(57)【要約】【課題】分岐素子の不完全性により生ずる偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる干渉計、当該干渉計を備える復調器、及び当該干渉計で用いられる分岐素子を提供する。【解決手段】干渉計１は、透明基板１１ａ上に分岐膜１１ｂが形成されてなり、入射光Ｌ０を分岐光Ｌ１，Ｌ２に分岐するビームスプリッタ１１と、分岐光Ｌ１，Ｌ２をビームスプリッタ１４に向けてそれぞれ反射する直角プリズムミラー１２，１３と、透明基板１４ａ上に分岐膜１４ｂが形成されてなり、分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させるビームスプリッタ１４とを備える。ビームスプリッタ１４は、分岐光Ｌ１に対する透明部材１４ａと分岐膜１４ｂとの位置関係が、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ１１の透明部材１１ａと分岐膜１１ｂとの位置関係とは逆になるよう配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を第１分岐光と第２分岐光とに分岐するとともに、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる干渉計において、
透明部材と当該透明部材上に形成された分岐膜とを有し、前記入射光を反射及び透過させて前記第１分岐光と前記第２分岐光とに分岐する第１分岐素子と、
透明部材と当該透明部材上に形成された分岐膜とを有し、前記第１分岐素子で反射された前記第１分岐光に対する前記透明部材と前記分岐膜との位置関係が、前記入射光に対する前記第１分岐素子の前記透明部材と前記分岐膜との位置関係とは逆になるよう配置され、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる第２分岐素子と
を備えることを特徴とする干渉計。
【請求項２】
前記透明部材は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に前記分岐膜が形成されており、
前記第１分岐素子及び前記第２分岐素子は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状の第２透明部材の斜面を、前記分岐膜が形成された前記透明部材の斜面に貼り合わせてなる
ことを特徴とする請求項１記載の干渉計。
【請求項３】
入射光を第１分岐光と第２分岐光とに分岐するとともに、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる干渉計において、
前記入射光を前記第１分岐光と前記第２分岐光に分岐する第１分岐部と、前記入射光を前記第１分岐部で分岐する際に生ずる前記第１分岐光と前記第２分岐光との位相差を補償しつつ、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる第２分岐部とを有する分岐素子を備える
ことを特徴とする干渉計。
【請求項４】
前記分岐素子は、平板状の透明部材と、当該透明部材の表面及び裏面の各々に、前記表面及び裏面に対して垂直な方向から見た場合に互いに重ならないよう部分的に形成された分岐膜とからなり、
前記透明部材の表面に前記分岐膜が形成された部分が前記第１分岐部とされ、且つ前記透明部材の裏面に前記分岐膜が形成された部分が前記第２分岐部とされ、
前記入射光が前記透明部材の表面側から前記第１分岐部に入射するとともに、前記第１分岐部で反射された前記第１分岐光が前記透明部材の表面側から前記第２分岐部に入射するよう配置される
ことを特徴とする請求項３記載の干渉計。
【請求項５】
前記分岐素子は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜が形成された第１透明部材と、
断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜が形成された第２透明部材とを有し、
前記分岐膜同士が重ならないように前記第１透明部材の斜面と前記第２透明部材の斜面とを貼り合わせてなり、
前記第１透明部材の斜面に前記分岐膜が形成された部分が前記第１分岐部とされ、且つ前記透明部材の裏面に前記分岐膜が形成された部分が前記第２分岐部とされ、
前記第１分岐部で反射された前記第１分岐光に対する前記第２分岐部における前記第２透明部材と前記分岐膜との位置関係が、前記入射光に対する前記第１分岐部における前記第１透明部材と前記分岐膜との位置関係とは逆になるよう配置される
ことを特徴とする請求項３記載の干渉計。
【請求項６】
互いに異なる光路を介する前記第１分岐光及び前記第２分岐光の各々を前記分岐素子に向けて反射する反射部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の干渉計。
【請求項７】
差動位相変調された光信号を復調する復調器において、
前記第１分岐光及び前記第２分岐光との光路長差が、前記第２分岐光に対して前記第１分岐光が前記光信号の変調レートの１ビット分に相当する時間だけ遅延するように設定された請求項１から請求項６の何れか一項に記載の干渉計と、
前記干渉計で得られる干渉光を受光して復調信号を生成する光検出器と
を備えることを特徴とする復調器。
【請求項８】
入射光を分岐する分岐素子において、
平板状の透明部材と、
前記透明部材の表面及び裏面の各々に、前記表面及び裏面に対して垂直な方向から見た場合に互いに重ならないよう部分的に形成された分岐膜と
を有することを特徴とする分岐素子。
【請求項９】
入射光を分岐する分岐素子において、
断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜が形成された第１透明部材と、
断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜が形成された第２透明部材とを有し、
前記分岐膜同士が重ならないように前記第１透明部材の斜面と前記第２透明部材の斜面とを貼り合わせてなる
ことを特徴とする分岐素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計、当該干渉計を備える復調器、及び当該干渉計で用いられる分岐素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉計は、一般的に、入射光を複数の分岐光に分岐し、異なる光路を介した分岐光を干渉させて干渉縞等を測定するものである。この干渉計の一種として、一方の分岐光に対して他方の分岐光を遅延させて干渉させる遅延干渉計がある。図１１は、従来の遅延干渉計の構成を示す図である。図１１に示す遅延干渉計１００は、ビームスプリッタ１０１及び平面ミラー１０２，１０３を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。
【０００３】
ビームスプリッタ１０１は、例えばガラス基板１０１ａ上に所定の誘電体多層膜１０１ｂを形成してなる平板状の部材であり、入射光Ｌ１００を反射するとともに透過させて所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２に分岐する。また、ビームスプリッタ１０１は、平面ミラー１０２の各々で反射された分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２を合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）で分岐する。このビームスプリッタ１０１は、誘電体多層膜１０１ｂが形成された面に対して入射光Ｌ１００が所定の角度（例えば、４５°）をもって入射するように配置される。
【０００４】
平面ミラー１０２は、ビームスプリッタ１０１で分岐された一方の分岐光Ｌ１０１の光路上に、その反射面が光路に対して垂直となるよう配置され、ビームスプリッタ１０１からの分岐光Ｌ１０１をビームスプリッタ１０１に向けて反射する。平面ミラー１０３は、ビームスプリッタ１０１で分岐された他方の分岐光Ｌ１０２の光路上に、その反射面が光路に対して垂直となるよう配置され、ビームスプリッタ１０１からの分岐光Ｌ１０２をビームスプリッタ１０１に向けて反射する。尚、図１１に示す遅延干渉計１００においては、分岐光Ｌ１０２の光路長よりも分岐光Ｌ１０１の光路長が所定長だけ長くなるように平面ミラー１０２，１０３の位置決めがなされている。
【０００５】
上記構成において、入射光Ｌ１０１が遅延干渉計１００に入射すると、ビームスプリッタ１０１で分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２に分岐される。分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２は平面ミラー１０２，１０３でそれぞれ反射されて再びビームスプリッタ１０１に入射する。ここで、分岐光Ｌ１０１の光路長は、分岐光Ｌ１０２の光路長よりも所定長だけ長いため、分岐光Ｌ１０１は分岐光Ｌ１０２に対して所定の時間だけ遅延する。その後、分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２はビームスプリッタ１０１で合波されて干渉されることにより、分岐光Ｌ１０２と上記の時間だけ遅延した分岐光Ｌ１０１との位相比較が行われ、その比較結果に応じた強度を有する干渉光が出力光Ｌ１０３，Ｌ１０４として出力される。
【０００６】
図１２は、図１１に示す従来の遅延干渉計の変形例を示す図である。図１２に示す遅延干渉計２００は、図１１に示す平面ミラー１０２，１０３に代えて直角プリズムミラー２０２，２０３を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。直角プリズムミラー２０２，２０３を備えることにより、分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２の往路と復路とをずらす（オフセットを持たせる）ことができるとともに、入射光Ｌ１００に対する出力光Ｌ１０３の射出位置も異ならせることができる。
【０００７】
尚、以上の遅延干渉計１００，２００は、例えば差動位相変調方式（ＤＰＳＫ：Differential Phase Shift Keying）等の変調方式によって変調された光信号を波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）して伝送するＷＤＭ光通信システムの復調器に設けられる。尚、上記の差動移動変調方式とは、先行する信号の位相に対する相対的な位相差をとって変調する変調方式をいう。遅延干渉計１００，２００を復調器で用いる場合には、分岐光Ｌ１０１が分岐光Ｌ１０２に対して被変調光の変調レートの１ビット分に相当する時間だけ遅延するように各々の光路長を設定し、被変調光を入射光Ｌ１００として入射させることにより被変調光を復調することができる。
【０００８】
尚、従来の遅延干渉計を備えるＷＤＭ光通信システムの復調器の詳細については、例えば以下の特許文献１を参照されたい。
【特許文献１】特表２００４−５１６７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、遅延干渉計１００，２００が備えるビームスプリッタ１０１は、入射光Ｌ１００の偏光状態（Ｓ偏光、Ｐ偏光）に関わらず、分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２間の相対的な位相差を生じずに入射光Ｌ１００を所定の強度比で分岐するのが理想的である。しかしながら、実際のビームスプリッタ１０１は理想的なものではないため、その不完全性に起因して入射光Ｌ１００の偏光状態に応じて分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２間の相対的な位相差が生じてしまう。
【００１０】
この位相差によって、遅延干渉計１００，２００の位相が入射光Ｌ１００の偏光状態によって変化する現象（ＰＤＦＳ：Polarization Dependent Frequenc Shift）が生ずるという問題があった。また、偏光依存性（ＰＤＦＳ）は、図１１，図１２に示すような遅延干渉計１００，２００のみで生ずる遅延干渉計の固有の問題ではなく、ハーフミラー、ビームスプリッタ等の分岐素子を備える一般的な干渉計で生ずる問題である。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、分岐素子の不完全性により生ずる偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる干渉計、当該干渉計を備える復調器、及び当該干渉計で用いられる分岐素子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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による干渉計は、入射光（Ｌ０）を第１分岐光（Ｌ１）と第２分岐光（Ｌ２）とに分岐するとともに、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる干渉計（１、２、５）において、透明部材（１１ａ、２１ａ、５１ａ）と当該透明部材上に形成された分岐膜（１１ｂ、２１ｂ、５１ｂ）とを有し、前記入射光を反射及び透過させて前記第１分岐光と前記第２分岐光とに分岐する第１分岐素子（１１、２１、５１）と、透明部材（１４ａ、２２ａ、５４ａ）と当該透明部材上に形成された分岐膜（１４ｂ、２２ｂ、５４ｂ）とを有し、前記第１分岐素子で反射された前記第１分岐光に対する前記透明部材と前記分岐膜との位置関係が、前記入射光に対する前記第１分岐素子の前記透明部材と前記分岐膜との位置関係とは逆になるよう配置され、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる第２分岐素子（１４、２２、５４）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、入射光が第１分岐素子に入射すると第１分岐光と第２分岐光に分岐され、これらの第１分岐光及び第２分岐光は、第１分岐光に対する透明部材と分岐膜との位置関係が、入射光に対する第１分岐素子の透明部材と分岐膜との位置関係とは逆になるよう配置された第２分岐素子に入射することにより干渉する。
また、本発明の第１の態様による干渉計は、前記透明部材が、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に前記分岐膜が形成されており、前記第１分岐素子及び前記第２分岐素子は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状の第２透明部材（２１ｃ、２２ｃ）の斜面を、前記分岐膜が形成された前記透明部材の斜面に貼り合わせてなることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様による干渉計は、入射光（Ｌ０）を第１分岐光（Ｌ１）と第２分岐光（Ｌ２）とに分岐するとともに、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる干渉計（３、４）において、前記入射光を前記第１分岐光と前記第２分岐光に分岐する第１分岐部（Ｚ１）と、前記入射光を前記第１分岐部で分岐する際に生ずる前記第１分岐光と前記第２分岐光との位相差を補償しつつ、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを干渉させる第２分岐部（Ｚ２）とを有する分岐素子（３１、４１）を備えることを特徴としている。
この発明によると、入射光が分岐素子の第１分岐部に入射すると第１分岐光と第２分岐光に分岐され、これらの第１分岐光及び第２分岐光が分岐素子の第２分岐部に入射することにより位相差が補償された上で干渉する。
また、本発明の第２の態様による干渉計が備える前記分岐素子は、平板状の透明部材（３１ａ）と、当該透明部材の表面（Ｑ１１）及び裏面（Ｑ１２）の各々に、前記表面及び裏面に対して垂直な方向から見た場合に互いに重ならないよう部分的に形成された分岐膜（３１ｂ、３１ｃ）とからなり、前記透明部材の表面に前記分岐膜が形成された部分が前記第１分岐部とされ、且つ前記透明部材の裏面に前記分岐膜が形成された部分が前記第２分岐部とされ、前記入射光が前記透明部材の表面側から前記第１分岐部に入射するとともに、前記第１分岐部で反射された前記第１分岐光が前記透明部材の表面側から前記第２分岐部に入射するよう配置されることを特徴としている。
また、本発明の第２の態様による干渉計が備える前記分岐素子は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜（４１ｃ）が形成された第１透明部材（４１ａ）と、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜（４１ｄ）が形成された第２透明部材（４１ｂ）とを有し、前記分岐膜同士が重ならないように前記第１透明部材の斜面と前記第２透明部材の斜面とを貼り合わせてなり、前記第１透明部材の斜面に前記分岐膜が形成された部分が前記第１分岐部とされ、且つ前記透明部材の裏面に前記分岐膜が形成された部分が前記第２分岐部とされ、前記第１分岐部で反射された前記第１分岐光に対する前記第２分岐部における前記第２透明部材と前記分岐膜との位置関係が、前記入射光に対する前記第１分岐部における前記第１透明部材と前記分岐膜との位置関係とは逆になるよう配置されることを特徴としている。
また、本発明の第１，第２の態様による干渉計は、互いに異なる光路を介する前記第１分岐光及び前記第２分岐光の各々を前記分岐素子に向けて反射する反射部材（１２、１３）を備えることを特徴としている。
本発明の復調装置は、差動位相変調された光信号（Ｌ１０）を復調する復調器（６０）において、前記第１分岐光及び前記第２分岐光との光路長差が、前記第２分岐光に対して前記第１分岐光が前記光信号の変調レートの１ビット分に相当する時間だけ遅延するように設定された上記の何れかに記載の干渉計と、前記干渉計で得られる干渉光を受光して復調信号を生成する光検出器（７０）とを備えることを特徴としている。
本発明の第１の態様による分岐素子は、入射光（Ｌ０）を分岐する分岐素子（３１）において、平板状の透明部材（３１ａ）と、前記透明部材の表面及び裏面の各々に、前記表面及び裏面に対して垂直な方向から見た場合に互いに重ならないよう部分的に形成された分岐膜（３１ｂ，３１ｃ）とを有することを特徴としている。
本発明の第２の態様による分岐素子は、入射光（Ｌ０）を分岐する分岐素子（４１）において、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜（４１ｃ）が形成された第１透明部材（４１）と、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、前記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上に部分的に分岐膜（４１ｄ）が形成された第２透明部材（４１ｂ）とを有し、前記分岐膜同士が重ならないように前記第１透明部材の斜面と前記第２透明部材の斜面とを貼り合わせてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、入射光が分岐素子で分岐される際に生ずる分岐光間の位相差が、分岐光が分岐素子で合波される際に補償されるため、分岐素子の不完全性により生ずる偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による干渉計及び復調器並びに分岐素子について詳細に説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。図１に示す通り、本実施形態の干渉計１は、ビームスプリッタ１１（第１分岐素子）、直角プリズムミラー１２，１３（反射部材）、及びビームスプリッタ１４（第２分岐素子）を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。
【００１６】
ビームスプリッタ１１は、平板状の透明基板１１ａ（透明部材）と透明基板１１ａの一面に形成された分岐膜１１ｂとからなり、入射光Ｌ０を所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１（第１分岐光）と分岐光Ｌ２（第２分岐光）とに分岐する。上記の透明基板１１ａは、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなるガラス基板等であり、上記の分岐膜１１ｂは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等である。
【００１７】
直角プリズムミラー１２は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、直交する２つの面を反射面とするミラーであり、ビームスプリッタ１１で反射された分岐光Ｌ１をその光路をシフトさせてビームスプリッタ１４に向けて反射する。つまり、ビームスプリッタ１１から直角プリズムミラー１２に向かう分岐光Ｌ１の往路と、直角プリズムミラー１２からビームスプリッタ１４に向かう分岐光Ｌ１の復路は異なる光路となる。
【００１８】
直角プリズムミラー１３は、直角プリズムミラー１２と同様に、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、直交する２つの面を反射面とするミラーであり、ビームスプリッタ１１を透過した分岐光Ｌ２をその光路をシフトさせてビームスプリッタ１４に向けて反射する。つまり、ビームスプリッタ１１から直角プリズムミラー１３に向かう分岐光Ｌ２の往路と、直角プリズムミラー１３からビームスプリッタ１４に向かう分岐光Ｌ２の復路は異なる光路となる。
【００１９】
ビームスプリッタ１４は、平板状の透明基板１４ａ（透明部材）と透明基板１４ａの一面に形成された分岐膜１４ｂとからなり、直角プリズムミラー１２，１３の各々で反射された分岐光Ｌ１，Ｌ２を合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）を有する干渉光Ｌ３と干渉光Ｌ４とに分岐する。この干渉光Ｌ３，Ｌ４は外部に射出される。上記の透明基板１４ａは、透明基板１１ａと同様に、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなるガラス基板等である。また、上記の分岐膜１４ｂは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等であり、ビームスプリッタ１１の透明基板１１ａ上に形成される分岐膜１１ｂと同一の構造を有し、同様の反射・透過特性（好ましくは、同一の反射・透過特性）を有する。
【００２０】
ここで、ビームスプリッタ１４は、ビームスプリッタ１１で反射された分岐光Ｌ１に対する透明基板１４ａと分岐膜１４ｂとの位置関係が、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ１１の透明基板１１ａと分岐膜１１ｂとの位置関係とは逆になるように配置される。つまり、図１を参照すると、ビームスプリッタ１１は、入射光Ｌ０が最初に分岐膜１１ｂに入射し、次いで分岐膜１１ｂを透過した光（分岐光Ｌ２）が透明基板１１ａに入射する位置関係に配置されている。これに対し、ビームスプリッタ１４は、ビームスプリッタ１１で反射された分岐光Ｌ１が最初に透明基板１４ａに入射し、次いで分岐膜１４ｂに入射する位置関係に配置されている。
【００２１】
ビームスプリッタ１１に対するビームスプリッタ１４の配置を上記の配置にするのは、ビームスプリッタ１１が入射光Ｌ０を分岐する際に生ずる分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差を、ビームスプリッタ１４で分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させる際に補償するためである。この位相差が補償されれば、干渉計１の位相が入射光の偏光状態によって変化する現象（ＰＤＦＳ：Polarization Dependent Frequenc Shift）を低減することができる。
【００２２】
次に、ビームスプリッタ１１，１４の配置を上記の配置としたときの干渉計１の特性について説明する。図２は、本発明の第１実施形態における干渉計１の特性を説明するための図である。いま、図２（ａ）に示す通り、ビームスプリッタ１１に入射する２つの入射光をａｉｎ，ｂｉｎとし、ビームスプリッタ１１から射出される２つの射出光をａｏｕｔ，ｂｏｕｔとする。このとき、これらの入射光及び射出光の関係は、以下の（１）式で表すことができる。
【数１】
2008241950.tif 000003
【００２３】
尚、上記（１）式中の変数ｒ１１は分岐膜１１ｂの面Ｑ１側における振幅反射率であり、変数t１２は分岐膜１１ｂの面Ｑ１側における振幅透過率である。また、変数t２１は分岐膜１１ｂの面Ｑ２側における振幅透過率であり、変数r２２は分岐膜１１ｂの面Ｑ２側における振幅反射率である。ここで、振幅反射率ｒ１１，r２２及び振幅透過率t１２，r２１を以下の（２）式で表す。
【数２】
2008241950.tif 000004
【００２４】
但し、上記（２）式中の変数Ｒ，Ｔは、それぞれビームスプリッタ１１の強度反射率及び強度透過率であり、Ｒ＋Ｔ＝１なる関係が成り立つ。また、変数αは、ビームスプリッタ１１で生ずる透過光を基準とした反射光の位相差である。仮に、ビームスプリッタ１１が理想的なものであるとすると位相差αは「０」となる。この位相差αの値は、ビームスプリッタ１１の構造で決まるものであり、また、入射光の偏光状態によっても変動する。尚、実際のビームスプリッタ１１で生ずる位相ずれは、透過光及び反射光の何れか一方又は双方に生ずることが考えられるが、ここでは簡単のために、透過光には位相ずれが生じずに反射光のみに位相ずれが生じるとしている。
【００２５】
また、入射光ａｉｎ，ｂｉｎがビームスプリッタ１１を通過する際の損失はないものとし、|aｉｎ|２+|bｉｎ|２=|aｏｕｔ|２+|bｏｕｔ|２なるエネルギー保存則を考慮すると、以下の（３）式で表される振幅反射率ｒ１１，r２２及び振幅透過率t１２，r２１の関係式が得られる。
【数３】
2008241950.tif 000005
尚、上記（３）式中の変数ｔ１２＊は振幅透過率t１２の複素共役であり、変数ｒ２２＊は振幅反射率r２２の複素共役である。
【００２６】
次に、干渉計１について考える。図２（ｂ）は干渉計１を簡略化した図である。いま、図２（ｂ）に示す通り、ビームスプリッタ１１に入射する２つの入射光をａｉｎ，ｂｉｎとし、入射光ａｉｎの入射方向とは逆向きに射出される射出光をａｏｕｔ、入射光ｂｉｎの入射方向とは逆向きに射出される射出光をｂｏｕｔとする。ここで、図２（ｂ）に示すビームスプリッタ１１，１４に代えて図１１に示すビームスプリッタ１０１が配置されているものとし、従来の干渉計１００の特性について考察する。従来の干渉計１００における入射光及び射出光の関係は、以下の（４）式で表すことができる。
【数４】
2008241950.tif 000006
【００２７】
但し、上記（４）式中の変数ｋは入射光ａｉｎ，ｂｉｎ及び射出光ａｏｕｔ，ｂｏｕｔの波数であり、Ｌ１，Ｌ２はそれぞれ分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２の光路の光路長である。また、変数Δφは分岐光Ｌ１０１，Ｌ１０２の光路長差によって生ずる分岐光Ｌ２に対する分岐光Ｌ１の位相差であり、以下の（５）式で表される。
【数５】
2008241950.tif 000007
【００２８】
尚、上記（５）式中の変数ｃは光速、変数λ，ｆは入射光ａｉｎ，ｂｉｎ及び射出光ａｏｕｔ，ｂｏｕｔの波長及び周波数であり、変数Ｔｄは分岐光Ｌ２に対する分岐光Ｌ１の遅延時間、変数ＦＳＲは分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させて得られる干渉光の周波数間隔（Free Spectral Range）である。
【００２９】
ここで、図１１に示す干渉計１００に合わせて入射光ｂｉｎ＝０とすると、干渉光Ｌ１０３，Ｌ１０４のパワーＰａ，Ｐｂは以下の（６）式で表される。
【数６】
2008241950.tif 000008
上記（６）式を参照するとｅｉ２αなる項が含まれており、これによって干渉計１００の位相が変動する偏光依存性（ＰＤＦＳ）が引き起こされることが分かる。すなわち、従来の干渉計１００でＰＤＦＳが存在するのは、単に位相項ｅｉ２αが残存するからのみではなく、位相項ｅｉ２αが残存し、且つ、変数αというパラメータが偏光状態（Ｓ偏光、Ｐ偏光）によって変化するためである。
【００３０】
従来の干渉計１００について用いた以上の手法と同様の手法を用いると、本実施形態の干渉計１における入射光及び射出光の関係は、以下の（７）式で表すことができる。尚、ここでは分岐光Ｌ１の光路長が分岐光Ｌ１０１の光路長Ｌ１と等しく、分岐光Ｌ２の光路長が分岐光Ｌ１０２の光路長Ｌ２と等しいとしている。また、以下の（７）式中の位相差Δφは上記（５）式で表される。
【数７】
2008241950.tif 000009
【００３１】
ここで、図１に示す干渉計１に合わせて入射光ｂｉｎ＝０とすると、干渉光Ｌ３，Ｌ４のパワーＰａ，Ｐｂは以下の（８）式で表される。
【数８】
2008241950.tif 000010
上記（８）式と上記（６）式とを比較すると、上記（８）式においては上記（６）式に存在したｅｉ２αなる項が消えているのが分かる。これから、ビームスプリッタ１１で生ずる透過光を基準とした反射光の位相差が解消され、干渉計１の位相が変動する偏光依存性（ＰＤＦＳ）を解消されるのが分かる。
【００３２】
図３は、本発明の第１実施形態による干渉計１の透過特性を示す図であって、（ａ）は従来の干渉計１００の透過特性を示す図であり、（ｂ）は本実施形態の干渉計１の透過特性を示す図である。尚、図３に示す透過特性は、波長を変えつつ偏光状態がランダムな入射光を干渉計１，１００に入射させたときの干渉計１，１００の透過特性を示す図である。尚、図３においては、横軸に波長、縦軸に損失をそれぞれとっており、図中符号Ｖを付した矢印で指し示す部分は、分岐光が互いに弱め合う「節」である。
【００３３】
図３において、符号Ｇ１を付した曲線は偏光状態がランダムな入射光を干渉計１，１００に入させたときの干渉計１，１００の最大透過率を示している。また、符号Ｇ２を付した曲線は偏光状態がランダムな入射光を干渉計１，１００に入させたときの干渉計１，１００の最小透過率を示している。
【００３４】
まず、図３（ａ）を参照すると、従来の干渉計１００においては、１５５０〜１５５０．５［ｎｍ］の殆どの波長領域に亘って最大透過率Ｇ１と最小透過率Ｇ２との間に差が生ずることが分かる。しかも、その差は、節Ｖの部分で値が大きくなることが分かる。これは、偏光状態がランダムな入射光をビームスプリッタ１１に入射させているため、偏光状態に応じた位相差が分岐光Ｌ１，Ｌ２間に生じ、この位相差の分だけ分岐光Ｌ１，Ｌ２が弱め合うためであると考えられる。
【００３５】
これに対し、図３（ｂ）を参照すると、本実施形態の干渉計１においては、１５５０〜１５５０．５［ｎｍ］の殆どの波長領域に亘って最大透過率Ｇ１と最小透過率Ｇ２とがほぼ一致していることが分かる。これは、ビームスプリッタ１４によって分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差が補償されて分岐光Ｌ１，Ｌ２が弱め合う量が低減されるためであると考えられる。
【００３６】
以上の通り、本実施形態の干渉計１によれば、ビームスプリッタ１１で反射された分岐光Ｌ１に対する透明基板１４ａと分岐膜１４ｂとの位置関係が、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ１１の透明基板１１ａと分岐膜１１ｂとの位置関係とは逆になるようにビームスプリッタ１４を配置し、入射光Ｌ０をビームスプリッタ１１で分岐する際に生ずる分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差を補償しているため、ビームスプリッタ１１の不完全性により生ずる干渉計１の偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる。
【００３７】
尚、図１においては、入射光Ｌ０が最初に分岐膜１１ｂに入射し、次いで分岐膜１１ｂを透過した光（分岐光Ｌ２）が透明基板１１ａに入射する位置関係にビームスプリッタ１１が配置され、ビームスプリッタ１１で反射された分岐光Ｌ１が最初に透明基板１４ａに入射し、次いで分岐膜１４ｂに入射する位置関係にビームスプリッタ１４が配置されている場合を図示している。しかしながら、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ１１の透明基板１１ａと分岐膜１１ｂとの位置関係、及び分岐光Ｌ１に対するビームスプリッタ１４の透明基板１４ａと分岐膜１４ｂとの位置関係がそれぞれ逆になるようビームスプリッタ１１，１４を配置しても良い。
【００３８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態による干渉計について説明する。図４は、本発明の第２実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。尚、図４においては、図１に示した部材と同一の部材については同一の符号を付してある。図４に示す通り、本実施形態の干渉計２は、図１のビームスプリッタ１１，１４に代えてビームスプリッタ２１，２２を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。
【００３９】
ビームスプリッタ２１は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状の透明部材２１ａと、同形状の透明部材２１ｃ（第２透明部材）とを有する。透明部材２１ａの上記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上には分岐膜２１ｂが形成されており、ビームスプリッタ２１は、透明部材２１ｃの斜面を透明部材２１ａの分岐膜２１ｂが形成された斜面に貼り合わせてなる。
【００４０】
このビームスプリッタ２１は、図１に示すビームスプリッタ１１と同様に、入射光Ｌ０を所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１（第１分岐光）と分岐光Ｌ２（第２分岐光）とに分岐する。上記の透明部材２１ａ，２１ｃは、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなり、上記の分岐膜２１ｂは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等である。
【００４１】
ビームスプリッタ２２は、ビームスプリッタ２１と同様の構造であり、直角プリズムミラー１２，１３の各々で反射された分岐光Ｌ１，Ｌ２を合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）を有する干渉光Ｌ３と干渉光Ｌ４とに分岐する。具体的に、ビームスプリッタ２２は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状の透明部材２２ａと、同形状の透明部材２２ｃ（第２透明部材）とを有し、透明部材２２ａの上記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上には分岐膜２２ｂが形成されており、透明部材２２ｃの斜面を透明部材２２ａの分岐膜２２ｂが形成された斜面に貼り合わせてなるものである。
【００４２】
上記の透明部材２２ａ，２２ｃは、ビームスプリッタ２１が備える透明部材２１ａ，２１ｃと同様に、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなり、上記の分岐膜２２ｂは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等である。尚、ビームスプリッタ２２の分岐膜２２ｂはビームスプリッタ２１の分岐膜２１ｂと同一の構造を有し、ビームスプリッタ２１，２２は、同様の反射・透過特性（好ましくは、同一の反射・透過特性）を有する。
【００４３】
ここで、ビームスプリッタ２２は、ビームスプリッタ２１で反射された分岐光Ｌ１に対する透明部材２２ａと分岐膜２２ｂとの位置関係が、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ２１の透明部材２１ａと分岐膜２１ｂとの位置関係とは逆になるように配置される。つまり、ビームスプリッタ２１は、入射光Ｌ０が透明部材２１ａに張り合わされた透明部材２１ｃを介して最初に分岐膜１１ｂに入射し、次いで分岐膜１１ｂを透過した光（分岐光Ｌ２）が透明部材２１ａに入射する位置関係に配置されている。これに対し、ビームスプリッタ２２は、ビームスプリッタ２１で反射された分岐光Ｌ１が最初に透明部材２２ａに入射し、次いで分岐膜１４ｂに入射して分岐膜１４ｂを透過した光（回折光Ｌ４）が透明部材２２ａに張り合わされた透明部材２２ｃを透過する位置関係に配置されている。
【００４４】
ビームスプリッタ２１に対するビームスプリッタ２２の配置を上記の配置にしているため、本実施形態の干渉計２は、第１実施形態の干渉計１と同様に、ビームスプリッタ２１が入射光Ｌ０を分岐する際に生ずる分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差を、ビームスプリッタ２２で分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させる際に補償することができる。このため、本実施形態の干渉計２においても、干渉計２の偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる。
【００４５】
尚、本実施形態においても、第１実施形態による干渉計１と同様に、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ２１の透明部材２１ａと分岐膜２１ｂとの位置関係、及び分岐光Ｌ１に対するビームスプリッタ２２の透明部材２２ａと分岐膜２２ｂとの位置関係がそれぞれ逆になるようビームスプリッタ２１，２２を配置しても良い。
【００４６】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態による干渉計について説明する。図５は、本発明の第３実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。尚、図５においても、図１に示した部材と同一の部材については同一の符号を付してある。図５に示す通り、本実施形態の干渉計３は、図１のビームスプリッタ１１，１４に代えてビームスプリッタ３１（分岐素子）を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。
【００４７】
ビームスプリッタ３１は、平板状の透明基板３１ａ（透明部材）と、透明基板３１ａの表面Ｑ１１及び裏面Ｑ１２の各々に形成された分岐膜３１ｂ，３１ｃとからなる。上記の透明基板３１ａは、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなるガラス基板等であり、上記の分岐膜３１ｂ，３１ｃは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等である。尚、分岐膜３１ｂ，３１ｃは同一の構造である。
【００４８】
分岐膜３１ｂ，３１ｃは、透明基板３１ａの表面Ｑ１１及び裏面Ｑ１２に対して垂直な方向から見た場合に互いに重ならないよう表面Ｑ１１及び裏面Ｑ１２にそれぞれ部分的に形成されている。透明基板３１ａの表面Ｑ１１に分岐膜３１ｂが形成された部分は第１分岐部Ｚ１とされており、透明基板３１ａの裏面Ｑ１２に分岐膜３１ｃが形成された部分は第２分岐部Ｚ２とされている。これら第１分岐部Ｚ１と第２分岐部Ｚ２は、同様の反射・透過特性（好ましくは、同一の反射・透過特性）を有する。
【００４９】
また、ビームスプリッタ３１は、透明基板３１ａの表面Ｑ１１側から第１分岐部Ｚ１に入射光Ｌ０が入射するとともに、第１分岐部Ｚ１で反射された分岐光Ｌ１が透明基板３１ａの表面Ｑ１１側から第２分岐部Ｚ２に入射するよう配置される。つまり、ビームスプリッタ３１は、入射光Ｌ０が第１分岐部Ｚ１における分岐膜３１ｂに入射した後に分岐膜３１ｂを透過した光（分岐光Ｌ２）が透明基板３１ａに入射し、第１分岐部Ｚ１で反射された分岐光Ｌ１が透明基板３１ａに入射した後に第２分岐部Ｚ２における分岐膜３１ｃに入射する位置関係に配置されている。尚、ビームスプリッタ３１は、その表面Ｑ１１と裏面Ｑ１２が逆となるよう配置されていても良い。
【００５０】
このビームスプリッタ３１は、第１分岐部Ｚ１に入射する入射光Ｌ０を所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１（第１分岐光）と分岐光Ｌ２（第２分岐光）とに分岐する。また、第１分岐部Ｚ１で反射されるとともに直角プリズムミラー１２で反射されて第２分岐部Ｚ２に入射する分岐光Ｌ１と、第１分岐部Ｚ１を透過するとともに直角プリズムミラー１３で反射されて第２分岐部Ｚ２に入射する分岐光Ｌ２とを合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）を有する干渉光Ｌ３と干渉光Ｌ４とに分岐する。
【００５１】
以上の通り、本実施形態においては、透明基板３１ａの表面Ｑ１１及び裏面Ｑ１２の各々に分岐膜３１ｂ，３１ｃが部分的に形成されたビームスプリッタ３１を備えているため、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ３１の透明基板３１ａと分岐膜３１ｂとの位置関係と、分岐光Ｌ１に対するビームスプリッタ３１の透明基板３１ａと分岐膜３１ｃとの位置関係とを互いに逆にすることができる。
【００５２】
これにより、本実施形態の干渉計３は、ビームスプリッタ３１の第１分岐部Ｚ１で入射光Ｌ０が分岐される際に生ずる分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差を、ビームスプリッタ３１の第２分岐部Ｚ２で分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させる際に補償することができる。このため、本実施形態の干渉計３においても、干渉計３の偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる。
【００５３】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態による干渉計について説明する。図６は、本発明の第４実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。尚、図６においても、図１に示した部材と同一の部材については同一の符号を付してある。図６に示す通り、本実施形態の干渉計４は、図１のビームスプリッタ１１，１４に代えてビームスプリッタ４１（分岐素子）を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。
【００５４】
図７は、ビームスプリッタ４１の分解図である。図７に示す通り、ビームスプリッタ４１は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状の透明部材４１ａ（第１透明部材）と、同形状の透明部材４１ｃ（第２透明部材）とを有する。透明部材４１ａの上記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上には分岐膜４１ｃが部分的に形成されている。同様に、透明部材４１ｂの上記直角二等辺三角形の斜辺を含む面である斜面上には誘電体多層膜や金属膜等の分岐膜４１ｄが部分的に形成されている。上記の透明部材４１ａ，４１ｃは、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなり、上記の分岐膜４１ｃ，４１ｄは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等である。尚、分岐膜４１ｃ，４１ｄは同一の構造である。
【００５５】
ビームスプリッタ４１は、分岐膜４１ｃ，４１ｄ同士が重ならないように、透明部材４１ａの斜面と透明部材４１ｂの斜面とを貼り合わせてなるものである。透明部材４１ａの斜面に分岐膜４１ｃが形成された部分は第１分岐部Ｚ１とされている。また、透明部材４１ｂの斜面に分岐膜４１ｄが形成された部分は第２分岐部Ｚ２とされている。これら第１分岐部Ｚ１と第２分岐部Ｚ２は、同様の反射・透過特性（好ましくは、同一の反射・透過特性）を有するよう形成される。
【００５６】
また、ビームスプリッタ４１は、分岐光Ｌ１に対する透明部材４１ｂと分岐膜４１ｄとの位置関係が、入射光Ｌ０に対する透明部材４１ａと分岐膜４１ｃとの位置関係とは逆になるように配置される。つまり、ビームスプリッタ４１は、透明部材４１ｂを透過した入射光Ｌ０が第１分岐部Ｚ１における分岐膜４１ｃに入射した後に分岐膜４１ｃを透過した光（分岐光Ｌ２）が透明部材４１ａに入射し、第１分岐部Ｚ１で反射されて直角プリズムミラー１２で反射された分岐光Ｌ１が透明部材４１ｂに入射した後に第２分岐部Ｚ２における分岐膜４１ｄに入射する位置関係に配置されている。
【００５７】
尚、本実施形態においても、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ４１の透明部材４１ａと分岐膜４１ｃとの位置関係、及び分岐光Ｌ１に対するビームスプリッタ４１の透明部材４１ｂと分岐膜４１ｄとの位置関係が、図６に示す位置関係とはそれぞれ逆となるようにビームスプリッタ４１を配置しても良い。
【００５８】
このビームスプリッタ４１は、第１分岐部Ｚ１に入射する入射光Ｌ０を所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１（第１分岐光）と分岐光Ｌ２（第２分岐光）とに分岐する。また、第１分岐部Ｚ１で反射されるとともに直角プリズムミラー１２で反射されて第２分岐部Ｚ２に入射する分岐光Ｌ１と、第１分岐部Ｚ１を透過するとともに直角プリズムミラー１３で反射されて第２分岐部Ｚ２に入射する分岐光Ｌ２とを合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）を有する干渉光Ｌ３と干渉光Ｌ４とに分岐する。
【００５９】
ここで、ビームスプリッタ４１の製造方法について簡単に説明する。上述の通り、ビームスプリッタ４１の第１分岐部Ｚ１及び第２分岐部Ｚ２は、同様の反射・透過特性（好ましくは、同一の反射・透過特性）を有するのが望ましい。以下に説明する製造方法は、第１分岐部Ｚ１及び第２分岐部Ｚ２の反射・透過特性を極力同一するために好適な製造方法である。
【００６０】
図８は、ビームスプリッタ４１の製造方法例を説明するための図である。ビームスプリッタ４１の第１製造方法は、図８（ａ）に示す通り、まず断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状の透明部材４５の斜面４５ａ上に、軸方向に沿って斜面４５ａの片側の領域Ｒ１上にのみ分岐膜４６を蒸着等により形成する。次いで、分岐膜４６が形成された透明部材４５を、図８（ａ）中に示す切断面ＣＬ１，ＣＬ２に沿って切断する。
【００６１】
以上の工程を経ることにより、透明部材４５の斜面４５ａ上に同一構造の分岐膜４６が部分的に形成されたブロックＢ１，Ｂ２が得られる。尚、ブロックＢ１は図７に示す分岐膜４１ｃが形成された透明部材４１ａに相当し、ブロックＢ２は図７に示す分岐膜４１ｄが形成された透明部材４１ｂに相当する。そして、分岐膜４６同士が重ならないように、ブロックＢ１，Ｂ２の斜面同士を貼り合わせることによりビームスプリッタ４１が製造される。
【００６２】
ビームスプリッタ４１の第２製造方法は、図８（ｂ）に示す通り、まず断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状の透明部材４７，４８を、その斜面４７ａ，４８ｂが同一面に含まれ、且つ透明部材４７，４８が接触するように並べて配置する。次いで、透明部材４７，４８の斜面４７ａ，４８ａ上に、軸方向に沿って斜面４７ａ，４８ａの各々の片側の領域Ｒ２上にのみ分岐膜４９を蒸着等により形成する。これにより、透明部材４７，４８の斜面４７ａ，４８ａ上には、透明部材４７，４８を跨ぐように分岐膜４９が形成される。
【００６３】
次いで、分岐膜４９が形成された透明部材４７，４８を、図８（ｂ）中に示す切断面ＣＬ３に沿って切断する。以上の工程を経ることにより、透明部材４７の斜面４７ａ上、及び、透明部材４８の斜面４８ａ上に同一構造の分岐膜４９が部分的に形成されたブロックＢ３，Ｂ４が得られる。尚、ブロックＢ３は図７に示す分岐膜４１ｃが形成された透明部材４１ａに相当し、ブロックＢ４は図７に示す分岐膜４１ｄが形成された透明部材４１ｂに相当する。そして、分岐膜４９同士が重ならないように、ブロックＢ３，Ｂ４の斜面同士を貼り合わせることによりビームスプリッタ４１が製造される。
【００６４】
以上の通り、本実施形態においては、分岐膜４１ｃが斜面に部分的に形成された透明部材４１ａと分岐膜４１ｄが斜面に部分的に形成された透明部材４１ｂとを、分岐膜４１ｃ，４１ｄ同士が重ならないように、透明部材４１ａの斜面と透明部材４１ｂの斜面とを貼り合わせてなるビームスプリッタ４１を備えている。このため、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ４１の透明部材４１ａと分岐膜４１ｃとの位置関係と、分岐光Ｌ１に対するビームスプリッタ４１の透明部材４１ｂと分岐膜４１ｄとの位置関係とを互いに逆にすることができる。
【００６５】
これにより、本実施形態の干渉計４は、ビームスプリッタ４１の第１分岐部Ｚ１で入射光Ｌ０が分岐される際に生ずる分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差を、ビームスプリッタ４１の第２分岐部Ｚ２で分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させる際に補償することができる。このため、本実施形態の干渉計４においても、干渉計４の偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる。
【００６６】
〔第５実施形態〕
図９は、本発明の第５実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。図９に示す通り、本実施形態の干渉計１は、ビームスプリッタ５１（第１分岐素子）、反射ミラー５２，５３、及びビームスプリッタ５４（第２分岐素子）を備えるマッハ・ツェンダ型の遅延干渉計である。
【００６７】
ビームスプリッタ５１は、平板状の透明基板５１ａ（透明部材）と透明基板５１ａの一面に形成された分岐膜５１ｂとからなり、入射光Ｌ０を所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１（第１分岐光）と分岐光Ｌ２（第２分岐光）とに分岐する。上記の透明基板５１ａは、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなるガラス基板等であり、上記の分岐膜５１ｂは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等である。反射ミラー５２，５３は、ビームスプリッタ５１で反射された分岐光Ｌ１を順次反射させてビームスプリッタ５４に導く。
【００６８】
ビームスプリッタ５４は、平板状の透明基板５４ａ（透明部材）と透明基板５４ａの一面に形成された分岐膜５４ｂとからなり、ビームスプリッタ５１で反射されるとともに反射ミラー５２，５３で順次反射された分岐光Ｌ１と、ビームスプリッタ５１を透過した分岐光Ｌ２とを合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）を有する干渉光Ｌ３と干渉光Ｌ４とに分岐する。この干渉光Ｌ３，Ｌ４は外部に射出される。
【００６９】
上記の透明基板５４ａは、ビームスプリッタ５１の透明基板５１ａと同様に、例えばガラスの一種である「ＢＫ７」からなるガラス基板等である。また、上記の分岐膜５４ｂは、例えば誘電体多層膜、金属の薄膜、又は誘電体多層膜と金属の薄膜とを組み合わせた薄膜等であり、ビームスプリッタ５１の透明基板５１ａ上に形成される分岐膜５１ｂと同一の構造を有し、同様の反射・透過特性（好ましくは、同一の反射・透過特性）を有する。
【００７０】
ビームスプリッタ５４は、ビームスプリッタ５１で反射された分岐光Ｌ１に対する透明基板５４ａと分岐膜５４ｂとの位置関係が、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ５１の透明基板５１ａと分岐膜５１ｂとの位置関係とは逆になるように配置される。つまり、図９を参照すると、ビームスプリッタ５１は、入射光Ｌ０が最初に分岐膜５１ｂに入射し、次いで分岐膜５１ｂを透過した光（分岐光Ｌ２）が透明基板５１ａに入射する位置関係に配置されている。これに対し、ビームスプリッタ５４は、ビームスプリッタ５１で反射された分岐光Ｌ１が最初に透明基板５４ａに入射し、次いで分岐膜５４ｂに入射する位置関係に配置されている。
【００７１】
ビームスプリッタ５１に対するビームスプリッタ５４の配置を上記の配置にしているため、本実施形態の干渉計５は、ビームスプリッタ５１が入射光Ｌ０を分岐する際に生ずる分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差を、ビームスプリッタ５４で分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させる際に補償することができる。このため、本実施形態の干渉計５においても、干渉計５の偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる。尚、本実施形態においても、入射光Ｌ０に対するビームスプリッタ５１の透明部材５１ａと分岐膜５１ｂとの位置関係、及び分岐光Ｌ１に対するビームスプリッタ５４の透明部材５２ａと分岐膜５２ｂとの位置関係がそれぞれ逆になるようビームスプリッタ５１，５４を配置しても良い。
【００７２】
〔第６実施形態〕
図１０は、本発明の第６実施形態による干渉計を備える復調器の要部構成を示す図である。図１０に示す通り、本実施形態の復調器６０は、本発明の第６実施形態による干渉計６と光検出器７０とを備える。干渉計６は、入射レンズ６１、ビームスプリッタ６２（分岐素子）、直角プリズムミラー６３，６４、反射ミラー６５、集光レンズ６６、反射ミラー６７、及び集光レンズ６８を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。
【００７３】
入射レンズ６１は、入射ポートＰ１から入射されるＷＤＭ光Ｌ１０（光信号）を平行光に変換する。尚、ＷＤＭ光Ｌ１０は、差動位相変調方式（ＤＰＳＫ）等の変調方式によって変調された光信号を波長分割多重（ＷＤＭ）したものである。入射ポートＰ１の位置には例えば光ファイバ（図示省略）の射出端が配置されており、この光ファイバの射出端から射出される光がＷＤＭ光Ｌ１０として干渉計６の内部に入射される。
【００７４】
ビームスプリッタ６２は、図６に示すビームスプリッタ４１と同様のものであり、入射レンズ６１で平行光に変換されて第１分岐部Ｚ１に入射したＷＤＭ光Ｌ１０を所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１１，Ｌ１２に分岐する。また、ビームスプリッタ６２は、直角プリズムミラー６３，６４の各々で反射されて第２分岐部Ｚ２に入射する分岐光Ｌ１１，Ｌ１２を、その位相差を補償しつつ合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）を有する干渉光Ｌ１３，Ｌ１４に分岐する。
【００７５】
直角プリズムミラー６３は、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、直交する２つの面を反射面とするミラーであり、ビームスプリッタ６２で反射された分岐光Ｌ１１をその光路をシフトさせてビームスプリッタ６２に向けて反射する。直角プリズムミラー６３は、分岐光Ｌ１２に対して分岐光Ｌ１１がＷＤＭ光Ｌ１０の変調レートの１ビット分に相当する時間だけ遅延するようにビームスプリッタ６２に対して離間した所定位置に位置決めされている。尚、分岐光Ｌ１２に対する分岐光Ｌ１１の遅延時間は任意に設定することができる。
【００７６】
直角プリズムミラー６４は、直角プリズムミラー６３と同様に、断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状であって、直交する２つの面を反射面とするミラーであり、ビームスプリッタ６２を透過した分岐光Ｌ１２をその光路をシフトさせてビームスプリッタ６２に向けて反射する。尚、この直角プリズムミラー６４は、その底面がビームスプリッタ６２の一つの面（分岐光Ｌ１２が射出される面）に張り合わされている。
【００７７】
反射ミラー６５は、分岐光Ｌ１１，Ｌ１２とを干渉させて得られる１つの干渉光Ｌ１３の光路上に配置されており、集光レンズ６６に向けて干渉光Ｌ１３を反射する。集光レンズ６６は、反射ミラー６５で反射された干渉光Ｌ１３を光検出器７０の受光面上に集光する。反射ミラー６７は、分岐光Ｌ１１，Ｌ１２とを干渉させて得られる他の干渉光Ｌ１４の光路上に配置されており、集光レンズ６８に向けて干渉光Ｌ１４を反射する。集光レンズ６８は、反射ミラー６７で反射された干渉光Ｌ１４を光検出器７０の受光面上に集光する。ここで、以上説明した反射ミラー６５、集光レンズ６６、反射ミラー６７、及び集光レンズ６８は、干渉光Ｌ１３の光路と干渉光Ｌ１４の光路とが同じ長さになるように、ビームスプリッタ６２に対する相対的な位置決めがなされる。
【００７８】
光検出器７０は、干渉光Ｌ３を受光する受光素子（図示省略）と干渉光Ｌ４を受光する受光素子（図示省略）とを備えた平衡光検出器であり、これらの受光素子の各々から出力される電気信号を平衡処理してＷＤＭ光Ｌ１０の復調信号を出力する。干渉計６が備える上記の反射ミラー６５、集光レンズ６６、反射ミラー６７、及び集光レンズ６８と、光検出器７０によって平衡検出系が実現されている。
【００７９】
以上の構成の復調器６０に入力されたＷＤＭ光Ｌ１０は、入射ポートＰ１から干渉計６の内部に入射され、入射レンズ６１で平行光に変換された後にビームスプリッタ６２の第１分岐部Ｚ１で分岐光Ｌ１１，Ｌ１２に分岐される。ここで、第１分岐部Ｚ１に形成された分岐膜の不完全性に起因して分岐光Ｌ１１，Ｌ１２間には位相差が生ずる。一方の分岐光Ｌ１１は、直角プリズムミラー６３の底面から直角プリズムミラー６３に入射し、直角プリズムミラー６３が備える直交する２つの面で順次反射されてビームスプリッタ６２の第２分岐部Ｚ２に入射する。
【００８０】
これに対し、他方の分岐光Ｌ１２は、直角プリズムミラー６４の底面から直角プリズムミラー６４に入射し、直角プリズムミラー６４が備える直交する２つの面で順次反射された後にビームスプリッタ６２の第２分岐部Ｚ２に入射する。ここで、分岐光Ｌ１１，Ｌ１２がそれぞれ異なる光路上を伝播することにより、分岐光Ｌ１１は分岐光Ｌ１２に対してＷＤＭ光Ｌ１０の変調レートの１ビット分に相当する時間だけ遅延する。
【００８１】
ビームスプリッタ６２の第２分岐部Ｚ２に入射した分岐光Ｌ１１，Ｌ１２は、その位相差が補償されつつ合波されて干渉される。これにより、分岐光Ｌ１１と上記の時間だけ遅延した分岐光Ｌ１２との位相比較が行われた干渉計Ｌ１３，Ｌ１４が得られる。干渉光Ｌ１３は、反射ミラー６５及び集光レンズ６６を順に介して光検出器７０が備える一方の受光素子で受光され、干渉光Ｌ１４は、反射ミラー６７及び集光レンズ６８を順に介して光検出器７０が備える他方の受光素子で受光される。そして、これらの受光素子の各々から出力される電気信号に対する平衡処理が光検出器７０で行われ、ＷＤＭ光Ｌ１０の復調信号が出力される。
【００８２】
尚、復調器６０が備える干渉計は、図１０に示す干渉計６に限られる訳ではなく、干渉計６に代えて前述した第１〜第５実施形態による干渉計１〜５を備えることも可能である。以上の通り、復調器６０は、分岐光Ｌ１，Ｌ２を干渉させる際に分岐光Ｌ１，Ｌ２の位相差を補償することにより偏光依存性（ＰＤＦＳ）を低減することができる干渉計６を備えている。このため、復調器６０の性能（例えば、光学信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ：Optical Signal-to-Noise Ratio）やＱ値等）を向上させることができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態による干渉計及び復調器並びに分岐素子について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、ビームスプリッタを分岐素子として備える干渉計を例に挙げたが、ハーフミラーを分岐素子として備える干渉計にも適用することができる。また、以上の実施形態ではマッハ・ツェンダ型の遅延干渉計及びマイケルソン型の遅延干渉計を例に挙げたが、本発明は遅延干渉計に制限される訳ではない。つまり、本発明は、入射光を複数の分岐光に分岐する分岐素子を備え、この分岐素子で分岐された分岐光を干渉させる干渉計一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における干渉計１の特性を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態による干渉計１の透過特性を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。
【図７】ビームスプリッタ４１の分解図である。
【図８】ビームスプリッタ４１の製造方法例を説明するための図である。
【図９】本発明の第５実施形態による干渉計の要部構成を示す図である。
【図１０】本発明の第６実施形態による干渉計を備える復調器の要部構成を示す図である。
【図１１】従来の遅延干渉計の構成を示す図である。
【図１２】図１１に示す従来の遅延干渉計の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１〜６            干渉計
１１，１４        ビームスプリッタ
１１ａ，１４ａ    透明基板
１１ｂ，１４ｂ    分岐膜
１２，１３        直角プリズムミラー
２１，２２        ビームスプリッタ
２１ａ，２２ａ    透明部材
２１ｂ，２２ｂ    分岐膜
２１ｃ，２２ｃ    透明部材
３１              ビームスプリッタ
３１ａ            透明基板
３１ｂ，３１ｃ    分岐膜
４１              ビームスプリッタ
４１ａ，４１ｂ    透明部材
４１ｃ，４１ｄ    分岐膜
５１，５４        ビームスプリッタ
５１ａ，５４ａ    透明基板
５１ｂ，５４ｂ    分岐膜
６０              復調器
６２              ビームスプリッタ
６３，６４        直角プリズムミラー
７０              光検出器
Ｌ０              入射光
Ｌ１，Ｌ２        分岐光
Ｌ１０            光信号
Ｑ１              表面
Ｑ２              裏面
Ｚ１              第１分岐部
Ｚ２              第２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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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