(57)【要約】【課題】入力光の偏波によって特性が変化する光デバイスを内蔵する光モジュールにおいて、入力偏波状態による特性劣化、光デバイス端面からの反射による特性劣化を抑制する。【解決手段】入力ファイバ３ａおよび出力ファイバ３ｂを有し、偏波依存性を有する光デバイスとしての光変調器２を内蔵した光モジュール１において、光変調器２と入力ファイバ３ａとの間に１組のファラデー回転子１７および偏光子１２を備えることを特徴とする。【選択図】        図３
2004294902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入力部および光出力部を有し、偏波依存性を有する光デバイスを内蔵した光モジュールにおいて、
前記光デバイスに入力または前記光デバイスから出力される光の偏波を規定する少なくとも１つの偏光子を備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
光入力部および光出力部を有し、偏波依存性を有する光デバイスを内蔵した光モジュールにおいて、
前記光デバイスの光入力部に、前記光デバイスに入力される光の偏波を規定する偏光子およびこの偏光子から出力される光の偏波を所定角度回転させて出力する回転子を少なくとも１組備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
光入力部および光出力部を有し、偏波依存性を有する光デバイスを内蔵した光モジュールにおいて、
前記光デバイスの光出力部に、前記光デバイスから出力される光の偏波を所定角度回転させて出力する回転子およびこの回転子から出力される光の偏波を規定する偏光子を少なくとも１組備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
光入力部および光出力部を有し、偏波依存性を有する光デバイスを内蔵した光モジュールにおいて、
前記光デバイスの光入力部に、前記光デバイスに入力される光の偏波を規定する第１の偏光子と、第１の偏光子から出力される光の偏波を所定角度回転させて出力する第１の回転子を備え、
前記光デバイスの光出力部に、前記光デバイスから出力される光の偏波を所定角度回転させて出力する第２の回転子およびこの第２の回転子から出力される光の偏波を規定する第２の偏光子を備え、
前記第１および第２の偏光子の透過偏波方向を同一とし、前記第１および第２の回転子の回転角を互いに逆方向の同一角度に設定することを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
光入力部および光出力部を有し、偏波依存性を有する光デバイスを内蔵した光モジュールにおいて、
前記光デバイスの光入力部に、前記光デバイスに入力される光の偏波を規定する第１の偏光子と、第１の偏光子から出力される光の偏波を所定角度回転させて出力する第１の回転子を備え、
前記光デバイスの光出力部に、前記光デバイスから出力される光の偏波を所定角度回転させて出力する第２の回転子およびこの第２の回転子から出力される光の偏波を規定する第２の偏光子を備え、
前記第１および第２の偏光子の透過偏波方向を互いに直交する方向とし、前記第１および第２の回転子の回転角を同一方向の同一角度に設定することを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力光の偏波によって特性が変化する光デバイスを内蔵する光モジュールにおいて、特に入力偏波状態による特性劣化、光反射による特性劣化を抑制することが可能な光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電界吸収型の光変調器は、入力された光を印加された電界に応じて吸収し、電気信号を光信号に変換して出力する機能を有している。また、電界吸収型の光変調器は、光入出力部を有するとともに、その光吸収特性が偏波依存性を有する。このように光デバイスの特性に偏波依存性があるものに光の入出力ポートを設けて光モジュールにする際には、何らかの手段によって光デバイスに入力される光の偏波を所望の偏波に合わせ、偏波による特性の劣化を防ぐ必要がある。
【０００３】
非特許文献１に開示された電界吸収型光変調器を内蔵した従来の光モジュールには、光の入出力ポートに使用される光ファイバとして、あらかじめ光変調器の所望偏波に合わせた偏波面保存ファイバを用い、偏波面保存ファイバに所定の偏波を入力することで、入力光の偏波と光デバイスの所望偏波を合わせる技術が開示されている。
【０００４】
この従来技術では、光モジュールの偏波面保存ファイバへの光の入力は、光コネクタを介して、光源モジュールの偏波面保存ファイバと接続することで行われるが、光モジュールおよび光源モジュールの各々の光コネクタ部での偏波面保存ファイバの方向と光コネクタの回転方向決めのキーピンとの角度合わせ誤差や、アダプタ内での光コネクタのガタにより、実際に光デバイスに入力される光の偏波が所望の偏波に対してズレが生じる。さらに、光モジュールおよび光源モジュールへの偏波面保存ファイバの取り付けの際にも、光モジュール内の光デバイスあるいは光源モジュール内の光デバイスとの偏波方向のズレが発生する。そして、この入射光の偏波のずれによって光デバイスの特性が劣化することになる。
【０００５】
また、光源モジュール以外の従来の光モジュールでは、その光モジュール自体で雑音特性を劣化させることがなかったために、光アイソレータを内蔵することはなかった。しかし、光モジュールに内蔵されている光デバイスからの反射によって、光源モジュールに内蔵されている光源デバイスの雑音特性を劣化させることになる。さらに、光モジュールに内蔵されている光デバイスからの反射が大きい場合、伝送路の反射点との間で一種の干渉計を構成し、光源の位相雑音を強度雑音に変換し、雑音特性を劣化させることになる。
【０００６】
図９は、非特許文献１などに示される従来の光変調器を内蔵した光モジュール１００の一例を示す構成図である。同図において、光源モジュール１０８は、一定出力光を発生する光源１０６と、光源１０６に光結合されている偏波面保存ファイバ１０７とを有している。光モジュール１００は、入力された光を印加された電界に応じて吸収し、電気信号１０４を光信号に変換して出力する光変調器１０２と、偏波面保存ファイバからなる入力ファイバ１０３ａと、出力ファイバ１０３ｂとを備えている。電気信号１０４が光変調器１０２に入力されると、光変調器１０２は電気信号１０４に応じて入力光１０５ａを吸収し、電気信号１０４に応じた光信号１０５ｂを出力することができる。光源モジュール１０８と光モジュール１００とは、光コネクタ１０９，１１０を介してアダプタ１１１で光接続されている。したがって、光源１０６からの光は、偏波面保存ファイバ１０７、アダプタ１１１，入力ファイバ１０３ａを介して、入力光１０５ａとして、光モジュール１００に供給される。
【０００７】
【非特許文献１】
ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｖｏｌ．１７  １９９９  ｐｐ．  ６６９−６７６
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光変調器には光吸収特性の偏波依存性があるため、光変調器への入力偏波が所望の偏波からずれた場合には、特性が劣化する。
【０００８】
図１０は、非特許文献１に示された電界吸収型光変調器の光吸収特性の偏波依存性を示している。図１０（ａ）は、入射光の電界の振動方向が光変調器の結晶成長方向に垂直なＴＭ偏波に対する波長１５５０ｎｍの光に対する吸収特性を、また、図１０（ｂ）は、入射光の電界の振動方向が光変調器の結晶成長方向に平行なＴＥ偏波に対する波長１５５０ｎｍの光に対する吸収特性を、それぞれ示している。図１０によれば、光変調器への入射偏波によって、その吸収特性が大きく異なることがわかる。通常、印加電圧に対する吸収特性の変化が大きなＴＥ偏波に合わせて光を入力するが、入射偏波がＴＥ偏波に合っていなかった場合、すなわちＴＭ偏波として入射した場合には、光変調器で殆ど吸収されずに光モジュールから出射される。光信号は、デジタル信号の“０”、“１”に対応して光強度をオフ／オンしているが、殆ど吸収されないＴＭ偏波が透過すると、光信号品質の目安である消光比、すなわち光強度のオン／オフ比が劣化する。
【０００９】
光変調器への入射光の偏波が、ＴＥ偏波に対して角度θだけズレた場合の消光比は、次の式（１）を用いて計算することができる。
【数１】
2004294902.tif 000003
【００１０】
式（１）において、ＴＥ１およびＴＭ１は、信号“１”に対応するＴＥ偏波およびＴＭ偏波の挿入損失、また、ＴＥ０およびＴＭ０は、信号“０”に対応するＴＥ偏波およびＴＭ偏波の挿入損失である。
【００１１】
図１１は、光変調器への入射光の偏波が、ＴＥ偏波に対して角度θだけズレた場合の消光比の計算結果を示している。この計算には、図１０から読み取った、ＴＥ１＝１７、ＴＭ１＝６、ＴＥ０＝３０、ＴＭ０＝８という値を用いた。
【００１２】
入力ファイバ１０３ａから出射される光の偏波と光変調器１０２の所望偏波（ＴＥ偏波）とのズレが生じる要因には、以下のことが考えられる。
（１）光源１０６と偏波面保存ファイバ１０７との調整ずれ
（２）偏波面保存ファイバ１０７と、その光コネクタ１０９のキーピンとの調整ずれ
（３）アダプタ１１１内でのガタによる、偏波面保存ファイバ１０７の光コネクタ１０９のキーピンと、入力ファイバ１０３ａの光コネクタ１１０のキーピンとの回転ずれ
（４）入力ファイバ１０３ａの光コネクタ１１０のキーピンと、入力ファイバ１０３ａの調整ずれ
（５）入力ファイバ１０３ａと光変調器１０２の所望偏波との調整ずれ
各要因によるズレ量は、（１）、（５）によるものがそれぞれ±４度、（２）、（４）によるものがそれぞれ±２度、（３）によるものが±１度であり、全体で±１１度のズレが生じる可能性がある。これは、図１１の計算結果によれば、偏波のズレがないときには消光比が１３ｄＢ得られるものが、６ｄＢしか得られないことを示している。なお、消光比は、国際規格により８．２ｄＢ以上、また望ましくは１０ｄＢ以上必要とされている。
【００１３】
上述したように、従来技術においては、入力光の偏波と光変調器の所望の偏波がずれると消光特性が劣化するという課題があった。
【００１４】
また、消光比劣化という課題に加え、従来の光モジュールには、光アイソレータが内蔵されていないために、光デバイスの光入射端面からの反射戻り光が光源に戻り、非特許文献２に開示されているように、光源の雑音特性を劣化させるという課題があった。
【００１５】
さらに、光モジュールに内蔵されている光デバイスからの反射が大きい場合、伝送路の反射点との間で一種の干渉計を構成し、光源の位相雑音を強度雑音に変換し、非特許文献３に開示されているように、雑音特性を劣化させるという課題があった。
【００１６】
【非特許文献２】
Ｋｉｔａｏｋａ等、ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  ｖｏｌ．３２，  ｎｏ．５，１９９６，  ｐｐ．８２２−８２８
【非特許文献３】
Ｇｉｍｌｅｔｔ等、ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｖｏｌ．７  １９８９  ｐｐ．  ８８８−８９５
【００１７】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、入力光の偏波によって特性が変化する光デバイスを内蔵する光モジュールにおいて、入力偏波状態による特性劣化、光デバイス端面からの反射による特性劣化を抑制するとともに、入出力方向を変えることによってより高性能な特性が得られる光モジュールを得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる光モジュールは、光入力部および光出力部を有し、偏波依存性を有する光デバイスを内蔵した光モジュールにおいて、前記光デバイスに入力または前記光デバイスから出力される光の偏波を規定する少なくとも１つの偏光子を備えることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、偏光子によって光デバイスに入力あるいは光デバイスから出力される光の偏波が規定されるため、光デバイスに入力あるいは出力される偏波と光デバイスの所望偏波とのずれは、偏光子の透過偏波と光デバイスの所望偏波とのずれのみで規定されるので、偏波ズレの誤差要因が減り、全体の偏波ズレの量を小さくすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光モジュールの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる光モジュールの一例を示す構成図である。図１において、光変調器モジュール（光モジュールともいう）１は、入射光５ａを印加された電界に応じて吸収し、印加される電気信号４を光信号５ｂに変換して出力する光デバイスとしての光変調器２と、光変調器２と光学的に結合された偏波面保存ファイバからなる入力ファイバ３ａと、光変調器２と光学的に結合された偏波面保存ファイバからなる出力ファイバ３ｂと、光変調器に入射する光の偏波を規定する偏光子１２とを備えている。すなわち、実施の形態１の光変調器モジュール１では、入力ファイバ３ａと光変調器２との間に偏光子１２が追加されている。
【００２２】
光源モジュール８は、一定出力光を発生する光源６と、光源６に光結合されている偏波面保存ファイバ７とを有している。光源モジュール８と光モジュール１とは、アダプタ１１で光接続されている。すなわち、光源モジュール８と光モジュール１とは、偏波面保存ファイバ７の出力端に設けられた光コネクタ９と、入力ファイバ３ａの入力端に設けられた光コネクタ１０を介して、アダプタ１１で光結合されている。
【００２３】
図２は、光変調器モジュール１の光変調器２への入射光の偏波について説明するための図である。図２において、１３は光変調器２の所望の偏波方向を示す矢印、１４は入力光ファイバ３ａから出射される光の偏波方向を示す矢印、１５は光変調器モジュール１に内蔵される偏光子１２の透過偏波方向を示す矢印、１６は偏光子１２を透過した光の偏波方向を示す矢印である。
【００２４】
図１に示す光変調器モジュール１の動作について説明する。光源６から出射された光は、光源モジュール８の光ファイバ（偏波面保存ファイバ）７から出力される。光ファイバ７の出力端には、光コネクタ９が形成されている。光コネクタ９は、アダプタ１１を介して、光変調器モジュール１の入力光ファイバ３ａの入射端面に形成された光コネクタ１０に光学的に接続されている。入力光ファイバ３ａに入力された光は、偏光子１２を通過し、偏光子により透過偏波を規定された後に、すなわち光波の振動をある方向に制限された後に、光変調器２に入射する。光変調器２では、入力電気信号４に応じて光変調器の吸収特性が変化するため、光変調器２からは入力電気信号４に応じた光信号５ｂが出力される。光信号５ｂは、光変調器２に光学的に結合された出力光ファイバ３ｂに入射され、光変調器モジュール１から出射される。
【００２５】
図２に示すように、入力光ファイバ３ａから出射される光の偏波１４は、光源６と偏波面保存ファイバ７の調整ずれ、偏波面保存ファイバ７とその光コネクタ９のキーピンとの調整ずれ、アダプタ１１内でのガタによる偏波面保存ファイバ７の光コネクタ９のキーピンと入力ファイバ３ａの光コネクタ１０のキーピンとの回転ずれ、入力ファイバ３ａの光コネクタ１０のキーピンと入力ファイバ３ａの調整ずれ、あるい入力ファイバ３ａと光変調器２の所望偏波との調整ずれ等によって、光変調器２の所望偏波１３とずれが生じる。しかしながら、入力光ファイバ３ａからの光を偏光子１２に透過させると、図２に示すように、偏光子１２を通過後の偏波１６は、偏光子の透過偏波方向１５で規定される。このことによって、光変調器２に入射する光の偏波は、結局、偏光子１２の透過偏波方向１５で決定されることになる。
【００２６】
偏光子１２を内蔵しない従来の光変調器モジュールでは、光源６と偏波面保存ファイバ７の調整ずれ、偏波面保存ファイバ７とその光コネクタのキーピンとの調整ずれ、アダプタ１１内でのガタによる偏波面保存ファイバ７の光コネクタのキーピンと入力ファイバ３ａの光コネクタのキーピンとの回転ずれ、入力ファイバ３ａの光コネクタのキーピンと入力ファイバ３ａの調整ずれ、あるいは入力ファイバ３ａと光変調器の所望偏波との調整ずれ等により、大きな偏波ズレを発生する。
【００２７】
実施の形態１の光変調器モジュール１では、これらの偏波ズレ要因の影響を受けず、光変調器２の所望の偏波と入射光の偏波のズレは、光変調器２の所望の偏波と偏光子１２の透過偏波方向の調整ずれのみで決定されることになる。
【００２８】
光変調器２の所望の偏波と偏光子１２の透過偏波方向の調整ずれは、±４度程度であるため、実施の形態１の光変調器モジュール１では、先の図１１に示した偏波のズレと消光比との関係から、最大の偏波ズレが生じた場合においても、望ましい消光比の値である１０ｄＢ以上を確保することができる。
【００２９】
以上のように、この実施の形態１によれば、光モジュールに偏光子１２を挿入することにより、偏波依存性を有する光デバイスへの入射偏波を、偏光子１２の透過偏波方向との偏波ズレのみによって規定することができる。このため、光デバイスへの入射光の偏波による特性劣化を防ぐことができる。
【００３０】
なお、実施の形態１として偏光子１２を入力光ファイバ３ａと光デバイスとしての光変調器２の間に設けた光モジュールを図示したが、偏光子１２を光変調器２と出力光ファイバ３ｂとの間に設けることもでき、この場合も同様の作用および効果を有する。
【００３１】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２にかかる光モジュールの一例を示す構成図である。この実施の形態２においては、先の実施の形態１の偏光子１２と光変調器２との間に、入射した光の偏波（偏光面）を４５度回転させて出力する回転子としてのファラデー回転子１７を配設している。実施の形態１，実施の形態２の各構成要素と同一機能を有する構成要素については、同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００３２】
図４は、実施の形態２に関わる光変調器モジュール１の光変調器２への入射光の偏波について説明するための図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は矢印１９に沿って順方向の光が伝播しているときの状態を示すもので、図４（ａ）は入力光ファイバ３ａから出射後の光の偏波状態を示し、図４（ｂ）は偏光子１２から出射後の光の偏波状態を示し、図４（ｃ）はファラデー回転子１７を出射後の光の偏波状態（すなわち光変調器２への入射光の偏波状態）を示している。図４（ｄ）（ｅ）（ｆ）は光変調器２の入射端面で反射された光が矢印２０に沿って逆方向に伝播しているときの状態を示すもので、図４（ｄ）は光変調器２の入射端面で反射されるときの偏波状態を示し、図４（ｅ）はファラデー回転子１７通過後の偏波状態を示し、図４（ｆ）は偏光子１２を通過後の偏波状態を示している。
【００３３】
図４において、１３は光変調器２の所望の偏波方向を示す矢印、１４は入力光ファイバ３ａから出射される光の偏波方向を示す矢印、１５は光変調器モジュール１に内蔵される偏光子１２の透過偏波方向を示す矢印、１６は偏光子１２を透過した光の偏波方向を示す矢印、１８はファラデー回転子１７通過後の光の偏波方向を示す矢印、２１は光変調器２で反射された光の偏波状態を示す矢印、２２は反射された光がファラデー回転子１７を通過した後の偏波状態を示す矢印である。
【００３４】
つぎに、この光変調器モジュール１の動作について説明する。光源６から出射された光は、光源モジュール８の光ファイバ７から出力され、光コネクタ９，１０を介して、光変調器モジュール１の入力光ファイバ３ａに入射される。入力光ファイバ３ａに入力された光は（図４（ａ）参照）、偏光子１２で透過偏波を規定された後に（図４（ｂ）参照）、ファラデー回転子１７に入射する。ファラデー回転子１７では、光の偏波が４５°回転し、出力される（図４（ｃ）参照）。ファラデー回転子１７から出力された光は、光変調器２に入射する。光変調器２では、入力電気信号４に応じて光変調器の吸収特性が変化するため、入力電気信号４に応じた光信号５ｂが出力される。光信号５ｂは、光変調器２に光学的に結合された出力光ファイバ３ｂに入射され、光変調器モジュール１から出射される。
【００３５】
また、光変調器２の入射端面で反射された光は、図４（ｄ）〜（ｆ）に示すように、本来の光の伝播方向とは逆の方向２０に伝播する。光変調器２の入射端面で反射された光の偏波２１は、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、光変調器２に入射する光の偏波１８と同じである。光変調器２で反射された光は、図４（ｅ）に示すように、ファラデー回転子１７によって、その偏波が順方向１９に伝播したときと同じ方向に４５°回転される。このため、ファラデー回転子１７を出射後の偏波２２は、偏光子１２の透過後の偏波方向１５と直交するようになる。このため、反射光は、図（ｆ）に示すように、偏光子１２を通過することができない。
【００３６】
このようにこの実施の形態２によれば、偏光子１２を配設しているので、先の実施の形態１と同様、偏波依存性を有する光デバイスへの入射偏波を、偏光子１２の透過偏波方向との偏波ズレのみによって規定することができ、このため光デバイスへの入射光の偏波による特性劣化を防ぐことができる。
【００３７】
また、偏光子１２およびファラデー回転子１７によって、光を一方向にのみ透過させる光アイソレータを構成するようにしているので、従来のように、光変調器２の入射端面からの反射光がそのまま伝播して光源６に入射されることがなくなり、これにより光源６の雑音特性の劣化を防ぐことが可能となる。
【００３８】
実施の形態３．
図５は、実施の形態３にかかる光モジュールの一例を示す構成図である。この実施の形態３においては、先の実施の形態１の入力ファイバ３ａと光変調器２との間に、特定の偏波のみを伝播させる入射側偏光子１２ａと、入射した光の偏波を４５度回転させて出力する入射側ファラデー回転子１７ａとを配設するとともに、光変調器２と出力ファイバ３ｂとの間に、入射した光の偏波を−４５度回転させて出力する出射側ファラデー回転子１７ｂと、特定の偏波のみを伝播させる出射側偏光子１２ｂとを配設している。この場合は、入射側偏光子１２ａの透過偏波方向と出射側偏光子１２ｂの透過偏波方向を同じにしている。実施の形態１，実施の形態２の各構成要素と同一機能を有する構成要素については、同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００３９】
まず、図５に示す光変調器モジュール１の通常動作、すなわち入力ファイバ３ａから光源光が入射され、光変調器２、出力ファイバ３ｂを介して光信号５ｂが出力される場合の動作について、図６（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００４０】
図６（ａ）は入力光ファイバ３ａから出射後の光の偏波状態を示し、図６（ｂ）は偏光子１２ａから出射後の光の偏波状態を示し、図６（ｃ）はファラデー回転子１７ａを出射後の光の偏波状態（すなわち光変調器２への入射光の偏波状態）を示し、図６（ｄ）はファラデー回転子１７ｂを出射後の光の偏波状態を示し、図６（ｅ）は偏光子１２ｂから出射後の光の偏波状態を示している。
【００４１】
また、図６（ａ）〜（ｅ）において、１５は偏光子１２ａの透過偏波方向を示す矢印、２９は偏光子１２ｂの透過偏波方向を示す矢印、４３はファイバ３ａから出射された光の偏波方向を示す矢印、４４は偏光子１２ａを通過後の光の偏波方向を示す矢印、４５はファラデー回転子１７ａを通過後の光の偏波方向を示す矢印（光変調器に入射する光の偏波方向を示す矢印）、４６はファラデー回転子１７ｂを通過後の光の偏波方向を示す矢印、４７は偏光子１２ｂを通過後の光の偏波方向を示す矢印である。
【００４２】
図５において、光源６から出射された光は、光源モジュール８の光ファイバ７から出力され、光コネクタ９，１０を介して、光変調器モジュール１の入力光ファイバ３ａに入射される。入力光ファイバ３ａから出射された光は（図６（ａ）参照）、偏光子１２ａに入射されて透過偏波を規定される（図６（ｂ）参照）。偏光子１２ａを出射後の光は、ファラデー回転子１７ａに入射し、その偏波が４５°回転して出力される。このため、光変調器２への入力光の偏波方向は、図６（ｃ）に矢印４５として示すように水平方向となる。
【００４３】
ファラデー回転子１７ａから出力された光は、光変調器２に入射される。光変調器２では、入力電気信号４に応じて光変調器の吸収特性が変化するため、入力電気信号４に応じた光信号５ｂが出力される。光変調器２での偏波の回転はないため、光変調器２からの出力光５ｂの偏波方向は図６（ｃ）の矢印４５と同じになる。
【００４４】
出力光５ｂは、ファラデー回転子１７ｂに入射され、ここで、図６（ｄ）に示すように、偏波方向が逆方向に４５°すなわち−４５°回転させられて出射される。ファラデー回転子１７ｂを出射後の光信号５ｂは偏光子１２ｂに入射され、ここでその透過偏波方向を規定されて出射される。偏光子１２ｂの透過偏波方向は、図６（ｄ）に矢印２９で示すように、ファラデー回転子１７ｂを通過後の光の偏波と合うように設定されているため、ファラデー回転子１７ｂを出射後の光信号５ｂは、偏波の方向はそのままに偏光子１２ｂを通過して、出力光ファイバ３ｂに入射され、光変調器モジュール１から出射される。
【００４５】
この実施の形態３によれば、光入射側に１組の偏光子１２ａとファラデー回転子１７ａを備えているので、先の実施の形態２と同様、偏波依存性を有する光デバイスへの入射偏波を、偏光子１２の透過偏波方向との偏波ズレのみによって規定することができ、このため光デバイスへの入射光の偏波による特性劣化を防ぐことができる。また、偏光子１２およびファラデー回転子１７によって、光を一方向にのみ透過させる光アイソレータを構成するようにしているので、従来のように、光変調器２の入射端面からの反射光がそのまま伝播して光源６に入射されることがなくなり、これにより光源６の雑音特性の劣化を防ぐことが可能となる。
【００４６】
さらに、この実施の形態３の構成によれば、光変調器２の出力側に、１組の偏光子１２ｂとファラデー回転子１７ｂとを備えているので、光通信システムの光伝送路からの反射戻り光が光変調器モジュール１で再び反射し、一種の干渉計を構成し、光源の位相雑音を強度雑音に変換し、雑音特性の劣化を引き起こすことを確実に防止することができる。
【００４７】
以下、このことについて図７を用いて説明する。図７は光変調器モジュール１の出力側からすなわち出力ファイバ３ｂから反射光が入射された状態を示すものである。図７（ａ）は出力ファイバ３ｂから入射する伝送路からの反射戻り光の偏波状態を示し、図７（ｂ）は反射戻り光が偏光子１２ｂを通過した後の偏波状態を示し、図７（ｃ）は反射戻り光がファラデー回転子１７ｂを通過後の偏波状態を示し、図７（ｄ）は反射戻り光が光変調器２の出射側端面で反射された光の偏波状態を示し、図７（ｅ）は光変調器２の出射側端面で反射された光がファラデー回転子１７ｂを通過した後の偏波状態を示し、図７（ｆ）は光変調器モジュールの出力ファイバ３ｂに入射する光の偏波状態を示している。
【００４８】
また、図７において、１３は光変調器２の所望の偏波方向を示す矢印、３４は光変調器モジュール１の出力ファイバ３ｂから入射される伝送路からの反射戻り光の偏波を示す矢印、２９は偏光子１２ｂの透過偏波方向を示す矢印、３５は偏光子１２ｂを通過後の反射戻り光の偏波方向を示す矢印、３６はファラデー回転子１７ｂを通過後の反射戻り光の偏波方向を示す矢印、４１は反射戻り光が光変調器２の出射側端面で反射された光の偏波状態を示す矢印、４２は光変調器２の出射側端面で反射された光がファラデー回転子１７ｂを通過した後の偏波を示す矢印である。
【００４９】
光通信システムの光伝送路からの反射戻り光は、図７（ａ）で矢印３４に示すように様々な偏波方向を有している。この反射戻り光は、出射側の偏光子１２ｂを通過することで、その偏波方向は、図７（ｂ）の矢印３５で示すように、偏光子１２ｂの透過偏波方向２９に規定される。さらに、この反射戻り光は、偏光子１２ｂ出射後に、ファラデー回転子１７ｂによって偏波方向が−４５°回転させられ、その偏波方向は図７（ｃ）で矢印３６で示すように、光変調器の所望の偏波方向１３と直交する方向になる。
【００５０】
光変調器２の出射側端面で反射光の偏波方向は、図７（ｄ）に矢印４１で示すように、反射前の光の偏波方向３６と同じである。光変調器２の出射側端面で反射された光は、ファラデー回転子１７ｂによって再び同じ方向に−４５°偏波が回転されるため、ファラデー回転子１７ｂを出射後の偏波方向は、図７（ｅ）で矢印４２で示すようになり、偏光子１２ｂの透過偏波方向２９に直交することになる。このため、光変調器２の出射側端面で反射された光は、光変調器モジュール１の出力ファイバ３ｂには達することはできない。
【００５１】
このようにして、この実施の形態３の構成では、光変調器モジュール１の光変調器２の出力側端面からの反射が再び光伝送路に出力され、光伝送路の反射点との間で干渉計を構成することを確実に防止することができる。したがって、実施の形態３によれば、干渉によって生じる位相雑音から強度雑音への変換を防ぎ、光源の雑音特性の劣化を防ぐことが可能となる。
【００５２】
つぎに、光変調器モジュール１への光の入射方向を逆にした場合、すなわち、出力ファイバ３ｂから光源光が入射され、光変調器２、入力ファイバ３ａを介して光信号を出力させるようにした場合の動作について、図６（ｆ）〜（ｊ）を参照して説明する。すなわち、この場合は、出力ファイバ３ｂに光源モジュール８を接続し、入力ファイバ３ａを介して光変調器モジュール１の光信号を出力する。以下、入力ファイバ３ａ、出力ファイバ３ｂに関しては、単に光ファイバ３ａ，３ｂと呼称する。
【００５３】
図６（ｆ）は光ファイバ３ｂから出射後の光の偏波状態を示し、図６（ｇ）は偏光子１２ｂから出射後の光の偏波状態を示し、図６（ｈ）はファラデー回転子１７ｂを出射後の光の偏波状態（すなわち光変調器２への入射光の偏波状態）を示し、図６（ｉ）はファラデー回転子１７ａを出射後の光の偏波状態を示し、図６（ｊ）は偏光子１２ａから出射後の光の偏波状態を示している。
【００５４】
また、図６（ｆ）〜（ｊ）において、１５は偏光子１２ａの透過偏波方向を示す矢印、２９は偏光子１２ｂの透過偏波方向を示す矢印、４９は光ファイバ３ｂから出射された光の偏波方向を示す矢印、５０は偏光子１２ｂを通過後の光の偏波方向を示す矢印、５１はファラデー回転子１７ｂを通過後の光の偏波方向を示す矢印（すなわち光変調器に入射する光の偏波方向を示す矢印）、５２はファラデー回転子１７ａを通過後の光の偏波方向を示す矢印、５３は偏光子１２ａ通過後の光の偏波方向を示す矢印である。
【００５５】
光ファイバ３ｂから出射された光は（図６（ｆ）参照）、偏光子１２ｂに入射されて透過偏波を規定される（図６（ｇ）参照）。偏光子１２ｂを出射後の光は、ファラデー回転子１７ａに入射し、その偏波が−４５°回転して出力される。このため、光変調器２への入力光の偏波方向は、図６（ｈ）に矢印５１として示すように垂直方向となる。すなわち、図６（ａ）〜（ｅ）に示したような光変調器２への光入力行った場合は、光変調器２への入力光の偏波方向は、図６（ｃ）に示すように水平方向となるが、図６（ｆ）〜（ｊ）に示したような上記とは逆の光変調器２への光入力行った場合は、光変調器２への入力光の偏波方向は、図６（ｈ）に示すように垂直方向となる。すなわち、光変調器２への光入力方向を逆にした場合は、順方向入力のものとは偏波が直交する状態で光変調器２に入力されることになる。
【００５６】
ファラデー回転子１７ｂから出力された光は、光変調器２に入射される。光変調器２での偏波の回転はないため、光変調器２からの出力光の偏波方向は図６（ｈ）の矢印５１と同じになる。
【００５７】
光変調器２の出力光は、ファラデー回転子１７ａに入射され、ここで図６（ｉ）に示すように、偏波方向が逆方向に４５°すなわち＋４５°回転させられて出射される。ファラデー回転子１７ａを出射後の光信号は偏光子１２ａに入射され、ここでその透過偏波方向を規定されて出射される。偏光子１２ａの透過偏波方向は、図６（ｊ）に矢印１５で示すように、ファラデー回転子１７ａを通過後の光の偏波と合うように設定されているため、ファラデー回転子１７ａを出射後の光信号は、偏波の方向はそのままに偏光子１２ａを通過して、光ファイバ３ａに入射され、光変調器モジュール１から出射される。
【００５８】
このようにこの実施の形態３においては、光変調器２の入力側に１組の偏光子１２ａとファラデー回転子１７ａとを備えるとともに光変調器２の出力側に１組の偏光子１２ｂとファラデー回転子１７ｂとを備え、さらに偏光子１２ａおよび１２ｂの透過偏波方向を同じとし、ファラデー回転子１７ａおよび１７ｂのファラデー回転角を４５°および−４５°としているので、光変調器２に対する光の入射方向を図６で示したように変えることによって、光変調器２に入射される光の偏波を夫々が直交してものに変えることができる。そして、このような２通りの使い方を行うことによって、より広い波長帯域の光信号に対応させることができる高性能な光変調器モジュール１を実現させることができる。
【００５９】
すなわち、図８（ａ）（ｂ）は電界吸収型光変調器の吸収特性の印加電圧依存性を、ＴＭ偏波とＴＥ偏波の直交２偏波について、波長をパラメータに測定した結果を示している。
【００６０】
図８によれば、良好な消光比が得られる波長範囲は、ＴＭ偏波では１５００ｎｍ近傍、ＴＥ偏波では１５７０ｎｍ近傍と異なることがわかる。このような光吸収の波長特性の偏波依存性を利用すると、短い波長帯ではＴＭ偏波を利用し、長い波長ではＴＥ偏波を利用することで、１つの光変調器で広い波長範囲の光に対して変調をかけることができる。したがって、短い波長帯では光変調器モジュール１に一方側から光を入射し、長い波長帯では光変調器モジュール１に他方側から光を入射するようにすれば、より広い波長帯域の光信号に対応することができる光変調器モジュール１を実現することができる。
【００６１】
なお、実施の形態３として偏光子１２ａと偏光子１２ｂの透過偏波方向が同一であり、ファラデー回転子１７ａとファラデー回転子１７ｂの回転角を互いに逆方向の同一角度に設定した光モジュールを図示したが、偏光子１２ａと偏光子１２ｂの透過偏波方向が互いに直交し、ファラデー回転子１７ａとファラデー回転子１７ｂの回転角が同一方向の同一角度に設定することもでき，この場合も同様の作用および効果を有する。
【００６２】
また、実施の形態３においては、偏光子１２ａおよび１２ｂの透過偏波方向を同じとし、ファラデー回転子１７ａ，１７ｂのファラデー回転角を逆方向に同じ角度となるように設定したが、光変調器２に対する光の入射方向を変えるような使い方をしない場合は、偏光子１２ａおよび１２ｂの透過偏波方向を異ならせ、かつファラデー回転子１７ａ，１７ｂの各ファラデー回転角を異なる角度値に設定することができる。このように、偏光子１２ａおよび１２ｂの透過偏波方向を異ならせ、かつファラデー回転子１７ａ，１７ｂの各ファラデー回転角を異なる角度値に設定した場合、光伝送路からの反射戻り光が光変調器モジュール１の光変調器２の出力側端面から反射しても、この反射光が再び光伝送路に出力されることはないので、光伝送路の反射点との間で干渉計を構成することを確実に防止することができる。
【００６３】
さらに、実施の形態３において、ファラデー回転子１７ａ，１７ｂの回転角、＋α°と−α°というように、４５°以外の角度を設定するようにしてもよい。
【００６４】
ところで、実施の形態１〜３では、偏波依存性を有する光デバイスの一例として光変調器を用いたが、半導体光増幅器に本発明を適用するようにしてもよい。半導体光増幅器の場合は、光増幅の波長特性の偏波依存性を用いて、より広い範囲の光信号を増幅できるという効果を発揮する。
【００６５】
また、上記実施の形態１〜３においては、光デバイスとしての光変調器２の入力部或いは出力部に１組のファラデー回転子と偏光子を設けるようにしたが、光変調器２の入力部或いは出力部に複数組の偏光子およびファラデー回転子を配し、これら複数組の偏光子およびファラデー回転子によって実施の形態１〜３で説明したものと同等の機能を達成させるようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、光デバイスに入力または出力される光の偏波を規定する少なくとも１つの偏光子によって光デバイスに入力される光の偏波が規定されるので、偏波ズレの誤差要因が減り、全体の偏波ズレの量を小さくすることができ、光デバイスの特性劣化を防げるという効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる光モジュールの一例を示す構成図である。
【図２】光変調器モジュールの光変調器への入射光の偏波についての説明図である。
【図３】実施の形態２にかかる光モジュールの一例を示す構成図である。
【図４】光変調器モジュールの光変調器への入射光などの偏波についての説明図である。
【図５】実施の形態３にかかる光モジュールの一例を示す構成図である。
【図６】光変調器モジュールへの光変調器への入射光の偏波および光の入射方向を変えたときの偏波についての説明図である。
【図７】光変調器モジュールの出力側から入射される反射戻り光についての偏波についての説明図である。
【図８】電界吸収型光変調器の吸収特性の印加電圧依存性を示す図である。
【図９】従来技術を用いた光モジュールの構成図である。
【図１０】電界吸収型光変調器の吸収特性の印加電圧依存性を示す図である。
【図１１】光デバイスへの入力光の偏波がずれた場合の特性劣化量の計算結果を示す図である。
【符号の説明】
１  光モジュール（光変調器モジュール）、２  光デバイス、３ａ  光ファイバ（入力ファイバ）、３ｂ  光ファイバ（出力ファイバ）、４  電気信号、５  光信号、６  光源、７  光ファイバ（偏波面保存ファイバ）、８  光源モジュール、９，１０  光コネクタ、１１  アダプタ、１２，１２ａ，１２ｂ  偏光子、１７，１７ａ，１７ｂ  ファラデー回転子。
【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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