(57)【要約】  光学ダイプレクサは複屈折結晶を備え、該複屈折結晶が、第１の偏光タイプ及び第１の波長を有し、当該結晶の第１の端部に入れられ、上記第１の偏光タイプ及び第１の波長で当該結晶の第２の端部から出る第１の光エネルギーに概ね波長の整数倍の位相遅れを与え、且つ上記第１の偏光タイプ及び第２の波長を有し、当該結晶の上記第２の端部に入れられ、第２の偏光タイプ及び第２の波長で当該結晶の上記第１の端部から出る第２の光エネルギーに概ね半波長の奇数倍の位相遅れを与える。このシステムは、上記第２のエネルギーが複屈折結晶の第２の端部に入る前に、結晶の第２の端部に入れられる第２のエネルギーの位相遅れを調整するための電子作動式偏光アライナを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ダイプレクサであって、
第１の偏光タイプを透過し、第２の偏光タイプを偏向させるための偏光ビームスプリッタと、
複屈折結晶であって、前記第１の偏光タイプを有するとともに、第１の波長を有し、該結晶の第１の端部に入れられ、前記第１の偏光タイプ及び前記第１の波長で該結晶の第２の端部から出る第１の光エネルギーに実質上波長の整数倍の位相遅れを与え、且つ前記第１の偏光タイプを有するとともに、第２の波長を有し、該結晶の前記第２の端部に入れられ、前記第２の偏光タイプ及び前記第２の波長で該結晶の前記第１の端部から出る第２の光エネルギーに実質上半波長の奇数倍の位相遅れを与える、複屈折結晶と、
前記第２のエネルギーが前記複屈折結晶の前記第２の端部に入る前に、該結晶の該第２の端部に入れられる前記第２のエネルギーの位相遅れを調整するための電子作動式偏光アライナと、
を備える光学ダイプレクサ。
【請求項２】
前記偏光アライナは１つの電子制御式波長板を含む、請求項２に記載の光学ダイプレクサ。
【請求項３】
前記偏光アライナは一対の電子制御式波長板を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記光学ダイプレクサは、（ａ）前記複屈折結晶の前記第２の端部に入れられる前記第２の光エネルギーの供給源の間に、及び／又は（ｂ）前記第１の光エネルギーの供給源と前記偏光ビームスプリッタの第１の端部との間に配置される偏光デバイスを備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
偏光アライナであって、異なる方向に向けられる速軸を有する一対の直列に配置される電子制御式波長板を備える、偏光アライナ。
【請求項６】
前記一対の電子制御式波長板と直列に接続される、固定複屈折素子を備える、請求項５に記載の偏光アライナ。
【請求項７】
調整可能な複屈折位相遅延システムであって、
第１の偏光タイプを有するとともに、第１の波長を有し、該結晶の第１の端部に入れられ、前記第１の偏光タイプ及び該第１の波長で該結晶の第２の端部から出る第１の光エネルギーに実質上波長の整数倍の位相遅れを与え、且つ前記第１の偏光タイプを有するとともに、第２の波長を有し、該結晶の前記第１の端部に入れられ、前記第１の偏光タイプ及び前記第２の波長で該結晶の前記第１の端部から出る第２の光エネルギーに実質上半波長の奇数倍の位相遅れを与える、複屈折結晶と、
前記第２のエネルギーが前記複屈折結晶の前記第２の端部に入る前に、該結晶の該第２の端部に入れられる前記第２のエネルギーの位相遅れを調整するための電子制御式偏光アライナと、
を備える調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項８】
前記電子制御式偏光アライナは電子制御式波長板である、請求項７に記載の調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項９】
前記電子制御式偏光アライナは、一対の電子制御式波長板を含み、該波長板のうちの一方の波長板は、或る方向に向けられる速軸を有し、前記波長板のうちの他方の波長板は異なる方向に向けられる速軸を有する、請求項７に記載の調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項１０】
（ａ）前記複屈折結晶の前記第１の端部に入れられる前記第１の光エネルギーの供給源と前記複屈折結晶との間に、及び／又は（ｂ）該複屈折結晶の前記第１の端部から出る前記第２の光エネルギーの受信機と前記複屈折結晶との間に配置される偏光ビームスプリッタを備える、請求項７に記載の調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項１１】
前記電子制御式偏光アライナは固定波長板を含む、請求項８に記載の調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項１２】
前記電子制御式偏光アライナは電子制御式波長板を含む、請求項９に記載の調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項１３】
前記電子制御式位相遅延システムは、一対の電子制御式波長板を含み、該波長板のうちの一方の波長板は、或る方向に向けられる速軸を有し、前記波長板のうちの他方の波長板は異なる方向に向けられる速軸を有する、請求項１０に記載の調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項１４】
前記電子制御式位相遅延システムは、電子制御式液晶波長板を含む、請求項１２に記載の調整可能な複屈折位相遅延システム。
【請求項１５】
光学配置であって、
或る速軸の向きを有する第１の電子制御式波長板と、
前記第１の電子制御式波長板の前記速軸の向きとは異なる速軸の向きを有する第２の電子制御式波長板と、
を備え、両方の前記波長板は共通の光路に沿って直列に配列される、光学配置。
【請求項１６】
前記第１の波長板及び前記第２の波長板と直列に、且つ前記共通の光路に沿って配列される固定複屈折素子を備える、請求項１５に記載の光学配置。
【請求項１７】
ビームスプリッタと、
結晶と
を備え、前記結晶及び前記ビームスプリッタは、前記第１の波長板及び前記第２の波長板と直列に、且つ前記共通の光路に沿って配列される、請求項１６に記載の光学配置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概括的には、レーザ光ファイバ通信システムに関し、より詳細には、そのようなシステムにおいて用いられる光学ダイプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野において知られているように、レーザ通信システムは複数の送受信機を備えており、それらの送受信機はそれぞれ、光周波数信号を、たとえばレーザ送信機によって、システム内の１つ又は複数の他の送受信機に送信し、そのような送受信機のうちの１つ又は複数の他の送受信機によって、そのような送受信機のうちの１つに送信された光周波数信号を受信するようになっている。
【０００３】
また当該技術分野において知られているように、光周波数は、国際電気通信連合（ＩＴＵ）によって、１９３テラヘルツ（ＴＨｚ）で開始して、１００ＧＨｚだけ分離される櫛形の周波数になるように標準化されている。したがって、任意の信号の周波数は、ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）である。ここで、ｋは整数である。ｋの値はチャネル指示と呼ばれることもある。したがって、各送受信機は奇数チャネル（すなわち、ｋが奇数である場合）及び偶数チャネル（ただし、ｋが偶数である場合）を有する。さらに、いずれの送受信機でも、信号を送信するために奇数チャネルが用いられ、そのような送受信機のうちの１つによって受信される信号は偶数チャネルにあるか、又は、その逆である（すなわち、信号を送信するために偶数チャネルが用いられ、そのような送受信機のうちの１つによって受信される信号は奇数チャネルにある）。送信されるエネルギー及び受信されるエネルギーは、同じタイプの偏光、たとえば垂直偏光を有することにも留意されたい。したがって、たとえば、２つの送受信機が互いに通信する場合には、その受信チャネルと送信チャネルとを実効的に分離できるようにするために、送受信機のうちの一方の送受信機は、たとえば、奇数チャネルにおいて垂直偏光で信号を送信し、偶数チャネルにおいて垂直偏光で信号を受信するのに対して、一対の送受信機のうちの他方の送受信機は、偶数チャネルにおいて垂直偏光で信号を送信し、奇数チャネルにおいて垂直偏光で信号を受信することになる。
【０００４】
また当該技術分野において知られているように、同じ偏光タイプを有する送信信号及び受信信号を個別の経路に分離するために、多くの場合に、送受信機においてダイプレクサが用いられる。その場合、送受信機内のレーザ送信機から生じる送信信号は、１つの経路（すなわち、送信経路）に沿って進行し、受信信号は、異なる経路（すなわち、受信経路）に沿って、送受信機内のレーザエネルギー受信機に送られる。
【０００５】
１つのそのようなダイプレクサは：（１）たとえば、奇数チャネル内の信号、たとえば送信信号の場合に、波長の整数倍の位相遅れを与え、受信信号内の信号の場合に、半波長の奇数倍の位相遅れを与えるための複屈折結晶（たとえば、位相遅れ波長板）と、（２）その結晶と、（ａ）送信経路内に配置される送信機との間、及び（２）受信経路内に配置される受信機との間、に偏光ビームスプリッタとを備える。したがって、送信中に、たとえば、奇数チャネルのうちの１つの周波数を有し、たとえば、垂直偏波を有する送信機からのエネルギーが、システム内の送受信機のうちの他の送受信機まで外部を伝搬するために、送信経路に沿って進み、偏光ビームスプリッタを通り抜け、その後、同じ周波数の垂直偏光として結晶の中を通り抜ける。受信中に、垂直偏光であるが、この例では、偶数チャネルの周波数で信号を送信する、システム内の送受信機のうちの他の送受信機からのエネルギーが、複屈折結晶の中を通り抜ける。しかしながら、複屈折結晶は、受信信号の偏光を、垂直偏光から水平偏光に変更する。水平偏光の信号は、偏光ビームスプリッタによって、受信経路に沿って受信機まで送られる。
【０００６】
また当該技術分野において知られているように、複屈折結晶の中を通り抜ける光路の長さは、極めて正確に制御されることが重要であるが、それは、数ｍｍの厚みを有する高次の位相遅れ板の場合に特に難しい。さらに、素子が製造されると、その素子の中を通り抜ける光路長は典型的には一定であり、調整することはできない。それゆえ、その素子の光路長が不適当である場合には、その素子を廃棄し、新たな素子を製造しなければならない。１つの調整可能な位相遅れ板が、２００４年３月９日に発行された、発明人Han他による「Method and apparatus for adjusting an optical element to achieve a precise length」と題する米国特許第６，７０４，１４３号において記載される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、光学ダイプレクサは、第１の偏光タイプを透過し、第２の偏光タイプを偏向（屈折）させるための偏光ビームスプリッタを有する。ダイプレクサは、複屈折結晶であって、上記第１の偏光タイプを有し、第１の波長を有し、当該結晶の第１の端部に入り、上記第１の偏光タイプ及び上記第１の波長で当該結晶の第２の端部から出る第１の光エネルギーに実質上波長の整数倍の位相遅れを与え、且つ上記第１の偏光タイプを有し、第２の波長を有し、当該結晶の上記第２の端部に入り、上記第２の偏光タイプ及び上記第２の波長で当該結晶の上記第１の端部から出る第２の光エネルギーに実質上半波長の奇数倍の位相遅れを与える、複屈折結晶を備える。システムは、上記第２のエネルギーが複屈折結晶の第２の端部に入る前に、結晶の第２の端部に入る第２のエネルギーの位相遅れを調整するための電子作動式偏光アライナ（整合器）を備える。
【０００８】
一実施の形態では、偏光アライナは一対の電子制御式波長板である。
一実施の形態では、その偏光アライナは一対の偏光アライナを含み、それは一対の電子制御式波長板を含み、それらを組み合わせることによって、複屈折位相遅れを、より柔軟且つ正確に制御できるようになる。
【０００９】
一実施の形態では、光学ダイプレクサは、（ａ）複屈折結晶の第２の端部に入れられる第２の光エネルギーの供給源の間に、及び／又は（ｂ）第１の光エネルギーの供給源と偏光ビームスプリッタの第１の端部との間に配置される偏光デバイスを備える。
【００１０】
本発明の別の特徴によれば、異なる方向に向けられる速軸を有する一対の電子制御式波長板を備える、位相アライナが提供される。
一実施の形態では、位相アライナは、固定複屈折素子を含む。
【００１１】
一実施の形態では、固定複屈折素子は波長板である。
本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明において述べる。本発明の他の特徴、目的及び利点は、その説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１２】
類似の参照記号は類似の構成要素を指している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで図１を参照すると、ここでは一対の送受信機（トランシーバ：ＸＣＶＲ）１２ａ、１２ｂを有するレーザ通信システム１０が示される。送受信機１２ａは、奇数チャネルを用いて、送受信機１２ｂに光通信信号を送信し、一方、送受信機１２ｂは、偶数チャネルを用いて、送受信機１２ａに光通信信号を送信する。より詳細には、ここでは、送受信機１２ａは、周波数ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋＳを有する光信号を送信する。ここで、Ｓはチャネル間隔（たとえば、ここでは０．１ＴＨｚ）であり、ｋは奇数である（すなわち、奇数チャネル）。送受信機１２ｂは、周波数ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）を有する光信号を送信する。ここで、ｋは偶数である（すなわち、偶数チャネル）。そして、送受信機１２ａは、周波数ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）を有する光信号を受信するようになっている受信機を備え（ｋは偶数である）、送受信機１２ｂは、周波数ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）を有する光信号を受信するようになっている受信機を備える（ｋは奇数である）。
【００１４】
ここで図２を参照すると、レーザ送信機１４及びレーザ受信機１６を備える、全く同じように構成される送受信機１２ａ、１２ｂのうちの例示的な送受信機、ここでは送受信機１２ａが示される。当該技術分野においてよく知られているように、光ビームを整形するために、それらの光ビームを光ファイバの中に通すために、又はそれらの光ビームを自由空間に送信するために、レンズ及びミラーのような付加的な受動素子（図示せず）が２つの送受信機間に位置することができる。破線の矢印１８によって指示される、レーザ送信機１４によって生成される光通信信号は、矢印１９によって示されるように、垂直に偏光されており、上記の奇数チャネルを有する。すなわち、ｋは奇数である。送信機１４からの光は最初に、コリメータ２０の中に通される。コリメータ２０の出力は、偏光ビームスプリッタ２４の中に通され、矢印２１によって示される、ここでは、光エネルギーの中の任意の水平に偏光された成分が光エネルギー吸収体２２に向けられ、一方、ここで垂直に偏光された成分だけが、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２４を通り抜けて、電子制御式複屈折インターリービングダイプレクサ２６まで進むようにする。
【００１５】
電子制御式複屈折インターリービングダイプレクサ２６は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２８、複屈折結晶３０、及び偏光アライナ３１を含む。偏光アライナ３１は、第１の電子制御式波長板３２、たとえば、ここでは垂直軸に対して４５度の速軸の向きを有する液晶波長板（ＬＣＷＰ）（すなわち、速軸は矢印１９に対して４５度である）と、第２の電子制御式波長板３４、たとえば、ここでは垂直な速軸の向きを有する液晶波長板（すなわち、速軸は矢印１９と同じ方向に沿っている）と、固定複屈折素子、ここでは、第１の電子制御式波長板３２の速軸と合わせられる４５度の速軸の向きを有する４分の１波長板ＱＷＰ３６（すなわち、速軸は矢印１９に対して４５度である）とを備え、それらの波長板は全て、矢印Ｐによって指示される共通の光路に沿って、図に示されるように直列に配列される。
【００１６】
したがって、液晶波長板３２の速軸の向きは、液晶波長板３４の速軸の向きとは異なる。
偏光ビームスプリッタ４２が、送受信機１２ａの入口／出口開口部４０と、電子制御式複屈折インターリービングダイプレクサ２６との間に配置される。偏光ビームスプリッタ４２は、矢印１９によって指示される垂直に偏光された光を入口／出口開口部４０に送り、図２の平面から外に向かう方向を指している矢印２１によって指示される、水平に偏光された光を、光エネルギー吸収体３３に送る。
【００１７】
電子制御式複屈折インターリービングダイプレクサ２６は、説明したようにして、液晶波長板３２、３４に対する電気信号を生成するためのコントローラ４４を備える。
結晶３０の作用を理解するために、ｋ番目のチャネルの中央周波数をＦｋとし、その波長をλｋとする。これらは、以下の式によって関係付けられる。
【００１８】
【数１】
2008541194.tif 000003
【００１９】
ただし、この説明を通じて、数値が与えられるとき、その数値は、Ｆ０、ここでは１９３．０ＴＨｚ及びチャネル間隔Ｓ、ここでは、１００．０ＧＨｚ、すなわち０．１ＴＨｚを特別に選択した場合の例であると理解されたい。ここで、ｋは整数である。ダイプレクサ２６は、奇数ｋを有するチャネルの場合に半波長板として、偶数ｋを有するチャネルの場合に０波長板として機能することが望ましい。当該技術分野においてよく知られているように、これは、複屈折位相遅れＬを波長で割った値が、偶数チャネルの場合には整数であり、奇数チャネルの場合には半波長＋整数であることを意味する。すなわち、以下の式が成り立つ。
【００２０】
【数２】
2008541194.tif 000004
【００２１】
ここで、ｋ０は偶数であり、式１から第２の形が得られる。この式は、全てのｋの場合に、しかしまたＬが一定の値である場合に成り立たなければならない関係を与え、その式をＦｋについて解き、式１を用いることによって、Ｆ０及びＳの項を別の形で表すことができる。
【００２２】
【数３】
2008541194.tif 000005
【００２３】
この式は、複屈折位相遅れ及び整数ｋ０を以下のように選択することによって満たされる。
【００２４】
【数４】
2008541194.tif 000006
【００２５】
したがって、ここでＬ＝Ｌ０＝ｃ／２Ｓ＝１．４９９ミリメートル（ｍｍ）とすると、波長と共に指定されたように変化する、すなわち光周波数が１００ＧＨｚだけ変化するときに、半波長だけ変化する位相遅れが与えられる。
【００２６】
ここで示されるように、偶数ｋ及び奇数ｋの役割は、可変波長板３２、３４を適切に設定することによって入れ替えることができる。後に説明するように、そのように設定する結果として、全複屈折が変化し、それゆえ、Ｌがその名目的なＬ０から離れるようにわずかに変化する。すなわち、Ｌ＝Ｌ０＋ｄになる。Ｆ’ｋで表される（Ｌがｄだけシフトした場合の）、ｋ番目のチャネルの新たな周波数は、値Ｆｋについて式２を解くことによって与えられるであろう。この代数を実行すると、その名目値（すなわちｄ＝０の場合の値）からのｋ番目のチャネルのシフトが以下の式によって与えられることがわかる。
【００２７】
【数５】
2008541194.tif 000007
【００２８】
ｋ０が１と比べて大きいことに留意すると、ｄを或る特定の（小さな）値になるように選択して、ｋ＝０の場合に、中括弧内の項が１に等しくなるようにすることができる。ｄの必要な値は（式４を参照すると）、約λ０／２である。λ０は０番目のチャネルの波長である。０番目のチャネル（すなわち、ｋ＝０を有するチャネル）のシフトは厳密にＳであり、すなわち、この偶数チャネルは奇数チャネル周波数にシフトされている。ｋがｋ０と比べて小さい限り、そのシフトは概ねＳになるであろう。たとえば、従来のレーザ通信帯域を含む４０チャネルの範囲にわたって、そのシフトはＳの４０／１９３０＝２％以内になるであろう。そのような小さな周波数誤差は、数多くのレーザ通信システムと共に用いられることになるインターリーバの場合に許容可能である。
【００２９】
固定結晶３０に隣接するＬＣＷＰ３２は、その複屈折速軸が結晶３０の速軸と平行になるように向けられることが好ましい。したがって、液晶可変リターダの技術分野においてよく知られているように、その位相遅れを電気的に変更することによって、２つの素子、すなわち結晶４８及びＬＣＷＰ３２の全複屈折が直線的に変化する。ＬＣＷＰ３２が電圧の関数として非常に安定している速軸を有する場合、又はシステム要件があまり厳格でない場合には、ダイプレクサを適当に動作させるために、これらの２つの素子（ＬＣＷＰ３２及び結晶４８）がいずれも必要とされる。このＬＣＷＰ３２のための制御電圧は、ＬＣＷＰ３２及び結晶４８を組み合わせる結果として望ましい全位相遅れが得られるように設定される。しかしながら、ここで説明するように、第２のＬＣＷＰ３４を設けることによって、システム全体が不完全にならないように補償できるようになる。この場合には、このＬＣＷＰ３２のための制御電圧は、ＬＣＷＰ３２及び結晶４８を組み合わせる結果として、４分の１波長の余分な位相遅れが生じるように設定され、その結果、光の円偏光が生じ、その光は直線（垂直）偏光として右から結晶に入る。実際のＬＣＷＰ３２はわずかに可変の速軸を有することがあるので、第２のＬＣＷＰ３４は、その速軸がＬＣＷＰ３２の速軸に対して約４５度を成すように向けられる。これにより、実効的には、ＬＣＷＰ３２及び３４の組み合わせの複屈折速軸が厳密に４５度に合うように調整できる。２つのＬＣＷＰ３２、３４の制御電圧をわずかに変更することによって、ＬＣＷＰ３４から出る光の非常に純粋な円偏光を達成できるようになる。残りの素子、すなわち固定４分の１波長板３６は、その速軸がＬＣＷＰ３２の遅軸に沿うように向けられ、それにより、その光を所望の直線偏光に変換する。こうして、矢印Ｐによって示される共通の経路に沿って配置される、３つの直列に配列される素子、ＬＣＷＰ３２、ＬＣＷＰ３４及び固定４分の１波長板３６の組み合わせは、０から或る正の値まで設定することができる、非常に純粋な、電気的に変更可能な位相遅れを生じるように動作し、実効的には、全体として偏光アライナの全複屈折位相遅れを制御する。制御信号は、図２に示されるようして、且つ／又は図３に示されるように、吸収体３３に光検出器３３’を設け、よく知られているヒルクライミングサーボ（hill-climbing servo）技術を用いて入射する電力を最小限に抑えることによって閉ループのようにして、生成することができる。
【００３０】
したがって、図２に示される構成を参照すると、結晶３０の位相遅れにおいて温度変動から生じる非常に小さな誤差が補正される。すなわち、位相遅れＬは温度と共に変化する。この温度誤差補正信号は、熱電対又は他の温度感知デバイス５２（図２）を備えることによって生成することができる。温度感知デバイス５２からの信号は、その結晶が理想的な位相遅れＬを与える公称の温度条件を表す線５３上の基準信号と比較される。したがって、基準信号からの偏差は、理想的な位相遅れＬからの結晶の実際の位相遅れの偏差ΔＬに関連付けられる誤差信号を表しており、その信号は、液晶３２、３４のために必要とされる電圧を生成し、それにより結晶の位相遅れへの温度の影響を補償する。その誤差は、レーザ通信のために用いられる±２０ｎｍ（すなわち、±２．５ＴＨｚ）帯域にわたって無視できることが望ましい。
【００３１】
結晶３０は、位相遅れＬを与えるように選択されるアライナ３１と共に、或る長さを有する高次の波長板であり、奇数チャネルの波長を有する光信号が、波長の整数倍の位相遅れを受けて、偏光が変化することなく、その中を通り抜けるようにするのに対して、偶数チャネルの波長を有する光信号が、半波長の奇数倍の位相遅れを受けて、それにより、そのような光信号の偏光を９０度だけ回転させるように、すなわち、偶数チャネルの波長を有する垂直に偏光された光信号が、水平に偏光された光信号に変換されるようにすることに留意されたい。
【００３２】
動作中、送信機１４からの光通信信号は、周波数ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）を有し（ただし、ｋは奇数である（すなわち、奇数チャネル））、コリメータ２０によってコリメートされた後に、偏光ビームスプリッタ２４の中を通り抜ける。周波数ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）（ただし、ｋは奇数である）を有する垂直に偏光された光は、垂直に偏光された光として、電子制御式複屈折インターリーバ２６の中を通り抜けて、偏光ビームスプリッタ４２を通って、送受信機１２ｂのための入口／出口開口部４０まで進む。コントローラ４４によって与えられる信号を用いて、結晶２８の位相遅れＬへの温度のあらゆる影響が補償され、且つ偶数チャネル及び奇数チャネルの役割が所望のように入れ替えられることに留意されたい。
【００３３】
受信中、周波数ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）（ただし、ｋは偶数である（すなわち、偶数チャネル））を有する送受信機１２ｂからの光通信信号は、垂直に偏光された光として偏光ビームスプリッタ４２を通り抜け、任意の水平成分が吸収体３２に向けられる。垂直に偏光された光は、ｆｋ＝１９３ＴＨｚ＋ｋ（０．１ＴＨｚ）（ただし、ｋは偶数である）を有し、垂直に偏光された光として、電子制御式複屈折インターリービングダイプレクサ２６を通り抜ける。しかしながら、ここでは、受信光信号は偶数チャネルにあるので、結晶３０は、アライナ３１と共に、そのような受信光信号に半波長の奇数倍を与え、それにより、そのような受信光信号を水平に偏光された光に変換する。その後、受信信号内の水平に偏光された光は、偏光ビームスプリッタ２８によって、受信機１６に向けられる。
【００３４】
上記の式３から、Ｌ＝ｃ／２Ｓ、すなわちＬ＝１．４９９ミリメートル（ｍｍ）を選択することによって、ｋが奇数であるか、偶数であるかにかかわらず、全てのｋの場合にその式が同時に満たされることがわかっている。Ｌが半波長だけ「離調」される場合には、偶数チャネル及び奇数チャネルが入れ替えられることに留意されたい。この「離調」は、液晶波長板に適当な電圧を与えることによって実行される。こうして、送受信機１２ａ及び１２ｂのために同じ送受信機を用いることができる。一方の送受信機、ここでは１２ｂは、「離調された」状態にするために、液晶波長板３２、３４に印加される電圧を有しており、送受信機１２ａは、「離調された」位相遅れを持たない。
【００３５】
したがって、偏光アライナ３１を使用することによって、図１の送受信機１２ａ、１２ｂはいずれも、同様に構成できるようになる（すなわち同じ結晶３０の位相遅れＬを有する）。より詳細には、図１を参照し、送受信機１２ａ、１２ｂがいずれも偏光アライナ３１（図２）を含まないものと仮定すると、送受信機１２ａは、送受信機１２ｂと通信するために、送受信機１２ｂ内の対応する位相遅れとは異なる位相遅れＬを有する結晶３０を備えなければならない。したがって、２つのタイプの送受信機、すなわち異なる結晶３０を備えるトランシーバが必要とされることになるであろう。送受信機が偏光アライナ３１を組み込むとき、両方の送受信機が同じ公称の結晶位相遅れＬ〜Ｌ０を有することができ、２つの送受信機のうちの一方に半波長の奇数倍の必要とされる付加的な位相遅れを与えるために、送受信機のうちの一方の送受信機の偏光アライナ３１に印加される電圧は、送受信機のうちの他方の送受信機とは異なることになるであろう。また、偏光アライナ３１を設けることによって、上記のような温度の影響、及び２つの結晶の製造中の小さな誤差をも、必要に応じて、同時に補償できるようになる。
【００３６】
既知のように、光波の偏光状態は、２つのパラメータ（たとえば、偏光楕円の向き及びアスペクト比又は「楕円率」）によって定義される。それゆえ、任意の所与の状態Ａから所与の状態Ｂに偏光を変更するために、一般的には、２つの自由度（「２ＤＯＦ」）が必要とされる。本発明によれば、それらのパラメータは、偏光アライナ３１の２つのＬＣＷＰ３２、３４の設定（電圧）である。偏光アライナ３１への入力状態は、既知の一定の速軸を有するが、いくらか可変の位相遅れを有する結晶３０が、垂直又は水平に偏光される、直ぐ右側にある光波に影響を及ぼすことから生じる。結果として結晶３０の左側に生じる状態は、既知の向き、すなわち垂直／水平及び可変の楕円率を有する。ＬＣＷＰ３２、３４を含む２ＤＯＦ偏光コントローラは、任意のそのような状態を、完全な円偏光に、又は実際には、完全な円に近い任意の状態に変形することができるが、一般には、完全な垂直偏光に変形することはできない。したがって、固定複屈折素子、ここではＱＷＰ３６を用いて、円に近い１組の状態が垂直に近い１組の状態に変形される。固定複屈折素子ＱＷＰ３６の向き及び位相遅れに小さな誤差があっても、円に近い状態が、その素子によって完全な垂直偏光に変形されるであろう。その状態は、２つのＬＣＷＰ３２及び３４を含む２ＤＯＦ偏光アライナの利用可能な出力空間内にある。したがって、ここでダイプレクサ２６において、２つのＬＣＷＰ３２、３４と、その左側にある固定ＱＷＰ３６とを有する偏光アライナが、所望の制御を与える。
【００３７】
本発明の多数の実施形態が説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができることは理解されよう。したがって、他の実施形態も、特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明によるレーザ光通信システムの図である。
【図２】本発明による、図１のシステムにおいて用いられる一対の送受信機のうちの例示的な送受信機のブロック図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、図１のシステムにおいて用いられる一対の送受信機のうちの例示的な送受信機のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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