(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光モード分散（ＰＭＤ）を補償するための方法において、２つの相異なる伝搬定数を持つ主モードを有する光導波路（ＷＧ）と、光導波路の主モードを互いに変換する役割をする多くの電気光学的モード変換器（Ｐ１、…Ｐｊ、…Ｐｎ、Ｅ１１、Ｅ２１、…）とを備えるアセンブリに補償すべき光学的信号（ＯＳ）が供給され、かつ２個以上の電気光学的モード変換器（Ｐ１、…Ｐｊ、…Ｐｎ、Ｅ１１、Ｅ２１、…）又は２個以上のモード変換器の群が個別的に２つ以上のパラメータを決定する２つ以上の制御電圧により、光学的信号（ＯＳ）の偏光モード分散が補償されるように駆動されることを特徴とする偏光モード分散を補償するための方法。
【請求項２】
両方の主モードが直交する主偏光であり、かつ導波路（ＷＧ）が複屈折性であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
追加的な差移相器（ＥＰ１、…、ＥＰｎ）を有するアセンブリにおいて、前記差移相器（ＥＰ１、…、ＥＰｎ）を個々におよび／又は群として個別的に、偏光モード分散が補償されおよび／又は作動波長が選択されるように駆動されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
受信装置（ＲＸ）の中で補償のために調節基準として使用される少なくとも１つの電圧（Ｕ１、Ｕ２）が、ベースバンド信号（ＢＢ）のフィルタリングおよび平滑化により得られることを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の方法。
【請求項５】
偏光モード分散（ＰＭＤ）補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ８）において、２つの相異なる伝搬定数を有する主モードを有し、光学的信号（ＯＳ）が通過する導波路（ＷＧ）と、導波路の主モードを互いに変換する役割をする多くの電気光学的モード変換器（Ｐ１、…Ｐｊ、…Ｐｎ、Ｅ１１、Ｅ２１、…）とを有し、また２個以上の電気光学的モード変換器（Ｐ１、…Ｐｊ、…Ｐｎ、Ｅ１１、Ｅ２１、…）又は２個以上のモード変換器の群が偏光モード分散を補償するために駆動されることを特徴とする偏光モード分散（ＰＭＤ）補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ８）。
【請求項６】
少なくとも１つのモード変換器が、導波路（ＷＧ）に対し横向きに延びる歯を持った櫛歯状に構成されているモード変換器電極（Ｅｉｊ、ＥＭＣｋｉｊ、ここにｋ＝１、２、ｉ＝１、２、ｊ＝１、２…ｎ、Ｍ、ＥＭＣ）を含むことを特徴とする請求項５記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ８）。
【請求項７】
各歯（Ｐｊ）が、少なくとも２つのモード変換器電極（Ｅｉｊ、ここにｉ＝１、２、ｊ＝１、２…ｎ）から形成されたことを特徴とする請求項５又は６記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ５）。
【請求項８】
相続くモード変換器の電極（Ｅ１ｊおよびＥ２ｊ、又はＥ２ｊおよびＥ１（ｊ＋１））間に、交互に間隔が設けられたことを特徴とする請求項６又は７記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ４）。
【請求項９】
それぞれセル（Ｐｊ）の少なくとも２つのモード変換器電極（Ｅ１２、Ｅ２２、…Ｅｉｊ、ここにｉ＝１、２、ｊ＝１、２…ｎ）の歯（Ｐｊ）が噛み合うことを特徴とする請求項６ないし８の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ５）。
【請求項１０】
櫛歯状に構成された接地電極（Ｍ）が設けられており、その歯およびモード変換器電極（Ｅ１２、Ｅ２２、…Ｅｉｊ、ここにｉ＝１、２、ｊ＝１、２…ｎ）の歯が噛み合うことを特徴とする請求項５ないし９の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項１１】
各々２つのモード変換器電極（Ｅｉｊ、ここにｉ＝１、２、ｊ＝１、２、…、）から成るセル（ＰＶｊ）内で接地電極（Ｍ）の２つの歯の間に２つの歯、即ち各々のモード変換器電極（Ｅ１ｊおよびＥ２ｊ）の各１つの歯が配置されたことを特徴とする請求項１０記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ２）。
【請求項１２】
モード変換器電極（Ｅ１ｊ、Ｅ２ｊ）の間により幅の広い移相器電極（ＰＤｊ）が配置されており、それらが個別的に又は多くの群の中で群個別的に駆動されることを特徴とする請求項５ないし１１の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ３）。
【請求項１３】
移相器電極（ＰＤｊ）がそれぞれセルのモード変換器電極間の範囲および２つのセル（Ｐ１、Ｐ２…）の間の範囲を含んでいることを特徴とする請求項１２記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項１４】
少なくとも１つの光学的増幅器（ＯＶｊ、ここにｊ＝１…ｎ）を有することを特徴とする請求項５ないし１３の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ６）。
【請求項１５】
２つの直交偏光の増幅又は減衰の調節可能な差を有する二色性要素（ＯＶｊ、ここにｊ＝１…ｎ）が設けられることを特徴とする請求項５ないし１４の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項１６】
２つの直交偏光の増幅又は減衰の差の調節により、光学的媒体の偏光に関係する減衰又は増幅が均一化されることを特徴とする請求項１５記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項１７】
チップとして、即ちニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＩＩＩ／Ｖ族半導体、シリコン、二酸化シリコン又はポリマーから成る基板（ＳＵＢ）上に実現されたことを特徴とする請求項５ないし１６の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項１８】
導波路（ＷＧ）がポリマー又は液晶を含むことを特徴とする請求項１７記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項１９】
導波路（ＷＧ）が少なくとも１回の反射により折り畳まれたことを特徴とする請求項５ないし１８の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ４）。
【請求項２０】
受信装置（ＲＸ）内に設けられ、かつ調節基準として使用される少なくとも１つの電圧（Ｕ１、Ｕ２）が、ベースバンド信号（ＢＢ）のフィルタリングおよび平滑化により得られることを特徴とする請求項５ないし１９の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項２１】
外部で設定可能なエミュレータ（ＥＭＵ）として設けられることを特徴とする請求項５ないし２０の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ６）。
【請求項２２】
両方の主モードが直交する主偏光であり、かつ導波路が複屈折性であることを特徴とする請求項５ないし２１の１つに記載のＰＭＤ補償器（ＴＲＦ１…ＴＲＦ８）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１による偏光モード分散を補償するための方法および請求項５による偏光モード分散補償器に関する。
【０００２】
光学的な伝送技術では、可能な限り長い光導波路伝送路が使用される。光導波路は製造条件に起因して完全に等方性ではない。長い伝送路のため、伝送される光学的信号の複屈折により周波数に関係する偏光変換、即ち偏光モード分散又は短縮して偏光分散ＰＭＤと呼ばれるそれが生ずる。これは偏光およびそれに起因する相異なる周波数に関係して伝搬時間の変化により送られるパルスの幅の広がりに通じ、それによって受信側でそれらの認識可能性が減じ、かつそれにより伝送可能なデータ速度が制限される。
【０００３】
偏光モード分散は、更に温度又は機械的応力に関係する。従って、伝送路に挿入される適応性のＰＭＤ補償が必要となる。ＰＭＤ補償器は伝送帯の範囲内の少なくとも１つの光学的搬送波周波数において、伝送路および補償器の全システムの偏光伝送特性を近似的に（第１次又は場合によりそれよりも高い次数で）周波数に無関係にせねばならない。この結果変調された信号を無歪みで伝送できる。
【０００４】
波長多重化作動ＷＤＭでは、この周波数不依存性を個々の伝送帯（伝送波長）において、少なくとも１つの各チャネルの各々の中で達成すべく努める必要がある。このような変換器／補償器への要求は低い挿入減衰、光導波路への代替性、即ち低い結合減衰および機械的な代替性および可能な限り変更可能であり、かつ周波数に関係する偏光特性である。
【０００５】
ＰＭＤ補償器を開発し、かつ補償されない伝送システムのＰＭＤ裕度を検査するため、可変に設定可能であり、それにもかかわらずコスト的に望ましく、かつ減衰の少ないＰＭＤエミュレータが使用される。これらは数１０００ｋｍまでの長さの光導波路伝送路の周波数に関係する偏光伝送特性をさまざまな条件（例えば温度変動）のもとで有意義な方法でシミュレートする。
【０００６】
ＰＭＤを補償するためには、伝送路の伝送特性と逆の伝送特性を有する補償器が適している。文献から、より強く複屈折するＬＷＬピースの間に配置されているリターダー／偏光ローテイターにより実現される補償器は知られている。リターダーは、２つの互いに直交する固有モードを変更せず、かつ等しい、理想的な場合にはごくわずかな減衰で、しかし一般に相異なる位相遅れで伝送する光学的伝送要素に対する上位概念である。
【０００７】
強く複屈折するＬＷＬ部は２つの互いに直交する主偏光を維持し、従ってまた偏光維持光導波路ＰＭＦ（偏光維持ファイバ）である。これらのＰＭＦは強く偏光分散性であり、即ち相異なる偏光は強く相異なる伝搬時間に通ずる。相応の例は会議報告“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ”、１９９５、ＯＦＣ  ９５、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａの第１９０〜１９２頁に寄稿ＷＱ２として記載されている。
【０００８】
“ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”、第１８巻、第４号、１９８２年４月、第７６７〜７７１頁には、集積された光学的な単側波帯変調器および移相器が記載されている。これはニオブ酸リチウム基板上にチップ上を延びる櫛歯状の接地電極および直列に位置する櫛歯状の電極を含み、これらの電極の歯は接地電極の歯と互いに入り組んでおり、かつそれらの内各々第２のものが第１の制御電圧又は第２の制御電圧と接続されている。この偏光変換器では±４５°の直線偏光固有モード又は円偏光固有モードを有するＴＥ‐ＴＭモード変換のみが予め与えられる。ＴＥ‐ＴＭ位相シフトへの関与は、ここでチップ長さおよびチップ温度により予め与えられ、かつ電圧によっては変更できない。この配置の欠点は、予め与えられた偏光変換が特定の光学的周波数に対してのみ有効であり、偏光変換の周波数依存性を自由に予め与えられないことにある。
【０００９】
“ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”、第２５巻、第８号、１９８９年８月８日、第１８９８〜１９０６頁には、基板としてニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ３又はタンタル酸リチウムＬｉＴａＯ３を使用する集積された偏光変換器が記載されている。これは、所望の偏光変化を生じさせるために、３つの異なる制御電圧、即ち移相器電圧および２つのモード変換器電圧しか必要としない。移相器電圧は同時に固有モードであるＴＥ（横方向電気）波とＴＭ（横方向磁気）波との間の位相遅れを生じさせるが、相互間の変換は生じさせない。両方のモード変換器電圧の一方は固有モードとして±４５°の勾配角度を有する直線偏光を持ったＴＥ‐ＴＭモード変換を生じさせ、他方は固有モードとして円偏光を有するＴＥ‐ＴＭモード変換を生じさせる。しかし予め与えられた偏光変換は、特定の光学的周波数に対してのみ有効になる。他の光学的周波数では、偏光変換はこの特定の光学的周波数に対して設定された偏光変換に関係して生ずる。
【００１０】
“Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ  ＥＣＩＯ”８７、グラスゴウ、スコットランド、編集者ＷｉｌｋｉｎｓｏｎおよびＬａｍｂ、第１１５〜１１８頁には簡単な電極形態を有するＴＥ‐ＴＭ変換器が記載されている。
【００１１】
これらの公知の装置は、例えば受信器内の偏光補償器として偏光変換のために使用される。それらはＰＭＤ補償器としては計画されていない。
【００１２】
“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、１９９４年２月１７日、第３０巻，第４号、第３４８〜３４９頁には、同じくＰＭＤ補償のための方法が記載されている。ここでは伝送要素として偏光変換器により結合された偏光維持ファイバ（ＰＭＦ）の多くの個所が使用され、かつＰＭＤ補償のため後段に接続されている偏光維持ファイバを有する偏光変換器が使用される。生ずる減衰は必要なスプライス結合のために非常に高くても差し支えない。
【００１３】
ここには、光学的受信器へのＰＭＤ補償器の接続および補償器の設定のための調節基準の取得も記載されている。機能的に類似の装置は、ＯＥＣ９４（幕張メッセ、日本）論文集、寄稿１４Ｅ‐１２、第２５８〜２５９頁に載っている。
【００１４】
実際には、前記の文献に記載された補償器は、非常に少数のセクションのＰＭＦに制限される。それにより調節基準の最適化の際にサイドオプティマムが生じるので、補償器を最適に設定できない。
【００１５】
ドイツ特許出願第１９８１６１７８．６号明細書は、ＰＭＦからのみ成るＰＭＤ補償器を開示する。しかしながら機械的に動く部分が必要である。
【００１６】
従って、本発明の課題は、多数の設定可能性を保証し、かつ利用される伝送帯の内側で可能な限り任意の、周波数に関係する偏光変換を適切な補償の目的で可能にするＰＭＤ補償のための方法およびＰＭＤ補償器を提供することにある。
【００１７】
本発明によるＰＭＤ補償器の利点は、汎用的な応用可能性にある。多くのパラメータによって定まる現象である偏光モード分散は、原理的に多くの自由度に相応して適当な設定可能性によってのみ補償される。個別的な制御電圧により、ＰＭＤ補償の目的でも、ＰＭＤエミュレーションの目的でも、第１次よりも高い次数の任意のＰＭＤも非常に高い精度で形成されるように、多くの相異なる周波数に関係する偏光変換が設定され、かつ作動中に実行される。
【００１８】
別の利点は、集積された光学的構成要素において通常の小さい寸法と、本発明によるＰＭＤ補償器内で偏光変換の機能と相異なる偏光に対する相異なる伝搬時間の発生の機能とを１つの構成要素の上に集積できるという事実とである。
【００１９】
ＰＭＤ補償器は同じくＰＭＤエミュレータとして、又は偏光変換器として使用可能である。
【００２０】
ＰＭＤ補償器の変形例は一層コンパクトな構成形態を可能にする。
【００２１】
以下、実施例により本発明を一層詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明によるＰＭＤ補償器ＴＲＦ１を示す。これはニオブ酸リチウム基板ＳＵＢを有するチップとして形成されている。他の考えられる材料は、タンタル酸リチウム又は類似の高屈折性の材料である。
【００２３】
結晶学上の軸ＹおよびＺは紙面内に位置しており、結晶学上の軸Ｘは紙面に直交している。結晶の表面上に導波路ＷＧがチタン拡散により形成されている。導波路ＷＧは、ＴＥ（横方向電気）波およびＴＭ（横方向磁気）波が約０．０７の屈折率差により伝搬するよう、単一モードである。
【００２４】
基板ＳＵＢの表面上に、櫛状をなし、その歯（針状導体、指）が導波路に対して垂直に配置された導電性の櫛歯状電極が蒸着されている。同じく導波路に対し垂直に配置された歯を持つ電極Ｍが蛇行状に全チップにわたって延びており、かつ接地される（接地電極）。他方の櫛歯状のモード変換器電極Ｅｉｊ（ｉ＝１、２、ｊ＝１、２…ｎ）は互いに電気的に絶縁されている。電極における電圧Ｕｉｊは導波路ＷＧの中に、周期的に伝搬方向Ｙ又はそれと反対の方向に延びる電界を発生する。電極のすぐ下で、それは周期的にＸ方向又はそれと反対の方向に延びている。光学的な波、即ち光学的な信号ＯＳは、チップを入口ＩＮから出口ＯＵＴへ通過する。個々の櫛歯間の周期長さＬは、ＴＥ波とＴＭ波との間のビート波長にほぼ等しく選ばれている。ビート波長は、固有モードとしてＴＥ波およびＴＭ波を有するリターダーが、これらの固有モードの間にまさに３６０°の位相遅れを有する波長である。従って混合偏光の際には、これらが周期的にビート波長の倍数の間隔で繰り返す。光学的波長が１５５０ｎｍ（ナノメートル）の場合、ニオブ酸リチウム内のビート波長は約２１μｍとなる。従って歯幅（指幅）および電極間隔はそれぞれほぼＬ／４に等しく選ぶのが目的に適っている。それによって、歯幅および中間間隔が等しい大きさである、均等な構造が得られる。可変の位相を持つＴＥ‐ＴＭ変換を実行できるように、それぞれいくつかの歯周期の後に交互にほぼＬ／４および３Ｌ／４の追加的な間隔が設けられる。それによってＴＥ波とＴＭ波との間に９０°又は２７０°の位相遅れが得られ、後者により前者が再び取り消され、従って相異なる位相角を有するＴＥ‐ＴＭ変換が効果を現す。これはさらに詳細に説明する。ＰＭＤ補償器又はその部分の入口における純粋なＴＥ波の際には、電極に制御電圧が与えられない限り、出口にも純粋なＴＥ波が生ずる。適当に選ばれた駆動電圧に対しては、入口側のＴＥ波は純粋なＴＭ波に変換される。これらの駆動電圧を小さくすると、出口にＴＥ波およびＴＭ波から成る混合波が生じ、その位相差は自由に選択可能である。特に駆動電圧をほぼ半減すると、出口に４５°直線性、右旋性、−４５°直線性、左旋性および再び４５°直線性の間で設定可能な偏光状態が生ずる。接地電極Ｍはこれらの個所において、それぞれほぼＬ／２又はＬの全幅を持つ（モード電極とセルとの間の接地電極は原理的により狭くされ、又はボンドワイヤーにより置換される）。
【００２５】
それぞれ少なくとも２つのモード変換器電極Ｅ１ｊおよびＥ２ｊ（ｊ＝１，２…ｎ）は対応付けられ、かつ電極Ｅ１ｊ又はＥ２ｊの中に噛み合わされている接地電極セグメントを含めて、セルＰｊとして理解される。セルは同じく、モード変換器電極のように、モード変換器として理解される。モード変換器電極が基板材料のビート波長のモジュロワンハーフだけ異なる位置を有する限り、それはモード変換の強さおよび符号だけでなくその位相も選べるモード変換器である。２つの電極により構成されたセルでは、これらは２つのパラメータに関係する対の制御電圧により駆動される。実施例はこのようなセルに限定している。しかし原理的には相異なる電極および／又は相異なる多くの数の電極により構成された、相異なる大きさのセル又はモード変換器電極の相異なる配置も可能である。複屈折性の基板材料中で実現されるあらゆる偏光変換器は１セルであってよい。
【００２６】
実施例ではｎ個のセルが設けられており、その際に数ｎとしては約２５ないし５０の値が実際的である。しかしセルの電極Ｅ１ｊおよびＥ２ｊにおける電圧はそれぞれ同一ではなく、即ち“Ｐｒｏｃ．４ｔｈ．  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ（ＥＣＩＯ  ８７）”、グラスゴウ、英国、１９８７年５月１１〜１３日、第１１５〜１１８頁に記載されているように、縦方向の位置座標の関数としてサイン状に可変ではなく、個別的に又は群の中で自由に設定可能である。
【００２７】
群の中で自由に設定可能とは、次のことを意味する。例えばＵ１ｊ、Ｕ１（ｊ＋１）、Ｕ１（ｊ＋２）、…ないしＵ１（ｊ＋９）、（ｊ＝１，１１，２１，…）は同一であってよく、同じくＵ２ｊ、Ｕ２（ｊ＋１）、Ｕ２（ｊ＋２）、…ないしＵ２（ｊ＋９）、（ｊ＝１，１１，２１，…）は同一であってよい。この例では各１０個の隣接するセルの形式Ｅ１ｊの電極に等しい電圧が与えられ、同じく１０個の隣接するセルの形式Ｅ２ｊの電極も等しい電圧が与えられる。これは電極間の導電接続により容易に実現される。ＰＭＤ補償器の可変性の制限は、電極の中間空所の耐電圧性により与えられる。理想的には、偏光変換は任意に短い長さで行えるべきであるが、それに応じて相応に高い電圧が必要となる。従って製造の際には、高い耐電圧性に注意する必要がある。これは、例えば結晶表面上に絶縁層を被着することにより達せられる。
【００２８】
従来の技術では、２つの選択可能なモード変換器電圧又はモード変換器電圧パラメータにより、２つの自由度を持つ偏光変換が光学的周波数に対し特定化されるだけであり、全ての他の光学的周波数に対する偏光変換はそれから生ずるが、本発明によれば個別的又は群個別的に、一般に各２つの選択可能なモード変換器電圧により駆動されるより多くのモード変換器電極、セル又はセル群のカスケード接続により、偏光変換がより多くの光学的周波数において広い限度内で互いに無関係に予め定められる。このことは本発明のその他の実施例に対しても当てはまり、図３に示す例では、２つの代わりにそれぞれ３つの駆動電圧、そしてそれに伴いセル毎に３つの自由度が生じている。しかしこの例では、追加的な自由度はモード変換ではなく差位相シフトに関するものである。後者は作動波長を選択する役割をする。勿論それは発生又は補償されるＰＭＤにも影響するが、最適に設定された作動波長の近傍で達成可能な、差位相シフトによるＰＭＤの変更は、一般にモード変換器電極の駆動によっても達成できる。従って、差位相シフト使用の主たる理由は、所望の作動波長へのＰＭＤ補償器の適合である。
【００２９】
複屈折性の基板材料内に形成され、かつそのモード変換位相が位相および直角位相内で２つのパラメータにより設定可能な単一のモード変換器は、ＰＭＤに特別な場合にしか望ましい影響を与えず、又はＰＭＤを全く補償しない。技術的に有意義なＰＭＤ補償のために、それは不適である。
【００３０】
しかし本発明によれば、少なくとも１つの別の制御電圧を有する少なくとも１つの別のモード変換器が付加され、その際に全体で少なくとも３つのモード変換の役割をするモード変換器の合計で３つの制御電圧が、少なくとも３つのパラメータにより決定される。最も簡単な場合には、パラメータは使用される制御電圧と同一である。制御電圧の有意義な低い数は４ないし６である、即ち少なくとも例えば各２つのモード変換器電極を有する２つのセルを含む。目的に適った実施例では、少なくとも１０の相異なる制御電圧により動作する。
【００３１】
例えば電気導線を十字交差する等、チップ上の配線を複雑化する用意がある場合には、絶縁性の中間層を用いた図２による変形例ＴＲＦ２が実現される。モード電極Ｅ１１およびＥ１２、Ｅ２１およびＥ２２、…ないしＥｎ１およびＲｎ２は、ここでは相前後して接地電極Ｍの、２つの歯の間に位置している。縦方向電界の最大強さが等しい場合、この変形例は図１によるＰＭＤ補償器よりも若干短い伝送路上で偏光変換を行うことができ、従ってまたチップＣＨ２の全長が等しい際に偏光変換のより大きい変更可能性を与える。電極の歯の周期性は、さらに引き続いてＬである。それらの幅および間隔は約Ｌ／６である。接地電極の間隔又は幅を拡大することは不必要である。
【００３２】
変換器の別の実施例ＴＲＦ３を図３に示す。横方向の電気的かつ磁気的な位相シフトを、“ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”、第２５巻、第８号、第１８９８〜１９０６頁から知られているように、導波路に対して垂直に結晶学的なＺ軸に沿って延びる電界によりもたらすことは有利である。それにより達成可能な、３つの自由度により特徴付けられ、ＰＭＤの補償の際に若干容易に意のままの調節作用を生じさせることができ、かつ特に、上述のように所望の作動波長へのＰＭＤ補償器の適合を生じさせられる楕円偏光変換は有利であり、それに対し、より僅かな位相シフトしか不可能な、より小さい電気光学的係数は不利である。チップＣＨ３のセルＰＰｊ（ｊ＝１，２，…ｎ）は同じく、電圧Ｕ１１、Ｕ２１、…により駆動されるモード変換器電極を含んでいる。モード変換器電極の間に、電圧Ｕ３ｊ（ｊ＝１，２，…ｎ）により駆動される移相器電極ＥＰ１、…が配置されている。これらは個別的に又は群の中で個別的に自由に選ばれる、即ち例えば相異なるサブスクリプトｊにより特徴付けられる群の電圧Ｕ３ｊ、Ｕ３（ｊ＋１）、Ｕ３（ｊ＋２）、…ないしＵ３（ｊ＋９）、（ｊ＝１，１１，２１，…）は各々の群内で同一に選ばれる。移相器電極の移相器セクションは、それぞれビート波長の整数倍をビート波長の４分の１だけ上方又は下方超過する相異なる長さ、即ちＬ（Ｎ＋１／４ ）又はＬ（Ｋ−１／４ ）Ｎ，Ｋ＝１，２，３，…、を有する。この方法で、図１と同じく、櫛歯状の電極が、それぞれ等しい位相を有するＴＥ‐ＴＭ変換を生じさせる２つの群Ｅ１１ないしＥ１ｎおよびＥ２１ないしＥ２ｎを形成する。従って必要な場合には再び、隣接するセル群の電極に与えられるいくつかの電圧、即ち例えばＵ１，１ないしＵ１，１０、Ｕ１，１１ないしＵ１，２０，…，即ちＵ１ｊないしＵ１（ｊ＋９），（ｊ＝１，１１，２１，…）は同一であってよく、同じく電圧Ｕ２ｊないしＵ２（ｊ＋９），（ｊ＝１，１１，２１，…）も同一であってよい。これらの利点を利用する必要がないときは、全ての電極が、図１又は２中でも可能なように、個別的に駆動される。
【００３３】
集積光学では、種々の結晶カットと材料との間の切換が全く普通に行われている。例えばＩＥＥＥ  Ｊ．  Ｌｉｇｈｔ  Ｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＬＴ‐５、第９号、１９８７  第１２２９〜１２３８頁には、図３により、集積光学構成要素、そこでは変調器を等しくＸカットにより、またＺカットにより構成することが詳述されている。上記の例ではＺカットからＸカットへの移行の際に電極構成が切換えられる。何故なら、更に引き続いて同一の電気光学的係数を利用せねばならず、かつ電界が同一の結晶軸、上記の例ではＺ軸方向に延びていなければならないからである。
【００３４】
図１ないし３による実施例は類似の方法で、図７に示すように変形される。図１ないし３では、モード変換器はＺ偏光とＸ偏光との間のモード変換を実行している。ニオブ酸リチウム内では、これは電気光学的係数ｒ５１を使用し、複屈折する導波路ＷＧのビート波長Ｌにより周期的な準静的なＸ方向の電界により行われる。図１ないし３は、例えばニオブ酸リチウムを使用してＸカットおよびＹ伝搬方向により実現されるが、図７の実施例のＴＲＦ５は、例えばニオブ酸リチウムを使用し、ＺカットおよびＹ伝搬方向により実現される。結晶軸のこの方位が図７中に記入されている。図１ないし３では、紙面と直交する、即ちＸ軸に沿って延びる周期的な電界がＸ軸とＺ軸との間のモード変換を生じさせるが、図７中では紙面内を導波路ＷＧに対して横方向に延びる周期的な電界である。適当な配置が、基板ＳＵＢの一部分として図７に示されている。そこには、群個別的な駆動の際により大きいモード変換器の部分であるモード変換器ＰＭｊ（ｊ＝１…ｎ）が示されている。導波路ＷＧの各々の側に櫛歯状の電極ＥＭＣ１１ｊ、ＥＭＣ１２ｊ、ＥＭＣ２１ｊ、ＥＭＣ２２ｊ（ｊ＝１…ｎ）が取付けられている。電極ＥＭＣ１１ｊ、ＥＭＣ１２ｊ、ＥＭＣ２１ｊ、ＥＭＣ２２ｊは、光学的および電気的なフィールドの可能な限り大きいオーバーラップ積分を達成するため、横方向にほぼ導波路ＷＧの縁において終端している。チップ表面と電極の間に、かつ必要な絶縁のため十字状に交差する電極の間に、通常の絶縁性バッファ層、例えばＳｉＯ２が被着されていてよい。一方の側の電極ＥＭＣ１１ｊ、ＥＭＣ１２ｊはモード変換器電圧Ｖ１ｊ又はＶ１ｊを与えられ、他方の側の電極ＥＭＣ２１ｊ、ＥＭＣ２２ｊは、電圧Ｖ２ｊおよび−Ｖ２ｊを与えられる。それらは先にあげた側の電極に比べて複屈折する結晶ＳＵＢのビート波長Ｌの４分の１、Ｌ／４だけ伝搬方向Ｙの方向にずらされている。間隔がＬ／４と異なる場合、Ｖ１ｊおよびＶ２ｊは直角位相ではなく、相応の他の位相角により互いにずれたモード変換に相応する。また導波路の側の電極間隔および電極幅は約Ｌ／４である。各側の両方の櫛歯状電極は、十字交差点における絶縁性の中間層により互いに絶縁されており、それぞれビート波長Ｌの周期を有し、かつ互いにビート波長Ｌの半分、Ｌ／２だけずらされている。モード変換器電圧Ｖ１ｊおよびＶ２ｊおよびこれらに関係する反転された電圧−Ｖ１ｊおよび−Ｖ２ｊ（即ち電圧Ｖ１ｊおよびＶ２ｊに比べてまさに逆極性の電圧）によりモード変換は同相および直角位相で行われる。このことはモード変換された信号のエンドレスの偏光変換およびエンドレスの位相シフトを可能とする。
【００３５】
図８に示す他の実施例ＴＲＦ７では、導波路側のモード変換器電極の１つが省略される。他方の側で、両電極が接地電極ＥＭＣにより置換される。効率を改善するため電極ＥＭＣは、導波路にオーバーラップする突出部を有するが、これらの突出部は存在しなくてもよい（図９、ＴＲＦ７）。この配置は、残された電極ＥＭＣ１１ｊ、ＥＭＣ２１ｊ、ＥＭＣが十字交差しないという利点を有する。モード変換器ＰＭｊ（ｊ＝１…ｎ）のこの実施例は、同じく両方の直角位相でのモード変換を可能とするが、電圧Ｖ１ｊを有する第１のモード変換器電極ＥＭＣ１１ｊとならんで電圧Ｖ２ｊを有する第２のモード変換器電極ＥＭＣ２１ｊが設けられていることを条件とする。両方の電極はチップＳＵＢ上でビート波長Ｌの４分の１の奇数倍、３Ｌ／４だけ伝搬方向Ｙの方向に互いにずらして取付けられている。同相および直角位相に自由に選択可能な大きいモード変換度を達成するため、好ましくは電極ＥＭＣ１１ｊとそれに続くモード変換器ＰＭ（ｊ＋１）の相応の電極ＥＭＣ１１（ｊ＋１）との間の間隔として、ビート波長Ｌの整数（又は半数）倍の間隔を有する、より多くの又は多くのモード変換器ＰＭｊ（ｊ＝１…ｎ）が設けられる。このカスケード接続は図１に類似して行われる。
【００３６】
ニオブ酸リチウムにおける大きな帯域幅は、ＰＭＤの補償可能性は確かに小さくなるが、例えばよりわずかな複屈折およびそれに従ってより大きいビート波長Ｌを有するタンタル酸リチウムにより達成される。
【００３７】
図７および８の実施例に類似した、特にＧａＡｓやＩｎＰのようなＩＩＩ／Ｖ族半導体に対して使用されるモード変換器の代替的な実施例は、“Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ  ＥＣＩＯ  １９８７”、グラスゴウ、１９８７年５月１１／１３日の会議論文集、第１１５〜１１８頁および“Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  １９９０”の会議論文集、第３０９〜３１２頁に記載されている。ＩＩＩ／Ｖ族半導体中には光学的増幅器も形成される。このことは、ＰＭＤ補償器の減衰が既にチップ上で再び補われるという利点を持つ。欠点としては、ＩＩＩ／Ｖ族半導体の増幅率が偏光に関係していることが挙げられる。しかし、例えば相異なるバイアスを与えられた量子箱により、ＴＥをＴＭよりも強く又はその逆に増幅する増幅器を構成することが可能である。それらの増幅を、それぞれポンプ電流により調節される２つの対照的な増幅器のカスケード接続により、こうして偏光に無関係な増幅が達成される。ＩＩＩ／Ｖ族材料中での減衰も、例えばニオブ酸リチウム中より強く偏光に関係するので、その偏光依存性を組み込まれた光学的増幅器の逆の偏光依存性により除去できる。
【００３８】
光学的な伝送路上にも、偏光依存性損失、ＰＤＬとも呼ばれる偏光に関係する損失がある。それらは、例えば偏光に関係するアイソレータ又はカップラにより生ずる。ＰＤＬがＰＭＤの存在中に作用すると、伝送時に追加損失が生ずる。従って、偏光モード分散補償器ＴＲＦ８の特別な実施例では、図１０により基板ＳＵＢ上にモード変換器ＰＨＬｊ（ｊ＝１…ｎ）とならんで光学的増幅器ＯＶｊ（ｊ＝１…ｎ）も設けられる。図１１には図１０の詳細セクションとして特定のモード変換器ＰＨＬｊおよび前段又は後段に接続されている光学的増幅器ＯＶｊが示されている。前者は制御信号ＶＰＨＬｊｐ（ｊ＝１…ｎ、ｐ＝１…ｆ）を受ける。最大値ｆを有するインデックスｐは、それぞれモード変換器ＰＨＬｊ内で意のままになるモード変換器制御信号の数に関する。後者はポンプ信号ＯＶＰｍｊ（ｍ＝１…２、ｊ＝１…ｎ）を受ける。
【００３９】
ポンプ信号端子ＯＶＭ１ｊによってＴＥ増幅が、またポンプ信号端子ＯＶＭ２ｊによってＴＭ増幅がそれぞれ強く影響される。信号ＯＶＭ１ｊ、ＯＶＭ２ｊはこうして信号ＯＶＭＶｊ、ＯＶＤＶｊの適当な組み合わせ、例えば線形組み合わせにより発生される。これら信号の内の一方であるＯＶＭＶｊは、少なくとも近似的に平均的な増幅のみに、他方ＯＶＤＶｊは少なくとも近似的に差ＴＥ‐ＴＭ増幅のみに影響する。これらの組み合わせは、図１０中に示すように、例えば抵抗および演算増幅器から、又はマイクロプロセッサプログラムにより実現される演算機構により形成される。本発明によればモード変換器信号ＶＰＨＬｉｊに追加的に信号ＯＶＤＶｊの変更により、モード変換器ＰＨＬｊがＰＭＤとならんで同時に存在しているＰＤＬも補償する。
【００４０】
この実施例で図４の反射器の代わりに、図１０に示すように、導波路ＷＧの湾曲ＫＲ１、ＫＲ２をビーム偏向のために設けてもよい。このような湾曲は“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、１９９９年４月１５日、第３５巻，第８号、第６５４〜６５５頁に示されるようにフォトニックなバンドギャップ材料により実現される。
【００４１】
ＰＭＤの補償又はエミュレーションと共に、ＰＤＬの補償又は発生は半導体材料又は光学的増幅器を有する材料のみに制限されない。例えばニオブ酸リチウムのような受動的な材料中にも、例えばその結合が電気光学的に変更される、全ての偏光に関係するカップラのような二色性の要素ＯＶｊ又は偏光に関係する干渉計が、制御信号ＯＶＤＶｊにより特定の互いに直交する偏光された波、特にＴＥおよびＴＭの減衰の差が設定されるように使用される。この場合、図１０は本発明のこのような実施例に対するブロック回路図でもある。
【００４２】
図４は、導波路ＷＧの折り返されたビーム路を持つ、ＰＭＤ補償器の実施例ＴＲＦ４を示す。チップＣＨ４の終端は、金属又は誘電体の鏡ＭＩを備える。鏡への衝突の直前に導波路ＷＧは、可能な限り理想的な反射およびすぐ次の部分への供給が行えるよう湾曲されている。鏡面化は、その中心に鏡が位置するカップラにより置換できる。これは、鏡ＭＩの長手方向の位置精度に対する要求を減ずるが、正確でない製造の際には、より強い望ましくない反射を生じさせる。
【００４３】
入口ＩＮおよび出口ＯＵＴの範囲内で導波路終端は、導波路ＷＧと外部の石英ガラス導波路との間で非常に低反射の移行が行われるように、例えば６〜８°の角度で切断されている。斜めの切断は、図１〜５のチップにも使用できる。誘電性のデレフレクションのような他の低反射の移行も利用可能である。個々のセルＰ１、Ｐ２、Ｐｊ、Ｐｎは図１ないし３のように形成されていてよい。
【００４４】
なお補足すべきこととして、チップの温度変更によって変換特性を変更する可能性も存在する。従って、この効果を望まないならば、チップの温度を一定に保つ、即ち調節器内に組み入れる等の考慮を払う必要がある。
【００４５】
図５は適応性ＰＭＤ補償器ＴＲとしての使用例を示す。光学的送信器ＴＲ、光導波路ＬＷＬにより実現された伝送路および光学的受信器ＲＸを有する伝送路を示す。受信器はホトダイオードＰＤを含み、その後に決定器ＤＦＦが接続されている。決定器の出力端ＯＤから伝送されるデータ信号が出力される。
【００４６】
ホトダイオードの前に光学的信号ＯＳの偏光モード分散を補償するためのＰＭＤ補償器が接続されている。増幅器のような他の詳細は、図面を見やすくするために図示していない。
【００４７】
調節基準は、例えばホトダイオードの出力端から出力されるベースバンド信号ＢＢから得られる。これは、例えば伝送される（２値）データのほぼ半分のシンボルレートを持ち、帯域通過フィルタとして構成されたフィルタＦＩ１を介して行われる。これは、最大生ずるＰＭＤ値がデータ信号のシンボル継続時間よりも小さいときに目的に適っている。しかしフィルタは、その限界周波数がシンボルレートの約１／１０〜１／４である低域通過フィルタとして構成されてもよい。それによって、一層大きなＰＭＤ値も一義的に検出できる。フィルタの後に第１の検出器ＤＥＴ１、例えば整流器が取付けられる。こうして得られた検出器出力電圧は、調節器ＭＰ、好ましくはアナログディジタル変換器およびディジタルアナログ変換器ならびにＰＭＤ補償器Ｃを駆動するための演算増幅器を有するマイクロプロセッサに供給される。
【００４８】
小さいＰＭＤ値も大きいＰＭＤ値も一義的に検出できるように、別のフィルタおよび検出器ＦＩ２およびＤＥＴ２を設けてもよい。
【００４９】
帯域通過フィルタを使用する場合、ベースバンド信号ＢＢのアイアパーチュアが最大であるときに出力電圧Ｕ１は最大となる。これは無歪みの最適な伝送の場合に相当する。低域通過フィルタを使用する際にも、ベースバンド信号のアイアパーチュアが最大であるときに検出器出力電圧Ｕ２も最大である。
【００５０】
調節器の出力信号は、ＰＭＤ補償器が必要とする電圧Ｕｉｊ（ｉ＝１、２、３、ｊ＝１、２、…ｎ）である。調節器ＭＰは電圧Ｕｉｊを個々に又は群として変更する。最大可能な検出器出力電圧を達成する電圧は維持される。この方法で伝送路の偏光モード分散がＰＭＤ補償器により最適に補償される。
【００５１】
エミュレータＥＭＵとしてのＰＭＤ補償器の使用法を図６に示す。設定装置ＥＲを介してマイクロプロセッサＭＰ１が信号を受け、これらの信号をマイクロプロセッサＭＰ１が相応の制御電圧Ｕｉｊに変換する。制御電圧Ｕｉｊは、簡単なバージョンではポテンショメータによっても設定可能である。
【００５２】
送信器ＴＲから供給される光学的信号は、変換されて増幅器ＯＶの出力端ＯＥから出力される。後者は省略してもよい。
【００５３】
前記の材料、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびＩＩＩ／Ｖ族半導体の他に、チップ又は基板ＳＵＢ上にＰＭＤ補償器を実現する上でなお多くの別の可能性が存在する。チップ／基板は、導波路ＷＧが複屈折性であるように、複屈折性であってよいが、チップ／基板は、導波路ＷＧ自体が複屈折性の材料からなっている限り、非複屈折性（等方性）であってもよい。
【００５４】
例えば導波路ＷＧは、液晶、液体又は固体のポリマーから成っていてよい。製造のためには、導波路チャネルが基板材料中で型をとられる。必要な場合、この導波路材料の初期の方位付けが電界により行われる。
【００５５】
図１２の実施例では、覆い板ＣＤがその上に載せられた、好ましくはポリマーから成るチップ／基板ＳＵＢが端面から見た断面図で示されている。導波路ＷＧの結晶軸ＸおよびＺの位置は図１〜３における位置に一致しており、後者の図面は図１１による実施例を平面図で、透視の際には基板覆いＣＤを通して示す。例えば図７〜１０による他の実施例では、結晶軸の位置は上記の位置と異なっていてよい。覆い板ＣＤの材料はポリマーであってもよい。しかし基板および覆い板に対して石英ガラス（二酸化シリコン）およびシリコンおよび他の光学的に低減衰の材料を使用することも考えられる。
【００５６】
ポリマー中に圧入される硬い型による導波路および光導波路連結のためのＶ溝の製造方法は“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、１９９８年７月９日、第３４巻、第１４号、第１３９６〜１３９８頁およびそこに挙げられた文献に記載されている。
【００５７】
良好な電気光学的係数ｒ３３を有する固体のポリマーは、“２４ｔｈ．  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”、マドリッド、１９９８年９月２０〜２４日、第５０１〜５０２頁に記載されている。しかしながらここで要求される応用に対しては、他の電気光学的係数が必要である。
【００５８】
図１１による別の実施例では、導波路ＷＧが複屈折性の強誘電性の液晶から成っている。導波路はポリマー基板の表面におけるポリマー基板の凹部中に入れられている。凹部の製造は、基板の製造の際又はその後に金属型により行われる。覆い板の上に電極Ｅｌｉｊ、Ｍが、例えば蒸着により取付けられる。図示するように、光学的フィールドの少なからぬ部分が電極内に発散する限り、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような光学的に低損失の材料を使用する必要がある。それらに外から電圧が与えられるように、電極はリード線をも有する。
【００５９】
強誘電性の液晶は、それが横方向電磁界に対する電極間の電界の印加なしでＺ方向（右図部分の紙面内）に対しＸ方向（左図部分参照）とは異なる屈折率を示すよう方向を決められる。しかしＹ方向の静電的な電界成分により、複屈折の主軸が変化する。この主軸の角度変化はチルト角と呼ばれる。これはＣｌａｒｋ‐Ｌａｇｅｒｗａｌｌスイッチでは強くしかしヒステリシスなしで、変形らせんの強誘電性の液晶（ＤＨ‐ＦＬＣ）では同じく強く、またエレクトロクライン液晶（ｅｌｅｋｔｒｏｋｌｉｎｅ  ＦＬＣ）ではより弱くしかし比較的速く変化する。この構成要素に対してはエレクトロクラインおよびＤＨ‐ＦＬＣが最も適した候補であると思われる。
【００６０】
エレクトロクライン効果は、一例として“ＰＨＹＳＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、第３８巻、１９７７年、第８４８頁以降に記載されている。変形らせんの強誘電性効果は“Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ”、第５巻、１９８９、第１１７１頁以降に記載されている。強誘電性の液晶に関する広い展望は“強誘電性の液晶−原理、性質および応用”、シリーズ“Ｆｅｒｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ”の第５巻、編集者Ｇｅｏｒｇｅ  Ｗ．Ｔａｙｌｏｒ、ＧｏｒｄｅｎおよびＢｒｅａｃｈ、Ｓｃｉｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、ＩＳＢＮ  ２‐８８１２４‐２８２‐０に記載されている。
【００６１】
本発明のこの実施例の別の機能は、既に図１ないし３との関連で説明した。
【００６２】
両方の固有モード（ここではＸ偏光およびＺ偏光）間の屈折率の差は、ニオブ酸リチウム内よりも大なので、所与の全体長さの際により大きい差群伝搬時間が得られ、このことはＰＭＤ補償のために有利である。別の利点はＦＬＣの大きい電気光学的係数である。それにより非常に少数のおよび／又は短い電極ＥＬｉｊが使用される、この結果帯域幅を拡大し、かつ例えば温度安定化が不要になる。
【００６３】
電極又は電極部分は、図１ないし３と異なる電極配置の場合にも、基板ＳＵＢの上に取付けられていてよい。
【００６４】
さらに、液晶の初期の偏光を容易にする追加的な電極が取付けられる。Ｘ方向に延びる電界を発生するため、図１１では大面積の電極ＰＥ１、ＰＥ２が基板半部ＳＵＢ、ＣＤの外側に設けられ、又は構成要素が大面積の電極の上又は２つの大面積の電極間に載っている必要がある。連続した電極により導波路の底を覆うことも可能である。Ｚ方向に延びる電界を発生するため、電極が導波路とならんで左および右に基板部分ＳＵＢ又はＣＤ上に設けられる。基板部分ＳＵＢ上にそれらを取付ける場合、初期の偏光が載せられた基板部分ＣＤなしでも、そこに位置する電極が偏光フィールドのＺ経過を乱さないように行われる。
【００６５】
偏光のための有望な可能性は、導波路の１つ又は多くの壁を化学的、熱的又は機械的に処理し、又は被覆することである。別の形成自由度は、ＦＬＸ中の大きい電気光学的効果により生ずる。このため櫛歯状電極は、場合により、極めて細くされる。それにより光学的帯域幅が大きくなる。高い電気光学的係数の別の結果は、導波路の部分、例えば１００〜２０００μｍ毎に１０〜２００μｍのみが偏光変換のために必要となることである。それにより他の、例えばより強く複屈折する材料又はより弱く減衰する材料が偏光変換器の間に位置している導波路部分に対して使用される。固体又は液体のポリマー、ネマチック液晶および類似の材料が考慮の対象になる。
【００６６】
基板としてポリマー又はシリコンを使用する場合、石英ガラスから成る光導波路との本発明の結合のために能動的な調節を不要とし、かつこうして経済的に望ましい製造を可能にするＶ溝が刻印され、又は異方性にエッチングされる。シリコン上又は石英ガラス中に導波路を形成するための技術は、例えば“２４ｔｈ．  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”、マドリッド、１９９８年９月２０〜２４日の会議論文集、第３１９〜３２８頁およびそこに挙げられた文献に記載されている。
【００６７】
図１ないし３の実施例では、垂直な電界により偏光を変更させる電気光学的な係数ｒ５１が要求されている。同じく、縦方向の電界により使用されるｒ５２も使用可能であろう。結晶軸の方位切換により、場合によっては他の電気光学的係数、例えばＹカットおよびＸ伝搬方向におけるｒ４２又はｒ４１、ＺカットおよびＸ伝搬方向におけるｒ４３又はｒ４１、ＺカットおよびＹ伝搬方向におけるｒ５３又はｒ５２も使用できる。
【００６８】
これまでは主にＰＭＤ補償のための複屈折する材料について述べてきた。導波路複屈折は勿論、しばしば簡単に基板複屈折により達成される。基板材料又は導波路自体が複屈折性であれば十分である。
【００６９】
作用原理の一般化では、相異なる伝搬速度を有する２つのモード間のモード変換が可能であるＰＭＤ補償のためのあらゆる配置が、ＰＭＤ補償又はエミュレーションのために適する。こうして一般に、主モードが主偏光（主偏光状態）の代わりをする。これらは最大可能な群伝搬時間差を有するモードである。縦方向に均一な実施例では、主モードおよび主偏光は固有モードと同一である。
【００７０】
図１３の実施例ＴＲＦ９では、ＸカットおよびＺ伝搬方向を持つニオブ酸リチウム結晶が使用されている。他の結晶カット又は材料も可能である。それは２モードの導波路ＷＧを有する。導波路ＷＧは、２つの導波路ＷＧ１、ＷＧ２を含んでいる。それらは幅が相異なるので、相異なる群伝搬時間を持つ。それらは光子交換された材料中を延びるため、ＷＧ１、ＷＧ２中をそれぞれ偏光のみが伝搬可能であり、かつこうしてＷＧはただ２モードである、即ちその両方の主モードを導く。ＷＧの上にモード変換器（Ｐ１，…Ｐｊ，…，Ｐｎ）が分配されている。これらは、この結晶カット中に、本質的に導波路ＷＧ１、ＷＧ２に対し平行に延びる各々２つの電極Ｅ１ｊ、Ｅ２ｊ（ｊ＝１…ｎ）を持つ。それらはＷＧ１、ＷＧ２の範囲内にそれぞれ水平の電界を発生し、それにより両方の導波路モード間に差位相シフトを発生させる。従って電極Ｅ１ｊ、Ｅ２ｊ間の制御電圧の変更により両導波路間の結合が変更されるので、導波路モードが多かれ少なかれ強く互いに変換される。ＰＭＤを補償するには、装置の前又は後に偏光ビームスプリッタＰＢＳ５、ＰＢＳ６を接続する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による偏光モード分散補償器の構成。
【図２】十字交差する電気導体を有する変形例。
【図３】導波路方向に対して垂直に延びている電界を有する変形例。
【図４】折り返されたビーム経路を有する変形例。
【図５】適応性補償器。
【図６】エミュレータ。
【図７】他の結晶カットを有する本発明による偏光モード分散補償器の変形例。
【図８】電極の十字交差なしの別の変形例。
【図９】歯のない接地電極を有する変形例。
【図１０】光学的増幅器を有する変形例。
【図１１】その詳細を示す図。
【図１２】基板の中に埋め込まれた導波路を有する断面図。
【図１３】２モードの導波路を有する変形例。
【符号の説明】
ＢＢ      ベースバンド信号
Ｅ１１、・・・Ｅ１ｎ、Ｅ２１、・・・Ｅ２ｎ    モード変換器電極
ＥＭＵ    エミュレータ
ＥＰ１・・・ＥＰｎ    差移相器
ＯＳ      光学的信号
ＯＶｊ    光学的増幅器
Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｊ、Ｐｎ    電気光学的モード変換器
ＰＤｊ    移相器電極
ＰＶｊ    セル
ＲＸ      受信装置
ＳＵＢ    基板
ＴＲ１・・・ＴＲ８    偏光モード分散補償器
Ｕ１、Ｕ２    電圧
ＷＧ      光導波路
【図１】
0003553881.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003553881.tif 000008
【図８】
0003553881.tif 000009
【図９】
0003553881.tif 000010
【図１０】
0003553881.tif 000011
【図１１】
0003553881.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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