JPH1026746A - 導波路型偏波スクランブラ - Google Patents
導波路型偏波スクランブラInfo
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- JPH1026746A JPH1026746A JP8181719A JP18171996A JPH1026746A JP H1026746 A JPH1026746 A JP H1026746A JP 8181719 A JP8181719 A JP 8181719A JP 18171996 A JP18171996 A JP 18171996A JP H1026746 A JPH1026746 A JP H1026746A
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- optical waveguide
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- waveguide
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- 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
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- 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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- G02F1/0139—Polarisation scrambling devices; Depolarisers
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】誘電体基板を用いた導波路型偏波スクランブラ
において、導波路型偏波スクランブラ内にて発生する偏
光依存性によって無偏光状態の低下を防ぐ。 【解決手段】第１の入出力光導波路と第２の入出力光導
波路を有するマッハツェンダ分岐干渉導波路と、第３の
入出力光導波路と第４の入出力光導波路を有し第２の入
出力光導波路に第３の入出力光導波路が接続された位相
変調器とが形成された誘電体光導波路基板と、第１の入
出力光導波路に光信号を入力する光入力ポートと、第４
の入出力光導波路から出射される光を受ける光出力ポー
トとを備えていることを特徴としている。製造工程を複
雑にすることなく、素子製造プロセス条件の緩和が可能
で、厳密な光軸調整精度を必要とせず、容易に出力光を
無偏光状態に調節することが可能となる。
において、導波路型偏波スクランブラ内にて発生する偏
光依存性によって無偏光状態の低下を防ぐ。 【解決手段】第１の入出力光導波路と第２の入出力光導
波路を有するマッハツェンダ分岐干渉導波路と、第３の
入出力光導波路と第４の入出力光導波路を有し第２の入
出力光導波路に第３の入出力光導波路が接続された位相
変調器とが形成された誘電体光導波路基板と、第１の入
出力光導波路に光信号を入力する光入力ポートと、第４
の入出力光導波路から出射される光を受ける光出力ポー
トとを備えていることを特徴としている。製造工程を複
雑にすることなく、素子製造プロセス条件の緩和が可能
で、厳密な光軸調整精度を必要とせず、容易に出力光を
無偏光状態に調節することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超高速基幹伝送通信
システムに使用される導波路型光デバイスに関し、特
に、光導波路型偏波スクランブラに関する。
システムに使用される導波路型光デバイスに関し、特
に、光導波路型偏波スクランブラに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の、光通信システムの実用化に伴
い、大容量、且つ、多機能の高度な通信システムが求め
られており、より高速の光信号の発生、同一光伝送路内
の波長多重化、光伝送路の切り替え、交換等の新たな機
能の付加が必要とされている。現用の通信システムにお
いては、光通信は光源である半導体レーザや発光ダイオ
ードの注入電流を直接調節する直接変調方式によって得
られていたが、直接変調では、緩和振動等の効果の為に
数GHz 以上の高速変調が難しく、また、波長変動が発生
するため、高速基幹伝送通信には適用が困難という欠点
がある。
い、大容量、且つ、多機能の高度な通信システムが求め
られており、より高速の光信号の発生、同一光伝送路内
の波長多重化、光伝送路の切り替え、交換等の新たな機
能の付加が必要とされている。現用の通信システムにお
いては、光通信は光源である半導体レーザや発光ダイオ
ードの注入電流を直接調節する直接変調方式によって得
られていたが、直接変調では、緩和振動等の効果の為に
数GHz 以上の高速変調が難しく、また、波長変動が発生
するため、高速基幹伝送通信には適用が困難という欠点
がある。
【０００３】この欠点を解決する手法としては、外部変
調方式による変調器を使用する方法があり、特に電気光
学効果を有する誘電体基板中に形成された光導波路によ
り構成される光導波路型の光外部変調器は小型、高効
率、高速という特徴がある。
調方式による変調器を使用する方法があり、特に電気光
学効果を有する誘電体基板中に形成された光導波路によ
り構成される光導波路型の光外部変調器は小型、高効
率、高速という特徴がある。
【０００４】特に、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）
結晶等の強誘電体材料を使用したものは、光吸収が小さ
く低損失であり、大きな電気光学効果を有しているた
め、高効率である等の特徴がある。そのため、開発が盛
んに行われ、中でも、マッハツェンダ型分岐干渉型、及
び、方向性結合器型の外部変調器が提案、報告、更に一
部実用化されるに至っている。
結晶等の強誘電体材料を使用したものは、光吸収が小さ
く低損失であり、大きな電気光学効果を有しているた
め、高効率である等の特徴がある。そのため、開発が盛
んに行われ、中でも、マッハツェンダ型分岐干渉型、及
び、方向性結合器型の外部変調器が提案、報告、更に一
部実用化されるに至っている。
【０００５】最近、これらニオブ酸リチウム等を用いた
外部変調器型の実用化により基幹伝送系システムのＧｂ
ｐｓを越える大容量化が実現されている。更に、Ｅｒ+
ドープファイバ等を用いた光アンプの急速な開発、実用
化に伴い、数千kmを越える長距離伝送が可能となってき
ている。
外部変調器型の実用化により基幹伝送系システムのＧｂ
ｐｓを越える大容量化が実現されている。更に、Ｅｒ+
ドープファイバ等を用いた光アンプの急速な開発、実用
化に伴い、数千kmを越える長距離伝送が可能となってき
ている。
【０００６】この光アンプを用いた長距離伝送における
課題の一つとして、伝送路内の偏波変動、及び、光アン
プの利得の偏波依存性（ＰＤＧ）による受信感度の低下
があげられる。
課題の一つとして、伝送路内の偏波変動、及び、光アン
プの利得の偏波依存性（ＰＤＧ）による受信感度の低下
があげられる。
【０００７】この課題を解決する手段の一つとして、伝
送路内の信号光を無偏光状態にする方法があり、Ｆ．Ｈ
ｅｉｓｍａｎｎ他（“Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ Ｐｏ
ｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｃｒａｍｂｌｅｒｓ ｆｏｒ
Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｌｏｎｇ
−Ｈａｕｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．９，Ｓｅ
ｐｔｅｍｂｅｒ，１９９４，ｐｐ．１１５６）により受
信感度が改善されることが報告されている。この信号光
を無偏光状態にするために必要なデバイスとして偏波ス
クランブラがある。
送路内の信号光を無偏光状態にする方法があり、Ｆ．Ｈ
ｅｉｓｍａｎｎ他（“Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ Ｐｏ
ｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｃｒａｍｂｌｅｒｓ ｆｏｒ
Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｌｏｎｇ
−Ｈａｕｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．９，Ｓｅ
ｐｔｅｍｂｅｒ，１９９４，ｐｐ．１１５６）により受
信感度が改善されることが報告されている。この信号光
を無偏光状態にするために必要なデバイスとして偏波ス
クランブラがある。
【０００８】以下に従来の偏波スクランブラの構造、及
び、機能について説明する。
び、機能について説明する。
【０００９】図２は、従来の導波路型偏波スクランブラ
の構成を示している。図２において、本スクランブラ
は、Ｚ板ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）からなる基
板５ａの表面に導波路２が図示したような形状に作製さ
れる。なお、基板５ａより僅かに高い屈折率をもつ部分
が光導波路２となり、光導波路２はチタン（Ｔｉ）を基
板に熱拡散することにより形成される。また光導波路２
上には、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などで構成されるバッ
ファ層６ａが設けられ、バッファ層６ａの上には、制御
電極３ｃ，３ｄが設けられている。
の構成を示している。図２において、本スクランブラ
は、Ｚ板ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）からなる基
板５ａの表面に導波路２が図示したような形状に作製さ
れる。なお、基板５ａより僅かに高い屈折率をもつ部分
が光導波路２となり、光導波路２はチタン（Ｔｉ）を基
板に熱拡散することにより形成される。また光導波路２
上には、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などで構成されるバッ
ファ層６ａが設けられ、バッファ層６ａの上には、制御
電極３ｃ，３ｄが設けられている。
【００１０】本光導波路型偏波スクランブラでは、図３
に示されるように、外部変調器等からの信号光９ａは、
定偏波保持（ＰＡＮＤＡ）ファイバ４ａにより直線定偏
光状態１０ａを保持し、その偏光方向が基板表面１１ａ
に対し約４５°傾いた状態で入力ポート１ａに入射され
る。
に示されるように、外部変調器等からの信号光９ａは、
定偏波保持（ＰＡＮＤＡ）ファイバ４ａにより直線定偏
光状態１０ａを保持し、その偏光方向が基板表面１１ａ
に対し約４５°傾いた状態で入力ポート１ａに入射され
る。
【００１１】入力ポート１ａに入射された光は、図４に
示されるように、制御電極３ｄにＲＦ位相変調信号Ｖ
（ｔ）１３ａを印加することにより、信号光のＴＭ成分
１２ａ、及びＴＥ成分１２ｂは各々の結晶軸方向の電気
光学定数（γ33及びγ13）の差により異なった位相変調
を受け、出力光の偏光状態１４ａは、図５に示すポアン
カレ球上の点線１５ａの偏光状態を周期的に変化する。
示されるように、制御電極３ｄにＲＦ位相変調信号Ｖ
（ｔ）１３ａを印加することにより、信号光のＴＭ成分
１２ａ、及びＴＥ成分１２ｂは各々の結晶軸方向の電気
光学定数（γ33及びγ13）の差により異なった位相変調
を受け、出力光の偏光状態１４ａは、図５に示すポアン
カレ球上の点線１５ａの偏光状態を周期的に変化する。
【００１２】ここでは、光の電界が基板表面に対して垂
直な成分をＴＭ偏光、光の電界が基板に対して平行な成
分をＴＥ偏光とする。
直な成分をＴＭ偏光、光の電界が基板に対して平行な成
分をＴＥ偏光とする。
【００１３】この出力光の偏光状態１４ａの無偏光状態
は偏光度Ｄ．Ｏ．Ｐ（＝Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｐｏｌａ
ｒｉｚａｔｉｏｎ）で表せられ、ｓｔｏｋｅｓ ｐａｒ
ａｍｅｔｅｒを用い次式（１）にて記述される。
は偏光度Ｄ．Ｏ．Ｐ（＝Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｐｏｌａ
ｒｉｚａｔｉｏｎ）で表せられ、ｓｔｏｋｅｓ ｐａｒ
ａｍｅｔｅｒを用い次式（１）にて記述される。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここで、＜ ＞は、ＲＦ信号発信周期の平
均値を示している。
均値を示している。
【００１６】ＲＦ位相変調信号Ｖ（ｔ）１３ａの電圧振
幅、ＲＦ周波数を最適化することにより、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝
０となり、出力光９ｂは完全無偏光状態となる。通常、
光アンプを用いた伝送系では、このＲＦ周波数が１０kH
z 以上であれば受信感度改善が可能である。
幅、ＲＦ周波数を最適化することにより、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝
０となり、出力光９ｂは完全無偏光状態となる。通常、
光アンプを用いた伝送系では、このＲＦ周波数が１０kH
z 以上であれば受信感度改善が可能である。
【００１７】従来の図２に示す光導波路型偏波スクラン
ブラにおいては、入力直線偏光１０ａの基板表面１１ａ
に対する傾き（以下、傾き角と称する）が４５°とした
場合、光導波路２の挿入損失偏光依存性が０の場合の
み、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０を得ることができる。
ブラにおいては、入力直線偏光１０ａの基板表面１１ａ
に対する傾き（以下、傾き角と称する）が４５°とした
場合、光導波路２の挿入損失偏光依存性が０の場合の
み、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０を得ることができる。
【００１８】しかしながら、実際の製造においては、プ
ロセスにばらつき等により、光導波路２を偏光無依存に
作製することは困難であり、図３に示す通り、入力偏光
１０ａの傾き角を４５°にした場合では、図６に示す通
り、素子の偏光依存性ΔＬ＝ＴＭ挿入損失−ＴＥ挿入損
失（ｄＢ）の増加に対してＤ．Ｏ．Ｐは劣化する。
ロセスにばらつき等により、光導波路２を偏光無依存に
作製することは困難であり、図３に示す通り、入力偏光
１０ａの傾き角を４５°にした場合では、図６に示す通
り、素子の偏光依存性ΔＬ＝ＴＭ挿入損失−ＴＥ挿入損
失（ｄＢ）の増加に対してＤ．Ｏ．Ｐは劣化する。
【００１９】したがって、実際の製造においては、偏波
スクランブラを動作させ、出力光９ｂのＤ．Ｏ．Ｐを観
測しながら、そのＤ．Ｏ．Ｐ値が最小になるよう、図７
に示す通り、入力直線偏光１０ａの基板表面１１ａに対
する傾き角４５°に対し調節角Δθ１６ａを与えるべく
入力ファイバ４ａの角度調節を行う。その時の光導波路
２の偏光依存性ΔＬと調節角１６ａの関係は図８の通り
となる。
スクランブラを動作させ、出力光９ｂのＤ．Ｏ．Ｐを観
測しながら、そのＤ．Ｏ．Ｐ値が最小になるよう、図７
に示す通り、入力直線偏光１０ａの基板表面１１ａに対
する傾き角４５°に対し調節角Δθ１６ａを与えるべく
入力ファイバ４ａの角度調節を行う。その時の光導波路
２の偏光依存性ΔＬと調節角１６ａの関係は図８の通り
となる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】図２の従来例における
第１の問題点は、出力光９ｂのＤ．Ｏ．Ｐを観測しなが
ら、そのＤ．Ｏ．Ｐ値が最小になるよう、図７に示す通
り、入力直線偏光１０ａの基板表面１１ａに対する傾き
角４５°に対し調節角Δθ１６ａを与えるべく角度調節
を行っても、図９に示す通り、入力直線偏光１０ａの
Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０なる最適角θ１ １７ａからの角度ズレ
｜Δθ１｜１８ａの増加に対してＤ．Ｏ．Ｐは劣化する
という点である。実際の製造において、入力定偏波保持
ファイバ４ａと入力ポート１ａの高精度な角度調整は難
しく、図９に示す通り、角度ズレΔθ１ １８ａが発生
する可能性があるからである。なお、ここで、最適角θ
１ １７ａ＝４５°＋Δθ１６ａとの関係が成立する。
その時の角度ズレΔθ１ １８ａとＤ．Ｏ．Ｐとの関係
を図１０に示す。
第１の問題点は、出力光９ｂのＤ．Ｏ．Ｐを観測しなが
ら、そのＤ．Ｏ．Ｐ値が最小になるよう、図７に示す通
り、入力直線偏光１０ａの基板表面１１ａに対する傾き
角４５°に対し調節角Δθ１６ａを与えるべく角度調節
を行っても、図９に示す通り、入力直線偏光１０ａの
Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０なる最適角θ１ １７ａからの角度ズレ
｜Δθ１｜１８ａの増加に対してＤ．Ｏ．Ｐは劣化する
という点である。実際の製造において、入力定偏波保持
ファイバ４ａと入力ポート１ａの高精度な角度調整は難
しく、図９に示す通り、角度ズレΔθ１ １８ａが発生
する可能性があるからである。なお、ここで、最適角θ
１ １７ａ＝４５°＋Δθ１６ａとの関係が成立する。
その時の角度ズレΔθ１ １８ａとＤ．Ｏ．Ｐとの関係
を図１０に示す。
【００２１】第２の問題点は、光軸調整後〜光軸固定完
了間の光軸ズレによる偏光依存性の発生がＤ．Ｏ．Ｐを
劣化する点である。光軸調整後の入力ファイバ４ａと入
力ポート１ａを接着剤等で固定作業の際の光軸ズレ等に
より、結合損失の偏光依存性が発生する可能性があるか
らである。
了間の光軸ズレによる偏光依存性の発生がＤ．Ｏ．Ｐを
劣化する点である。光軸調整後の入力ファイバ４ａと入
力ポート１ａを接着剤等で固定作業の際の光軸ズレ等に
より、結合損失の偏光依存性が発生する可能性があるか
らである。
【００２２】本発明の導波路型偏波スクランブラの目的
は、製造工程を複雑にすることなく、また、製造時にお
けるトレランスが大きく、容易に無偏光状態を得ること
を可能ならしめる光導波路型偏波スクランブラを提供す
ることにある。
は、製造工程を複雑にすることなく、また、製造時にお
けるトレランスが大きく、容易に無偏光状態を得ること
を可能ならしめる光導波路型偏波スクランブラを提供す
ることにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路型偏波ス
クランブラは、上述の欠点を除去するために、第１の入
出力光導波路と第２の入出力光導波路を有するマッハツ
ェンダ分岐干渉導波路と、第３の入出力光導波路と第４
の入出力光導波路を有し第２の入出力光導波路に第３の
入出力光導波路が接続された位相変調器とが形成された
誘電体光導波路基板と、第１の入出力光導波路に光信号
を入力する光入力ポートと、第４の入出力光導波路から
出射される光を受ける光出力ポートとを備えていること
を特徴としている。
クランブラは、上述の欠点を除去するために、第１の入
出力光導波路と第２の入出力光導波路を有するマッハツ
ェンダ分岐干渉導波路と、第３の入出力光導波路と第４
の入出力光導波路を有し第２の入出力光導波路に第３の
入出力光導波路が接続された位相変調器とが形成された
誘電体光導波路基板と、第１の入出力光導波路に光信号
を入力する光入力ポートと、第４の入出力光導波路から
出射される光を受ける光出力ポートとを備えていること
を特徴としている。
【００２４】また、本発明の導波路型偏波スクランブラ
は、第１の入出力光導波路と第２の入出力光導波路を有
するマッハツェンダ分岐干渉導波路と、第３の入出力光
導波路と第４の入出力光導波路を有し第２の入出力光導
波路に第３の入出力光導波路が接続された位相変調器と
が形成された誘電体光導波路基板と、第４の入出力光導
波路に光信号を入力する光入力ポートと、第１の入出力
光導波路から出射される光を受ける光出力ポートとを備
えていることを特徴としている。
は、第１の入出力光導波路と第２の入出力光導波路を有
するマッハツェンダ分岐干渉導波路と、第３の入出力光
導波路と第４の入出力光導波路を有し第２の入出力光導
波路に第３の入出力光導波路が接続された位相変調器と
が形成された誘電体光導波路基板と、第４の入出力光導
波路に光信号を入力する光入力ポートと、第１の入出力
光導波路から出射される光を受ける光出力ポートとを備
えていることを特徴としている。
【００２５】ここで、誘電体光導波路基板は、ニオブ酸
リチウムであり、Ｚ−ｃｕｔであることを特徴としてい
る。
リチウムであり、Ｚ−ｃｕｔであることを特徴としてい
る。
【００２６】本発明の導波路型偏波スクランブラは、従
来使用されている光導波路デバイス作製プロセス技術を
用いて、誘電体基板５ａの表面にマッハツェンダ分岐干
渉部７ａ、及び、直線光導波路位相変調部８ａを形成
し、そのマッハツェンダ分岐干渉部７ａと位相変調部８
ａを接続することを特徴とし、光導波路型偏波スクラン
ブラ内において発生している偏光依存性をマッハツェン
ダ分岐干渉部７ａにより補償する。
来使用されている光導波路デバイス作製プロセス技術を
用いて、誘電体基板５ａの表面にマッハツェンダ分岐干
渉部７ａ、及び、直線光導波路位相変調部８ａを形成
し、そのマッハツェンダ分岐干渉部７ａと位相変調部８
ａを接続することを特徴とし、光導波路型偏波スクラン
ブラ内において発生している偏光依存性をマッハツェン
ダ分岐干渉部７ａにより補償する。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して以下に説明する。
図面を参照して以下に説明する。
【００２８】図１は本発明の一実施例のＴｉ拡散型Ｚ板
Ｙ軸伝搬ＬｉＮｂＯ3 導波路型偏波スクランブラであ
る。ここで、この光導波路型偏波スクランブラの製造方
法例について説明する。図１において、ＬｉＮｂＯ3 基
板５ａ上にＴｉ膜を堆積し、光導波路パターンにパター
ニングを行った後に、数時間熱拡散を行い光導波路２を
形成する。続いて、金属膜電極による導波光の吸収を抑
制するためにバッファ層６ａを成膜し、更に光導波路２
ｂ，２ｃ上部に金属膜により電極３ａ，３ｂを形成し、
マッハツェンダ分岐干渉部７ａを、光導波路２ｅの上部
に金属膜により電極３ｃを、光導波路２ｅの近傍に金属
膜により３ｄを形成し、位相変調部８ａを形成する。更
に、マッハツェンダ分岐干渉部７ａの出力導波路２ｄと
位相変調部８ａの入力導波路２ｅは接続されている。
Ｙ軸伝搬ＬｉＮｂＯ3 導波路型偏波スクランブラであ
る。ここで、この光導波路型偏波スクランブラの製造方
法例について説明する。図１において、ＬｉＮｂＯ3 基
板５ａ上にＴｉ膜を堆積し、光導波路パターンにパター
ニングを行った後に、数時間熱拡散を行い光導波路２を
形成する。続いて、金属膜電極による導波光の吸収を抑
制するためにバッファ層６ａを成膜し、更に光導波路２
ｂ，２ｃ上部に金属膜により電極３ａ，３ｂを形成し、
マッハツェンダ分岐干渉部７ａを、光導波路２ｅの上部
に金属膜により電極３ｃを、光導波路２ｅの近傍に金属
膜により３ｄを形成し、位相変調部８ａを形成する。更
に、マッハツェンダ分岐干渉部７ａの出力導波路２ｄと
位相変調部８ａの入力導波路２ｅは接続されている。
【００２９】次に、図１に示した本発明の形態の一例の
動作状態の説明を以下に行う。
動作状態の説明を以下に行う。
【００３０】図１において、ポート１ａから入射した光
はマッハツェンダ分岐干渉部７ａへ入射され、光導波路
２ｄへ出力する。なお、ここで入力用偏波保持ファイバ
４ａは入力直線偏光１０ａ傾き角が約４５°となるよう
調整されている。
はマッハツェンダ分岐干渉部７ａへ入射され、光導波路
２ｄへ出力する。なお、ここで入力用偏波保持ファイバ
４ａは入力直線偏光１０ａ傾き角が約４５°となるよう
調整されている。
【００３１】この時、マッハツェンダ分岐干渉部７ａに
制御電圧Ｖｄ１９ａが印加されている場合、光導波路４
ｄに出力されたＴＭモード１２ａ、ＴＥモード１２ｂの
光パワーは、図１１に示す印加電圧に応じた消光比特性
に基づき各々減衰される。この後、光は位相変調部８ａ
の入射光導波路４ｅに進み、電極３ｃ，３ｄにＲＦ位相
変調信号Ｖ（ｔ）１３ａが印加されている場合、偏波ス
クランブルを受け、出力光９ａは無偏光状態となり、ポ
ート１ｂから射出される。
制御電圧Ｖｄ１９ａが印加されている場合、光導波路４
ｄに出力されたＴＭモード１２ａ、ＴＥモード１２ｂの
光パワーは、図１１に示す印加電圧に応じた消光比特性
に基づき各々減衰される。この後、光は位相変調部８ａ
の入射光導波路４ｅに進み、電極３ｃ，３ｄにＲＦ位相
変調信号Ｖ（ｔ）１３ａが印加されている場合、偏波ス
クランブルを受け、出力光９ａは無偏光状態となり、ポ
ート１ｂから射出される。
【００３２】ここで、もし位相変調部８ａが偏光依存性
ΔＬを有していれば、入射直線偏光に補正角Δθを与え
るべく角度調節を行う。しかしながら、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０
とならない（角度ズレΔθ１ １８ａがあり、偏光依存
性を解消できない）場合、その残った偏光依存性をキャ
ンセルする制御電圧Ｖｄ１９ａをマッハツェンダ分岐干
渉部７ａの電極３ａ，３ｂへ印加すれば出力光９ｂの
Ｄ．Ｏ．Ｐを０とすることが可能となる。
ΔＬを有していれば、入射直線偏光に補正角Δθを与え
るべく角度調節を行う。しかしながら、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０
とならない（角度ズレΔθ１ １８ａがあり、偏光依存
性を解消できない）場合、その残った偏光依存性をキャ
ンセルする制御電圧Ｖｄ１９ａをマッハツェンダ分岐干
渉部７ａの電極３ａ，３ｂへ印加すれば出力光９ｂの
Ｄ．Ｏ．Ｐを０とすることが可能となる。
【００３３】また、光軸調整後の光軸固定による光軸ズ
レのための偏光依存性の発生によって、Ｄ．Ｏ．Ｐが劣
化した場合にも、上記と同様に、発生した偏光依存性を
キャンセルする制御電圧Ｖｄ１９ａを、マッハツェンダ
分岐干渉部７ａの電極３ａ，３ｂへ印加すれば、出力光
９ｂのＤ．Ｏ．Ｐを０とすることが可能となる。
レのための偏光依存性の発生によって、Ｄ．Ｏ．Ｐが劣
化した場合にも、上記と同様に、発生した偏光依存性を
キャンセルする制御電圧Ｖｄ１９ａを、マッハツェンダ
分岐干渉部７ａの電極３ａ，３ｂへ印加すれば、出力光
９ｂのＤ．Ｏ．Ｐを０とすることが可能となる。
【００３４】また、位相変調部８ａの入力導波路２ｅを
入力ポート１ａとし、位相変調部８ａの出力光導波路２
ｆとマッハツェンダ分岐干渉部７ａの入力導波路２ａが
接続し、マッハツェンダ分岐干渉部７ａの出力導波路２
ｄを出力ポート１ｂとする構造においても、上記説明と
同様な効果を有する。
入力ポート１ａとし、位相変調部８ａの出力光導波路２
ｆとマッハツェンダ分岐干渉部７ａの入力導波路２ａが
接続し、マッハツェンダ分岐干渉部７ａの出力導波路２
ｄを出力ポート１ｂとする構造においても、上記説明と
同様な効果を有する。
【００３５】
【実施例】次に、本発明の具体的な構成について実施例
により説明する。
により説明する。
【００３６】図１において、入力ファイバ４ａは１．５
５μｍ定偏波保持シングルモードファイバ、出力側ファ
イバ４ｂは１．５５μｍ分散補償シングルモードファイ
バを使用した。入出力ポート１ａ，１ｂと入出力ファイ
バ４ａ，４ｂの光軸固定にはＵＶ硬化型接着を使用され
る。誘電体基板５ａにはｚ−ｃｕｔ ＬｉＮｂＯ3 を使
用し伝搬軸はＹ軸と設定されている。光導波路２はＴｉ
膜厚＝８０nm、Ｔｉストライプ幅＝７μｍ、拡散温度／
時間＝１０５０℃／８時間ｗｅｔ雰囲気中にて作製し
た。その後、スパッタリングにより二酸化珪素（ＳｉＯ
2 ）バッファ層６ａを膜厚３００nmにて成膜されてい
る。
５μｍ定偏波保持シングルモードファイバ、出力側ファ
イバ４ｂは１．５５μｍ分散補償シングルモードファイ
バを使用した。入出力ポート１ａ，１ｂと入出力ファイ
バ４ａ，４ｂの光軸固定にはＵＶ硬化型接着を使用され
る。誘電体基板５ａにはｚ−ｃｕｔ ＬｉＮｂＯ3 を使
用し伝搬軸はＹ軸と設定されている。光導波路２はＴｉ
膜厚＝８０nm、Ｔｉストライプ幅＝７μｍ、拡散温度／
時間＝１０５０℃／８時間ｗｅｔ雰囲気中にて作製し
た。その後、スパッタリングにより二酸化珪素（ＳｉＯ
2 ）バッファ層６ａを膜厚３００nmにて成膜されてい
る。
【００３７】電極４はスパッタリングにより、Ｃｒ＝３
０nm、Ａｕ＝３００nmを成膜したのち、パターニングに
より電極４ａ，４ｂは電極幅８μｍ、電極間隔１５μ
ｍ、電極長＝２０mm、電極４ｃ，４ｄは電極幅８μｍ、
電極間隔１５μｍ、電極長＝３０mmの構造を形成され
る。この結果、光導波路２の偏光依存性ΔＬは−１．１
ｄＢとなり、電極４ｃ，４ｄへ制御ＲＦ信号Ｖ（ｔ）１
３ａ＝Ｖｐ−ｐ＝７．７Ｖ、ＲＦ周波数１００kHz を印
加したとき、入力ファイバ４ａの光軸調整を行った結
果、出力光９ｂのＤ．Ｏ．Ｐは５％となる。
０nm、Ａｕ＝３００nmを成膜したのち、パターニングに
より電極４ａ，４ｂは電極幅８μｍ、電極間隔１５μ
ｍ、電極長＝２０mm、電極４ｃ，４ｄは電極幅８μｍ、
電極間隔１５μｍ、電極長＝３０mmの構造を形成され
る。この結果、光導波路２の偏光依存性ΔＬは−１．１
ｄＢとなり、電極４ｃ，４ｄへ制御ＲＦ信号Ｖ（ｔ）１
３ａ＝Ｖｐ−ｐ＝７．７Ｖ、ＲＦ周波数１００kHz を印
加したとき、入力ファイバ４ａの光軸調整を行った結
果、出力光９ｂのＤ．Ｏ．Ｐは５％となる。
【００３８】この後、入出力ファイバ４ａ，４ｂをＵＶ
接着剤により光軸固定を行った結果、偏光依存性ΔＬは
−１．５ｄＢと劣化し、Ｄ．Ｏ．Ｐも１０％と劣化した
が、この時、電極４ａ，４ｂに制御電圧Ｖｄ１９ａ＝１
４．５Ｖを印加することにより、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝１％と改
善されることが確認されている。
接着剤により光軸固定を行った結果、偏光依存性ΔＬは
−１．５ｄＢと劣化し、Ｄ．Ｏ．Ｐも１０％と劣化した
が、この時、電極４ａ，４ｂに制御電圧Ｖｄ１９ａ＝１
４．５Ｖを印加することにより、Ｄ．Ｏ．Ｐ＝１％と改
善されることが確認されている。
【００３９】
【発明の効果】第１の効果は、入射ファイバと入射ポー
トの、厳密な光軸調整精度が必要なしに、容易に出力光
の無偏光状態の最適化を実現することができる。マッハ
ツェンダ分岐干渉部により、偏光依存性を補償可能であ
るためである。
トの、厳密な光軸調整精度が必要なしに、容易に出力光
の無偏光状態の最適化を実現することができる。マッハ
ツェンダ分岐干渉部により、偏光依存性を補償可能であ
るためである。
【００４０】第２の効果は、光軸調整後の光軸固定によ
る偏光依存性が発生しても、容易に出力光の無偏光状態
の最適化を実現することができる。マッハツェンダ分岐
干渉部により、偏光依存性を補償可能であるためであ
る。
る偏光依存性が発生しても、容易に出力光の無偏光状態
の最適化を実現することができる。マッハツェンダ分岐
干渉部により、偏光依存性を補償可能であるためであ
る。
【図１】本発明の光導波路型偏波スクランブラの一実施
例の構成を示す図である。
例の構成を示す図である。
【図２】従来の光導波路型偏波スクランブラの一実施例
である。
である。
【図３】図２の定偏光保持ファイバ４ａと入力ポート１
ａと入力直線偏光１０ａの配置を示す入力ポート１ａ近
傍の詳細図である。
ａと入力直線偏光１０ａの配置を示す入力ポート１ａ近
傍の詳細図である。
【図４】従来の光導波路型偏波スクランブラの動作を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】ポアンカレ球を用いた、従来の光電波路型偏波
スクランブラの出力光９ｂの偏光状態を説明するための
図である。
スクランブラの出力光９ｂの偏光状態を説明するための
図である。
【図６】入力直線偏光１０ａを斜め４５°入射した場合
の光導波路２の偏光依存性ΔＬとＤ．Ｏ．Ｐの相関グラ
フである。
の光導波路２の偏光依存性ΔＬとＤ．Ｏ．Ｐの相関グラ
フである。
【図７】図３の入力直線偏光１０ａと基板表面１１ａと
の傾き角４５°に対する、入射ファイバ４ａの光軸調整
の調節角Δθ１６ａを説明するポート１ａ近傍の詳細図
である。
の傾き角４５°に対する、入射ファイバ４ａの光軸調整
の調節角Δθ１６ａを説明するポート１ａ近傍の詳細図
である。
【図８】Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０にするための、光導波路２の偏
光依存性ΔＬと入射直線偏光１０ａの調節角Δθ１６ａ
の相関グラフである。
光依存性ΔＬと入射直線偏光１０ａの調節角Δθ１６ａ
の相関グラフである。
【図９】Ｄ．Ｏ．Ｐ＝０となる最適角θ１ １７ａから
の直角ズレ｜Δθ１｜１８ａを説明するポート１ａ近傍
の詳細図である。
の直角ズレ｜Δθ１｜１８ａを説明するポート１ａ近傍
の詳細図である。
【図１０】図９における角度ズレΔθ１ １８ａとＤ．
Ｏ．Ｐの相関グラフである。
Ｏ．Ｐの相関グラフである。
【図１１】ＴＭモードの半波長電圧Ｖπで規格化した場
合のマッハツェンダ分岐干渉部７ａの駆動電圧比とＴ
Ｅ、ＴＭモードの消光比特性の相関グラフである。
合のマッハツェンダ分岐干渉部７ａの駆動電圧比とＴ
Ｅ、ＴＭモードの消光比特性の相関グラフである。
１ａ，１ｂ 入出力ポート ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 光導波路 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 電極 ４ａ，４ｂ 入出力ファイバ ５ａ ニオブ酸リチウム基板 ６ａ 二酸化珪素バッファ層 ７ａ マッハツェンダ分岐干渉部 ８ａ 位相変調部 ９ａ，９ｂ 入出力光 １０ａ 入力直線偏光 １１ａ 基板表面 １２ａ，１２ｂ 入力光ＴＭ／ＴＥ偏光成分 １３ａ ＲＦ位相変調信号Ｖ（ｔ） １４ａ 出力光偏光 １５ａ 出力光偏光状態 １６ａ 直線偏光傾き調節角Δθ １７ａ 最適角θ１ １８ａ 最適角からの角度ズレΔθ１ １９ａ 制御電圧：Ｖｄ
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の入出力光導波路と第２の入出力光
導波路を有するマッハツェンダ分岐干渉導波路と、 第３の入出力光導波路と第４の入出力光導波路を有し、
前記第２の入出力光導波路に前記第３の入出力光導波路
が接続された位相変調器とが形成された誘導体光導波路
基板と、 前記第１の入出力光導波路に光信号を入力する光入力手
段と、 前記第４の入出力光導波路から出射される光を受ける光
出力手段とを備えていることを特徴とする導波路型偏波
スクランブラ。 - 【請求項２】 第１の入出力光導波路と第２の入出力光
導波路を有するマッハツェンダ分岐干渉導波路と、 第３の入出力光導波路と第４の入出力光導波路を有し、
前記第２の入出力光導波路に前記第３の入出力光導波路
が接続された位相変調器とが形成された誘電体光導波路
基板と、 前記第４の入出力光導波路に光信号を入力する光入力手
段と、 前記第１の入出力光導波路から出射される光を受ける光
出力手段とを備えていることを特徴とする導波路型偏波
スクランブラ。 - 【請求項３】 前記誘電体光導波路基板は、ニオブ酸リ
チウムであることを特徴とする請求項１または請求項２
記載の導波路型偏波スクランブラ。 - 【請求項４】 前記ニオブ酸リチウムがＺ−ｃｕｔであ
ることを特徴とする請求項３記載の導波路型偏波スクラ
ンブラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8181719A JP2800792B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 導波路型偏波スクランブラ |
| US08/874,738 US6101297A (en) | 1996-07-11 | 1997-06-13 | Waveguide type polarization scrambler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8181719A JP2800792B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 導波路型偏波スクランブラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026746A true JPH1026746A (ja) | 1998-01-27 |
| JP2800792B2 JP2800792B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=16105682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8181719A Expired - Fee Related JP2800792B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 導波路型偏波スクランブラ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6101297A (ja) |
| JP (1) | JP2800792B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3607825B2 (ja) * | 1999-02-01 | 2005-01-05 | シャープ株式会社 | マルチビームアンテナ |
| DE10148260A1 (de) * | 2001-09-30 | 2003-04-17 | Siemens Ag | Polarisationsverwürfler und Verfahren für eine Polarisationsverwürfelung |
| US6657776B2 (en) * | 2001-11-21 | 2003-12-02 | Lucent Technologies Inc. | Pump source including polarization scrambling in Raman amplified optical WDM systems |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5787211A (en) * | 1996-04-03 | 1998-07-28 | General Instrument Corporation Of Delaware | Optical modulator for CATV systems |
-
1996
- 1996-07-11 JP JP8181719A patent/JP2800792B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-13 US US08/874,738 patent/US6101297A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6101297A (en) | 2000-08-08 |
| JP2800792B2 (ja) | 1998-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980609 |
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