(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交する第１側壁部及び第２側壁部を有するパッケージ内にマイケルソン型遅延干渉計ユニットを実装する遅延干渉計において、
前記第１側壁部に設けられた入力ポートを介して入力される入力光を処理して、光軸が前記第１側壁部に直交する第１干渉出力光を前記第１側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第２側壁部に直交する第２干渉出力光を前記第２側壁部に向けて出力させるマイケルソン型遅延干渉計ユニットと、
前記第１干渉出力光の光軸位置を前記第１側壁部に平行にシフトさせて、前記第１側壁部に設けられた第１出力ポートより前記第１干渉出力光を出力させる第１光軸シフト部材と、
前記第２干渉出力光の光軸位置を前記第２側壁部に平行にシフトさせて、前記第２側壁部に設けられた第２出力ポートより前記第２干渉出力光を出力させると共に、前記第１干渉出力光の光路長と前記第２干渉出光力の光路長とを同一光路長とする光路長補償用の第２光軸シフト部材と、
を備えることを特徴とする遅延干渉計。
【請求項２】
直交する第１側壁部及び第２側壁部を有するパッケージ内にマイケルソン型遅延干渉計ユニットを実装する遅延干渉計において、
前記第１側壁部に設けられた入力ポートを介して入力される入力光をＡ，Ｂ２チャンネルに分岐した入力光を処理して、光軸が前記第１側壁部に直交するＡチャンネル第１干渉出力光を前記第１側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第２側壁部に直交するＡチャンネル第２干渉出力光を前記第２側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第１側壁部に直交するＢチャンネル第１干渉出力光を前記第１側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第２側壁部に直交するＢチャンネル第２干渉出力光を前記第２側壁部に向けて出力させるマイケルソン型遅延干渉計ユニットと、
前記第１側壁部側において、前記Ａチャンネル第１干渉出力光及び前記Ｂチャンネル第１干渉出力光を出力するＡチャンネル第１出力ポート及びＢチャンネル第１出力ポートと、前記Ａチャンネル第１干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第１干渉出力光の一方の光軸位置を前記第１側壁部に平行にシフトさせて、前記第１側壁部に設けられた前記Ａチャンネル第１出力ポート又は前記Ｂチャンネル第１出力ポートより前記Ａチャンネル第１干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第１干渉出力光の一方を出力させる第１光軸シフト部材と、
前記第２側壁部側において、前記Ａチャンネル第２干渉出力光及び前記Ｂチャンネル第２干渉出力光を出力するＡチャンネル第２出力ポート及びＢチャンネル第２出力ポートと、前記Ａチャンネル第２干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第２干渉出力光の一方の光軸位置を前記第２側壁部に平行にシフトさせて、前記第２側壁部に設けられた前記Ａチャンネル第２出力ポート又は前記Ｂチャンネル第２出力ポートより前記Ａチャンネル第２干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第２干渉出力光の一方を出力させる第２光軸シフト部材と、
前記第１側壁部側において、前記Ａチャンネル第１干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第１干渉出力光の他方の光軸に挿入された第１光路長補償部材と、前記第２側壁部側において、前記Ａチャンネル第２干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第２干渉出力光の他方の光軸に挿入された第２光路長補償部材と、
を備え、
前記第１光路長補償部材及び前記第２光路長補償部材は、前記Ａチャンネルの光路長と前記Ｂチャンネルの光路長とを同一光路長とすることを特徴とする遅延干渉計。
【請求項３】
前記第１光軸シフト部材及び前記第２光軸シフト部材は、平行プリズムであることを特徴とする請求項１または２に記載の遅延干渉計。
【請求項４】
前記マイケルソン型遅延干渉計ユニットを形成する、ビームスプリッタとリフレクタとを同一材で一体構造としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の遅延干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ通信、特に波長分割多重方式（ＤＷＤＭ:Dense Wavelength Division Multiplexing））を採用した光ファイバ通信における差動位相変調信号の復調に使用する、空間光学系を用いた遅延干渉計の改良、特に小型化に貢献できる改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＷＤＭ方式を採用する光ファイバ通信では、主に差動位相変調方式（ＤＰＳＫ：Differential Phase Shift Keying）や４相差動位相変調方式（ＤＱＰＳＫ:Differential Quadrature Phase Shift Keying）によって変調された光信号を伝送し、受信した光信号を、遅延干渉計を備えた復調器によって復調している。
【０００３】
空間光学系を用いた遅延干渉計として、マイケルソン型遅延干渉計は周知技術である。図６は、特許文献１に開示されている、マイケルソン型遅延干渉計を用いた復調器の光学構成図である。
【０００４】
入射手段から入射された光線Ｓ10は、分岐部11にて２つに分岐されＳ11とＳ12となる。光線Ｓ11とＳ12は、同一部品のマイケルソン型遅延干渉計に入射される。入力光線Ｓ11とＳ12のマイケルソン型遅延干渉計からの４つの干渉出力は、夫々ミラー16または17で反射され、レンズ18、または19、または20、または21を介して光検出器22または23で受光される。これにより、ＤＱＰＳＫ光信号の復調器を構成している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５１０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に光ファイバを接続する入出力ポートに使用されるレンズは、光学特性上所定のサイズが確保されるので、小型化に限界がある。また、入出力ポートのレンズを横に並べて配置するパッケージ形状をとる遅延干渉計では、レンズや光ファイバの固定方法に起因して、レンズ間隔（光ファイバ間隔）が大きくなり、これにより内部部品やパッケージが大きくなるという課題がある。
【０００７】
直交する第１側壁部及び第２側壁部を有するパッケージ内にマイケルソン型遅延干渉計ユニットを実装し、一方の干渉出力光の出力ポートを第１側壁部に、他方の干渉出力光の出力ポートを第２側壁部に直交的に振り分けたパッケージ形態を持つ小型の遅延干渉計がある。
【０００８】
図７は、直交型入出力ポートを持つ従来の遅延干渉計の構成例を示す平面図である。直交する第１側壁部１ａ及び第２側壁部１ｂを有する四辺形のパッケージ１内に、マイケルソン型遅延干渉計ユニット２を実装している。
【０００９】
入力光Ｌｉは、第１側壁部１ａに設けられた入力ポート３を介してマイケルソン型遅延干渉計ユニット２に入力される。マイケルソン型遅延干渉計ユニット２は、入力光を処理した第１干渉出力光Ｌ１を第１側壁部１ａに設けられた第１出力ポート４より出力させると共に、第２干渉出力光Ｌ２を第２側壁部１ｂに設けられた第２出力ポート５より出力させる。
【００１０】
第２側壁部１ｂに設けられる第２出力ポート５を、第２干渉出力光Ｌ２の光軸位置に合わせて配置する設計には問題ないが、第１側壁部１ａに設けられる入力ポート３と第１出力ポート４の並列配置には設計上の問題がある。
【００１１】
隣り合う２個のポート３及び４を同一壁面に並列配置する場合、レンズのサイズやコネクタの規格の制約上、最短距離Ｓ以下に接近して配置することができない。従って、マイケルソン型遅延干渉計ユニット２内の要素を小型化した場合、第１干渉出力光Ｌ１の光軸と入力光Ｌｉの光軸間距離が最短距離Ｓ以下では、図示のように第１干渉出力光Ｌ１を第１出力ポート４に入力させることができないので、マイケルソン型遅延干渉計ユニット２内の要素の小型化に限界がある。
【００１２】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、隣り合う２個のポート間距離の制約を受けないで入出力のポートを配置することを可能とし、内部に実装されるマイケルソン型遅延干渉計ユニットの小型化を容易とする遅延干渉計の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）直交する第１側壁部及び第２側壁部を有するパッケージ内にマイケルソン型遅延干渉計ユニットを実装する遅延干渉計において、
前記第１側壁部に設けられた入力ポートを介して入力される入力光を処理して、光軸が前記第１側壁部に直交する第１干渉出力光を前記第１側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第２側壁部に直交する第２干渉出力光を前記第２側壁部に向けて出力させるマイケルソン型遅延干渉計ユニットと、
前記第１干渉出力光の光軸位置を前記第１側壁部に平行にシフトさせて、前記第１側壁部に設けられた第１出力ポートより前記第１干渉出力光を出力させる第１光軸シフト部材と、
前記第２干渉出力光の光軸位置を前記第２側壁部に平行にシフトさせて、前記第２側壁部に設けられた第２出力ポートより前記第２干渉出力光を出力させると共に、前記第１干渉出力光の光路長と前記第２干渉出光力の光路長とを同一光路長とする光路長補償用の第２光軸シフト部材と、
を備えることを特徴とする遅延干渉計。
【００１５】
（２）直交する第１側壁部及び第２側壁部を有するパッケージ内にマイケルソン型遅延干渉計ユニットを実装する遅延干渉計において、
前記第１側壁部に設けられた入力ポートを介して入力される入力光をＡ，Ｂ２チャンネルに分岐した入力光を処理して、光軸が前記第１側壁部に直交するＡチャンネル第１干渉出力光を前記第１側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第２側壁部に直交するＡチャンネル第２干渉出力光を前記第２側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第１側壁部に直交するＢチャンネル第１干渉出力光を前記第１側壁部に向けて出力させ、光軸が前記第２側壁部に直交するＢチャンネル第２干渉出力光を前記第２側壁部に向けて出力させるマイケルソン型遅延干渉計ユニットと、
前記第１側壁部側において、前記Ａチャンネル第１干渉出力光及び前記Ｂチャンネル第１干渉出力光を出力するＡチャンネル第１出力ポート及びＢチャンネル第１出力ポートと、前記Ａチャンネル第１干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第１干渉出力光の一方の光軸位置を前記第１側壁部に平行にシフトさせて、前記第１側壁部に設けられた前記Ａチャンネル第１出力ポート又は前記Ｂチャンネル第１出力ポートより前記Ａチャンネル第１干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第１干渉出力光の一方を出力させる第１光軸シフト部材と、
前記第２側壁部側において、前記Ａチャンネル第２干渉出力光及び前記Ｂチャンネル第２干渉出力光を出力するＡチャンネル第２出力ポート及びＢチャンネル第２出力ポートと、前記Ａチャンネル第２干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第２干渉出力光の一方の光軸位置を前記第２側壁部に平行にシフトさせて、前記第２側壁部に設けられた前記Ａチャンネル第２出力ポート又は前記Ｂチャンネル第２出力ポートより前記Ａチャンネル第２干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第２干渉出力光の一方を出力させる第２光軸シフト部材と、
前記第１側壁部側において、前記Ａチャンネル第１干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第１干渉出力光の他方の光軸に挿入された第１光路長補償部材と、前記第２側壁部側において、前記Ａチャンネル第２干渉出力光又は前記Ｂチャンネル第２干渉出力光の他方の光軸に挿入された第２光路長補償部材と、
を備え、
前記第１光路長補償部材及び前記第２光路長補償部材は、前記Ａチャンネルの光路長と前記Ｂチャンネルの光路長とを同一光路長とすることを特徴とする遅延干渉計。
【００１７】
（３）前記第１光軸シフト部材及び前記第２光軸シフト部材は、平行プリズムであることを特徴とする（１）または（２）に記載の遅延干渉計。
【００１８】
（４）前記マイケルソン型遅延干渉計ユニットを形成する、ビームスプリッタとリフレクタとを同一材で一体構造としたことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の遅延干渉計。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）平行プリズムによる光軸シフト部材により、干渉出力光の光軸を所定距離平行シフトさせることが可能となる。これにより、ポート間距離の実装問題を解決し、マイケルソン型遅延干渉計ユニットを構成するビームスプリッタブロック、リフレクタ等の要素を小型化することができるので、パッケージサイズを小さくすることができる。
【００２０】
（２）入出力ポート位置を自由に決定できるので、パッケージ設計の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した遅延干渉計の一実施形態を示す平面図である。図７で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図７の構成に追加された本発明の構成上の特徴部は、第１側壁部１ａ内に配置される第１光軸シフト部材１００の導入にある。この光軸シフト部材は、平行プリズムで形成され、第１干渉出力光Ｌ１を入力し、その光軸位置を第１側壁部１ａと平行に距離ｄだけシフトさせ、第１側壁部１ａに配置された第１出力ポート４より出力させる。
【００２３】
第２側壁部１ｂ内に配置される第２光軸シフト部材２００は、第２干渉出力光Ｌ２を入力し、その光軸位置を第２側壁部１ｂと平行に距離ｄだけシフトさせ、第２側壁部１ｂに配置された第２出力ポート５より出力させる。
【００２４】
第２側壁部１ｂ側では、ポート間距離の問題がないので、第２光軸シフト部材２００の挿入は必須ではないが、第１光軸シフト部材１００の挿入により第１干渉出力光Ｌ１の光路長が伸びるので、第２干渉出力光Ｌ２を同一光路長とする補償機能を持たせるためである。
【００２５】
図２は、本発明の他の実施形態を示す平面図である。この実施形態は、図６に示した特許文献１に開示されたマイケルソン型遅延干渉計と同一原理で動作する。マイケルソン型遅延干渉計ユニット２は、ＤＱＰＳＫで変調された入力光Ｌｉを分岐部２１によりＡチャンネルとＢチャンネルに２分岐させて光学処理し、夫々のチャンネルで第１干渉出力光及び第２干渉出力光を出力する。
【００２６】
マイケルソン型遅延干渉計ユニット２は、Ａチャンネル第１干渉出力光Ｌ１Ａを、第１側壁部設１ａに設けられたＡチャンネル第１出力ポート４Ａより出力させると共に、Ａチャンネル第２干渉出力光Ｌ２Ａを、第２側壁部１ｂに設けられたＡチャンネル第２出力ポート５Ａより出力させる。
【００２７】
同様に、Ｂチャンネル第１干渉出力光Ｌ１Ｂを、第１側壁部１ａに設けられたＢチャンネル第１出力ポート４Ｂより出力させると共に、Ｂチャンネル第２干渉出力光Ｌ２Ｂを、第２側壁部１ｂに設けられたＢチャンネル第２出力ポート５Ｂより出力させる。
【００２８】
本発明の第１光軸シフト部材１００及び第２光軸シフト部材２００は、Ｂチャンネル第１干渉出力光Ｌ１Ｂ及び第２干渉出力光Ｌ２Ｂの光軸をシフトさせ、夫々第１側壁部１ａに設けられたＢチャンネル第１出力ポート４Ｂ及び第２側壁部１ｂに設けられたＢチャンネル第２出力ポート５Ｂに入力している。
【００２９】
この実施形態では、第１光軸シフト部材１００及び第２光軸シフト部材２００は、Ｂチャンネルの干渉出力光の光軸をシフトしているが、パッケージのポート設計に応じてＡチャンネルに挿入してもよいし、Ａ，Ｂの両チャンネルに挿入することもできる。
【００３０】
この実施形態では、パッケージ内においてＡチャンネルの第１干渉出力光Ｌ１Ａ及び第２干渉出力光Ｌ２Ａの光路中に四角プリズムで形成された第１光路長補償部材６１及び第２光路長補償部材６２が挿入されている。これら光路長補償部材は、分岐部２１と第１光軸シフト部材１００または第２光軸シフト部材２００との組み合わせに起因するＡチャンネル及びＢチャンネル間の光路差を補償する機能を持つ。
【００３１】
図３は、図２の実施形態の詳細構成を示す平面図である。パッケージ１内に実装されるマイケルソン型遅延干渉計ユニット２は、分岐部２１と接合してＡチャンネル及びＢチャンネルの入力光を光学処理するビームスプリッタ２２、第１リフレクタ２３、第２リフレクタ２４、Ａチャンネル位相調整板２５Ａ、Ｂチャンネル位相調整板２５Ｂの要素を備える。
【００３２】
図４は、図３の構成におけるＡ，Ｂチャンネルの光路を示す平面図である。図４（Ａ）はＡ，Ｂチャンネル分岐、（Ｂ）はＡチャンネル光路、（Ｃ）はＢチャンネル光路を示している。以下、図３及び図４に基づいて遅延干渉計の動作を説明する。
【００３３】
入力ポート３から入射された入力光Ｌｉは、レンズを介して略平行光となり、分岐部２１に入射する。入射した略平行な光束は、分岐部２１のＮＰＢＳ膜にて、透過光と反射光とに分岐される。
【００３４】
ＮＰＢＳ膜の透過光が次に全反射面にて反射されてＡチャンネル光束となり、分岐部２１のＮＰＢＳ膜にて反射される光束がＢチャンネル光束となる。夫々は、図４（Ａ）に示すように、第１ＮＰＢＳ膜２２ａ及び第２ＮＰＢＳ膜２２ｂを備えるビームスプリッタ２２に入射される。
【００３５】
ビームスプリッタ２２に入射された光束Ａは、図４（Ｂ）に示すように、ビームスプリッタ２２の第１ＮＰＢＳ膜２２ａにおいて、反射光Ａ-１と透過光Ａ-２とに分岐される。反射光Ａ-１は、第１リフレクタ２３で折り返され、透過光Ａ-２は第２リフレクタ２４で折り返され、夫々ビームスプリッタ２２の第２ＮＰＢＳ膜２２ｂに入射する。
【００３６】
反射光Ａ-１のＮＰＢＳ膜２２ｂの透過光と、透過光Ａ-２のＮＰＢＳ膜２２ｂの反射光は、Ａチャンネル第１干渉光Ｌ１ＡとしてＡチャンネル第１出力ポート４Ａに出力される。このときＡチャンネル第１干渉出力光Ｌ１Ａは、第１リフレクタ２３と第２リフレクタ２４の位置、すなわち反射光Ａ-１と透過光Ａ-２の光路長差によって決定されるマイケルソン干渉計の出力である。
【００３７】
同様に、反射光Ａ-２のＮＰＢＳ膜２２ｂの反射光と、透過光Ａ-２のＮＰＢＳ膜２２ｂの透過光は、Ａチャンネル第２干渉出力光Ｌ２ＡとしてＡチャンネル第２出力ポート５Ａに出力される。
【００３８】
図４（Ｃ）に示す光束Ｂについても、光束Ａと同様に、Ｂチャンネル第１干渉光Ｌ１ＢがＢチャンネル第１出力ポート４Ｂに、Ｂチャンネル第２干渉光Ｌ２ＢがＢチャンネル第２出力ポート５Ｂに出力される。
【００３９】
図２で説明したように、Ａチャネルの第１，第２干渉出力光Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａは、第１，第２光路長補償部材６１，６２を介して夫々の出力ポートに入力される。また、Ｂチャネルの第１，第２干渉出力光Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂは、第１，第２光軸シフト部材１００，２００を介して夫々の出力ポートに入力される。
【００４０】
反射光Ａ-１の光路中に挿入されているＡチャンネル位相調整板２５Ａには、薄膜ヒータが成膜されており、ヒータに電力を与えることにより、位相調整板の屈折率が変化し、等価的に光路長が変化することにより、Ａチャンネルの干渉出力光の干渉スペクトラムを調整することができる。反射光Ｂ-１の光路中に挿入されているＢチャンネル位相調整板２５Ｂも同様に、Ｂチャンネルの干渉出力光の干渉スペクトラムを調整することができる。
【００４１】
図５は、本発明の更に他の実施形態を示す平面図である。この実施形態の特徴は、ビームスプリッタ２２と第２リフレクタ２４の機能を同一材で一体構造とし、一体化ビームスプリッタ２６とした点にある。
【００４２】
一体化させると、材料の屈折率が高い（例えば約1.5等）ことから、その内部の光路長を等価的に小さくすることができ、パッケージサイズの更なる小型化が可能である。ビームスプリッタ２２と第１リフレクタ２３に関しても一体化が可能である。また、一体化させることにより、膨張係数の差によって生じる光路長変化を極小とした性能向上も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を適用した遅延干渉計の一実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す平面図である。
【図３】図２の実施形態の詳細構成を示す平面図である。
【図４】図３の構成におけるＡ，Ｂチャンネルの光路を示す平面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態を示す平面図である。
【図６】特許文献１に開示されている、復調器の光学系構成図である。
【図７】従来の遅延干渉計の構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  パッケージ
１ａ  第１側壁部
１ｂ  第２側壁部
２  マイケルソン型遅延干渉計ユニット
３  入力ポート
４  第１出力ポート
５  第２出力ポート
１００  第１光軸シフト部材
２００  第２光軸シフト部材
【図１】
0004636449.tif 000002
【図２】
0004636449.tif 000003
【図３】
0004636449.tif 000004
【図４】
0004636449.tif 000005
【図５】
0004636449.tif 000006
【図６】
0004636449.tif 000007
【図７】
0004636449.tif 000008