(57)【要約】【課題】偏波分離を用いる光受信器においては、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することが困難である。【解決手段】本発明の光受信器は、第１の入力光の偏波状態を調整し、偏波調整光を出力する偏波調整手段と、偏波調整光を、偏波面が互いに直交する第１偏波調整光と第２偏波調整光に分離する第１の偏波分離手段と、第２の入力光を、偏波面が互いに直交する第１偏波入力光と第２偏波入力光に分離する第２の偏波分離手段と、第１偏波調整光と第１偏波入力光を干渉させて第１の干渉光を出力する第１の光ハイブリッド干渉手段と、第２偏波調整光と第２偏波入力光を干渉させて第２の干渉光を出力する第２の光ハイブリッド干渉手段と、第１の干渉光の強度と第２の干渉光の強度に基づいて、偏波調整手段を制御する制御手段、とを有する。【選択図】      図１
2017143485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力光の偏波状態を調整し、偏波調整光を出力する偏波調整手段と、
前記偏波調整光を、偏波面が互いに直交する第１偏波調整光と第２偏波調整光に分離する第１の偏波分離手段と、
第２の入力光を、偏波面が互いに直交する第１偏波入力光と第２偏波入力光に分離する第２の偏波分離手段と、
前記第１偏波調整光と前記第１偏波入力光を干渉させて第１の干渉光を出力する第１の光ハイブリッド干渉手段と、
前記第２偏波調整光と前記第２偏波入力光を干渉させて第２の干渉光を出力する第２の光ハイブリッド干渉手段と、
前記第１の干渉光の強度と前記第２の干渉光の強度に基づいて、前記偏波調整手段を制御する制御手段、とを有する
光受信器。
【請求項２】
前記偏波調整手段は、前記第１の入力光の偏波状態を制御することによって、前記第１の入力光の一の偏波成分である第１の入力光偏波成分と、前記第１の入力光偏波成分に直交する第２の入力光偏波成分の光パワーの比である入力光パワー比を調整する
請求項１に記載した光受信器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の干渉光の強度と前記第２の干渉光の強度が略等しくなるように、前記偏波調整手段を制御する
請求項１または２に記載した光受信器。
【請求項４】
前記第１の干渉光を光電変換して第１の電気信号を生成し、前記第２の干渉光を光電変換して第２の電気信号を生成する光電変換手段を備え、
前記制御手段は、
前記第１の電気信号から第１のモニタ信号を検出し、前記第２の電気信号から第２のモニタ信号を検出する検出手段と、
前記第１のモニタ信号と前記第２のモニタ信号に基づいて前記偏波調整手段を制御する偏波制御手段、とを備える
請求項１から３のいずれか一項に記載した光受信器。
【請求項５】
前記光電変換手段は、フォトダイオードとトランスインピーダンス増幅器を含む
請求項４に記載した光受信器。
【請求項６】
前記第１の入力光は、送信側から送出された信号光であり、
前記第２の入力光は、局部発振光源から送出された局部発振光である
請求項１から５のいずれか一項に記載した光受信器。
【請求項７】
前記第１の入力光は、局部発振光源から送出された局部発振光であり、
前記第２の入力光は、送信側から送出された信号光である
請求項１から５のいずれか一項に記載した光受信器。
【請求項８】
請求項４または５に記載した光受信器と、
前記第１の入力光および前記第２の入力光のいずれか一方である局部発振光を送出する局部発振光源と、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号をデジタル信号に変換して信号処理を行い、復調信号を生成するデジタル信号処理手段、とを有する
光受信装置。
【請求項９】
第１の入力光の偏波状態を調整して、偏波調整光を生成し、
前記偏波調整光を、偏波面が互いに直交する第１偏波調整光と第２偏波調整光に分離し、
第２の入力光を、偏波面が互いに直交する第１偏波入力光と第２偏波入力光に分離し、
前記第１偏波調整光と前記第１偏波入力光を干渉させて第１の干渉光を生成し、
前記第２偏波調整光と前記第２偏波入力光を干渉させて第２の干渉光を生成し、
前記第１の干渉光の強度と前記第２の干渉光の強度に基づいて、前記偏波状態の調整量を制御する
光受信方法。
【請求項１０】
前記偏波状態の調整量の制御は、前記第１の干渉光の強度と前記第２の干渉光の強度が略等しくなるように、前記偏波状態の調整量を制御することを含む
請求項９に記載した光受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信器および光受信方法に関し、特に、コヒーレント光受信方式を用いた光受信器および光受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット内の情報量（トラフィック）の増大に伴い基幹伝送システムの更なる大容量化が求められている。大容量化のための技術としては、光多値変調方式や偏波多重方式などの複数チャンネルを用いた光伝送技術がある。
【０００３】
偏波多重方式による光伝送システムでは、互いに直交する１組の偏波成分であるＸ偏波およびＹ偏波を利用して、１組のデータ信号が伝送される。光受信器では、Ｘ偏波およびＹ偏波を互いに分離することにより、１組のデータ信号が抽出される。しかしながら、偏波依存損失などによりＸ偏波チャネルとＹ偏波チャネルとの間の直交性が劣化すると、Ｘ偏波チャネルおよびＹ偏波チャネルにより伝送される１組のデータ信号の双方の品質を維持することが困難になる、という問題があった。
【０００４】
このような問題を解決する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された関連する偏波多重光受信器は、偏波制御器、偏波スプリッタ、第１の検出器、第２の検出器、および制御部、を有する。
【０００５】
ここで、偏波制御器は、偏波多重光信号の偏波状態を制御する。偏波スプリッタは、偏波制御器により偏波状態が制御された偏波多重光信号を第１の偏波信号および第２の偏波信号に分離する。第１の検出器は、第１の偏波信号の光パワーを検出する。第２の検出器は、第２の偏波信号の光パワーを検出する。そして、制御部は、第１の検出器から出力される第１の光パワー信号および第２の検出器から出力される第２の光パワー信号に基づいて、偏波制御器を制御する構成としている。
【０００６】
このような構成としたことにより、特許文献１に記載された関連する偏波多重光受信器においては、第１および第２の偏波信号の双方に基づいて入力偏波多重光信号の偏波状態が制御される。したがって、第１および第２の偏波の直交性が劣化した場合であっても、双方の偏波チャネルの品質を総合的に改善することができる、としている。
【０００７】
また、特許文献２には、偏波調整手段、光受信手段、Ａ／Ｄ変換手段、デジタル信号処理手段、およびフィードバック制御手段を備えた偏波多重光受信機が記載されている。特許文献２に記載された関連する偏波多重光受信機においては、フィードバック制御手段が、取り出された信号データの品質に基づいて制御信号を生成して偏波調整手段へ出力する構成としている。これにより、受信状態の不完全性をより高精度に補償して良好な伝送特性を実現できる、としている。
【０００８】
一方、大容量化とともに受信感度の向上が重要となっており、受信感度に優れたコヒーレント光受信方式が注目されている（例えば、特許文献３および４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１７８０９１号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３４０６５号公報
【特許文献３】特開２０１２−０５０１４０号公報
【特許文献４】特開２００８−２７８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したコヒーレント光受信方式においては、信号光は光受信器の内部で垂直偏波面と水平偏波面に偏波分離され、局部発振光と混合されることによりコヒーレント光受信が行われる。そのため、入力される信号光は理想的には、垂直偏波面と水平偏波面の光パワーが均等であることが望ましい。しかしながら信号光は、光ファイバ内を長距離にわたって伝搬する間に偏波状態が歪むので、理想的な偏波状態を保持することが困難である。
【００１１】
このとき、特許文献１に記載された関連する偏波多重光受信器のように、偏波スプリッタが分離した第１の偏波信号および第２の偏波信号を、第１の検出器および第２の検出器で検出する構成とすると、光タップ構造が必要となる。そのため、光受信器の構成部品が増えコストが増大してしまう。さらに、光タップ構造により光パワーの一部をモニタ用に分岐すると、信号光の受信処理に使用する光パワーが減少し、受信特性が劣化するという問題がある。
【００１２】
一方、特許文献２に記載された関連する偏波多重光受信機においては、取り出された信号データの品質に基づいて制御信号を生成する構成としているので、応答性に限界がある。
【００１３】
このように、偏波分離を用いる光受信器においては、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することが困難である、という問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、上述した課題である、偏波分離を用いる光受信器においては、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することが困難である、という課題を解決する光受信器および光受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の光受信器は、第１の入力光の偏波状態を調整し、偏波調整光を出力する偏波調整手段と、偏波調整光を、偏波面が互いに直交する第１偏波調整光と第２偏波調整光に分離する第１の偏波分離手段と、第２の入力光を、偏波面が互いに直交する第１偏波入力光と第２偏波入力光に分離する第２の偏波分離手段と、第１偏波調整光と第１偏波入力光を干渉させて第１の干渉光を出力する第１の光ハイブリッド干渉手段と、第２偏波調整光と第２偏波入力光を干渉させて第２の干渉光を出力する第２の光ハイブリッド干渉手段と、第１の干渉光の強度と第２の干渉光の強度に基づいて、偏波調整手段を制御する制御手段、とを有する。
【００１６】
本発明の光受信方法は、第１の入力光の偏波状態を調整して、偏波調整光を生成し、偏波調整光を、偏波面が互いに直交する第１偏波調整光と第２偏波調整光に分離し、第２の入力光を、偏波面が互いに直交する第１偏波入力光と第２偏波入力光に分離し、第１偏波調整光と第１偏波入力光を干渉させて第１の干渉光を生成し、第２偏波調整光と第２偏波入力光を干渉させて第２の干渉光を生成し、第１の干渉光の強度と第２の干渉光の強度に基づいて、偏波状態の調整量を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光受信器および光受信方法によれば、偏波分離を用いる構成において、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光受信器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光受信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。
【００２０】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光受信器１００の構成を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態に係る光受信器１００は、偏波調整手段１１０、第１の偏波分離手段１２０、第２の偏波分離手段１３０、第１の光ハイブリッド干渉手段１４０、第２の光ハイブリッド干渉手段１５０、および制御手段１６０を有する。
【００２２】
偏波調整手段１１０は、第１の入力光Ｓ１１の偏波状態を調整し、偏波調整光を出力する。第１の偏波分離手段１２０は、偏波調整光を、偏波面が互いに直交する第１偏波調整光と第２偏波調整光に分離する。第２の偏波分離手段１３０は、第２の入力光Ｓ１２を、偏波面が互いに直交する第１偏波入力光と第２偏波入力光に分離する。
【００２３】
第１の光ハイブリッド干渉手段１４０は、第１偏波調整光と第１偏波入力光を干渉させて第１の干渉光Ｓ２１を出力する。第２の光ハイブリッド干渉手段１５０は、第２偏波調整光と第２偏波入力光を干渉させて第２の干渉光Ｓ２２を出力する。そして、制御手段１６０は、第１の干渉光Ｓ２１の強度と第２の干渉光Ｓ２２の強度に基づいて、偏波調整手段１１０を制御する。
【００２４】
このように、本実施形態の光受信器１００は、第１の干渉光Ｓ２１の強度と第２の干渉光Ｓ２２の強度に基づいて、偏波調整手段１１０を制御する構成としている。そのため、モニタ用に光分岐構造を別途設ける必要がない。その結果、本発明の光受信器１００によれば、偏波分離を用いる構成において、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することができる。
【００２５】
上述したように、偏波調整手段１１０は、第１の入力光Ｓ１１の偏波状態を制御する。これにより偏波調整手段１１０は、第１の入力光Ｓ１１の一の偏波成分である第１の入力光偏波成分と、第１の入力光偏波成分に直交する第２の入力光偏波成分の光パワーの比である入力光パワー比を調整する構成とすることができる。
【００２６】
また、制御手段１６０は、第１の干渉光Ｓ２１の強度と第２の干渉光Ｓ２２の強度が略等しくなるように、偏波調整手段１１０を制御する構成とすることができる。
【００２７】
ここで、第１の入力光Ｓ１１は、送信側から送出された信号光であり、第２の入力光Ｓ１２は、局部発振光源から送出された局部発振光とすることができる。これに限らず、第１の入力光Ｓ１１は、局部発振光源から送出された局部発振光であり、第２の入力光Ｓ１２は、送信側から送出された信号光である構成としてもよい。
【００２８】
次に、本実施形態の光受信方法について説明する。
【００２９】
本実施形態の光受信方法では、まず、第１の入力光の偏波状態を調整して、偏波調整光を生成する。続いて、この偏波調整光を、偏波面が互いに直交する第１偏波調整光と第２偏波調整光に分離する。また、第２の入力光を、偏波面が互いに直交する第１偏波入力光と第２偏波入力光に分離する。その後、第１偏波調整光と第１偏波入力光を干渉させて第１の干渉光を生成し、第２偏波調整光と第２偏波入力光を干渉させて第２の干渉光を生成する。そして、第１の干渉光の強度と第２の干渉光の強度に基づいて、偏波状態の調整量を制御する。
【００３０】
ここで、上述した偏波調整光の生成は、第１の入力光の偏波状態を制御することによって、第１の入力光の一の偏波成分である第１の入力光偏波成分と、第１の入力光偏波成分に直交する第２の入力光偏波成分の光パワーの比である入力光パワー比を調整することを含む。
【００３１】
また、上述した偏波状態の調整量の制御は、第１の干渉光の強度と第２の干渉光の強度が略等しくなるように、偏波状態の調整量を制御することを含む構成とすることができる。
【００３２】
上述したように、本実施形態の光受信器１００および光受信方法によれば、偏波分離を用いる構成において、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することができる。
【００３３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係る光受信装置１０００の構成を示すブロック図である。
【００３４】
本実施形態による光受信装置１０００は、コヒーレント光受信器２００、局部発振光源３００、およびデジタル信号処理部４００を有する。局部発振光源３００は、第２の入力光としての局部発振光Ｓ３２を送出する。デジタル信号処理部４００は、コヒーレント光受信器２００が出力する電気信号をデジタル信号に変換して信号処理を行い、復調信号を生成する。
【００３５】
コヒーレント光受信器２００は、偏波調整手段としての偏波制御素子２１０、第１の偏波分離手段としての第１の偏波ビームスプリッタ２２０、第２の偏波分離手段としての第２の偏波ビームスプリッタ２３０を備える。
【００３６】
偏波制御素子２１０は、送信側から送出された信号光（第１の入力光）Ｓ３１を受光し、入力された信号光の偏波状態を変更する。偏波制御素子２１０は、波長板を組み合わせることにより構成することができる。第１の偏波ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ：ＰＢＳ）２２０は、偏波状態が変更された信号光を偏波分離する。第２の偏波ビームスプリッタ２３０は、局部発振光Ｓ３２を偏波分離する。
【００３７】
コヒーレント光受信器２００はさらに、第１の光ハイブリッド部（第１の光ハイブリッド干渉手段）２４０、第２の光ハイブリッド部（第２の光ハイブリッド干渉手段）２５０、検出手段としてのモニタ部２６１、および偏波制御部（偏波制御手段）２６２を備える。ここで、モニタ部（検出手段）２６１と偏波制御部（偏波制御手段）２６２が制御手段を構成している。第１の光ハイブリッド部２４０および第２の光ハイブリッド部２５０は、偏波分離された信号光と偏波分離された局部発振光とをそれぞれ干渉させ、干渉光を出力する。
【００３８】
ここまでのコヒーレント光受信器２００の構成は、第１の実施形態による光受信器１００の構成と同様である。
【００３９】
本実施形態のコヒーレント光受信器２００はさらに、光電変換手段を備えた構成とした。光電変換手段は、第１の光ハイブリッド部２４０が出力する第１の干渉光を光電変換して第１の電気信号を生成し、第２の光ハイブリッド部２５０が出力する第２の干渉光を光電変換して第２の電気信号を生成する。
【００４０】
ここで光電変換手段は、干渉光を受光するフォトダイオード２７１とトランスインピーダンス増幅器（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＴＩＡ）２７２を含む構成とすることができる。トランスインピーダンス増幅器２７２は、フォトダイオード２７１が出力する出力電流を電圧信号に変換する。
【００４１】
このとき、モニタ部２６１は、第１の電気信号から第１のモニタ信号を検出し、第２の電気信号から第２のモニタ信号を検出する。そして、偏波制御部（偏波制御手段）２６２は、第１のモニタ信号と第２のモニタ信号に基づいて偏波制御素子２１０を制御する。
【００４２】
なお、図２では、モニタ部２６１はフォトダイオード２７１が出力する出力電流をモニタ信号として検出する構成を示した。これに限らず、モニタ部２６１はトランスインピーダンス増幅器２７２が出力する電圧信号をモニタ信号として検出する構成としてもよい。
【００４３】
また、図２では、第１の光ハイブリッド部２４０および第２の光ハイブリッド部２５０は、同相成分と直交位相成分を含む第１の干渉光および第２の干渉光をそれぞれ出力する場合を示す。そして、フォトダイオード２７１はバランスド・レシーバ構造である場合を示した。
【００４４】
次に、本実施形態による光受信装置１０００の動作について説明する。
【００４５】
上述したように、本実施形態によるコヒーレント光受信器２００は、入力された信号光Ｓ３１の光路上であって、第１の偏波ビームスプリッタ２２０の前段に偏波制御素子２１０を備えた構成としている。そのため、この偏波制御素子２１０の偏波状態の調整量を変更することにより、入力された信号光Ｓ３１の垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーの割合を変更することが可能である。
【００４６】
コヒーレント光受信器２００において、偏波分離後に局部発振光と混合された信号光はフォトダイオード２７１に入力される。モニタ部２６１は、このフォトダイオード２７１の出力電流をモニタし、モニタ信号を偏波制御部２６２に出力する。
【００４７】
偏波制御部２６２は、モニタ部２６１から取得するモニタ信号によって、各フォトダイオード２７１に入力される干渉光の光パワーが均等であるかを常時監視する。入力される信号光Ｓ３１の偏波状態が変わると、各フォトダイオード２７１に入力される光パワーに偏りが生じる。偏波制御部２６２は、この光パワーの偏りを検出すると、各フォトダイオード２７１に入力される光パワーが均等になるように偏波制御素子２１０の偏波状態の調整量を変更する。図２に示した例では、偏波制御部２６２は４個のバランスド・レシーバ構造フォトダイオードから得られるモニタ信号値がすべて等しくなるように制御する。
【００４８】
このような制御により、フォトダイオード２７１に入力する干渉光の垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーを均等にすることができる。
【００４９】
上述したように、本実施形態の光受信装置１０００によれば、偏波分離を用いる構成において、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することができる。
【００５０】
また、入力された信号光の偏波状態を調整することにより、コヒーレント光受信における受信範囲を拡大することができる。その理由について、以下に説明する。
【００５１】
コヒーレント光受信方式において入力できる信号光パワーの範囲に関して、その上限と下限がそれぞれ規定される。すなわち、コヒーレント光受信器を構成するデバイスが破壊されることを防止するために、上限が規定される。また、デジタル信号処理部において信号処理が正常に行われるようにするために、下限が規定される。このとき、コヒーレント光受信器に入力される信号光は垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーが混合された状態であり、いずれか一方の偏波面に光パワーが偏っている場合がある。このような場合を考慮すると、入力できる信号光パワーの範囲を狭く設定する必要がある。
【００５２】
しかし、本実施形態の光受信装置１０００によれば、入力された信号光の偏波状態を調整し、フォトダイオード２７１に入力する干渉光の垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーを均等にすることができる。その結果、コヒーレント光受信における受信範囲を拡大することが可能になる。
【００５３】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図３は、本発明の第３の実施形態に係る光受信装置２０００の構成を示すブロック図である。
【００５４】
本実施形態による光受信装置２０００は、コヒーレント光受信器２００、局部発振光源３００、およびデジタル信号処理部４００を有する。局部発振光源３００は、第１の入力光としての局部発振光Ｓ３２を送出する。デジタル信号処理部４００は、コヒーレント光受信器２００が出力する電気信号をデジタル信号に変換して信号処理を行い、復調信号を生成する。
【００５５】
コヒーレント光受信器２００は、偏波調整手段としての偏波制御素子２１０、第１の偏波分離手段としての第１の偏波ビームスプリッタ２２０、第２の偏波分離手段としての第２の偏波ビームスプリッタ２３０を備える。
【００５６】
ここで、本実施形態による光受信装置２０００においては、偏波制御素子２１０は、局部発振光源３００が送出する局部発振光Ｓ３２を第１の入力光として受光し、局部発振光Ｓ３２の偏波状態を変更する構成とした。一方、送信側から送出された信号光Ｓ３１は、第２の入力光として直接第２の偏波ビームスプリッタ２３０に入力される構成とした。そして、第１の偏波ビームスプリッタ２２０は偏波状態が変更された局部発振光を偏波分離し、第２の偏波ビームスプリッタ２３０は信号光Ｓ３１を偏波分離する構成とした。
【００５７】
コヒーレント光受信器２００はさらに、第１の光ハイブリッド部（第１の光ハイブリッド干渉手段）２４０、第２の光ハイブリッド部（第２の光ハイブリッド干渉手段）２５０、検出手段としてのモニタ部２６１、および偏波制御部（偏波制御手段）２６２を備える。ここで、モニタ部（検出手段）２６１と偏波制御部（偏波制御手段）２６２が制御手段を構成している。第１の光ハイブリッド部２４０および第２の光ハイブリッド部２５０は、偏波分離された信号光と偏波分離された局部発振光とをそれぞれ干渉させ、干渉光を出力する。
【００５８】
コヒーレント光受信器２００はさらに、光電変換手段を備える。光電変換手段は、第１の光ハイブリッド部２４０が出力する第１の干渉光を光電変換して第１の電気信号を生成し、第２の光ハイブリッド部２５０が出力する第２の干渉光を光電変換して第２の電気信号を生成する。
【００５９】
ここで光電変換手段は、干渉光を受光するフォトダイオード２７１とトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）２７２を含む構成とすることができる。トランスインピーダンス増幅器２７２は、フォトダイオード２７１が出力する出力電流を電圧信号に変換する。
【００６０】
このとき、モニタ部２６１は、第１の電気信号から第１のモニタ信号を検出し、第２の電気信号から第２のモニタ信号を検出する。そして、偏波制御部（偏波制御手段）２６２は、第１のモニタ信号と第２のモニタ信号に基づいて偏波制御素子２１０を制御する。
【００６１】
なお、図３では、モニタ部２６１はトランスインピーダンス増幅器２７２が出力する電圧信号をモニタ信号として検出する構成を示した。これに限らず、モニタ部２６１はフォトダイオード２７１が出力する出力電流をモニタ信号として検出する構成としてもよい。
【００６２】
また、図３では、第１の光ハイブリッド部２４０および第２の光ハイブリッド部２５０は、同相成分と直交位相成分を含む第１の干渉光および第２の干渉光をそれぞれ出力する場合を示す。そして、フォトダイオード２７１はバランスド・レシーバ構造である場合を示した。
【００６３】
次に、本実施形態による光受信装置１０００の動作について説明する。
【００６４】
上述したように、本実施形態によるコヒーレント光受信器２００は、局部発振光源３００から送出された局部発振光Ｓ３２の光路上であって、第１の偏波ビームスプリッタ２２０の前段に偏波制御素子２１０を備えた構成としている。そのため、この偏波制御素子２１０の偏波状態の調整量を変更することにより、局部発振光Ｓ３２の垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーの割合を変更することが可能である。
【００６５】
コヒーレント光受信器２００において、偏波分離後に局部発振光と混合された信号光はフォトダイオード２７１に入力される。トランスインピーダンス増幅器２７２は、フォトダイオード２７１の出力電流を電圧信号に変換する。モニタ部２６１は、トランスインピーダンス増幅器２７２が出力する電圧信号をモニタし、モニタ信号を偏波制御部２６２に出力する。
【００６６】
偏波制御部２６２は、モニタ部２６１から取得するモニタ信号によって、各フォトダイオード２７１に入力される干渉光の光パワーが均等であるかを常時監視する。入力される信号光Ｓ３１の偏波状態が変わると、各フォトダイオード２７１に入力される光パワーに偏りが生じる。偏波制御部２６２は、この光パワーの偏りを検出すると、各フォトダイオード２７１に入力される光パワーが均等になるように偏波制御素子２１０の偏波状態の調整量を変更する。これにより、局部発振光Ｓ３２の垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーの割合を変更する。偏波制御部２６２は、図３に示した例では、４個のバランスド・レシーバ構造フォトダイオードから得られるモニタ信号値がすべて等しくなるように制御する。
【００６７】
このような制御により、フォトダイオード２７１に入力する干渉光の垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーを均等にすることができる。
【００６８】
上述したように、本実施形態の光受信装置２０００によれば、偏波分離を用いる構成において、受信特性に影響を与えることなく簡易な構成で偏波状態を精度よく制御することができる。
【００６９】
また、局部発振光Ｓ３２の偏波状態を調整することにより、コヒーレント光受信における受信範囲を拡大することができる。その理由について、以下に説明する。
【００７０】
コヒーレント光受信方式において入力できる信号光パワーの範囲に関して、その上限と下限がそれぞれ規定される。すなわち、コヒーレント光受信器を構成するデバイスが破壊されることを防止するために、上限が規定される。また、デジタル信号処理部において信号処理が正常に行われるようにするために、下限が規定される。このとき、コヒーレント光受信器に入力される信号光は垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーが混合された状態であり、いずれか一方の偏波面に光パワーが偏っている場合がある。このような場合を考慮すると、入力できる信号光パワーの範囲を狭く設定する必要がある。
【００７１】
しかし、本実施形態の光受信装置２０００によれば、局部発振光Ｓ３２の偏波状態を調整することにより、フォトダイオード２７１に入力する干渉光の垂直偏波面の光パワーと水平偏波面の光パワーを均等にすることができる。その結果、コヒーレント光受信における受信範囲を拡大することが可能になる。
【００７２】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７３】
１００    光受信器
１１０    偏波調整手段
１２０    第１の偏波分離手段
１３０    第２の偏波分離手段
１４０    第１の光ハイブリッド干渉手段
１５０    第２の光ハイブリッド干渉手段
１６０    制御手段
２００    コヒーレント光受信器
２１０    偏波制御素子
２２０    第１の偏波ビームスプリッタ
２３０    第２の偏波ビームスプリッタ
２４０    第１の光ハイブリッド部
２５０    第２の光ハイブリッド部
２６１    モニタ部
２６２    偏波制御部
２７１    フォトダイオード
２７２    トランスインピーダンス増幅器
３００    局部発振光源
４００    デジタル信号処理部
１０００、２０００    光受信装置
Ｓ１１    第１の入力光
Ｓ１２    第２の入力光
Ｓ２１    第１の干渉光
Ｓ２２    第２の干渉光
Ｓ３１    信号光
Ｓ３２    局部発振光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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