(57)【要約】      （修正有）【課題】損失制御の問題を解決するための新しいコントローラを提供すること。【解決手段】光伝達のための偏光制御を実行する方法および装置が提供される。本方法および装置は、偏光の入力状態とは関係なく偏光制御装置が、偏光の所望の出力状態を達成することができるようにする。偏光の所望の状態は、偏光コントローラ内で波長板１０，１２および１４を順に回転させることによって達成される。各波長板は、フィードバック信号がフィードバック条件を満足させる限り連続的に調整され、制御される。フィードバック信号がフィードバック条件を越えると、偏光コントローラ内で次の波長板が調整される。これは、この方法および装置がデッド・スポットから偏光状態を迅速に離すように調整し、損失制御の問題を最小限にする。【選択図】図１ａ
2005258442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長板で、関連する偏光状態を有する入力光信号を受信する工程と、
前記第１の波長板の第１の回転方向を選択する工程と、
前記入力光信号の偏光の状態を調整するために前記第１の回転方向に沿って第１の工程量、前記第１の波長板を回転する工程と、
前記第１の波長板の回転の効率を評価するためにフィードバック信号を監視する工程と、
前記フィードバック信号が第１の条件を満足する間、前記第１の波長板の回転を継続する工程とを含む偏光制御方法。
【請求項２】
前記第１の条件は、フィードバックの最小化に関連している請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の条件は、フィードバックの最大化に関連している請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の波長板の連続回転は、各回転毎に前記第１の工程の増分を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の工程量は、少なくとも１度である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の工程量は、１０度未満である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の工程量は、約２度と３度との間の量である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記フィードバック信号が第２の条件を満足する場合、前記第１の波長板を前記第１の回転方向に沿ってさらに回転させる工程と、
前記フィードバック信号が、前記第２の条件を満足しない場合、反対の回転方向を選択する工程と、
前記フィードバック信号が、前記第２の条件を満足しない場合、反対の回転方向に沿って第２の工程量、前記第１の波長板を回転させる工程とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の条件は、最小化条件であり、前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足する場合、前記第１の波長板のさらなる回転が生じ、前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足しない場合、前記反対の回転方向の選択が生じ、前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足しない場合、前記第１の波長板の回転が生じる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の条件は、最大化条件であり、前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足する場合、前記第１の波長板のさらなる回転が生じ、前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足しない場合、前記反対の回転方向の選択が生じ、前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足しない場合、前記第１の波長板の回転が生じる請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の波長板はさらに、前記第１の工程量、前記第１の回転方向に沿って回転される請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の回転方向は、時計方向である請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の回転方向は、反時計方向である請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の工程量は、前記１の工程量の２倍の値を有する請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の条件は、単調に減少する条件である請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１および第２の条件は、単調に増加する条件である請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィードバック信号が前記第１の条件を満足しないとき前記第１の波長板の連続した回転を停止する工程と、
第２の波長板を選択する工程と、
前記第２の波長板の最初の回転方向を選択する工程と、
前記偏光状態を調節するために前記最初の回転方向に沿って第２の工程量前記第２の波長板を回転する工程と、
前記第２の波長板の回転の効率を評価するために前記フィードバック信号を監視する工程と、
前記フィードバック信号が第２の条件を満足する間、第２の波長板の回転を続ける工程とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィードバック信号が第３の条件を満足する場合、前記最初の回転方向に沿って前記第２の波長板をさらに回転させる工程と、
前記フィードバック信号が前記第３の条件を満足しない場合、反対の回転方向を選択する工程と、
前記フィードバック信号が前記第３の条件を満足しない場合、前記反対の回転方向に沿って第３の工程量、前記第２の波長板を回転する工程とを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の工程量は、前記第１の工程量に等しく、前記第３の工程量は、前記第１の工程量の２倍の値を有する請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の波長板の前記最初の回転方向は、前記第１の波長板の前記第１の回転方向と同じである請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の波長板の連続回転は、各回転毎に前記第２の工程量の増分を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
複数の波長板を提供する工程と、
前記フィードバック信号が第１の条件を満足する間、第１の回転方向に沿って前記複数の波長板の第１の波長板を連続して調整する工程と、
前記フィードバック信号が前記第１の条件を満足しない場合、前記第１の波長板の調整を中止する工程と、
前記フィードバック信号が第２の条件を満足する間、第２の回転方向に沿って前記複数の波長板の第２の波長板を連続して調整する工程と、
前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足しない場合、前記第２の波長板の調整を中止する工程と、
前記フィードバック信号が第３の条件を満足する間、第３の回転方向に沿って前記複数の波長板の第３の波長板を連続して調整する工程と、
前記フィードバック信号が第３の条件を満足しない場合、前記第３の波長板の調整を中止する工程とを含む偏光の状態を制御する方法。
【請求項２３】
前記第１の回転方向、前記第２の回転方向および前記第３の回転方向は全て時計方向である請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の回転方向、前記第２の回転方向および前記第３の回転方向は全て反時計方向である請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記波長板は、直列に配置され、連続的に調整される請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記波長板の各々は、１／４波長板として機能する請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記１／４波長板は、半波長板として一緒に関連しない請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１、第２および第３の条件値は等しい請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の波長板は、偏光コントローラを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の波長板の第１のサブセットは、第１の偏光コントローラを含み、前記複数の波長板の第２のサブセットは、第２の偏光コントローラを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１、第２および第３の条件は、偏光の状態が受容性の領域内に含まれるように選択される請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記受容性の領域は、約−２０ｄＢの望ましくない直交偏光の抑制を示す請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記受容性の領域は、約−５ｄＢと−４０ｄＢとの間の望ましくない直交偏光の抑制を示す請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記受容性の領域は、損失制御効果を最小にするように選択される請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の波長板で入力光信号を入力単一モード光ファイバから受けることを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項３６】
前記最後の波長板から出力単一モード光ファイバに出力光信号を送信することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記入力光信号は、少なくとも１対のチャネルを含み、前記チャネルの対は互いに対して直交するように偏光される請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
最初の回転方向を決定する工程と、
前記前記第１の波長板を連続して調整する前に、前記最初の回転方向に沿って前記第１の波長板を回転させる工程をさらに含む請求項２２に記載の方法。
【請求項３９】
前記フィードバック信号が前記第１の波長板を１工程回転させた後、前記第１の条件を満足させた場合、前記最初の回転方向に等しい前記第１の回転方向を設定する工程と、
前記フィードバック信号が前記第１の波長板を１工程回転させた後、前記第１の条件を満足させない場合、反対の回転方向に等しい前記第１の回転方向を設定する工程とを含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
偏光の入力状態を有する入力光信号を受信することができる第１の光伝達媒体と、
第１の波長板が前記第１の光伝達媒体からの前記入力光信号を受信するように作動可能な、一緒に動作可能に接続できる複数の波長板と、
最後の波長板からの偏光の出力状態を有する出力光信号を受けることができる第２の光伝達媒体と、
所定の偏光基準を有する偏光の出力状態が得られるように偏光の入力状態を変更するように作動可能な偏光制御ロジックと、を有し、
前記偏光制御ロジックは、前記第１の波長板の第１の回転方向を選択し、前記第１の回転方向に沿って第１の工程量、前記第１の波長板を回転させ、偏光の入力状態を調整し、フィードバック信号を監視して前記第１の波長板を回転する効率を評価し、前記フィードバック信号が第１の条件を満足している間、前記第１の波長板を回転し続けるように作動可能である偏光制御システム。
【請求項４１】
前記複数の波長板が５つと８つとの間の波長板である請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項４２】
前記複数の波長板は、３つと１２との間の波長板である請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項４３】
前記波長板は、直列に配置されている請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項４４】
前記波長板は、前記偏光制御ロジックによって順に調整される請求項４３に記載の偏光制御システム。
【請求項４５】
前記波長板の各々は、１／４波長板として機能する請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項４６】
前記複数の波長板は、偏光コントローラを含む請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項４７】
前記複数の波長板のうち第１のサブセットは、第１の偏光コントローラを含み、前記複数の波長板のうち第２のサブセットは、第２の偏光コントローラを含む請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項４８】
前記波長板の少なくともいくつかは、ＬｉＮｂＯ３成分、液晶、ファイバ・ループ、およびファイバ・スクイーザからなる群から選択される請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項４９】
前記所定の偏光基準は、受容性の領域である請求項４０に記載の偏光制御システム。
【請求項５０】
偏光の入力状態を有する入力光信号を受信することができる第１の光伝達媒体と、
複数の波長板のうち第１の波長板が前記第１の光伝達媒体からの入力光信号を受信するように作動可能な、一緒に動作可能に接続できる複数の波長板と、
複数の波長板のうちの最後の波長板からの偏光の出力状態を有する出力光信号を受けることができる第２の光伝達媒体と、
所定の偏光基準を有する偏光の出力状態が得られるように偏光の入力状態を変更するように作動可能な偏光制御ロジックと、を有し、
前記偏光制御ロジックは、フィードバック信号が第１の条件を満たす間、第１の回転方向に沿って前記第１の波長板を連続的に調整し、前記フィードバック信号が前記第１の条件を満足しないとき、前記第１の波長板の調整を停止し、前記フィードバック信号が第２の信号を満たす間、第２の回転方向に沿って、複数の波長板のうちの第２の波長板を連続的に調整し、前記フィードバック信号が前記第２の条件を満足しないとき、前記第２の波長板の調整を停止し、前記フィードバック信号が第３の条件を満足している間、最後の回転方向に沿って最後の波長板を連続的に調整し、前記フィードバック信号が第３の条件を満足しないとき、前記最後の波長板を調整することを停止する偏光制御システム。
【請求項５１】
複数の波長板のうち第１の波長板が偏光の入力状態を有する入力光信号を受信するように作動可能な、一緒に動作可能に接続できる複数の波長板と、
前記波長板の最後の波長板で所定の偏光基準を有する偏光の出力状態が得られるように偏光の入力状態を変更するように作動可能な偏光制御ロジックと、
前記複数の波長板から前記偏光制御ロジックにフィードバック情報を提供するように作動可能なフィードバック手段とを有し、
前記偏光制御ロジックは、前記第１の波長板の第１の回転方向を選択し、前記第１の回転方向に沿って第１の工程量、前記第１の波長板を回転させ、偏光の入力状態を調整し、前記フィードバック情報を監視して前記第１の波長板を回転する効率を評価し、前記フィードバック情報が第１の条件を満足している間、前記第１の波長板を回転し続けるように作動可能である偏光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に通信システムに適用可能である。より詳細には、本発明は、デッド・スポット問題がある光通信システムの偏光制御に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
光設備を使用する通信システムは、長い間、膨大な量の非常に広帯域の伝送を提供するために使用されてきた。特に長距離（ロング・ホール）伝送の場合、より多くのスループットを達成するために高い信号化技術が実行されてきた。１つの重要な技術は偏光である。光信号の場合、偏光または偏光状態（ＳＯＰ）は、光信号の電界ベクトルの振幅および方向を示す。
【０００３】
例示としてのみ説明すれば、集合または複合光信号は、各々が、異なる波長と異なる偏光を有する多数のチャネルを伝達する。チャネルは、全ての偶数のチャネルが第１の偏光状態であり、全ての奇数のチャネルが第２の偏光状態であるように偏光されることができる。第１および第２の偏光状態は、互いに直交し、実質的に、隣接するチャネルの間の望ましくないクロス・トークを低減する。「直交ラーンチ」として知られる直交偏光は、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｉｎ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題された米国特許第６，１３４，０３３号および「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ａ  ＷＤＭ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｈａｔ  ａｒｅ  Ｐａｉｒｗｉｓｅ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ」と題された米国特許第６，４５９，５１５号にさらに詳細に説明されている。その全体の内容は参照によってこの明細書に組み込まれている。
【０００４】
分極された信号を使用するときの重要な問題は、伝送経路に沿ってＳＯＰを維持することである。例えば、光ファイバ上を信号が伝送されるとき、ＳＯＰは、ファイバの種類、ファイバの長さ、手動の操作等のような種々の要因に基づいて変化することがある。単一モードファイバ、例えば、カットオフ波長上を単一モードのみ伝搬するファイバは、光ファイバを通って伝搬する信号のＳＯＰを保存しない。ＳＯＰ変動の問題を解決するために、偏光維持装置が必要になる。しかしながら、伝送システムを通して偏光維持装置を使用することは、非常に高価になり、実際的ではない。したがって、光信号の偏光状態を変更する代わりに偏光コントローラが使用されることができる。
【０００５】
偏光コントローラは、伝送経路に沿ったいくつかの点で入力ＳＯＰを受け、伝送経路に沿ったその後のいくつかの点で所望のＳＯＰを有する光信号を出力する。典型的には、偏光コントローラは、１つまたは複数の「波長板」からなる。この明細書で使用するような「複屈折」を示す光学素子は、全体として波長板と呼ばれる。複屈折は、「通常のビーム」および「異常なビーム」として知られている一対の分散ビームへの入射光ビームの分散である。複屈折材料を通る通常のビームと異常なビームの速度は、それらの屈折率によって正反対に変化する。速度における差は、２つのビームが再び組み合わせられるときに位相差を上昇させる。波長板は、位相差が全、半および１／４波長に等しいとき、全、半および１／４波の遅延を発生する。また、波長板は、任意の部分波遅延を生じる。種々の装置は、偏光コントローラにおいて使用され、波長板としてまたは波長板の組み合わせとして成形される。コントローラの実施例は、波長板がどのように作動するかに基づいて２つのタイプに分類することができる。すなわち、（１）有効な波長板軸が固定されている間、波長板の制御に基づいた装置。（２）複屈折が変化しない間、その軸線の周りに波長板の向きを制御することに基づいた装置である。液晶およびファイバ・スクイーザ装置は、第１のカテゴリーに入るが、ＬｉＮｂＯ３導波路装置およびファイバ・ループ装置は第２のカテゴリーに入る。
【０００６】
図１（ａ）は、複屈折が変化しない間、変化するそれらの方向（回転角度α、β、γ）を有する３つの波長板１０、１２および１４の例示的な組を示す。図面でわかるように、第１の中間ＳＯＰ１８を達成するために波長板１０の向きを変化させることによって入力ＳＯＰ１６を変更することができる。第１の中間ＳＯＰ１８は、第２の中間ＳＯＰ２０を達成するために第２の波長板１２の方向を変えることによって変更されることができる。出力ＳＯＰ２２を達成するために第３の波長板１４の向きを変化させることによって第２の中間のＳＯＰ２０が変更されることができる。
【０００７】
図２（ａ）は、偏光コントローラを実施する直角ラーンチ伝達システムを示す。入力部１００ａ、ｂは、ファイバ１０４ａ、ｂに沿って、偏光コントローラ１０２ａ、ｂに信号を送り、このファイバは、単一モードであるとよい。偏光コントローラ１０２ａ、ｂの対は、入力信号上で作動し、第２の対のファイバ１０６ａ、ｂに沿って光信号１１４ａ、ｂを通過される。信号１１４ａ、ｂは、マルチプレクサ（「ＭＵＸ」）１０８によって一緒に多重化され多重化信号１１６を生成する。多重化信号１１６は、海底光ケーブル（または「ウエット・プラント」）１１０を通して伝送される。多重化信号１１６の第２の部分は、偏光スプリッタ１１２によってスプリットされ、偏光コントローラ１０２ａ、ｂの対にフィードバックを行うために使用される。
【０００８】
図２（ｂ）は、偏光コントローラ２００を実施する従来の単一チャネルの偏光追跡受信機／フィルタを示し、これは、ウエット・プラント１１０から多重化信号１１６を受信する。偏光コントローラ２００は、多重化信号１１６上で、作動し、偏光スプリッタ２０２への信号２０６を出力する。偏光スプリッタ２０２は、信号２０６から単一チャネル（例えば、信号２０８ａ）を分離する。次に信号２０８ａは、受信機２０４に送られる。信号２０８ｂが光フィルタ２１０を通過し、フィードバック信号として偏光コントローラ２００に伝送される。図２（ｂ）には、偏光コントローラが１つだけ示されているが、各チャネル毎に分離した偏光コントローラ２００が使用されることは理解できるであろう。
【０００９】
このような伝送システムの１つの主要な関心は、光信号の入力ＳＯＰが波長板の回転角度のディザリングまたは位相シフトに対して不感性であるフィードバック信号を生じる状態である。これは「損失制御」として知られている。本出願の発明者は、シミュレーションおよび経験の双方で損失制御問題を認識した。第三者もこれまで、損失制御を知り得たが、避けることのできない問題を主張している。例えば、Ｓｈｉｅｈ  ｅｔ  ａｌ．，「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｅｉｇｅｎｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ」ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．１，ｐｐ．４０−４２，Ｊａｎｕａｒｙ  ２００１参照。この文献は、参照によりこの明細書に完全に含まれている。もし、損失制御が、偏光コントローラ（送信側または受信側のいずれか）で解決されないならば、所望の出力ＳＯＰを達成することが不可能である。損失制御を作り出す状態は、「デッド・スポット」として知られている。それに一旦到達すると、デッド・スポットから離れることが困難になる。なぜならば、従来の偏光コントローラは、それらが使用する波長板または他の装置に適当な調整ができないからである。デッド・スポットが偏光コントローラおよび特定の入力ＳＯＰ内で波長板の特定の組み合わせで起こったとき、入力ＳＯＰの小さい変化は、入力ＳＯＰを所望の出力ＳＯＰに変換するために１つまたは複数の波長板への大きな変化を必要とする。しかしながら、波長板は、従来のディザリング・アルゴリズムによって、大きな角度を回転することができない。したがって、その状態において、出力ＳＯＰは、入力ＳＯＰが変化するとき、所望の出力ＳＯＰから移動することができ、損失制御状態になる。デッド・スポットは、システムの性能を大きく劣化させることがあり、コチャネル・インタフェイスおよび他の問題によって受信データの損失を生じる。
【００１０】
いくつかの従来の偏光コントローラは、ポラリメータを使用する。ポラリメータに基づいた偏光コントローラは、制御デバイスおよび送信ライン（例えば、単一モードのファイバ）を通して入力偏光状態から所望の出力偏光状態への複屈折移動機能を知る必要がある。正確な複屈折移動機能を決定することは、実際に市販されているシステムにおいては、実行できない。したがって、所望の出力偏光状態は、問題を含む。他の従来の偏光コントローラは、ＳＯＰを調整するために偏光スプリッタからのフィードバック信号に基づいて単一のディザ・アルゴリズムを使用してきた。ディザ・アルゴリズムは、例えば、ＤＣバイアス電圧のようなコントローラ・デバイス・パラメータのエイジング誘導ドリフティングに対して反応しない。従来のディザ・アルゴリズムを使用する偏光コントローラの例は、「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ａ  Ｒｅｓｅｔ−Ｆｒｅｅ  Ｐｏｌａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ｆｏｒ  Ｆａｓｔ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｆｉｂｅｒ−ｏｐｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．４，Ａｐｒｉｌ  １９９４およびＦｒｅｄ  Ｌ．Ｈｅｉｓｍａｎｎの双方に付与された米国特許第５，２１２，７４３号参照。これらは、参照によってこの明細書に完全に組み込まれている。Ｈｅｉｓｍａｎｎの文献において、いくつかの１／４波長（ＱＷＰ）、および１／２波長（ＨＷＰ）からなるリセットフリー型の偏光コントローラが使用される。
【００１１】
特に、ＨＷＴは、一対のＱＷＰの間に挟まれる。従来の方法は、図３にグラフで示すように、各波長板の回転角度を変えることである。波長板の角度は、小さい工程寸法（Δα、ΔβまたはΔγ）で連続的に変化され、調整される。さらに詳細には、第１の波長板の角度αは、固定時間の間に例えば、波長板を機械的に回転することによって変化され、調整され、第２の波長板の角度βは、固定時間の間に変化され、調整され、最後に、第３の角度プレートの角度γは、固定期間に変化、調整される。したがって、各波長板は、固定時間の間に独立して変化され、調整される。不運なことに、この方法は、入力ＳＯＰ内の変動を取り扱うための十分な制御速度を有しない。これは、損失制御の問題を生じる。
【００１２】
損失制御およびその結果の制御速度の減少を説明する２つの状況が存在する。この明細書で使用する制御速度は、偏光コントローラが、伝送経路に沿っていくつかの後の点で所望の出力ＳＯＰが固定されるように、特定の速度で入力ＳＯＰのランダムな動きをも追跡することができることを意味する。第１の状況において、（波長板の角度を制御する）波長板を変えることによってほとんどまたは全く応答がない。要するに、ＳＯＰは、特定の波長板がどれだけ変化するかに無関係には変化しない。１つの例として、ＨＷＰコントローラは、波長板の回転角度と独立して入力部で右（または左）の円形偏光状態を出力部で左（または右）の円形偏光状態にのみ変換し、これは制御パラメータである。
【００１３】
第２に偏光コントローラ内での波長板のいずれかを変化させることによる応答の１つの方向のみがある。ポアンカレ・チャートを使用して偏光をグラフにする際に、ＳＯＰをベクトルで表すことができる。ポアンカレ・チャートは、３次元のフォーマットで偏光の状態を描くために使用される。１つのＳＯＰから他のＳＯＰへの移動は、ポアンカレ・チャート上へのトレースを与える。例えば、図１（ｂ）に示すように、ポアンカレ・チャート３０は、ＱＷＰ−ＨＷＰ偏光コントローラを使用して、偏光コントローラの入力部の左の円形の偏光状態から出力部のリニア偏光状態までＳＯＰの変化を追跡する。左の円形偏光状態は、球上で点Ａにある。ＱＷＰおよびＨＷＴの波長板を使用することによって、入力ＳＯＰを、動き３２によって赤道平面に沿ってリニア偏光状態に変更する。ＱＷＰまたはＨＷＰのいずれかを回転／変化することによって、赤道面の円周に沿って運動３４を発生するのみであり、長手方向に沿った運動がない。したがって、従来の偏光コントローラは、長手方向に沿って追跡能力を失う。
【特許文献１】米国特許第６，１３４，０３３号
【特許文献２】米国特許第６，４５９，５１５号
【特許文献３】米国特許第５，２１２，７４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した２つの状況は、損失制御（ＬＣ）効果と称される。従来の偏光コントローラ処理は、固定された時間で各波長板に変化を与えるので、それらは、損失制御の問題を十分に取り扱うことができない。したがって、損失制御の問題を解決するための新しいコントローラの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の態様によれば、偏光制御方法が提供される。この方法において、第１の波長板で入力光信号が受信される。入力光信号は、それに関連する偏光の状態を有する。第１の波長板について第１の回転方向が選択される。第１の波長板は、入力光信号の偏光状態を調節するために第１の回転方向に沿って第１の工程量回転される。第１の波長板を回転する効力を評価するためにフィードバック信号が監視される。第１の波長板の回転は、フィードバック信号が第１の状態を満足する間、連続される。
【００１６】
１つの例において、第１の条件は、フィードバックを最小限にすることに関連する。他の例において、第１の状態は、フィードバックを最大限にすることに関連する。他の例において、第１の波長板の回転を連続することは、第１の波長板の各回転毎に第１の工程量の増分を含む。１つの変形例において、第１の工程量は、少なくとも１度である。他の変形例において、第１の工程量は、１０度未満である。第３の代替実施形態において、第１の工程量は、約２度と３度との間である。
【００１７】
代替実施形態において、本方法は、好ましくは、フィードバック信号が第２の条件を満たす場合には、第１の回転方向に沿って第１の波長板を回転させ、フィードバック信号が、第２の条件を満たさない場合には、逆の回転方向を選択し、フィードバック信号が第２の条件を満たさない場合には、逆の方向に沿って第２の工程量第１の波長板を回転させる。この準プロセスは、第１の条件が満足している間、回転を継続する前に生じることが望ましい。
【００１８】
他の代替実施形態において、本方法は、フィードバック信号が第１の条件を満足しないとき、好ましくは、第１の波長板の連続回転を中止することを含む。この場合、第２の波長板を選択することができる。次に第２の波長板について最初の回転方向を選択することができる。次に、第２の波長板は、偏光の状態を調整するために第２の工程量、最初の回転方向に沿って回転され得る。フィードバック信号は第２の波長板を回転する効率を評価するために監視される。この変形例によって第２の波長板は、フィードバック信号が第２の条件を満足させる間、回転され得る。
【００１９】
本発明の態様によれば、偏光状態を制御する方法が提供される。その方法において、複数の波長板が提供される。フィードバック信号が第１の条件を満足している間、第１の回転方向に沿って、複数の波長板のうち第１の波長板が連続して調整される。フィードバック信号が第１の条件を満足しない場合、第１の波長板の調整が停止する。フィードバック信号が第２の条件を満足している間、第２の回転方向に沿って、複数の波長板の第２の波長板が連続的に調整される。フィードバック信号が、第２の条件を満足しない場合、第２の波長板の調整が停止する。複数の波長板のうちの第３の波長板は、フィードバック信号が、第３の条件を満足している間、第３の回転方向に沿って連続的に調整される。フィードバック信号が第３の条件を満足しない場合、第３の波長板の調整は停止される。
【００２０】
１つの例において、第１、第２、および第３の回転方向は、全て時計方向である。他の例において、第１、第２および第３の回転方向は、全て反時計回りである。さらに他の例において、波長板は、直列の方向に配列され、連続的に、調整される。好ましくは、第１、第２、および第３の条件は等しい。さらに好ましくは、第１、第２、および第３の条件は、偏光の状態が承諾可能な範囲内にあるように選択される。承諾可能な範囲は、望ましくない直交する偏光の約−２０ｄＢの抑制を示し、好ましくは、−５ｄＢと−４０ｄＢとの間の抑制を示す。別の例として、抑制の領域は、損失制御効果を最小にするために選択される。
【００２１】
本発明の態様によれば、偏光制御システムが提供される。本システムは、第１の光伝達媒体と、複数の波長板と、第２の光伝達媒体と、偏光制御ロジックとを含む。第１の光伝達媒体は、偏光の入力状態を有する入力光信号を受けることができる。複数の波長板は互いに作動的に接続される。複数の波長板のうち第１の波長板は、第１の光伝達媒体から入力光信号を受けることができる。第２の光伝達媒体は、複数の波長板のうち最後の波長板から偏光の出力状態を有する出力光信号を受けることができる。偏光制御ロジックは、偏光の出力状態が所定の偏光の向きを有するように得られるように偏光の入力状態を変更することができる。さらに、偏光制御ロジックは、第１の波長板の第１の回転方向を選択し、第１の回転方向に沿って第１の工程量、第１の波長板を回転して偏光の入力状態を調整し、フィードバック信号を監視して第１の波長板を回転する効率を評価し、フィードバック信号が第１の条件を満足する間、第１の波長板を回転し続けることができる。
【００２２】
波長板の種々の構成が可能である。１つの例において、５つと８つとの間の波長板がある。他の例において、３つと１２との間の波長板がある。波長板は、直列に配列することができる。また、それらは、偏光制御ロジックによって連続的に調整される。好ましくは、波長板の各々は、１／４波長板として機能する。波長板は、好ましくは、ＬｉＮｂＯ３成分、液晶、ファイバ・ループ、ファイバ・スクイーザからなるグループから選択される。他の例において、所定の偏光基準は承諾可能な範囲である。
【００２３】
本発明の態様によれば、偏光制御システムが提供される。システムは、第１の光学伝達媒体、複数の波長板、第２の光学伝達媒体および偏光制御ロジックを含む。第１の光学伝達媒体は、偏光の入力状態を有する入力光信号を受けることができる。複数の波長板は作動的に一緒に接続されている。複数の波長板の第１の波長板が第１の光学伝達媒体から入力光信号を受けるために作動可能である。第２の光学伝達媒体は、複数の波長板の最後の波長板から偏光の出力状態を有する出力信号を受けることができる。偏光制御ロジックは、所定の偏光基準を有するために偏光の出力状態が得られるように偏光の入力状態を変更するように作動可能である。さらに偏光制御ロジックは、フィードバック信号が第１の条件を満たす間、第１の回転方向に沿って第１の波長板を連続的に調整し、フィードバック信号が第１の条件を満足しない場合第１の波長板を調整することを停止し、フィードバック信号が第２の条件を満足する間第２の回転方向に沿って複数の波長板の第２の波長板を連続的に調整し、フィードバック信号が第２の条件を満足しない場合第２の波長板を調整することを停止し、フィードバック信号が第３の条件を満たす間最後の回転方向に沿って最後の波長板を連続的に調整し、フィードバック信号がその条件を満足しない場合、最終的な波長板を調整することを停止する。
【００２４】
本発明の態様によって、偏光制御装置が提供される。装置は、複数の波長板、偏光コントロールロジック、およびフィードバック手段を含む。複数の波長板は、作動的に互いに接続される。複数の波長板のうち第１の波長板は、偏光の入力状態を有する入力光信号を受けるように作動可能である。偏光制御ロジックは、偏光の出力状態が複数の波長板の最後の波長板で得られるように偏光の入力状態を変更するように作動可能である。偏光の出力状態は、所定の偏光基準を有する。フィードバック手段は、複数の波長板から偏光制御ロジックにフィードバック情報を提供するように作動可能である。さらに偏光制御ロジックは、第１の波長板の場合、回転の第１の方向を選択するように作動可能であり、偏光の入力状態を調整するために回転の第１の方向に沿って第１の工程量第１の波長板を回転し、第１の波長板を回転する効率を評価するためにフィードバック情報を監視し、フィードバック情報が第１の条件を満足する間、第１の波長板を回転し続ける。
【００２５】
本発明の種々の態様を説明し、本発明の方法およびシステムをさらによく理解する目的で、詳細な説明とともに図面は、現在好ましい形態を示す。しかしながら、本発明は、図示した詳細な構成および手段には制限されないことは理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、偏光信号の伝達の際にデッド・スポットを最小にするための損失制御（「ＬＣ」）の問題を解決する。本発明の態様によれば、偏光コントロール法は、偏光制御装置とともに使用するために提供される。上述したように、従来の偏光制御法は、時間の固定された期間において、波長板を連続的に操作する。さらに柔軟性を有する方法は、従来の技術に関して著しい予想せぬ利益を形成し、ＬＣ効果を著しく最小にすることが判った。
【００２７】
上述した第１のＬＣ効果、すなわち、波長板をディザリングすることによる絶対的な応答の欠如によって、応答（すなわち、フィードバック信号）がさらに小さくなるとき、波長板のディザの工程サイズを増大することが望ましい。本発明の態様によれば、適応できるディザ・アルゴリズムが使用される。なぜならば、ディザ工程サイズは、波長板の応答によって調整されるからである。しかしながら、最適な工程サイズを評価することは困難である。オーバー補償状態において、不必要に大きなディザ工程サイズによって、出力ＳＯＰが所望の位置からかなり遠く離れるようにする。他方、不十分なディザ工程サイズは、応答をリカバーするためには非常に遅くなる。波長板は、不十分なディザ工程サイズによってデッド・スポットから十分に離れたところに移動することができない。
【００２８】
第２のＬＣ効果の場合、すなわち、偏光コントローラ内で波長板全体をディザリングすることによる応答のただ１つの方向があり、波長板の数は、全ての波長板が同じ方向における応答を有する可能性を低減するように増大することが好ましい。しかしながら、使用される波長板の数を増大すればするほど、各波長板は、従来のシステム内で回転される回数が低くなる。なぜならば、それらは、固定される時間において順にディザリングされるからである。いくつかの波長板が、応答を有しないので、従来の偏光コントローラの効率は、さらに波長板を追加することによって減少される。
【００２９】
他の波長板のディザリングをバイパスするか、または短くカットする間、選択された波長板の向きを調整し続けることによってＬＣ効果を取り除くことが可能になることが判った。応答のない波長板のディザ工程サイズを増大することなく、第１のＬＣ効果の場合、できるだけ長く「良好な」波長板を残すことが好ましい。「良好」な波長板は、ＳＯＰおよび／または有利な応答をつくるために使用することができる波長板である。所望の応答を有する少なくとも１つの他の波長板がある場合、この良好な波長板に切り換え、正しい回転方向を決定し、フィードバック信号を監視しながら、この波長板を回転し続けることが可能になる。
【００３０】
フィードバック信号を試行し最小にすることを目的であると仮定すると、コントローラは、フィードバック信号が単調に低減する場合、波長板を連続的に回転させ、フィードバック信号が増大する場合、次の波長板に切り換えることが好ましい。この手順は、図４に関してさらに詳細に説明される。次のサイクルで「悪い」波長板に戻った後、処理は、さらに、応答を回復することができる。なぜならば、偏光コントロールの他の波長板は、大きく角度変化されているからである。１つのサイクルにおいて、不良な波長板の次のサイクルにおいて良好な波長板になる可能性があることには留意しなければならない。
【００３１】
第２のＬＣ効果の場合、制御速度は、偏光コントローラ内の波長板の数を増大することによって犠牲にはならない。さらに、波長板の数が増えれば増えるほど、良好な波長板が偏光コントローラ内に存在する可能性は大きくなる。
【００３２】
図４は、本発明の態様によって所定の最初のＳＯＰにおいて所望の応答を達成する好ましい方法を示しているフロー・チャート４００が示されている。フロー・チャート４００の例において、以下に説明するようなシステムのフィードバックを減少または最小にすることが望ましい。初期化工程４０２において、インデックスの値は、選択された波長板用のディザリングおよび調整の第１の段階を認識するもの１に設定される。工程４０３の点「Ａ」は、初期化が実行された後の工程の１つの段階を示している。次に工程４０４において、バッファは、フィードバック信号に等しく設定される。バッファは、偏光制御工程における特定の工程で波長板に関連するＳＯＰに関する情報を含むことが望ましい。フィードバック信号は、偏光ビームスプリッタの後の光学的なパワーであることが好ましい。フィードバック信号は、偏光コントロール処理を通して監視されることができる。次に、工程４０６において、インデックスの値がチェックされる。インデックスの値が１であるとき、処理は、工程４１０に進む。この場合、回転方向は、正の方向に設定される。好ましくは、正の方向は、時計方向であるが、反時計方向であってもよい。
【００３３】
一旦回転方向が設定されると、波長板は、工程４１２において１工程だけ進むことが好ましい。それは、波長板の型式によって、いくつかの他の技術によって、機械的に、電気的に調整される。本発明の好ましい実施形態における単一の工程の値は、２から３度のオーダーであるが、工程サイズは、それより、大きく、またはそれより小さく、いくつかの場合において、少なくとも１度、または他の場合において、１０度未満である。上述したように、オーバー補償は、望ましくない。したがって、いくつかの状況において、例えば、１０度以上の工程サイズは、あまりに大きすぎる。同様に、他の状況において、１度より非常に小さいアンダー補償は、偏光コントローラが、デッド・スポットから十分に迅速に離れるように移動することができない。したがって、本発明の他の好ましい実施形態において工程サイズは、１度から１０度の間にある。本発明の他の好ましい実施形態において、工程の寸法は、１／２（０．５）度より大きく、５度未満である。一旦波長板が調整されると、インデックスは、工程４１４の２の値に設定され、フロー・チャート４００で工程４０３で点Ａに戻ることが好ましい。
【００３４】
工程４０６でチェックされたインデックス値は、２に等しい場合、処理は、工程４２０に進む。そこで一対のフィードバック信号が比較される。特に、バッファ［２］の現在のフィードバック信号は、バッファ［１］の前のフィードバック信号に比較され、これは、現在の波長板（図示せず）を調整する前の状態の情報を含むことが好ましい。バッファ［１］の前のフィードバック信号が、バッファ［２］の現在のフィードバック信号より大きい場合、処理は、工程４２２に前進する。さもなければ工程４２４に進む。バッファ［２］がバッファ［１］より小さい場合、これは、ディザリングがフィードバックを減少することを示している。したがって、工程４２２において、波長板は、フィードバック信号を減少し続けるために工程４１０において設定された方向に沿って追加の工程によって調整／回転されることが好ましい。追加の工程は、工程４１２内で選択されたものと同じか、異なる寸法である。しかしながら、もしバッファ［２］がバッファ［１］と同じか、それより大きい場合には、これは、工程４１２の最初のディザリングが、フィードバック信号を低減しないことを示している。この場合、負の回転方向は、工程４２４で設定されることが好ましい。
【００３５】
工程４１０の最初の回転方向が、時計方向である場合には、工程４２４の回転方向は、反時計回りである。工程４２８において、波長板は、新しい回転方向で２つの工程を回転することによって調整されることが好ましい。これらの２つの工程は、工程４１２で選択されたものと異なる寸法であるが、それらは、双方が同じ寸法であることが好ましい。回転が、工程４２２または工程４２６のいずれかで実行された後、インデックス値は、工程４２８内で３に設定され、処理は、フロー・チャート４００の工程４０３で点Ａまで戻る。
【００３６】
工程４０６でチェックされたインデックス値は、３に等しい場合、処理は、４３０に進み、バッファ［３］の現在のフィードバック信号は、バッファ［２］の前のフィードバック信号に比較される。バッファ［２］の前のフィードバック信号がバッファ［３］の現在のフィードバック信号より大きい場合、処理は、工程４３２に進むか、工程４３６に進む。バッファ［３］がバッファ［２］以下である場合、これは、ディザリングがフィードバックを低減することを示す。したがって、工程４３２において、波長板は、回転方向に沿って追加の工程によって調整／回転されることが好ましい。この追加の工程は、工程４１２またはこの処理での他の工程において選択されるものと同じか、異なる寸法である。
【００３７】
回転が工程４３２で実行された後、バッファ［２］値は、工程４３４でバッファ［３］値に等しく設定されることが好ましい。この処理は、フロー・チャート４００の工程４０３で点Ａに戻る。これは、処理がフィードバック信号を減少し続けることを可能にする。システムは、フィードバック信号が増大しない限り、現在の波長板を調整し続ける。しかしながら、バッファ［３］がバッファ［２］より大きな場合、これは、現在の波長板のディザリング／マニュピレーションが、フィードバック信号を減少しないことを意味する。この場合において、現在の波長板の調整は、停止することが望ましく、処理は、工程４３６の偏光コントローラにおいて次の波長板に前進する。
【００３８】
好ましくは、次の波長板は、偏光コントローラの次の波長板である。例えば、偏光コントローラ内に６つの波長板があり、現在の波長板が数が３の場合、ディザリングが実行される次の波長板は、数が４である。同様に、現在の波長板が、数が６である場合、次の波長板は、数が１であることが好ましい。
【００３９】
システムは、フィードバック信号を低減するか、最小にする試みをする代わりに、フィードバック信号を増大するか、最大にするような異なる状態を達成するために作動することができることを理解しなければならない。この場合において、工程４２０および４３０のバッファの比較は、反転される。特に、工程４２０でバッファ［２］がバッファ［１］より大きい場合、これは、ディザリングがフィードバック信号を増大することを示す。したがって、工程４２２において、波長板は、フィードバック信号を減少し続けるために工程４１０内で設定された方向に沿った追加の工程によって調整／回転されることが好ましい。追加の工程は、工程４１２で選択されたものと同じか異なる寸法である。しかしながら、バッファ［２］がバッファ［１］以下である場合、これは、工程４１２の初期のディザリングがフィードバック信号を増大しないことを示す。その場合、負の回転方向が工程４２４内に設定される。同様に、工程４３０において、バッファ［２］の前のフィードバック信号が、バッファ［３］の現在のフィードバック信号以下である場合、処理は、工程４３６に進み、そうでなければ、工程４３２に進む。
【００４０】
図５は、図４のフロー・チャートに関連して説明したように、システムの動作にしたがった偏光制御を示す。図５に示すように、波長板１および２への調整ΔαおよびΔβが、それぞれ、フィードバック信号の低減を生じない場合、システムは、波長板３を調整する工程に進む。処理は、フィードバック信号の減少がある限り（フィードバックの最小化が望ましいと仮定して）、波長板３の調整を続けることが好ましい。フィードバック信号が増大すると、波長板３への調整Δγが停止し、この図で波長板１である次の波長板に進む。前述したように、これが、４，５，６またはそれ以上の波長板を有するシステムであった場合、調整は、次の波長板、例えば、波長板４まで前進する。
【００４１】
従来のディザ・アルゴリズムと本発明の態様によるアルゴリズムとの間の性能を比較するために、図６に示す構造を使用してシミュレーションが実行される。偏光コントローラ６０２が、第１の偏光スクランブラー６０４を通して送信機６００から入力信号を受け、第２の偏光スクランブラー６０６に出力信号を送る。第１および第２の偏光スクランブラー６０４，６０６は、単一モードの長いホール送信ファイバをシミュレートする。マルチモード送信ファイバも本発明によって使用されることは理解されなければならない。出力信号は、カプラー６０８を通してモニタ６１０および偏光スプリッタ６１２に送られる。モニタ６１０は、ＳＯＰを評価し、偏光スプリッタ６１２は、フィードバック信号を偏光コントローラ６０２に提供する。
【００４２】
このシミュレーション内で３つのタイプの偏光コントローラ６０２が使用される。それらは、（１）ＱＷＰ−ＨＷＰ−ＱＷＴ、（２）ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＴ−ＱＷＰ−ＱＷＴ、（３）ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰであった。波長板角度は、全ての１００ｕｓ毎に３度（すなわち、工程サイズ）調整される。前方スクランバーは、３５００度／ｓＳＯＰを調整し、バックスクランバーは、３５０度／ｓＳＯＰを調整した。
【００４３】
図７（ａ）（１）〜図７（ｃ）（２）は、図１〜３を参照して上述した従来のダイザー処理の性能とポアンカレ・チャートを使用して３つのタイプの偏光コントローラ６０２の本発明の態様の新しい制御アルゴリズムとを比較する。図７（ａ）（１）、図７（ｂ）（１）、図７（ｃ）（１）は、それぞれ、ＱＷＰ−ＨＷＰ−ＱＷＰ、ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ、ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰの偏光コントローラのための従来のプロセス用のポアンカレ・チャートである。図７（ａ）（２）、図７（ｂ）（２）、図７（ｃ）（２）は、それぞれ、ＱＷＰ−ＨＷＰ−ＱＷＰ、ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ、ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰ−ＱＷＰの偏光コントローラのための本出願のプロセス用のポアンカレ・チャートである。従来のディザリング処理を検証するとき、最も有効な性能は、ＱＷＰ−ＨＷＰ−ＱＷＰ偏光コントローラとともに生じることを理解することができる。波長板の数を増やすことによる利益はない。他方、図７（ａ）（２）、図７（ｂ）（２）、図７（ｃ）（２）を参照するとき、ＬＣ効果の数は、著しく減少されることが判る。ポアンカレ・チャートは、大きく焦点を合わせられた偏光結果を発生したことを示している。従来の処理に対して著しい偏光コントロールが達成された。重要な点は、波長板の数を増大することによってＬＣ効果の蓋然性が減少したことである。
【００４４】
シミュレーションに加えて、図６の構成を使用して経験的な結果が得られる。Ａｇｒｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  社の５つのＱＷＴを有するＬｉＮｂＯ３モデル２７２２システムが偏光コントローラ６０２として使用された。第２および第３のＱＷＰはＨＷＰとして作用するために一緒に同期化される。第５のＱＷＰは、使用されなかった。したがって、経験的な偏光コントローラ６０２は、ＱＷＰ−ＨＷＰ−ＱＷＰ構造を有する。Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＨＰ）１１８９６Ａ偏光スクランブラーは、偏光コントローラの前に挿入され、偏光スクランブラー６０４として作用する。スクランビング速度は、３６０度／ｓの回転速度に設定された。偏光コントローラ６０２の後に、出力ＳＯＰを監視するためにモニタ６１０としてＡｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＨＰ）８５０９Ｂ偏光アナライザが使用された。
【００４５】
経験的な結果は、図８（ａ）および図８（ｂ）のポアンカレ・チャートに描かれる。図面において、円形８０２は、ＳＯＰの「受容可能領域」を表している。所望の偏光は、ポアンカレ球上で単一点でなければならない。しかしながら、  望ましくない直交偏光によって、これは、そのケースではない。したがって、受容性の領域は、望ましくない直交曲線による偏向に制限を置く。図面で判るように、ポアンカレ球の表面の円形８０２は、０．１９８の正規化半径を有し、これは、望ましくない直交偏光状態の−２０ｄＢの抑制に等しい。抑制量は、使用される波長板の数のような要因に依存して変化する。−２０ｄＢの抑制値は、好ましい値である。好ましい実施形態において、抑制値は、−１０ｄＢおよび−３０ｄＢとの間で変化する。他の実施形態において、抑圧の量は、−５ｄＢと−４０ｄＢとの間で変化する。抑制は、システム、コストの拘束、および他の実施形態の詳細の特性に依存してより大きいかより小さい。
【００４６】
図８（ａ）は、図１〜図３を参照して上述して従来の方法の結果を示す。図８（ｂ）は、本発明の態様による方法の結果を示す。図８（ａ）に示すように、従来の方法は、受容性の領域を大きくはみ出している。それに対し、本発明による方法を使用するとき、図８（ｂ）に示す出力ＳＯＰは、より厳格に制御され、数点で受容性の領域の外側に達しているだけである。これは、ＬＣ効果が実質的に回避できることを意味している。
【００４７】
所望の統計学的な結果を達成するために複数のすなわち、種々の領域が使用される。例えば、好ましい実施形態において、受容性の領域が、ＳＯＰ信号のほぼ６７％（すなわち、１つの標準的な偏向）が４０ｄＢの抑制を有するように、設定されることができる。他の好ましい実施形態において、受容性の領域が、ＳＯＰ信号のほぼ９５％（すなわち、２つの標準的な偏向）が−１５ｄＢの抑制を有するように、設定されることができる。他の好ましい実施形態において、受容性の領域が、ＳＯＰ信号のほぼ１つの標準的な偏向が−３０ｄＢ台で抑制されるように、およびＳＯＰの２つの標準の偏向が−１０ｄＢ台で抑制されるように設定されることができる。さらに好ましい実施形態において、受容可能な第１の領域は、ＳＯＰ信号のほぼ１つの標準の偏向が、−２０ｄＢと−４０ｄＢとの間で抑制され、受容可能な第２の領域は、ＳＯＰ信号のほぼ２つの標準の偏向が、−５ｄＢと−２０ｄＢとの間で抑制されるように設定される。
【００４８】
経験上のシステムは、ＨＷＰ−ＱＷＴ構成のみを試験したが、波長板の数を増加させることは、出力ＳＱＰへの著しい改良を招くことは明らかである。波長板の数の主な制限は、コストである。したがって、好ましい実施形態において、偏光コントローラは、５のＱＷＰと８のＱＷＰとの間のＱＷＰを含む。コストが要因でない状態において、偏光コントローラは、６と１２との間のＱＷＰを含むことが好ましい。コストが重要な要因である状態において、偏光コントローラは、３と６との間のＱＷＰを含む。好ましくは、ＱＷＰは、統合されず、好ましくは、組み合わされてＨＷＰを形成する。別の例として、タンデム内に複数の偏光コントローラを配置することが可能である。これは、使用されるオフザシェル型のコントローラ装置を使用することを可能にする。
【００４９】
本発明を特定の実施形態に関して説明したが、これらの実施形態は、単に本発明の原理と適用例を示したものであることを理解しなければならない。種々の変形例が説明した実施形態に加えられ、他の構成も添付された特許請求の範囲によって定義されたような本発明の精神および範囲から逸脱せずに改訂されることを理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１ａ】図１（ａ）は、入力光信号のために偏光状態を変化するために使用される一組の波長板を示す図である。
【図１ｂ】図１（ｂ）は、入力の左の円形偏光状態から出力直線偏光状態への変化を追跡する例示的なポアンカレ・チャートを示す図である。
【図２ａ】図２（ａ）は、従来の光学伝達システムに投射する信号を偏光するための一対の偏光コントローラを含む偏光マルチプレクサを示す概略図である。
【図２ｂ】図２（ｂ）は、従来の光学伝達システムから偏光信号を受信するためのデマルチプレクサおよび偏光コントローラを含む偏光デマルチプレクサを示す概略図である。
【図３】図３は、従来の偏光コントローラ・ディザリング・アルゴリズムを示す図である。
【図４】図４は、本発明の態様によるフロー・チャートを示す図である。
【図５】図５は、図４のフロー・チャートによる偏光コントロール処理を示す図である。
【図６】図６は、偏光コントローラシミュレータの概略図である。
【図７】図７（ａ）（１）〜７（ｃ）（２）は、ポアンカレ球チャートを使用する３次元状態偏光プロットを示す図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｂ）は、本発明の態様による偏光制御方法と従来の偏光制御技術を比較する際にポアンカレ・チャートを使用する経験的な結果を示す図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成17年5月27日(2005.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
2005258442.tif 000017
【図４】
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【図５】
2005258442.tif 000019
【図６】
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【図７】
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【図８】
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