JPS62148923A - 偏光制御デバイス - Google Patents
偏光制御デバイスInfo
- Publication number
- JPS62148923A JPS62148923A JP29110685A JP29110685A JPS62148923A JP S62148923 A JPS62148923 A JP S62148923A JP 29110685 A JP29110685 A JP 29110685A JP 29110685 A JP29110685 A JP 29110685A JP S62148923 A JPS62148923 A JP S62148923A
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- JP
- Japan
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- light
- polarization
- radian
- polarization state
- phase
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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。
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
される偏光制御デバイスに関するものである。
される偏光制御デバイスに関するものである。
（従来の技術）
光へ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、任意の偏光状態の光をある一定
の偏光状態の光に変換する偏光制御は重要である。特に
単一モードファイバを用いた光ヘテロダイン通信システ
ムにおいて、光ヘテロダイン検波を行う際信号光の偏光
状態と局部発振光の偏光状態が一致していることが必要
とされる。ところが、温度変化などの外乱によシ単−モ
ードファイバ伝搬後の信号光の偏光状態が変化するため
、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、場合によっては信号検出が不能となることもあ
る。そこで信頼性確保のために、信号光と局部発振光の
偏光状態を一致させる偏光制御装置が必要不可欠となる
。特にそれらに用いられるデバイスは、小型化、信頼性
向上等のために電気光学効果を用いたものが望まれる。
の光センサ等において、任意の偏光状態の光をある一定
の偏光状態の光に変換する偏光制御は重要である。特に
単一モードファイバを用いた光ヘテロダイン通信システ
ムにおいて、光ヘテロダイン検波を行う際信号光の偏光
状態と局部発振光の偏光状態が一致していることが必要
とされる。ところが、温度変化などの外乱によシ単−モ
ードファイバ伝搬後の信号光の偏光状態が変化するため
、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、場合によっては信号検出が不能となることもあ
る。そこで信頼性確保のために、信号光と局部発振光の
偏光状態を一致させる偏光制御装置が必要不可欠となる
。特にそれらに用いられるデバイスは、小型化、信頼性
向上等のために電気光学効果を用いたものが望まれる。
従来、電気光学効果を用いた偏光制御デバイスとして、
貴堂らにより電子通信学会論文誌、Ｊ６８−０巻、１９
８５年、７９ページから８６ページに（２）、 おいて発表されたものがある。これは、Ｌ ｉ Ｎ ｂ
Ｏ＊基板の両表面上に対向する一対の電極を設けた２
個のバルク型位相変調器において、電圧により最大屈折
率変化の生じる方向を互いに４５度傾けた状態で、それ
らを直列に接続したものである。このような構成により
、入射光の偏光状態を任意の状態からある一定の直線偏
光に変換することができる。
貴堂らにより電子通信学会論文誌、Ｊ６８−０巻、１９
８５年、７９ページから８６ページに（２）、 おいて発表されたものがある。これは、Ｌ ｉ Ｎ ｂ
Ｏ＊基板の両表面上に対向する一対の電極を設けた２
個のバルク型位相変調器において、電圧により最大屈折
率変化の生じる方向を互いに４５度傾けた状態で、それ
らを直列に接続したものである。このような構成により
、入射光の偏光状態を任意の状態からある一定の直線偏
光に変換することができる。
（発明が解決しようとする問題点）
上述の偏光制御デバイスでは、位相変調器の耐圧または
駆動電源の出力電圧等によって決まる駆動電圧の上限お
よび下限が存在する。とζろが、入射光の偏光状態があ
る一方向に変化し続けると、それに対応して屈折率を増
加または減少し続けるために駆動電圧の大きさを増加し
続けなければならない。したがって駆動電圧がついには
この限界電圧に達し、それ以後は偏光制御が不能となる
。
駆動電源の出力電圧等によって決まる駆動電圧の上限お
よび下限が存在する。とζろが、入射光の偏光状態があ
る一方向に変化し続けると、それに対応して屈折率を増
加または減少し続けるために駆動電圧の大きさを増加し
続けなければならない。したがって駆動電圧がついには
この限界電圧に達し、それ以後は偏光制御が不能となる
。
（問題を解決するための手段）
本発明による偏光制御デバイスは、電気光学効果を有す
るｎ角柱（ｎは３以上の整数）のｎ個またはｎ個未満の
側面に電極を設けて成り、これらの電極に平行な方向に
入射する任意の偏光状態の光の偏光方向とそれに直交し
た方向の偏光成分間の位相差をそれぞれＶ２ラジアン、
７＋ニラジアン。
るｎ角柱（ｎは３以上の整数）のｎ個またはｎ個未満の
側面に電極を設けて成り、これらの電極に平行な方向に
入射する任意の偏光状態の光の偏光方向とそれに直交し
た方向の偏光成分間の位相差をそれぞれＶ２ラジアン、
７＋ニラジアン。
５へラジアンだけ生じさせる第１．第２．第３の位相変
調器を含んで構成され、該第１．第２．第３の位相変調
器が、光の入射方向に直列に接続されている。
調器を含んで構成され、該第１．第２．第３の位相変調
器が、光の入射方向に直列に接続されている。
本発明でに以上のような構成をとることにより前述の問
題点を解決した。
題点を解決した。
（作用）
本発明による偏光制御デバイスは、角柱状の電気光学材
料の側面に電極を設けた構造で、波長板と同様の作用を
持つ位相変調器から構成されている。この位相変調器で
は、各電極への印加電圧を連続的に増加または減少させ
て最大電圧となる電極箇所を順次移してゆくことにより
、各電極に垂直な電気光学材料の面内においてその中心
部分の電界を回転させる。この電界の回転によシ、電気
光学効果によシ生じる複屈折の主軸の方向が回転する。
料の側面に電極を設けた構造で、波長板と同様の作用を
持つ位相変調器から構成されている。この位相変調器で
は、各電極への印加電圧を連続的に増加または減少させ
て最大電圧となる電極箇所を順次移してゆくことにより
、各電極に垂直な電気光学材料の面内においてその中心
部分の電界を回転させる。この電界の回転によシ、電気
光学効果によシ生じる複屈折の主軸の方向が回転する。
ここで、位相変調器へ入射した光が、複屈折の主軸の方
向の偏光成分と、それに直交する方向の偏光成分間にπ
ラジアンまたは、Ｖ２ラジアンの位相差を受けるように
各電極への印加電圧を設定することによシ、この位相変
調器は、それぞれλｈ板またはシ４板と同様の作用を行
う。
向の偏光成分と、それに直交する方向の偏光成分間にπ
ラジアンまたは、Ｖ２ラジアンの位相差を受けるように
各電極への印加電圧を設定することによシ、この位相変
調器は、それぞれλｈ板またはシ４板と同様の作用を行
う。
ところで、波長板をし４板、２／２板、）／′４板の順
に並べ、それぞれの波長板を適当な回転位置に設定する
ことによシ、任意の入射偏光を所望の偏光に変換できる
。すなわち、初めのし４板で入射光を直線偏光にし、次
の偽板で直線偏光の偏光角を所望の角度にし、最後のシ
４板で偏光角をそのままで位相差を所望の値にする。本
発明による偏光制御デバイスは、それぞれシ４板、偽板
。
に並べ、それぞれの波長板を適当な回転位置に設定する
ことによシ、任意の入射偏光を所望の偏光に変換できる
。すなわち、初めのし４板で入射光を直線偏光にし、次
の偽板で直線偏光の偏光角を所望の角度にし、最後のシ
４板で偏光角をそのままで位相差を所望の値にする。本
発明による偏光制御デバイスは、それぞれシ４板、偽板
。
し４板の作用を行う位相変調器をこの順に直列に接続し
て構成されている。この偏光制御デバイスでは、入射光
の偏光状態が変化した場合、それぞれの位相変調器にお
いて、各電極への印加電圧において最大電圧となる電極
箇所を順次移すことにより偏光制御を行う。したがって
、入射光の偏光状態がある一方向に変化し続けても、駆
動電圧が上昇し続けることなどにより偏光制御が不能に
なるということはない。
て構成されている。この偏光制御デバイスでは、入射光
の偏光状態が変化した場合、それぞれの位相変調器にお
いて、各電極への印加電圧において最大電圧となる電極
箇所を順次移すことにより偏光制御を行う。したがって
、入射光の偏光状態がある一方向に変化し続けても、駆
動電圧が上昇し続けることなどにより偏光制御が不能に
なるということはない。
（実施例）
以下に本発明について、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を示す偏光制御デバイスの斜
視図である。
視図である。
正四角柱の形をした第１のＰＬＺＴｌｏｏの４つの側面
に第１の電極１０１が設けられ、第１の位相変調器１０
２が形成されている。同様に第２および第３ のＰＬＺ
Ｔ１００’ 、１００“ と第２および第３の電極１０
１’ 、１０１“からそれぞれ、第２および第３の位相
変調器１０２’ 、１０２“が形成されている。第１．
第２．第３の位相変調器１０２，１０２’。
に第１の電極１０１が設けられ、第１の位相変調器１０
２が形成されている。同様に第２および第３ のＰＬＺ
Ｔ１００’ 、１００“ と第２および第３の電極１０
１’ 、１０１“からそれぞれ、第２および第３の位相
変調器１０２’ 、１０２“が形成されている。第１．
第２．第３の位相変調器１０２，１０２’。
１０２＃は、電極の形成された側面に直交する端面どう
しを突き合わせて接続されている。該端面において突き
合わせのされていない第１および第２の端面１０３．１
０３’には、それぞれ第１および第２のレンズ１０４，
１０４．’が接続されている。さらに第１および第２の
レンズ１０４４０４’において、それぞれ第１および第
２の端面１０３，１０３’と接続されていない側の端面
には、第１および第２の単一モードファイバ１０５，１
０５’が接続されている。
しを突き合わせて接続されている。該端面において突き
合わせのされていない第１および第２の端面１０３．１
０３’には、それぞれ第１および第２のレンズ１０４，
１０４．’が接続されている。さらに第１および第２の
レンズ１０４４０４’において、それぞれ第１および第
２の端面１０３，１０３’と接続されていない側の端面
には、第１および第２の単一モードファイバ１０５，１
０５’が接続されている。
第１の単一モードファイバ１０５を伝搬してきた任意の
偏光状態の光は、第１のレンズ１０４に入射して平行光
化された後、順次第１．第２．第３の位相変調器１０２
，１０２’ 、１０２′ 中を伝搬する。ここで第１．
第２９第３の電極１０１ 、１０１’。
偏光状態の光は、第１のレンズ１０４に入射して平行光
化された後、順次第１．第２．第３の位相変調器１０２
，１０２’ 、１０２′ 中を伝搬する。ここで第１．
第２９第３の電極１０１ 、１０１’。
１０１“にそれぞれ後述するところの電圧を印加するこ
とによシ、伝搬光はそれぞれある適当な回転位置に設定
されたし４板、偽板、）／４板を順次通過したときと同
様の作用を受は所望の偏光状態に変換される。すなわち
、第１の位相変調器１０２によシ伝搬光を直線偏光にし
、次に第２の位相変調器１０２′で直線偏光を所望の角
度にし、最後に第３の位相変調器１０２’で偏光角をそ
のままで位相差を所望の値にする。このようにして得ら
れた伝搬光は第２のレンズ１０４′によシ集光されて、
（７））、 第２の単一モードファイバ１０５′に結合される。
とによシ、伝搬光はそれぞれある適当な回転位置に設定
されたし４板、偽板、）／４板を順次通過したときと同
様の作用を受は所望の偏光状態に変換される。すなわち
、第１の位相変調器１０２によシ伝搬光を直線偏光にし
、次に第２の位相変調器１０２′で直線偏光を所望の角
度にし、最後に第３の位相変調器１０２’で偏光角をそ
のままで位相差を所望の値にする。このようにして得ら
れた伝搬光は第２のレンズ１０４′によシ集光されて、
（７））、 第２の単一モードファイバ１０５′に結合される。
第２図は上記実施例における偏光制御デバイスを構成す
る位相変調器の断面図である。
る位相変調器の断面図である。
正四角柱のＰＬＺＴ２００の互いに平行で対向する側面
に第１および第２の電極対２０１ 、２０１’が形成さ
れている。■を定数、θを変数としたとき、第１の電極
対２０１問および第２の電極対２０１′間には、それぞ
れＶｃｏ８θおよびｖ、Ａｉｎθで表わされる電圧が電
源２０２から印加され、各電極に垂直なＰＬＺＴ２００
の面内においてその中心部分に、第２の電極対２０１′
に垂直な方向とθの角度をなす電界２０３が生じる。こ
こで、第１の電極対２０１問および第２の電極対２０１
′間への印加電圧Ｖｃｏ８θおよびｖｌ！ｉｎ０におい
て、■を一定とすれば、θが変化しても電界２０３の強
度は一定で、その方向が変化するだけである。すなわち
、第１の電極対２０１問および第２の電極対間２０１′
への印加電圧ｖｃｏ８θおよびｖ８ｉｎθにおけるθを
変化させることによシミ界２０３は強度が一定のｉ！ま
回転する。電界２０３の回転により、電気光学効果によ
シミ界２０３と同じ方向に生じた一定の大きさの複屈折
の主軸の方向が回転する。位相変調器へ入射した光が、
複屈折の生じている方向の偏光成分と、それに直交する
方向の偏光成分間にπラジアンまたは、Ｖ２ラジアンの
位相差を受けるようにＶを設定することにより、この位
相変調器は、それぞれシ２板または、し４板と同様の作
用を行う。第１の電極対２０１問および第２の電極対２
０１′間への印加電圧におけるθを変化させることによ
シ、波長板における回転の動作が行われる。
に第１および第２の電極対２０１ 、２０１’が形成さ
れている。■を定数、θを変数としたとき、第１の電極
対２０１問および第２の電極対２０１′間には、それぞ
れＶｃｏ８θおよびｖ、Ａｉｎθで表わされる電圧が電
源２０２から印加され、各電極に垂直なＰＬＺＴ２００
の面内においてその中心部分に、第２の電極対２０１′
に垂直な方向とθの角度をなす電界２０３が生じる。こ
こで、第１の電極対２０１問および第２の電極対２０１
′間への印加電圧Ｖｃｏ８θおよびｖｌ！ｉｎ０におい
て、■を一定とすれば、θが変化しても電界２０３の強
度は一定で、その方向が変化するだけである。すなわち
、第１の電極対２０１問および第２の電極対間２０１′
への印加電圧ｖｃｏ８θおよびｖ８ｉｎθにおけるθを
変化させることによシミ界２０３は強度が一定のｉ！ま
回転する。電界２０３の回転により、電気光学効果によ
シミ界２０３と同じ方向に生じた一定の大きさの複屈折
の主軸の方向が回転する。位相変調器へ入射した光が、
複屈折の生じている方向の偏光成分と、それに直交する
方向の偏光成分間にπラジアンまたは、Ｖ２ラジアンの
位相差を受けるようにＶを設定することにより、この位
相変調器は、それぞれシ２板または、し４板と同様の作
用を行う。第１の電極対２０１問および第２の電極対２
０１′間への印加電圧におけるθを変化させることによ
シ、波長板における回転の動作が行われる。
すなわち、電源２０２から第１の電極対２０１問および
第２の電極対間２０１′に印加する電圧はそれぞれｖｅ
ｏ、θ、 ｖｓｉｎθの関係にし、■が一定でθが変わ
るように両電極対間に印加する電圧を変えれば、波長板
を回転させたのと同様の機能が得られる。
第２の電極対間２０１′に印加する電圧はそれぞれｖｅ
ｏ、θ、 ｖｓｉｎθの関係にし、■が一定でθが変わ
るように両電極対間に印加する電圧を変えれば、波長板
を回転させたのと同様の機能が得られる。
λを波長、ｄを電極間、ｌを電極長さ、ｎをＰＬＺＴ
２００の屈折率、ｒを次の電気光学効果とすると、λ／
２板およびシ４板に対するＶはそれぞれπλｄ
ｘλｄ ｖ＝Ａｉｎ”ｒおよび顎 で表わされる。
２００の屈折率、ｒを次の電気光学効果とすると、λ／
２板およびシ４板に対するＶはそれぞれπλｄ
ｘλｄ ｖ＝Ａｉｎ”ｒおよび顎 で表わされる。
ｄ＝＝ｌｆｆｌｌ、 ｅ＝２０ｍｔｘ＊λ＝１．５５μ
ｍとしたときのＶは、それぞれ５０ボルトおよび２５ボ
ルトであった。
ｍとしたときのＶは、それぞれ５０ボルトおよび２５ボ
ルトであった。
以上ｆ述べた偏光制御デバイスにおいて、デバイスから
の出射光の偏光状態を検出して、その信号によシ第１．
第２．第３の位相変調器１０２゜１０２’ 、１０２’
にそれぞれ必要な駆動電圧を印加するフィードバック制
御系を備えることによシ、デバイスへの入射光の偏光状
態の自動制御が可能となる。位相変調器に用いる光学材
料はＰＬＺＴ以外に、ＬｔＮｂＯ，などの電気光学効果
を有し、光の伝搬方向に垂直な面内で等方向性のもので
あればよい。
の出射光の偏光状態を検出して、その信号によシ第１．
第２．第３の位相変調器１０２゜１０２’ 、１０２’
にそれぞれ必要な駆動電圧を印加するフィードバック制
御系を備えることによシ、デバイスへの入射光の偏光状
態の自動制御が可能となる。位相変調器に用いる光学材
料はＰＬＺＴ以外に、ＬｔＮｂＯ，などの電気光学効果
を有し、光の伝搬方向に垂直な面内で等方向性のもので
あればよい。
入射光の偏光状態を任意の状態から任意の状態に変換す
るためには、位相差をそれぞれＶ２ラジアン、′ｒｃラ
ジアン、？／２ラジアン変化させる３個の位相変調器を
用いなければならないが、一定の直線偏光を任意の偏光
に変換する場合や、その逆の場合は、位相をそれぞれπ
ラジアン、？／２ラジアン変化させる２個の位相変調器
を用いればよい。
るためには、位相差をそれぞれＶ２ラジアン、′ｒｃラ
ジアン、？／２ラジアン変化させる３個の位相変調器を
用いなければならないが、一定の直線偏光を任意の偏光
に変換する場合や、その逆の場合は、位相をそれぞれπ
ラジアン、？／２ラジアン変化させる２個の位相変調器
を用いればよい。
２個または３個の位相変調器を個別に作製し、それらを
接続して偏光制御デバイスを形成するのでなく、１個の
角柱状の光学材料の側面に各位相変調器の電極を光の伝
搬方向に直列に設けて偏光制御デバイスを形成してもよ
い。
接続して偏光制御デバイスを形成するのでなく、１個の
角柱状の光学材料の側面に各位相変調器の電極を光の伝
搬方向に直列に設けて偏光制御デバイスを形成してもよ
い。
（発明の効果）
本発明による偏光制御デバイスは、波長板と同様の作用
を持つ位相変調器によシ構成されている。
を持つ位相変調器によシ構成されている。
波長板における回転の機能は位相変調器における各電極
への印加電圧を連続的に増加または減少させて最大電圧
となる電極箇所を順次移してゆくことによシ行われる。
への印加電圧を連続的に増加または減少させて最大電圧
となる電極箇所を順次移してゆくことによシ行われる。
すなわち、この位相変調器の動作において駆動電圧が上
昇または減少し続けることはない。したがって、この偏
光制御デバイスは、入射光の偏光状態がある一方向に変
化し続けるなどの任意偏光状態の変化に対して偏光制御
を行うことができる。
昇または減少し続けることはない。したがって、この偏
光制御デバイスは、入射光の偏光状態がある一方向に変
化し続けるなどの任意偏光状態の変化に対して偏光制御
を行うことができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す偏光制御デバイスの
斜視図、第２図は、この偏光制御デバイスを構成する位
相変調器の断面図である。 図において、
斜視図、第２図は、この偏光制御デバイスを構成する位
相変調器の断面図である。 図において、
Claims (1)
- 電気光学効果を有するｎ角柱（ｎは３以上の整数）のｎ
個またはｎ個未満の側面に電極を設けて成り、これらの
電極に平行となる方向に入射する光の互いに直交する２
つの偏光成分間の位相差をそれぞれπ／２ラジアン、π
ラジアン、π／２ラジアンだけ生じさせる第１、第２、
第３の位相変調器を含んで構成され、かつ、該第１、第
２、第３の位相変調器が、光の入射方向に直列に接続さ
れていることを特徴とする偏光制御デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29110685A JPS62148923A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 偏光制御デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29110685A JPS62148923A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 偏光制御デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148923A true JPS62148923A (ja) | 1987-07-02 |
Family
ID=17764527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29110685A Pending JPS62148923A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 偏光制御デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62148923A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001067167A3 (en) * | 2000-03-06 | 2002-02-21 | Corning Applied Technologies I | Polarization transformer |
| JP2008242098A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Omron Corp | 偏光回転素子 |
| WO2009028438A1 (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | 画像表示装置 |
| JP2016506075A (ja) * | 2012-12-20 | 2016-02-25 | ファズ テクノロジー リミテッド | 光システムにおいて周波数歪および偏光誘因効果を補償するシステムおよび方法 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP29110685A patent/JPS62148923A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001067167A3 (en) * | 2000-03-06 | 2002-02-21 | Corning Applied Technologies I | Polarization transformer |
| US6404537B1 (en) | 2000-03-06 | 2002-06-11 | Corning Applied Technologies Corporation | Polarization transformer |
| JP2008242098A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Omron Corp | 偏光回転素子 |
| JP4506772B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2010-07-21 | オムロン株式会社 | 偏光回転素子 |
| WO2009028438A1 (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | 画像表示装置 |
| JPWO2009028438A1 (ja) * | 2007-08-29 | 2010-12-02 | シャープ株式会社 | 画像表示装置 |
| JP2016506075A (ja) * | 2012-12-20 | 2016-02-25 | ファズ テクノロジー リミテッド | 光システムにおいて周波数歪および偏光誘因効果を補償するシステムおよび方法 |
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