(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏波と第２の偏波が第１の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第１の偏波が出射し、第２の出力ポートから第２の偏波が出力され、且つ第１の偏波と第２の偏波が第２の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第２の偏波が出射し、第２の出力ポートから第１の偏波が出射される偏波依存光ファイバカプラと、この偏波依存光ファイバカプラの第２の入射ポートと第２の出力ポート間を閉ループとなるように接続した偏波保持光ファイバと、閉ループ内に第１の偏波を第２の偏波に変換すると共に第２の偏波を第１の偏波に変換するλ／２波長板とを有し、前記偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートに第１の偏波と第２の偏波を入射した場合に、第１の偏波は前記偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートから出射され、第２の偏波は、前記偏波依存光ファイバカプラの第２の出力ポートから前記偏波保持光ファイバの閉ループを２回周回して第１の入力ポートから出射されることを特徴とする偏波保持光信号遅延回路。
【請求項２】
第１の偏波と第２の偏波が第１の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第１の偏波が出射し、第２の出力ポートから第２の偏波が出力され、且つ第１の偏波と第２の偏波が第２の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第２の偏波が出射し、第２の出力ポートから第１の偏波が出射される基板型偏波依存光カプラと、基板型偏波依存光カプラの第２の入射ポートと第２の出力ポート間を閉ループとなるように接続した偏波保持光ファイバと、閉ループを構成する基板型偏波依存光カプラの一部に第１の偏波を第２の偏波に変換すると共に第２の偏波を第１の偏波に変換するλ／２波長板とを有し、前記基板型偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートに第１の偏波と第２の偏波を入射した場合に、第１の偏波は前記偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートから出射され、第２の偏波は、前記偏波依存光ファイバカプラの第２の出力ポートから前記偏波保持光ファイバの閉ループを２回周回して第１の入力ポートから出射されることを特徴とする偏波保持光信号遅延回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波保持光通信システムや光交換器に用いられる偏波保持光信号遅延回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、偏波保持光信号遅延回路は図３に示すように偏波依存光ファイバカプラ２０と偏波保持光ファイバ２１のループ２２で構成されていた。偏波保持光ファイバには第１の偏波と第２の偏波が同時に独立に伝播することができるようにつくられており、代表的なものとしてはＰＡＮＤＡファイバなどがある。偏波保持光ファイバ２１では、それぞれの偏波で信号を伝送することが可能で、いわゆる偏波多重通信などに利用されている。
【０００３】
偏波依存光ファイバカプラ２０は例えば、２本の偏波保持光ファイバで作られており、融着延伸法などによって２本の偏波保持光ファイバ間で偏波状態が保持されたまま分岐結合するように融着延伸されたものである。このような偏波保持光ファイバカプラ２０では、第１の入力ポート２３と第２の入力ポート２４の２つの入力ポートと、第１の出力ポート２５と第２の出力ポート２５の２つの出力ポートを持ち、第１の入力ポート２３に入射した第１の偏波は第１の出力ポート２５に出力し、第１の入力ポート２３に入射した第２の偏波は第２の出力ポート２６に出力するように、すなわち偏波依存性があるように作られている。また、この偏波保持光ファイバカプラ２０では、第２の入力ポート２４に入射した第１の偏波は第２の出力ポート２６に出射し、第２の入力ポート２４に入射した第２の偏波は第１の出力ポート２５に出射する。
【０００４】
図３に示した偏波保持光信号遅延回路では、第１の偏波光パルス信号２７と第２の偏波光パルス信号２８が偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポート２３に入射すると、第１の偏波光パルス信号２７は第１の出力ポート２５から出射し図示していない受光器によって検出される。一方、第２の偏波光パルス信号２８は偏波依存光ファイバカプラの第１の入射ポート２３から入射して第２の出射ポート２６に出力されて偏波保持光ファイバループ２２を導波する。次に、偏波保持光ファイバループ２２を周回した第２の偏波光パルス信号は、偏波依存光ファイバカプラ２０の第２の入力ポート２４に入射し、第１の出力ポート２５から出射する。このとき、第２の偏波光パルス信号２８は偏波保持光ファイバループ２２を伝播する時間だけ同時に入射した第１の偏波光パルス信号２７よりも遅く出力ポート２５から出射されることになる。
このようにして、偏波保持光信号遅延回路は偏波多重された光パルス信号の一方の偏波を遅延させて、ひとつの受光器で分離受信できるようにする回路である。
【０００５】
従来の偏波保持光信号遅延回路では、第１の偏波光パルス信号２７と第２の偏波光パルス信号２８の分離を行うためには、例えば遅延時間を５ｎｓとするのに偏波保持光ファイバ１ｍが必要である。遅延時間を長くするには偏波保持光ファイバループの長さを長くする必要があるが、偏波保持光ファイバは高価であるため偏波保持光信号遅延回路が高価となるうえ、偏波保持光ファイバループの収納容積が大きくなるため回路が大型になるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、小型で安価な偏波保持光信号遅延回路を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の偏波保持光信号遅延回路では、第１の偏波と第２の偏波が第１の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第１の偏波が出射し、第２の出力ポートから第２の偏波が出力され、且つ第１の偏波と第２の偏波が第２の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第２の偏波が出射し、第２の出力ポートから第１の偏波が出射される偏波依存光ファイバカプラと、この偏波依存光ファイバカプラの第２の入射ポートと第２の出力ポート間を閉ループとなるように接続した偏波保持光ファイバと、閉ループ内に第１の偏波を第２の偏波に変換すると共に第２の偏波を第１の偏波に変換するλ／２波長板とを有し、前記偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートに第１の偏波と第２の偏波を入射した場合に、第１の偏波は前記偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートから出射され、第２の偏波は、前記偏波依存光ファイバカプラの第２の出力ポートから前記偏波保持光ファイバの閉ループを２回周回して第１の入力ポートから出射される構成とした。
また、請求項２記載の偏波保持光信号遅延回路では、第１の偏波と第２の偏波が第１の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第１の偏波が出射し、第２の出力ポートから第２の偏波が出力され、且つ第１の偏波と第２の偏波が第２の入力ポートに入射すると、第１の出力ポートから第２の偏波が出射し、第２の出力ポートから第１の偏波が出射される基板型偏波依存光カプラと、基板型偏波依存光カプラの第２の入射ポートと第２の出力ポート間を閉ループとなるように接続した偏波保持光ファイバと、閉ループを構成する基板型偏波依存光カプラの一部に第１の偏波を第２の偏波に変換すると共に第２の偏波を第１の偏波に変換するλ／２波長板とを有し、前記基板型偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートに第１の偏波と第２の偏波を入射した場合に、第１の偏波は前記偏波依存光ファイバカプラの第１の入力ポートから出射され、第２の偏波は、前記偏波依存光ファイバカプラの第２の出力ポートから前記偏波保持光ファイバの閉ループを２回周回して第１の入力ポートから出射される構成とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明する。
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例を示す概略構成図である。本発明の実施例１の偏波保持光信号遅延回路の構成は、第１の入力ポートとなる偏波保持光ファイバ７と、第２の入力ポートとなる偏波保持光ファイバ８と、第１の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ９と、第２の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ１０を有する偏波依存光ファイバカプラ１の第２の出力ポートの偏波保持光ファイバ１０が、インライン型λ／２波長板３の一端と第１の接続点４で融着接続されて補強されており、このインライン型λ／２波長板３の残る一端は第２の接続点５で偏波保持光ファイバ２の一端と融着接続されて補強されている。さらに、偏波保持光ファイバ２の残る一端は第３の接続点６で偏波依存光ファイバカプラ１の第２の入力ポートとなる偏波保持光ファイバ８と融着接続されて補強されている。ここで、インライン型λ／２波長板とは、λ／２波長板の入出力ポートが偏波保持光ファイバとなるように作製されたものである。
【０００９】
この偏波依存光ファイバカプラ１は、例えば、２本の偏波保持光ファイバを融着延伸して作成されており、図示されていない保護ケースなどにより適宜補強されていて、偏波保持光ファイバ内を伝播する第１の偏波と第２の偏波が第１の入力ポートとなる偏波保持光ファイバ７に入射すると、第１の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ９からは第１の偏波が出射し、第２の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ１０からは第２の偏波が出射するように作製されて、偏波を分離して出力することができるようになっている。
【００１０】
また、この偏波依存光ファイバカプラ１には光学対称性があり、第２の入力ポートとなる偏波保持光ファイバ７に第１の偏波と第２の偏波を入射すると、第１の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ９からは第２の偏波が出射し、第２の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ１０からは第１の偏波が出射するようになっている。
【００１１】
偏波保持光ファイバ２は、光ファイバ内を伝播する第１の偏波と第２の偏波がそれぞれ独立に伝播するように光ファイバの構造を光ファイバ断面で回転非対称にしたもので、例えばＰＡＮＤＡ（Poralization Maintaining And Absorption Reduced）ファイバなどがあり、本発明の偏波保持光信号遅延回路の損失を低減するためには偏波依存光ファイバカプラ１の入出力偏波保持光ファイバと同一構造であることが望ましい。
【００１２】
λ／２波長板は、偏波状態をかえる機能があり、この波長板を通過した第１の偏波を第２の偏波に変換したり、また、第２の偏波を第１の偏波に変換する機能がある。λ／２波長板は、例えば、水晶などの複屈折性結晶などが用いられるが、使用波長で損失の少ない透明性の高い材料を用いると好ましい。
【００１３】
次に、図１を用いて本発明の実施例１の偏波保持光信号遅延回路の動作原理について簡単に説明する。この偏波保持光信号遅延回路に入射した第１の偏波信号光は、偏波依存光ファイバカプラ１によって第１の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ９へ出力される。一方、第２の偏波信号光は、偏波依存光ファイバカプラ１によって第２の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ１０へ出力されて、第１の接続点４を経てインライン型λ／２波長板３を通過して第１の偏波に変換される。ついで、この偏波信号光は第２の接続点５を通過して偏波保持光ファイバ２を周回し、第３の接続点６を経て偏波依存光ファイバカプラ１の第２の入力ポートとなる偏波保持光ファイバ８に入射する。このとき、この信号光の偏光は第１の偏光となっているので、偏波依存光ファイバカプラ１によって第２の出力ポートである偏波保持光ファイバ１０へ出射されて、再び第１の接続点４を経てインライン型λ／２波長板を通過して第２の偏波に変換される。ついで、この信号光は第２の接続点５を通過した後、偏波保持光ファイバ２を通過して第３の接続点６を経て再び偏波依存光ファイバカプラ１の第２の入力ポートとなる偏波保持光ファイバ８に入射するが、このとき、この信号光の偏光は第２の偏光となっているので、第１の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ９から出射する。
【００１４】
このようにして、本発明の実施例１の偏波保持光信号遅延回路に入射した第１の偏波は偏波依存光ファイバカプラ１を通過して第１の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ９から出射し、第２の偏波は偏波保持光ファイバ２を２回周回して第１の出力ポートとなる偏波保持光ファイバ９から出射されるので、第２の偏波は、第１の偏波に相対して偏波保持光ファイバ２の長さの２倍を伝播するのに必要な時間を遅延させられて出射される。例えば、第２の偏波の遅延時間を概略５ｎｓとする場合の偏波保持光ファイバ２の長さは５０ｃｍとなって、従来の半分の長さで必要な遅延時間を得ることができる。
【００１５】
（実施例２）
図２は本発明の偏波保持光信号遅延回路の第２の実施例を示す概略構成図である。この第２の実施例は、偏波依存光カプラを基板型とし、その偏波依存光カプラと同一の基板上に溝を設けて、λ／２波長板を挿入する構造として集積した点が、第１の実施例と異なる点である。図２では、実施例１と同一の機能を有する部材には図１と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１６】
本発明の第２の実施例の構成は、第１の入力ポート１２と、第２の入力ポート１３と、第１の出力ポート１４と第２の出力ポート１５を有する基板型偏波依存光カプラ１１の第２の出力ポートの一部に、基板上で導波路を横切るように溝１６が形成されていて、この溝にλ／２波長板１７が挿入されて適宜固定手段にて固定されており、この基板型偏波依存光カプラ１１の入出力ポートを有する両端面には２本の偏波保持光ファイバ２を整列に配置して石英基板などに紫外線硬化樹脂などで適宜固定した偏波保持光ファイバアレイ１８が低損失で接続されており、偏波保持光ファイバアレイ１８には、基板型偏波依存光カプラ１１の第２の出力ポート１５の出射光が第２の入力ポート１３の入力光となるように、それぞれ第１の接続部２１と第２の接続部２２とで偏波保持光ファイバ２に融着接続されて補強されている。
【００１７】
基板型偏波依存光カプラ１１上に設けられてた溝１６は、溝１６の壁面ならびにλ／２波長板の表面から反射して導波路にもどる反射光の影響を防止するために、導波路の長手方向の法線面からわずかに傾斜されている。また、偏波保持光ファイバアレイ１８と基板型偏波依存光カプラ１１の接続面１９は、接続面１９から反射して導波路にもどる反射光による影響を防止するために、導波路の長手方向の法線面からわずかに傾斜されて接続されている。
【００１８】
基板型偏波依存光カプラ１１は、例えば第１の入力ポート１２から入射された第１の偏波が第１の出力ポート１４に出射され、第１の入力ポート１２から入射された第２の偏波が第２の出力ポート１５に出射されるようになっており、また、第２の入力ポート１３から入射された第１の偏波は第２の出力ポート１５へ出力されて、第２の入力ポート１３から入射された第２の偏波は第１の出力ポート１４へ出射されるように作製されている。
【００１９】
本発明の第２の実施例の偏波保持光信号遅延回路では、基板型偏波依存光カプラの第１の入力ポート１に接続された偏波保持光ファイバ２に入射された第１の偏波が出力ポート１４に接続された偏波保持光ファイバ２から出射されて、第１の入力ポート１に接続された偏波保持光ファイバ２に入射された第２の偏波は偏波保持光ファイバ２を２回周回して出力ポート１４に接続された偏波保持光ファイバ１７から出射されるようになっている。第２の偏波は、第１の偏波に比べて偏波保持光ファイバ２の長さの２倍だけ遅延されて出射される。λ／２波長板の機能と回路による遅延原理は実施例１と同じなので説明を省略する。
【００２０】
この第２の実施例では、偏波依存光カプラを構成した基板上にλ／２波長板を集積しているため、振動に強いなどの機械的信頼性が高く小型の利点がある。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では偏波依存光ファイバカプラと、偏波依存光ファイバカプラの１組の入出力ポート間を閉ループとなるように接続した光ファイバと、閉ループ内にλ／２波長板を有する構成の偏波保持光信号遅延回路とし、閉ループを構成する高価な偏波保持光ファイバの長さを約半分とできる。また、基板型偏波依存光カプラと、基板型偏波依存光カプラの１組の入出力ポート間を閉ループとなるように接続した光ファイバと、閉ループを構成する基板型偏波依存光カプラの一部がλ／２波長板を有する構成の偏波保持光信号遅延回路として基板集積したので、回路を小型にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の偏波保持光信号遅延回路の第１の実施例を示す概略構成図である。
【図２】  本発明の偏波保持光信号遅延回路の第２の実施例を示す概略構成図である。
【図３】  光信号遅延回路の従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…偏波依存光ファイバカプラ、  ２…偏波保持光ファイバ、  ３…インライン型λ／２波長板、１１…基板型偏波依存光カプラ、１６…溝、１７…λ／２波長板、１８…偏波保持光ファイバアレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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