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WO2003003104A1 - Dispositif de compensation de dispersion de polarisation - Google Patents

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WO2003003104A1
WO2003003104A1 PCT/JP2001/005635 JP0105635W WO03003104A1 WO 2003003104 A1 WO2003003104 A1 WO 2003003104A1 JP 0105635 W JP0105635 W JP 0105635W WO 03003104 A1 WO03003104 A1 WO 03003104A1
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polarization
optical
optical transmission
transmission line
refractive index
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PCT/JP2001/005635
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Masakazu Takabayashi
Sadayuki Matsumoto
Takuya Ohira
Kiichi Yoshiara
Junichiro Hoshizaki
Hajime Takeya
Shigeru Matsuno
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a polarization dispersion compensator for compensating for polarization dispersion that can be a limiting factor of a transmission speed or a transmission distance in an optical fiber cable of an ultra-high-speed optical communication system.
  • a relatively large polarization dispersion occurs, which becomes a limiting factor of the transmission speed or the transmission distance.
  • This polarization dispersion occurs as follows. That is, the eccentricity of the core of the transmission optical fiber cable 100 and the application of a non-axisymmetric stress to the core cause the degeneracy of the fundamental mode to be resolved, and the TE and TM waves are orthogonal to each other. As shown in FIG. 23, a group delay difference occurs between the TE wave and the TM wave due to the difference in the propagation speed of the optical signals of the two polarization components.
  • the optical pulse signal spreads in the time axis direction, thereby limiting the transmission speed and transmission distance in the communication system.
  • the polarization state is controlled at the receiving terminal, and a group delay difference that is opposite to the group delay difference generated by the optical fiber cable is generated. It is necessary to compensate for polarization so that there is no difference in group delay between wave components.
  • FIG. 24 is a perspective view showing polarization compensation by the polarization maintaining optical fiber cable 101 of the prior art.
  • FIG. 25 is a perspective view of the polarization maintaining optical fiber cable 101 of FIG. It is a longitudinal cross-sectional view showing a configuration.
  • the prior art example shown in FIG. 24 discloses that the polarization dispersion is compensated by using the polarization-maintaining optical fiber cable 101.
  • Figure 26 shows the results of Prior Art Document 1 ⁇ Teruhiko Kudou et al., "Theoretical Basis of Polarization Mode Dispersion Equalization up to the Second Order", Journal of Lightwave Technology, Vol. 18, No. 4, pp. 614-617, April 20
  • FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the polarization dispersion compensator disclosed in FIG. As described above, in an optical fiber cable, the polarization dispersion fluctuates due to environmental changes. Therefore, a polarization dispersion compensator that can adjust the polarization dispersion value is required.
  • a polarization separator 111 is provided at the last stage of an optical transmission line 110 for propagating an input optical signal, and then two variable phase shifters PS 1, PS 2, a directional coupler DC101, two variable phase shifters PS3 and PS4, and two variable delay optical circuits 113 and 114.
  • a polarization combiner 112 is provided at the last stage of the polarization dispersion compensator.
  • polarization dispersion is compensated by changing polarization dispersion using an optical processing circuit.
  • there is a problem that the size of the device is relatively large and the transmission loss becomes large because a bulk type polarization splitter or polarization multiplexer is used.
  • FIG. 27 is a plan view showing the configuration of a polarization dispersion compensator disclosed in the specification of US Pat. No. 5,930,414 which is Prior Art Document 2.
  • a polarization controller 120 including a 14-wave plate 121 and a 1 / 2-wave plate 122 is provided at the first stage, and input signals are inputted at the next stage.
  • a polarization separator 123 for separating the two polarization components of the optical signal is provided, while a polarization combiner 124 for combining these two polarization components is provided at the final stage.
  • a directional coupling having an adjustable coupling coefficient is provided between the polarization splitter 123 and the polarization synthesizer 124 in order to generate a variable delay time between the two polarization components.
  • Pine composed of a plurality of asymmetric optical waveguides connected in cascade via a vessel 140 to 143 Hatsuenda interferometers 130 to 132 are provided. Further, the relative optical phase in each of the Mach-Zehnder interferometers 130 to 132 is output from the two arms of each of the Mach-Zehnder interferometers 130 to 132. It is necessary to switch for structural common-mode interference between two optical signals input to 1 to 143. For this reason, the Mach-Zehnder interferometers 130 to 132 are provided with variable phase shifters 150 to 152, respectively.
  • the polarization dispersion is compensated by combining the directional couplers 140 to 143 and the optical processing circuit having the Mach-Zehnder structure.
  • a polarization dispersion compensator needs to have low loss, small size, high speed, and low power consumption.
  • FIG. 28 is a plan view showing a configuration of a polarization dispersion compensator disclosed in the related art document 3 “Japanese Patent Application Publication No. 2001-42272”.
  • an input channel optical waveguide 211 an optical waveguide type polarization splitting element 212, a pair of optical waveguides 211
  • a variable branching ratio optical power plug 214 a pair of optical delay lines 2 15a, 2 15b, an optical waveguide type polarization combining device 216, and an output channel optical waveguide 2 17a are sequentially formed.
  • the polarization switching means 2 18 a and 2 18 b are formed in each of the pair of optical waveguides 2 13 a and 2 13 b and the pair of optical delay lines 2 15 a and 2 15 b. .
  • a pair of optical waveguides 2 13 a and 2 13 b are provided with phase adjusting means 2 19 a and 2 19 b for adjusting a relative phase difference.
  • one input port of the optical waveguide type polarization separation element 2 1 2 is optically connected to the input channel optical waveguide 2 1 1, and a pair is connected to two output ports of the optical waveguide type polarization separation element 2 1 2.
  • the two input ports of the variable branching ratio optical power bracket 214 are optically connected to each other via the optical waveguides 21 3 a and 21 3 b.
  • one end of a pair of optical delay lines 2 15 a and 2 15 b is optically connected to the two output ports of the variable branching ratio optical power bra 2 14, and an optical waveguide type is connected to the other end.
  • the two input ports of the polarization combining element 2 16 are optically connected to each other.
  • One output port of the optical waveguide type polarization combining device 2 16 is optically connected to the output channel optical waveguide 217a. Connected.
  • the phase adjusting means 2 19 a, 2 19 b and the branching ratio variable optical power bra 2 14 operate as the polarization controller 300, and the optical delay line 2 15 a , 2.5b operate as a variable delay line and constitute a polarization dispersion compensation circuit as a whole.
  • this polarization dispersion compensation circuit can compensate for the first-order polarization dispersion in the optical transmission line.
  • the polarization controller 300 is located between the polarization separation element 2 12 and the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b.
  • the optical signal input to the polarization splitter 211 is separated into a TE wave and a TE wave.
  • the polarization of the optical signal is controlled by a polarization controller 300 constituted by a phase adjusting means 2 19 a and a branching ratio variable force bra 2 14, and then a pair of optical delay lines 2 15 a and 21 5b, and the optical delay lines 2 15a and 2 15b adjust the delay amount of the optical signal to compensate for the polarization dispersion.
  • phase adjustment means 219a, 219b, the splitting ratio variable optical power plug 214, and the optical delay lines 215a, 215b There is a problem that control for compensating for the polarization dispersion is extremely difficult because it is necessary to adjust the components at the different locations.
  • An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a polarization dispersion compensator which is smaller and lighter than conventional technologies, and which can compensate polarization dispersion with low loss. is there.
  • Another object of the present invention is to solve the above problems and to provide a polarization dispersion compensator capable of performing control adjustment for compensating polarization dispersion more easily than the prior art. .
  • the polarization dispersion compensator is a polarization dispersion compensator that controls the polarization state of the optical signal so that the polarization axis of the input optical signal substantially matches the optical axis of the optical transmission line.
  • Wave control means ;
  • a polarization separation unit that separates and outputs two polarization component optical signals orthogonal to each other from the optical signal output from the polarization control unit,
  • An optical delay unit configured to include two optical transmission lines having different lengths from each other, and causing a delay difference between optical signals of two polarization components output from the polarization separation unit;
  • a polarization dispersion compensating device comprising: a polarization combining unit that combines and outputs two polarization component optical signals output from the optical delay unit.
  • the polarization separation means has a symmetric Mach-Zehnder interferometer having optical transmission lines of first and second arms, and at least one of the first and second arms is provided with an First refractive index control means for controlling the refractive index of an optical signal propagating through the optical transmission line; and first birefringence for generating birefringence for the optical signal propagating through the optical transmission line of the arm. And means,
  • the polarization combining means has a symmetric Mach-Zehnder interferometer having optical transmission lines of third and fourth arms, and at least one of the third and fourth arms has the same Second refractive index control means for controlling the refractive index of the optical signal propagating through the optical transmission line, and second birefringence for generating birefringence for the optical signal propagating through the optical transmission line of the arm. Means.
  • the above-mentioned polarization separation means comprises:
  • a first directional coupler that splits the input optical signal into two and outputs two optical signals, and one of the two optical signals split into two by the first directional coupler.
  • the optical signal After combining the optical signal propagated through the optical transmission line of the first arm and the optical signal propagated through the optical transmission line of the second arm, the optical signal is divided into two to output two optical signals.
  • a second directional coupler
  • a third directional coupler that combines two input optical signals and then splits the two to output two optical signals;
  • a fourth directional coupler that combines the optical signal propagated through the optical transmission line of the third arm and the optical signal propagated through the optical transmission line of the fourth arm and outputs an optical signal; It is characterized by having.
  • the first refractive index control means controls a temperature of an optical transmission line of an arm provided with the first refractive index control means, so that the light of the arm is controlled.
  • the second refractive index control means controls the refractive index of the optical signal propagating through the transmission line, and the second refractive index control means controls the temperature in the optical transmission line of the arm provided with the second refractive index control means, thereby controlling the temperature. It is characterized by controlling the refractive index of an optical signal propagating through the optical transmission line of the arm.
  • the first refractive index control means is subjected to a predetermined polling process, and is applied to an optical transmission line of an arm provided with the first refractive index control means. Controlling the refractive index of the optical signal propagating through the optical transmission line of the arm by controlling the electric field to be applied,
  • the second refractive index control means performs a predetermined polling process, and controls the electric field applied to the optical transmission line of the arm provided with the second refractive index control means, thereby controlling the electric field. It is characterized in that the refractive index of an optical signal propagating through the optical transmission line of the arm is controlled.
  • the first birefringent means irradiates the optical transmission line of the arm provided with the first birefringent means with ultraviolet light, thereby forming Birefringence occurs in the optical signal propagating through the optical transmission line,
  • the second birefringent means irradiates the optical transmission line of the arm provided with the second birefringent means with ultraviolet light, and thereby applies an optical signal propagating through the optical transmission line of the arm.
  • birefringence is caused.
  • the refractive index of an optical signal propagating through one of the two optical transmission lines is controlled by controlling the temperature of one of the two optical transmission lines.
  • a third refractive index control means for controlling the refractive index.
  • one of the two optical transmission lines of the optical delay means is subjected to a predetermined polling process, and is applied to the one optical transmission line.
  • a fourth refractive index control means for controlling a refractive index of an optical signal transmitted through the one optical transmission line by controlling the electric field.
  • the optical transmission line is an optical waveguide formed on a substrate.
  • the optical transmission line is an optical fiber cable.
  • the polarization dispersion compensator controls the polarization state of the optical signal such that the polarization axis of the input optical signal substantially matches the optical axis of the optical transmission line.
  • Polarization control means
  • a polarization separation unit that separates and outputs two polarization component optical signals orthogonal to each other from the optical signal output from the polarization control unit
  • An optical delay unit configured to include two optical transmission lines having different lengths from each other, and causing a delay difference between optical signals of two polarization components output from the polarization separation unit;
  • a polarization dispersion compensating device comprising: a polarization combining unit that combines and outputs two polarization component optical signals output from the optical delay unit.
  • the polarization splitting means includes a fifth directional coupler having two optical transmission lines close to each other, splitting an input optical signal into two, and outputting two optical signals,
  • the two optical transmission lines adjacent to each other in the fifth directional coupler are a fourth refractive index control means for controlling the refractive index of an optical signal propagating through the two optical transmission lines, and the two optical transmission lines.
  • Third birefringence means for generating birefringence for an optical signal propagating through an optical transmission line
  • the polarization combining means has a sixth directional coupler that has two optical transmission lines close to each other, splits an input optical signal into two, and outputs two optical signals,
  • the two optical transmission lines adjacent to each other in the sixth directional coupler are provided with fifth refractive index control means for controlling the refractive index of an optical signal propagating through the two optical transmission lines, and the two optical transmission lines. And a fourth birefringent means for generating birefringence for an optical signal propagating through the optical transmission line.
  • a polarization dispersion compensator includes: a polarization separation unit that separates and outputs two polarization component optical signals orthogonal to each other;
  • a polarization control unit comprising a phase adjustment unit and a branching ratio variable force bra, and controlling a polarization state of the optical signal
  • a polarization combining unit having first and second output ports, multiplexing optical signals of two polarization components output from the optical delay unit, and outputting the multiplexed optical signal from the first output port;
  • the polarization separating means and the polarization combining means are a polarization dispersion compensator constituted by a symmetric Mach-Hendern interferometer having a birefringence in at least one of the arms, and a first output port of the polarization combining means.
  • the phase adjusting means and the branching ratio variable force bra are set so that the output signal level is maximized or the signal level output from the second output port of the polarization combining means is minimized. Is set to be controlled.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a detailed configuration of the polarization separation unit 1 of FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing the intensity of the output optical signal at the output ports P 23 and P 24 of the polarization separation unit 1 with respect to the refractive index change ⁇ n due to the birefringence unit BF 1 of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the intensity of an optical signal passing through the optical waveguide 21 immediately after the output port P 23 with respect to the applied power of the temperature control unit HT 1 in FIG.
  • FIG. 5 is a graph showing a group delay time difference [psec] between the TE wave and the TM wave with respect to the applied power of the temperature control unit HT1 of FIG.
  • FIG. 6 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing a detailed configuration of the polarization controller 4a of FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a third preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing a detailed configuration of the electric field control unit EF1 of FIG.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a detailed configuration of the electric field control unit EF 1 of FIG.
  • FIG. 11 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fifth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a sixth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing a configuration of an optical fiber cape-notch type polarization dispersion compensator according to a seventh preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to an eighth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a ninth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a plan view showing a partial configuration of a polarization separation unit 1 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a first modification of the present invention.
  • FIG. 18 is a plan view showing a configuration of a part of the polarization separation unit 1 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a second modification of the present invention.
  • FIG. 19 is a plan view showing a configuration of a part of the polarization separation unit 1 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a third modification of the present invention.
  • FIG. 20 shows an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fourth modification of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a part of a polarization combining unit 3 for the present invention.
  • FIG. 21 is a plan view showing a partial configuration of a polarization combining unit 3 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fifth modification of the present invention.
  • FIG. 22 is a plan view showing a partial configuration of a polarization combining unit 3 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a sixth modification of the present invention.
  • FIG. 23 is a perspective view showing polarization dispersion in the conventional transmission optical fiber cable 100.
  • FIG. 24 is a perspective view showing polarization compensation by a polarization maintaining optical fiber cable 101 which is a conventional technique.
  • FIG. 25 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the polarization-maintaining optical fiber cable 101 of FIG.
  • FIG. 26 is a plan view showing the configuration of the polarization dispersion compensator disclosed in Prior Art Document 1.
  • FIG. 27 is a plan view showing the configuration of the polarization dispersion compensator disclosed in Prior Art Document 2.
  • FIG. 28 is a plan view showing the configuration of the polarization dispersion compensator disclosed in the prior art document 3.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • the polarization dispersion compensator according to the preferred embodiment includes a polarization controller 4, a polarization separation unit 1, a delay optical circuit unit 2, and a polarization combination unit 3, which are connected in cascade.
  • Each of the demultiplexing unit 1 and the polarization combining unit 3 has a symmetric Matsuhatsu Honda interferometer having two arm units.
  • the polarization separating unit 1 one of the two arm units is an optical waveguide. 21 is provided with a temperature controller HT 1 for controlling the refractive index of the optical signal propagating in 1, and the other arm portion propagates through the optical waveguide 22.
  • a birefringence section BF1 for generating birefringence for the optical signal.
  • one of the two arm sections is an optical signal propagating through the optical waveguide 21.
  • a temperature control unit HT 2 for controlling the refractive index is provided, and the other arm unit is provided with a birefringent unit BF 2 for generating birefringence for an optical signal propagating through the optical waveguide 22.
  • a known polarization controller 4 is provided on an optical fiber cable 20 for propagating an input optical signal, and the polarization controller 4 includes a 1Z4 wavelength plate 41 and a 12 wavelength plate 42.
  • the polarization controller 4 includes a 1Z4 wavelength plate 41 and a 12 wavelength plate 42.
  • each level of the control signal S c 1 applied to the 14-wave plate 41 and the control signal S c 2 applied to the half-wave plate 42 each of the wave plates 41 and 42 is formed.
  • the rotation angle of the polarization of the propagating optical signal By adjusting the rotation angle of the polarization of the propagating optical signal, the polarization axis of the optical signal propagating through the optical fiber cable 20 is substantially aligned with the optical axis of the optical waveguide 21 formed on the optical waveguide substrate 10.
  • the polarization state of the optical signal is controlled so as to match.
  • the terminal end of the optical fiber cable 20 is connected to an optical waveguide 21 formed on the optical waveguide substrate 10 via an optical fiber connector 20C.
  • a quartz film is formed as an undercladding on a silicon substrate using a CVD method, and then a core is formed by doping a predetermined impurity into the quartz film, and then an overcladding is formed.
  • Two optical waveguides 21 and 22 are formed.
  • the two optical waveguides 21 and 22 are formed close to each other so that the optical signals are coupled at the four portions, and the four portions are formed by the 3 dB directional couplers DC 1, DC 2, DC3, DC4.
  • the directional coupler DC1 has two input ports P11 and P12 and two output ports P13 and P14
  • the directional coupler DC2 has two input ports P21 and P21.
  • directional coupler DC3 has two input ports P31, P32 and two output ports P33, P34
  • directional coupler DC 4 has two input ports P41, P42 and two output ports P43, P44.
  • Two arms are formed by two optical waveguides 21 and 22 between two directional couplings C 1 and DC 2, and two arms are formed between two directional couplers DC 2 and DC 3.
  • Two arms are formed by the optical waveguides 21 and 22, and two directional couplers DC Two arm portions are formed between 3 and DC 4 by the two optical waveguides 21 and 22.
  • the non-reflective terminator 91 is connected to the input port P 12 of the directional coupler DC 1 and the non-reflective terminator 92 is connected to the output port P 44 of the directional coupler DC 4. .
  • the input end of the optical waveguide 21 is denoted by the symbol P10, and the output end thereof is denoted by the symbol P50.
  • the polarization separation unit 1 includes a directional coupler DC1, a temperature control unit HT1 having a heater formed on an optical waveguide 21 serving as one arm, and an optical waveguide 2 serving as the other arm. 2 is provided with a birefringent part BF1 formed in 2 and a directional coupler DC2.
  • the temperature controller HT 1 is provided to control the refractive index of an optical signal propagating through the optical waveguide 21 by heating the optical waveguide 21 and controlling the temperature.
  • the optical waveguide 22 serving as the other arm has an energy of 50 mJcm 2 by using an ArF laser device 50 equipped with an ArF excimer laser, and has an energy of 60 Hz.
  • the birefringent portion BF1 is formed by irradiating ultraviolet light having a wavelength of 193 nm modulated by the pulse intensity for 5 minutes.
  • the birefringent portion BF1 generates birefringence for an optical signal propagating through the optical waveguide 22 as the other arm.
  • the temperature control unit HT 1 and the birefringence unit BF 1 formed in this way constitute a polarization separation unit 1 having a symmetric Matsuzuda interferometer, and the operation principle will be described in detail below. Will be described.
  • FIG. 2 shows a detailed configuration of the polarization splitting unit 1.
  • the birefringent portion BF1 is formed in the optical waveguide 22 of the other arm.
  • the input optical signal can be separated into a TE component and a TM component, which are polarization components orthogonal to each other.
  • FIG. 3 is a graph showing the intensity of the output optical signal at the output ports ⁇ 23 and ⁇ 24 of the polarization separation unit 1 with respect to the refractive index change ⁇ due to the birefringence unit BF 1 in FIG. 1.
  • 2 is a graph showing the intensity of an optical signal passing through an optical waveguide 21 immediately after an output port ⁇ ⁇ ⁇ 23 with respect to an applied power of a temperature control unit HT1 in FIG.
  • the polarization separation unit 1 having a symmetric Mach-Zehnder interferometer if the refractive index in one arm changes, the phase of the optical signal propagating through the optical waveguide 22 changes, so that the output ports ⁇ 23 and The intensity of the optical signal from ⁇ 24 changes as shown in FIG.
  • Birefringence means that the change in the refractive index is different between the TE wave and the TM wave. Therefore, a change in the refractive index of ⁇ n occurs at the maximum point of the TE wave with respect to the TE wave. At the maximum point of the wave, a refractive index change of ⁇ n 2 may occur for the TM wave. Therefore, as shown in FIG. 4, by adjusting the applied power of the temperature control unit HT 1 to change the refractive index of the optical signal, the TE wave is output from the output port P 23, while A TM wave is output from the output port P24.
  • the delay optical circuit section 2 in FIG. 1 is configured to have optical waveguides 21 and 22 having different lengths, and the length of the optical waveguide 21 is set to be longer than the length of the optical waveguide 22.
  • the TE wave that is set and propagates through the optical waveguide 21 is delayed in time as compared with the TM wave that propagates through the optical waveguide 22. This delay difference causes polarization dispersion between the TE wave and the TM wave.
  • the polarization combining section 3 is formed by the same forming method as the polarization separating section 1 and includes a directional coupler DC 3 and a heater formed on the optical waveguide 21 which is one arm.
  • a temperature control section HT 2 a birefringent section BF 2 formed in the optical waveguide 22 as the other arm section, and a directional coupler DC 4.
  • a polarization combining unit 3 having the same configuration as the polarization separation unit 1 is provided.
  • the refractive index for the optical signal propagating through the optical waveguides 21 and 22 changes, and as a result, as shown in FIG.
  • the propagation path of the wave and the TM wave changes, and the propagation path of each polarization can be switched.
  • the group delay time difference [psec] (which corresponds to the polarization dispersion value) between the TE wave and the TM wave can be controlled as shown in FIG.
  • the optical signal is adjusted. It can be controlled to always output from output port P43.
  • the polarization dispersion between the TE wave and the TM wave due to an environmental change in the transmission optical fiber cable connected to the preceding stage of the polarization dispersion compensator is determined by the temperature control units HT1 and HT2. Is adjusted in the same way to always compensate. Can be
  • the Mach-Zehnder optical waveguides 21 and 22 having birefringence in the other arm in the polarization splitter 1 and the polarization combining unit 3 are used.
  • the configuration that performs the rate control it is possible to reduce the size of the elements constituting the device and reduce the loss. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a polarization dispersion compensator which is small in size and light in weight as compared with the related art, and which can compensate for polarization dispersion with low loss. Furthermore, since there are no moving parts, deterioration over time can be reduced, and reliability can be improved.
  • the temperature control sections HT 1 and HT 2 heat the optical waveguide using a heater.
  • the present invention is not limited to this, and the optical waveguide is heated using a cooling element such as a Peltier element. May be cooled to control the temperature, thereby changing the refractive index in the optical waveguide.
  • FIG. 6 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a second preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a detailed view of the polarization controller 4a of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration.
  • the polarization dispersion compensator of this embodiment is different from the first preferred embodiment shown in FIG. 1 in that the optical waveguide 21 shown in FIG. It is characterized by including the polarization controller 4a formed above, and this difference will be described below.
  • the polarization controller 4a is a known device, and includes a 4 wavelength plate 43 and a ⁇ wavelength plate 44.
  • a strip-shaped ground electrode 60 is formed on the optical waveguide 21 on the optical waveguide substrate 10 over the length of the 14-wavelength plate 43 and the 1 / 2-wavelength plate 44 in the optical signal propagation direction.
  • a pair of electrodes 61, 62 having a length of ./4 wavelength are placed on the optical waveguide substrate 10 on both sides of the optical waveguide 21 in the horizontal direction.
  • a pair of electrodes 6 3, each having a length of ⁇ wavelength, are provided on both sides of the optical waveguide 21 in the horizontal direction. 6 is formed on the optical waveguide substrate 10, and the polarization angle of the optical signal propagating through the optical waveguide 21 is rotated by adjusting the DC voltage applied to the pair of electrodes 6 3, 6 4. Can be done.
  • the polarization controller 4a configured as described above, similarly to the polarization controller 4, the DC voltage applied to the electrodes 6 1 and 6 2 of the 14-wave plate 4 3 and the 12-wave plate The rotation angle of the polarization of the optical signal propagating through each of the wave plates 43, 44 is adjusted by adjusting the level of the DC voltage applied to the electrodes 63, 64 of the substrate 44.
  • the polarization state of the optical signal is controlled such that the polarization axis of the optical signal propagating in the optical waveguide 21 substantially coincides with the optical axis of the optical waveguide 21.
  • a polarization dispersion compensator is configured by including a polarization controller 4a, a polarization separation unit 1, a delay optical circuit unit 2, and a polarization synthesis unit 3. can do. That is, the polarization control between the TE wave and the TM wave accompanying the environmental change in the transmission optical fiber cable connected in front of the polarization dispersion compensator is adjusted by the temperature control units HT 1 and HT 2 in the same manner. By doing so, it can be adjusted to always compensate. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a polarization dispersion compensating device that is smaller and lighter than the conventional technology, and that can compensate for polarization dispersion with low loss. Furthermore, since there are no moving parts, deterioration over time can be reduced, and reliability can be improved.
  • FIG. 8 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a third preferred embodiment of the present invention.
  • the polarization dispersion compensator according to the third preferred embodiment is different from the polarization dispersion compensator illustrated in FIG. 6 in the following point.
  • a polarization separation unit 1 a provided with an electric field control unit EF 1 is provided.
  • FIG. 9 is a plan view showing a detailed configuration of the electric field control unit EF1 of FIG. 8
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a detailed configuration of the electric field control unit EF1 of FIG.
  • an optical waveguide substrate 10 is formed by forming a quartz film 12 on a silicon substrate 11, and a core 21 c of the optical waveguide 21 is formed by doping impurities into the quartz film 12.
  • the capacity of hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid 1: 4: 3 for the silicon substrate 11 immediately below the core 21c.
  • the electrodes 74 which are thin metal wires, are inserted in contact with the quartz film 12 and along the longitudinal direction of the core 21c.
  • an electrode 73 which is a thin metal wire, is adhered and placed directly above the core 21c along the longitudinal direction of the core 21c.
  • the core 21 c of the optical waveguide 21 of the electric field control unit EF 1 is irradiated with ultraviolet rays by using, for example, an ArF laser device 50 equipped with an ArF excimer laser, so that ultraviolet light excitation is performed. Polling process.
  • This ultraviolet excitation poling have an energy of 5 O mj Z cm 2 with respect to the optical waveguide 2 1 before the ground electrode deposition, while irradiating with ultraviolet light
  • a r F excimer laser with a wavelength of 1 9 3 nm A DC voltage is applied to the electrodes 7 1, 7 2, 7 3, 7 4 so that the electric field intensity on the core 21 c of the optical waveguide 21 becomes about 105 cm, and then the ground electrode is applied.
  • the film was formed to form a voltage control unit EF1, which is an optical waveguide type polarization controller.
  • EF1 an optical waveguide type polarization controller.
  • the glass material of the core 21 c has central symmetry, it does not originally have an electro-optic effect.
  • the polling process is performed, the electric field of the refractive index can be controlled, and the polarization control can be performed.
  • the polling process of ultraviolet light excitation is performed.
  • the heat excitation port for applying an electric field while heating the optical waveguide 21 is used. You can go ringing.
  • the electric field control unit EF1 controls the DC voltage applied to the electrodes 71 to 74 provided on the optical waveguide 21 to propagate through the optical waveguide 21.
  • the refractive index of the optical signal to be controlled is formed similarly to the electric field control unit EF1.
  • the polarization dispersion between the TE wave and the TM wave due to an environmental change in the transmission optical fiber cable connected in front of the polarization dispersion compensator is described.
  • FIG. 11 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
  • the polarization dispersion compensator of the fourth preferred embodiment is different from the first preferred embodiment shown in FIG. 1 in that the temperature control section HT 3 is provided in the optical waveguide 22 of the delay optical circuit section 2. This is characterized in that the delay optical circuit section 2a is configured by providing the optical fiber.
  • the temperature control unit HT 3 is formed in the same manner as the temperature control units HT 1 and HT 2, and changes the power applied to the heater of the temperature control unit HT 3 to finely adjust the refractive index of the optical waveguide 22. Polarization dispersion corresponding to group delay difference between TE and TM waves The value can be fine-tuned.
  • the TE wave and the TM in addition to the function and effect of the first preferred embodiment, by finely adjusting the refractive index in the optical waveguide 22, the TE wave and the TM This has a unique effect that the polarization dispersion value corresponding to the group delay time difference with the wave can be finely adjusted.
  • FIG. 12 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fifth preferred embodiment of the present invention.
  • the polarization dispersion compensator of the fifth preferred embodiment is different from the third preferred embodiment shown in FIG. 8 in that an electric field control unit EF 3 is provided in the optical waveguide 22 of the delay optical circuit unit 2.
  • the configuration is characterized in that the delay optical circuit section 2b is configured by providing the delay optical circuit section 2b.
  • the electric field control unit EF 3 is formed similarly to the electric field control units EF 1 and EF 2, and fine-tunes the refractive index of the optical waveguide 22 by changing the DC voltage applied to the electrodes of the electric field control unit EF 3. Thereby, it is possible to finely adjust the polarization dispersion ⁇ ⁇ corresponding to the group delay time difference between the TE wave and the TM wave.
  • fine-tuning of the refractive index in the optical waveguide 22 reduces ⁇ ⁇ waves. This has a unique effect that the polarization dispersion value corresponding to the group delay time difference with the ⁇ wave can be finely adjusted.
  • FIG. 13 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a sixth preferred embodiment of the present invention.
  • the polarization dispersion compensator of the sixth preferred embodiment differs from the first preferred embodiment shown in FIG. 1 in the following point.
  • a birefringent section BF11 is formed in a portion of two optical waveguides 21 and 22 adjacent to each other of the directional coupler DC11 and a temperature control section. It comprises a polarization separation unit 1c formed by forming HT 1.
  • a birefringent part BF12 is formed in the waveguides 21 and 22, and a polarization combining part 3c formed by forming a temperature control part HT12 is provided.
  • the polarization dispersion compensator includes a polarization controller 4, a polarization separation unit 1c, a delay optical circuit unit 2, and a polarization synthesis unit 3c.
  • the two optical waveguides 21 and 22 are formed close to each other so that the optical signal is coupled in the two portions, and the two portions are formed by a 3 dB directional coupler DC. 1 1, DC 1 2
  • the directional coupler DC11 has two input ports P51, P52 and two output ports P53, P54
  • the directional coupler DC12 has two input ports P51. 61, P62 and two output ports P63, P64.
  • An ArF laser device provided with an ArF excimer laser for the two optical waveguides 21 and 22 adjacent to each other in the directional coupler DC11 in the polarization separation unit 1c.
  • a birefringent part BF 1.1 is formed by irradiating 5 minutes of ultraviolet light with a wavelength of 193 nm, which has an energy of 5 Om J / cm 2 and a Panoles intensity modulation at 6 OH z using 50 I do.
  • the birefringent portion BF11 causes birefringence for an optical signal propagating through the optical waveguide 22 as the other arm.
  • a temperature control section HT 1 is formed at the position where the birefringent section BF 11 is formed.
  • the temperature controller HT1 is provided to control the refractive index of the optical signal propagating through the optical waveguides 21 and 22 by heating the optical waveguides 21 and 22 to control the temperature.
  • the polarization control unit HT1 and the birefringence unit BF11 form a polarization separation unit 1c.
  • the polarization separation unit 1c is the same as the polarization separation unit 1.
  • the input optical signal can be separated into a TE component and a TM component, which are polarization components orthogonal to each other. That is, a TE wave is output from the output port P53, and a TM wave is output from the output port P54.
  • a polarization synthesis section 3c including a birefringence section BF12 and a temperature control section HT2 is formed downstream of the delay optical circuit section 2.
  • the polarization combiner 3c combines the TE wave and the TM wave separated by the polarization separator 1c and combines them. The resulting optical signal is output from output port P63.
  • the polarization dispersion between the TE wave and the TM wave accompanying the environmental change in the transmission optical fiber cable connected in front of the polarization dispersion compensator is determined by the temperature controller HT 1 and the temperature controller HT 1.
  • HT 2 By adjusting HT 2 similarly, it can be adjusted to always compensate.
  • the device is configured by using the optical waveguides 21 and 22 having birefringence in the polarization splitter 1 c and the polarization combining unit 3 c and controlling the refractive index further.
  • the element can be further reduced in size and loss can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a polarization dispersion compensating device which is smaller and lighter than the conventional technology, and can compensate for the polarization dispersion with low loss. Furthermore, since there are no moving parts, deterioration over time can be reduced, and reliability can be improved.
  • FIG. 14 is a plan view showing the configuration of an optical fiber cable type polarization dispersion compensator according to a seventh preferred embodiment of the present invention.
  • the polarization dispersion compensator of the seventh preferred embodiment is different from the first preferred embodiment shown in FIG. 1 in that the polarization separation unit 1, the delay optical circuit unit 2, and the polarization synthesis unit 3
  • the optical waveguides 21 and 22 are characterized by being composed of optical fiber capes 23, 24, 25, 26, 27 and 28.
  • the polarization dispersion compensator includes a polarization controller 4, a polarization separation unit Id, a delay optical circuit unit 2d, and a polarization synthesis unit 3d. Is done.
  • the input side optical fiber cable 20 provided with the polarization controller 4 is connected to the optical fiber cable 23 of the polarization splitting unit 1d via the optical fiber connector 2 OCA.
  • Two optical fiber cables 23 and 24 with polarization separation unit 1 d are close to each other at two locations Each adjacent part constitutes a 3 dB directional coupler DC11, DC12.
  • a non-reflection terminal 93 is connected to the input end of the optical fiber cable 24 of the directional coupler DC 11.
  • Two optical fiber cables 23, 24 between the two directional couplers DC11, DC12 constitute two arms of the symmetric Mach-Zehnder interferometer, respectively.
  • a temperature control section HT 11 is formed in the arm section, and a birefringent section BF 11 formed by the ArF laser device 50 is provided in the other arm section.
  • the optical fiber cable 23 on the output side of the directional coupler DC 12 is connected to the optical fiber cable 25 of the delay optical circuit section 2 d via the optical fiber connector 23 C.
  • the optical fiber cable 24 on the output side of the device DC12 is connected to the optical fiber cable 26 of the delay optical circuit section 2d via the optical fiber connector 24C.
  • each length of the optical fiber cable 25 and the optical fiber cable 26 is formed to be different from each other.
  • the end of the optical fiber cable 25 is connected to the optical fiber cable 27 of the polarization combining unit 3d via the optical fiber connector 25C, and the end of the optical fiber cable 26 is connected to the optical fiber connector. It is connected to the optical fiber cable 28 of the polarization combining section 3 d via 26 C. At the end of the optical fiber cable 28, a non-reflection terminator 28 is provided.
  • the two optical fiber cables 27 and 28 of the polarization combiner 3 d are formed close to each other at two places, and each close place forms a 3 dB directional coupler DC 13 and DC 14 I do.
  • the two optical fiber cables 27 and 28 between the two directional couplers DC 13 and DC 14 respectively constitute the two arms of the symmetric Mach-Zehnder interferometer.
  • a temperature control section HT12 is formed, while a birefringent section BF12 formed by the ArF laser device 50 is provided in the other arm section.
  • the adjustment of the power applied to the temperature control unit HT12 of the polarization combining unit 3d is performed by the temperature control unit HT11 of the polarization separation unit 1d.
  • the temperature control unit HT11 of the polarization separation unit 1d By executing the method in the same manner as the method of adjusting the applied power, it is possible to control so that the optical signal is always output from the terminal end of the optical fiber cable 27. Therefore, this polarization dispersion
  • the polarization dispersion between the TE wave and TM wave caused by environmental changes in the transmission optical fiber cable connected before the compensator is always compensated by adjusting the temperature controllers HT11 and HT12 in the same way. Can be adjusted to
  • a Mach-Zehnder optical fiber cable having birefringence in the other arm is used for the polarization splitter 1 d and the polarization combining unit 3 d, and one of the two is used.
  • the refractive index of the arm is controlled, it is possible to reduce the size of the elements constituting the device and reduce the loss. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a polarization dispersion compensator which is smaller and lighter than the prior art, and which can compensate for polarization dispersion with low loss. Furthermore, since there are no moving parts, deterioration over time can be reduced, and reliability can be improved.
  • the temperature control units HT11 and HT12 are formed.
  • the present invention is not limited to this. Instead of the temperature control units HT11 and HT12, The electric field controllers EF 1 and EF 2 may be formed.
  • FIG. 15 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to an eighth preferred embodiment of the present invention.
  • an input channel optical waveguide 21 1, an optical waveguide type polarization separation element 212, a pair of optical waveguides 213 a and 213 b, a branching ratio variable optical power bra 214, a pair of optical delays are provided on a silicon substrate 210.
  • Lines 215a, 215b, optical waveguide type polarization combining element 216, output channel optical waveguides 217a, 217b are sequentially formed, and a pair of optical waveguides 213a, 213b and a pair of optical delay lines 215 are formed.
  • Polarization switching means 218a and 218b are formed on one of a and 215b.
  • a pair of optical waveguides 213a and 213b are provided with phase adjusting means 219a and 219b for adjusting a relative phase difference.
  • one input port of the optical waveguide type polarization separation element 212 is optically connected to the input channel optical waveguide 211, and a pair of optical waveguides is connected to two output ports of the optical waveguide type polarization separation element 212.
  • Two input ports of the variable branching ratio optical power bracket 214 are optically connected via 213a and 213b, respectively.
  • the two output ports of the variable branching ratio optical power bracket 214 have a pair of optical delay lines 21.
  • Each of 5a and 215b is optically connected, and two input ports of the optical waveguide type polarization combining element 216 are optically connected to each other end.
  • the two output ports of the optical waveguide-type polarization combining device 21.6 are optically connected to the output channel optical waveguides 21a and 21b, respectively.
  • the optical waveguide type polarization splitting element 2 1 2 is configured in the same manner as the polarization splitting sections 1, la, 1 c, and the optical waveguide type polarization combining element 2 16 is composed of the polarization combining sections 3, 3 a, It is configured in the same way as 3c.
  • the optical waveguide type polarization synthesizing element 2 16 is a so-called 90 ° hybrid circuit.
  • the output channel optical waveguides optically connected to the two output ports of the optical waveguide type polarization synthesizing element 2 16 respectively.
  • Port 2 17b Port 2 17b.
  • the polarization switching means 2 18 a, 2]. 8 b is configured by inserting a half-wave plate into the optical waveguide, and the phase adjusting means 2 19 a, 2 19 b is a thin-film heater, etc.
  • the temperature controller is formed.
  • the variable branching ratio optical power bracket 2 14 is composed of a two-input, two-output optical power bra and a two-arm optical waveguide connecting them, and constitutes a Machz-type interferometer. It can be configured by forming a temperature controller such as a thin film heater on the arm optical waveguide.
  • a temperature controller such as a thin film heater
  • the polarization switching means 218a is formed in the optical waveguide 213a, but may be formed in the optical waveguide 213b.
  • the phase adjusting means 2 19 a and 2 19 b are provided in one of the optical waveguides 2 13 a and 2 13 b formed in the optical waveguides 2 13 a and 2 13 b, respectively. Is also good. Further, the positions of the polarization exchange means 218a and the phase adjusting means 219a may be exchanged. Further, the polarization switching means 2 18 b is formed in the optical delay line 2 15 b here, but may be formed in the optical delay line 2 15 a. Further, the positions of the polarization switching means 218 b and the optical delay line 215 b may be exchanged.
  • the phase adjustment means 2 19 a, The 2 19 b and the splitting ratio variable optical power brush 2 14 operate as a polarization controller 300, and the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b operate as variable delay lines, and as a whole, a polarization dispersion compensation circuit is provided. Make up. Thereby, this polarization dispersion compensation circuit can compensate for the first-order polarization dispersion in the optical transmission line.
  • linearly polarized waves such as a TM wave and a TE wave are incident on the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b, respectively. Therefore, in the optical waveguide type polarization combining element 2 16, linear polarizations orthogonal to each other are multiplexed, and all output optical signals should be output to the first output port 2 17 ap. Therefore, the phase adjusting means 2 19 a, 2 19 b and the variable branching ratio power brush 214 are arranged so that the signal level of the optical signal output from the first output port 2 17 ap is maximized.
  • the polarization in the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b can be optimized. Can be adjusted to the state.
  • the amount of delay in the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b is determined based on the bit rate frequency 1 Z 2 of the received signal obtained by demodulating the optical signal received at the first output port 2 17 ap.
  • An optimal state can be obtained by extracting the signal component and controlling the signal level of this signal component to be the maximum.
  • the setting is such that the optical signal is output from the first output port.
  • the setting may be such that the optical signal is output from the second output port.
  • the second output port It is set to output an optical signal.
  • the signal level of the optical signal output from the first output port is set to a minimum so that the signal level of the optical signal output from the second output port is maximized.
  • FIG. 16 is a plan view showing a configuration of an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a ninth preferred embodiment of the present invention.
  • the polarization dispersion compensator according to this embodiment is different from the eighth preferred embodiment shown in FIG. 15 in that the polarization controller 300 and the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b In addition, another polarization controller 301 is introduced. This difference will be described in detail below.
  • Another polarization controller 301 includes phase adjusting means 22 9 formed in the arm optical waveguides 223 a and 223 b optically connected to the two output ports of the variable branching ratio optical power plug 214. a, 229 b, and a variable-branching-ratio power blur 224 optically connected to the subsequent stage.
  • the limitation on the amount of phase that can be adjusted can be eased as compared with the eighth preferred embodiment having only one polarization controller 300.
  • the phase adjusting means 21.9a, 219b, 229a, 229b and the branching ratio variable force plug 2 14 are: The signal level of the optical signal output from the first output port 217 ap is maximized, or the signal level of the optical signal output from the second output port 217 bp is minimized.
  • the polarization in the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b can be adjusted to an optimum state. Therefore, the difficulty of controlling the polarization controllers 300 and 301 is reduced.
  • control for compensating the polarization dispersion is difficult, but according to the present embodiment, the compensation for the polarization dispersion is compared with the related art. Control can be greatly simplified.
  • the method of controlling the amount of polarization dispersion compensation by changing the delay amount of the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b has been described.
  • the delay amount is fixed, and the branching ratio variable force before the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b
  • a polarization dispersion compensator of the type that changes the amount of delay by adjusting the branching ratio of the optical signal in the optical delay lines 2 15 a and 2 15 b using plastics 2 14 and 2 24 etc.
  • the signal level of the optical signal output from the first output port 217 ap is maximized, or the signal level of the optical signal output from the second output port 217 bp is minimized. Is very useful.
  • FIG. 17 is a plan view showing a partial configuration of a polarization separation unit 1 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a first modification of the present invention.
  • a temperature control unit HT 1 and a birefringence unit BF 1 are formed in each arm unit, but as shown in FIG. 17, one arm of the polarization separation unit 1 In the section, the temperature control section HT 1 and the birefringent section BF 1 may be formed in cascade.
  • FIG. 18 is a plan view showing a configuration of a part of the polarization separation unit 1 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a second modification of the present invention. Further, as shown in FIG. 18, the temperature control section HT 1 and the birefringent section BF 1 may be formed so as to overlap each other in one arm of the polarization splitting section 1.
  • FIG. 19 is a plan view showing a configuration of a part of the polarization separation unit 1 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a third modification of the present invention. Further, as shown in FIG. 19, the birefringence section BF1 may be formed in one arm of the polarization separation section 1, and the temperature control section HT1 may be formed in the other arm.
  • FIG. 20 is a plan view showing a partial configuration of a polarization combining unit 3 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fourth modification of the present invention.
  • a temperature control unit HT 2 and a birefringent unit BF 2 are formed in each arm unit.
  • one arm of the polarization combining unit 3 In the section, the temperature control section HT 2 and the birefringent section BF 2 may be formed in cascade.
  • FIG. 21 is a plan view showing a partial configuration of a polarization combining unit 3 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a fifth modification of the present invention. Further, as shown in FIG. 21, the temperature control unit HT 2 and the birefringent unit BF 2 may be formed so as to overlap each other in one arm of the polarization combining unit 3.
  • FIG. 22 is a plan view showing a partial configuration of a polarization combining unit 3 for an optical waveguide type polarization dispersion compensator according to a sixth modification of the present invention. Further, as shown in FIG. 22, the birefringent portion BF2 may be formed in one arm of the polarization combining section 3, and the temperature control section HT2 may be formed in the other arm.
  • the temperature control unit and the birefringence unit may be interchanged, even if they overlap on the same arm.
  • the birefringent portion is formed on the optical waveguide, but the optical waveguide formed on the optical waveguide substrate has a difference in thermal expansion between the optical waveguide substrate and the optical waveguide. It inherently has birefringence. Even in such a case, the polarization splitting section and the polarization multiplexing section may be formed by changing the birefringence by means such as irradiating an ArF excimer laser.
  • the optical axis of the input optical signal is substantially equal to the optical axis of the optical transmission line.
  • Polarization control means for controlling the polarization state of the signal,
  • a polarization separation unit that separates and outputs two polarization component optical signals orthogonal to each other from the optical signal output from the polarization control unit
  • An optical delay unit configured to include two optical transmission lines having different lengths from each other, and causing a delay difference between optical signals of two polarization components output from the polarization separation unit;
  • a polarization dispersion compensating device comprising: a polarization combining unit that combines and outputs two polarization component optical signals output from the optical delay unit.
  • the polarization separation means has a symmetric Mach-Zehnder interferometer having optical transmission lines of first and second arms, and at least one of the first and second arms is provided with an First refractive index control means for controlling the refractive index of an optical signal propagating through the optical transmission line; and birefringence for the optical signal propagating through the optical transmission line of the arm.
  • the polarization combining means has a symmetric Mach-Zehnder interferometer having optical transmission lines of third and fourth arms, and at least one of the third and fourth arms has the same Second refractive index control means for controlling the refractive index of the optical signal propagating through the optical transmission line, and second birefringence for generating birefringence for the optical signal propagating through the optical transmission line of the arm. Means.
  • the polarization dispersion between the TE wave and the TM wave caused by the environmental change in the transmission optical fiber cable connected to the previous stage of the polarization dispersion compensator is determined by the first and second refractive index control means.
  • the polarization splitting means and the polarization combining means use a Mach-Zehnder optical transmission line with birefringence in the other arm and control the refractive index of one arm. This makes it possible to reduce the size of the elements constituting the device and reduce the loss.
  • a polarization dispersion compensator that is smaller and lighter than the conventional art, and that can compensate for polarization dispersion with low loss. Furthermore, since there are no moving parts, deterioration over time can be reduced, and reliability can be improved.
  • the polarization of the optical signal is adjusted such that the polarization axis of the input optical signal substantially coincides with the optical axis of the optical transmission line.
  • a polarization separation unit that separates and outputs two polarization component optical signals orthogonal to each other from the optical signal output from the polarization control unit
  • An optical delay unit configured to include two optical transmission lines having different lengths from each other, and causing a delay difference between optical signals of two polarization components output from the polarization separation unit;
  • a polarization dispersion compensating device comprising: a polarization combining unit that combines and outputs two polarization component optical signals output from the optical delay unit.
  • the polarization splitting means includes a fifth directional coupler having two optical transmission lines close to each other, splitting an input optical signal into two, and outputting two optical signals,
  • the two optical transmission lines adjacent to each other in the fifth directional coupler are a fourth refractive index control means for controlling the refractive index of an optical signal propagating through the two optical transmission lines, and the two optical transmission lines.
  • Third birefringent means for generating birefringence for an optical signal propagating through the optical transmission line
  • the polarization combining means has a sixth directional coupler that has two optical transmission lines close to each other, splits an input optical signal into two, and outputs two optical signals,
  • the two optical transmission lines adjacent to each other in the sixth directional coupler are provided with fifth refractive index control means for controlling the refractive index of an optical signal propagating through the two optical transmission lines, and the two optical transmission lines. And a fourth birefringent means for generating birefringence for an optical signal propagating through the optical transmission line.
  • the polarization dispersion between the TE wave and the TM wave caused by the environmental change in the transmission optical fiber cable connected to the previous stage of the polarization dispersion compensator is determined by the first and second refractive index control means.
  • the polarization separating means and the polarization combining means use optical transmission lines having birefringence and are configured to further control the refractive index, thereby further miniaturizing the elements constituting the device.
  • the loss can be reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a polarization dispersion compensator which is smaller and lighter than the prior art, and which can compensate for polarization dispersion with low loss. Furthermore, since there are no moving parts, deterioration over time can be reduced, and reliability can be improved.
  • a polarization dispersion compensator includes: a polarization separation unit that separates and outputs two polarization component optical signals orthogonal to each other;
  • a polarization control unit comprising a phase adjustment unit and a branching ratio variable force bra, and controlling a polarization state of the optical signal
  • a polarization combining unit having first and second output ports, multiplexing two polarization component optical signals output from the optical delay unit, and outputting the multiplexed optical signal from the first output port;
  • the polarization splitting means and the polarization combining means are a polarization dispersion compensator constituted by a symmetric Mach-Zehnder interferometer having birefringence in at least one arm, The signal level output from the first output port of the polarization synthesis means is maximized, or the signal level output from the second output port of the polarization synthesis means is minimized.
  • the setting is made so as to control the phase adjusting means and the branching ratio variable force bra.
  • control for compensating the polarization dispersion was difficult, but according to the present invention, the control for compensating the polarization dispersion can be greatly simplified as compared with the prior art. .

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Description

明 細 書
偏波分散補償装置
技術分野
本発明は、 超高速光通信システムの光ファイバケーブルにおける伝送速度又は 伝送距離の制限要因となり得る偏波分散を補償するための偏波分散補償装置に関 する。
背景技術
4 O G b p s以上の超高速光通信システムの光ファイバケーブルにおいては、 比較的大きな偏波分散が生じ、 これが伝送速度又は伝送距離の制限要因となる。 この偏波分散は、 以下のように発生する。 すなわち、 伝送用光ファイバケーブル 1 0 0のコアの偏心や、 コアに対して非軸対称な応力が印加されることにより、 基底モードの縮退が解け、 互いに直交した T E波と TM波である 2つの偏波成分 の光信号の伝搬速度の違いにより、 図 2 3に示すように、 T E波と TM波の間で 群遅延差が生じる。 その結果、 光パルス信号において時間軸方向で広がりが生じ るために、 通信システムにおける伝送速度や伝送距離を制限する。 このような問 題点を解決するために、 受信端局において偏波状態を制御し、 光ファイバケープ ルで発生される群遅延差とは逆の群遅延差を発生することにより、 2つの偏波成 分間で群遅延差が生じないように偏波を補償する必要がある。
図 2 4は、 従来技術である偏波保存光ファィバケーブル 1 0 1による偏波補償 を示す斜視図であり、 図 2 5は、 図 2 4の偏光保持光フ了ィバケーブル 1 0 1の 構成を示す縦断面図である。
図 2 4に図示された従来技術の例では、 偏波保存光ファィバケーブル 1 0 1を 用いて偏波分散を補償することを開示している。 この偏波保存光ファイバケープ ノレ 1 0 1は、 図 2 5に示すように、 コア 1 0 2の回りのクラッド 1 0 3の部分に おいて、 コア 1◦ 2の両側に B a 2 0 3をドープしたシリカガラス 1 0 4， 1 0
5を挿入することによりコア 1 0 2に対して非軸対称な応力を印加して所定の複 屈折を有しており、 この偏光保持光ファイバケーブル 1 0 3では、 互いに直交す る偏波成分間の伝搬速度が異なるため、 これを利用して光ファイバケーブルの偏 波分散を補償することができる。 実際には、 偏光保持光ファイバケーブル 1 0 1 の偏光軸に入射光の偏光軸を合わせる必要があるために、 1 / 2波長板や 1 / 4 波長板から構成される偏波制御器を偏光保持光ファイバケープノレ 1 0 1の前段に 設ける必要がある。
図 2 6は、 従来技術文献 1 「Teruhiko Kudou et al., "Theoretical Basis of Polarization Mode Dispersion Equalization up to the Second Order" ， Journal of Lightwave Technology, Vol.18, No.4, pp.614-617, April 20
00」 の図 3において開示された偏波分散補償装置の構成を示す平面図である。 上述のように、 光ファイバケーブルにおいては環境変化により偏波分散が変動す るため、 偏波分散値を調整できる偏波分散補償器が必要になる。
図 2 6の従来技術においては、 入力される光信号を伝搬させる光伝送線路 1 1 0の終段に偏波分離器 1 1 1を設け、 次いで、 2個の可変移相器 P S 1 , P S 2 と、 方向性結合器 D C 1 0 1と、 2個の可変移相器 P S 3 , P S 4と、 2個の可 変遅延光回路 1 1 3 , 1 1 4とを備えるとともに、 さらに、 当該偏波分散補償装 置の終段に偏波合成器 1 1 2を設けて構成される。 この従来技術の偏波分散補償 装置では、 光処理回路を用いて偏波分散を変化させることにより、 偏波分散を補 償している。 しかしながら、 この従来例では、 バルク型の偏波分離器や偏波合波 器を使用するために、 装置の大きさは比較的大きく、 また、 伝送損失も大きくな るという問題点があった。
図 2 7は、 従来技術文献 2である米国特許第 5 , 9 3 0 , 4 1 4号の明細書に おいて開示された偏波分散補償装置の構成を示す平面図である。
図 2 7の従来技術においては、 初段に、 1 4波長板1 2 1と 1 / 2波長板1 2 2を備えて構成される偏波制御器 1 2 0を設け、 次段において、 入力される光 信号の 2つの偏波成分を分離するための偏波分離器 1 2 3を設ける一方、 終段に おいてこれら 2つの偏波成分を合成するための偏波合成器 1 2 4を設ける。 また 、 偏波分離器 1 2 3と偏波合成器 1 2 4との間には、 2つの偏波成分間で可変遅 延時間を生じさせるために、 調整自在の結合係数を有する方向性結合器 1 4 0乃 至 1 4 3を介して、 縦続に接続された複数の非対称であり光導波路にてなるマツ ハツエンダ干渉計 1 30乃至 1 3 2が設けられる。 さらに、 各マッハツエンダ干 渉計 1 30乃至 1 3 2における相対的な光位相を、 各マッハツエンダ干渉計 1 3 0乃至 1 32の 2本のアーム部から出力された後、 後段の方向性結合器 14 1乃 至 1 43に入力される 2つの光信号の構造的な同相干渉に対して切り換える必要 がある。 このため、 各マッハツエンダ干渉計 1 30乃至 1 3 2のそれぞれに可変 移相器 1 50乃至 1 52を設けている。 従って、 この従来例においては、 方向性 結合器 140乃至 1 43と、 マッハツエンダ構造を有する光処理回路とを組み合 わせることにより、 偏波分散を補償している。 しかしながら、 この従来例におい ても、 装置の大きさが比較的大きくなるという問題点があった。 従って、 偏波分 散補償器においては、 低損失化、 小型化、 さらには高速化、 低消費電力化が必要 である。
図 28は、 従来技術文献 3 「 本国特許出願公開 200 1—42272号公報 」 において開示された偏波分散補償装置の構成を示す平面図である。
図 28の従来技術においては、 シリコン基板 2 1 0上には、 入力用チャネル光 導波路 2 1 1、 光導波路型偏光分離素子 2 1 2、 一対の光導波路 2 1 3 a, 2 1 3 b、 分岐比可変光力プラ 2 14、 一対の光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 b, 光導波 路型偏光合成素子 2 16、 出力用チャネル光導波路 2 1 7 aが順次形成され、 さ らに一対の光導波路 2 1 3 a, 2 1 3 b及び一対の光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 b の各一方に偏光入れ替え手段 2 1 8 a , 2 1 8 bが形成される。 また、 一対の光 導波路 2 1 3 a , 2 1 3 bには、 相対的な位相差を調整する位相調整手段 2 1 9 a, 2 1 9 bが形成される。 ここで、 光導波路型偏光分離素子 2 1 2の 1つの入 力ポートは入力用チャネル光導波路 2 1 1に光学的に接続され、 光導波路型偏光 分離素子 2 1 2の 2つの出力ポートに一対の光導波路 21 3 a, 21 3 bを介し て分岐比可変光力ブラ 2 1 4の 2つの入力ポートがそれぞれ光学的に接続される 。 また、 分岐比可変光力ブラ 2 14の 2つの出力ポートには、 一対の光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bの各一端が光学的に接続され、 その各他端に光導波路型偏光合 成素子 2 1 6の 2つの入力ポートがそれぞれ光学的に接続される。 光導波路型偏 光合成素子 2 1 6の 1つの出力ポートは出力用チャネル光導波路 21 7 aに光学 的に接続される。
以上のように構成された偏波分散補償装置において、 位相調整手段 2 1 9 a, 2 1 9 bと分岐比可変光力ブラ 2 14は偏光コントローラ 300として動作し、 光遅延線 2 1 5 a, 2 . 5 bが可変遅延線として動作し、 全体として偏波分散補 償回路を構成している。 これにより、 この偏波分散補償回路は、 光伝送路におけ る 1次の偏波分散を補償できる。
この偏波分散補償装置においては、 偏光コントローラ 300が偏光分離素子 2 1 2と、 光遅延線 2 1 5 a , 2 1 5 bとの間にある。 偏光分離素子 2 1 2に入力 された光信号は、 TE波及び TE波に分離される。 その後、 光信号は、 位相調整 手段 2 1 9 a及び分岐比可変力ブラ 2 14により構成される偏光コントローラ 3 00により偏波がコントロールされた後、 一対の光遅延線 2 1 5 a , 2 1 5 bに 入力され、 光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bにより光信号の遅延量が調整され偏波分 散が補償される。 しかしながら、 この偏波分散補償装置においては、 位相調整手 段 2 1 9 a， 2 1 9 bと、 分岐比可変光力プラ 2 14と、 光遅延線 2 1 5 a， 2 1 5 bの 3ケ所の構成要素を調整する必要があるために、 偏波分散を補償する制 御が極めて難しいという問題点があった。
本発明の目的は、 以上の問題点を解決し、 従来技術に比較して小型 ·軽量であ つて、 低損失で偏波分散を補償することができる偏波分散補償装置を提供するこ とにある。
また、 本発明の別の目的は、 以上の問題点を解決し、 従来技術に比較して簡単 に偏波分散を補償する制御調整を行うことができる偏波分散補償装置を提供する ことにある。
発明の開示
本発明の 1つの態様に係る偏波分散補償装置は、 入力される光信号の偏波軸が 光伝送線路の光軸に実質的に一致するように上記光信号の偏波状態を制御する偏 波制御手段と、
上記偏波制御手段から出力される光信号から互いに直交する 2つの偏波成分の 光信号を分離して出力する偏波分離手段と、 互いに異なる長さを有する 2つの光伝送線路を備えて構成され、 上記偏波分離 手段から出力される 2つの偏波成分の光信号に対して互いに遅延差を生じさせる 光遅延手段と、
上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成分の光信号を合波して出力する偏 波合成手段とを備えた偏波分散補償装置であって、
上記偏波分離手段は、 第 1と第 2のアーム部の光伝送線路を有する対称マッハ ツエンダ干渉計を有し、 上記第 1と第 2のアーム部のうちの少なくとも一方は、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 1の屈折率制 御手段と、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさ せる第 1の複屈折手段とを備え、
上記偏波合成手段は、 第 3と第 4のアーム部の光伝送線路を有する対称マッハ ツエンダ干渉計を有し、 上記第 3と第 4のアーム部のうちの少なくとも一方は、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 2の屈折率制 御手段と、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさ せる第 2の複屈折手段とを備えたことを特徴とする。
上記偏波分散補償装置において、 上記偏波分離手段は、
入力される光信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 1の方向性結合器と 上記第 1の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの一方の光 信号を伝搬させる第 1のアーム部の光伝送線路と、
上記第 1の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの他方の光 信号を伝搬させる第 2のアーム部の光伝送線路と、
上記第 1のアーム部の光伝送線路を伝搬した光信号と、 上記第 2のアーム部の 光伝送線路を伝搬した光信号とを合成した後、 2分配して 2つの光信号を出力す る第 2の方向性結合器とを備え、
上記偏波合成手段は、
入力される 2つの光信号を合成した後、 2分配して 2つの光信号を出力する第 3の方向性結合器と、 上記第 3の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの一方の光 信号を伝搬させる第 3のアーム部の光伝送線路と、
上記第 3の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの他方の光 信号を伝搬させる第 4のァーム部の光伝送線路と、
上記第 3のアーム部の光伝送線路を伝搬した光信号と、 上記第 4のアーム部の 光伝送線路を伝搬した光信号とを合成して光信号を出力する第 4の方向性結合器 とを備えたことを特徴とする。
また、 上記偏波分散補償装置において、 上記第 1の屈折率制御手段は、 上記第 1の屈折率制御手段が設けられたアーム部の光伝送線路における温度を制御する ことにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御し、 上記第 2の屈折率制御手段は、 上記第 2の屈折率制御手段が設けられたアーム 部の光伝送線路における温度を制御することにより当該アーム部の光伝送線路を 伝搬する光信号の屈折率を制御することを特徴とする。
さらに、 上記偏波分散補償装置において、 上記第 1の屈折率制御手段は、 所定 のポーリング処理が施され、 上記第 1の屈折率制御手段が設けられたアーム部の 光伝送線路に対して印加する電界を制御することにより当該アーム部の光伝送線 路を伝搬する光信号の屈折率を制御し、
上記第 2の屈折率制御手段は、 所定のポーリング処理が施され、 上記第 2の屈 折率制御手段が設けられたアーム部の光伝送線路に対して印加する電界を制御す ることにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御するこ とを特徴とする。
またさらに、 上記偏波分散補償装置において、 上記第 1の複屈折手段は、 上記 第 1の複屈折手段が設けられたアーム部の光伝送線路に対して紫外線を照射する ことにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさ せ、
上記第 2の複屈折手段は、 上記第 2の複屈折手段が設けられたアーム部の光伝 送線路に対して紫外線を照射することにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬す る光信号に対して複屈折を生じさせることを特徴とする。 また、 上記偏波分散補償装置において、 上記光遅延手段の 2つの光伝送線路の うちの一方の光伝送線路における温度を制御することにより当該一方の光伝送線 路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 3の屈折率制御手段をさらに備えたこ とを特徴とする。
さらに、 上記偏波分散補償装置において、 上記光遅延手段の 2つの光伝送線路 のうちの一方の光伝送線路には所定のポーリング処理が施され、 当該一方の光伝 送線路に対して印加される電界を制御することにより当該一方の光伝送線路を伝 搬する光信号の屈折率を制御する第 4の屈折率制御手段をさらに備えたことを特 徴とする。
また、 上記偏波分散補償装置において、 上記光伝送線路は、 基板上に形成され た光導波路であることを特徴とする。
さらに、 上記偏波分散補償装置において、 上記光伝送線路は、 光ファイバケー ブルであることを特徴とする。
また、 本発明のもう 1つの態様に係る偏波分散補償装置は、 入力される光信号 の偏波軸が光伝送線路の光軸に実質的に一致するように光信号の偏波状態を制御 する偏波制御手段と、
上記偏波制御手段から出力される光信号から互いに直交する 2つの偏波成分の 光信号を分離して出力する偏波分離手段と、
互いに異なる長さを有する 2つの光伝送線路を備えて構成され、 上記偏波分離 手段から出力される 2つの偏波成分の光信号に対して互いに遅延差を生じさせる 光遅延手段と、
上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成分の光信号を合波して出力する偏 波合成手段とを備えた偏波分散補償装置であって、
上記偏波分離手段は、 互いに近接した 2本の光伝送線路を有し、 入力される光 信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 5の方向性結合器を備え、
上記第 5の方向性結合器の互いに近接した 2本の光伝送線路は、 当該 2本の光 伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 4の屈折率制御手段と、 当該 2 本の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる第 3の複屈折手段 とを備え、
上記偏波合成手段は、 互いに近接した 2本の光伝送線路を有し、 入力される光 信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 6の方向性結合器を備え、
上記第 6の方向性結合器の互いに近接した 2本の光伝送線路は、 当該 2本の光 伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 5の屈折率制御手段と、 当該 2 本の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる第 4の複屈折手段 とを備えたことを特徴とする。
さらに、 本発明に係る別の態様に係る偏波分散補償装置は、 互いに直交する 2 つの偏波成分の光信号を分離して出力する偏波分離手段と、
位相調整手段と分岐比可変力ブラとを備え、 上記光信号の偏波状態を制御する 偏波制御手段と、
偏波分離された光信号を遅延させるための一対の光遅延手段と、
第 1と第 2の出力ポートを有し、 上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成 分の光信号を合波して第 1の出力ポートから出力する偏波合成手段を備え、 上記偏波分離手段及び偏波合成手段は、 少なくとも一方のアーム部に複屈折を 有する対称マッハッェンダ干渉計により構成された偏波分散補償装置であって、 上記偏波合成手段の第 1の出力ポートから出力される信号レベルが最大となる ように、 もしくは上記上記偏波合成手段の第 2の出力ポートから出力される信号 レベルが最小となるように、 上記位相調整手段と上記分岐比可変力ブラとを制御 するように設定したことを特徴とする。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る第 1の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散補 償装置の構成を示す平面図である。
図 2は、 図 1の偏波分離部 1の詳細構成を示す平面図である。
図 3は、 図 1の複屈折部 B F 1による屈折率変化 Δ nに対する偏波分離部 1の 出力ポート P 2 3及び P 2 4における出力光信号の強度を示すグラフである。 図 4は、 図 1の温度制御部 H T 1の印加電力に対する出力ポート P 2 3の直後 の光導波路 2 1を通過する光信号の強度を示すグラフである。 図 5は、 図 1の温度制御部 H T 1の印加電力に対する T E波及び TM波間の群 遅延時間差 [psec] を示すグラフである。
図 6は、 本発明に係る第 2の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散補 償装置の構成を示す平面図である。
図 7は、 図 6の偏波制御器 4 aの詳細構成を示す平面図である。
図 8は、 本発明に係る第 3の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散補 償装置の構成を示す平面図である。
図 9は、 図 8の電界制御部 E F 1の詳細構成を示す平面図である。
図 1 0は、 図 8の電界制御部 E F 1の詳細構成を示す縦断面図である。
図 1 1は、 本発明に係る第 4の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。
図 1 2は、 本発明に係る第 5の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。
図 1 3は、 本発明に係る第 6の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。
図 1 4は、 本発明に係る第 7の好ましい実施形態である光ファイバケープノレ型 の偏波分散補償装置の構成を示す平面図である。
図 1 5は、 本発明に係る第 8の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。
図 1 6は、 本発明に係る第 9の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。
図 1 7は、 本発明に係る第 1の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波分離部 1の一部の構成を示す平面図である。
図 1 8は、 本発明に係る第 2の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波分離部 1の一部の構成を示す平面図である。
図 1 9は、 本発明に係る第 3の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波分離部 1の一部の構成を示す平面図である。
図 2 0は、 本発明に係る第 4の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波合成部 3の一部の構成を示す平面図である。
図 2 1は、 本発明に係る第 5の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波合成部 3の一部の構成を示す平面図である。
図 2 2は、 本発明に係る第 6の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波合成部 3の一部の構成を示す平面図である。
図 2 3は、 従来技術である伝送用光ファイバケープノレ 1 0 0における偏波分散 を示す斜視図である。
図 2 4は、 従来技術である偏波保存光ファイバケーブル 1 0 1による偏波補償 を示す斜視図である。
図 2 5は、 図 2 4の偏光保持光ファイバケープノレ 1 0 1の構成を示す縦断面図 である。
図 2 6は、 従来技術文献 1において開示された偏波分散補償装置の構成を示す 平面図である。
図 2 7は、 従来技術文献 2において開示された偏波分散補償装置の構成を示す 平面図である。
図 2 8は、 従来技術文献 3において開示された偏波分散補償装置の構成を示す 平面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 添付の図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。 以下の 図面において、 同様の構成要素については同一の符号を付している。
第 1の好ましい実施形態.
図 1は、 本発明に係る第 1の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散補 償装置の構成を示す平面図である。 この好ましい実施形態の偏波分散補償装置は、 偏波制御器 4と、 偏波分離部 1と、 遅延光回路部 2と、 偏波合成部 3とが縦続に 接続されて構成され、 偏波分離部 1及び偏波合成部 3とはそれぞれ、 2つのァー ム部を有する対称マツハツヱンダ干渉計を有し、 偏波分離部 1において、 2つの アーム部のうち一方のアーム部はその光導波路 2 1を伝搬する光信号の屈折率を 制御する温度制御部 H T 1を備え、 他方のアーム部はその光導波路 2 2を伝搬す る光信号に対して複屈折を生じさせる複屈折部 BF 1を備え、 また、 偏波合成部 3において、 2つのアーム部のうち一方のアーム部はその光導波路 21を伝搬す る光信号の屈折率を制御する温度制御部 HT 2を備え、 他方のアーム部はその光 導波路 22を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる複屈折部 BF 2を備え たことを特徴としている。
図 1において、 入力される光信号を伝搬させる光ファイバケーブル 20には、 公知の偏波制御器 4が設けられ、 この偏波制御器 4は 1 Z 4波長板 41と 1 2 波長板 42を備えて構成され、 1 4波長板 41に印加される制御信号 S c 1と 1/2波長板 42に印加される制御信号 S c 2の各レベルを調整することにより 各波長板 41, 42を伝搬する光信号の偏波の回転角度を調整し、 これにより、 光ファイバケーブル 20を伝搬する光信号の偏波軸が光導波路基板 10上に形成 された光導波路 21の光軸に実質的に一致するように上記光信号の偏波状態を制 御する。 そして、 光ファイバケーブル 20の終端部は光ファイバコネクタ 20 C を介して光導波路基板 10上に形成された光導波路 21に接続される。
光導波路基板 10において、 シリコン基板上に CVD法を用いて石英膜をアン ダークラッドとして形成した後、 石英膜に所定の不純物をドープすることにより コアを形成し、 その後、 オーバークラッドを形成し、 2本の光導波路 21， 22 を形成する。 ここで、 2本の光導波路 21， 22は、 4つの部分で光信号が結合 するように、 互いに近接して形成され、 この 4つの部分が 3 d B方向性結合器 D C 1 , DC 2, DC 3, DC4となる。 ここで、 方向性結合器 D C 1は 2つの入 力ポート P 1 1， P 12及び 2つの出力ポート P 13, P 14を有し、 方向性結 合器 DC 2は 2つの入力ポート P 21 , P 22及び 2つの出力ポート P 23, P 24を有し、 方向性結合器 D C 3は 2つの入力ポート P 31 , P 32及び 2つの 出力ポート P 33, P 34を有し、 方向性結合器 DC 4は 2つの入力ポート P4 1, P 42及び 2つの出力ポート P 43, P 44を有する。
2つの方向性結合 C 1と D C 2の間には 2本の光導波路 21, 22により 2本のアーム部が形成され、 2つの方向性結合器 DC 2と DC 3の間には 2本の 光導波路 21, 22により 2本のアーム部が形成され、 2つの方向性結合器 DC 3と D C 4の間には 2本の光導波路 2 1， 2 2により 2本のアーム部が形成され る。 なお、 方向性結合器 D C 1の入力ポート P 1 2には無反射終端器 9 1が接続 され、 方向性結合器 D C 4の出力ポート P 4 4には無反射終端器 9 2が接続され る。 また、 光導波路 2 1の入力端に符号 P 1 0を付し、 その出力端に符号 P 5 0 を付している。
偏波分離部 1は、 方向性結合器 D C 1と、 一方のアーム部である光導波路 2 1 上に形成されたヒータを備えた温度制御部 H T 1と、 他方のアーム部である光導 波路 2 2に形成された複屈折部 B F 1.と、 方向性結合器 D C 2とを備えて構成さ れる。 温度制御部 H T 1は、 光導波路 2 1を加熱してその温度を制御することに より当該光導波路 2 1を伝搬する光信号の屈折率を制御するために設けられる。 また、 他方のアーム部である光導波路 2 2に対して、 A r Fエキシマレーザを備 えた A r Fレーザ装置 5 0を用いて 5 0 m J c m 2のエネルギーを有し、 6 0 H zでパルス強度変調された波長 1 9 3 n mの紫外線を 5分間照射することによ り、 複屈折部 B F 1を形成する。 この複屈折部 B F 1は、 他方のアーム部である 光導波路 2 2を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる。
このように形成された温度制御部 H T 1と複屈折部 B F 1を備えて、 対称マツ ハツヱンダ干渉計を有する偏波分離部 1を構成しており、 この動作原理にっレ、て 以下に詳述する。 図 2には、 偏波分離部 1の詳細構成を示しており、 他方のァー ム部の光導波路 2 2には複屈折部 B F 1が形成されているので、 偏波分離部 1に より、 入力された光信号を互いに直交する偏波成分である T E波と TM波とに分 離することができる。
図 3は、 図 1の複屈折部 B F 1による屈折率変化 Δ ηに対する偏波分離部 1の 出力ポート Ρ 2 3及び Ρ 2 4における出力光信号の強度を示すグラフであり、 図 4は、 図 1の温度制御部 H T 1の印加電力に対する出力ポート Ρ 2 3の直後の光 導波路 2 1を通過する光信号の強度を示すグラフである。 対称マッハツエンダ干 渉計を有する偏波分離部 1において、 一方のアーム部における屈折率が変化する と、 その光導波路 2 2を伝搬する光信号の位相が変化するために、 出力ポート Ρ 2 3及び Ρ 2 4からの光信号の強度は図 3のように変化する。 一方のアーム部に 複屈折が生じると言うことは、 T E波と TM波でそれぞれの屈折率変化が異なる ことであり、 そのため、 T E波の最大点で T E波に対しては Δ n の屈折率変化 が生じ、 TM波の最大点で TM波に対しては Δ n 2の屈折率変化が生じ得る。 従 つて、 図 4に示すように、 温度制御部 H T 1の印加電力を調整して光信号に対す る屈折率を変化することにより、 出力ポー卜 P 2 3から T E波が出力される一方、 出力ポー小 P 2 4から TM波が出力される。
図 1の遅延光回路部 2は、 互いに異なる長さを有する光導波路 2 1， 2 2を有 して構成され、 光導波路 2 1の長さは光導波路 2 2の長さよりも長くなるように 設定され、 光導波路 2 1を伝搬する T E波は、 光導波路 2 2を伝搬する TM波に 比較して時間的に遅延される。 この遅延差により T E波と TM波の間に偏波分散 が生じる。
さらに、 偏波合成部 3は、 偏波分離部 1と同様の形成方法により形成され、 方 向性結合器 D C 3と、 一方のアーム部である光導波路 2 1上に形成されたヒータ を備えた温度制御部 H T 2と、 他方のアーム部である光導波路 2 2に形成された 複屈折部 B F 2と、 方向性結合器 D C 4とを備える。
この偏波分散補償装置の出力端において、 偏波分離部 1と同一の構成を有する 偏波合成部 3が設けられている。 この装置構成において、 温度制御部 1に印加さ れる電力を変化することにより、 光導波路 2 1， 2 2を伝搬する光信号に対する 屈折率が変化し、 これにより、 図 4に示すように、 T E波と TM波の伝搬経路が 変ィヒし、 各偏波の伝搬経路を切り替えることができる。 その結果、 T E波と TM 波間の群遅延時問差 [psec] (これは偏波分散値に対応する。 ） を図 5に示す ように制御することができる。 さらに、 偏波合成部 3の温度制御部 H T 2に印加 する電力の調整を、 偏波分離部 1の温度制御部 H T 1に印加する電力の調整方法 と同様に実行することにより、 光信号を常に出力ポート P 4 3から出力させるよ うに制御できる。
以上説明したように、 この偏波分散補償装置の前段に接続される伝送用光ファ ィバケーブルにおける環境変化に伴う T E波と TM波との間の偏波分散を、 温度 制御部 H T 1及び H T 2を同様に調整することにより常に補償するように調整す ることができる。
従来例と比較すると、 偏波分離器 1及び偏波合成部 3において他方のアーム部 に複屈折を有するマッハツェンダー構造の光導波路 2 1， 2 2を用い、 さらにそ の一方のアーム部の屈折率制御を行う構成としたことで、 装置を構成する素子を 小型化しかつ低損失化を行うことができる。 従って、 本実施形態によれば、 従来 技術に比較して小型■軽量であって、 低損失で偏波分散を補償することができる 偏波分散補償装置を提供することができる。 さらには、 可動部がなくなつたので 経年劣化を小さくすることができ、 信頼性を向上できる。
以上の好ましい実施形態においては、 温度制御部 H T 1 , H T 2においてヒー タを用いて光導波路を加熱しているが、 本発明はこれに限らず、 ペルチェ素子な どの冷却素子を用いて光導波路を冷却して温度を制御し、 これにより、 光導波路 における屈折率を変化させてもよい。
第 2の好ましい実施形態.
図 6は、 本発明に係る第 2の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散補 償装置の構成を示す平面図であり、 図 7は、 図 6の偏波制御器 4 aの詳細構成を 示す平面図である。 この実施形態の偏波分散補償装置は、 図 1に図示された第 1 の好ましい実施形態に比較して、 バルタ型の偏波制御器 4に代えて、 図 7に図示 された光導波路 2 1上に形成された偏波制御器 4 aを備えたことを特徴としてお り、 以下、 この相違点について説明する。
図 7において、 偏波制御器 4 aは公知の装置であって、 1 / 4波長板 4 3と、 1 / 2波長板 4 4とを備えて構成される。 光導波路基板 1 0上の光導波路 2 1上 に、 1 4波長板 4 3及び 1 / 2波長板 4 4の光信号伝搬方向の長さにわたって、 ストリップ形状の接地電極 6 0が形成される。 また、 1 4波長板 4 3において、 光導波路 2 1の水平方向の両側に、 それぞれ]. / 4波長の長さを有する 1対の電 極 6 1， 6 2が光導波路基板 1 0上に形成され、 1対の電極 6 1， 6 2に対して 印加する直流電圧を調整することにより、 光導波路 2 1を伝搬する光信号の偏光 角度を回転させることができる。 さらに、 1 2波長板 4 4において、 光導波路 2 1の水平方向の両側に、 それぞれ 1 / 2波長の長さを有する 1対の電極 6 3 , 6 4が光導波路基板 1 0上に形成され、 1対の電極 6 3， 6 4に対して印加する 直流電圧を調整することにより、 光導波路 2 1を伝搬する光信号の偏光角度を回 転させることができる。
以上のように構成された偏波制御器 4 aにおいては、 偏波制御器 4と同様に、 1 4波長板 4 3の電極 6 1， 6 2に印加される直流電圧と、 1 2波長板 4 4 の電極 6 3， 6 4に印加される直流電圧の各レベルを調整することにより各波長 板 4 3， 4 4を伝搬する光信号の偏波の回転角度を調整し、 これにより、 光導波 路 2 1を伝搬する光信号の偏波軸が光導波路 2 1の光軸に実質的に一致するよう に上記光信号の偏波状態を制御する。 偏波制御器 4に代えて偏波制御器 4 aを用 いることにより、 すべての素子を光導波路基板 1 0上に形成することができ、 さ らに小型化することができる。
また、 第 1の好ましい実施形態と同様に、 偏波制御器 4 aと、 偏波分離部 1と、 遅延光回路部 2と、 偏波合成部 3とを備えて偏波分散補償装置を構成することが できる。 すなわち、 この偏波分散補償装置の前段に接続される伝送用光ファイバ ケーブルにおける環境変化に伴う T E波と TM波との間の偏波分散を、 温度制御 部 H T 1及び H T 2を同様に調整することにより常に補償するように調整するこ とができる。 従って、 本実施形態によれば、 従来技術に比較して小型 ·軽量であ つて、 低損失で偏波分散を補償することができる偏波分散補償装置を提供するこ とができる。 さらには、 可動部がなくなつたので経年劣化を小さくすることがで き、 信頼性を向上できる。
第 3の好ましい実施形態.
図 8は、 本発明に係る第 3の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散補 償装置の構成を示す平面図である。 この第 3の好ましい実施形態の偏波分散補償 装置は、 図 6に図示された偏波分散補償装置に比較して、 以下の点が異なる。
( a ) 温度制御部 H T 1を備えた偏波分離部 1に代えて、 電界制御部 E F 1を備 えた偏波分離部 1 aを備える。
( b ) 温度制御部 H T 2を備えた偏波合成部 3に代えて、 電界制御部 E F 2を備 えた偏波合成部 3 aを備える。 以下、 この相違点について説明する。 図 9は、 図 8の電界制御部 E F 1の詳細 構成を示す平面図であり、 図 1 0は、 図 8の電界制御部 E F 1の詳細構成を示す 縦断面図である。 図 1 0において、 シリコン基板 1 1上に石英膜 1 2を形成する ことにより光導波路基板 1 0を形成し、 石英膜 1 2中に不純物をドープすること により光導波路 2 1のコア 2 1 cを形成する。 シリコン基板 1 1の表面に写真製 版法を用いてクロムマスクパターンを形成した後、 コア 2 1 cの直下のシリコン 基板 1 1に対して弗酸：硝酸：酢酸 = 1 : 4 : 3の容量比のエッチング液を用い てェツチングすることにより溝 1 5を形成した後、 金属細線である電極 7 4を石 英膜 1 2に接触するようにかつコア 2 1 cの長手方向に沿って挿入する。 一方、 コア 2 1 cの直上部に金属細線である電極 7 3をコア 2 1 cの長手方向に沿って 接着して載置する。 さらに、 石英膜 1 2の表面に写真製版法を用いてクロムマス クパターンを形成した後、 コア 2 1 cの水平方向の両側に対して、 石英膜 1 2の 厚さ方向に対して反応性ィオンエツチング法を用レ、てエッチングすることにより 溝 1 3， 1 4を形成した後、 金属細線である電極 7 1 , 7 2をコア 2 1 cの水平 方向の両側に位置するようにかつコア 2 1 cの長手方向に沿って挿入して載置す る。
さらに、 当該電界制御部 E F 1の光導波路 2 1のコア 2 1 cに対して、 例えば A r Fエキシマレーザを備えた A r Fレーザ装置 5 0を用いて紫外線を照射する ことにより、 紫外光励起のポーリング処理を行う。 この紫外光励起ポーリングで は、 アース電極成膜前の光導波路 2 1に対して 5 O m j Z c m 2のエネルギーを 有し、 波長 1 9 3 n mの A r Fエキシマレーザの紫外光を照射しながら、 電極 7 1 , 7 2， 7 3， 7 4に対して、 光導波路 2 1のコア 2 1 c上の電界強度が 1 0 5 c m程度になるように直流電圧を印加し、 その後アース電極を成膜して光 導波路型偏波制御器である電圧制御部 E F 1を形成した。 ここで、 コア 2 1 cの ガラス材料は、 中心対称性を有するため本来、 電気光学効果を有していない。 し かしながら、 ポーリング処理を行った場合には屈折率の電界制御が可能となり、 偏波制御を行うことができる。 なお、 この実施形態では、 紫外線光励起のポーリ ング処理を行っているが、 光導波路 2 1を加熱しながら電界を印加する熱励起ポ ーリングを行ってもよレ、。
ポーリング処理を行った後に、 電極 7 1， 7 2， 7 3， 7 4に対して直流電圧 を印加すると、 T E波と T M波に対してそれぞれ異なる屈折率変化が生じる。 こ れは複屈折を制御できるために、 1 4波長板や 1 2波長板に相当した光導波 路型の素子となり、 制御信号により印加する直流電圧値を調整することが、 第 1 の好ましい実施形態での偏波制御器 4の偏光回転角を調整することに相当する。 従って、 電界制御部 E F 1は、 温度制御部 H T 1と同様に、 光導波路 2 1に設け られた電極 7 1— 7 4に印加される直流電圧を制御することにより当該光導波路 2 1を伝搬する光信号の屈折率を制御する。 また、 偏波合成部 3の電界制御部 E F 2は、 電界制御部 E F 1と同様に形成される。
以上のように構成された偏波制御器 4 aにおいては、 この偏波分散補償装置の 前段に接続される伝送用光ファイバケーブルにおける環境変化に伴う T E波と T M波との間の偏波分散を、 電界制御部 E F 1及び E F 2を同様に調整することに より常に補償するように調整することができる。 従って、 本実施形態によれば、 従来技術に比較して小型 ·軽量であって、 低損失で偏波分散を補償することがで きる偏波分散補償装置を提供することができる。 さらには、 可動部がなくなった ので経年劣化を小さくすることができ、 信頼性を向上できる。 また、 電界制御部 E F 1及び E F 2を用いて屈折率を制御するので、 スィツチング特性を高速化で きる。
第 4の好ましい実施形態.
図 1 1は、 本発明に係る第 4の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。 この第 4の好ましい実施形態の偏波分散補 償装置は、 図 1に図示された第 1の好ましい実施形態に比較して、 遅延光回路部 2の光導波路 2 2において温度制御部 H T 3を設けることにより、 遅延光回路部 2 aを構成したことを特徴としている。 以下、 この相違点について説明する。 温度制御部 H T 3は、 温度制御部 H T 1， H T 2と同様に形成され、 温度制御 部 H T 3のヒータに印加する電力を変化して当該光導波路 2 2における屈折率を 微調整することにより T E波と TM波との間の群遅延時間差に対応する偏波分散 値を微調整することができる。
以上のように構成された第 4の好ましい実施形態によれば、 第 1の好ましい実 施形態の作用効果に加えて、 光導波路 2 2における屈折率を微調整することによ り T E波と TM波との間の群遅延時間差に対応する偏波分散値を微調整すること ができるという特有の効果を有する。
第 5の好ましい実施形態.
図 1 2は、 本発明に係る第 5の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。 この第 5の好ましい実施形態の偏波分散補 償装置は、 図 8に図示された第 3の好ましい実施形態に比較して、 遅延光回路部 2の光導波路 2 2において電界制御部 E F 3を設けることにより、 遅延光回路部 2 bを構成したことを特徴としている。 以下、 この相違点について説明する。 電界制御部 E F 3は、 電界制御部 E F 1， E F 2と同様に形成され、 電界制御 部 E F 3の電極に印加する直流電圧を変化して当該光導波路 2 2における屈折率 を微調整することにより T E波と TM波との問の群遅延時間差に対応する偏波分 散^ ίを微調整することができる。
以上のように構成された第 5の好ましい実施形態によれば、 第 3の好ましい実 施形態の作用効果に加えて、 光導波路 2 2における屈折率を微調整することによ り Τ Ε波と ΤΜ波との間の群遅延時間差に対応する偏波分散値を微調整すること ができるという特有の効果を有する。
第 6の好ましい実施形態.
図 1 3は、 本発明に係る第 6の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。 この第 6の好ましい実施形態の偏波分散補 償装置は、 図 1に図示された第 1の好ましい実施形態に比較して、 以下の点が異 なる。
( a ) 偏波分離部 1に代えて、 方向性結合器 D C 1 1の互いに近接した 2つの光 導波路 2 1 , 2 2の部分に複屈折部 B F 1 1を形成するとともに、 温度制御部 H T 1を形成して構成される偏波分離部 1 cを備える。
( b ) 偏波合成部 3に代えて、 方向性結合器 D C 1 2の互いに近接した 2つの光 導波路 2 1， 2 2の部分に複屈折部 B F 1 2を形成するとともに、 温度制御部 H T 1 2を形成して構成される偏波合成部 3 cを備える。
以下、 これらの相違点について説明する。 この好ましい実施形態の偏波分散補 償装置は、 偏波制御器 4と、 偏波分離部 1 cと、 遅延光回路部 2と、 偏波合成部 3 cとを備えて構成される。
光導波路基板 1 0において、 2本の光導波路 2 1， 22は、 2つの部分で光信 号が結合するように、 互いに近接して形成され、 この 2つの部分が 3 d B方向性 結合器 D C 1 1 , D C 1 2となる。 ここで、 方向性結合器 D C 1 1は 2つの入力 ポート P 5 1， P 5 2及び 2つの出力ポート P 5 3, P 54を有し、 方向性結合 器 DC 1 2は 2つの入力ポート P 6 1， P 6 2及び 2つの出力ポート P 6 3， P 64を有する。
偏波分離部 1 cにおいて、 その方向性結合器 DC 1 1の互いに近接した 2本の 光導波路 2 1 , 2 2の部分に対して、 A r Fエキシマレーザを備えた A r Fレー ザ装置 50を用いて 5 Om J /cm2のエネルギーを有し、 6 OH zでパノレス強 度変調された波長 1 9 3 nmの紫外線を 5分間照射することにより、 複屈折部 B F 1. 1を形成する。 この複屈折部 B F 1 1は、 他方のアーム部である光導波路 2 2を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる。 さらに、 この複屈折部 B F 1 1の形成位置において、 温度制御部 HT 1を形成する。 温度制御部 HT 1は、 光 導波路 2 1 , 2 2を加熱してその温度を制御することにより当該光導波路 2 1， 2 2を伝搬する光信号の屈折率を制御するために設けられる。
このように形成された温度制御部 HT 1と複屈折部 B F 1 1を備えて、 偏波分 離部 1 cを構成しており、 偏波分離部 1 cにより、 偏波分離部 1と同様に、 入力 された光信号を互いに直交する偏波成分である TE波と TM波とに分離すること ができる。 すなわち、 出力ポート P 5 3から TE波が出力される一方、 出力ポー ト P 54から TM波が出力される。
また、 偏波分離部 1 cと同様に、 遅延光回路部 2の後段において、 複屈折部 B F 1 2及び温度制御部 HT 2を備えた偏波合成部 3 cを形成する。 この偏波合成 部 3 cにより、 偏波分離部 1 cにより分離された TE波と TM波を合成して、 合 成後の光信号を出力ポート P 63から出力する。
以上説明したように、 この偏波分散補償装置の前段に接続される伝送用光ファ ィバケ一ブルにおける環境変化に伴う TE波と TM波との間の偏波分散を、 温度 制御部 HT 1及び HT 2を同様に調整することにより常に補償するように調整す ることができる。
従来例と比較すると、 偏波分離器 1 c及び偏波合成部 3 cにおいて複屈折を有 する光導波路 21， 22を用い、 さらに屈折率制御を行う構成としたことで、 装 置を構成する素子をさらに小型化しかつ低損失化を行うことができる。 従って、 本実施形態によれば、 従来技術に比較して小型 ·軽量であって、 低損失で偏波分 散を補償することができる偏波分散補償装置を提供することができる。 さらには 、 可動部がなくなつたので経年劣化を小さくすることができ、 信頼性を向上でき る。
以上の第 6の好ましい実施形態においては、 温度制御部 HT 1 , HT 2を形成 している力;、 本発明はこれに限らず、 温度制御部 HT 1, HT2に代えて、 電界 制御部 EF 1， EF 2を形成してもよレ、。
第 7の好ましい実施形態.
図 14は、 本発明に係る第 7の好ましい実施形態である光ファイバケーブル型 の偏波分散補償装置の構成を示す平面図である。 この第 7の好ましい実施形態の 偏波分散補償装置は、 図 1に図示された第 1の好ましい実施形態に比較して、 偏 波分離部 1、 遅延光回路部 2及び偏波合成部 3における光導波路 21, 22を、 光ファイバケープノレ 23， 24, 25, 26, 27， 28で構成したことを特徴 としている。
図 14において、 この好ましい実施形態の偏波分散補償装置は、 偏波制御器 4 と、 偏波分離部 I dと、 遅延光回路部 2 dと、 偏波合成部 3 dとを備えて構成さ れる。 偏波制御器 4が設けられた入力側の光ファイバケーブル 20は光ファイバ コネクタ 2 OCAを介して偏波分離部 1 dの光ファイバケーブル 23に接続され る。
偏波分離部 1 dの 2本の光ファイバケーブル 23と 24は互いに 2箇所で近接 して形成され、 各近接した箇所が 3 d B方向性結合器 D C 1 1， D C 1 2を構成 する。 方向性結合器 D C 1 1の光ファイバケーブル 2 4の入力端には、 無反射終 端器 9 3が接続される。 また、 2つの方向性結合器 D C 1 1， D C 1 2の間の 2 本の光ファイバケーブル 2 3， 2 4はそれぞれ、 対称マッハツエンダ干渉計の 2 本のアーム部を構成しており、 一方のアーム部において温度制御部 H T 1 1が形 成される一方、 他方のアーム部において A r Fレーザ装置 5 0により形成された 複屈折部 B F 1 1が設けられる。
さらに、 方向性結合器 D C 1 2の出力側の光ファイバケーブル 2 3は光フアイ バコネクタ 2 3 Cを介して遅延光回路部 2 dの光ファイバケーブル 2 5に接続さ れ、 また、 方向性結合器 D C 1 2の出力側の光ファイバケーブル 2 4は光フアイ バコネクタ 2 4 Cを介して遅延光回路部 2 dの光フアイバケーブル 2 6に接続さ れる。 ここで、 光ファイバケーブル 2 5と光ファイバケーブル 2 6の各長さは互 いに異なるように形成される。 またさらに、 光ファイバケーブル 2 5の終端は光 ファイバコネクタ 2 5 Cを介して偏波合成部 3 dの光ファイバケーブル 2 7に接 続され、 また、 光ファイバケーブル 2 6の終端は光ファイバコネクタ 2 6 Cを介 して偏波合成部 3 dの光ファイバケーブル 2 8に接続される。 なお、 光ファイバ ケーブル 2 8の終端には、 無反射終端器 2 8が設けられる。
偏波合成部 3 dの 2本の光ファイバケーブル 2 7と 2 8は互いに 2箇所で近接 して形成され、 各近接した箇所が 3 d B方向性結合器 D C 1 3 , D C 1 4を構成 する。 2つの方向性結合器 D C 1 3， D C 1 4の間の 2本の光ファイバケーブル 2 7， 2 8はそれぞれ、 対称マッハツエンダ干渉計の 2本のアーム部を構成して おり、 一方のアーム部において温度制御部 H T 1 2が形成される一方、 他方のァ ーム部において A r Fレーザ装置 5 0により形成された複屈折部 B F 1 2が設け られる。
以上のように構成された偏波分散補償装置において、 偏波合成部 3 dの温度制 御部 H T 1 2に印加する電力の調整を、 偏波分離部 1 dの温度制御部 H T 1 1に 印加する電力の調整方法と同様に実行することにより、 光信号を常に光ファィバ ケーブル 2 7の終端部から出力させるように制御できる。 従って、 この偏波分散 補償装置の前段に接続される伝送用光ファイバケーブルにおける環境変化に伴う TE波と TM波との間の偏波分散を、 温度制御部 HT 1 1及び HT 12を同様に 調整することにより常に補償するように調整することができる。
従来例と比較すると、 偏波分離器 1 d及び偏波合成部 3 dにおレ、て他方のァー ム部に複屈折を有するマッハツェンダー構造の光ファイバケーブルを用い、 さら にその一方のアーム部の屈折率制御を行う構成としたことで、 装置を構成する素 子を小型化しかつ低損失化を行うことができる。 従って、 本実施形態によれば、 従来技術に比較して小型 ·軽量であって、 低損失で偏波分散を補償することがで きる偏波分散補償装置を提供することができる。 さらには、 可動部がなくなった ので経年劣化を小さくすることができ、 信頼性を向上できる。
以上の第 7の好ましい実施形態においては、 温度制御部 HT 1 1， HT 1 2を 形成しているが、 本発明はこれに限らず、 温度制御部 HT 1 1, HT 1 2に代え て、 電界制御部 E F 1 , EF 2を形成してもよい。
第 8の好ましい実施形態.
図 15は、 本発明に係る第 8の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。
図 15において、 シリコン基板 210上には、 入力用チャネル光導波路 21 1 、 光導波路型偏光分離素子 21 2、 一対の光導波路 213 a， 213 b, 分岐比 可変光力ブラ 214、 一対の光遅延線 215 a, 21 5 b, 光導波路型偏光合成 素子 216、 出力用チャネル光導波路 217 a, 21 7 bが順次形成され、 さら に一対の光導波路 213 a, 213 b及び一対の光遅延線 215 a， 215 bの 各一方に偏光入れ替え手段 218 a, 218 bが形成される。 また、 一対の光導 波路 213 a， 213 bには、 相対的な位相差を調整する位相調整手段 219 a ， 219 bが形成される。 ここで、 光導波路型偏光分離素子 21 2の].つの入力 ポートは入力用チャネル光導波路 21 1に光学的に接続され、 光導波路型偏光分 離素子 212の 2つの出力ポートに一対の光導波路 213 a, 213 bを介して 分岐比可変光力ブラ 214の 2つの入力ポー卜がそれぞれ光学的に接続される。 また、 分岐比可変光力ブラ 214の 2つの出力ポートには、 一対の光遅延線 21 5 a , 2 1 5 bの各一端が光学的に接続され、 その各他端に光導波路型偏光合成 素子 2 1 6の 2つの入力ポートがそれぞれ光学的に接続される。 光導波路型偏光 合成素子 2 .1. 6の 2つの出力ポートはそれぞれ出力用チャネル光導波路 2 1 7 a ， 2 1 7 bに光学的に接続される。
ここで、 光導波路型偏光分離素子 2 1 2は、 偏波分離部 1， l a , 1 cと同様 に構成され、 光導波路型偏光合成素子 2 1 6は、 偏波合成部 3， 3 a , 3 cと同 様に構成される。 光導波路型偏光合成素子 2 1 6はいわゆる 9 0度ハイプリッド 回路であって、 光導波路型偏光合成素子 2 1 6の 2つの出力ポー卜に光学的にそ れぞれ接続された出力用チャネル光導波路 2 1 7 a , 2 1 7 bの各端部をそれぞ れ、 合波光信号を出力するための第 1の出力ポ一ト 2 1 7 a pと、 合波光信号を 出力しない第 2の出力ポート 2 1 7 bという。
また、 偏光入れ替え手段 2 1 8 a , 2 ]. 8 bは、 光導波路に半波長板を挿入し て構成され、 位相調整手段 2 1 9 a , 2 1 9 bは、 光導波路に薄膜ヒータなどの 温度制御部を形成して構成される。 さらに、 分岐比可変光力ブラ 2 1 4は、 2入 力 2出力の 2つの光力ブラと、 それらを接続する 2本のアーム光導波路によりマ ッハツ; ンダ型干渉計を構成し、 一方のアーム光導波路上に薄膜ヒータなどの温 度制御部を形成することにより構成できる。 ここで、 温度制御部を制御して 2本 のアーム光導波路の光路長差を調整すれば、 一方の光力ブラの 2入力から他方の 光力ブラの 2出力への分岐比を変化させることができる。
この好ましい実施形態において、 偏光入れ替え手段 2 1 8 aを光導波路 2 1 3 aに形成しているが、 光導波路 2 1 3 bに形成してもよい。 位相調整手段 2 1 9 a , 2 1 9 bは、 それぞれ光導波路 2 1 3 a， 2 1 3 bに形成している力 光導 波路 2 1 3 a， 2 1 3 bのいずれか一方にあってもよい。 また、 偏光入れ替え手 段 2 1 8 aと位相調整手段 2 1 9 aの位置を入れ替えてもよい。 さらに、 偏光入 れ替え手段 2 1 8 bは、 ここでは光遅延線 2 1 5 bに形成しているが、 光遅延線 2 1 5 aに形成してもよい。 また、 偏光入れ替え手段 2 1 8 bと光遅延線 2 1 5 bの位置を入れ替えてもよい。
以上のように構成された偏波分散補償装置において、 位相調整手段 2 1 9 a , 2 1 9 bと分岐比可変光力ブラ 2 14は偏光コントローラ 300として動作し、 光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bが可変遅延線として動作し、 全体として偏波分散補 償回路を構成している。 これにより、 この偏波分散補償回路は、 光伝送路におけ る 1次の偏波分散を補償できる。
この偏波分散補償装置において、 本発明に係る偏波分散補償の制御方法につい て以下に説明する。
上述したように、 光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bではそれぞれ TM波や T E波の 直線偏波が入射される。 よって光導波路型偏波合成素子 2 1 6では互いに直交す る直線偏波が合波され、 すべての出力光信号は第 1の出力ポート 2 1 7 a pに出 力されるべきである。 従って、 位相調整手段 2 1 9 a, 2 1 9 b及び分岐比可変 力ブラ 2 14は、 第 1の出力ポート 2 1 7 a pから出力される光信号の信号レべ ルが最大となるように、 もしくは、 第 2の出力ポート 2 1 7 b pから出力される 光信号の信号レベルが最小となるように制御することにより、 光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bにおける偏波を最適な状態に調整できる。 光遅延線 2 1 5 a , 2 1 5 b における遅延量は、 第 1の出力ポート 2 1 7 a pで受信された光信号を復調した 受信信号中からビットレートの周波数の 1 Z 2の周波数の信号成分を抽出し、 こ の信号成分の信号レベルが最大となるように制御すれば最適な状態が得られる。 このような方法を用いることにより、 偏光コントローラ 300と光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bを別個に調整できるため、 現実的な制御が可能となる。
本実施形態においては、 第 1の出力ポートから光信号が出力される設定となつ ているが、 第 2の出力ポートから光信号を出力する設定とすることも可能である。 例えば、 マッハツエンダ干渉計から構成される光導波路型偏光合成素子 2 1 6の アーム部の屈折率をヒータにより調整し、 光信号の位相を 1 80度だけシフトさ せれば、 第 2の出力ポートから光信号が出力される設定となる。 この場合には、 第 2の出力ポートから出力される光信号の信号レベ^/が最大となるように、 もし くは、 第 1の出力ポー卜から出力される光信号の信号レベルが最小となるように 偏光コントローラを制御することにより、 光遅延線での偏波を最適な状態に調整 できる。 以上説明したように、 従来技術文献 3で開示された従来技術では、 偏波分散を 補償するための制御が難しかったが、 本実施形態によれば、 従来技術に比較して 偏波分散を補償するための制御を大幅に簡単化にすることができる。
第 9の好ましい実施形態.
図 1 6は、 本発明に係る第 9の好ましい実施形態である光導波路型の偏波分散 補償装置の構成を示す平面図である。 この実施形態に係る偏波分散補償装置は、 図 1 5に図示された第 8の好ましい実施形態に比較して、 偏光コントローラ 30 0と光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bとの間に、 別の偏光コントローラ 30 1を揷入 したことを特徴としている。 この相違点について以下に詳述する。
別の偏光コントローラ 30 1は、 分岐比可変光力プラ 2 1 4の 2つの出力ポー トに光学的に接続されたアーム部光導波路 2 23 a, 22 3 bに形成された位相 調整手段 22 9 a, 229 bと、 その後段に光学的に接続された分岐比可変光力 ブラ 224とを備えて構成される。 このように構成された偏波分散補償装置にお いては、 1つの偏光コントローラ 300のみを有する第 8の好ましい実施形態に 比較して、 調整できる位相量の制限を緩和することができる。
この偏波分散補償装置においても、 第 8の好ましい実施形態と同様に、 位相調 整手段 2 1. 9 a , 2 1 9 b， 229 a , 22 9 b及び分岐比可変力プラ 2 14は、 第 1の出力ポート 2 1 7 a pから出力される光信号の信号レベルが最大となるよ うに、 もしくは、 第 2の出力ポート 2 1 7 b pから出力される光信号の信号レべ ルが最小となるように制御することにより、 光遅延線 2 1 5 a， 2 1 5 bにおけ る偏波を最適な状態に調整できる。 それ故、 偏光コントローラ 300， 30 1で の制御の難しさは緩和される。
以上説明したように、 従来技術文献 3で開示された従来技術では、 偏波分散を 補償するための制御が難しかったが、 本実施形態によれば、 従来技術に比較して 偏波分散を補償するための制御を大幅に簡単化にすることができる。
以上の第 8と第 9の好ましい実施形態においては、 光遅延線 2 1 5 a , 2 1 5 bの遅延量を変化することにより偏波分散補償量を制御する方法を示している。 例えば、 遅延量は固定で光遅延線 2 1 5 a, 2 1 5 bよりも前段の分岐比可変力 プラ 2 1 4， 2 2 4等により、 光遅延線 2 1 5 a， 2 1 5 bでの光信号の分岐比 を調整することで遅延量を変化させるタイプの偏波分散補償装置においても、 第 1の出力ポート 2 1 7 a pから出力される光信号の信号レベルが最大となるよう に、 もしくは、 第 2の出力ポート 2 1 7 b pから出力される光信号の信号レベル が最小となるように制御する方法は極めて有用である。
変形例.
図 1 7は、 本発明に係る第 1の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波分離部 1の一部の構成を示す平面図である。 図 1の偏波分離部 1では、 各アーム部において、 温度制御部 H T 1と複屈折部 B F 1を形成しているが、 図 1 7に示すように、 偏波分離部 1の一方のアーム部において、 温度制御部 H T 1 と複屈折部 B F 1を縦続に形成してもよい。
図 1 8は、 本発明に係る第 2の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波分離部 1の一部の構成を示す平面図である。 また、 図 1 8に示すよう に、 偏波分離部 1の一方のアーム部において、 温度制御部 H T 1と複屈折部 B F 1とを互いに重畳するように形成してもよレ、。
図 1 9は、 本発明に係る第 3の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波分離部 1の一部の構成を示す平面図である。 さらに、 図 1 9に示すよ うに、 偏波分離部 1の一方のアーム部において複屈折部 B F 1を形成する一方、 他方のアーム部において温度制御部 H T 1を形成してもよい。
図 2 0は、 本発明に係る第 4の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波合成部 3の一部の構成を示す平面図である。 図 1の偏波合成部 3では、 各アーム部において、 温度制御部 H T 2と複屈折部 B F 2を形成しているが、 図 2 0に示すように、 偏波合成部 3の一方のアーム部において、 温度制御部 H T 2 と複屈折部 B F 2を縦続に形成してもよい。
図 2 1は、 本発明に係る第 5の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波合成部 3の一部の構成を示す平面図である。 また、 図 2 1に示すよう に、 偏波合成部 3の一方のアーム部において、 温度制御部 H T 2と複屈折部 B F 2とを互いに重畳するように形成してもよい。 図 2 2は、 本発明に係る第 6の変形例である光導波路型の偏波分散補償装置の ための偏波合成部 3の一部の構成を示す平面図である。 さらに、 図 2 2に示すよ うに、 偏波合成部 3の一方のアーム部において複屈折部 B F 2を形成する一方、 他方のアーム部において温度制御部 H T 2を形成してもよい。
すなわち、 図 1 7乃至図 2 2に示すように、 偏波分離部 1又は偏波合波部 3に おいては、 同一のアーム部上に温度制御部と複屈折部が存在しても、 同一のァー ム部上で重なつていても、 温度制御部と複屈折部の位置が入れ替わっていてもよ レ、。
以上の好ましい実施形態においては、 光導波路上に複屈折部を形成しているが、 光導波路基板上に形成した光導波路は、 光導波路基板と光導波路との間の熱膨張 差が原因で、 本来複屈折を有する。 その場合でも、 A r Fエキシマレーザを照射 する等の手段により、 複屈折を変化させることにより、 偏波分離部や偏波合波部 を形成してもよい。
産業上の利用の可能性
以上詳述したように、 本発明の 1つの態様に係る偏波分散補償装置によれば、 入力される光信号の偏波軸が光伝送線路の光軸に実質的に一致するように上記光 信号の偏波状態を制御する偏波制御手段と、
上記偏波制御手段から出力される光信号から互いに直交する 2つの偏波成分の 光信号を分離して出力する偏波分離手段と、
互いに異なる長さを有する 2つの光伝送線路を備えて構成され、 上記偏波分離 手段から出力される 2つの偏波成分の光信号に対して互いに遅延差を生じさせる 光遅延手段と、
上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成分の光信号を合波して出力する偏 波合成手段とを備えた偏波分散補償装置であって、
上記偏波分離手段は、 第 1と第 2のアーム部の光伝送線路を有する対称マッハ ツエンダ干渉計を有し、 上記第 1と第 2のアーム部のうちの少なくとも一方は、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 1の屈折率制 御手段と、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさ せる第 1の複屈折手段とを備え、
上記偏波合成手段は、 第 3と第 4のアーム部の光伝送線路を有する対称マッハ ツエンダ干渉計を有し、 上記第 3と第 4のアーム部のうちの少なくとも一方は、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 2の屈折率制 御手段と、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさ せる第 2の複屈折手段とを備える。
従って、 この偏波分散補償装置の前段に接続される伝送用光ファイバケーブル における環境変化に伴う T E波と TM波との間の偏波分散を、 第 1と第 2の屈折 率制御手段を同様に調整することにより常に補償するように調整することができ る。 従来例と比較すると、 偏波分離手段及び偏波合成手段において他方のアーム 部に複屈折を有するマッハツェンダー構造の光伝送線路を用い、 さらにその一方 のアーム部の屈折率制御を行う構成としたことで、 装置を構成する素子を小型化 しかつ低損失化を行うことができる。 従って、 本発明によれば、 従来技術に比較 して小型 ·軽量であって、 低損失で偏波分散を補償することができる偏波分散補 償装置を提供することができる。 さらには、 可動部がなくなつたので経年劣化を 小さくすることができ、 信頼性を向上できる。
また、 本発明のもう 1つの態様に係る偏波分散補償装置によれば、 入力される 光信号の偏波軸が光伝送線路の光軸に実質的に一致するように上記光信号の偏波 状態を制御する偏波制御手段と、
上記偏波制御手段から出力される光信号から互いに直交する 2つの偏波成分の 光信号を分離して出力する偏波分離手段と、
互いに異なる長さを有する 2つの光伝送線路を備えて構成され、 上記偏波分離 手段から出力される 2つの偏波成分の光信号に対して互いに遅延差を生じさせる 光遅延手段と、
上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成分の光信号を合波して出力する偏 波合成手段とを備えた偏波分散補償装置であって、
上記偏波分離手段は、 互いに近接した 2本の光伝送線路を有し、 入力される光 信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 5の方向性結合器を備え、 上記第 5の方向性結合器の互いに近接した 2本の光伝送線路は、 当該 2本の光 伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 4の屈折率制御手段と、 当該 2 本の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる第 3の複屈折手段 とを備え、
上記偏波合成手段は、 互いに近接した 2本の光伝送線路を有し、 入力される光 信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 6の方向性結合器を備え、
上記第 6の方向性結合器の互いに近接した 2本の光伝送線路は、 当該 2本の光 伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 5の屈折率制御手段と、 当該 2 本の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる第 4の複屈折手段 とを備える。
従って、 この偏波分散補償装置の前段に接続される伝送用光ファイバケーブル における環境変化に伴う T E波と TM波との間の偏波分散を、 第 1と第 2の屈折 率制御手段を同様に調整することにより常に補償するように調整することができ る。 従来例と比較すると、 偏波分離手段及び偏波合成手段において複屈折を有す る光伝送線路を用い、 さらに屈折率制御を行う構成としたことで、 装置を構成す る素子をさらに小型化しかつ低損失化を行うことができる。 従って、 本発明によ れば、 従来技術に比較して小型 ·軽量であって、 低損失で偏波分散を補償するこ とができる偏波分散補償装置を提供することができる。 さらには、 可動部がなく なったので経年劣化を小さくすることができ、 信頼性を向上できる。
さらに、 本発明に係る別の態様に係る偏波分散補償装置は、 互いに直交する 2 つの偏波成分の光信号を分離して出力する偏波分離手段と、
位相調整手段と分岐比可変力ブラとを備え、 上記光信号の偏波状態を制御する 偏波制御手段と、
偏波分離された光信号を遅延させるための一対の光遅延手段と、
第 1と第 2の出力ポートを有し、 上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成 分の光信号を合波して第 1の出力ポー卜から出力する偏波合成手段を備え、 上記偏波分離手段及び偏波合成手段は、 少なくとも一方のアーム部に複屈折を 有する対称マッハツエンダ干渉計により構成された偏波分散補償装置であって、 上記偏波合成手段の第 1の出力ポー卜から出力される信号レベルが最大となる ように、 もしくは上記上記偏波合成手段の第 2の出力ポートから出力される信号 レベルが最小となるように、 上記位相調整手段と上記分岐比可変力ブラとを制御 するように設定する。
従来技術では、 偏波分散を補償するための制御が難しかったが、 本発明によれ ば、 従来技術に比較して偏波分散を補償するための制御を大幅に簡単化にするこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 入力される光信号の偏波軸が光伝送線路の光軸に実質的に一致するように上 記光信号の偏波状態を制御する偏波制御手段と、
上記偏波制御手段から出力される光信号から互いに直交する 2つの偏波成分の 光信号を分離して出力する偏波分離手段と、
互いに異なる長さを有する 2つの光伝送線路を備えて構成され、 上記偏波分離 手段から出力される 2つの偏波成分の光信号に対して互いに遅延差を生じさせる 光遅延手段と、
上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成分の光信号を合波して出力する偏 波合成手段とを備えた偏波分散補償装置であって、
上記偏波分離手段は、 第 1と第 2のアーム部の光伝送線路を有する対称マッハ ツエンダ干渉計を有し、 上記第 1と第 2のアーム部のうちの少なくとも一方は、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 1の屈折率制 御手段と、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさ せる第 1の複屈折手段とを備え、
上記偏波合成手段は、 第 3と第 4のアーム部の光伝送線路を有する対称マッハ ツエンダ干渉計を有し、 上記第 3と第 4のアーム部のうちの少なくとも一方は、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 2の屈折率制 御手段と、 当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさ せる第 2の複屈折手段とを備えたことを特徴とする偏波分散補償装置。
2 . 上記偏波分離手段は、
入力される光信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 1の方向性結合器と 上記第 1の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの一方の光 信号を伝搬させる第 1のアーム部の光伝送線路と、
上記第 1の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの他方の光 信号を伝搬させる第 2のアーム部の光伝送線路と、
上記第 1のアーム部の光伝送線路を伝搬した光信号と、 上記第 2のアーム部の 光伝送線路を伝搬した光信号とを合成した後、 2分配して 2つの光信号を出力す る第 2の方向性結合器とを備え、
上記偏波合成手段は、
入力される 2つの光信号を合成した後、 2分配して 2つの光信号を出力する第 3の方向性結合器と、
上記第 3の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの一方の光 信号を伝搬させる第 3のァーム部の光伝送線路と、
上記第 3の方向性結合器によって 2分配された 2つの光信号のうちの他方の光 信号を伝搬させる第 4のアーム部の光伝送線路と、
上記第 3のアーム部の光伝送線路を伝搬した光信号と、 上記第 4のアーム部の 光伝送線路を伝搬した光信号とを合成して光信号を出力する第 4の方向性結合器 とを備えたことを特徴とする請求項 1記載の偏波分散補償装置。
3 . 上記第 1の屈折率制御手段は、 上記第 1の屈折率制御手段が設けられたァー ム部の光伝送線路における温度を制御することにより当該アーム部の光伝送線路 を伝搬する光信号の屈折率を制御し、
上記第 2の屈折率制御手段は、 上記第 2の屈折率制御手段が設けられたアーム 部の光伝送線路における温度を制御することにより当該アーム部の光伝送線路を 伝搬する光信号の屈折率を制御することを特徴とする請求項 1記載の偏波分散補
4 . 上記第 1の屈折率制御手段は、 所定のポーリング処理が施され、 上記第 1の 屈折率制御手段が設けられたアーム部の光伝送線路に対して印加する電界を制御 することにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御し、 上記第 2の屈折率制御手段は、 所定のポーリング処理が施され、 上記第 2の屈 折率制御手段が設けられたアーム部の光伝送線路に対して印加する電界を制御す ることにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御するこ とを特徴とする請求項 1記載の偏波分散補償装置。
5 . 上記第 1の複屈折手段は、 上記第 1の複屈折手段が設けられたアーム部の光 伝送線路に対して紫外線を照射することにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬 する光信号に対して複屈折を生じさせ、
上記第 2の複屈折手段は、 上記第 2の複屈折手段が設けられたアーム部の光伝 送線路に対して紫外線を照射することにより当該アーム部の光伝送線路を伝搬す る光信号に対して複屈折を生じさせることを特徴とする請求項 1記載の偏波分散 補償装置。
6 . 上記光遅延手段の 2つの光伝送線路のうちの一方の光伝送線路における温度 を制御することにより当該一方の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御す る第 3の屈折率制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項 1記載の偏波分
7 . 上記光遅延手段の 2つの光伝送線路のうちの一方の光伝送線路には所定のポ ーリング処理が施され、 当該一方の光伝送線路に対して印加される電界を制御す ることにより当該一方の光伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 4の 屈折率制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項 1記載の偏波分散補償装 置。
8 . 上記光伝送線路は、 基板上に形成された光導波路であることを特徴とする請 求項 1記載の偏波分散補償装置。
9 . 上記光伝送線路は、 光ファイバケーブルであることを特徴とする請求項 1記 載の偏波分散補償装置。
1 0 . 入力される光信号の偏波軸が光伝送線路の光軸に実質的に一致するように 光信号の偏波状態を制御する偏波制御手段と、
上記偏波制御手段から出力される光信号から互いに直交する 2つの偏波成分の 光信号を分離して出力する偏波分離手段と、
互いに異なる長さを有する 2つの光伝送線路を備えて構成され、 上記偏波分離 手段から出力される 2つの偏波成分の光信号に対して互いに遅延差を生じさせる 光遅延手段と、
上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成分の光信号を合波して出力する偏 波合成手段とを備えた偏波分散補償装置であって、
上記偏波分離手段は、 互いに近接した 2本の光伝送線路を有し、 入力される光 信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 5の方向性結合器を備え、 上記第 5の方向性結合器の互いに近接した 2本の光伝送線路は、 当該 2本の光 伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 4の屈折率制御手段と、 当該 2 本の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる第 3の複屈折手段 とを備え、
上記偏波合成手段は、 互いに近接した 2本の光伝送線路を有し、 入力される光 信号を 2分配して 2つの光信号を出力する第 6の方向性結合器を備え、
上記第 6の方向性結合器の互いに近接した 2本の光伝送線路は、 当該 2本の光 伝送線路を伝搬する光信号の屈折率を制御する第 5の屈折率制御手段と、 当該 2 本の光伝送線路を伝搬する光信号に対して複屈折を生じさせる第 4の複屈折手段 とを備えたことを特徴とする偏波分散補償装置。
1 1 . 互いに直交する 2つの偏波成分の光信号を分離して出力する偏波分離手段 と、
位相調整手段と分岐比可変力ブラとを備え、 上記光信号の偏波状態を制御する 偏波制御手段と、
偏波分離された光信号を遅延させるための一対の光遅延手段と、
第 1と第 2の出力ポートを有し、 上記光遅延手段から出力される 2つの偏波成 分の光信号を合波して第 1の出力ポー卜から出力する偏波合成手段を備え、 上記偏波分離手段及び偏波合成手段は、 少なくとも一方のアーム部に複屈折を 有する対称マッハツエンダ干渉計により構成された偏波分散補償装置であって、 上記偏波合成手段の第 1の出力ポートから出力される信号レベルが最大となる ように、 もしくは上記上記偏波合成手段の第 2の出力ポートから出力される信号 レベルが最小となるように、 上記位相調整手段と上記分岐比可変力ブラとを制御 するように設定したことを特徴とする偏波分散補償装置。
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