれか記載の偏波
    スクランブル装置。
  10. 【請求項１０】 入射光を同じ偏波状態を持つ２系統に
    分岐する光分岐器と、 この光分岐器で分岐された光を偏波状態を保持して伝送
    する第１、第２の偏波保持ファイバと、 これらの偏波保持ファイバの伝送光を入射して合波／再
    分岐する光合波／分岐器と、 この光合波／分岐器で分岐された光を偏波状態を保持し
    て伝送する第３、第４の偏波保持ファイバと、 これらの偏波保持ファイバの伝送光を入射して合波出力
    する光合波器と、 前記第１、第２の偏波保持ファイバのいずれか一方が巻
    装され、電気光学効果を有する第１のバルクと、 前記第３、第４の偏波保持ファイバのいずれか一方の偏
    波面を９０°回転させる偏波面回転手段とを具備し、 前記第１のバルクによって光路長差を変化させることに
    より出力光の偏波をスクランブルすることを特徴とする
    偏波スクランブル装置。
  11. 【請求項１１】 さらに、前記第３、第４の偏波保持フ
    ァイバのいずれか一方が巻装され、電気光学効果を有す
    る第２のバルクを備え、 前記第１、第２のバルクの少なくともいずれか一方によ
    って光路長差を変化させることにより出力光の偏波をス
    クランブルすることを特徴とする請求項１０記載の偏波
    スクランブル装置。
  12. 【請求項１２】 前記光分岐器は、３ｄＢカプラである
    ことを特徴とする請求項１０、１１いずれか記載の偏波
    スクランブル装置。
  13. 【請求項１３】 入射光を直交する偏波状態を持つ２系
    統に分岐する光分岐器と、 この光分岐器で分岐された光を偏波状態を保持して伝送
    する第１、第２の偏波保持ファイバと、 これらの偏波保持ファイバの伝送光を入射して合波／再
    分岐する光合波／分岐器と、 この光合波／分岐器で分岐された光を偏波状態を保持し
    て伝送する第３、第４の偏波保持ファイバと、 これらの偏波保持ファイバの伝送光を入射して合波出力
    する光合波器と、 前記第１、第２の偏波保持ファイバのいずれか一方が巻
    装され、電気光学効果を有する第１のバルクと、 前記第１、第２の偏波保持ファイバのいずれか一方の偏
    波面を９０°回転させて、前記光合波／分岐器の入射光
    の偏波面を揃える第１の偏波面回転手段と、 前記第３、第４の偏波保持ファイバのいずれか一方が巻
    装され、電気光学効果を有する第２のバルクと、 前記第３、第４の偏波保持ファイバのいずれか一方の偏
    波面を９０°回転させる第２の偏波面回転手段とを具備
    し、 前記第１、第２のバルクによって光路長差を変化させる
    ことにより出力光の偏波をスクランブルすることを特徴
    とする偏波スクランブル装置。
  14. 【請求項１４】 前記光分岐器は偏波ビームスプリッタ
    であることを特徴とする請求項１３記載の偏波スクラン
    ブル装置。
  15. 【請求項１５】 前記合波手段は偏波ビームスプリッタ
    であることを特徴とする請求項１０、、１１、１３いず
    れか記載の偏波スクランブル装置。
  16. 【請求項１６】 前記光合波／分岐器は３ｄＢカプラで
    あることを特徴とする請求項１０、１１、１３いずれか
    記載の偏波スクランブル装置。
  17. 【請求項１７】 前記バルクはＰＬＺＴ素子であること
    を特徴とする請求項１０、１１、１３いずれか記載の偏
    波スクランブル装置。
  18. 【請求項１８】 前記偏波面回転手段は、偏波保持ファ
    イバを９０°捻って結合するようにしたことを特徴とす
    る請求項１０、１１、１３いずれか記載の偏波スクラン
    ブル装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046839A (en) * 1998-03-19 2000-04-04 Fujitsu Limited Polarizaiton scrambler
JP2011059310A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Yokogawa Electric Corp 偏光調整器
CN103825183A (zh) * 2014-01-08 2014-05-28 北京工业大学 一种光脉冲增频器
CN110456518A (zh) * 2019-03-08 2019-11-15 中国电子科技集团公司电子科学研究院 偏振无关双光束干涉方法和装置

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