(57)【要約】【課題】  優れたCMRR特性のデジタルコヒーレントレシーバを十分安定して構成することができる光デバイスおよび光デバイス出力光特性調整方法を提供する。【解決手段】  第１及び第２の光入力ポート、並びに第１及び第２の光出力ポートを備えた光合分岐素子と、前記第１および第２の光出力ポートから出射される光をそれぞれ受光する、第１及び第２の受光素子と、を有し、前記第１及び第２の光入力ポートのいずれか一方から入力する光について、分岐された当該光が出射する前記第１及び第２の光出力ポートのうち、光出力が高い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心は、光出力が低い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心よりも、対応する光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心との距離が長くなる位置関係で、前記第１及び第２の受光素子を設ける。【選択図】      図１
2012173423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光入力ポート、並びに第１及び第２の光出力ポートを備えた光合分岐素子と、
前記第１及び第２の光出力ポートから出射される光をそれぞれ受光する、第１及び第２の受光素子と、
を有し、
前記第１及び第２の光入力ポートのいずれか一方から入力する光について、分岐された当該光が出射する前記第１及び第２の光出力ポートのうち、光出力が高い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心は、光出力が低い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心よりも、対応する光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心との距離が長くなる位置関係で、前記第１及び第２の受光素子が設けられていることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記第１の光入力ポートに波長分割多重信号光が入力され、
分岐された当該波長分割多重信号光が出射する前記第１及び第２の光出力ポートのうち、前記波長分割多重信号光成分の光出力が高い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心は、前記波長分割多重信号光成分の光出力が低い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心よりも、対応する光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心との距離が長くなる位置関係で、前記第１及び第２の受光素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記第１及び第２の光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心同士の間隔は、前記第１及び第２の受光素子のいずれか一方の受光領域中心から他方の受光領域の最近接端までの間隔乃至最遠隔端までの間隔の範囲内にあり、かつ前記第１及び第２の受光素子の受光領域中心同士の間隔とは一致せず、
前記第１及び第２の光出力ポートから出射される光が、前記第１及び第２の受光素子の受光領域内のいずれかの場所をそれぞれ照射する位置に、前記第１及び第２の受光素子が設けられていることを特徴とする、請求項１または2に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１および第２の受光素子として、多連フォトダイオードを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項５】
前記光合分岐素子は、前記第１の光入力ポートから光入力する場合と、前記第２の光入力ポートとから光入力する場合とで、前記第１および第２の光出力ポートから出射される光強度の比が反転する特性を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１及び第２の受光素子の出力電流を電圧変換し差動増幅する差動増幅器をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項７】
第１の入力光を分岐して、第１及び第２の光導波路に出力する、第１の光分岐素子と、
第２の入力光を分岐して、第３及び第４の光導波路に出力する、第２の光分岐素子と、
請求項１乃至６のいずれかに記載された、第１および第２の光デバイスと、
を備え、
前記第１及び第３の光導波路は、前記第１の光デバイスの前記第１及び第２の光入力ポートにそれぞれ接続され、
前記第２及び第４の光導波路は、前記第２の光デバイスの前記第１及び第２の光入力ポートにそれぞれ接続されていることを特徴とする干渉計光デバイス。
【請求項８】
請求項１または７に記載した光デバイスにおいて、前記第１および第２の光入力ポートのいずれか一方から入力する光について、分岐された当該光が出射する前記第１および第２の光出力ポートのうち、光出力が低い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心は、光出力が高い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心よりも、対応する光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心との距離が長くなる位置関係で、前記第１及び第２の受光素子を設けることを特徴とする、光デバイス出力光特性補償方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の光入力ポートのいずれか一方から入力する光について、分岐された当該光が出射する前記第１及び第２の光出力ポートの光出力の差が大きいほど、前記第１及び第２の光出力ポートの光を出射する光導波路コア端面の中心同士の間隔と、前記第１及び第２の受光素子の受光領域中心同士の間隔との差が大きくなるように設定することを特徴とする、請求項８に記載の光デバイス出力光特性補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光デバイスに関し、特に光合分岐素子の分岐出力光のばらつきを補償する光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、100Gbit/秒を超える超高速通信において、波長利用効率、受信特性、分散補償能力に優れる偏波直交多重多値デジタル信号変調方式（DP-QPSK: Dual Polarization Differential Quadrature Phase Shift Keying）による通信技術が注目されている。DP-QPSK方式における受信器（レシーバ）には、光信号をＴＥ（Transverse Electric）光信号とＴＭ（Transverse Magnetic）光信号とに偏波分離する機能と、これら偏波分離した光信号から位相情報を取り出すための９０度光ハイブリッド機能が必要とされる。この位相情報は、互いにπの位相差を有するＩｐとＩｎ、並びにＩｐとＩｎに対してそれぞれπ／２の位相遅延を有するＱｐとＱｎとからなる、Ｉ−Ｑ平面上の４値の位相情報である。
【０００３】
上述のDP-QPSK方式の受信器においては、９０度光ハイブリッド機能を担う部分の光回路装置として、例えば特許文献１あるいは特許文献２に記載された、コヒーレントミキサーと呼ばれる９０度光ハイブリッド干渉計を、２つ並べた構成のデジタルコヒーレントレシーバが用いられる。このデジタルコヒーレントレシーバでは、偏波分離された２つの信号光を、２つの光ハイブリッド干渉計がそれぞれ復調する。図８は特許文献１あるいは特許文献２に記載された、一般的な９０度光ハイブリッド干渉計の構成概略を示す。この構造の９０度光ハイブリッド干渉計は光導波路３０、３１、３２、３３、スプリッタ３４、３５、光カプラ３６、３７から構成することができる。また光導波路３０と３２との光路長差は、光導波路３１と３３との光路長差よりもλ／４（λは光波長）だけ大きいか、もしくは小さくなるように配置される。図８において９０度光ハイブリッド干渉計には、偏波分離された一方の信号光と、位相情報を復調するために信号光と干渉させる局部発振光がそれぞれ入射される。そして信号光と局部発振光との干渉による出力光は、フォトダイオード３８〜４１で電流信号に変換され、さらに後段のTIA（Trans Impedance Amplifier）４２、４３によって電圧変換され信号が復元される。
【０００４】
部品実装の上で、フォトダイオード３８、３９、及びフォトダイオード４０、４１にはそれぞれ、２連フォトダイオードを用いると都合がよい。ただし標準品の２連フォトダイオードを用いる場合は、フォトダイオード間隔の規格が定まっているため、９０度光ハイブリッド干渉計の導波路構造は、フォトダイオード間隔にあわせて設計する必要がある。一方、フォトダイオード３８〜４１をすべて単体のフォトダイオードで構成した場合は、個別に適切な受光位置に各フォトダイオードを設置することができる。例えば特許文献３には、入力光の位相に応じて集光位置が異なる、空間干渉型の干渉計において、それぞれの集光位置に応じて複数の受光素子を配置する構成が記載されている。
【０００５】
ところで、上記の９０度光ハイブリッド干渉計を用いたDP-QPSKレシーバの性能を左右する重要な特性に、CMRR（Common-Mode Rejection Ratio：同相信号除去比）と呼ばれる特性がある。これは信号を電圧変換する際に使用する差動増幅回路などにおいて、2つの入力に共通する入力信号成分をどれだけ除去できるかの尺度である。CMRRが高い増幅器は、高い電圧オフセットを加えることができるため、ショット雑音の影響を大幅に軽減し、高い受信感度を実現することができる。受信機のCMRR性能に影響する特性の一つが、図８において、９０度光ハイブリッド干渉計に配置される光カプラ３６、３７の分岐光強度比である。この光カプラの理想的な分岐特性は、分岐光の一方をP（Positive）、他方をN（Negative）と呼ぶとすると、分岐比がP側：N側＝50：50となることである。そして光カプラの特性である、PN間インバランス（分岐比50％からの乖離量を示し、PN間インバランス＝｜10log（P側強度／N側強度）｜［ｄB］で表される）が大きいほどレシーバのCMRRは悪化する。
【０００６】
図８に示す９０度光ハイブリッド干渉計においては、入射した信号光は、スプリッタ３４で二つに分岐され光カプラ３６と光カプラ３７にそれぞれ入力する。このときそれぞれの光カプラにおいて、PN間インバランスが信号光に対するCMRRにとって問題となる。同様に、入力した局部発振光についても、光カプラ３６、３７のPN間インバランスが、局部発振光に対するCMRRにとって問題となる。
【０００７】
なお光導波路で構成した光カプラは、方向性結合器やマッハツェンダ干渉計、あるいはマルチモード干渉計などを利用するのが一般的であり、これらの光カプラは入力するポートが入れ替わると出力光の分岐比が反転する性質を有している。すなわち図９（ａ）に示すように、まず、入力ポート1から光を入射した場合の出力光の強度が、出力ポート1：出力ポート2＝60：40の比率であったとする。この光カプラに入力ポート2から光を入射した場合、図９（ｂ）に示すように、２つの出力光の強度の比率は出力ポート1：出力ポート2＝40：60となる。ここで入力ポートおよび出力ポートは、光が伝播するコアおよびコアを覆うクラッドからなる光導波路で構成されるが、図９（ａ）、（ｂ）では、入力ポートおよび出力ポートを、光導波路コアの形状で示している。
【０００８】
デジタルコヒーレントレシーバの仕様は、高速データ通信を推進する業界団体であるOIF（Optical Internetworking Forum）で標準化の検討が進められており、レシーバの開発はこの仕様に則って行われている。現状、連続発振光におけるCMRR特性の仕様は、対信号光で-20dBe、対局部発振光で-12dBeまでとなっている。この値はPN間インバランスに換算すると、それぞれ0.87dB、2.23dBに相当する。
【０００９】
ここで、光導波路で構成される光カプラは、その製造ばらつきによってPN間インバランスを生じうるが、PN間インバランスの値として一般的に0.5dB程度までは製造上制御可能で、光カプラ自体は上述のCMRR特性の仕様に十分対応したものを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−１６２８０８号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３５５５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４５９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図８に示した９０度光ハイブリッド干渉計には次のような問題があった。
【００１２】
すなわち、デジタルコヒーレントレシーバの仕様としてのCMRR特性は、上述したとおりPN間インバランスに換算して0.87dBをクリアする必要がある。しかしこの値はCMRR特性を単純にPN間インバランスに換算したものであり、光カプラのPN間インバランスが0.5dB以下であっても、実際にCMRR特性の仕様を満たせるとは限らない。なぜなら実際には光カプラ自体のPN間インバランスに加え、フォトダイオードへの結合損ばらつき、フォトダイオード量子効率ばらつきなどの要因により、フォトダイオード受光後のPN間インバランスが0.87dBを超えることもあるからである。
【００１３】
現状でこれら個々の要因をさらに改善することは難しいため、CMRR特性の仕様を満たしたデジタルコヒーレントレシーバを十分安定して製造することができず、製造歩留まりが低下し、コストが増加するという問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、優れたCMRR特性のデジタルコヒーレントレシーバを十分安定して構成することができる光デバイスおよび光デバイス出力光特性調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の光デバイスは、第１及び第２の光入力ポート、並びに第１及び第２の光出力ポートを備えた光合分岐素子と、前記第１および第２の光出力ポートから出射される光をそれぞれ受光する、第１及び第２の受光素子と、を有し、前記第１及び第２の光入力ポートのいずれか一方から入力する光について、分岐された当該光が出射する前記第１及び第２の光出力ポートのうち、光出力が高い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心は、光出力が低い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心よりも、対応する光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心との距離が長くなる位置関係で、前記第１及び第２の受光素子が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の光デバイス出力光特性補償方法は、前記第１および第２の光入力ポートのいずれか一方から入力する光について、分岐された当該光が出射する前記第１および第２の光出力ポートのうち、光出力が低い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心は、光出力が高い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心よりも、対応する光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心との距離が長くなる位置関係で、前記第１及び第２の受光素子を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、優れたCMRR特性のデジタルコヒーレントレシーバを十分安定して構成することができる光デバイスおよび光デバイス出力光特性調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光デバイスの構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の、フォトダイオード６ａ、７ａの位置と受光量との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第３の実施の形態の光デバイスの構造を示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の、２連フォトダイオード台座部材の位置と、フォトダイオード６ｂ、７ｂの受光量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第４の実施の形態の、２連フォトダイオード台座部材の位置と、フォトダイオード６ｂ、７ｂの受光量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第４の実施の形態において、台座部材８の実装位置を調整した場合の、光出力ポート３、４およびフォトダイオード６ｂ、７ｂの位置関係を示す模式図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態の、コヒーレントミキサーの構造を示す模式図である。
【図８】一般的なコヒーレントミキサーの構造を示す模式図である。
【図９】光カプラの、入力するポートが入れ替わると出力光の分岐比が反転する性質を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の光デバイスの構成を示す模式図である。
【００２０】
この光デバイスは、光入力ポート１、２、並びに光出力ポート３、４を備えた光合分岐素子５と、光出力ポート３、４から出射される光をそれぞれ受光する、受光素子６、７と、を有している。
【００２１】
光入力ポートの１、２いずれか一方から入力する光について、分岐された当該光が出射する光出力ポート３、４のうち、光出力が高い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心は、光出力が低い方の光出力ポートからの光を受光する受光素子の受光領域中心よりも、対応する光出力ポートからの光を出射する光導波路コア端面の中心との距離が長くなる位置関係で、受光素子６、７が設けられている。
【００２２】
なおここで受光素子の受光領域内のある点を中心とした半径ｒの円に含まれる受光領域の面積Ｓ（ｒ）を、ｒについて０からＲｍａｘ（受光領域内の２点間の距離の最大値）まで積分した値が最大となる受光領域の点を、受光領域中心とする。
【００２３】
同様に、光導波路コア端面内のある点を中心とした半径ｌの円に含まれるコア端面の面積Ｓ（ｌ）を、ｌについて０からＬｍａｘ（コア端面内の２点間の距離の最大値）まで積分した値が最大となるコア端面の点を、光導波路コア端面の中心とする。
【００２４】
図１においては、光入力ポート１から入射した光について、光出力ポート４からの光出力の方が、光出力ポート３からの光出力より低い例を示している。この場合、例えば、受光素子７は受光領域中心と光出力ポート４からの光を出射する光導波路コア端面とが最短距離で対向する位置に設置する。一方、受光素子６は受光領域中心と光出力ポート３からの光を出射する光導波路コア端面とが最短距離で対向する位置より上側にずれた位置に設置する。このように受光素子６の位置を調整し、結合損により受光素子6の受光量を低下させることにより、光入力ポート１から入射した光について、光出力ポート3、４の光出力の不均衡を、受光素子６、７の受光量レベルで補償することが可能になる。
【００２５】
なお上記の例では、受光素子の位置は図１における上下方向に調整する場合を示したが、位置の調整は左右方向に行ってもよい。
【００２６】
図１に示した光デバイスを例えばコヒーレントミキサーとして用いた場合、波長多重された様々な波長が混在した光が信号光として例えば光入力ポート１から入力される。一方、局部発振光は一般的にチューナブルレーザからのコヒーレントな単色光が用いられ、光入力ポート２から入力される。この場合、信号選択は局部発振光の波長を復調したい信号光の波長に合わせることで行われるが、それ以外の波長の光は、そのチャンネルにとってはノイズとなる。つまり、局部発振光に対して信号光の方にはノイズが重畳されているということであり、光合分岐素子のPN間インバランスは、これらのノイズが差動増幅回路において十分に相殺できる程度に小さいことが要求される。従って、光入力ポート２（局部発振光ポート）から入射して得られるPN間インバランスよりも、光入力ポート１（信号光ポート）から入射して得られるPN間インバランスの方が要求されるレベルが厳しいという事情がある。したがって光合分岐素子５の分岐比が50％から乖離している場合、信号光成分に対する出力光についてPN間インバランスを受光量で補償するように受光素子６、７の位置関係を調整して実装すれば、実質的にレシーバのCMRR性能を効果的に向上できる。またこのとき局部発振光成分に対するPN間インバランスは多少犠牲になるものの、レシーバの特性に影響は与えない。
【００２７】
以上のようにこの実施の形態によれば、優れたCMRR特性のデジタルコヒーレントレシーバを十分安定して構成することができる光デバイスを提供することができる。
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、図１における受光素子６、７として、例えば共に受光領域の形状が正方形で一辺の長さが５０μｍの、フォトダイオード６ａ、７ａを用いる。以降、受光素子６、７はそれぞれフォトダイオード６ａ、７ａに置き換えて説明する。ここで、光入力ポート１から入力した光は、光合分岐素子５の特性により光出力ポート３、４からそれぞれ例えば52：48の割合で分岐されるとする。このとき、光出力ポート４からの光を出射する光導波路コア端面とフォトダイオード７ａの受光領域中心とは最短距離で対向するよう配置する。一方、フォトダイオード６ａは受光領域中心と光出力ポート３からの光を出射する光導波路コア端面とが最短距離で対向する位置より上側にずれた位置に配置し、結合損を生じさせることにより、受光光量を4％分低下させている。
【００２８】
図２は、図１においてフォトダイオード６ａ、７ａの受光領域中心と光出力ポート３、４の光導波路コア端面中心とがそれぞれ最短処理で対向する位置を基準とし、フォトダイオード６ａ、７ａの位置をそれぞれ上下に移動させたときの、フォトダイオード６ａ、７ａの受光量の関係の例を示す。図２では、フォトダイオード７ａを基準位置に設置した場合、フォトダイオード６ａを基準位置から２０μｍずれた位置に設置すると、両フォトダイオードの受光量の差がなくなる。したがってこのとき、光入力ポート１から入力した光に対する、光合分岐素子５の出力光インバランスを補償することができる。なお図２から明らかなように、光出力ポート３、４からの光出力強度のバランスが５０：５０の比率から離れるほど、それを補償するためには光出力ポート３からの光を出射する光導波路コア端面とフォトダイオード６ａの受光領域中心との距離を長くする必要がある。
【００２９】
以上のようにこの実施の形態では、フォトダイオードの位置と受光量との関係を基に、出力光インバランス補償のための調整を行っているため、光合分岐素子５の出力光インバランスの値に応じた調整が容易となる構成が可能になる。
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００３０】
図３は本発明の第３の実施の形態の光デバイスの構成を示す模式図である。図３においては図１と同一の構成要素については同じ番号を付してある。第３の実施の形態では、光出力ポート３、４から出射される光をそれぞれ受光する受光素子として、標準的に使用される2連フォトダイオードを用いるものとする。この２連フォトダイオードはフォトダイオード６ｂ、７ｂからなり、フォトダイオード６ｂ、７ｂは例えば受光領域の形状が共に正方形で一辺の長さは５０μｍ、受光領域中心同士の間隔は２５０μｍとする。
【００３１】
光出力ポート３、４の光導波路コア端面中心同士の間隔Dは、フォトダイオード６ｂ、７ｂのいずれか一方の受光領域中心から他方の受光領域の近接端までの間隔ｘ乃至遠隔端までの間隔ｚの範囲内にある。そしてフォトダイオード６ｂ、７ｂの受光領域中心同士の間隔ｙとは一致しない。なおここで光導波路コア端面中心同士の間隔Dは、双方の光導波路コアの端面における、基板に対して水平方向の最大幅の中心同士の距離とする。
【００３２】
また光出力ポート３、４から出射される光が、フォトダイオード６ｂ、７ｂの受光領域内のいずれかの場所をそれぞれ照射する位置に、フォトダイオード６ｂ、７ｂが設けられている。図３においては、ｙ＜D＜ｚとした場合の例を示している。
【００３３】
ここで、光入力ポート１から入力した光は、光合分岐素子５の特性により光出力ポート３、４からそれぞれ例えば52：48の割合で分岐される。この場合、図３のように、光出力ポート４からの光を出射する光導波路コア端面とフォトダイオード７ｂの受光領域中心が最短距離で対向したときに、フォトダイオード６ｂ側の受光光量が結合損により4％分低下するよう設計する。すなわち、予め光出力ポート３、４の端面部分の間隔Ｄをフォトダイオード６ｂ、７ｂの受光中心の間隔ｙより広げて設計しておく。ここではＤの値として例えば２７０μｍと設定する。なお光入力ポート１から入力する光について、分岐光である光出力ポート３、４の光出力強度同士の差が大きいほど、Ｄと、ｙとの差は大きくなるように設定する。
【００３４】
図４は光出力ポート４からの光を出射する光導波路コア端面とフォトダイオード７ｂの受光領域中心が最短距離で対向する位置を基準とし、フォトダイオード６ｂ、７ｂが固定された台座部材の位置を上下に移動させたときのフォトダイオード６ｂ、７ｂの受光量の関係を示す。図４では、光出力ポート４からの光を出射する光導波路コア端面とフォトダイオード７ｂの受光領域中心が最短距離で対向する位置にあるとき、フォトダイオード６ｂ、７ｂの受光量の差がなくなり、光入力ポート１から入力した光に対する、光合分岐素子５の出力光インバランスを補償することができる。
【００３５】
上述の第１、第２の実施の形態のように、単体のフォトダイオードチップを一つずつ実装した場合、フォトダイオードの単価は安くなるものの、実装数が多くなるため実装コストが増加する。また、製造における熱工程の都合から、複数のフォトダイオードを同じ台座部材上に実装することができず、結果的に部品点数も多くなる。一方、２連フォトダイオードの場合、受光素子の間隔が固定されているため、PN間インバランス特性の改善のために、第１、第２の実施の形態で述べた方法により片方のフォトダイオードだけを光軸に対して調整することができない。
【００３６】
しかしこの第３の実施の形態によれば、２連フォトダイオードのような、間隔が固定された受光素子を利用した場合でも、光合分岐素子の出力インバランスを補償する調整が可能な光デバイスを提供できる。
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。上述の第３の実施の形態は、光合分岐素子の分岐光量に4％程度の差があることを予測できていた場合には有効であるが、実際の値は製造時の外乱などによってばらつくことがある。このような場合、分岐比の分布から想定し得る調整量を決定しておき、２連フォトダイオードの実装時に調整を行うことができる。
【００３７】
例えば、図３において最大で6％の調整が想定される場合には、ｙに対するＤの値を、上記第３の実施の形態の場合よりさらに広げた値で設計しておく。すなわち、光出力ポート４からの光を出射する光導波路コア端面とフォトダイオード７ｂの受光領域中心が最短距離で対向する位置（これを基準位置とする）にあるとき、フォトダイオード６ｂ側の受光量が結合損により６％分低下する位置関係とする。
【００３８】
ここで光合分岐素子５の光分岐特性が、実際には52：48であった場合、基準位置では、フォトダイオード６ｂ、７ｂの受光量は46％、48％となり、インバランスをゼロにまではすることができない。そこで、以下に説明するように２連フォトダイオードの実装位置を調整することで、PN間インバランスをなくすことが可能となる。
【００３９】
図５は、フォトダイオード７ｂが基準位置に対して上下に移動するように、２連フォトダイオードが固定された台座部材の位置を移動させたときの、フォトダイオード６ｂ、７ｂの受光量の関係を示す。この場合、台座部材が基準位置から約５μｍ上側に移動したとき、フォトダイオード６ｂ側で5％程度、フォトダイオード７ｂ側で1％程度だけ受光光量が低下する。そしてこのとき、フォトダイオード６ｂ、７ｂの受光量の差がなくなり、光入力ポート１から入力した光に対する、光合分岐素子５の出力光インバランスを補償することができる。図６は、台座部材８の実装位置を上記のように調整した場合の、光出力ポート３、４およびフォトダイオード６ｂ、７ｂの位置関係を示す。
【００４０】
なお、実際のＤとフォトダイオード６ｂ、７ｂの受光光量の関係は、フォトダイオードの量子効率の個体差や、受光面の形状、出力光のスポットサイズなどによって多様であるが、これらは実験的に導出した値で設計すればよい。
【００４１】
以上のようにこの実施の形態では、光合分岐素子の分岐光量のインバランスの値が予め正確に予測できなくても、実質的にインバランスを補償することができる利点がある。
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態について説明する。上述の第１乃至第４の実施の形態で説明した光デバイスは、図７に示したようなコヒーレントミキサーに適用することができる。
【００４２】
すなわち、図７に示したコヒーレントミキサーにおいて、例えばスプリッタ１４、１５としてＹ分岐型光分岐素子を用いる。そして光合分岐素子１６、１７の各光出力ポート２４〜２７、およびフォトダイオード１８〜２１を、上述の第１乃至第４の実施の形態で説明した位置関係で配置することにより、信号光成分に対する光合分岐素子１６、１７のインバランスを補償する構成とすることができる。
【００４３】
上述したように、一方の入力光に対する光合分岐素子１６、１７のインバランスを補償した場合、他方の入力光に対する光合分岐素子１６、１７のインバランスは悪化することになる。しかしながらコヒーレントミキサーにおける光合分岐素子は、信号光成分に対する分岐光量のインバランス許容レベルが非常に厳しいのに対して、局部発振光成分に対してはそれほど厳しくなく、通常そちらが問題になることはない。したがってこの実施の形態の光デバイスの適用は、コヒーレントミキサーの実質的なCMRR性能の向上にとって特にメリットを発揮できる。
【００４４】
なお上述したいずれの実施の形態においても、各光出力ポートから出射される光をそれぞれ受光する受光素子として、同一の基板上に２つ以上のフォトダイオードが備えられた多連フォトダイオードを用いることができる。この多連フォトダイオードは、個々のフォトダイオード同士の間隔が規格として定まっている標準品が、一般的に入手が容易である。このような標準品の多連フォトダイオードを用いる場合は、実装する時点でフォトダイオード同士の間隔が固定しているが、光デバイスの設計において、出力ポート同士の間隔を適切に設定すれば、光合分岐素子の出力インバランス補償の調整が可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１    光入力ポート
２    光入力ポート
３    光出力ポート
４    光出力ポート
５    光合分岐素子
６    受光素子
６ａ    フォトダイオード
６ｂ    フォトダイオード
７    受光素子
７ａ    フォトダイオード
７ｂ    フォトダイオード
８    台座部材
１０    光導波路
１１    光導波路
１２    光導波路
１３    光導波路
１４    スプリッタ
１５    スプリッタ
１６    光カプラ
１７    光カプラ
１８    フォトダイオード
１９    フォトダイオード
２０    フォトダイオード
２１    フォトダイオード
２２    ＴＩＡ
２３    ＴＩＡ
２４    光出力ポート
２５    光出力ポート
２６    光出力ポート
２７    光出力ポート
３０    光導波路
３１    光導波路
３２    光導波路
３３    光導波路
３４    スプリッタ
３５    スプリッタ
３６    光カプラ
３７    光カプラ
３８    フォトダイオード
３９    フォトダイオード
４０    フォトダイオード
４１    フォトダイオード
４２    ＴＩＡ
４３    ＴＩＡ
【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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