(57)【要約】【課題】偏波状態変動量を大きくできる偏波変動生成装置を提供する。【解決手段】偏波変動生成装置は、第１入出力ポートと第２入出力ポートとの間の光路に沿って伝搬する光信号の第１偏波の成分の位相変調を行う位相変調手段と、前記第２入出力ポートから出力された光信号を前記第２入出力ポートに向けて反射する反射手段と、前記第１入出力ポートに光信号を入力し、前記第１入出力ポートから出力される光信号を出力する入出力手段と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１入出力ポートと第２入出力ポートとの間の光路に沿って伝搬する光信号の第１偏波の成分の位相変調を行う位相変調手段と、
前記第２入出力ポートから出力された光信号を前記第２入出力ポートに向けて反射する反射手段と、
前記第１入出力ポートに光信号を入力し、前記第１入出力ポートから出力される光信号を出力する入出力手段と、
を備えていることを特徴とする偏波変動生成装置。
【請求項２】
前記位相変調手段は、時間と共に変化する入力信号に基づき前記位相変調を行うことをと特徴とする請求項１に記載の偏波変動生成装置。
【請求項３】
前記第１入出力ポートから入力された光信号が、前記光路中の前記位相変調の開始位置に到達してから、当該光信号が、前記反射手段で反射されて前記開始位置に再度到達するまでの時間における前記入力信号の変化量は所定値より小さいことを特徴とする請求項２に記載の偏波変動生成装置。
【請求項４】
前記第２入出力ポートと前記反射手段とは偏波保持ファイバで接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の偏波変動生成装置。
【請求項５】
前記第２入出力ポートと前記反射手段とは、通過する光信号の偏波状態を制御する偏波制御手段を介して接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の偏波変動生成装置。
【請求項６】
前記偏波制御手段は、前記第２入出力ポートから出力される光信号の前記第１偏波の成分が、前記反射手段で反射されて前記第２入出力ポートに入力される際に前記第１偏波となる様に、通過する光信号の偏波状態を制御することを特徴とする請求項５に記載の偏波変動生成装置。
【請求項７】
前記反射手段は、前記第２入出力ポートに直接接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の偏波変動生成装置。
【請求項８】
前記第１入出力ポートに入力される光信号は直線偏波であり、
前記第１入出力ポートに入力される光信号の前記第１偏波の成分の振幅と、前記第１偏波とは直交する第２偏波の成分の振幅はいずれも０ではないことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の偏波変動生成装置。
【請求項９】
前記第１入出力ポートに入力される光信号は楕円偏波であり、
前記第１入出力ポートに入力される光信号の前記第１偏波の成分の振幅と、前記第１偏波とは直交する第２偏波の成分の振幅はいずれも０ではないことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の偏波変動生成装置。
【請求項１０】
前記第１入出力ポートに入力される光信号の前記第１偏波の成分の振幅と、前記第２偏波の成分の振幅は等しいことを特徴とする請求項８又は９に記載の偏波変動生成装置。
【請求項１１】
前記第１入出力ポートに入力される光信号は円偏波であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の偏波変動生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号の偏波状態を変化させる偏波変動生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの光受信装置として、光信号（変調光）と局所光を混合して混合光とし、この混合光を電気信号に変換して復調・復号するコヒーレント光受信装置が使用されている。コヒーレント光受信装置においては、通常、アナログ領域の電気信号をデジタル領域の信号に変換した後、デジタル領域にて等化・補償処理を行う。このため、光信号の偏波状態が緩やかに変化しても、通信に大きな影響はない。しかしながら、現在のコヒーレント光受信装置は、光信号の偏波状態が急激に変化すると、偏波状態の変動を等化・補償できず、よって、光通信システムの瞬断の原因となる。
【０００３】
コヒーレント光受信装置における偏波状態の変動の許容耐力を測定するためには、光信号の偏波状態を変化させる偏波変動生成装置が必要となる。ここで、特許文献１は、光信号の偏波状態を変動させるための構成を開示している。特許文献１によると、直線偏波の光信号を位相変調器に入力する。なお、光信号の偏波面と、位相変調器が位相を変調する偏波面との角度は４５度に設定される。つまり、位相変調器がＸ偏波の偏波面の光信号の位相変調を行うとすると、光信号のＸ偏波成分は位相変調器により位相変調され、光信号のＸ偏波成分とは直交するＹ偏波成分は位相変調されない。位相変調器が正弦波信号により光信号のＸ偏波成分の位相変調を行うと、位相変調器が出力する光信号の偏波は、時間と共に変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５８４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、光信号の偏波状態は、ポアンカレ球上の１点にて表されるが、特許文献１の構成では、位相変調器に正弦波電圧を印加して位相変調を行うため、位相変調器が出力する光信号の偏波状態は、ポアンカレ球上の２点間を、所定の経路で繰り返し移動することになる。ここで、ポアンカレ球上の２点間を結ぶ所定の経路の長さ（以下、偏波状態変動量と呼ぶ。）は、印加する正弦波電圧の最大値Ｖと、位相変調器において印加電界を受ける光路長Ｌに依存する。具体的には、正弦波電圧の最大値Ｖが大きくなる程、偏波状態変動量は大きくなり、光路長Ｌが長くなる程、偏波状態変動量は大きくなる。なお、印加する正弦波電圧の周波数は、ポアンカレ球上の２点間を移動する時間を決定する。
【０００６】
例えば、コヒーレント光受信装置における偏波状態の変動の許容耐力を測定するためには、偏波状態変動量をできるだけ大きくできることが望ましい。しかしながら、新たに位相変調器を設計して製造するのではなく、市販品を使用する場合、光路長Ｌを変更することはできない。また、印加電圧についても入力可能な最大電圧は決まっており、当該最大電圧より入力電圧を大きくすることはできない。
【０００７】
本発明は、偏波状態変動量を大きくできる偏波変動生成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によると、偏波変動生成装置は、第１入出力ポートと第２入出力ポートとの間の光路に沿って伝搬する光信号の第１偏波の成分の位相変調を行う位相変調手段と、前記第２入出力ポートから出力された光信号を前記第２入出力ポートに向けて反射する反射手段と、前記第１入出力ポートに光信号を入力し、前記第１入出力ポートから出力される光信号を出力する入出力手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、偏波状態変動量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による偏波変動生成装置の構成図。
【図２】位相変調器の構成図。
【図３】一実施形態による偏波変動生成装置の構成図。
【図４】一実施形態による偏波変動生成装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１２】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による偏波変動生成装置の構成図である。サーキュレータ１のポートＡに入力された直線偏波の光信号は、サーキュレータ１のポートＢから出力されて、位相変調器２に入力される。なお、光信号の偏波面と、位相変調器２が変調を行う偏波面とには４５度の角度が設けられる。以下では、位相変調器２が変調を行う偏波をＸ偏波とする。図２は、位相変調器２の構成図である。位相変調器２には、入出力ポート２４及び２５を有する光路２６が設けられる。例えば、サーキュレータ１のポートＢからの光信号は、入出力ポート２４に入力され、光路２６に沿って伝搬して入出力ポート２５から出力される。位相変調器２には、電極２１と電極２２が設けられ、電極２１と電極２２との間には、電圧源２３が設けられる。電圧源２３は、例えば、正弦波信号、つまり、正弦波状の電圧を印加する。電極２２は、距離Ｌに渡って光路２６に沿って設けられ、電極２１と電極２２の電位差に応じて、光信号は、電極２２に沿って距離Ｌだけ伝搬する間にＸ偏波成分の位相遅延量が変化する。Ｘ偏波成分と直交するＹ偏波成分は、印加電界による影響を受けず光路２６を伝搬する間の位相遅延量は変化しない。したがって、入出力ポート２５から出力される光信号の偏波状態は、時間と共に変化する。なお、上述した様に、偏波状態変動量は、長さＬが大きい程、大きくなり、かつ、電圧源２３が出力する電圧の最大値が大きい程、大きくなる。
【００１３】
図１に戻り、位相変調器２の入出力ポート２５から出力される光信号は、偏波保持ファイバ４を介して反射部３で反射される。反射部３で反射された光信号は、再度、位相変調器２を通過して、サーキュレータ１のポートＢに入力される。サーキュレータ１は、ポートＢに入力された光信号をポートＣから出力する。本実施形態では、位相変調器２と反射部３とを偏波保持ファイバ４で接続している。ここで、偏波保持ファイバ４と入出力ポート２５は、偏波保持ファイバの偏波軸Ｐｏｌ１と偏波軸Ｐｏｌ２が、それぞれ入出力ポート２５から出力されるＸ偏波成分とＹ偏波成分に一致するように接続されている。したがって、位相変調器２の入出力ポート２５から出力される光信号のＸ偏波成分及びＹ偏波成分と、反射部３で反射されて位相変調器２の入出力ポート２５に入力される光信号のＸ偏波成分及びＹ偏波成分は同じである。したがって、反射部３で反射された光信号が位相変調器２を通過する過程で、Ｘ偏波成分は、再度、位相変調され、よって、実質的に、長さＬが２倍となり、偏波状態変動量を大きくすることができる。
【００１４】
なお、図１の構成において、光信号が図２に示す光路２６上の位置２８、つまり、電圧源２３が印加する電圧による、Ｘ偏波成分の位相変動の開始位置に到着してから、光信号が反射部３にて反射されて、再度、位置２８に到達するまでの時間において、電圧源２３が出力する電圧が大きく変化していると、光信号のＸ偏波成分に与えられる位相遅延量は、行き（サーキュレータ１から反射部３に向かう方向）と、帰り（反射部３からサーキュレータ１に向かう方向）で異なる様になってしまう。したがって、光信号が位置２８に到達してから反射部３にて反射されて、再度、位置２８に到達するまでの時間において電圧源２３が出力する電圧の変化量が所定値以下となる様に、電圧源２３が出力する正弦波電圧の周波数を設定する。
【００１５】
なお、上記説明においては、サーキュレータ１のポートＡを介して位相変調器２に入力される光信号を直線偏波としたが、例示であり、直線偏波に限定されない。具体的には、位相変調器２が変調を行うＸ偏波成分と、Ｘ偏波に直交するＹ偏波成分の振幅が等しい任意の偏波を、位相変調器２に入力することができる。例えば、位相変調器２に円偏波の光信号を入力することができる。円偏波であれば、光信号のＸ偏波成分とＹ偏波成分は等しい。また、例えば、位相変調器２にＸ偏波成分とＹ偏波成分が等しい楕円偏波の光信号を入力することもできる。また、電圧源２３は、正弦波信号を生成するものとしたが、電圧源２３は、時間と共にその振幅が変換する任意波形の信号を電極２１及び２２への入力信号として生成することができる。
【００１６】
なお、上記説明においては、２偏波成分の振幅が等しいとした理由は、偏波間の位相差φがあるという条件下において、最も偏波状態変動量が大きくなるからである。しかしながら、２偏波成分の両方が存在する条件下、つまり、いずれの偏波成分の振幅も０ではない状況下では、その振幅が等しくない場合でも、偏波状態の変動は少なからず発生する。したがって、２偏波成分の振幅が等しくない場合でも、第一実施形態において説明される方式を適用することにより、２倍の偏波状態変動量を発生させることができる。
【００１７】
＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図３は、本実施形態による偏波変動生成装置の構成図である。第一実施形態では、反射部３と位相変調器２を、偏波保持ファイバ４で接続していたが、本実施形態では、偏波保持ファイバ４に代えて、偏波非保持ファイバ５と、偏波コントローラ（ＰＣ）６とを使用する。偏波非保持ファイバ５においては、偏波状態が変化するため、ＰＣ６は、位相変調器２が出力するＸ偏波成分及びＹ偏波成分と、反射部３で反射されて、再度、位相変調器２に入力される２つの偏波成分が、それぞれ元のＸ偏波成分及びＹ偏波成分と一致する様に、偏波状態を調整する。
【００１８】
＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図４は、本実施形態による偏波変動生成装置の構成図である。第一実施形態では、反射部３と位相変調器２を、偏波保持ファイバ４で接続していたが、本実施形態では、偏波保持ファイバ４を使用せず、反射部３を、直接、位相変調器２に設ける。つまり、図２の入出力ポート２５の部分に反射部３を設ける。
【符号の説明】
【００１９】
１：サーキュレータ、２：位相変調器、３：反射部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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