(57)【要約】【課題】遅延時間と位相シフトを与える手段として、非対称MZIを用いずに小型のDMPSK変調方式用復調器を得ることを目的とする。【解決手段】M=２n(nは２以上の自然数)である差動M相位相シフト変調方式の光通信システムにおける本発明の復調器１は、入力された変調光を受ける物理長の異なる２本の光導波路と、前記２本の光導波路に接続された２つの入力ポートとM個の出力ポートと（２M−４）本の光導波路と（３M/２−２）個の光カプラを有する位相シフト部２００とを備え、前記位相シフト部２００は、伝播する光信号に位相シフトを付加する位相シフト手段を含み、前記位相シフト部２００の出力光が入射される光電変換装置３００をさらに備え、前記２本の光導波路間の物理長差は、データ変調光のシンボル周期に相当する光路長差を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
M=２n(nは２以上の自然数)である差動M相位相シフト変調方式の光通信システムにおける復調器において、
入力された変調光が伝播する物理長の異なる２本の光導波路と、
前記２本の光導波路から派生したM本の光導波路と、
前記M本の光導波路の伝播光を結合後分岐する複数個の光カプラと、
前記M本の光導波路の光路長差を調整する位相シフト手段と、
前記光カプラで分岐された光が入射する光電変換装置と、を備え、
前記２本の光導波路はデータ変調光のシンボル周期に相当する光路長差を有する復調器。
【請求項２】
前記変調方式はM=４の差動四相位相シフト変調方式であって、
前記M本の光導波路は、
前記２本の光導波路のうち一の光導波路から派生した第１及び第２の光導波路と、
前記２本の光導波路のうち他の光導波路から派生した第３及び第４の光導波路と、を備え、
前記第１の光導波路と前記第３の光導波路との間の位相差と前記第２の光導波路と前記第４の光導波路との間の位相差との和がπ/２に概ね等しいことを特徴とする請求項１記載の復調器。
【請求項３】
前記第１の光導波路と前記第３の光導波路との間の位相差および、前記第２の光導波路と前記第４の光導波路との間の位相差がπ/４に概ね等しいことを特徴とする請求項２記載の復調器。
【請求項４】
前記M本の光導波路は無交差で前記光カプラを接続することを特徴とする請求項３記載の復調器。
【請求項５】
前記２本の光導波路の部分または前記M本の光導波路の部分の少なくとも一方において、
変調光の水平偏波を垂直偏波に、垂直偏波を水平偏波に変換する偏波回転器を、水平偏波の入力光と垂直偏波の入力光の光路長が等しくなるように備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の復調器。
【請求項６】
前記２本の光導波路と前記M本の光導波路と前記複数個の光カプラとは、同一の支持基板上に形成された石英系平面光回路から構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の復調器。
【請求項７】
前記２本の光導波路または前記M本の光導波路の少なくとも一方は、光ファイバから構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の復調器。
【請求項８】
前記位相シフト手段は前記M本の光導波路の近傍にヒーターを備え、前記ヒーターに印加する電圧を制御することにより前記位相シフトを付加することを特徴とする請求項１から７のいずれか記載の復調器。
【請求項９】
前記光カプラの少なくともひとつが方向性結合器であることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載の復調器。
【請求項１０】
前記光カプラの少なくともひとつがマルチモード干渉計であることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載の復調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおける復調器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信では、光ファイバを介して情報が送受信される。DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying：差動四相位相シフト変調)方式の光通信では、送信器中の位相変調器で光信号は位相変調された後、送信される。すなわち、０、１、２、３の４種類のデータに対応して時系列的に連続した光信号パルス間に０、π/２、π、３π/２の４種類の位相差が与えられ、２ビットの情報が送信される。位相差を付加された光信号は光ファイバを伝播し、受信器に到達する。
【０００３】
受信器において、復調器は０、π/２、π、３π/２の４種類の位相差から０、１、２、３の４種類のデータに復調する。従来の復調器は、スプリッタ、２つの非対称マッハツェンダ干渉計(MZI)とバランス型受光器から構成される。スプリッタは、受信した光信号を２分岐し、２分岐した光信号は、それぞれ非対称MZIに送られる。各MZIには、一方のアームに対して他方のアームの物理的な長さを長くすることによって、データ変調速度のシンボル周期に概ね等しい遅延時間を有するような光路長差が設けられる。この光路長差により、現在と１シンボル前の位相差から位相の変化を検出することができる。さらに、短いほうのアームの電極に電圧を印加することによって、π/４および-π/４の位相シフトを与え、２系統の電気信号が対称となる。バランス型受光器は、MZIからの出力光を検出して電気信号に変換するフォトダイオードから構成され、フォトダイオード間を接続する。
【０００４】
このような復調器の記載は、下記文献に存在する。
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５１６７４３公報
【非特許文献１】Cheolhwan Kim and Guifang Li,“Direct-detection optical differential 8-level phase-shift keying (0D8PSK) for spectrally efficient transmission,”Optics Express,Vol.12,No.15,pp.3415-3421.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の復調器では、遅延時間と位相シフトを与える手段として、２つの非対称MZIを用いている。非対称MZIに必要となる遅延時間は、データ変調速度のシンボル周期に概ね等しい。例えば、４０Gbit/sの通信速度であるDQPSK変調方式の光通信においては、シンボル周期は概ね５０psである。この５０psの遅延時間に相当する光路長差は、概ね１５mmである。良好な複屈折性を有するため一般的に用いられる石英導波路デバイスにおいては、この光路長差は約１０mmの物理長に相当する。石英を導波路の材料に用いる以上、屈折率の可変量は限られており、物理長の低減には限界がある。２つの非対称MZIのサイズには下限があり、復調器全体の小型化を阻害する要因となる。
【０００７】
そこで、本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、遅延時間と位相シフトを与える手段として、非対称MZIを用いずに小型のDMPSK変調方式用復調器を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
M=２n(nは２以上の自然数)である差動M相位相シフト変調方式の光通信システムにおける本発明の復調器は、入力された変調光が伝播する物理長の異なる２本の光導波路と、前記２本の光導波路から派生したM本の光導波路と、前記M本の光導波路の伝播光を結合後分岐する複数個の光カプラと、前記M本の光導波路の光路長差を調整する位相シフト手段と、前記光カプラで分岐された光が入射する光電変換装置とを備え、前記２本の光導波路はデータ変調光のシンボル周期に相当する光路長差を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の復調器は、遅延部と位相シフト部を備え、遅延部が一つの光回路により実現される構成となっているため、復調器全体を小型化できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［実施の形態１］
図７は本発明における受信器２の構成図である。受信器２は復調器１と、復調器１の後段にデータ識別再生部２０とクロック抽出部３０を設ける。復調器１で、変調された変調光を復調し、クロック抽出部３０で、復調器１からの出力信号から信号に同期したクロックを抽出し、抽出したクロックに同期して、データ識別再生部２０でバランス型受光器からの出力信号を識別し、データを再生する。以下、復調器１について説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態１におけるDQPSK変調（差動四相位相シフト変調）方式の復調器１を示した構成図である。差動M相位相シフト変調方式における、M=４（n=２）の場合に該当する。復調器１は遅延部１００と位相シフト部２００と光電変換装置３００とを備える。
【００１２】
遅延部１００は、DQPSK変調光である光信号が入力する入力ポート１１２と、入力した光信号を２分岐する方向性結合器１１０と、分岐した光信号を伝播する光導波路１５１，１５２と、分岐した光信号を出力する２つの出力ポートを備えている。ここで、方向性結合器１１０を含め、本実施の形態における方向性結合器は全て光カプラとして機能する。光導波路１５１，１５２はそれぞれ分岐し、M本の光導波路が派生する。ここではM＝４なので、光導波路１５１，１５２から光導波路２５１，２５２，２５３，２５４が派生している。なお、入力ポートは１１１であってもよい。
【００１３】
位相シフト部２００は、遅延部１００から出力された光信号を入力する２つの入力ポートと、入力ポートに接続され光導波路１５１で伝播する光信号を分岐する方向性結合器２１１および光導波路１５２で伝播する光信号を分岐する方向性結合器２１０と、方向性結合器２１１で分岐された光信号を伝播する第１の光導波路（以下光導波路２５１と記載）および第２の光導波路（以下光導波路２５２と記載）と、方向性結合器２１０で分岐された光信号を伝播する第３の光導波路（以下光導波路２５３と記載）および第４の光導波路（以下光導波路２５４と記載）と、光導波路２５２と光導波路２５３を伝播する光信号に位相シフトを付加する位相シフト手段であるヒータ２３１と、光導波路２５１と光導波路２５３を結合する方向性結合器２１３と、光導波路２５２と光導波路２５４を結合する方向性結合器２１２と、方向性結合器２１２と方向性結合器２１３の４個の出力ポートとを備える。
【００１４】
光電変換装置３００は、位相シフト部２００の出力光を光電変換するバランス型受光器３１０，３２０を備えている。また、バランス型受光器３１０は、InP系フォトダイオード３０１，３０２を直列接続で備え、バランス型受光器３２０は、InP系フォトダイオード３０３，３０４を直列接続で備えている。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態１における位相シフト手段の構成図である。遅延部１００と位相シフト部２００は同一のSi基板４０上に形成された石英系平面光回路１０として実現される。この石英系平面光回路１０は、通常の石英系平面光回路技術により製造される。例えば、まず、厚さ１mmのSi基板４０上に厚さ５０μmのガラスを火炎堆積法により堆積しアンダークラッド５０を形成する。次に、クラッドより比屈折率が０．７５％程度高いガラスを火炎堆積法により堆積した後、写真製版と反応性イオンエッチングにより寸法７μm×７μmのコアをパターン形成する。その後、厚さ２０μmのガラスを火炎堆積法により堆積し、オーバークラッド６０を形成する。最後にTaNの薄膜をスパッタリングにより堆積し、写真製版とイオンエッチングにより位相シフトφと位相シフトψを付加するためのヒータ２３１を光導波路２５１，２５２のうち少なくとも一方と、光導波路２５３，２５４のうち少なくとも一方の近傍に形成する。復調器１はヒータ２３１に電源を供給し制御する電気回路を備える。ヒータ２３１は、光導波路の屈折率を変化させるので、光導波路の光路長差と位相シフトを調整できる。
【００１６】
次にDQPSK変調方式の復調器１の動作について説明する。受信光はDQPSK変調されているため、時系列的に連続した２つのパルス間にはs=０、π/２、π、３π/２の４種類の位相シフトsが与えられている。光信号であるDQPSK変調光を入力ポート１１２で受信した後、光信号は、方向性結合器１１０によって光導波路１５１と光導波路１５２に２分岐して伝播し、それぞれ位相シフト部２００の方向性結合器２１０、２１１に至る。なお、光導波路１５１には光導波路１５２に対して位相シフトθが付加されている。すなわち、光導波路１５２の位相をθ0とおくと、光導波路１５１の位相はθ0＋θとなるように設定される。ここで、光導波路１５２には、光導波路１５１に対して遅延時間τが付加されている。付加される遅延時間τはデータ変調速度のシンボル周期に概ね等しい。例えば、４０Gbit/sの通信速度であるDQPSK変調方式の光通信においては、シンボル周期は概ね５０psである。遅延時間τは光導波路１５２の光路長を、光導波路１５１の光路長より長くすることにより与えられる。光路長は物理長に屈折率を乗じたもので、光導波路にヒータ２３１を設けておけば、光路長の微調整が可能になる。光導波路１５２の物理長は、光導波路１５１の物理長よりもシンボル周期に相当する光路長を屈折率で除した分だけ長い。
【００１７】
方向性結合器２１０に入射した光信号はそれぞれ光導波路２５４、２５３に２分岐して伝播し、方向性結合器２１１に入射した光信号はそれぞれ光導波路２５２、２５１に２分岐して伝播する。この光導波路２５４と光導波路２５２は方向性結合器２１２と接続されており、光導波路２５３と２５１は方向性結合器２１３と接続されている。従って、光導波路２５４と光導波路２５２を伝播した光は方向性結合器２１２に至り、方向性結合器の２つの出力ポートから出射する。また、光導波路２５３と光導波路２５１を伝播した光は方向性結合器２１３の２つの出力ポートから出射する。
【００１８】
ここで、光導波路２５２には光導波路２５４に対してπ/４の位相シフトφが付加されている。すなわち、光導波路２５４の位相をφ０と置くと、光導波路２５２の位相はφ０+π/４となるように設定される。位相シフトの付加は、光導波路２５２または光導波路２５４の少なくとも一方の近傍に形成したヒータ２３１に印加する電圧を制御することにより実現される。同様に、光導波路２５３には光導波路２５１に対してπ/４の位相シフトψが付加されている。また、位相シフトφ、ψを付加する条件を同じにするには、光導波路２５１、２５２、２５３、２５４の物理長を概ね同じにすることが望ましい。それには、位相シフト部２００を上下対称に形成することが好ましい。
【００１９】
位相シフト部２００を点線に関して対称に形成する場合、方向性結合器２１０，２１１，２１２，２１３を点線に関して平行に形成する。また、光導波路２５１と２５２の距離と光導波路２５３と２５４の距離をともにdに一定にして光導波路２５１，２５２，２５３，２５４を形成する。さらに、光導波路２５２と点線の交差角と光導波路２５３と点線の交差角はともにa/２である。さらに、方向性結合器２１０，２１１の距離をDとおくと、Dはd以上である。上記はあくまでも一例であり、例えば、方向性結合器２１０，２１１，２１２，２１３を点線に関して平行に形成しなくてもよい。
【００２０】
次に、方向性結合器２１２の２つの出力ポートから出射する光信号は、光電変換装置３００におけるバランス型受光器３１０により電気信号に変換される。同様に、方向性結合器２１３の２つの出力ポートから出射する光信号は、バランス型受光器３２０により電気信号に変換される。
【００２１】
以上の構成により、比例定数を無視すれば、方向性結合器２１２の２つの出力ポートから出射する光はexp(-is)+iexp(πi/４)、exp(-is)-iexp(πi/４)となり、方向性結合器２１３の２つの出力ポートから出射する光はexp(-is)-iexp(-πi/４)、exp(-is)+iexp(-πi/４)となる。ここで、sは受信光の位相シフトである。バランス型受光器３１０の出力d１とバランス型受光器３２０の出力d２が示す位相シフトsとの関係をまとめると以下の表１になる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
以上から、本発明の復調器１を用いることにより、受信したDQPSK変調光を復調できる。データストリームの数を２倍に増加できるため、実効的に通信速度を概ね２倍に高める効果が得られる。また、最も大面積を占める遅延部１００が一つの光回路により実現されるため、石英系平面光回路１０が小型化でき、すなわち復調器１全体を小型化できるという効果が得られる。
【００２４】
ここで、上記に光導波路２５２の光導波路２５４に対する位相シフトφと光導波路２５３の光導波路２５１に対する位相シフトψがπ/４である例を示した。しかし、この場合に限られるわけではなく、各位相シフトがφ=ψ=-π/４の場合でもデータ０、１、２、３を復調することができる。一般的に、遅延部１００における位相シフトθ、光導波路２５２の光導波路２５４に対する位相シフトφと光導波路２５３の光導波路２５１に対する位相シフトψに関して、(θ+ψ+π/２)-(θ-φ+π/２)=±π/２、すなわちψ+φ=±π/２に設けることにより、DQPSK変調光を復調できる。しかし、ψ=φ=±π/４以外の場合、２系統の電気信号が対称にはならないので、ψ=φ=±π/４に設けることが好ましい。ψ＋φ＝±π/２に設けることによりDQPSK変調光を復調できるため、位相シフトθには無関係であり、位相シフトθを調整する必要がない。
【００２５】
また、上記では光カプラとして方向性結合器を用いて説明したがこれに限らない。方向性結合器１１０、２１０、２１１はマルチモード干渉計、Y分岐のいずれでもよく、方向性結合器２１２、２１３はマルチモード干渉計でもよい。図３を参照して、１x２マルチモード干渉計１２０、２２０、２２１を用い、２x２マルチモード干渉計２２２、２２３を用いた復調器１によっても、本実施の形態で述べた効果が得られる。マルチモード干渉計は方向性結合器より低い波長依存性を有するため、マルチモード干渉計を用いることにより、復調器１の光学特性の波長依存性を抑制する効果が得られる。
【００２６】
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２におけるDQPSK変調方式の復調器１を示した構成図である。実施の形態１と異なる点は、方向性結合器２１０、２１１で分岐した光信号を伝播する光導波路２５４と光導波路２５１が方向性結合器２１３と接続されており、光導波路２５３と光導波路２５２が方向性結合器２１２と接続されている。さらに、光導波路２５２には光導波路２５３に対して位相シフトφ=π/４が付加され、光導波路２５４には光導波路２５１に対して位相シフトψ=π/４が付加されている点である。
【００２７】
以上の構成により方向性結合器２１３の２つの出力ポートから出射する光は、exp(is)+iexp(πi/４)、exp(is)-iexp(πi/４)となり、方向性結合器２１２の２つの出力ポートから出射する光はexp(is)-iexp(-πi/４)、exp(is)+iexp(-πi/４)となる。従って、バランス型受光器３１０の出力d１とバランス型受光器３２０の出力d２は、表１にまとめた位相シフトsとの関係を示し、復調器１の機能が実現される。その他の構成、動作は実施の形態1と同様のため、説明を省略する。
【００２８】
以上から、本発明の復調器１を用いることにより、実施の形態１で得られた効果のほかに、本実施の形態では、光導波路は互いに交差しないで方向性結合器を接続する構成となっており、位相シフト部２００で伝播光が不要な干渉や回折や反射を起こさないため、光信号のクロストークを排除することができる。なお、伝播光の交差を避けるために、バランス型受光器３１０は基板の中央部に設けられている。
【００２９】
［実施の形態３］
図５は本発明の実施の形態３におけるDQPSK変調方式の復調器１を示した構成図である。実施の形態１と異なる点は、遅延部１００または位相シフト部２００の少なくとも一方に、水平偏波（以下TE偏波と記載）を垂直偏波（以下TM偏波と記載）に、TM偏波をTE偏波に変換する偏波回転器４０１を備えた点である。この偏波回転器４０１は、TE偏波の入力光とTM偏波の入力光の光路長が等しくなるように設けられている。その他の構成、動作は実施の形態1と同様のため、説明を省略する。
【００３０】
このような偏波回転器４０１は、例えば、膜厚と面内複屈折の積が受信光の波長の半分に相当するポリイミド膜から構成される。図５に示すように遅延部１００と位相シフト部２００は同一のSi基板上に形成された石英系平面光回路１０として実現される。遅延部１００の光導波路１５１と１５２には溝が形成され、ポリイミド膜の光学主軸が石英系平面光回路１０に対して４５度の角度をなすように偏波回転器４０１が挿入される。これにより、偏波回転器４０１を透過後の光の偏波面は９０度回転し、TE偏波がTM偏波に、TM偏波がTE偏波に変換される。
【００３１】
入力ポート１１２から光導波路１５１を経由して偏波回転器４０１に至るまでの物理長をL1と置き、入力ポート１１２から光導波路１５２を経由して偏波回転器４０１に至るまでの物理長をL1+ΔL1と置く。さらに、偏波回転器４０１から光導波路１５１を経由して方向性結合器２１２の出力ポートまで至る物理長をL2と置き、偏波回転器４０１から光導波路１５２を経由して方向性結合器２１２の出力ポートまで至る物理長をL2+ΔL2と置く。波長λTEのTE偏波の光と波長λTMのTM偏波の光を受信する場合、それぞれ以下の数式が成り立つ。ここで、mは自然数であり、nTE、nTMはそれぞれTE偏波とTM偏波が感じる屈折率である。また、Δxは位相シフトを付加することによる光路長の変化量である。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
以上から、ΔL1=ΔL2となる位置に偏波回転器４０１を挿入することにより、λTE=λTMとなり偏波無依存になる。また、この場合、他の出力ポートに至る光路に関しても偏波無依存になるため、復調器１を偏波無依存化する効果が得られる。
【００３４】
［実施の形態４］
実施の形態１ではDQPSK変調方式の復調器１を示したが、M=２n(nは２以上の自然数である)DMPSK変調（差動M相位相シフト変調）方式の復調器１へ拡張することができる。このとき、遅延部１００は、DMPSK変調光を出力する２つの出力ポートを有し、２分岐した前記DMPSK変調光の一に遅延時間を付加して出力ポートから出力する。また、位相シフト部２００は、少なくとも２つの入力ポートと少なくともM個の出力ポートと少なくとも(２M-４)本の光導波路と少なくとも(３M/２-２)個の光カプラとを有し、遅延部１００の出力光に位相シフトを付加して出力ポートから出力する。
【００３５】
図６は本発明の実施の形態４におけるM=８の場合のD８PSK変調（差動八相位相シフト変調）方式の復調器１を示した構成図である。以下に構成とともに動作を説明する。受信光はD８PSK変調されているため、時系列的に連続した２つのパルス間にはs=０、π/４、π/２、３π/４、π、５π/４、３π/２、７π/４の８種類の位相シフトsが与えられている。光信号であるD８PSK変調光を入力ポート１１２で受信した後、光信号は、遅延部１００における方向結合器１１０によって光導波路１５１と光導波路１５２に２分岐して伝播し、それぞれ位相シフト部２００の方向性結合器２１０、２１１に至る。ここで、光導波路１５２には、光導波路１５１に対して遅延時間τが付加されている。付加される遅延時間τはデータ変調速度のシンボル周期に概ね等しい。例えば、４０Gbit/sの通信速度であるD８PSK変調方式の光通信においては、シンボル周期は概ね１００psである。以上のように、光導波路１５１，１５２は２段で分岐し、８個の光導波路３５１〜３５８を派生している。
【００３６】
方向性結合器２１０に入射した光信号は光導波路を伝播し方向性結合器２１２，２１３に至る一方、方向性結合器２１１に入射した光は光導波路を伝播し方向性結合器２１４、２１５に至る。方向性結合器２１２は方向性結合器２１６および方向性結合器２１７と光導波路を介して接続されており、方向性結合器２１３は方向性結合器２１８および方向性結合器２１９と光導波路を介して接続されている。同様に、方向性結合器２１４は方向性結合器２１６および方向性結合器２１７と光導波路を介して接続されており、方向性結合器２１５は方向性結合器２１８および方向性結合器２１９と光導波路を介して接続されている。光導波路には位相シフトφ=ψ'=３π/８、ψ=φ'=π/８が付加されている。
【００３７】
方向性結合器２１６の２つの出力ポートから出射する光信号は、バランス型受光器３１０により電気信号に変換され、方向性結合器２１７の２つの出力ポートから出射する光信号は、バランス型受光器３２０により電気信号に変換される。一方、方向性結合器２１８の２つの出力ポートから出射する光信号は、バランス型受光器３３０により電気信号に変換され、方向性結合器２１９の２つの出力ポートから出射する光信号は、バランス型受光器３４０により電気信号に変換される。バランス型受光器３３０とバランス型受光器３４０の出力からXOR演算を行う。
【００３８】
以上の構成により、比例定数を無視すれば、方向性結合器２１６の２つの出力ポートから出射する光はexp(-is)+iexp(３πi/８)、exp(-is)-iexp(３πi/８)となり、方向性結合器２１７の２つの出力ポートから出射する光はexp(-is)-iexp(-πi/８)、exp(-is)+iexp(-πi/８)となる。同様に、方向性結合器２１８の２つの出力ポートから出射する光はexp(-is)+iexp(πi/８)、exp(-is)-iexp(πi/８)となり、方向性結合器２１９の２つの出力ポートから出射する光はexp(-is)-iexp(-３πi/８)、exp(-is)+iexp(-３πi/８)となる。
【００３９】
以上から、本発明の復調器１を用いることにより、受信したD８PSK変調光を復調できる。従ってデータストリームの数を４倍に増加できるため、実効的に通信速度を概ね４倍に高める効果が得られる。また、最も大面積を占める遅延部１００が一つの光回路により実現されるため、石英系平面光回路１０、従って、復調器１全体を小型化できるという効果が得られる。
【００４０】
本実施の形態では、M=８の場合を例示したが、それ以外のMの値に対応するDMPSK変調方式に対しても拡張することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態１から４において、遅延部１００と位相シフト部２００を石英系平面光回路技術により製造する例を示したが、これに限らない。例えば、同一の石英基板上に形成された石英系平面光回路やその他の半導体基板や電気光学結晶基板上に形成された平面光回路に形成されていて、光ファイバで接続されていてもよい。さらに、遅延部１００と位相シフト部２００を光ファイバで形成してもよい。この場合、遅延部１００と位相シフト部２００内部の導波路間を断熱できるため、温度の干渉を抑制できる効果が得られる。さらに、実施の形態１のように光導波路が交差しているような構成の場合、光ファイバで形成することによって光導波路が交差しないため、光信号のクロストークを排除することができる。
【００４２】
また、上記実施の形態１から４において、信号強度を対称にするためには、方向性結合器の分岐比は５０：５０であることが好ましい。方向性結合器は低損失であるため、方向性結合器を用いることにより復調器１の損失を抑制する効果が得られる。
【００４３】
また、上記実施の形態１から４において、バランス型受光器３１０のフォトダイオード３０１と３０２のアノードとカソードを逆にしてもよい。同様に、バランス型受光器３２０、３３０、３４０の向きを逆にしてもよい。また、バランス型受光器を用いる例を示したが、バランス型受光器に限定されない。例えば、単体のフォトダイオードを用いても問題がない。
【００４４】
また、上記実施の形態１から４において、位相シフトを付加するために光導波路の近傍にヒータ２３１を備え、ヒータ２３１に印加する電圧を制御することにより位相シフト量を調整することができる。また、これに限らず例えば、ヒータ２３１による局所的な加熱や紫外線の照射による位相トリミングによっても実現できる。さらに、光導波路に圧電素子などで応力を加えることにより位相をシフトすることも可能である。
【００４５】
また、上記実施の形態２から４においても、実施の形態１で示したように光カプラは方向性結合器、Y分岐、マルチモード干渉計のいずれでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる復調器の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる位相シフト手段の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる他の実施例を示す復調器の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる復調器の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態３にかかる復調器の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態４にかかる復調器の構成図である。
【図７】本発明にかかる受信機の構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  復調器、２  受信器、１０  石英系平面光回路、１００  遅延部、２００  位相シフト部、３００  光電変換装置、１１２  入力ポート、１１０，２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８，２１９  方向性結合器、１２０，２２０，２２１，２２２，２２３  マルチモード干渉計、１５１，１５２，２５１，２５２，２５３，２５４  光導波路、２３１  ヒータ、３０１，３０２，３０３，３０４  フォトダイオード、３１０，３２０，３３０，３４０  バランス型受光器、４０１  偏波回転器。
【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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