(57)【要約】【課題】装置としての小型化，高信頼性化を図るとともに、連続的に任意の群遅延時間差を補償できるようにする。【解決手段】上流側の光導波路２Ａに入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように、位相シフト部５，６における位相シフト量が設定され、かつ、上流側の光導波路２Ａに入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板３，４の厚さを調整する。【選択図】        図２
2004226727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折特性を有する基板と、
該基板上に、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された光導波路と、
該光導波路の途中に設けられ、前記直交する偏波モード光どうしで位相差を生じさせるように位相シフトを行なう位相シフト部と、
該位相シフト部を、該光導波路の上流側および下流側から挟むように形成された２つの波長板と、をそなえ、
該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように、該位相シフト部における位相シフト量が設定され、
かつ、該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板の厚さが調整されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【請求項２】
前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分以外の、上流側および下流側の光導波路の長さをほぼ等しくしたことを特徴とする、請求項１記載の光導波路デバイス。
【請求項３】
前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分の長さと、前記の上流側又は下流側の光導波路の長さに対する比に基づいて、該２つの波長板の厚みが決定されたことを特徴とする、請求項２記載の光導波路デバイス。
【請求項４】
前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分における導波路の長さをＬｐとする一方、前記基板部分以外の上流側又は下流側の光導波路の長さをＬｄとすると、
【数１】
ｍ＝４−（Ｌｐ／Ｌｄ）０．８７
をほぼ満たすλ／ｍ波長板となるように、各波長板の厚さが調整されていることを特徴とする、請求項２記載の光導波路デバイス。
【請求項５】
入力される光の偏波状態を所定の偏波状態となるように制御する偏波制御器と、該偏波制御器からの光における偏波モードの群遅延時間を可変しうる群遅延時間可変デバイスと、該群遅延時間可変デバイスから出力された光の偏波状態をモニタする偏波モニタと、該偏波モニタからのモニタ結果に基づき、該群遅延時間可変デバイスから出力される光の偏波モード分散が最適に補償されるように、該偏波制御器による偏波状態の制御量とともに該群遅延時間可変デバイスによる群遅延時間の可変量を制御する制御回路とをそなえてなる偏波モード補償器であって、
該群遅延時間可変デバイスが、
複屈折特性を有する基板と、
該基板上に、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された光導波路と、
該光導波路の途中に設けられ、前記直交する偏波モード光どうしで位相差を生じさせるように位相シフトを行なう位相シフト部と、
該位相シフト部を、該光導波路の上流側および下流側から挟むように形成された２つの波長板と、をそなえ、
該制御回路が、該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように、該位相シフト部における位相シフト量を設定するとともに、
かつ、該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板の厚さが調整されていることを特徴とする、偏波モード補償器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおいて各偏波の群遅延時間差（ＤＧＤ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｒｏｕｐ  Ｄｅｌａｙ）を補償する際に用いて好適の、光導波路デバイスおよび偏波モード補償器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の大容量伝送においては、偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の問題が取り上げられている。特に４０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）システムではＰＭＤ補償は必須とされている。
理想的に軸対称な光ファイバに入射された直線偏光の光信号パルス列は、長距離伝送後も直線偏光のまま検出できるが、実際には光ファイバの製造バラツキや敷設環境の時々刻々の変化により光ファイバのコア歪みが生じる。それにより、直線偏光は光ファイバ出口では直交する主に２つの偏光成分〔入射面に対してその振動ベクトルが平行な偏光成分（水平偏光）と、それに垂直な偏光成分（垂直偏光）〕に分離し、各々の偏光成分に速度差が生じて正常な光信号パルスを検出できなくなる。
【０００３】
ここで、ＰＭＤ補償は一般に偏波制御器と光遅延回路とを用いて行なわれる。即ち、偏波制御器は光信号の偏光方向を調整し、可変光遅延回路は上記のように光ファイバ伝送中に生じた２つの偏光成分の速度差を相殺せしめるように機能する。
具体例として、図１１に、特許文献１により提案されている従来の偏波分散補償器の構成を示す。この図１１に示す偏波分散補償器９００は、偏光面制御素子９３０−１〜９３０−４と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）９４０−１〜９４０−４，９５０−１〜９５０−４との組が４段交互に配置された基本構造を有しており、互いに直交する２つの偏光成分を有する入射ビーム９０１の一方（例えば、水平偏光）が偏光ビームスプリッタ９１０で１／２波長板９２０側へ反射され、どの偏光ビームスプリッタ９４０−ｉ，９５０−ｉの組で入射ビーム９０１（水平偏光）を折り返させるかを偏光面制御素子９３０−ｉ（ｉ＝１〜４）により選択する（図１１では偏光ビームスプリッタ９４０−２，９５０−２の組）ことで、入射ビーム９０１の光路長を直交する偏光成分ごとに変化させて必要な遅延を与えるようになっている。
【０００４】
したがって、この場合、光路長はステップ状（デジタル的）に変化するため、補償量もデジタル的に変化することになる。なお、上記の１／２波長板９２０は、偏光ビームスプリッタ９１０から入射される入射ビーム９０１を水平偏光→垂直偏光に変換する一方、偏光面制御素子９３０−１から入射される入射ビーム９０１を垂直偏光→水平偏光に変換する機能を有している。水平偏光に変換された入射ビーム９０１は偏光ビームスプリッタ９６０で反射されて偏光ビームスプリッタ９１０への入射方向と同じ方向へ出射される。
【０００５】
また、上述の図１１に示すような偏波分散補償器の他に、小型化，高信頼性化に有利な導波路型の偏波分散補償器も開発されている。従来の導波路型の偏波分散補償器としては、特許文献２，特許文献３に記載されたものがあるが、これらの偏波分散補償器においても、補償量としてはデジタル的に変化するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−６７２１９号公報
【特許文献２】
特開２００１−４２２７２号公報
【特許文献３】
特表２００２−５２０６６５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献１〜特許文献３に記載された偏波分散補償器においては、補償量がデジタル的に変化するため、連続的に任意の群遅延時間差を補償することができない。近年の光通信システムにおいて伝送されるデータの高速化に伴って、より厳格な群遅延時間差の補償が要求されてきており、装置としての小型化とともに、連続的に任意の群遅延時間差を補償できるようにした偏波分散補償器の提供が望まれている。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、装置としての小型化，高信頼性化を図るとともに、連続的に任意の群遅延時間差を補償できるようにした、光導波路デバイスおよび偏波モード補償器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の光導波路デバイスは、複屈折特性を有する基板と、基板上に、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された光導波路と、光導波路の途中に設けられ、前記直交する偏波モード光どうしで位相差を生じさせるように位相シフトを行なう位相シフト部と、位相シフト部を、光導波路の上流側および下流側から挟むように形成された２つの波長板と、をそなえ、上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように、位相シフト部における位相シフト量が設定され、かつ、上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板の厚さが調整されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
この場合においては、好ましくは、前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分以外の、上流側および下流側の光導波路の長さをほぼ等しくする（請求項２）。
また、前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分の長さと、前記の上流側又は下流側の光導波路の長さに対する比に基づいて、該２つの波長板の厚みを決定したり（請求項３）、前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分における導波路の長さをＬｐとする一方、前記基板部分以外の上流側又は下流側の光導波路の長さをＬｄとすると、
【数２】
ｍ＝４−（Ｌｐ／Ｌｄ）０．８７
をほぼ満たすλ／ｍ波長板となるように、各波長板の厚さを調整することとしてもよい（請求項４）。
【００１１】
さらに、本発明の偏波モード補償器は、入力される光の偏波状態を所定の偏波状態となるように制御する偏波制御器と、偏波制御器からの光における偏波モードの群遅延時間を可変しうる群遅延時間可変デバイスと、群遅延時間可変デバイスから出力された光の偏波状態をモニタする偏波モニタと、偏波モニタからのモニタ結果に基づき、群遅延時間可変デバイスから出力される光の偏波モード分散が最適に補償されるように、偏波制御器による偏波状態の制御量とともに群遅延時間可変デバイスによる群遅延時間の可変量を制御する制御回路とをそなえてなる偏波モード補償器であって、群遅延時間可変デバイスが、複屈折特性を有する基板と、基板上に、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された光導波路と、光導波路の途中に設けられ、前記直交する偏波モード光どうしで位相差を生じさせるように位相シフトを行なう位相シフト部と、位相シフト部を、光導波路の上流側および下流側から挟むように形成された２つの波長板と、をそなえ、制御回路が、上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように、位相シフト部における位相シフト量を設定するとともに、かつ、上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板の厚さが調整されていることを特徴としている（請求項５）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態を説明する。
〔Ａ〕本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態にかかる偏波モード補償器を示すブロック図であり、この図１に示す偏波モード補償器６０は、例えば光通信システムにおける受信側装置に設けられて、伝送路を伝搬してきた光の偏波モード分散を補償しうるものであって、偏波制御器１０，群遅延時間可変デバイス（光導波路デバイス）２０，カプラ３０，偏波モニタ４０および制御回路５０をそなえて構成されている。
【００１３】
ここで、偏波制御器１０は、入力される光の偏波状態を所定の偏波状態となるように制御するもので、群遅延時間可変デバイス２０は、偏波制御器１０からの光における偏波モードの群遅延時間を可変しうるもので、後述の本願発明の特徴的な構成を有している。
また、カプラ３０は、群遅延時間可変デバイス２０からの光の一部を分岐して偏波モニタ４０に出力するとともに、残りを図示しない主信号系の受信処理部へ出力するようになっている。偏波モニタ４０は、カプラ３０からの分岐光を入力されて、群遅延時間可変デバイス２０から出力された光の偏波状態をモニタするものである。
【００１４】
制御回路５０は、偏波モニタ４０からのモニタ結果に基づき、群遅延時間可変デバイス２０から出力される光の偏波モード分散が最適に補償されるように、偏波制御器１０による偏波状態の制御量とともに群遅延時間可変デバイス２０による群遅延時間の可変量を制御するものである。
ここで、群遅延時間可変デバイス２０は、図２に示すように、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の複屈折特性を有する基板１上に、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された光導波路２が形成されるとともに、２枚の波長板３，４と位相シフト部としての電極５，６が設けられた光導波路デバイスである。
【００１５】
また、この基板１としては、基板面が例えば結晶軸のｘ軸方向に垂直となるようにカット（ｘカット）されたものを用いることができ、波長板３，４としては、基板１の結晶軸に対して４５°の角度を持つように配置されている。更に、電極５，６としては、光導波路２の途中（光導波路２における光伝搬方向の中間位置）に、光導波路２における光伝搬方向に対して左右にそれぞれ形成されている。
【００１６】
さらに、制御回路５０からの電気信号を電極５，６に印加することによって、電極５，６で挟まれる光導波路部分である光導波路２Ｂを伝搬する光について、直交する偏波モード光どうしで位相差を生じさせるように位相シフトを行なうことができる。
すなわち、ｘカットのニオブ酸リチウムが有する電気光学効果を利用することにより、光導波路２の両側に設けられた電極５，６に印加された電圧信号により、基板１の複屈折特性を変化させるための電界を印加することができるようになっている。
【００１７】
このとき、上述の制御回路５０は、上流側の光導波路２Ａ（群遅延時間可変デバイス２０）に入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように位相シフト量を設定すべく、電極５，６に対して電気信号を出力する。
さらに、２つの波長板３，４は、電極５，６を光導波路２の上流側および下流側からそれぞれ挟むように形成された波長板であって、上述の電極５，６と協働して、上流側の光導波路２Ａを伝搬してきた光の偏波モードを変換する偏波モード変換器２２（図１参照）として機能する。即ち、制御回路５０にて印加した電気信号により生じる位相シフト量に応じて、偏波モードを図４のａ〜ｈ示すように回転させることができるようになっている。
【００１８】
図３は、本実施形態にかかる群遅延時間可変デバイス２０における偏波モード変換器２２に着目して図示したものであるが、図２またはこの図３に示すように、２つの波長板３，４で電極５，６を挟んで偏波モード変換器２２を形成しているので、図４のａ〜ｈに示すように、上述の位相シフト量に応じて、直線偏波の入力光に対し直線偏波の状態のままでＴＥ成分およびＴＭ成分を可変できるようになっている。
【００１９】
なお、図５に示すように、電極５，６の下流側にのみ波長板４を形成した場合においては、図６のａ〜ｈに示すように、位相シフト量に応じて、直線偏波の入力光に対し直線偏波の状態のままでＴＥ成分およびＴＭ成分を可変させることができない。
また、電極５，６および２つの波長板３，４が配置された基板部分以外の、上流側および下流側の光導波路２Ａ，２Ｃの長さＬｄについては、ほぼ等しくなるように形成されている。これにより、光導波路２Ａ，２Ｃが形成された基板１領域をそれぞれ、互いに直交する偏波モード光に対してその長さＬｄに応じた遅延時間差を生じさせる複屈折導波路２１，２３として機能させることができるようになっている（図１参照）。
【００２０】
これにより、群遅延時間可変デバイス２０としては、例えば図７に示すように、電極５，６に印加される電気信号により生じる位相シフト量（又は偏波モード変換器２２における偏波モード変換量）が制御されて、偏波モード分散の補償量（群遅延時間差ＤＧＤ）を可変させることができるようになっている。換言すれば、制御回路５０においては、偏波モニタ４０にてモニタされた偏波状態に応じて、最適に群遅延時間を補償するように、偏波制御器１０に対する制御信号および電極５，６に対する電気信号を出力するようになっている。
【００２１】
この図７の場合においては、電極５，６に印加される電気信号により生じる位相シフト量をＰ２とすることにより、偏波モード分散の補償量（群遅延時間差ＤＧＤ）を最小のゼロとすることができる一方、電極５，６に印加される電気信号により生じる位相シフト量をＰ１とすることにより、群遅延時間差ＤＧＤを最大の値Ｃとすることができる。
【００２２】
ところで、上述の波長板３，４は、本願発明特有の厚さを有する波長板として構成されている。具体的には、図２に示すように、光導波路２Ａ，２Ｃの長さをＬｄ，偏波モード変換器２２における光導波路２Ｂの長さ（光導波路２を構成する光導波路２Ａ，２Ｃ以外の部分の長さ）をＬｐとした場合において、Ｌｐ／Ｌｄの値に応じて例えば図８に示すようなｍの値を有するλ／ｍ波長板となるような厚みを有して構成されている。
【００２３】
具体的には、Ｌｄ＝４０ｍｍ，Ｌｐ＝１０ｍｍとした場合においては、波長板３，４を、３．７分の１波長板となるような厚みを有するように構成する。
なお、上述の図８の近似式として、式（１）をほぼ満たすｍについてのλ／ｍ波長板となるように、波長板３，４を構成することもできる。
【数３】
ｍ＝４−（Ｌｐ／Ｌｄ）０．８７                                    …（１）
このようにして、波長板３，４としての厚みを、λ／４波長板よりも厚くして、図８または式（１）をほぼ満たすｍについてのλ／ｍ波長板とすることにより、上流側の光導波路２Ａに入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットを最小とすることができるようになっている。
【００２４】
ここで、図９に示すように、図２に示す波長板３，４に代えて、波長板３′，４′としてλ／４波長板をそなえて群遅延時間可変デバイス２０′を構成した場合においては、電極５，６に印加される電気信号により生じる位相シフト量に応じて、偏波モード分散の補償量は図１０に示すようになる。尚、図９中、図２と同一の符号は同様の部分を示している。
【００２５】
この図１０に示すように、λ／４波長板である波長板３′，４′が配置された群遅延時間可変デバイス２０′においては、図２に示す群遅延時間可変デバイス２０の場合に比して、位相シフト量を図７のＰ２に相当する値としても、偏波モード分散の補償量（群遅延時間差ＤＧＤ）を最小のゼロとすることができず、オフセット量Ｄが生じてしまう。
【００２６】
これは、位相シフト部としての電極５，６部分の光導波路２Ｂ上を伝搬する光の群遅延時間差が影響しているが、これに対して、上述の図２に示す波長板３，４においては、図８または式（１）をほぼ満たすｍについてのλ／ｍ波長板としていることで、図１０において生じているオフセット量を最小のゼロとすることができるのである（図７参照）。換言すれば、波長板３，４を上述のλ／ｍ波長板とすることで、上述の光導波路２Ｂ上を伝搬する光の群遅延時間差の影響についても除去することができる。
【００２７】
上述の構成による、本実施形態にかかる偏波モード補償器６０の動作について詳述する。
たとえば、光通信システムにおける受信側に設けられた偏波モード補償器６０においては、伝送路を通じて伝送された光の偏波モード分散を補償する。
具体的には、群遅延時間差の生じている光は、偏波制御器１０で偏波状態が制御されて、後段の群遅延時間可変デバイス２０での偏波モード分散補償のための適切な偏波状態となって出力される。
【００２８】
群遅延時間可変デバイス２０では、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された上下流側の光導波路２Ａ（２１），２Ｃ（２３）と、光導波路２Ａ，２Ｃの間の偏波モード変換器２２とにより、入力光に生じている群遅延時間差を可変する。即ち、制御回路５０による出力光の偏波状態に基づいたフィードバック制御によって、入力光に生じている群遅延時間を最適に補償している。
【００２９】
このとき、波長板３，４においては、図８または式（１）をほぼ満たすｍについてのλ／ｍ波長板としているので、波長板をλ／４とした場合に群遅延最小補償量として生じているオフセット量を、最小のゼロとすることができる。
このように、本実施形態によれば、上流側の光導波路２Ａに入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板３，４の厚さが調整されているので、入力光の群遅延時間差を、補償量ゼロから連続値で高精度に補償することが可能となり、例えば４０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）システム等の超高速光通信システムにおいても、要求されるレベルの群遅延時間差補償を行なうことができる利点がある。
【００３０】
また、制御回路５０において、群遅延時間可変デバイス（光導波路デバイス）の電極５，６および偏波制御器１０に対して、出力光の偏波状態に基づいたフィードバック制御を行なっているので、入力光に生じている群遅延時間をステップ状ではなく、補償量ゼロから連続値でアナログ的に制御することができる。
さらに、このような高精度の群遅延時間差補償を行なうことができる群遅延時間可変デバイス２０を、光導波路型のデバイスにより構成しているので、光学レンズ系等を用いたものに比して、大幅な装置規模の縮小を図ることが期待できる。
【００３１】
さらに、波長板３，４の厚みをＬｄの値およびＬｐの値の比から決定したり、波長板３，４を、式（１）に示すｍについてのλ／ｍとなるような厚みの波長板とすることにより、群遅延最小補償量として生じているオフセット量を最小のゼロとしうる群遅延時間可変デバイスのための波長板３，４の厚みを容易に決定することができ、装置設計を容易にすることが可能である。
【００３２】
〔Ｂ〕その他
上述の本実施形態においては、基板１として、ｘカットのニオブ酸リチウム基板を用いて構成しているが、本発明によればこれに限定されるものではなく、ｚカットされた基板としたり、ニオブ酸リチウム以外の公知の複屈折特性を有する基板を用いて構成したりすることとしてもよい。
【００３３】
〔Ｃ〕付記
（付記１）  複屈折特性を有する基板と、
該基板上に、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された光導波路と、
該光導波路の途中に設けられ、前記直交する偏波モード光どうしで位相差を生じさせるように位相シフトを行なう位相シフト部と、
該位相シフト部を、該光導波路の上流側および下流側から挟むように形成された２つの波長板と、をそなえ、
該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように、該位相シフト部における位相シフト量が設定され、
かつ、該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板の厚さが調整されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【００３４】
（付記２）  前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分以外の、上流側および下流側の光導波路の長さをほぼ等しくしたことを特徴とする、付記１記載の光導波路デバイス。
（付記３）  前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分の長さと、前記の上流側又は下流側の光導波路の長さに対する比に基づいて、該２つの波長板の厚みが決定されたことを特徴とする、付記２記載の光導波路デバイス。
【００３５】
（付記４）  前記の位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分における導波路の長さをＬｐとする一方、前記基板部分以外の上流側又は下流側の光導波路の長さをＬｄとすると、
【数４】
ｍ＝４−（Ｌｐ／Ｌｄ）０．８７
をほぼ満たすλ／ｍ波長板となるように、各波長板の厚さが調整されたことを特徴とする、付記２記載の光導波路デバイス。
（付記５）  該基板が電気光学効果を有するとともに、該位相シフト部が、前記の基板の複屈折特性を変化させるための電界を印加する電極により構成されたことを特徴とする、付記１記載の光導波路デバイス。
【００３６】
（付記６）  該基板面が、結晶軸方向のｘ軸に垂直となるようにカットされたニオブ酸リチウム結晶を用いて構成され、該位相シフト部を構成する電極が、該基板面に対して水平で且つ光伝搬方向に対して垂直な方向の電界を印加するように形成されたことを特徴とする、付記５記載の光導波路デバイス。
（付記７）  該基板面が、結晶軸方向のｚ軸に垂直となるようにカットされたニオブ酸リチウム結晶を用いて構成され、該位相シフト部を構成する電極が、該基板面に対して垂直な方向の電界を印加するように形成されたことを特徴とする、付記５記載の光導波路デバイス。
【００３７】
（付記８）  入力される光の偏波状態を所定の偏波状態となるように制御する偏波制御器と、該偏波制御器からの光における偏波モードの群遅延時間を可変しうる群遅延時間可変デバイスと、該群遅延時間可変デバイスから出力された光の偏波状態をモニタする偏波モニタと、該偏波モニタからのモニタ結果に基づき、該群遅延時間可変デバイスから出力される光の偏波モード分散が最適に補償されるように、該偏波制御器による偏波状態の制御量とともに該群遅延時間可変デバイスによる群遅延時間の可変量を制御する制御回路とをそなえてなる偏波モード補償器であって、
該群遅延時間可変デバイスが、
複屈折特性を有する基板と、
該基板上に、互いに直交する偏波モード光の屈折率が異なるように形成された光導波路と、
該光導波路の途中に設けられ、前記直交する偏波モード光どうしで位相差を生じさせるように位相シフトを行なう位相シフト部と、
該位相シフト部を、該光導波路の上流側および下流側から挟むように形成された２つの波長板と、をそなえ、
該制御回路が、該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を最適に補償するように、該位相シフト部における位相シフト量を設定するとともに、
かつ、該上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板の厚さが調整されたことを
特徴とする、偏波モード補償器。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、上流側の光導波路に入射される光の偏波モード分散を補償するための補償量オフセットが最小となるように、各波長板の厚さが調整されているので、入力光の群遅延時間差を、補償量ゼロから連続値で高精度に補償することが可能となり、例えば４０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）システム等の超高速光通信システムにおいても、要求されるレベルの群遅延時間差補償を行なうことができる利点がある。
【００３９】
また、群遅延時間可変デバイス（光導波路デバイス）の位相シフト部に対して、出力光の偏波状態に基づいたフィードバック制御によって、入力光に生じている群遅延時間をステップ状ではなく、補償量ゼロから連続値でアナログ的に制御することができる利点もある。
さらに、このような高精度の群遅延時間差補償を行なうことができる群遅延時間可変デバイスを、光導波路型のデバイスにより構成しているので、光学レンズ系等を用いたものに比して、大幅な装置規模の縮小を図ることが期待できる。
【００４０】
さらに、波長板の厚みを位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分の長さと、前記の上流側又は下流側の光導波路の長さに対する比に基づいて決定することができるので、補償量ゼロから連続値でアナログ的に制御することができる群遅延時間可変デバイスを設計する際に、波長板の厚みを決定する際の便宜に資することができ、装置設計を容易にすることが可能である。
【００４１】
また、位相シフト部および２つの波長板が配置された基板部分における導波路の長さをＬｐとする一方、前記基板部分以外の上流側又は下流側の光導波路の長さをＬｄとすると、
【数５】
ｍ＝４−（Ｌｐ／Ｌｄ）０．８７
をほぼ満たすλ／ｍ波長板となるように、各波長板の厚さが調整することができるので、補償量ゼロから連続値でアナログ的に制御することができる群遅延時間可変デバイスを設計する際に、波長板の厚みを決定する際の便宜に資することができ、装置設計を容易にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における偏波モード補償器を示すブロック図である。
【図２】本実施形態における群遅延時間可変デバイスを示す模式図である。
【図３】本実施形態における偏波モード変換器の機能を説明するための図である。
【図４】本実施形態における偏波モード変換器の機能を説明するための図である。
【図５】本実施形態における偏波モード変換器の機能を説明するための図である。
【図６】本実施形態における偏波モード変換器の機能を説明するための図である。
【図７】本実施形態における電極に印加される電気信号により生じる位相シフト量に応じた偏波モード分散の補償量の一例を示す図である。
【図８】本実施形態における群遅延時間可変デバイスの波長板の厚みを決定する際の基準値を示す図である。
【図９】図２に示す波長板に代えて、λ／４波長板をそなえた群遅延時間可変デバイスを示す模式図である。
【図１０】図９に示す群遅延時間可変デバイスによる偏波モード分散の補償量に、補償量オフセットが生じていることを示す図である。
【図１１】従来の偏波分散補償器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２，２Ａ〜２Ｃ  光導波路
３，３′，４，４′  波長板
５，６  電極（位相シフト部）
１０  偏波制御器
２０，２０′  群遅延時間可変デバイス（光導波路デバイス）
２１，２３  複屈折導波路
２２  モード変換器
３０  カプラ
４０  偏波モニタ
５０  制御回路
６０  偏波モード補償器
９００  偏波分散補償器
９０１  入射ビーム
９１０  偏光ビームスプリッタ
９２０  １／２波長板
９３０−１〜９３０−４  偏光面制御素子
９４０−１〜９４０−４，９５０−１〜９５０−４，９６０  偏光ビームスプリッタ
【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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