JPS6217737A - 光ヘテロダイン検波装置 - Google Patents

光ヘテロダイン検波装置

Info

Publication number
JPS6217737A
JPS6217737A JP60155965A JP15596585A JPS6217737A JP S6217737 A JPS6217737 A JP S6217737A JP 60155965 A JP60155965 A JP 60155965A JP 15596585 A JP15596585 A JP 15596585A JP S6217737 A JPS6217737 A JP S6217737A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mode
light
signal
optical
signal light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60155965A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhito Shimizu
清水 春仁
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60155965A priority Critical patent/JPS6217737A/ja
Publication of JPS6217737A publication Critical patent/JPS6217737A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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、光ヘテロダイン通信システムに利用される光
ヘテロダイン検波装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
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
ムでは、光ヘテロダイン検波を行う際信号光と局部発振
光の各偏光状態が一致していることが必要である。とこ
ろが、温度変化などの外乱により単一モードファイバ伝
搬後の信号光の偏光状態が変化し、上記2つの光の偏光
状態が不一致となってビート信号強度が変動することが
ある。
これによれば、通信システムの信頼性の低下を招き、場
合によって信号光の検出が不可能になることもある。そ
こで、通信システムの信頼性を確保するために、信号光
と局部発振光の各偏光状態を常に一致させる偏光制御機
能を備えた光ヘテロダイン検波装置が必要となる。また
一方においてこの先ヘテロゲイン検波装置は、信頼性、
小型・軽量化、低電圧化、量産性等の点から、上記偏光
制御機能を含めて全体を光集積化したもの又は偏光制御
機能をも一体化して構成したものが求められている。
従来、上記の如く偏光制御機能を含んで光集積化又は一
体化された光ヘテロダイン検波装置の報告例はない。し
かしこれに関連する技術として、例えばR,C,アルフ
ァーネス等により報告された導波路型の偏光制御素子が
ある(アプライド・フィジックス・レターズ、38巻、
  1981年、655〜657頁)。この偏光制御素
子は、電気光学効果を利用した位相変調器とモード変換
器により構成され、入射光の任意の偏光状態を所望の偏
光状態に変換する。この偏光制御素子に光結合器、光検
出器等を加え一体化して光ヘテロダイン検波装置を構成
することが可能である。
しかし、前記偏光制御素子においては、モード変換器が
効率よく動作する波長、すなわち中心波長を精度よく制
御することが制作上困難であり、且つモード変換器のモ
ード変換効率の波長帯域が半値全幅で数十式程度と狭い
こと、更にモート変換器の中心波長の温度に対する変化
率が波長1.5μm付近で約10人/℃と大きいこと等
の性質を有する。従って、上記モード変換器を用いた導
波路型偏光制御素子を実際に光ヘテロダイン検波装置に
用いるためには、偏光制御素子を±0.1℃程度の精度
で温度制御をすることによりモード変換器の中心波長を
信号光や局部発振光の波長に一致させなければならない
という問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、モード変換による波長帯域制御を受け
ないようにすることによって制御を容易とし、動作信頼
性が高く且つ小型・軽量に製作することのできる光ヘテ
ロゲイン検波装置を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明の光ヘテロダイン検波装置は、信号光を入射し信
号光のTEモードとTMモードの位相を変換する位相変
調器と、前記信号光と異なる偏光角を有する局部発振光
を出射する局部発振光源と、前記信号光を互いに偏光角
が直交するTEモード成分トT Mモード成分に分ける
第1のモードスプリッタと、前記局部発振光を互いに偏
光角が直交するTEモード成分とTMモード成分に分け
る第2のモードスプリッタと、前記第1及び第2のモー
ドスプリッタから出射されるTEモード成分を結合する
第1の光結合器と、前記第1及び第2のモードスプリッ
タから出射されるTEモード成分を結合する第2の光結
合器と、前記第1及び第2の光結合器から出射される光
を電気信号に変換する第1及び第2の光検出器と、この
第1及び第2の光検出器の出力する信号を相加する混合
回路とから成ることを特徴としている。
〔実施例〕
以下に、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明による光ヘテロダイン検波装置のブロッ
ク回路図である。■は信号光で、信号光1は位相変調器
2に入射する。位相変調器2の出力光は第1のモードス
プリッタ3に入射し、このモートスブリック3で信号光
1は互いに直交するTEモード成分IAとTMモード成
分IBに分けられる。TEモード成分IAは第1の光結
合器4に、他方TMモード成分IBは第2の光結合器5
にそれぞれ入射される。一方6は局部発振光源であり、
局部発振光源6の出力である局部発振光7は第2のモー
ドスプリッタ8に入射する。モードスプリッタ8では局
部発振光7を互いに直交するTEモード成分7AとTM
モード成分7Bに分ける。このTEモード成分7Aは光
結合器4に、TMモード成分7Bは光結合器5にそれぞ
れ入射される。光結合器4は信号光のTEモード成分I
Aと局部発振光のTEモード成分7Aを合波する。
光結合器5は信号光のTMモード成分IBと局部発振光
のTMモード成分7Bを合波する。光結合器4.5の出
力光は、それぞれ第1の光検出器9、第2の光検出器1
0で電気信号に変換され、その後混合回路11で相加さ
れる。これによって混合回路11の出力において光ヘテ
ロダイン検波信号12を取出することができる。
上記において、偏光角がθrad、互いに直交するTE
モードとTMモードの間の位相差がψradである光の
偏光状態を(θ、ψ)で表わすとき、偏光状態が(θ、
ψ)である信号光1は位相変調器2によって(θ、0)
に変換される。またモードスプリッタ3によって分けら
れるTEモード成分IAとTMモード成分IBの強度の
比はcosθ:sinθとなる。一方局部発振光源6か
ら出射される局部発振光7の偏光状態は(θ0.0)で
あり、またモードスプリッタ8によって分けられるTE
モード成分7AとTMモード成分7Bの強度の比はCO
Sθo:sir+e□である。ここで、θ、ψは任意の
値であり、θ0は0くθ0くπ/2(rad)なる定数
である。
上記構成によれば、光結合器4において信号光のTEモ
ード成分IAと局部発振光のTEモード成分7Aは偏光
状態が一致した状態にて合波され、光結合器5において
信号光のTMモード成分IBと局部発振光のTMモード
成分7Bは偏光状態が一致した状態にて合波される。こ
の結果、混合回路11の出力において光ヘテロダイン検
波信号12を1尋ることかできる。
以上のように、本発明による光ヘテロダイン検波装置で
は、モード変換器を用いないためモード変換による波長
帯域制限を受けず、任意の偏光状態の信号光lに対して
局部発振光7の偏光状態を常に一致した状態で光ヘテロ
ダイン検波を行うことが可能となる。
前記光ヘテロゲイン検波装置において、位相変調器2に
よって信号光1のTEモードとTMモードの間の位相差
を0としたのは、もしこのように位相差ψを補償しない
とすると、光検出器9.10の出力信号間に位相差が生
じ、これらの信号を相加した際に強度の損失を生じるか
ら、これを回避するためにである。光検出器9,10の
出力信号間の位相差を補償することは、信号光のTEモ
ード成分IAの位相を信号光のTMモード成分IBの位
相に一致させるか、又は合波光であるTEモード成分1
3の位相をTMモード成分14の位相に一致させること
によって実現される。
第2図は具体的な光ヘテロダイン検波装置の平面図を示
し、第2図において、1〜5.8は前記構成要素と同じ
である。
15はニオブ酸リチウム基板で、この基板上にスパック
法とフォトリングラフィ法によりパターン化されたT1
膜を熱拡散させて幅10μmのチャネル導波路16が形
成される。このチャネル導波路16は波長1.55μm
においてTEモードとTMモードに対して基本モードを
保持する。チャネル導波路16を形成したニオブ酸リチ
ウム基板15の上に、CVD法とフォトリソグラフィ法
によりバッファ層であるSiC2膜、及び真空蒸着法と
フォトリソグラフィ法により電極であるCr−A!膜を
選択的に形成し、これによって位相変調器2、モードス
プリッタ3,8、光結合器4,5が構成される。ここで
、位相変調器2は電気光学効果を用いたものであり、電
極間隔は3μm、全長は10mmである。モードスプリ
ッタ3.8 は、ステップト・デルタベータ・リバーサ
ル法を用いた分布結合型で電気光学効果を用いたもので
あり、導波路間隔は3μm、全長10mmである。光結
合器4,5は分布結合による偏光依存性のないものであ
り、導波路間隔は5μm、全長は3mmである。
上記位相変調器2の入力端に形成されたチャネル導波路
16の端面には信号光人力用単一モードファイバ17が
結合され、上記モードスプリッタ8の入力側に形成され
たチャネル導波路16の端面には局部発振光源であるア
イソレータ内蔵のレーザ・ダイオード18が結合される
。ところで、光ヘテロダイン検波では信号光の検出感度
が最大となる局部発振光のパワーレベルが存在する。こ
の実施例の場合、TEモードとTMモードの各受信系は
同一であるため、上記の最適な局部発振光のパワーレベ
ルは両モードについて等しくなる。そこで上記レーザ・
ダイオード18はその出射光の偏光方向がニオブ酸リチ
ウム基板15に対して45°の角度になるよう設けられ
、これによりチャネル導波路16にはTEモードとTM
モードの強度が等しい局部発振光が供給される。また光
結合器4.5の出力側のチャネル導波路16の端面には
アバランシ・フォトダイオード19.20が配設される
。このアバランシ・フォトダイオード19.20は上記
光検出器9.10の機能を有する。
アバランシ・フォトダイオード19.20から出力され
る電気信号は、混合回路11に与えられ、この混合回路
11で相加される。混合回路11の出力信号は増幅器2
1で増幅され、光ヘテロゲイン検波信号12として取出
される。22は位相変調器制御回路であり、光ヘテロダ
イン検波信号12の一部を取入れ、これに基づき位相変
調器2の駆動電圧を制御する。
上記構成において、信号光入力用単一モードファイバ1
7からチャネル導波路16に入射した信号光lは、位相
変調器2によってTEモードとTMモードの位相差が補
償された後、モードスプリッタ3によりTEモード成分
とTMモード成分に分けられ、それぞれ光結合器4.5
に入射する。一方レーザ・ダイオード18からチャネル
導波路16に入射した局部発振光は、モードスプリッタ
8によってTEモード成分とTMモード成分に分けられ
、それぞれ光結合器4.5に入射する。光結合器4.5
では信号光及び局部発振光のTEモード成分及びTMモ
ード成分がそれぞれ合波される。それぞれの合波光は、
アバランシ・フォトダイオード19.20によって電気
信号に変換され、これらの信号は混合回路11において
相加される。このときの混合比はTEモード側とTMモ
ード側の信号出力のレベル比と等しい。混合回路11の
出力信号が光ヘテロゲイン検波信号である。以上におい
て、位相変調器制御回路22は光ヘテロダイン検波信号
の強度が最大になるように位相変調器22の駆動電圧を
制御し信号光の位相差を制御する。
上記光ヘテロダイン検波装置の信号光に対する挿入損失
は3dBで、ニオブ酸リチウム基板15の形状は20 
X30 m m″であり、小型且つ低損失の光ヘテロゲ
イン検波装置を得ることができた。
〔発明の効果〕
以上説明した通り本発明によれば、光ヘテロゲイン検波
装置において、モード変換器を含まない偏光制御素子を
用いて偏光制御機能を実現し且つ装置全体を一体的に構
成するようにしたため、容易な制御によって信号光と局
部発振光の偏光状態を常に一致させることができると共
に動作信頼性を向上することができ、小型・軽量に製作
することができ、更には量産できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光ヘテロダイン検波装置の基本構
成を示すブロック図、 第2図は本発明に係る光ヘテロダイン検波装置の一実施
例を示す平面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)信号光を入射し、信号光のTEモードとTMモー
    ドの位相を変換する位相変調器と、前記信号光と異なる
    偏光角を有する局部発振光を出射する局部発振光源と、
    前記信号光を互いに偏光角が直交するTEモード成分と
    TMモード成分に分ける第1のモードスプリッタと、前
    記局部発振光を互いに偏光角が直交するTEモード成分
    とTMモード成分に分ける第2のモードスプリッタと、
    前記第1及び第2のモードスプリッタから出射されるT
    Eモード成分を結合する第1の光結合器と、前記第1及
    び第2のモードスプリッタから出射されるTMモード成
    分を結合する第2の光結合器と、前記第1及び第2の光
    結合器から出射される光を電気信号に変換する第1及び
    第2の光検出器と、この第1及び第2の光検出器の出力
    する信号を相加する混合回路とから成ることを特徴とす
    る光ヘテロダイン検波装置。
JP60155965A 1985-07-17 1985-07-17 光ヘテロダイン検波装置 Pending JPS6217737A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60155965A JPS6217737A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 光ヘテロダイン検波装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60155965A JPS6217737A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 光ヘテロダイン検波装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6217737A true JPS6217737A (ja) 1987-01-26

Family

ID=15617409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60155965A Pending JPS6217737A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 光ヘテロダイン検波装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6217737A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05196830A (ja) * 1991-05-16 1993-08-06 Koninkl Ptt Nederland Nv モード変換器
WO1994007312A1 (de) * 1992-09-16 1994-03-31 Deutsche Aerospace Ag Einrichtung für die erzeugung von rückkopplungssignalen zur regelung optischer überwachungskreise (pll)
US11946651B2 (en) 2021-03-08 2024-04-02 Lg Electronics Inc. Portable air flow apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05196830A (ja) * 1991-05-16 1993-08-06 Koninkl Ptt Nederland Nv モード変換器
WO1994007312A1 (de) * 1992-09-16 1994-03-31 Deutsche Aerospace Ag Einrichtung für die erzeugung von rückkopplungssignalen zur regelung optischer überwachungskreise (pll)
US11946651B2 (en) 2021-03-08 2024-04-02 Lg Electronics Inc. Portable air flow apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1028503B1 (en) Self-monitored light source for stable wavelength optical communications
US5841536A (en) Polarization interferometer apparatus using the polarization dependent phase lag in a birefringent retarder
CN115308834A (zh) 集成光收发芯片、光电子器件和光收发系统
JPS6217737A (ja) 光ヘテロダイン検波装置
JPH02167532A (ja) 光信号の光フイルタ作用と光検出の方法と装置
JPS63135829A (ja) 光学ヘテロダイン検波器
JPH08226822A (ja) 光ファイバジャイロ及び光集積回路
US20230046152A1 (en) Frequency shifter for heterodyne interferometry measurements and device for heterodyne interferometry measurements having such a frequency shifter
JP2003307533A (ja) 電界センシング・光伝送システム
JPS63205611A (ja) デユアルバランス型受光器
JPH0626248B2 (ja) 集積回路の相互接続方法および集積回路
JPS6249337A (ja) 光ヘテロダイン検波装置
JPS61212932A (ja) 位相偏移変調光送信装置
JP2625713B2 (ja) 偏波面制御装置
JP2866276B2 (ja) 光回転角速度センサ
JPH0979861A (ja) 光ファイバジャイロ及び光集積回路
JPS61279828A (ja) 光ヘテロダイン検波装置
JPH0117614B2 (ja)
JPH01153924A (ja) コヒーレント光測定装置
JP2507790B2 (ja) 半導体レ―ザのfm変調特性測定装置
JPS6329211A (ja) 光フアイバ回転センサ
JP2948221B1 (ja) 波長可変光源装置
JP2975597B1 (ja) 光制御型フェーズドアレーアンテナ装置
JPS61246615A (ja) 光学式ジヤイロスコ−プ
JPS61212931A (ja) 位相偏移変調光送信装置