JPS61212822A - 偏光自動制御装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信システムや光フアイバセンサ等′に利用
される偏光自動制御装置に関する。

（従来の技術） 光ヘテロダイン通信システムや光フアイバジャイロなど
の光センサ等において、任意の偏光状態を所望の偏光状
態に変換する偏光制御は重要でめり、特に光ヘテロゲイ
ン通信システムでは、信号光の偏光状態と局部発振光の
偏光状態とが一致している必要があるためこの偏光制御
が大切である。

ところが、この光通信システムに用いられる単一モード
ファイバを伝搬する信号光の偏光状態が温度変化などの
外乱により変化するため、ビート信号光強度が変動し、
システムの信頼性の低下を招き、さらには信号光検出が
不能となる問題かを）る。

この問題をなくし信頼性の確保のために、信号光または
局部発振光の光路に偏光制御装置を挿入して偏光制御を
行うことが重要となる。この偏光制御装置としては、自
動的に制御されかつ長期間にわたり瞬断なく作動する自
動制御装置が要求される。

従来、原理的に永久に作動する偏光自動制御装置につい
ては、はとんど報告がみられないが、例えば、ウルリッ
ヒによシ雑誌「アプライド・フィツクス・レターズ」、
３５巻、１９７９年、８４０ページから８４２ページに
報告されているものがある。これは、単一モードファイ
バの側面に電磁石により圧力を印加して偏光制御を行う
方法であり、単−セードファイバ中の伝搬光の偏光状態
がある一定の方向に変化し続けると電磁石に印加される
電圧が増加ま□たは減少し続け、ついには最大または最
小の限界電圧に達し、偏光制御が不可能になるため電圧
がある一定の値になると、自動的に制御回路がリセット
されるというものである。

（発明が解決しようとする問題点） この偏光自動制御装置は、制御回路がリセットされてか
ら定常状態になるまで安定した偏光制御が行われず、シ
ステムが瞬断状態に陥ることもあるという欠点があった
。

本発明の目的は、このような問題を解決し、長時間にわ
たシ瞬断無く安定に偏光制御を行うことができる偏光自
動制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明による偏光自動制御装置は、入射光を２分岐しか
つこの分岐比を連続的に変えることができる光分岐器と
、この光分岐器の各分岐された側にそれぞれ挿入され少
くとも偏光制御回路寂よびその駆動回路を有する第１お
よび第２の偏光制御回路と、これら第１および第２の偏
光制御回路のそれぞれの出力光を合波する光結合器と、
前記第１および第２の偏光制御回路における各偏光制御
素子の駆動電圧を出力しかつ前記光分岐器の分岐比を制
御する制御部とを含んで構成される。

（発明の作用） 本発明による偏光自動制御装置では、通常２つの偏光制
御回路のうちのいずれか一方により偏光制御が行われる
ものを、偏光制御が行なえる所定の限界状態、すなわち
偏光制御素子の駆動電圧の取り得る限界状態に近づいた
ら、光分岐器により入射偏光の分岐を連続的に変化させ
ることによシ、偏光制御を他方の偏光制御回路に移行さ
せるようにしている。

この偏光制御回路において、一般に偏光の状態を表すパ
ラメータである偏光角および位相差は、周期が２πｒａ
ｄの周期関数となっているため、おる入射偏光を所定の
偏光に変換するための偏光制御素子の駆動電圧は理論上
無限に存在するが、偏光制御を行っていない方の偏光制
御回路における偏光制御素子の駆動電圧を、この無限に
存在するうちの実現可能なある特定の電圧に保持してお
くことによシ、いかなる時に偏光制御の実行が移行して
きても無瞬断で即時にかつ安定な状態で対応できる。

したがって、偏光制御が行える所定の限界状態に近づい
た時に、以上のような偏光制御の移行を２つの偏光制御
回路の間で行うことにより、いかなる入射偏光に対して
も原理的に永久的に無瞬断でかつ安定な偏光制御を行う
ことができる。

（実施例） 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の基本構成を示す偏光自動制
御装置のブロック図である。本実施例は、入力用導波路
８に′ｙｔ、分岐器１の入力側が接続され、この光分岐
器１の出力側は第１の偏光制御回路２の偏光制御素子３
および第２の偏光制御回路２′の偏光制御素子３′の入
力側に接続され、これら偏光制御素子３，３′の出力側
はそれぞれ第１および第２の偏光検出回路５．５′の入
力側に接続され、偏光検出回路５．５′の出力狽０はそ
れぞれ光結合器６０入力側に接続され、光結合器６の出
力側は出力用導波路９に接続されている。制御部７は光
分岐器１および偏光制御素子３．３′の駆動回路４．４
′と接続されている。偏光制御素子３．３′と、偏光制
御素子の駆動回路４．４′と、偏光検出回路５．５′と
により、それぞれ第１および第２の偏光制御回路２．２
′が構成され、偏光検出回路５．５′の出力は、それぞ
れ偏光制御素子の駆動回路４．４′に入力してフィード
バックループを形成している。

ここで光分岐器１は、入射光を２分岐してその分岐比を
連続的に任意の値に変えることができる。

また、光分岐器ｌの特性は入射偏光の状態によらず一定
である。制御部７は、偏光制御素子の駆動回路４．４′
ならびに光分岐器１の分岐比の制御を行い、また偏光制
御回路２．２′は同一の特性を持っている。

ところで、一般に偏光は、偏光角０および互いに直交す
る２つのモード間の位相差ψで表わされ、偏光角０およ
び位相差ψのいずれに対しても周期２πｒａｄで変化す
る。すなわち、偏光角（θ＋２ｍπ）　ｒａｄ、位相差
（９）＋２　ｎπ）　ｒａｄ　（ｍ、　　ｎは整数）の
偏光は、偏光角０ｒａｄ、位相差ψｒａｄの偏光に等し
い。

ここで第１および第２の偏光制御素子３．３′の駆動電
圧を考え、それぞれをＶｌｚおよびＶ２ｔ（ｇ＝１．２
．・・・、ｉ；ｉは自然数）とする。今、ある時点で偏
光角０１１位相差ψｉの入射偏光が第１の偏光制御回路
２によシ偏光制御されているとする。

、次に、入射偏光の偏光角および位相差がそれぞれＵ！
＋Δθ、ψｉ＋Δψに変化すると、偏光角Ｕｉおよび位
相差ψｉの変化ΔＶおよびΔψに対応した変化Δｖｌｔ
　（ｅ　＝　１．　２．−　ｉ　；　ｊは自然数）だけ
第１の偏光制御素子３の駆動電圧Ｖｔｚが変化する。し
たがって、入射偏光の偏光角および位相差が発散すると
き、第１の偏光制御素子３の駆動電圧’ｙｘｔの太きさ
も無限大に発散する。捷た、出射偏光の偏光角および位
相差が発散するときも同様に第１の偏光制御素子３の駆
動電圧■１ｔの大きさは無限大に発散する。以上のこと
は第２の偏光制御素子３′についても同様である。

偏光の周期性かられかるように、ある一定の偏光制御状
態を実現し得る偏光制御素子３．３′の駆動電圧■１１
　＋　ｖ２Ａは理論上偏光の偏光角捷たは位相差を２π
ｒａｄ　だけ変化させるのに必要ガ最小の電圧値を間隔
として、無限に存在するが、実際は偏光制御素子の駆動
回路４．４′の出力電圧捷たは偏光制御素子の耐圧から
、それぞれ有限の値ｍｖｒ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｍ１ｎＶ１ｔからｖｌｔおよびＶ２ｔから
ｖ２ｔまでの範囲に存在する。これら偏光制御回路２．
２′では、ある一定の偏光制御を実現し得るそれぞれの
偏光制御素子３．３′の駆動電圧Ｖ１ｔおよびＶ２ｔは
それぞれ少なくとも２個必要である。

今、制御部７によって、偏光制御回路２．２′への各出
力の分岐比が１：０であるように光分岐器１が制御され
ている場合を考える。入力用導波路８に入射した任意の
偏光の光は、光分岐器１を経て第１の偏光制御回路２に
より所望の偏光に変換された後、光結合器６を経て出力
用導波路９に出力されている。こめとき、第１の偏光制
御素子３に印加されている駆動電圧Ｖ１ｔは、第１の偏
光制御素子の駆動回路４から制御部７にも出力されてい
る。また、制御部７は、第２の偏光制御素子＊ ３′における偏光制御素子の駆動電圧Ｖ２ｔがｖｌｔと
なるように第２の偏光制御素子の駆動回路４′を制御し
ている。ここでｖｘｔは、第１の偏光制御素子３の駆動
電圧■１ｔにおける駆動電圧ｖ１ｔと異なる値のうちの
いずれか１つである。なお、このＶ１ｔ＊の説明におい
て、第１の偏光制御素子３の説明を第２の偏光制御素子
３′の説明に置き換えたものがＶ２ｔを説明するものと
なる。

適尚な正の電圧Δ■に対して入射偏光または所望の出射
偏光の状態の変化により、偏光制御素子３の駆動電圧ｖ
ｉｚのうちの１つでもその値がｖｌｔ−ΔＶ以上になる
か、またはｖ１４　＋、ΔＶ以下になると、制御部７は
光分岐器１′の偏光制御回路２゜２′の分岐比をｌ：０
から（Ｌ−Ｘ）：Ｘ（０＜Ｘ＜１）の状態を経て０：１
に連続的に変化させる。

ところで、第２の偏光制御素子３′の駆動電圧Ｖ２ｔは
ＶＸｔに制御されているので、常に入射偏光を所望の偏
光に変換する状態にある。したがって、光分岐器１から
入射光の一部が第２の偏光制御回路２′に入力した時点
から瞬断なく安定に、入射偏光は所望の偏光に変換され
る。

光分岐器１の分岐比が（Ｌ−Ｘ）：Ｘのときは、偏光制
御素子の駆動回路４．４′と制御部７との間での入出力
は行われず偏光制御回路２．　２’、のそれぞれにおい
てフィードバックにより駆動電圧を制御して入射偏光を
所望の偏光に変換す不。こ＝１０− れら偏光制御回路２．２′からの出力は光結合器６にお
いて結合されて出力用導波路９に出力される。

この光分岐器■の分岐比がＯ：ｌになると、第２の偏光
制御回路２′のみにより偏光制御が行われ、所望の偏光
が出力用導波路９に出力される。したがって、入射偏光
に対する偏光制御は、無瞬断でかつ偏光自動制御装置と
しての挿入損失も一定の状態で第１の偏光制御回路２か
ら第２の偏光制御回路２′へと移行する。

偏光制御の実行が第１の偏光制御回路２から第２の偏光
制御回路２′に完全に移行した時点から、第２の偏光制
御素子３′の駆動電圧Ｖ２ｔが制御部７に出力され、第
１の偏光制御素子３の駆動電圧ｖ１ｔはＶ２ｚに制御さ
れる。すなわち、偏光制御回路２．２′の状態が以前と
逆転した状態になる。

以後入射偏光または所望の出射偏光の状態の変化に応じ
て、偏光制御の実行を偏光制御回路２．２′の間で交互
に移行させ続けるので、永久的に無瞬断で安定ガ偏光制
御を行うことができる。

なお、この偏光自動制御装置の偏光制御回路２゜２′で
は、フィードバックにより偏光制御を行っているが、必
ずしもこの方法に限らずに、例えば入射偏光の偏光状態
と所望の偏光状態の差を検出して制御を行うようなフィ
ードフォワード制御でもよい。

第２図（ａ）〜（Ｃ）は本実施例の偏光自動制御装置の
動作の一例を示すタイムチャートであり、各時刻におけ
る偏光制御を実現する偏光制御素子３．３′の駆動電圧
■ｌｔ、ｖ２ｔ（黒丸・で表示）、光分岐器１から偏光
制御回路２．２′への出力Ｐの割合（Ｐｌ、Ｐ２）を示
し、これらＰｌとＰ２の和が１となるように定めである
。また、各時刻における偏光制御素子３，３′の駆動電
圧Ｖ１ｔ、　　Ｖ２ｔのうちの駆動電圧ｖ１４＋　　Ｖ
２ｔおよびｖｔ！ｔ　　ｖ２Ｆは、第２図（ａ）、　（
ｂ）において実線および破線で示しである。

ここで■ｌｔ＊はＶｉｚのうちでＶｌｔと異なり、かつ
その大きさが中位のものか、中位のものが２つある場合
はそのうちでＶｌｔとの差が大きいものとしている。

まず、時刻【０において、Ｐ１＝１．　　Ｐ２＝Ｏとし
第１の偏光制御回路２によって偏光制御が行われており
、その偏光制御素子３の駆動電圧Ｖｔｚが制御部７に出
力されている。この時点の偏光制御を実現し得る第１の
偏光制御素子３の駆動電圧ｖｌｔは６個存在し、そのう
ちでその大きさが大きい方から４番目のものがＶｔｚと
なり、第２の偏光制御素子３′の駆動電圧Ｖ２ｔはｖｌ
ｔとなるように制御部７によって制御されているとして
いる。

次に、時刻ｔｌにおいて、偏光制御素子３の駆動電圧ｖ
ｌｌｌｄ：ｖ１ｔ−ΔＶに達する。この時点から出力Ｐ
が移行を始め、光分岐器１から偏光制御回路２側への出
力の割合Ｐｌが減少し始め、偏光制御回路２′側への出
力の割合Ｐ２が増加し始める。

そして時刻ｔ２においてＰｉ”Ｏ，Ｐ２：ｌとなり、偏
光制御の実行は完全に偏光制御回路２′に移行する。こ
の時刻ｔ１からｔ２の間では、偏光制御素子３．３′の
駆動電圧ｖ１４＋　　Ｖ２ｔはいずれも制御部７の制御
を受けずに、それぞれの偏光制御回路２．２′内におい
て自からフィードバックにより制御を行っている。

　１３一 時刻ｔ２以後、偏光制御素子３′の駆動電圧Ｖａｔは、
制御部７に出力される。時刻【２における偏光制御を実
現し得る第２の偏光制御素子３′の駆動電圧■２ｔも６
個存在し、そのうちでその大きさが大きい方から４番目
のものをＶ２ｔとし、偏光制御素子３の駆動電圧Ｖｌｚ
はＶ２ｔとなるように制御部７によって制御されるとす
る。

次の時刻ｔ３において、偏光制御素子３′の駆動電圧ｖ
ｓ＋ｚｌｄ、　ｖ２％　ｉＪ　ｙに達する。この時点か
ら、光分岐器１から偏光制御回路２′側への出力の割合
Ｐ２は減少し始め、逆に偏光制御回路２側への出力の割
合Ｐ１は増加し始める。そして時刻ｔ４において、Ｐｌ
”１．ｐｚ＝＝Ｑとなり偏光制御の実行は再び完全に偏
光制御回路２に移行する。この時刻【３から１４の間で
は、偏光制御素子３．３′の駆動電圧ｖ　１ｔ　ｓ　　
ｖ　２ｔはいずれも制御部７の制御を受けずに、それぞ
れ偏光制御回路２．２′内において自からフィードバッ
クにより制御を行っている。

時刻【４以後も前述と同様に偏光制御回路２．２′間に
おける偏光制御が行われる。

第３図は第１図の制御部７の構成を示すブロック図であ
る。制御部７の第１のゲー）１１は、偏光制御素子の駆
動回路４．４′から偏光制御素子３．３′の駆動電圧Ｖ
Ｉｔ、　　Ｖ２ｔを入力し、電圧ｖｘｔｔたはＶ２ｔを
出力するか、まだはハイインピーダンス状態になるかの
いずれかである。判別回路１２は第１のゲート１１から
電圧ｖｎｔ（ｎ＝ｌ。

２）が出力されているとき、ｖｎｔとｖｎｔ−ΔＶおよ
びＶｎ４＋ΔＶとの比較を行い、ｖｎｔ〉Ｖｎ−ΔＶｖ
ｒ またはＶ。ｔ＜ｖ。」−ΔＶとなったときトリガパルス
を発生する。ＶｎＬ発生器１５は第１のゲート１１から
Ｖｎｔが出力されているときＶｎｔに対応す＊ る電圧Ｖｎｔ　（ｎ＝１．　２　）を発生し、第２のゲ
ート１６に出力する。第２のゲート１６ば、入力電圧を
第１の偏光制御素子の駆動回路４へ出力する場合、第２
の偏光制御素子の駆動回路４′へ出力する場合、どちら
の出力側もハイインピーダンス状態にする場合の３つの
状態のいずれかをとる。

光分岐器制御回路１３は、判別回路１２からトリガパル
スが入力すると、光分岐器１の分岐比の変更を行い、そ
れが完了するとトリガパルスを発生する。ケート制御回
路１４け、判別器１２がらトリガパルスが入力すると、
第１のゲート１１および第２のゲート１６のいずれの出
力もハイインピーダンス状態にする。次に、ゲート制御
回路１４に光分岐器制御回路１３からトリガパルスが入
力すると、第１のゲート１１が、直前のハイインピーダ
ンス状態の前の出力が■１ｔのときはＶ２ｔ’ｆｃ。

Ｖ２ｚのときはＶｌｌを出力するように制御する。さら
に、第２のゲート１６が直前のハイインピーダンス状態
の前に入力が第１の偏光制御素子の駆動回路４へ出力さ
れていた場合は、第２の偏光制御素子の駆動回路４′へ
出力するように制御し、入力が第２の偏光制御素子の駆
動回路４′へ出力されていた場合は、第１の偏光制御素
子の駆動回路４へ出力するように制御する。

次にこの制御部７の動作の一例を示す。第４図は第２図
の偏光自動制御装置の動作に対応した、第１のゲート１
１の出力状態２判別器■２のトリガパルス出力、光分岐
器制御回路１３のトリガパルス出力、第２のゲート１６
の出力状態を表わしたものである。時刻【０から１１　
までは、駆動回路４から入力した偏光制御素子３の駆動
電圧Ｖ１ｔが第１のゲー１−１１から出力されており、
ｖｎｒ発生器１５によってｖｉｚを発生させて、第２の
ゲー）１６を通して駆動回路４′に出力している。時刻
（１において、Ｖ　１ｔ　””　Ｖｌｚ−Δ■となり、
判別回路１２よりトリガパルスが出力され、これを受け
てゲート１１．１６の出力がハイインピーダンス状態と
なる。時刻ｔ２において、光分岐器ｌにおける分岐比の
変更が完了し、光分岐器制御回路１３からトリガパルス
が出力されると、ゲート制御回路１４は、第１のゲート
１１が駆動回路４′から入力した偏光制御素子３′の駆
動電圧Ｖ２ｔを出力し、第２のゲート１６がＶｎ’！’
発生器１５によって発生したｖ２すを偏光制御素子の駆
動回路４に出力するように制御する。以後、同様の動作
を続ける。

第５図は第１図の実施例を具体化した平面図である。た
だし、偏光制御回路２．２′におけるフイードバック回
路については変更しである。この装置は、ニオブ＝リチ
ウム基板３０上にＩｌ＋　、　　を熱拡散させて幅１０
μｍの単一のモードを保持するチャネル導波路３１が形
成され、さらに真空蒸着法およびフォトリングラフィ法
を用いてチャネル導波路３１部分捷たはその付近にＣｒ
−Ａｅ　電極が形成され、光分岐器１９位相変調器３２
．３２’。

モード変換器３３．３３’、光結合器６．モードフィル
タ３４．光分岐器３５．補償用位相変調器３９が形成さ
れている。このチャネル等波路３１の光分岐器ｌの入力
側にある端面には入力用単一モードファイバ３７が結合
され、チャネル等波路３１の光分岐器３５の出力側にあ
る２つの端面には、それぞれ出力用単一モードファイバ
３８および光検出器３６が結合されている。位相変調器
３２．３２’　と七−ド変換器３３．３３’　とにより
それぞれ偏光制御素子３，３′が構成されている。さら
に、偏光制御素子３．３′　と偏光制御素子の駆動回路
４．４′　と後に曲間する共通のフィードバックルーズ
によシ、それぞれ第１図に示した偏光制御回路２．２′
が構成されている。

ここで光分岐器ｌはステップ）−デルタベータ・ＩＪ　
バーサル法を用いた分布結合によるものであり、偏光依
存性を持たない導波路構成であり、その導波路間隔は３
μｍであり、全長は５ｍｍである。第１および第２の位
相変調器３２．３２’の電極間隔は１４μｍ１全長はｌ
Ｑｍｍであり、モード変換器３３．３３’はくし型構造
の電極をチャネル導波路上に設けたもので、全長１５ｍ
ｍである。光結合器６は、対称Ｙ分岐構造であり、モー
ドフィルタ３４は金属コートによる１Ｍモードの減衰に
よる全長ＩＱｍｍＯものでおる。光分岐器３６は非対称
Ｙ分岐構造でオシ、補償用位相変調器３９の電極間隔は
１４μｍであり、全長は５−　　　　ｍｍである。

第１および第２の位相変調器３２．３２’では入射偏光
の位相制御を行い、モード変換器３３゜３３′では入射
偏光の偏光角制御を行う。モードフィルタ３４．光分岐
器３５．光検出器３６により、偏光制御素子３．３′か
らの出射偏光のうちＴＥモードの光の強度を検出して偏
光制御素子の駆動回路４．４′へ出力し、偏光制御回路
２．２′に２ける共通のフィードバックループ全構成し
ている。

このような構成により、偏光制御回路２．２′は任意の
入射偏光−１ＴＢモードに変換し、この制御系は、フィ
ードバック量が最大となるように偏光制御素子の駆動電
圧全制御している。なお、補償用位相変調器３９は、光
分岐器ｌの出力側と光結合器６の入力側の間のチャネル
導波路３１の第１の偏光制御素子３１１１１と第２の偏
光制御素子３′側における光路長の差異を補償するため
のものである。

これら位相変調器３２．３２’、第２のモード変換器３
３．３３’の駆動電圧をそれぞれをＶｐ。

Ｖｌ）’　、Ｖｍ、Ｖｍ’　とすルト、ｖｐおよびＶｐ
′は一３０■から３０Ｖまでの値、ｖｍおよびＶｍ’は
一２０Ｖから２０Ｖまでの値をとることができる。

これら位相変調器３２．３２’においてス射偏光の位相
差を２πｒａｄ変化させるのに必要な駆動電圧は１２Ｖ
であり、モード変換器３３．３３’において入射光の偏
光角を２πｒａｄ変化させるのに必要な駆動電圧はｌｏ
■である。

第１の偏光制御回路２によシ偏光制御が行われている場
合は、第１の位相変調器３２の駆動電圧Ｖｐが一２８Ｖ
以下または２８Ｖ以上になったときか、第１のモード変
換器３３の駆動電圧Ｖｍが一１８Ｖ以下またけ１８Ｖ以
上になったときに制御部７が光分岐器１の分岐比を変化
させて、偏光制御の実行を第２の偏光制御回路２′に移
行させる。この移行に要する移行時間は１μｓである。

チナミニ、Ｖｐ　カ±２８　ＶノトキＶｐ’ＩＩ：４　
Ｖ。

Ｖ’ｍが＋１８ＶのときはＶｍ’は王２■に、制御部７
によって制御されている。この偏光自動制御装置の挿入
損失は５’ｄＢで、ニオブ酸リチウム基板３０の形状は
２０Ｘ３（１）ｒｒｉｍ２であり、小型・低損失のもの
が得られた。

この偏光自動制御装置において、出射偏光を１Ｍモード
にすることもできるが、その場合はモードフィルタ３４
をＴＥモードフィルタにすｉばよい。また、光結合器６
および光分岐器３５は分布結合によるものでもよく、導
波路型の各素子は、マイクロオブティクスで実現しても
よい。たとえば゛、光分岐器ｌは液晶スイッチ、偏光制
御素子３゜３′は光ファイバ□に圧力を印加して偏光制
御するものや電気光学結晶を用いたもの、光結合器６お
よび光分岐器３八はテーパ状に融着したファイバ型分岐
・結合器、モードフィルタ３４はファイバの側面に金属
を蒸着したファイバ型モードフィルタなどを用いでもよ
い。

第６図は本実施例を光ヘテロダイン通信用検波装置に用
いた第１の応用例を示す平面図である。

この装置は、信号光の偏光状態を局部発振光の偏光状態
と一致するように変換した彼、信号光と局部発振光を合
波して検波するものである。

本装置の構成は、第５図の偏光自動制御装置における光
結合器６の出力側を変更したもので、光結合器６の出力
側には光結合器４１が接続され、光結合器４１に接′続
されたチャネル導波路４２の端面には、局部発振光源で
あるアイソレータを内絨したレーザダイオード４３が結
合され、チャネル導波路４２の光結合器４１の出力側の
端面には、アバランシェフォトダイオード４４が結合さ
れている。光結合器４１は分布結合によるもので、導波
路間隔３μｍ、全長１．５　ｍｉｎである。

入力用単一モードファイバ３７から入射した（Ｑ号光は
、その偏光状態がレーザダイオード４３の偏光状態と一
致するように偏光制御回路により変換される。偏光状態
の一致した信号光と局部発振光は光結合器４■によって
合波され、その合波された光をアバランシュフォトダイ
オード４４で検波して電気信号に変換する。この電気信
号は増幅器４５によって増幅されるが、その増幅された
電気信号の一部を偏光制御素子の駆動回路４．４′にフ
ィードバックして偏光制御を行う。この電気信号の振幅
が最大となるように、すなわち偏光制御された信号光と
局部発振光の偏光が一致するように電圧Ｖｐ、　　Ｖｍ
またはＶｐ’　、　　Ｖｍ’が制御される。

第７図は本実施例を光ヘテロダイン通信用検波装置に用
いた第２の応用例を示す平面図である。

この装置は、局部発振光の偏光状態を信号光の偏光状態
と一致するように変換した後、局部発振光と信号光を合
波して検波するものである。本装置の構成は、第６図の
応用例による装置において、入力用単一モードファイバ
３７とレーザダイオード４３とを入れ換えたものである
。ただし、直線偏光の入力から任意の偏光の出力を得る
ために、位相変調器３２．３２’とモード変換器３３゜
３３′の順序が第１の応用例の場合と逆になっている。

まだ、（Ｎ号光の損失を低減するだめにチャネル導波路
４２は直線状としである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の偏光自動制御装置によれ
ば、任意の入射偏光に対して瞬断がなくかつ安定に任意
に制御された出射偏光を永久的に得ることが出来る。こ
の偏光自動制御装置は光ヘテロダイン通信装置の他に光
フアイバジャイロなどの光センナ等にも用いることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の基本構成を示すブロック図
、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第１図の動作を示すタイムチ
ャート、第３図は第１図の制御部のブロック図、第４図
は第３図の制御部の動作を示すタイムチャート、第５図
は第１図の具体的構成を示す平面図、第６図、第７図は
本実施例の偏光自動制御装置を光ヘテロダイン通信用検
波装置に応用した第１および第２の例を示す平面図であ
る。図において １．３５・・・・・・光分岐器、２．　２’・・・・・
・偏光制御回路、３．３′・・・・・・偏光制御素子、
４．４′・・・・・・偏光制御素子の駆動回路、５．５
′・・・・・・偏光検出回路、６，４１・・・・・・光
結合器、７・・・・・・制御部、８・・・・・・入力用
導波路、９・・・・・・出力用導波路、１１゜１６・・
・・・・ゲート、１２・・・・・・判別回路、１３・・
・・・・光分岐器制御回路１，１４・・・・・・ゲート
制御回路、１５・・・・・・Ｖｎｔ発生器、３０・・・
・・・ニオブ酸リチウム基板、３１．４２・・・・・・
チャネル導波路、３２．３２’・・・・・・位相変調器
、３３．３３’・・・・・・モード変換器、＝２５− ３４・・・・パモードフィルタ、３６・・・・・・光検
出ｉ、３７・・・・・・入力用単一モードファイバ、３
８・・・・・・出力用単一モードファイバ、３９・・・
・・・補償用位相変調器、４３・・・・・・レーザダイ
オード、４４・・・・・・アバランシュフォトダイオー
ド、４５・・・・・・増幅器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 任意の入射偏光を自動的に所望の出射偏光に変換する偏
   光自動制御装置において、入射光を２分岐しかつその分
   岐比を連続的に変えることができる光分岐器と、この光
   分岐器の各分岐された側にそれぞれ挿入され少くとも偏
   光制御素子およびその駆動回路を肩する第１および第２
   の偏光制御回路と、これら第１および第２の偏光制御回
   路のそれぞれの出力光を合波する光結合器と、前記第１
   および第２の偏光制御回路における各偏光制御素子の駆
   動電圧を出力しかつ前記光分岐器の分岐比を制御する制
   御部とを含むことを特徴とする偏光自動制御装置。