JPS607418A - 光フアイバ型偏光補償装置 - Google Patents

光フアイバ型偏光補償装置

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JPS607418A
JPS607418A JP58116342A JP11634283A JPS607418A JP S607418 A JPS607418 A JP S607418A JP 58116342 A JP58116342 A JP 58116342A JP 11634283 A JP11634283 A JP 11634283A JP S607418 A JPS607418 A JP S607418A
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light
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piezoelectric element
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JP58116342A
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Yoshiro Komatsu
啓郎 小松
Yoshinori Oota
太田 義徳
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/0128Devices 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  based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects
    • G02F1/0131Devices 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  based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects based on photo-elastic effects, e.g. mechanically induced birefringence
    • G02F1/0134Devices 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  based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects based on photo-elastic effects, e.g. mechanically induced birefringence in optical waveguides

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、任意の偏光の入射光を所望の方向の・出射直
線偏光に変換することのできる偏光補償装置に関する。
近年、光通信システムや光情報処理システムの実用化が
進められているが、それらのシステムにおいては、さら
に情報量の増大やシステムの機能の拡大が肝られている
。そこでこれら情報量の増大やシステムの機能拡大に対
処するために小形で高速7i:4波形光累子の開発が進
められている。導く動作を行な9光素子もしくは出射光
の偏元方回が単一であるような元素子ケ指し、導波ノど
フしス・イッテ、導波形光変調器、レーザダイオードな
どが例としてあげられる。
一万、情報量の増大に対処する元ファイバ伝送系とし゛
〔は、モード分散が原理的に零でのり晶速、広帯域の信
号を遠距離にわたって伝送することが可能な単一モード
ファイバ伝送系があシ、今後この伝送系が支配的になる
ものと考えられる。
前述のように、導波形元累子においては通常導波光の偏
光方向に↓り℃その機能を発揮させるだめの効果の大き
さが異なる。たとえば眠気光学効果を利用した導波形光
スイッチにおいでは入射部では゛l′Bモード又はTM
モードの一方のみを入射させてスイッグ・ングを行なわ
なけれはならない。
しかしこれら導波形光素子間の信号伝送系に単一モード
ファイバを用いると単一モードファイバの入射端で直線
偏光を入射しても出射端では一般に直線偏光とはならな
いので、導波形光素子に入射する前に偏光の@慣が必要
となる。
従来、導波形光素子間の接続に単一モードファイバを用
いる場合には、その単一セードファイバに曲けやねじシ
などの外的変形をほどこして偏光の調整を行なう方法が
とられているが、この方法を用いると率−モニドファイ
バの周囲温度の変化や外力の変化によシ偏光状態が変化
し、そのたび毎に手動で調整をし直す必要がある。また
導波形光素子の入射側に偏光子1m人し、一定の偏光成
分だけを透過させ導波形光素子に入射する方法もあるが
、この方法を用いると不袂な偏光成分すべてが損失とな
ってしまう。そればかり7J>単一モードファイバ出射
光の偏光状態は周囲温度や外力の影普によシ刻々と変わ
ることか考えられるので導波形光素子への入射光量が時
間的に変化するおそれがある。
本発明の目的は、上述のような欠点を除去せしめて、単
一モードファイバ出射光の偏光状態の変化に対して安定
でかつ損失の少ない偏光補償装置を提供し、導波形光素
子と単一モードファイバの接続を容品ならしめることに
ある。
本発明では光ファイバに外力を加えるととKよシ伝搬光
の互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を変化さ
せる手段と前記光フアイバ出射光の偏光状態を検出する
や伜学曝手段及びその検出された偏光状態に応じて適切
な外力を光ファイバに加えるためのフィードバック制御
系を用いることによシ偏光補償を行なう。この構成を用
いると入射光の偏光状態がどのように変化しようとも偏
光補償装置出射光量には変化は生じない。また位相差の
変化量を検出するために少量の光をRiシ出す以外には
損失の要因となるものはほとんどないので、低損失の偏
光補償装置を構成することが可能である〇 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図面は本発明による偏光補償−装置の一実施例を示す。
図において単一モードファイバ1よシ出射された光波は
円筒状圧電素子2に巻きつけられた偏波株分ファイバ1
5に入射される。偏波保存ファイバ15の出射光はファ
イバ主軸が互いに45゜傾いているように設置された偏
波保存ファイバ中傘に結合される。偏波保存ファイバ1
6の出射光はレンズによシ平行光とされた後ハーフミラ
−4によシ2つのビームに分けられる。なお、ノ’−7
ミラー・4においては透過光の比率が反射光のそれよシ
も大きくなるようにしておく、。一方のビームは信号光
として出射用の偏波保存ファイバ17に結合され、もう
一方のビームは制、御用の光としてハーフミラ−5へと
導かれる。ハーフミラ−5においては透過光と反射光の
比率はl:1としておく。ハーフミラ−5によって分け
られたビームの一方は偏光ビームスプリッタによシ2つ
の成分に分けられそれぞれ光検出器11および12に入
射する。もう−万のビームはλ/4板6を通過後偏光ビ
ームスプリッタ7によシ2つの成分に分けられ、それぞ
れ光検出器9および10に入射する。光検出器11およ
び12の起電力は電気制御系14に入力され、電気制御
系14は両起電力の差が零となるように円筒状圧電素子
2に電圧を印加する。
同様に光検出器9および10の起電力は電気制御系13
に人力され、電気制御系13は両起電力の差が零となる
ように円筒状圧電素子3に電圧を印加する。以上によシ
本発明による偏光補償装置が構成される。
単一モードファイバlの出射光の偏光状態は温度、外力
などによシ刻々と変化するが、偏波保存ファイバ15を
巻き付けた円筒状圧電素子2に適当な電圧を印加し円筒
状圧電素子2を径方向に伸び縮みさせると、偏波保存フ
ァイバ15に伸びおよび圧力が印加され、伝搬光の位相
差を変化させることができるので、偏波保存ファイバ1
5の出射光をファイバの主軸方向に長軸を持つ楕円偏光
もしくは直線偏光とすることができる。円筒状圧電素子
2に印加する電圧の制御は、偏光ビームスグリツタ8に
より、偏波保存ファイバ15の主軸に対して45°傾い
た方向の成分とそれに対して垂直な方向の成分に分け、
それぞれを光検出器11および12で受光し、2つの光
検出器11および12の起電力が等しくなるように電気
制御系14s が行なう。以上の制御により偏波保存ファイバ十呑の出
射光の偏光状態は、位相差π/2の楕円偏光ファイバ主
軸方向の直線偏光、ファイバ主軸化直な方向の直線偏光
のいずれかとなる。第2段目の円筒上圧電素子3に巻き
りけた偏波保存ファイバ16はそのファイバ主軸が偏波
保存ファイバ15の主軸と45°の角度をなすように接
続ちれている。
したがって円筒状圧電素子3に適当な電圧を印加して円
筒状圧電素子3を径方向に伸び縮みさせ偏波保存ファイ
バ16に伸びおよそ圧力を印加するととKよって、偏波
保存ファイバ16の出射光の偏光状態をファイバ主軸の
方向に対して45°傾いた直線偏光とすることができる
。円筒状圧電素子3に印加する電圧の制御について以下
に述べる。
偏波保存ファイバ16出射光を一旦λ/4板6を通過さ
せた後偏光ビームスプリッタ7に入射させる。
λ/4板6Fiその光学軸が偏波保存ファイバ1bの出
射端のファ・イバ主軸に平行となるように配置され、偏
波保存ファイバ16の出射光がファイバ主軸に対して4
5゛傾いた直線偏光となるときλ/4板6の出射光は円
偏光となるようにしておく。また偏光ビームスプリッタ
7はλ/4板6の出射光をλ/4板60光学軸に対して
45°傾いた方向の成分とそれに対して垂直な方向の成
分に分離するように配置され、その各々を光検出器9お
よび10でそれぞれ検出する。電気制御系工3は光検出
器9および10の起電力が等しくなるような、すなわち
λ/4板6の出射光が円偏光となるような胃、圧を円筒
状圧l!累子3に印加する。
以上が本偏光補償装置の制御方法の原理でめり、このよ
うに偏光補(Nされた信号光がハーフミラ−4を透過し
次段の導波形光素子との接続用の偏波保存7アイパ17
へと結合される。本構成の偏光補償装置においては偏波
保存ファイバを円筒状圧電素子に巻きつけて偏光補償を
行なう。そのため伝送系の単一モードファイバと偏光補
償装置用のファイバを融着接続することが可能で低損失
に単一モードファイバ伝送系と偏光補償装置の接続が可
能である。また単一モード出射光を制御用の光波と信号
伝送用の光波にハーフミラ−で分離し、小量の制御用の
光波を用いて偏光補償を行なう。
したがって挿入損失の小さい偏光補償装置を構成するこ
とができる。例えばハーフミラ−4の透過光と反射光の
比率を1071としておくと制御用の生ずる要因として
はレンズ系の挿入損失、ファイバ同士の接続損失、λ/
4板や偏光ビームスプリッタの挿入損失などがあるがい
ずれも小さい。したがって挿入損失の小さい偏光補償装
置を構成することが可能である。また本構成の偏光補償
装置においては、単一モードファイバ出射光中のTBモ
ードとTMモードの比率がhかなるものであろうとも偏
光補償装置出射光量は一定となる。したがってたとえ周
囲温度変化や外力の変化によシネ−モード出射光の偏光
状態が時間的に変化しようとも偏光補償装置出射光量と
して安定なものが得られる。本実施例においてけ、圧電
素子に巻きつけるファイバとして偏波保存ファイバを用
いているが、これを用いると複屈折の大きさが大きいの
で単一モードファイバを用いる場合に比べて位相差を変
化させるだめの外力が小さくてすみ、円筒状圧電素子に
印加する電圧が小さくてすむという利点がある。なお圧
[素子に印加しなければならない紙圧は偏波保存ファイ
バのビート長に比例するのでビート長が短くなるtlど
印加胤圧d低減可能となる。
以上述べたように1本実施例においてけ偏波保存ファイ
バを巻きつゆだ円筒状圧!!水素子ハーフミラ−1λ/
4板、偏光ビームスプリッタよシなる制御用光学系およ
び電気制御系を用いた構成で、低損失かつ単一モードフ
ァイバ出射光の偏光状態に依らず安定な偏光補償装置を
得ることができる。
本発明は上記の実施例に限定されるものではな−。例え
ば他の実施例としては、光ファイバに圧力、伸びを印加
する手段として板状の圧電素子をm−た偏光補償装置や
伝送系の単一モードファイバに直接圧電素子で圧力、伸
びを印加して構成した偏光補償装置などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例の偏光補償装置を示す図である。 図において に単一モードファイバ 15.16.17 :偏波保存ファイバ2.3 =円筒
状圧電素子 4.5 :ハーフミラー 6:λ/4板 7.8 :偏光ビームスプリニタ 9.10.11.12 :光検出器 13.14 :電気制御系 ++′− 1乙; □ ゛ ・ を瑠人弁理士内原 晋1、 。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 縦続に2段接続された光ファイバと、この各九ファ1バ
    に圧力、伸びを印加する手段と、前記光フアイバ出射光
    の偏光状態を検出する手段と、検出された偏光状態に応
    じて光ファイバに印加する圧力、伸びの大キテを制御す
    るフィードバック制御系より構成され、前記2段のファ
    イバ同士を接続する際に両ファイバの複屈折軸が互いに
    45°の角度で接続されていること?特徴とする偏光補
    償装置。
JP58116342A 1983-06-28 1983-06-28 光フアイバ型偏光補償装置 Granted JPS607418A (ja)

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