(57)【要約】  アクティブ光ケーブルを用いて接続する２つの機器のうち一方の機器から十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信を実現すること。アクティブ光ケーブル（１）は、第１の光モジュール（１１）と第２の光モジュール（２１）とを備える。第１の光モジュール（１１）は、レーザ光を生成する発光素子（１２，１３）と、レーザ光に含まれる第１のレーザ光（Ｌ１）を変調することによって第１の信号光（Ｓ１）に変換する第１の変調器（１４）を含む。第２の光モジュール（２１）は、レーザ光に含まれる第２のレーザ光（Ｌ２）を変調することによって第２の信号光（Ｓ２）に変換する第２の変調器（２５）を含む。
2019035250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバと、当該複数の光ファイバを介して結合された第１の光モジュール及び第２の光モジュールと、を備えた双方向通信可能なアクティブ光ケーブルにおいて、
前記第１の光モジュールは、レーザ光を生成する１又は複数の発光素子と、前記レーザ光に含まれる第１のレーザ光を変調することによって第１の信号光に変換する第１の変調器と、を含み、
前記第２の光モジュールは、前記レーザ光、又は、前記発光素子とは異なり、前記第１の光モジュールに含まれる発光素子が生成するレーザ光に含まれる第２のレーザ光を変調することによって第２の信号光に変換する第２の変調器を含む、
ことを特徴とするアクティブ光ケーブル。
【請求項２】
前記第２のレーザ光を生成する１又は複数の発光素子は、前記第２の光モジュールに含まれていない、
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項３】
前記第１の光モジュールは、前記第１の信号光と前記第２のレーザ光とを合波する合波素子を更に含み、
前記第２の光モジュールは、合波された前記第１の信号光と前記第２のレーザ光とを分波する分波素子を更に含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項４】
前記１又は複数の発光素子は、第１の波長を有する前記第１のレーザ光を生成する第１の発光素子と、第２の波長を有する第２のレーザ光を生成する第２の発光素子と、からなり、
前記合波素子は、波長に応じて前記第１の信号光と、前記第２のレーザ光とを波長多重する波長多重素子であり、
前記分波素子は、波長に応じて前記第１の信号光と、前記第２のレーザ光とを波長逆多重する波長逆多重素子である、
ことを特徴とする請求項３に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項５】
前記１又は複数の発光素子は、偏波方向が揃った前記第１のレーザ光及び前記第２のレーザ光を生成し、
前記第１の光モジュールは、前記第２のレーザ光の偏波方向を前記第１のレーザ光の偏波方向と異ならせる偏波回転素子を更に備え、
前記合波素子は、互いに偏波方向が異なる前記第１の信号光と前記第２のレーザ光とを合波する偏波ビームコンバイナであり、
前記分波素子は、互いに偏波方向が異なる前記第１の信号光と前記第２のレーザ光とを分波する偏波ビームスプリッタである、
ことを特徴とする請求項３に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項６】
前記１又は複数の発光素子は、電磁波の空間分布が第１のモードである前記第１のレーザ光を生成する第１の発光素子と、電磁波の空間分布が第２のモードである前記第２のレーザ光を生成する第２の発光素子と、からなり、
前記合波素子は、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光との空間モードを多重化するモードコンバイナであり、
前記分波素子は、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光との空間モードを逆多重化するモードスプリッタである、
ことを特徴とする請求項３に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項７】
前記１又は複数の発光素子は、単一の発光素子からなり、
前記第１の光モジュールは、前記単一の発光素子が生成したレーザ光を前記第１のレーザ光及び前記第２のレーザ光に分岐する分岐素子を更に備えている、
ことを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項８】
（１）前記第１の変調器及び前記合波素子、並びに、（２）前記分波素子及び前記第２の変調器のうち少なくとも何れか一方は、単一のＳＯＩ基板上に集積された光集積回路である、
ことを特徴とする請求項３〜７の何れか１項に記載のアクティブ光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブ光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルケーブルに代わる伝送媒体としてアクティブ光ケーブル（ＡＯＣ:Active Optical Cable）が注目を集めている。光信号を用いて双方向通信可能なＡＯＣは、特許文献１の図１に記載されているように、光ファイバを収容したケーブルと、ケーブルの両端にそれぞれ設けられた第１の光モジュール及び第２の光モジュールとを備えている。第１の光モジュール及び第２の光モジュールは、それぞれ、発光素子を含む送信モジュールと、受光素子を含む受信モジュールとを備えている。発光素子の例としては、面発光レーザ（VCSEL : Vertical Cavity Surface Emitting LASER）及び端面発光レーザが挙げられる。また、受光素子の例としては、ＰＩＮ−ＰＤ及びＡＰＤが挙げられる。以下において、面発光レーザ及び端面発光レーザのことをレーザダイオード（ＬＤ : Laser Diode）と総称し、ＰＩＮ−ＰＤ及びＡＰＤのことをフォトダイオード（ＰＤ : Photo Diode）と総称する。【０００３】
第１の光モジュールの送信モジュールは、光ファイバを介して第２の光モジュールの受信モジュールに対して結合されている。送信モジュールは、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換を実行し、光ファイバは、送信モジュールによってＥ／Ｏ変換された光信号を伝送し、受信モジュールは、光ファイバによって伝送された光信号を光／電気（Ｏ／Ｅ）変換する。このように、第１の光モジュールの送信モジュールと、第２の光モジュールの受信モジュールと、光ファイバとは、第１の送受信モジュールを構成する。【０００４】
第２の光モジュールの送信モジュールは、光ファイバを介して第１の光モジュールの受信モジュールに対して結合されている。第１の送受信モジュールと同様に、第２の光モジュールの送信モジュールと、第１の光モジュールの受信モジュールと、光ファイバとは、第２の送受信モジュールを構成する。【０００５】
このように構成された第１の送受信モジュール及び第２の送受信モジュールが互いに逆向きに配置されていることによって、ＡＯＣは、第１の光モジュールが接続された機器（第１の機器）と、第２の光モジュールが接続された機器（第２の機器）との間における双方向の光通信を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１５−８３８０号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＡＯＣにおいて、第２の光モジュールから第１の光モジュールへと送信される光信号は、第２の光モジュールに内蔵された発光素子からの光を変調することにより生成される。このため、第２の外部機器から第２の光モジュールに十分な電力が供給されない場合、第２の光モジュールに内蔵された発光素子の発光が不安定になり、その結果、第２の光モジュールから第１の光モジュールへの光信号の送信が不可能又は不安定になる。【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＡＯＣが２つの機器に接続される際に、その接続される２つの機器のうち一方の機器から十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信が可能なＡＯＣを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブルは、複数の光ファイバと、当該複数の光ファイバを介して結合された第１の光モジュール及び第２の光モジュールと、を備えた双方向通信可能なアクティブ光ケーブルである。本アクティブ光ケーブルにおいて、前記第１の光モジュールは、レーザ光を生成する１又は複数の発光素子と、前記レーザ光に含まれる第１のレーザ光を変調することによって第１の信号光に変換する第１の変調器と、を含み、前記第２の光モジュールは、前記レーザ光、又は、前記発光素子とは異なり、前記第１の光モジュールに含まれる発光素子が生成するレーザ光に含まれる第２のレーザ光を変調することによって第２の信号光に変換する第２の変調器を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、ＡＯＣを用いて接続する２つの機器のうち一方の機器から発光素子を駆動するために十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態であるアクティブ光ケーブルの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるアクティブ光ケーブルの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の変形例であるアクティブ光ケーブルの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態であるアクティブ光ケーブルの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の変形例であるアクティブ光ケーブルの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態であるアクティブ光ケーブルの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１の実施形態〕
（アクティブ光ケーブルの概要）
光ファイバを用いて２つの光モジュール（第１の光モジュール及び第２の光モジュール）を光学的に結合したアクティブ光ケーブル（ＡＯＣ : Active Optical Cable）は、光信号を用いて２つの機器間（第１の光モジュール及び第２の光モジュール間）における双方向通信を実現するケーブルであり、大容量のデータを高速に伝送することができる。そのため、ＡＯＣは、従来から用いられてきたメタルケーブルを代替することができる。
【００１３】
また、光ファイバによって伝送される光信号は、メタルケーブルによって伝送される電気信号と比較して、伝送損失が著しく小さい。そのため、２つの機器間の距離が長距離（例えば１０ｍ以上１０００ｍ以下）である場合であっても、ＡＯＣは、２つの機器間における双方向通信を実現することができる。このような長距離における双方向通信は、メタルケーブルを用いた接続では実現できない。
【００１４】
ＡＯＣは、例えば、InfiniBand（登録商標）タイプのケーブル、カメラリンク規格に準拠したケーブル、ＨＤＭＩ（High-definition Digital Media Interface、登録商標）規格に準拠したケーブル、及び、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェース規格に準拠したケーブルとして好適に用いることができる。
【００１５】
その一方で、カメラリンク規格に準拠したＡＯＣ及びＵＳＢインターフェース規格に準拠したＡＯＣは、例えば、パソコンとカメラとの間、あるいは、パソコンと光学ドライブ（例えばBlu-ray（登録商標）ディスクドライブ）との間を接続することを想定している。この場合、パソコンは、十分な給電能力を有しているものの、カメラあるいは光学ドライブは、十分な給電能力を有していない場合が考えられる。
【００１６】
以下に説明する各実施形態に係るＡＯＣは、このように、ＡＯＣが２つの外部機器（第１の外部機器及び第２の外部機器、何れも図示せず）に接続される際に、その接続される２つの機器のうち一方の機器からＬＤを駆動するために十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信を実現することを目的とする。以下では、電力の供給能力が高い方の外部機器を第１の外部機器とし、電力の供給能力が低い方の外部機器を第２の外部機器として説明する。
【００１７】
（ＡＯＣ１の構成）
はじめに、本発明の第１の実施形態に係るアクティブ光ケーブル（ＡＯＣ : Active Optical Cable）１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、ＡＯＣ１の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、ＡＯＣ１は、第１の光モジュールである光モジュール１１と、第２の光モジュールである光モジュール２１と、ケーブル３１と、を備えた双方向通信可能なＡＯＣである。ケーブル３１は、複数の光ファイバである光ファイバ３２，３３を含んでいる。本実施形態において、光ファイバ３２，３３としてシングルモードファイバを採用している。光ファイバ３２，３３は、光モジュール１１と光モジュール２１とを光学的に結合している。
【００１９】
第１の外部機器に接続可能な光モジュール１１は、第１の発光素子であるレーザダイオード（ＬＤ： Laser Diode）１２と、第２の発光素子であるＬＤ１３と、第１の変調器である変調器１４と、ドライバ１５と、ダイクロイックミラー１６と、フォトダイオード（ＰＤ：photodiode）１７と、アンプ１８と、コネクタ２０とを含んでいる。コネクタ２０は、光モジュール１１の筐体であり、ＬＤ１２と、ＬＤ１３と、変調器１４と、ドライバ１５と、ダイクロイックミラー１６と、ＰＤ１７と、アンプ１８とを内蔵する。
【００２０】
ＬＤ１２及びＬＤ１３は、波長の異なるレーザ光（連続発振光）を生成する。本実施形態において、ＬＤ１２は、波長が１３１０ｎｍのレーザ光Ｌ１を生成し、ＬＤ１３は、波長が１５５０ｎｍのレーザ光Ｌ２を生成する。ＬＤ１３にて生成されたレーザ光Ｌ２は、ダイクロイックミラー１６に供給される。
【００２１】
ＬＤ１２にて生成されたレーザ光Ｌ１は、変調器１４に供給される。ドライバ１５は、第１の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ１に従って、この変調器１４を駆動する。変調器１４は、ＬＤ１２にて生成されたレーザ光Ｌ１を電気信号ＭＳ１に従って変調することによって、信号光Ｓ１を生成する。変調器１４にて生成された信号光Ｓ１は、ダイクロイックミラー１６に供給される。
【００２２】
波長多重素子であるダイクロイックミラー１６は、変調器１４にて変調された信号光Ｓ１と、ＬＤ１３にて生成されたレーザ光Ｌ２とを波長合成（波長多重）することによって、合成光Ｓ１＋Ｌ２を生成する。具体的には、変調器１４にて変調された信号光Ｓ１を透過する共に、ＬＤ１３にて生成されたレーザ光Ｌ２を反射することによって、合成光Ｓ１＋Ｌ２を生成する。ダイクロイックミラー１６にて合成された合成光Ｓ１＋Ｌ２は、光ファイバ３２を介して光モジュール２１に送信される。
【００２３】
ＰＤ１７は、光ファイバ３３を介して光モジュール２１から受信した信号光Ｓ２を電気信号ＥＳ２に変換する。ＰＤ１７にて得られた電気信号ＥＳ２は、アンプ１８に供給される。アンプ１８は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ１７にて得られた電気信号ＥＳ２を増幅する。アンプ１８にて増幅された電気信号ＥＳ２は、第１の外部機器（図示せず）に供給される。
【００２４】
他方、第２の外部機器に接続可能な光モジュール２１は、ダイクロイックミラー２２と、ＰＤ２３と、アンプ２４と、第２の変調器である変調器２５と、ドライバ２６と、光ファイバ２７と、コネクタ３０とを含んでいる。コネクタ３０は、光モジュール２１の筐体であり、ダイクロイックミラー２２と、ＰＤ２３と、アンプ２４と、第２の変調器である変調器２５と、ドライバ２６と、光ファイバ２７とを内蔵する。
【００２５】
波長逆多重素子であるダイクロイックミラー２２は、光ファイバ３２を介して光モジュール１１から受信した合成光Ｓ１＋Ｌ２を波長分解することによって、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２とを得る。具体的には、信号光Ｓ１を反射すると共に、レーザ光Ｌ２を透過することによって、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２とを得る。以上のように、ＡＯＣ１は、第１の信号光Ｓ１と第２のレーザ光Ｌ２とを多重化（あるいは逆多重化）する場合の方式として、波長多重方式を採用している。
【００２６】
ダイクロイックミラー２２にて得られた信号光Ｓ１は、ＰＤ２３に供給される。ＰＤ２３は、信号光Ｓ１を電気信号ＥＳ１に変換する。ＰＤ２３にて得られた電気信号ＥＳ１は、アンプ２４に供給される。アンプ２４は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ２３にて得られた電気信号ＥＳ１を増幅する。アンプ２４にて増幅された電気信号ＥＳ１は、第２の外部機器（図示せず）に供給される。
【００２７】
ダイクロイックミラー２２にて得られたレーザ光Ｌ２は、光ファイバ２７を介して変調器２５に供給される。ドライバ２６は、第２の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ２に従って、この変調器２５を駆動する。変調器２５は、ダイクロイックミラー２２にて得られたレーザ光Ｌ２を電気信号ＭＳ２に従って変調することによって、信号光Ｓ２を生成する。変調器２５にて生成された信号光Ｓ２は、光ファイバ３３を介して光モジュール１１のＰＤ１７に送信される。その後、信号光Ｓ２は、上述したＰＤ１７により、電気信号ＥＳ２に変換される。そして、電気信号ＥＳ２はアンプ１８により、増幅され、このアンプ１８にて増幅された電気信号ＥＳ２は、第１の外部機器（図示せず）に供給される。
【００２８】
このように、ＡＯＣ１においては、第２のレーザ光Ｌ２を生成するＬＤ１３は、第２の光モジュール２１ではなく、第１の光モジュール１１に含まれている。そのため、ＡＯＣ１によれば、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための電力を第２の光モジュール２１に供給する必要がない。したがって、第２の外部機器から第２のレーザ光Ｌ２を生成するのに十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信が可能なＡＯＣ１を実現することができる。
【００２９】
ＡＯＣ１において、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための光源は、ＬＤ１３のみにより構成されている。しかし、本発明の一態様に係るＡＯＣ１においては、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための光源が複数のＬＤにより構成されていてもよい。この場合、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための複数のＬＤのうち、少なくとも１つのＬＤは、光モジュール１１に内蔵されている。この構成によれば、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための複数のＬＤのうち、少なくとも１つのＬＤを光モジュール２１に内蔵する必要がない。そのため、光モジュール２１においては、少なくとも１つのＬＤを実装するスペースが不要となる。したがって、ＡＯＣ１は、光モジュール２１を小型化することができる。
【００３０】
また、上述した少なくとも１つのＬＤが不要であることにより、ＡＯＣ１は、第２の光モジュール２１において生じ得る発熱量を抑制することができる。この発熱量の抑制の度合いが十分に大きい場合には、第２のレーザ光Ｌ２を生成するＬＤが生じ得る熱を放熱するための放熱部品（例えば放熱フィンやペルチェ素子による冷却機構の一態様であるＴＥＣなど）は、不要である。そのため、上述した少なくとも１つのＬＤを実装するスペースに加えて、放熱部品を実装するスペースが不要となる。したがって、この構成によれば、光モジュール２１を更に小型化することができる。以上のように、ＡＯＣ１は、第２の光モジュール２１において生じ得る発熱量を抑制することができる。また、放熱部品を省略する場合には、ＡＯＣ１は、第２の光モジュール２１の更なる小型化を実現することがすることができる。
【００３１】
ここで、上述した少なくとも１つのＬＤとして、図１に示すように、ＡＯＣ１において第２のレーザ光Ｌ２を生成するＬＤ１３は、光モジュール１１に含まれており、光モジュール２１には含まれていない。したがって、第２の光モジュール２１と接続する第２の外部機器は、第２のレーザ光Ｌ２を生成するＬＤを駆動するための電力を供給する必要がない。さらに、放熱部品を省略する場合には、第２のレーザ光Ｌ２を生成するＬＤを放熱するための電力を第２の光モジュール２１に対して供給する必要もなくなる。したがって、ＡＯＣ１は、第２の光モジュール２１と接続する第２の外部機器の電力供給能力が低い場合に、より好適に利用することができる。
【００３２】
なお、本発明の一態様に係るＡＯＣ１は、上述したように、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための光源が複数のＬＤにより構成されており、その複数のＬＤの一部が光モジュール２１に含まれている構成であってもよい。この場合であっても、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための複数のＬＤのうち少なくとも１つのＬＤは、光モジュール１１に内蔵されている。そのため、上述した複数のＬＤの全てが光モジュール２１に含まれている構成と比較して、第２の外部機器は、第２のレーザ光Ｌ２を生成するＬＤを駆動するために供給する電力を低減することができる。
【００３３】
なお、ＡＯＣ１において、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の波長は上記の例に限定されるものではない。すなわち、第１のレーザ光Ｌ１の波長及び第２のレーザ光Ｌ２の波長は、それぞれ１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍとしてもよいし、それぞれそれ以外の波長としてもよい。ただし、波長１５５０ｎｍの第２のレーザ光Ｌ２は、波長１３１０ｎｍの第１のレーザ光Ｌ１よりも光ファイバ３２を伝送される際に損失を被り難い。したがって、より損失を被り難い第２のレーザ光Ｌ２を第１の光モジュール１１と第２の光モジュール２１との間で往復させる本実施形態の構成は、より損失を被り易い第１のレーザ光Ｌ１を第１の光モジュール１１と第２の光モジュール２１との間で往復させる構成と比べて有利である。
【００３４】
また、ＡＯＣ１においては、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための発光素子として単一のＬＤ１３を採用している。しかし、本発明の一態様に係るＡＯＣ１において、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための発光素子は、複数であってもよい。この場合、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための複数の発光素子のうち、少なくとも１つが第１の光モジュール１１に含まれていればよい。この構成によれば、第２の光モジュール２１と接続される外部機器が第２の光モジュール２１に供給する電力を低減できる。したがって、ＡＯＣ１が２つの外部機器に接続される際に、第２の外部機器からすべての発光素子を駆動するために十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信を実現することができる。第２のレーザ光Ｌ２を生成するための発光素子が複数である場合、第２のレーザ光Ｌ２を生成するためのすべての発光素子は、第１の光モジュール１１に含まれていることが好ましい。すなわち、第２のレーザ光Ｌ２を生成するためのすべての発光素子は、第２の光モジュール２１に含まれていないことが好ましい。この構成によれば、第２の光モジュール２１を接続される外部機器は、発光素子を駆動するための電力を第２の光モジュール２１に供給する必要がない。したがって、ＡＯＣ１が２つの外部機器に接続される際に、第２の外部機器から発光素子を駆動するために十分な電力が供給されない場合であっても、更に安定した双方向通信を実現することができる。
【００３５】
また、ＡＯＣ１においては、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の各々を生成するために、別個であるＬＤ１２及びＬＤ１３を採用している。しかし、少なくともＬＤ１２及びＬＤ１３の代わりに、互いに波長が異なる第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２を含むレーザ光を生成する単一の発光素子を採用することもできる。この場合、ダイクロイックミラー２２と同様に構成されたダイクロイックミラーを用いることによって、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２を含むレーザ光から第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２とを波長逆多重することができる。なお、このような発光素子としては、例えば、半導体ＤＦＢレーザ、半導体ファブリペローレーザなどが挙げられる。
【００３６】
また、ＡＯＣ１においては、発光素子及び第１の変調器として、互いに別個の光学素子であるＬＤ１２及び変調器１４を採用している。しかし、ＡＯＣ１は、発光素子及び第１の変調器として、ＬＤ１２の機能及び変調器１４の機能を１つの光学素子に統合した変調光源を採用していてもよい。なお、発光素子の機能及び第１の変調器の機能を統合した変調光源は、ＡＯＣ１だけでなく、後述する、ＡＯＣ１０１（図２参照）、ＡＯＣ３０１（図４参照）、及びＡＯＣ５０１（図６参照）にも適用することができる。
【００３７】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るＡＯＣについて説明する。
【００３８】
（ＡＯＣ１０１の構成）
まず、本発明の第２の実施形態に係るＡＯＣ１０１の構成について、図２を参照して説明する。図２は、ＡＯＣ１０１の構成を示すブロック図である。
【００３９】
図２に示すように、ＡＯＣ１０１は、第１の光モジュールである光モジュール１１１と、第２の光モジュールである光モジュール１２１と、ケーブル１３１と、を備えた双方向通信可能なＡＯＣである。ケーブル１３１は、複数の光ファイバである光ファイバ１３２，１３３を含んでいる。本実施形態において、光ファイバ１３２として偏波保持ファイバ（例えばＰＡＮＤＡファイバ）を採用し、光ファイバ１３３としてシングルモードファイバを採用している。光ファイバ１３２，１３３は、光モジュール１１１と光モジュール１２１とを光学的に結合している。
【００４０】
第１の外部機器（図示せず）に接続可能な光モジュール１１１は、第１の発光素子であるＬＤ１１２と、第２の発光素子であるＬＤ１１３と、第１の変調器である変調器１１４と、ドライバ１１５と、偏波ビームコンバイナ１１６と、ＰＤ１１７と、アンプ１１８と、偏波回転素子１１９と、コネクタ１２０とを含む。光モジュール１１１の筐体であるコネクタ１２０は、ＬＤ１１２と、ＬＤ１１３と、変調器１１４と、ドライバ１１５と、偏波ビームコンバイナ１１６と、ＰＤ１１７と、アンプ１１８と、偏波回転素子１１９とを内蔵する。
【００４１】
ＬＤ１１２及びＬＤ１１３は、波長の等しいレーザ光（連続発振光）を生成する。本実施形態においては、ＬＤ１１２及びＬＤ１１３は、それぞれ、波長１５５０ｎｍのレーザ光Ｌ１及びＬ２Ａを生成する。ＬＤ１１３にて生成されたレーザ光Ｌ２Ａは、偏波回転素子１１９に供給される。偏波回転素子１１９は、レーザ光Ｌ２Ａの偏波方向を９０°回転させることによって、レーザ光Ｌ１と偏波方向が直交するレーザ光Ｌ２Ｂを生成する。偏波回転素子１１９にて生成されたレーザ光Ｌ２Ｂは、偏波ビームコンバイナ１１６に供給される。
【００４２】
ＬＤ１１２にて生成されたレーザ光Ｌ１は、変調器１１４に供給される。ドライバ１１５は、第１の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ１に従って、この変調器１１４を駆動する。変調器１１４は、ＬＤ１１２にて生成されたレーザ光Ｌ１を電気信号ＭＳ１に従って変調することによって、信号光Ｓ１を生成する。変調器１１４にて生成された信号光Ｓ１は、偏波ビームコンバイナ１１６に供給される。
【００４３】
偏波ビームコンバイナ１１６は、変調器１１４にて変調された信号光Ｓ１と、偏波回転素子１１９にて生成されたレーザ光Ｌ２Ｂとを偏波合成（偏波多重）することによって、合成光Ｓ１＋Ｌ２Ｂを生成する。具体的には、変調器１１４にて変調された信号光Ｓ１を透過する共に、偏波回転素子１１９にて生成されたレーザ光Ｌ２Ｂを反射することによって、合成光Ｓ１＋Ｌ２Ｂを生成する。偏波ビームコンバイナ１１６にて生成された合成光Ｓ１＋Ｌ２Ｂは、光ファイバ１３２を介して光モジュール１２１に送信される。
【００４４】
ＰＤ１１７は、光ファイバ１３３を介して光モジュール１２１から受信した信号光Ｓ２Ｂを電気信号ＥＳ２に変換する。ＰＤ１１７にて得られた電気信号ＥＳ２は、アンプ１１８に供給される。アンプ１１８は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ１１７にて得られた電気信号ＥＳ２を増幅する。アンプ１１８にて増幅された電気信号ＥＳ２は、第１の外部機器（図示せず）に供給される。
【００４５】
他方、第２の外部機器（図示せず）に接続可能な光モジュール１２１は、偏波ビームスプリッタ１２２と、ＰＤ１２３と、アンプ１２４と、第２の変調器である変調器１２５と、ドライバ１２６と、光ファイバ１２７と、コネクタ１３０とを含む。光モジュール１２１の筐体であるコネクタ１３０は、偏波ビームスプリッタ１２２と、ＰＤ１２３と、アンプ１２４と、変調器１２５と、ドライバ１２６と、光ファイバ１２７とを内蔵している。
【００４６】
偏波ビームスプリッタ１２２は、光ファイバ１３２を介して光モジュール１１１から受信した合成光Ｓ１＋Ｌ２Ｂを偏波分離することによって、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２Ｂとを得る。具体的には、信号光Ｓ１を反射すると共に、レーザ光Ｌ２Ｂを透過することによって、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２Ｂとを得る。以上のように、ＡＯＣ１０１は、第１の信号光Ｓ１と第２のレーザ光Ｌ２Ｂとを多重化（あるいは逆多重化）する場合の方式として、偏波多重方式を採用している。
【００４７】
偏波ビームスプリッタ１２２にて得られた信号光Ｓ１は、ＰＤ１２３に供給される。ＰＤ１２３は、信号光Ｓ１を電気信号ＥＳ１に変換する。ＰＤ１２３にて得られた電気信号ＥＳ１は、アンプ１２４に供給される。アンプ１２４は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ１２３にて得られた電気信号ＥＳ１を増幅する。アンプ１２４にて増幅された電気信号ＥＳ１は、第２の外部機器（図示せず）に供給される。
【００４８】
偏波ビームスプリッタ１２２にて得られたレーザ光Ｌ２Ｂは、光ファイバ１２７を介して変調器１２５に供給される。ドライバ１２６は、第２の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ２に従って、この変調器１２５を駆動する。変調器２５は、偏波ビームスプリッタ１２２にて得られたレーザ光Ｌ２Ｂを電気信号ＭＳ２に従って変調することによって、信号光Ｓ２Ｂを生成する。変調器２５にて生成された信号光Ｓ２Ｂは、光ファイバ３３を介して光モジュール１１１に送信される。
【００４９】
尚、本実施形態においては、第２のＬＤ１１３にて生成されたレーザ光Ｌ２Ａの偏波方向を回転させることによってレーザ光Ｌ２Ｂを生成し、レーザ光Ｌ１，Ｌ２Ｂの偏波方向を互いに異ならせる構成を採用したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１のＬＤ１１２にて生成されたレーザ光Ｌ１の偏波方向を回転させることによって、レーザ光Ｌ１，Ｌ２Ａの偏波方向を互いに異ならせる構成を採用してもよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、信号光Ｓ１を透過すると共にレーザ光Ｌ２Ｂを反射することによって、これらを偏波合成するプリズム型の偏波ビームコンバイナ１１６を採用したが、本発明はこれに限定されない。例えば、信号光Ｓ１が導波される第１の導波路からレーザ光Ｌ２Ｂが導波される第２の導波路へと信号光Ｓ１を遷移させる、あるいは、レーザ光Ｌ２Ｂが導波される第２の導波路から信号光Ｓ１が導波される第１の導波路へとレーザ光Ｌ２Ｂを遷移させることによって、これらを偏波合成する導波路型の偏波ビームコンバイナ１１６を採用してもよい。この場合、光モジュール１１１の各部、特に変調器１１４、偏波ビームコンバイナ１１６、及び偏波回転素子１１９が単一のＳＯＩ（Silicon OnInsulator）基板上に集積された光集積回路を実現することができる。この場合、変調器１１４、偏波ビームコンバイナ１１６、及び偏波回転素子１１９がディスクリートな光学部品として組み合わされている場合と比べて、光モジュール１１１のサイズを小型化することができる。また、上記の構成によれば、製造コストを抑制可能なＡＯＣ１０１を実現することができる。
【００５１】
同様に、本実施形態においては、信号光Ｓ１を反射すると共にレーザ光Ｌ２Ｂを透過することによって、これらを偏波分離するプリズム型の偏波ビームスプリッタ１２２を採用したが、本発明はこれに限定されない。例えば、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２Ｂとが導波される第１の導波路から信号光Ｓ１のみを第２の導波路に遷移させる、あるいは、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２Ｂとが導波される第１の導波路からレーザ光Ｌ２Ｂのみを第２の導波路に遷移させることによって、これらを偏波分離する導波路型の偏波ビームスプリッタ１２２を採用してもよい。この場合、光モジュール１２１の各部、特に、偏波ビームスプリッタ１２２、変調器１２５、及び光ファイバ１２７（として機能する光導波路）が単一のＳＯＩ基板上に集積された光集積回路を実現することができる。この場合、偏波ビームスプリッタ１２２、変調器１２５、及び光ファイバ１２７（として機能する光導波路）がディスクリートな光学部品として組み合わされている場合と比べて、光モジュール１２１のサイズを小型化することができる。また、上記の構成によれば、製造コストを抑制可能なＡＯＣ１０１を実現することができる。
【００５２】
以上のように構成されたＡＯＣ１０１によれば、偏波ビームコンバイナ１１６、偏波回転素子１１９及び偏波ビームスプリッタ１２２を備えることによって、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２Ｂとを多重化する場合の方式として、波長多重方式の代わりに偏波多重方式を採用することができる。また、合波素子及び分波素子を備えていない場合と比較して、第１の光モジュール１１１と第２の光モジュール１２１とを結合する光ファイバの数が削減されたＡＯＣ１０１を実現することができる。
【００５３】
（変形例）
次に、第２の実施形態に係るＡＯＣ１０１の変形例について説明する。図３は、本変形例に係るＡＯＣ２０１の構成を示すブロック図である。
【００５４】
ＡＯＣ２０１のＡＯＣ１０１との相違点は、ＬＤ１１２及びＬＤ１１３の代わりに単一のＬＤ２１２を備えていること、及び、ＬＤ２１２にて生成されたレーザ光Ｌ１２をＹ分岐する分岐素子２１３が追加されていることの二点である。なお、ＡＯＣ２０１において、分岐素子２１３は、変調器２１４、偏波ビームコンバイナ１１６および偏波回転素子１１９よりも上流に設けられている。分岐素子２１３にて分岐されたレーザ光のうち、一方は、第１のレーザ光であるレーザ光Ｌ１として変調器２１４に入力され、他方は、第２のレーザ光であるレーザ光Ｌ２Ａとして偏波回転素子１１９に入力される。したがって、ＬＤ２１２は、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２Ａを含むレーザ光を生成する。すなわち、ＬＤ２１２は、第１の発光素子の機能と第２の発光素子の機能とを兼ね備えている。ここで、本変形例においては、上述したレーザ光に含まれる第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２Ａは、波長など互いに同じ特性を有するレーザ光となる。すなわち、ＬＤ２１２は、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２Ａとが合わさった一つのレーザ光として生成する。そして、この一つのレーザ光は、図３の様に、分岐素子２１３を伝搬した際に、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２Ａとに分岐される。
【００５５】
ＡＯＣ２０１によれば、第１の光モジュール２１１における発光素子を単一の発光素子とすることができるため、ＡＯＣ１０１と比較して第１の光モジュール２１１が含む発光素子の数が削減されたＡＯＣ２０１を実現することができる。
【００５６】
また、ＡＯＣ２０１によれば、光ファイバ１３２として偏波保持ファイバ（例えばＰＡＮＤＡファイバ）を採用することができる。偏波保持ファイバは、既に市場に流通しており容易に入手可能である。そのため、本発明を比較的容易に実施することが可能なＡＯＣ２０１を実現できる。
【００５７】
なお、本変形例に係るＡＯＣ２０１においても、光モジュール１１１の各部、及び、光モジュール１２１の各部が単一の基板上に集積された光集積回路として実現することができる。したがって、光モジュール１１１及び光モジュール１２１を小型化することができる。また、上記の構成によれば、製造コストを抑制可能なＡＯＣ２０１を実現することができる。
【００５８】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係るＡＯＣについて説明する。
【００５９】
（ＡＯＣ３０１の構成）
まず、本発明の第３の実施形態に係るＡＯＣ３０１の構成について、図４を参照して説明する。図４は、ＡＯＣ３０１の構成を示すブロック図である。
【００６０】
図４に示すように、ＡＯＣ３０１は、第１の光モジュールである光モジュール３１１と、第２の光モジュールである光モジュール３２１と、ケーブル３３１と、を備えた双方向通信可能なＡＯＣである。ケーブル３３１は、複数の光ファイバである光ファイバ３３２，３３３を含んでいる。本実施形態において、光ファイバ３３２としてマルチモードファイバの一態様である数モードファイバを採用しており、光ファイバ３３３としてシングルモードファイバを採用している。光ファイバ３３２，３３３は、光モジュール３１１と光モジュール３２１とを光学的に結合している。
【００６１】
第１の外部機器（図示せず）に接続可能な光モジュール３１１は、第１の発光素子である空間モード生成器３１２と、第２の発光素子である空間モード生成器３１３と、第１の変調器である変調器３１４と、ドライバ３１５と、モードコンバイナ３１６と、ＰＤ３１７と、アンプ３１８と、コネクタ３２０とを含んでいる。光モジュール３１１の筐体であるコネクタ３２０は、空間モード生成器３１２と、空間モード生成器３１３と、変調器３１４と、ドライバ３１５と、モードコンバイナ３１６と、ＰＤ３１７と、アンプ３１８とを内蔵する。
【００６２】
空間モード生成器３１２は、空間モード（電磁波の空間分布）の異なるレーザ光（連続発振光）を生成する。本実施形態において、空間モード生成器３１２は、ＬＰ１１モード（第１のモード）のレーザ光Ｌ１を生成し、空間モード生成器３１３は、ＬＰ０１モード（第２のモード）のレーザ光Ｌ２を生成する。空間モード生成器３１３にて生成されたレーザ光Ｌ２は、モードコンバイナ３１６に供給される。
【００６３】
空間モード生成器３１２にて生成されたレーザ光Ｌ１は、変調器３１４に供給される。ドライバ３１５は、第１の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ１に従って、この変調器３１４を駆動する。変調器３１４は、空間モード生成器３１２にて生成されたレーザ光Ｌ１を電気信号ＭＳ１に従って変調することによって、信号光Ｓ１を生成する。変調器３１４にて生成された信号光Ｓ１は、モードコンバイナ３１６に供給される。
【００６４】
モードコンバイナ３１６は、変調器３１４にて変調された信号光Ｓ１と、空間モード生成器３１３にて生成されたレーザ光Ｌ２とをモード合成（モード多重）することによって、合成光Ｓ１＋Ｌ２を生成する。モードコンバイナ３１６にて合成された合成光Ｓ１＋Ｌ２は、光ファイバ３３２を介して光モジュール３２１に送信される。
【００６５】
ＰＤ３１７は、光ファイバ３３３を介して光モジュール３２１から受信した信号光Ｓ２を電気信号ＥＳ２に変換する。ＰＤ３１７にて得られた電気信号ＥＳ２は、アンプ３１８に供給される。アンプ３１８は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ３１７にて得られた電気信号ＥＳ２を増幅する。アンプ３１８にて増幅された電気信号ＥＳ２は、第１の外部機器（図示せず）に供給される。
【００６６】
他方、第２の外部機器（図示せず）に接続可能な光モジュール３２１は、モードスプリッタ３２２と、ＰＤ３２３と、アンプ３２４と、第２の変調器である変調器３２５と、ドライバ３２６と、光ファイバ３２７と、コネクタ３３０とを含んでいる。光モジュール３２１の筐体であるコネクタ３３０は、モードスプリッタ３２２と、ＰＤ３２３と、アンプ３２４と、第２の変調器である変調器３２５と、ドライバ３２６と、光ファイバ３２７とを内蔵する。
【００６７】
モードスプリッタ３２２は、光ファイバ３３２を介して光モジュール３１１から受信した合成光Ｓ１＋Ｌ２をモード分解することによって、信号光Ｓ１とレーザ光Ｌ２とを得る。以上のように、ＡＯＣ３０１は、第１の信号光Ｓ１と第２のレーザ光Ｌ２とを多重化（あるいは逆多重化）する場合の方式として、空間モード多重方式を採用している。
【００６８】
モードスプリッタ３２２にて得られた信号光Ｓ１は、ＰＤ３２３に供給される。ＰＤ３２３は、信号光Ｓ１を電気信号ＥＳ１に変換する。ＰＤ３２３にて得られた電気信号ＥＳ１は、アンプ３２４に供給される。アンプ３２４は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ３２３にて得られた電気信号ＥＳ１を増幅する。アンプ３２４にて増幅された電気信号ＥＳ１は、第２の外部機器（図示せず）に供給される。
【００６９】
モードスプリッタ３２２にて得られたレーザ光Ｌ２は、光ファイバ３２７を介して変調器３２５に供給される。ドライバ３２６は、第２の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ２に従って、この変調器３２５を駆動する。変調器３２５は、モードスプリッタ３２２にて得られたレーザ光Ｌ２を電気信号ＭＳ２に従って変調することによって、信号光Ｓ２を生成する。変調器３２５にて生成された信号光Ｓ２は、光ファイバ３３３を介して光モジュール３１１に送信される。
【００７０】
このように構成されたＡＯＣ３０１によれば、信号光（Ｓ１）とレーザ光（Ｌ２）とを多重化する場合の方式として、波長多重方式及び偏波多重方式に代えて空間モード多重方式を採用することができる。
【００７１】
（変形例）
続いて、第３の実施形態に係るＡＯＣ３０１の変形例について説明する。図５は、本変形例に係るＡＯＣ４０１の構成を示すブロック図である。
【００７２】
ＡＯＣ４０１のＡＯＣ３０１との相違点は、（１）空間モード生成器３１３が省略されていること、（２）ＬＰ１１モードのレーザ光Ｌ１を生成する空間モード生成器３１２の代わりにＬＰ１１モードのレーザ光（第１のレーザであるレーザ光Ｌ１）及びＬＰ０１モードのレーザ光（第２のレーザ光であるレーザ光Ｌ２）の両方を含むレーザ光を生成する空間モード生成器４１２が用いられていること、及び、（３）空間モード生成器４１２にて生成されたレーザ光をＬＰ１１モードのレーザ光Ｌ１とＬＰ０１モードのレーザ光Ｌ２とに分離するモードスプリッタ４１３が追加されていることの三点である。モードスプリッタ４１３にて分岐されたレーザ光のうち、ＬＰ１１モードのレーザ光Ｌ１は、変調器３１４に入力され、ＬＰ０１モードのレーザ光Ｌ２は、モードコンバイナ３１６に入力される。本変形例において、空間モード生成器４１２は、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２を含むレーザ光を生成する。すなわち、空間モード生成器４１２は、第１の発光素子の機能と第２の発光素子の機能とを兼ね備えている。ここで、本変形例においては、上述したレーザ光に含まれる第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２は、波長など互いに同じ特性を有するレーザ光となる。すなわち、空間モード生成器４１２は、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２とが合わさった一つのレーザ光として生成する。そして、この一つのレーザ光は、図５の様に、モードスプリッタ４１３を伝搬した際に、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２とに分岐される。
【００７３】
ＡＯＣ４０１によれば、第１の光モジュール４１１における発光素子を単一の発光素子とすることができるため、ＡＯＣ３０１と比較して第１の光モジュール４１１が含む発光素子の数が削減されたＡＯＣ４０１を実現することができる。
【００７４】
なお、本実施形態に係るＡＯＣ４０１においても、第１の光モジュール４１１の各部、及び、第１の光モジュール４１１の各部が単一の基板上に集積された光集積回路として実現することができる。したがって、第１の光モジュール４１１を小型化することができる。また、上記の構成によれば、製造コストを抑制可能なＡＯＣ４０１を実現することができる。
【００７５】
〔第４の実施形態〕
最後に、本発明の第４の実施形態に係るＡＯＣの構成について説明する。
【００７６】
（ＡＯＣ５０１の構成）
まず、本発明の第４の実施形態に係るＡＯＣ５０１の構成について、図６を参照して説明する。図６は、ＡＯＣ５０１の構成を示すブロック図である。
【００７７】
図６に示すように、ＡＯＣ５０１は、第１の光モジュールである光モジュール５１１と、第２の光モジュールである光モジュール５２１と、ケーブル５３１と、を備えた双方向通信可能なＡＯＣである。ケーブル５３１は、複数の光ファイバである光ファイバ５３２，５３３，５３４を含んでいる。本実施形態において、光ファイバ５３２，５３３，５３４としてシングルモードファイバを採用している。光ファイバ５３２，５３３，５３４は、光モジュール５１１と光モジュール５２１とを光学的に結合している。
【００７８】
第１の外部機器（図示せず）に接続可能な光モジュール５１１は、第１の発光素子であるＬＤ５１２と、第２の発光素子であるＬＤ５１３と、第１の変調器である変調器５１４と、ドライバ５１５と、ＰＤ５１７と、アンプ５１８と、コネクタ５２０とを含んでいる。光モジュール５１１の筐体であるコネクタ５２０は、ＬＤ５１２と、ＬＤ５１３と、変調器５１４と、ドライバ５１５と、ＰＤ５１７と、アンプ５１８とを内蔵している。
【００７９】
ＬＤ５１２及びＬＤ５１３は、レーザ光（連続発振光）を生成する。ＬＤ５１２にて生成されるレーザ光Ｌ１の波長と、ＬＤ５１３にて生成されるレーザ光Ｌ２の波長とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。ＬＤ５１３にて生成されたレーザ光Ｌ２は、光ファイバ５３３を介して光モジュール５２１に送信される。
【００８０】
ＬＤ５１２にて生成されたレーザ光Ｌ１は、変調器５１４に供給される。ドライバ５１５は、第１の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ１に従って、この変調器５１４を駆動する。変調器５１４は、ＬＤ５１２にて生成されたレーザ光Ｌ１を電気信号ＭＳ１に従って変調することによって、信号光Ｓ１を生成する。変調器５１４にて生成された信号光Ｓ１は、光ファイバ５３２を介して光モジュール５２１に送信される。
【００８１】
ＰＤ５１７は、光ファイバ５３４を介して光モジュール５２１から受信した信号光Ｓ２を電気信号ＥＳ２に変換する。ＰＤ５１７にて得られた電気信号ＥＳ２は、アンプ５１８に供給される。アンプ５１８は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ５１７にて得られた電気信号ＥＳ２を増幅する。アンプ５１８にて増幅された電気信号ＥＳ２は、第１の外部機器（図示せず）に供給される。
【００８２】
他方、第２の外部機器（図示せず）に接続可能な光モジュール５２１は、ＰＤ５２３と、アンプ５２４と、第２の変調器である変調器５２５と、ドライバ５２６と、コネクタ５３０とを含んでいる。光モジュール５２１の筐体であるコネクタ５３０は、ＰＤ５２３と、アンプ５２４と、第２の変調器である変調器５２５と、ドライバ５２６とを内蔵する。
【００８３】
光ファイバ５３２を介して光モジュール５１１から受信した信号光Ｓ１は、ＰＤ５２３に供給される。ＰＤ５２３は、信号光Ｓ１を電気信号ＥＳ１に変換する。ＰＤ５２３にて得られた電気信号ＥＳ１は、アンプ５２４に供給される。アンプ５２４は、例えば、トランスインピーダンスアンプ及びリミッティングアンプにより構成され、ＰＤ５２３にて得られた電気信号ＥＳ１を増幅する。アンプ５２４にて増幅された電気信号ＥＳ１は、第２の外部機器（図示せず）に供給される。
【００８４】
一方、光ファイバ５３３を介して光モジュール５１１から受信したレーザ光Ｌ２は、変調器５２５に供給される。ドライバ５２６は、第２の外部機器（図示せず）から取得した電気信号ＭＳ２に従って、この変調器５２５を駆動する。変調器５２５は、受信したレーザ光Ｌ２を電気信号ＭＳ２に従って変調することによって、信号光Ｓ２を生成する。変調器５２５にて生成された信号光Ｓ２は、光ファイバ５３４を介して光モジュール５１１に送信される。
【００８５】
このように、ＡＯＣ５０１においても、第２のレーザ光Ｌ２を生成するＬＤ５１３は、第２の光モジュール５２１ではなく、第１の光モジュール５１１に含まれている。そのため、ＡＯＣ５０１によれば、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための電力を第２の光モジュール５２１に供給する必要がない。したがって、第２の外部機器から第２のレーザ光Ｌ２を生成するのに十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信を実現することができる。また、第２のレーザ光Ｌ２を生成するための光源、及び、第２のレーザ光Ｌ２を生成する際に発生する熱を放熱するための放熱部品を実装するスペースを第２の光モジュール５２１に設ける必要がない。したがって、第２の光モジュール５２１を小型化することができる。
【００８６】
〈まとめ〉
上述した本発明に係る各実施形態をまとめると、本発明は次のように表現され得る。
【００８７】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）は、複数の光ファイバ（２７，３２，３３，１２７，１３２，１３３，３２７，３３２，３３３，５３２，５３３，５３４）と、当該複数の光ファイバ（２７，３２，３３，１２７，１３２，１３３，３２７，３３２，３３３，５３２，５３３，５３４）を介して結合された第１の光モジュール（１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１）及び第２の光モジュール（２１，１２１，２２１，３２１，４２１，５２１）と、を備えた双方向通信可能なアクティブ光ケーブル（１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）である。本アクティブ光ケーブル（１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）において、前記第１の光モジュール（１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１）は、レーザ光を生成する１又は複数の発光素子（１２，１１２，２１２，３１２，４１２，５１２）と、前記レーザ光に含まれる第１のレーザ光（Ｌ１）を変調することによって第１の信号光（Ｓ１）に変換する第１の変調器（１４，１１４，２１４，３１４，５１４）と、を含み、前記第２の光モジュール（２１，１２１，２２１，３２１，４２１，５２１）は、前記レーザ光、又は、前記発光素子（１２，１１２，２１２，３１２，４１２，５１２）とは異なり、前記第１の光モジュール（１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１）に含まれる発光素子（１３，１１３，２１２，３１３，４１２，５１３）が生成するレーザ光に含まれる第２のレーザ光（Ｌ２，Ｌ２Ｂ）を変調することによって第２の信号光（Ｓ２）に変換する第２の変調器（２５，１２５，３２５，５２５）を含む。
【００８８】
上記の構成によれば、第２のレーザ光を生成する発光素子のうち少なくとも１つの発光素子は、第２の光モジュールではなく第１の光モジュールに含まれている。したがって、本アクティブ光ケーブルは、第２のレーザ光を生成する発光素子のうち少なくとも１つの発光素子を駆動するための電力を、第１の光モジュールを介して当該発光素子に供給することができる。このように本アクティブ光モジュールは、第２の光モジュールから第２のレーザ光を生成する発光素子に供給する電力を低減することができる。
【００８９】
したがって、本アクティブ光ケーブルは、アクティブ光ケーブルが２つの機器に接続される際に、この接続される２つの機器のうち一方の機器から発光素子を駆動するために十分な電力が供給されない場合であっても、安定した双方向通信が可能なＡＯＣを実現することができる。
【００９０】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）において、前記第２のレーザ光（Ｌ２，Ｌ２Ｂ）を生成する１又は複数の発光素子（１３，１１３，２１２，３１３，４１２，５１３）は、前記第２の光モジュール（２１，１２１，２２１，３２１，４２１，５２１）に含まれていない、ことが好ましい。
【００９１】
上記の構成によれば、第２のレーザ光を生成する１又は複数の発光素子を駆動するための電力を第１の光モジュールのみを介して当該発光素子に供給することができる。したがって、本アクティブ光ケーブルは、アクティブ光ケーブルが２つの機器に接続される際に、この接続される２つの機器のうち一方の機器から発光素子を駆動するために十分な電力が供給されない場合であっても、更に安定した双方向通信が可能なＡＯＣを実現することができる。
【００９２】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（１，１０１，２０１，３０１，４０１）において、前記第１の光モジュール（１１，１１１，２１１，３１１，４１１）は、前記第１の信号光（Ｓ１）と前記第２のレーザ光（Ｌ２，Ｌ２Ｂ）とを合波する合波素子（１６，１１６，３１６）を更に含み、前記第２の光モジュール（２１，１２１，２２１，３２１，４２１）は、合波された前記第１の信号光（Ｓ１）と前記第２のレーザ光（Ｌ２，Ｌ２Ｂ）とを分波する分波素子（２２，１２２，３２２）を更に含む、ことが好ましい。
【００９３】
上記の構成によれば、合波素子及び分波素子を備えていない場合と比較して、第１の光モジュールと第２の光モジュールとを結合する光ファイバの数が削減されたアクティブ光ケーブルを実現することができる。
【００９４】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（１）において、前記１又は複数の発光素子（１２，１３）は、第１の波長を有する前記第１のレーザ光（Ｌ１）を生成する第１の発光素子（１２）と、第２の波長を有する第２のレーザ光（Ｌ２）を生成する第２の発光素子（１３）と、からなり、前記合波素子（１６）は、波長に応じて前記第１の信号光（Ｓ１）と、前記第２のレーザ光（Ｌ２）とを波長多重する波長多重素子であり、前記分波素子（２２）は、波長に応じて前記第１の信号光（Ｓ１）と、前記第２のレーザ光（Ｌ２）とを波長逆多重する波長多重素子である、ことが好ましい。
【００９５】
上記の構成によれば、第１の信号光と第２のレーザ光とを多重化する場合の方式として、波長多重方式を採用することができる。
【００９６】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（１０１，２０１）において、前記１又は複数の発光素子（１１２，１１３，２１２）は、偏波方向が揃った前記第１のレーザ光（Ｌ１）及び前記第２のレーザ光（Ｌ２Ａ）を生成し、前記第１の光モジュール（１１１，２１１）は、前記第２のレーザ光（Ｌ２Ａ）の偏波方向を前記第１のレーザ光（Ｌ１）の偏波方向と異ならせる偏波回転素子（１１９）を更に備え、前記合波素子（１１６）は、互いに偏波方向が異なる前記第１の信号光（Ｓ１）と前記第２のレーザ光（Ｌ２Ｂ）とを合波する偏波ビームコンバイナ（偏波多重素子）であり、前記分波素子（１２２）は、互いに偏波方向が異なる前記第１の信号光（Ｓ１）と前記第２のレーザ光（Ｌ２Ｂ）とを分波するビームスプリッタ（偏波多重素子）である、ことが好ましい。
【００９７】
上記の構成によれば、第１の信号光と第２のレーザ光とを多重化する場合の方式として、偏波多重方式を採用することができる。また、光ファイバとして偏波保持ファイバ（例えばＰＡＮＤＡファイバ）等の既に流通しているＡＯＣに適用して本発明を実施することが可能なため、本発明を比較的容易に実施することが可能なＡＯＣを実現できる。
【００９８】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（３０１，４０１）において、前記１又は複数の発光素子（３１２，３１３，４１２）は、電磁波の空間分布が第１のモードである前記第１のレーザ光（Ｌ１）を生成する第１の発光素子（３１２，４１２）と、電磁波の空間分布が第２のモードである前記第２のレーザ光（Ｌ２）を生成する第２の発光素子（３１３，４１２）と、からなり、前記合波素子（３１６）は、前記第１のレーザ光（Ｌ１）と前記第２のレーザ光（Ｌ２）との空間モードを多重化するモードコンバイナであり、前記分波素子（３２２）は、前記第１のレーザ光（Ｌ１）と前記第２のレーザ光（Ｌ２）との空間モードを逆多重化するモードスプリッタである、ことが好ましい。
【００９９】
上記の構成によれば、第１の信号光と第２のレーザ光とを多重化する場合の方式として、空間モード多重方式を採用することができる。
【０１００】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（１，１０１，２０１，３０１，４０１）において、前記１又は複数の発光素子（２１２，４１２）は、単一の発光素子（２１２，４１２）からなり、前記第１の光モジュール（１１，１１１，２１１，３１１，４１１）は、前記単一の発光素子（２１２，４１２）が生成したレーザ光を前記第１のレーザ光（Ｌ１）及び前記第２のレーザ光（Ｌ２）に分岐する分岐素子（２１３，４１３）を更に備えている、ことが好ましい。
【０１０１】
上記の構成によれば、第１の光モジュールが含む発光素子の数を削減できる。
【０１０２】
本発明の一態様に係るアクティブ光ケーブル（１，１０１，２０１，３０１，４０１）が備えている前記第１の光モジュール（１１，１１１，２１１，３１１，４１１）において、（１）前記第１の変調器（１４，１１４，２１４，３１４）及び前記合波素子（１６，１１６，３１６）、並びに、（２）前記分波素子（２２，１２２，３２２）及び前記第２の変調器（２５，１２５，３２５）のうち少なくとも何れか一方は、単一のＳＯＩ基板上に集積された光集積回路である、ことが好ましい。
【０１０３】
上記の構成によれば、第１の変調器及び合波素子を含む第１の光モジュール、及び、分波素子及び第２の変調器を含む第２の光モジュールのうち少なくとも何れか一方を小型化することができる。また、上記の構成によれば、製造コストを抑制可能なアクティブ光ケーブルを実現することができる。
【０１０４】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１  アクティブ光ケーブル
１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１  光モジュール（第１の光モジュール）
１２，１１２  ＬＤ（第１の発光素子）
１３，１１３  ＬＤ（第２の発光素子）
２１２  ＬＤ（第１の発光素子及び第２の発光素子を兼ねる）
３１２  空間モード生成器（第１の発光素子）
３１３  空間モード生成器（第２の発光素子）
４１２  空間モード生成器（第１の発光素子及び第２の発光素子を兼ねる）
１４，１１４，２１４，３１４，５１４  変調器（第１の変調器）
１５，１１５，３１５，５１５  ドライバ
１６  ダイクロイックミラー（波長多重素子、合波素子）
１１６  偏波ビームコンバイナ（合波素子）
３１６  モードコンバイナ（合波素子）
１７，１１７，３１７，５１７  ＰＤ（受光素子）
１８，１１８，３１８，５１８  アンプ
２０，１２０，３２０，５２０  コネクタ
２１，１２１，２２１，３２１，４２１，５２１  光モジュール（第２の光モジュール）
２２  ダイクロイックミラー（波長逆多重素子、分波素子）
１２２  偏波ビームスプリッタ（分波素子）
３２２  モードスプリッタ（分波素子）
２３，１２３，３２３，５２３  ＰＤ（受光素子）
２４，１２４，３２４，５２４  アンプ
２５，１２５，３２５，５２５  変調器（第２の変調器）
２６，１２６，３２６，５２６  ドライバ
３０，１３０，３３０，５３０  コネクタ
３１，１３１，３３１，５３１  ケーブル
２７，３２，３３，１２７，１３２，１３３，３２７，３３２，３３３，５３２，５３３，５３４  光ファイバ
１１９  偏波回転素子
２１３  分岐素子
４１３  モードスプリッタ（分岐素子）
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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