(57)【要約】［課題］信号品質の劣化を低減した平面光波回路および光受信器を提供する。［解決手段］平面光波回路は、直線的な溝が形成された基板と、基板に形成され、信号光を入力する信号光入力ポートと、基板に形成され、局発光を入力する局発光入力ポートと、溝に嵌入され、信号光を第１偏波を含む信号光と第２偏波を含む信号光とに分離する第１平面型フィルタ部と、溝に嵌入され、局発光を第１偏波を含む局発光と第２偏波を含む局発光とに分離する第２平面型フィルタ部と、基板に形成された第１干渉部と、溝を隔てて第１干渉部と反対側の基板に形成された第２干渉部と、信号光入力ポートに接続され、且つ第１平面型フィルタ部の反射面に接続された第１導波路と、第２導波路と、第３導波路と、局発光入力ポートに接続され、且つ第２平面型フィルタ部の反射面に接続された第４導波路と、第５導波路と、第６導波路と、を有する。
2013047333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線的な溝が形成された基板と、
前記基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、
前記基板に形成され、偏波多重された局発光を入力する局発光入力ポートと、
前記溝に嵌入され、前記信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する第１の平面型フィルタ部と、
前記溝に嵌入され、前記局発光を第１の偏波を含む局発光と第２の偏波を含む局発光とに分離する第２の平面型フィルタ部と、
前記基板に形成された第１の干渉部と、
前記溝を隔てて前記第１の干渉部と反対側の前記基板に形成された第２の干渉部と、
前記信号光入力ポートに接続され、且つ前記第１の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、
前記第１の干渉部と前記第１の平面型フィルタ部とに接続され、前記第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、
前記第２の干渉部と前記第１の平面型フィルタ部とに接続され、前記第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、
前記局発光入力ポートに接続され、且つ前記第２の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第４の導波路と、
前記第１の干渉部と前記第２の平面型フィルタ部とに接続され、前記第１の偏波を含む局発光を導波する第５の導波路と、
前記第２の干渉部と前記第２の平面型フィルタ部とに接続され、前記第２の偏波を含む局発光を導波する第６の導波路と、
を有する平面光波回路。
【請求項２】
前記第１の平面型フィルタ部と前記第２の平面型フィルタ部との間に光を遮断する遮光部を有することを特徴とする請求項１に記載の平面光波回路。
【請求項３】
前記溝を隔てて前記信号光入力ポートと反対側の前記基板に前記局発光入力ポートが備えられたことを特徴とする請求項１または２に記載の平面光波回路。
【請求項４】
前記第１の平面型フィルタ部と前記第２の平面型フィルタ部とが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の平面光波回路。
【請求項５】
前記第２の導波路の長さと前記第３の導波路の長さとが等しいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の平面光波回路。
【請求項６】
前記第５の導波路の長さと前記第６の導波路の長さとが等しいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の平面光波回路。
【請求項７】
前記第１の平面型フィルタ部に入射する前記信号光の波長帯域に応じて定められた角度で前記第１の導波路が前記第１の平面型フィルタ部に接続されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の平面光波回路。
【請求項８】
直線的な溝が形成された基板と、
前記基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、
前記基板に形成され、単一偏波の局発光を入力する第１および第２の局発光入力ポートと、
前記溝に嵌入され、前記信号光を前記第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する平面型フィルタ部と、
前記基板に形成された第１の干渉部と、
前記溝を隔てて前記第１の干渉部と反対側の前記基板に形成された第２の干渉部と、
前記信号光入力ポートに接続され、且つ前記平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、
前記第１の干渉部と前記平面型フィルタ部とに接続され、前記第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、
前記第２の干渉部と前記平面型フィルタ部とに接続され、前記第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、
前記第１の局発光入力ポートと前記第１の干渉部とに接続され、前記単一偏波の局発光を導波する第４の導波路と、
前記第２の局発光入力ポートと前記第２の干渉部とに接続され、前記単一偏波の局発光を導波する第５の導波路と、
前記第３または第５の導波路のいずれかに備えられ、入射する光の偏波を変更する偏波変更部と
を有する平面光波回路。
【請求項９】
直線的な溝が形成された基板と、
前記基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、
前記基板に形成され、単一偏波の局発光を入力する局発光入力ポートと、
前記溝に嵌入され、前記信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する平面型フィルタ部と、
前記基板に形成された第１の干渉部と、
前記溝を隔てて前記第１の干渉部と反対側の前記基板に形成された第２の干渉部と、
入力された光を分岐する分岐部と、
前記信号光入力ポートに接続され、且つ前記平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、
前記第１の干渉部と前記平面型フィルタ部とに接続され、前記第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、
前記第２の干渉部と前記平面型フィルタ部とに接続され、前記第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、
前記局発光入力ポートと前記分岐部とに接続され、前記単一偏波の局発光を導波する第４の導波路と、
前記分岐部と前記第１の干渉部とに接続され、前記単一偏波の局発光を導波する第５の導波路と、
前記分岐部と前記第２の干渉部とに接続され、前記単一偏波の局発光を導波する第６の導波路と、
前記第３または第６の導波路のいずれかに備えられ、入射する光の偏波を変更する偏波変更部と
を有する平面光波回路。
【請求項１０】
前記偏波変更部は前記第３の導波路に備えられることを特徴とする請求項８または９に記載の平面光波回路。
【請求項１１】
前記偏波変更部は半波長板であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の平面光波回路。
【請求項１２】
前記第１および第２の干渉部は９０度オプティカルハイブリッドであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の平面光波回路。
【請求項１３】
前記溝は前記基板の一端から他端まで直線的に形成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の平面光波回路。
【請求項１４】
偏波多重された信号光を偏波分離し、偏波分離した信号光と局発光とを干渉させる平面光波回路と、
前記平面光回路から出力された干渉光を電気信号に変換する光電変換部と、
前記電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
デジタル信号を処理するデジタル信号処理部とを備え、
前記平面光波回路は、
直線的な溝が形成された基板と、
前記基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、
前記基板に形成され、偏波多重された局発光を入力する局発光入力ポートと、
前記溝に嵌入され、前記信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する第１の平面型フィルタ部と、
前記溝に嵌入され、前記局発光を第１の偏波を含む局発光と第２の偏波を含む局発光とに分離する第２の平面型フィルタ部と、
前記基板に形成された第１の干渉部と、
前記溝を隔てて前記第１の干渉部と反対側の前記基板に形成された第２の干渉部と、
前記信号光入力ポートに接続され、且つ前記第１の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、
前記第１の干渉部と前記第１の平面型フィルタ部とに接続され、前記第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、
前記第２の干渉部と前記第１の平面型フィルタ部とに接続され、前記第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、
前記局発光入力ポートに接続され、且つ前記第２の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第４の導波路と、
前記第１の干渉部と前記第２の平面型フィルタ部とに接続され、前記第１の偏波を含む局発光を導波する第５の導波路と、
前記第２の干渉部と前記第２の平面型フィルタ部とに接続され、前記第２の偏波を含む局発光を導波する第６の導波路と、
を有する光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波多重された光信号を受信する平面光波回路および光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の爆発的なネットワークトラフィックの増加に伴い、４０Ｇｂｉｔ／ｓや１００Ｇｂｉｔ／ｓ以上の超高速光伝送システムが検討されている。超高速光伝送システムでは光信号雑音耐力特性、波長分散耐力特性および偏波モード分散耐力特性などの長距離光ファイバ伝送において要求される特性に優れる位相変調方式と、コヒーレント受信およびデジタル信号処理技術とを組み合わせたデジタルコヒーレント通信の検討が活発に行われている。
変調方式としては、分散補償耐力に優れる２値位相変調信号（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、ＢＰＳＫ）や、４値位相変調信号（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、ＱＰＳＫ）が注目されている。
さらに、周波数帯域幅を増加させることなく伝送容量を拡大するために、周波数の利用効率に優れる４値位相変調信号を直交する２偏波で多重した偏波多重４値位相変調信号（Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  −  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、ＤＰ−ＱＰＳＫ）などの方式の実用化に向けて研究・開発が盛んに行われている。
デジタルコヒーレント通信の光受信器について説明する。ここでは、一例として、４値光位相変調方式（ＱＰＳＫ）を用いて説明する。図９は、本発明に関連する光受信器の機能ブロック図である。この機能ブロック図を参照してデジタルコヒーレント通信における受信処理を説明する。
まず、光受信器９００は、偏波多重された光信号を受信する。偏波分離部９０１は、受信した光信号を第１の偏波を有する光信号と第１の偏波に直交する第２の偏波を有する光信号とに分離する。また、光受信器９００は、受信した光信号の周波数とほぼ同一の周波数を有する局発光を出力する局発光源９０２を有する。そして、分離された２つの光信号と局発光とは９０度オプティカルハイブリッド９０３に入力される。９０度オプティカルハイブリッド９０３は、直交する２つの偏波軸それぞれに対して平行な偏波状態を有する光信号の実部成分および虚部成分の合計４つの光信号を出力する。４つの光信号は、光ディテクタ９０４によりアナログ電気信号に変換された後、アナログデジタルコンバータ９０５によりデジタル電気信号に変換される。これらのデジタル電気信号は、不図示のリサンプリング部により信号光信号のシンボルレート（ボーレートとも呼ばれる）で標本化されたデジタル電気信号に変換された後、デジタル信号処理部９０６に入力される。デジタル信号処理部９０６は、波長分散補償、偏波分散補償、位相雑音・周波数偏差補償の機能を有する。例えば、光搬送波周波数偏差・光位相偏差補償としては、受信した光信号の周波数と局部発振光の周波数との間の周波数偏差と光位相偏差による光位相回転とがそれぞれ補償される。その後、電気信号それぞれは、シンボル識別部９０７により光送信器が送信したビット列に復調される。
このように、超高速光通信システムにおけるデジタルコヒーレント受信が実現される。
以降では、上述の偏波分離部および９０度オプティカルハイブリッドについてさらに詳細に説明する。以降簡便のために、少なくとも、偏波分離部および９０度オプティカルハイブリッドの機能の両方を有する機能ブロックを光受信部と呼ぶ。光受信部について、高速データ通信を推進する業界団体であるＯＩＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｆｏｒｕｍ）で標準化の検討が進められており、標準に則った光受信部の開発が行われている。
このような光受信部を実現する手段については様々な種類がある。例えば、バルクの組み合わせにより光受信部を実現した例が非特許文献１に記載されている。しかしながら、このようにバルクの組み合わせにより光受信部を実現する場合、複数のバルクそれぞれの位置関係を調整することが難しい。なぜなら、調整には、例えば、複数のバルクの光軸が揃う必要があるからである。そこで位置関係の調整を必要としない手段として、平面光波回路が有力とされている。例えば非特許文献２には、平面光波回路を用いた光受信部の実現例が開示されている。ここで非特許文献２においてＰＢＳと記された部分は偏波分離部に相当する。また９０°ＯＨと記された部分は９０度オプティカルハイブリッドに相当する。非特許文献２に開示されたＰＢＳは、ＰＢＳを構成するアームの複屈折率を調節し偏波間で位相差πをつけることにより、異なる偏波それぞれを異なるポートに出力させる。これにより、良好な透過特性を得、偏波分離を実現している。
しかしながらこの方法では、ＰＢＳを構成するアームの複屈折率に高い精度が求められる。このような高精度の複屈折率を実現するために、ＵＶや熱によってアームの複屈折率を制御する必要がある。このため、複屈折率を制御する工程が煩雑となり、低コスト化が困難となっている。
複屈折率を制御する工程の煩雑を解消する構成例が、特許文献１に開示されている。特許文献１によると、平面光波回路の一部分に溝をつくり、フォトニック結晶チップを機能させるため、導波路を横切るようにフォトニック結晶チップを挿入する構成が開示されている。この構成により、複屈折率を制御する工程を必要とすることなく、偏波分離機能を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７６０４９
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“Ｆｕｌｌｙ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ  ｆｏｒ  １００Ｇ  ＤＰ−ＱＰＳＫ，”ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＯＳＡ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ（ＣＤ）（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，２０１１），ｐａｐｅｒ  ＯＭＬ５
【非特許文献２】“平面光波回路を用いた偏波多重光ハイブリッドモジュール”２００９年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら例えば特許文献１の構成では、特許文献１の図に開示されているように信号光の導波路と局発光の導波路とが多くの箇所で交差している。このため導波路が交差している箇所またはその近傍において、一方の導波路からの漏れ光や迷光による他方の導波路へのクロストークが発生する。コヒーレント受信では、クロストークによる信号品質への影響が特に大きい。このため、このように複数の導波路が多くの箇所で互いに交差することにより、信号品質が劣化するという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、信号品質の劣化を低減した平面光波回路および光受信器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の平面光波回路は、直線的な溝が形成された基板と、基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、基板に形成され、偏波多重された局発光を入力する局発光入力ポートと、溝に嵌入され、信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する第１の平面型フィルタ部と、溝に嵌入され、局発光を第１の偏波を含む局発光と第２の偏波を含む局発光とに分離する第２の平面型フィルタ部と、基板に形成された第１の干渉部と、溝を隔てて第１の干渉部と反対側の基板に形成された第２の干渉部と、信号光入力ポートに接続され、且つ第１の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、第１の干渉部と第１の平面型フィルタ部とに接続され、第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、第２の干渉部と第１の平面型フィルタ部とに接続され、第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、局発光入力ポートに接続され、且つ第２の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第４の導波路と、第１の干渉部と第２の平面型フィルタ部とに接続され、第１の偏波を含む局発光を導波する第５の導波路と、第２の干渉部と第２の平面型フィルタ部とに接続され、第２の偏波を含む局発光を導波する第６の導波路と、を有する。
また本発明の別の平面光波回路は、直線的な溝が形成された基板と、基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、基板に形成され、単一偏波の局発光を入力する第１および第２の局発光入力ポートと、溝に嵌入され、信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する平面型フィルタ部と、基板に形成された第１の干渉部と、溝を隔てて第１の干渉部と反対側の基板に形成された第２の干渉部と、信号光入力ポートに接続され、且つ平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、第１の干渉部と平面型フィルタ部とに接続され、第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、第２の干渉部と平面型フィルタ部とに接続され、第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、第１の局発光入力ポートと第１の干渉部とに接続され、単一偏波の局発光を導波する第４の導波路と、第２の局発光入力ポートと第２の干渉部とに接続され、単一偏波の局発光を導波する第５の導波路と、第３または第５の導波路のいずれかに備えられ、入射する光の偏波を変更する偏波変更部とを有する。
さらに本発明の別の平面光波回路は、直線的な溝が形成された基板と、基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、基板に形成され、単一偏波の局発光を入力する局発光入力ポートと、溝に嵌入され、信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する平面型フィルタ部と、基板に形成された第１の干渉部と、溝を隔てて第１の干渉部と反対側の基板に形成された第２の干渉部と、入力された光を分岐する分岐部と、信号光入力ポートに接続され、且つ平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、第１の干渉部と平面型フィルタ部とに接続され、第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、第２の干渉部と平面型フィルタ部とに接続され、第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、局発光入力ポートと分岐部とに接続され、単一偏波の局発光を導波する第４の導波路と、分岐部と第１の干渉部とに接続され、単一偏波の局発光を導波する第５の導波路と、分岐部と第２の干渉部とに接続され、単一偏波の局発光を導波する第６の導波路と、第３または第６の導波路のいずれかに備えられ、入射する光の偏波を変更する偏波変更部とを有する。
本発明の光受信器は、偏波多重された信号光を偏波分離し、偏波分離した信号光と局発光とを干渉させる平面光波回路と、平面光回路から出力された干渉光を電気信号に変換する光電変換部と、電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、デジタル信号を処理するデジタル信号処理部とを備え、平面光波回路は、直線的な溝が形成された基板と、基板に形成され、偏波多重された信号光を入力する信号光入力ポートと、基板に形成され、偏波多重された局発光を入力する局発光入力ポートと、溝に嵌入され、信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する第１の平面型フィルタ部と、溝に嵌入され、局発光を第１の偏波を含む局発光と第２の偏波を含む局発光とに分離する第２の平面型フィルタ部と、基板に形成された第１の干渉部と、溝を隔てて第１の干渉部と反対側の基板に形成された第２の干渉部と、信号光入力ポートに接続され、且つ第１の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第１の導波路と、第１の干渉部と第１の平面型フィルタ部とに接続され、第１の偏波を含む信号光を導波する第２の導波路と、第２の干渉部と第１の平面型フィルタ部とに接続され、第２の偏波を含む信号光を導波する第３の導波路と、局発光入力ポートに接続され、且つ第２の平面型フィルタ部の反射面に対して斜めに接続された第４の導波路と、第１の干渉部と第２の平面型フィルタ部とに接続され、第１の偏波を含む局発光を導波する第５の導波路と、第２の干渉部と第２の平面型フィルタ部とに接続され、第２の偏波を含む局発光を導波する第６の導波路と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、信号品質の劣化を低減した平面光波回路および光受信器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る光伝送システム１００の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光受信器１０３の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る平面光波回路の構成例である。
【図４】本発明の実施形態に係る平面光波回路３００の変形例である。
【図５】本発明の実施形態に係る平面光波回路３００の他の変形例である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る平面光波回路６００の構成例である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る平面光波回路６００の変形例である。
【図８】平面型フィルタ部の透過スペクトルの例である。
【図９】本発明に関連する光受信器の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光伝送システム１００の機能ブロック図である。光伝送システム１００は、偏波多重Ｍ値位相変調（Ｍは２以上の整数）された光信号を送信する光送信器１０１と、光送信器１０１より送信された光信号を伝送する伝送路１０２と、伝送路１０２を介して光信号を受信する光受信器１０３とを有する。ここでは、一例として、Ｍ値位相変調を用いるが、振幅位相変調（ＡＰＳＫ；Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）や、振幅位相変調の一つであるＭ値直交位相振幅変調（ＱＡＭ；Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いてもよい。また、伝送方式として直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ；Ｏｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を採用し、サブキャリアの少なくとも一つで偏波多重Ｍ値位相変調等を採用することができる。さらに本実施形態において、光伝送システム１００が光送信器１０１および光受信器１０３を一つずつ有しているが、双方を複数有していてもよい。
伝送路１０２はシングルモード光ファイバやマルチモード光ファイバを用いることができる。
光受信器１０３は信号光を復調し復調したデータを外部に出力する。図を用いて光受信器の構成例について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る光受信器１０３の機能ブロック図である。ここではデジタル信号処理を用いた復調を例として挙げて説明する。
光受信器２００は、光受信部２０１と、局発光源２０２と、光電変換部２０３と、アナログデジタルコンバータ２０４と、デジタル信号処理部２０５と、復調部２０６とを有する。さらに、光受信部２０１は、偏波分離部２０７と、干渉部２０８とを有する。
偏波分離部２０７は、伝送路１０２を介して受信した信号光を第１の偏波を有する信号光と第２の偏波を有する信号光とに分離する。また、局発光源２０２からの局発光を第１の偏波を有する局発光と第２の偏波を有する局発光とに分離してもよい。第１および第２の偏波は、ＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ）波またはＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）波と呼ばれることがある。また、垂直偏波または水平偏波と呼ばれることもある。
干渉部２０８は、偏波分離された信号光と局発光源２０２からの局発光とを干渉させ、干渉光を光電変換部２０３に出力する。
局発光源２０２は、光受信器１０３の外部に備えることもできる。この場合光受信器１０３は、局発光源２０２からの局発光を入力する局発光入力ポートを有する。
光電変換部２０３は、干渉光を電気信号に変換し、変換した電気信号をアナログデジタルコンバータに出力する。
アナログデジタルコンバータ２０４は、アナログ信号である変換後の電気信号をデジタル信号に変換する。
デジタル信号処理部２０５は、デジタル信号により信号光の位相および強度に関する情報を抽出する。デジタル信号処理部２０５は、例えば、波長分散補償、偏波分散補償、位相雑音・周波数偏差補償の機能を有する。
復調部２０６は、デジタル信号処理部２０５により抽出された位相および強度に関する情報に基づいて、送信器１０１が送信したビット列を復調する。
ここでは光受信器１０３による信号処理の一例を示したが、光受信部２０１より後段の信号処理については既知の様々な手段を用いることが可能である。
次に光受信部２０１を、図を用いてさらに詳細に説明する。図３は、光受信部２０１の一例である平面光波回路の構成である。
平面光波回路３００は、基板３０１と、偏波分離部３０２と、干渉部３０３と、信号光入力ポート３０４と、局発光入力ポート３０５とを有する。さらに、偏波分離部３０２は、第１の平面型フィルタ部３０６と、第２の平面型フィルタ部３０７と、第１乃至６の導波路３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３とを有する。干渉部３０３は、第１および第２の干渉部３１４、３１５を有する。
基板３０１には直線的な溝３１６が形成されている。基板３０１の材料としては、例えば石英ガラスが用いられる。溝３１６は、例えば図３に示すように、基板３０１の一端から他端まで直線的に形成することができる。また溝３１６は、基板３０１の一部に形成されていてもよく、第１の平面型フィルタ部３０６および第２の平面型フィルタ部３０７が嵌入できる大きさであればよい。このような溝３１６は、例えば、ダイシング加工により形成せしめることができる。ここで直線的とは、溝３１６を形成する手段の精度による湾曲等を含む表現であり、完全な直線を意図する表現ではない。
信号光入力ポート３０４は、偏波多重された信号光を入力する。より具体的には、光送信器１０１より伝送路１０２を介して伝送された偏波多重信号が、信号光入力ポート３０４に入力される。
局発光入力ポート３０５は、偏波多重された局発光を入力する。例えば、局発光源２０２が第１の偏波の局発光を出力する場合、局発光の偏波面が第２の平面型フィルタ部３０７によって規定される偏波面に対して所定の角度を有するように、第１の偏波の局発光が局発光入力ポート３０５に入力される。これにより、第２の平面型フィルタ部３０７によって規定される偏波面を基準として、偏波多重された局発光が局発光入力ポート３０５に入力されることになる。
第１の平面型フィルタ部３０６は、溝３１６に嵌入され、信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する。また、第２の平面型フィルタ部３０７は、溝３１６に嵌入され、局発光を第１の偏波を含む局発光と第２の偏波を含む局発光とに分離する。ここで、溝３１６の一端から第１の平面型フィルタ部３０６までの距離と、溝３１６の同端から第２の平面型フィルタ部３０７までの距離とは異なる。
まず、第１および第２の平面型フィルタ部３０６、３０７の特性について説明する。以降簡便のために、特に断らない限り、第１および第２の平面型フィルタ部３０６、３０７を平面型フィルタ部と称する。平面型フィルタ部は、入射する光の偏波ごとに異なる透過率を示す。より詳細には、平面型フィルタ部は、平面型フィルタ部の材料もしくは構成、入射する光の入射角度、または入射する光の波長に応じて、偏波ごとに異なる透過率を有する。このような平面型フィルタ部の透過スペクトルの例を図８に示す。この例は平面型フィルタ部として後述する誘電体多層膜フィルタを用いた場合の透過スペクトルである。ここで、透過スペクトルとは、平面型フィルタ部に入射する光の波長と透過率との関係をいう。図８の横軸は平面型フィルタ部に入射する光の波長を、縦軸は透過率を示す。一方のグラフはＴＥ波に対する平面型フィルタ部の透過スペクトルを、他方のグラフはＴＭ波に対する平面型フィルタ部の透過スペクトルを示している。ＴＭ波とは電界成分が平面光波回路３００の表面に対して垂直な方向に振動する電磁波であり、ＴＥ波とは電界成分が平面光波回路３００の表面上であって電磁波の進行方向に対して垂直な方向に振動する電磁波である。例えば、図８中に示す点線で挟まれた波長の光が平面型フィルタ部に入射された場合、透過光には主としてＴＥ波が、反射光には主としてＴＭ波が含まれることになる。
また、後述する平面型フィルタ部の材料としてフォトニック結晶偏光子を用いることにより、第１の偏波をＴＥ波、第２の偏波ＴＭ波とすることもできる。その逆の対応を取ることも可能である。
さらに図８のグラフからも分かるように、透過光および反射光それぞれは、主としていずれかの偏波を有している。すなわち、透過光および反射光それぞれは、いずれかの偏波のみを有しているわけではなく、両方の偏波を含みうる。このため、第１の偏波を含む透過光とは第１の偏波を主として含んでおり、第２の偏波も多少含む。第２の偏波を含む反射光についても同様である。
このような平面型フィルタ部の材料としては、例えば、誘電体多層膜フィルタやフォトニック結晶偏光子がある。誘電体多層膜フィルタは、異なる透過率や膜厚を有する複数の薄膜を積層することにより製造することができる。またフォトニック結晶偏光子は、ＳｉＯ２等の低透過率結晶と、Ｇｅ等の半導体やＴｉＯ２等の酸化物や窒化物といった項透過率結晶とを交互に積層することにより製造することができる。平面型フィルタ部の材料および構成としてはこれらに限られることなく、平面型フィルタ部が偏波ごとに異なる透過率を示せばよい。
好適には、第１の平面型フィルタ部３０６に入射する信号光の波長帯域に応じて第１の平面型フィルタ部３０６の材料を変更する。また、好適には、第１の平面型フィルタ部３０６に入射する信号光の波長帯域並びに第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される角度に応じて、第１の平面型フィルタ部３０６の材料を変更することもできる。また、好適には、材料に変えて、第１の平面型フィルタ部３０６の構成を変更してもよい。第２の平面型フィルタ部３０７の好適な変更についても同様である。
次に平面型フィルタ部の形状について説明する。平面型フィルタ部は、信号光または局発光が入射する方向に対して有限の厚みを有していればよい。また、信号光または局発光が平面型フィルタ部に入射する反射面は、信号光の照射面積程度のまたはそれ以上の面積を有していればよい。このような反射面の形状は、四角であってもよいし、円形にすることもできる。
さらに平面型フィルタ部の表面について説明する。平面型フィルタ部の表面のうち、少なくとも平面型フィルタ部の反射面が平坦であることが望ましい。ここで平坦とは、反射面の凸凹が入射光の波長よりも小さくなる程度の平坦度である。その理由は、反射面を平坦にすることが反射光の乱反射を防ぎ、そして、平面型フィルタ部で反射した信号光および局発光の方向を一定とし、信号強度の低下を低減するからである。
さらに好適には、平面型フィルタ部の表面のうち、反射面と反対側の面を平坦とする。ここで反射面と反対側の面とは、反射面より入射した光が平面型フィルタ部を通過し、平面型フィルタ部の外部へ透過する面を指す。その理由は、平面型フィルタ部を通過する信号光および局発光が平面型フィルタ部の外部へ透過する際に発生する拡散を防ぎ、そして平面型フィルタ部を透過した信号光および局発光の方向を一定とし、信号強度の低下を低減するからである。
第１の干渉部３１４は、基板３０１に形成される。また、第２の干渉部３１５は、溝３１６を隔てて第１の干渉部３１４と反対側の基板３０１に形成される。第１の干渉部３１４は、第２および第５の導波路３０９、３１２によって導波された信号光と局発光とを干渉する。第２の干渉部３１５は、第３および第６の導波路３１０、３１３によって導波された信号光と局発光とを干渉する。ここで、第１の干渉部３１４は、基板３０１のうち溝３１６に対していずれの側に形成されてもよい。すなわち、図３に図示された第１の干渉部３１４と第２の干渉部３１５とが逆であってもよい。
好適には第１および第２の干渉部３１４、３１５は９０度オプティカルハイブリッドである。９０度オプティカルハイブリッドは信号光と局発光とを干渉させることにより、入力される信号光の実部成分と虚部成分とを抽出する。そして、９０度オプティカルハイブリッドは抽出した実部成分に対応する干渉光と虚部成分に対応する干渉光とを外部に出力する。このように９０度オプティカルハイブリッド適用と、さらに偏波分離部３０２と干渉部３０３とを一体形成することにより、偏波分離部３０２および干渉部３０３を含む光受信部３００のサイズを小さくすることが可能となる。
第１の導波路３０８は、信号光入力ポート３０４に接続され、且つ第１の平面型フィルタ部３０６の反射面に対して斜めに接続される。そして、第１の導波路３０８は、伝送路１０２を介して信号光入力ポート３０４により受信した信号光を第１の平面型フィルタ部３０６に導波する。ここで第１の導波路３０８は、第１の平面型フィルタ部３０６の反射面に対して垂直以外の角度で第１の平面型フィルタ部３０６に接続される。これにより、反射光による第１の導波路３０８への逆行を防ぐことができる。結果として、反射光を導波する導波路を簡便にせしめることが可能である。また反射面とは、第１の平面型フィルタ部３０６の表面のうち溝３１６の側面と対向する面である。
第２の導波路３０９は、第１の干渉部３１４と第１の平面型フィルタ部３０６とに接続され、第１の偏波を含む信号光を導波する。
第３の導波路３１０は、第２の干渉部３１５と第１の平面型フィルタ部３０６とに接続され、第２の偏波を含む信号光を導波する。
第４の導波路３１１は、局発光入力ポート３０５に接続され、且つ第２の平面型フィルタ部３０７の反射面に対して斜めに接続される。そして、第４の導波路３１１は、局発光入力ポート３０５により受信した局発光を第２の平面型フィルタ部３０７に導波する。第１の導波路３０８と同様に、第４の導波路３１１は第２の平面型フィルタ部３０７の反射面に対して垂直以外の角度で第２の平面型フィルタ部３０７に接続される。
なお、第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される角度と、第４の導波路３１１が第２の平面型フィルタ部３０７に接続される角度とを異ならせるようにしてもよいし、同じにすることもできる。
第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される角度についてさらに詳細に説明する。好適には、第１の平面型フィルタ部３０６に入射する信号光の波長帯域に応じて定められた角度で第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される。より具体的には、第１の平面型フィルタ部３０６に入射する信号光の波長帯域および第１の平面型フィルタ部３０６の透過スペクトルに応じて定められた角度で第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される。第１の平面型フィルタ部３０６の材料が確定している場合、このように第１の平面型フィルタ部３０６に入射する信号光の波長および第１の平面型フィルタ部３０６の透過スペクトルに応じて定められた角度で第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続されることによって、偏波ごとの透過率を制御できる。これにより、ＴＥ波とＴＭ波とをより精度よく分離することが可能となる。第４の導波路３１１が第２の平面型フィルタ部３０７に接続される角度についても同様である。
第５の導波路３１２は、第１の干渉部３１４と第２の平面型フィルタ部３０７とに接続され、第１の偏波を含む局発光を導波する。
好適には、第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される角度に応じて定められた角度で第２の導波路３０９が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される。例えば、第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される反射角と第２の導波路３０９が第１の面型フィルタ部３０６に接続される入射角とをほぼ同じにする。これにより、第１の平面型フィルタ部３０６で反射した信号光を効率よく導波することができるため、信号強度の低下を防止することが可能となる。また、第５の導波路３１２についても同様である。
第６の導波路３１３は、第２の干渉部３１５と第２の平面型フィルタ部３０７とに接続され、第２の偏波を含む局発光を導波する。
好適には、第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される角度および第１の平面型フィルタ部３０６の屈折率に応じて定められた角度で第３の導波路３１０が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される。より詳細には、第１の導波路３０８が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される角度と第１の平面型フィルタ部３０６の屈折率とに基づいて屈折角を算出する。そして、算出した屈折角と、第３の導波路３１０が第１の平面型フィルタ部３０６に接続される角度とを同じにする。これにより、第１の平面型フィルタ部３０６を透過した信号光を効率よく導波することができ、信号強度の低下を防止することが可能となる。また、第６の導波路３１３に関する接続角度についても同様である。ここで、入射角、反射角および屈折角については、各導波路の中心を光が導波されるものとして考えればよい。
また好ましくは、第２の導波路３０９の長さと第３の導波路３１０の長さとが等しい。その理由は、第１の干渉部３１４で局発光と干渉する信号光が伝送される距離と、第２の干渉部３１５で局発光と干渉する信号光が伝送される距離とが等しくなるからである。このため、２つの信号光間に発生するスキューを低減し、信号品質の劣化を低減することができる。さらに好ましくは、第５の導波路３１２の長さと第６の導波路３１３の長さとが等しくなるようにする。
さらに好適には、第１の平面型フィルタ部３０６と第２の平面型フィルタ部３０７との間に光を遮断する遮光部を有する。これにより、信号光と局発光との間でのクロストークを低減することができる。
まず、クロストークが発生する原因について具体例を用いて説明する。例えば、第１の導波路３０８より第１の平面型フィルタ部３０６に入射した信号光が、第１フィルタ部３０６より漏れ、第２のフィルタ部３０７に入射するとする。そして、漏れた信号光が第２のフィルタ部３０７に接続された第５または第６の導波路３１２、３１３によって導波される。このようにして、信号光と局発光との間でのクロストークが発生する。そこで、第１の平面型フィルタ部３０６と第２の平面型フィルタ部３０７との間に光を遮断する遮光部を備えることにより、第１の平面型フィルタ部３０６より漏れた光が第２の平面型フィルタ部３０７に入射すること、およびその逆を低減できる。遮光部としては、例えば金属ブロックを用いることができる。
以上、光受信部２０１の一例である平面光波回路３００の構成例について説明した。
次に図３に示した平面光波回路３００の動作について説明する。
まず、伝送路１０２から偏波多重位相変調された信号光は信号光受信ポート３０４に入力される。局発光源２０２からの局発光は局発光入力ポート３０５に入力される。
そして第１の導波路３０８が、信号光を第１の平面型フィルタ部３０６に導波する。一方、第４の導波路３１１が、局発光を第２の平面型フィルタ部３０７に導波する。
次いで第２の導波路３０９は、第１の偏波を含む信号光を導波する。具体的には、第２の導波路３０９は第１のフィルタ部３０６で反射した信号光を第１の干渉部３１４に導波する。一方、第５の導波路３１２は、第１の偏波を含む局発光を導波する。具体的には、第５の導波路３１２は第１のフィルタ部３０６で反射した局発光を第１の干渉部３１４に導波する。
また、第３の導波路３１０は、第２の偏波を含む信号光を導波する。具体的には、第３の導波路３１０は第１のフィルタ部３０６を透過した信号光を第２の干渉部３１５に導波する。一方、第６の導波路３１３は、第２の偏波を含む局発光を導波する。具体的には、第６の導波路３１３は第２のフィルタ部３０７を透過した局発光を第２の干渉部３１５に導波する。
第１の干渉部３１４において、第２の導波路３０９で導波され第１の偏波を含む信号光と、第５の導波路３１２で導波された第１の偏波を含む局発光とが干渉する。一方、第２の干渉部３１５において、第３の導波路３１０で導波され第２の偏波を含む信号光と、第６の導波路３１３で導波された第２の偏波を含む局発光とが干渉する。
その後第１および第２の干渉部３１４、３１５で干渉した干渉光を図示しない光電変換部２０３に出力する。以上、図３に示した平面光波回路３００の動作について説明した。
以上のように本実施形態によると、第１の干渉部３１４を基板３０１に形成し、第２の干渉部を溝３１５を隔てて第１の干渉部３１４と反対側の基板３０１に形成することによって、第１の干渉部３１４に接続される導波路と、第２の干渉部３１５に接続される導波路とを、溝３１６で分離することになる。これにより、第２、第３、第５および第６の導波路３０９、３１０、３１２、３１３が交差する点をなくすことが可能となる。さらに、第２および第３の導波路３０９、３１０ならびに第５および第６の導波路３１２、３１３を簡素にすることが可能となるため、信号光および局発光で発生するスキューの低減を容易に図ることができる。
上述のように基板３０１に溝３１６を形成するにあたって、ダイシング加工を行う必要がある。このダイシング加工では基板の端から端まで溝を設けざるを得ない。このため、例えば特許文献１に記載されているような構成では、ダイシング加工により導波路を切断してしまうという問題があった。しかし、本実施形態によると、第１の干渉部３１４に接続される導波路と、第２の干渉部３１５に接続される導波路とを、溝３１６で分離することになる。このためダイシング加工を行う箇所に導波路が存在しない。結果として、ダイシング加工による導波路の不要な切断を低減することが可能となる。
次に、図３に示した光受信部２０１の一例である平面光波回路３００の変形例について説明する。
図４は、光受信部２０１の一例である平面光波回路３００の変形例である。図３に示した平面光波回路３００と同じ構成については同じ番号を付け、簡略のためこれらについての説明を省略する。
平面光波回路４００は、平面型フィルタ部４０１を有する点で平面光波回路３００とは異なる。平面型フィルタ部４０１は、溝３１６に嵌入され、信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する。さらに、平面型フィルタ部４０１は、局発光を第１の偏波を含む局発光と第２の偏波を含む局発光とに分離する。すなわち、第１の平面型フィルタ部３０６と第２の平面型フィルタ部３０７とが同じとなっている。
このように、第１の平面型フィルタ部３０６と第２の平面型フィルタ部３０７とを同じにし、平面型フィルタ部４０１と有することにより、部品点数を削減することができる。
好適には第１の導波路３０８または第４の導波路３１１が平面型フィルタ部４０１と接続されている点の近傍において、第１の導波路３０８または第４の導波路３１１を先細りまたは先太りにする。これにより、平面型フィルタ部４０１に入射した信号光または局発光の回折角を小さくすることができる。そして、例えば平面型フィルタ部４０１に入射した信号光による第５または第６の導波路３１２、３１３への漏れを低減することが可能となる。
さらに、光受信部２０１の一例である平面光波回路３００の他の変形例を説明する。図５は、光受信部２０１の一例である平面光波回路３００の他の変形例である。図３に示した平面光波回路３００と同じ構成については同じ番号を付け、簡略のためこれらについての説明を省略する。
平面光波回路５００は、局発光入力ポート５０１が溝３１６を隔てて信号光入力ポート３０４と反対側の基板３０１に備えられる点で平面光波回路３００とは異なる。
さらに、第２の平面型フィルタ部５０２は、第１の平面型フィルタ部３０６とは逆の特性を有する。第２の平面型フィルタ部５０２の特性と第１の平面型フィルタ部３０６の特性との関係について例を挙げて説明する。例えば、第１の平面型フィルタ部３０６は、第１の偏波を含む信号光を反射し、第２の偏波を含む信号光を透過するとする。その場合、第２の平面型フィルタ部５０２は、第１の偏波を含む信号光を透過し、第２の偏波を含む信号光を反射する。このような第１の平面型フィルタ部３０６の特性と第２の平面型フィルタ部５０２との関係は逆であってもよい。
第１の平面型フィルタ部３０６および第２の平面型フィルタ部５０２の材料について説明する。例えば、第１の偏波がＴＭ波であり、第２の偏波がＴＥ波であると仮定する。この場合、第１の平面型フィルタ部３０６に誘電体多層膜フィルタやフォトニック結晶偏光子を用いることができる。しかしながら、第２の平面型フィルタ部５０２に誘電体多層膜フィルタを用いることができず、例えばフォトニック結晶偏光子を用いる必要がある。これは、誘電多層膜フィルタがＴＭ波を主として含む光を反射し、且つＴＥ波を主として含む光を透過する特性を有し、逆の特性を有しえないからである。
また、第１の平面型フィルタ部３０６および第２の平面型フィルタ部５０２にフォトニック結晶偏光子を用いることができる。この場合、第１の平面型フィルタ部３０６の特性とは逆の特性を有する第２の平面型フィルタ部５０２は、例えば光軸を中心として第１の平面型フィルタ部３０６を９０度回転させることにより実現されうる。
このように局発光入力ポート５０１を、溝３１６を隔てて信号光入力ポート３０４と反対側の基板３０１に備えることにより、信号光入力ポート３０４と局発光入力ポート５０１とを離すことができる。これにより信号光入力ポート３０４および局発光入力ポート５０２周辺に空間的な余裕が発生するため、作業者の作業効率を向上させることが可能である。
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照して説明する。他の実施形態では、光受信部２０１の一例である平面光波回路の構成を、図を用いて説明する。図６は、光受信部２０１の一例である平面光波回路６００の構成である。
平面光波回路６００は、基板６０１と、偏波分離部６０２と、干渉部６０３と、信号光入力ポート６０４と、第１の局発光入力ポート６０５と、第２の局発光入力ポート６０６とを有する。
さらに、偏波分離部６０２は、平面型フィルタ部６０７と、第１乃至５の導波路６０８６０９、６１０、６１１、６１２と、偏波変更部６１３とを有する。干渉部６０３は、第１および第２の干渉部６１４、６１５を有する。信号光入力ポート６０５、第１乃至第３の導波路６０８、６０９、６１０並びに第１及び第２の干渉部６１４、６１５は、上記実施形態と同様であるため説明を省略する。
基板６０１は、直線的な溝６１６が形成されている。さらに好適には基板６０１は、溝６１６と直交する溝６１７が形成されている。溝６１７は、例えば図６に示すように、基板６０１の一端から他端まで直線的に形成することができる。また溝６１７は、基板６０１の一部に形成されていてもよく、偏波変更部６１３が嵌入できる大きさであればよい。
第１および第２の局発光入力ポート６０５、６０６は、基板６０１に形成され、単一偏波の局発光を入力する。好適には、第２の局発光入力ポート６０６は、溝６１６を隔てて
第１の局発光入力ポート６０５とは反対側の基板６０１に備えられる。これにより、第１の局発光入力ポート６０５と第２の局発光入力ポート６０６とを離すことができる。これにより第１の局発光入力ポート６０５および第２の局発光入力ポート６０６周辺に空間的な余裕が発生するため、作業者の作業効率を向上させることが可能である。ここで単一偏波の局発光とは、一方の偏波が主として含まれている局発光を意味する。すなわち、他方の偏波が全く含まれていないという意味ではない。
平面型フィルタ部６０７は、溝６１６に嵌入され、信号光を第１の偏波を含む信号光と第２の偏波を含む信号光とに分離する。平面型フィルタ部６０７の特性、形状、表面等については上記実施形態の第１および第２の平面型フィルタ部３０６、３０７と同じである。第１の平面型フィルタ部には、誘電体多層膜フィルタやフォトニック結晶偏光子を採用することができる。
さらに、第４の導波路６１１は、第１の局発光入力ポート６０５と第１の干渉部６１４とに接続され、第１の偏波を含む局発光を導波する。また、第５の導波路６１２は、第２の局発光入力ポート６０６と第２の干渉部６１５とに接続され、第１の偏波を含む局発光を導波する。
偏波変更部６１３は、第３または第５の導波路６１０、６１２のいずれかに備えられ、入射する光の偏波を変更する。好適には、偏波変更部６１３は、溝６１７に嵌入される。
偏波変更部６１３の機能について具体例を用いて説明する。例えば、第１の偏波を含む光が偏波変更部６１３に入射するとする。偏波変更部６１３は、光の偏波を第２の偏波に変更し、変更後の光を出力する。一方、第２の偏波を含む光が偏波変更部６１３に入射した場合、偏波変更部６１３は、第１の偏波を含む光を出力する。このような偏波変更部６１３は、半波長板等により実現することができる。
好適には、偏波変更部６１３を第３の導波路６１０に備える。すなわち、第２の偏波を含む信号光を導波する導波路に偏波変更部６１０を備えることが望ましい。これにより、第１および第２の干渉部６１４、６１５に入力する光の偏波を同じにすることができる。このため、第１および第２の干渉部６１４、６１５の特性に光の偏波による個体差がある場合であっても、その個体差による影響を低減することが可能となる。偏波変更部６１３は、第２の導波路６０９に備えられてもよい。
以上、光受信部２０１の一例である平面光波回路６００の構成について説明した。
次に図６に示した平面光波回路６００の動作について説明する。ここでは例として、偏波変更部６１３を第３の導波路６１０に備え、且つ単一偏波が第１の偏波である場合について説明する。
まず、偏波多重位相変調された信号光は伝送路１０２から信号光入力ポート６０４に入力される。局発光源２０２からの第１の偏波を含む局発光は第１および第２の局発光入力ポート６０５、６０６に入力される。
そして第１の導波路６０８が、信号光を平面型フィルタ部６０７に導波する。
次いで第２の導波路６０９は、第１の偏波を含む信号光を導波する。具体的には、平面型フィルタ部６０７で反射した信号光を第１の干渉部６１４に導波する。一方、第３の導波路６１０は、第２の偏波を含む信号光を導波する。具体的には、平面型フィルタ部６０７を透過した信号光を第２の干渉部６１５に導波する。
ここで偏波変更部６１３は、第３の導波路６１０により導波される第２の偏波を含む信号光を、第１の偏波を含む信号光に変更する。
第４の導波路６１１は、第１の偏波を有する局発光を第１の干渉部６１４に導波する。
一方、第５の導波路６１２は、第１の偏波を有する局発光を第２の干渉部６１５に導波する。
第１の干渉部６１４は、第２の導波路６０９で導波された第１の偏波を含む信号光と、
第４の導波路６１１で導波された第１の偏波を含む局発光とを干渉させる。また、第２の干渉部６１５は、偏波変更部６１３で変更され、第３の導波路６１０で導波された第１の偏波を含む信号光と、第５の導波路６１２で導波された第１の偏波を含む局発光とを干渉させる。
その後第１および第２の干渉部６１４、６１５で干渉した干渉光を図示しない光電変換部に出力する。以上、図６に示した平面光波回路６００の動作について説明した。
以上のように他の実施形態によると、第３または第５の導波路６１０、６１２のいずれかに備えられ、入射する光の偏波を変更する偏波変更部６１３を備えることにより、第１および第２の局発光入力ポート６０５、６０６に入力する局発光を単一偏波とすることができる。これにより偏波多重された局発光を局発光入力ポートに入力するために、局発光入力ポートに入力する局発光の偏波面を調節する必要がなくなる。このため局発光入力ポートに入力する局発光の偏波面が基準に合っていないことによる、偏波ごとの光強度差を低減することができる。
次に、図６に示した光受信部２０１の一例である平面光波回路６００の変形例について説明する。図７は、光受信部２０１の一例である平面光波回路６００の変形例である。図６に示した平面光波回路６００と同じ構成については同じ番号を付け、簡略のためこれらについての説明を省略する。
平面光波回路７００は、局発光入力ポート７０１と、分岐部７０２と、第４乃至第６の導波路７０３、７０４、７０５とを有する。
局発光入力ポート７０１は、基板６０１に形成され、単一偏波の局発光入力を入力する。局発光入力ポート７０１は、第４の導波路７０３に接続されている。
分岐部７０２は、入力された光を分岐する。分岐部７０２は、第４乃至第６の導波路７０３、７０４、７０５と接続されている。そして、第４の導波路７０３より入力された単一偏波の局発光入力を分岐し、分岐した単一偏波の局発光入力を第５の導波路７０４および第６の導波路７０５に出力する。
第５の導波路７０４は、分岐部７０２と第１の干渉部６１４とに接続され、単一偏波の局発光入力を導波する。また、第６の導波路７０５は、分岐部７０２と第２の干渉部６１５とに接続され、単一偏波の局発光入力を導波する。
このように、入力された光を分岐する分岐部７０２と、第４乃至第６の導波路７０３、７０４、７０５とを備えることにより、局発光入力ポート７０２を一つにすることができる。
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる
この出願は、２０１１年９月２９日に出願された日本出願特願２０１１−２１４４８３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明は、例えば．偏波多重された光信号を受信する平面光波回路や光受信器に利用することができる。
【符号の説明】
【００１１】
１００  光伝送システム
１０１  光送信器
１０２  伝送路
１０３、２００、９００  光受信器
２０１  光受信部
２０２、９０２  局発光源
２０３  光電変換部
２０４  アナログデジタルコンバータ
２０５  デジタル信号処理部
２０６  復調部
２０８、３０３、６０３  干渉部
３００、４００、５００、６００、７００  平面光波回路
３０１、６０１  基板
３０４、６０４  信号光入力ポート
３０５、５０１、７０１  局発光入力ポート
６０５  第１の局発光入力ポート
６０６  第２の局発光入力ポート
３０６  第１の平面型フィルタ部
３０７、５０２  第２の平面型フィルタ部
４０１、６０７  平面型フィルタ部
３０８、６０８  第１の導波路
３０９、６０９  第２の導波路
３１０、６１０  第３の導波路
３１１、６１１、７０３  第４の導波路
３１２、６１２、７０４  第５の導波路
３１３、７０５  第６の導波路
６１３  偏波変更部
３１４、６１４  第１の干渉部
３１５、６１５  第２の干渉部
３１６、６１６、６１７  溝
２０７、３０２、６０２  偏波分離部
９０３  ９０度オプティカルハイブリッド
９０４  光電変換部
９０５  アナログデジタルコンバータ
９０６  デジタル信号処理部
９０７  シンボル識別部
７０２  分岐部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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