コヒーレント光通信用受信機及びその光軸調整方法
【課題】 コヒーレント光通信用受信機において、光軸調整の精度を向上させること。
【解決手段】 本コヒーレント光通信用受信機１００は、偏波保持光ファイバＰＭＦにより受信信号光ＥＳが入力される入力部ＩＮと、受信信号光ＥＳ及び局部発振光ＥＬＯを光結合するハイブリッド２０と、ハイブリッド２０からの出力光を検出する光検出部３０と、入力部ＩＮから光検出部３０に至る光路上に設けられた偏光板６０と、を有する。信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＳを回転させながら、光検出部３０における受信信号光ＥＳの受光量が所定量より大きくなるように調整することにより、光軸調整を行う。
【解決手段】 本コヒーレント光通信用受信機１００は、偏波保持光ファイバＰＭＦにより受信信号光ＥＳが入力される入力部ＩＮと、受信信号光ＥＳ及び局部発振光ＥＬＯを光結合するハイブリッド２０と、ハイブリッド２０からの出力光を検出する光検出部３０と、入力部ＩＮから光検出部３０に至る光路上に設けられた偏光板６０と、を有する。信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＳを回転させながら、光検出部３０における受信信号光ＥＳの受光量が所定量より大きくなるように調整することにより、光軸調整を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光通信に用いられる受信機及びその光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コヒーレント光通信とは、微弱な受信信号光に高い強度の局部発振光を混合して受光検波を行う光通信方式であり、受信感度が高く、周波数選択特性が高い等の性質をもつ（例えば、非特許文献１を参照）。受信信号光及び局部発振光は、偏波保持光ファイバ（ＰＭＦ：Polarization Maintaining Fiber）から受信機内のハイブリッド回路に入力され、光結合が行われたのち光検出部において検出される。
【０００３】
コヒーレント光通信では、ＰＭＦから受信機に入力される光の偏光方向とハイブリッドの偏光方向とを合わせる光軸調整が必要となる。光軸調整の方法としては、例えばＰＭＦ自身やＰＭＦを固定するための部材にマーキングを施し、そのマーキングを目印としてＰＭＦを所定の位置に固定するという方法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ECOC 07 September 16-20, 2007 Berlin, Germany 33rd European Conference and Exhibition on Optical Communication P833
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＭＦのコア径は例えば十数μｍと小さいため、上記のマーキングによる光軸調整方法では、精度を向上させるために非常に小さなマーキングを行う必要があった。しかし、マーキングの加工や認識はサイズが小さくなるほど難しくなるため、上記の方法では光軸調整を正しく行えない場合があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、コヒーレント光通信用受信機において、光軸調整の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本コヒーレント光通信用受信機は、偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される入力部と、前記受信信号光及び局部発振光を光結合するハイブリッドと、前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、前記入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、を有する。
【０００８】
本構成によれば、偏光板を通過した受信信号光の強度により、受信機に入力される受信信号光の偏光方向を検出することができるため、光軸調整の精度を向上させることができる。
【０００９】
上記構成において、前記偏光板の偏光方向は、前記ハイブリッドに設定された偏光方向と等しい構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記偏波保持光ファイバ及び前記ハイブリッドを光結合するレンズを有する構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記偏光板は、前記レンズと前記ハイブリッドとの間に設けられている構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記偏光板は、前記ハイブリッドと前記光検出部との間に設けられている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記偏光板は、前記偏波保持光ファイバと前記レンズとの間に設けられている構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記入力部は、第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、第２受信信号光が入力される第２信号光入力部と、局部発振光が入力される発振光入力部と、を含む構成とすることができる。
【００１５】
また、本コヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法は、信号光用偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される信号光入力部と、前記受信信号光及び局部発振光を混合するハイブリッドと、前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、前記信号光入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、を有するコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法であって、前記信号光用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検出部における前記受信信号光の受光量が所定量より大きくなるように調整する信号光光軸調整ステップを有する。
【００１６】
本方法によれば、偏光板を通過した受信信号光の強度により、受信機に入力される受信信号光及び局部発振光の偏光方向を検出しながら光軸の調整を行うため、光軸調整の精度を向上させることができる。
【００１７】
上記構成において、前記信号光入力部は、第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、第２受信信号光が入力される第２信号光入力部と、を含む構成とすることができる。
【００１８】
上記構成において、偏波保持光ファイバにより前記局部発振光が入力される局部発振光入力部と、前記局部発振光入力部から前記光検出部に至る光路上に偏光板と、を有する構成とすることができる。
【００１９】
上記構成において、前記コヒーレント光通信用受光機には、前記局部発振光を導入するための発振光用偏波保持光ファイバが接続される発振光入力部を備え、前記発振入力部から前記光検出部に至る光路上には、偏光板が設けられ、前記発信用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検知部における前記局部発振光の受光量が所定量より大きくなるように調整するステップの後、前記信号光光軸調整ステップを実施する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本コヒーレント光通信用受信機及びその光軸調整方法によれば、光軸調整の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、コヒーレント光通信システムにおける受信系の構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｂ）は、実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。
【図３】図３は、光軸調整の方法を示す原理図である。
【図４】図４は、光軸調整の方法を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）〜（ｂ）は、実施例２に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｂ）は、実施例３に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。
【図７】図７は、受信機の入力部付近の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２２】
図１は、コヒーレント光通信システムにおける受信系の構成を示す図である。コヒーレント光通信には、受信信号光（以下、信号光）ＥＳ及び局部発振光（以下、発振光）ＥＬＯが用いられる。信号光ＥＳは、外部の偏光ビームスプリッタＰＢＳにより、互いに直行するＸ方向の偏波（ＥＳＸ）とＹ方向の偏波（ＥＳＹ）に分光された上で、それぞれ受信機１００の第１信号光入力部ＩＮＸ及び第２信号光入力部ＩＮＹに入力される。発振光ＥＬＯは、外部のＬＯ光源１０により発光され、受信機１００の発振光入力部ＩＮＬＯに入力される。
【００２３】
信号光ＥＳＸ及び信号光ＥＳＹ、並びに発振光ＥＬＯは、受信機内部に備えられたハイブリッド２０へと入力される。ハイブリッド２０は、入力光を遅延、分光、合成する光回路である。本実施例では、信号光ＥＳＸ、信号光ＥＳＹ、及び発振光ＥＬＯがこの入力光に相当する。ハイブリッド２０は、入力光を高精度で遅延、分光、合成するために、入力光の偏波面が所定の方向に制限されていることを前提に設計されている。このため、信号光ＥＳＸ、信号光ＥＳＹ、及び発振光ＥＬＯの偏光方向がハイブリッド２０に定められた偏光方向になるように設定されている。
【００２４】
ハイブリッド２０は、例えば石英系平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）により構成される。信号光ＥＳＸは、ハイブリッド２０にて発振光ＥＬＯと合成し、それぞれ同相(In Phase;Ｉ)成分、直交位相(Quadrature;Ｑ)成分に分離され、出力信号光Ｘ−Ｉｐ、Ｘ−Ｉｎ、Ｘ−Ｑｐ、Ｘ−Ｑｎとして出力される。図1に示す添字のｐ及びｎは、それぞれ正及び負の成分であることを示す。例えばＸ−Ｉｐは、信号光ＥＳＸのＩ成分の正成分の出力信号光であることを示す。同様に、信号光ＥＳＹは、発振光ＥＬＯと合成し、それぞれ出力信号光Ｙ−Ｉｐ、Ｙ−Ｉｎ、Ｙ−Ｑｐ、Ｙ−Ｑｎとして出力される。これらにより、各信号光、発振光の位相および強度情報が演算されて、所定の光出力を得ることができる。
【００２５】
ハイブリッド２０から出力された信号光及び発振光は、それぞれ光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑへと入力される。光検出部３０は、それぞれ２つのフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）と、これらに接続された１つのトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Transimpedance Amplifier）とを備える。２つのフォトダイオードＰＤの組からなる光検出器は、それぞれ正及び負の成分の出力信号光と光結合されている。例えば、光検出器３０Ｘ−Ｉは、信号光ＥＳＸのＩ成分の正及び負の成分である出力信号光Ｘ−Ｉｐ、Ｘ−Ｉｎと光結合されている。トランスインピーダンスアンプＴＩＡは、２つのフォトダイオードＰＤからの合成電流を、電圧信号へと変換し、後段の回路に出力する。以上のように、光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、及び３０Ｙ−Ｑでは、ハイブリッド２０からの出力光が検出され、それぞれ電気信号Ｘ−Ｉ、Ｘ−Ｑ、Ｙ−Ｉ、及びＹ−Ｑへと変換されて出力される。
【００２６】
光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑからの出力信号Ｘ−Ｉ〜Ｙ−Ｑは、それぞれ後段のＡＤＣ（Analog Digital Converter）回路及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路に入力され、復調を始めとする所定の信号処理が行われる。
【００２７】
図２（ａ）は、実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の構成を示す上面模式図であり、図２（ｂ）は、その光導波路に沿った断面模式図である。図２（ｂ）は、図１で示した光導波路のうち１つの導波路のみを示すものであるが、信号光ＥＳ及び発振光ＥＬＯから分岐する全ての導波路において同様の構成となっている。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、信号光ＥＳＸ及びＥＳＹは、それぞれ信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸ及びＰＭＦＹにより受信機１００に入力され、発振光ＥＬＯは、発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯにより受信機１００に入力される。偏波保持光ファイバＰＭＦＸ、ＰＭＦＹ、及びＰＭＦＬＯは、それぞれ固定手段４０Ｘ、４０Ｙ、及び４０ＬＯにより受信機１００に固定されている。受信機１００では、第１信号光入力部ＩＮＸ及び第２信号光入力部ＩＮＹの間に、発振光入力部ＩＮＬＯが設けられている。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、入力部ＩＮにおける受信機１００を収容するパッケージの内壁面には、ウィンドウ９２が設けられている。ウィンドウ９２（入力部ＩＮ）とハイブリッド２０との間には、偏波保持光ファイバＰＭＦ及びハイブリッド２０とを光結合するためのレンズ５０が設けられている。また、レンズ５０とハイブリッド２０との間には、光軸調整のための偏光板６０が設けられている。偏光板６０の両面には、反射率を抑制するためのＡＲコーティング（Anti-Reflective coating）が施されている（反射率は２％以下程度であることが好ましい。）この偏光板６０の偏光方向は、ハイブリッド２０に定められている偏光方向に一致するように位置決めされている。したがって、偏波保持光ファイバＰＭＦＸ、ＰＭＦＹおよびＰＭＦＬＯから導入される信号光ＥＳＸ，ＥＳＹおよび発振光ＥＬＯの偏光方向が、ハイブリッド２０に定められた偏光方向に一致したとき、この偏光板６０を透過する光強度が最大になる。
【００３０】
ハイブリッド２０を挟んだ反対側には、フォトダイオードＰＤ及びトランスインピーダンスアンプＴＩＡが設けられている。また、ハイブリッド２０の周辺には、ＡＤＣ及びＤＳＰを搭載するためのＲＦ基板７０や、配線基板８０が設けられている（ＡＤＣやＤＳＰは、受信機１００の外部に設けられていてもよい）。
【００３１】
受信機１００を構成するパッケージのベース１０５上には、第１キャリア１１０、第２キャリア１２０、第３キャリア１３０が設けられている。第２キャリア１２０には、レンズ５０と偏光板６０が搭載されている。ここで、偏光板６０の偏光方向は、第１キャリア１１０に対して所定の方向が実現されるように位置決めされている。第２キャリア１２０には、ハイブリッド２０が搭載されている。第３キャリア１３０には、光検出部３０（ＰＤとＴＩＡ）が搭載されている。
【００３２】
ベース１０５上に第１キャリア１１０および第２キャリア１２０が搭載されているので、偏光板６０とハイブリッド２０の相対的な位置精度は高い。このため、ハイブリッド２０の光入力部に対する偏光板６０の偏光方向を精度よく決定することができる。言い換えれば、共通のベース部材（ベース１０５）上に、偏光板５０のキャリア（第１キャリア１１０）と、ハイブリッド２０のキャリア（第２キャリア１２０）が搭載されていることから、偏光板の偏光方向とハイブリッドの光入力部との位置精度を高めることができる。
【００３３】
次に、実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の光軸調整方法について説明する。
【００３４】
図３は、光軸調整の方法を示す原理図である。信号光ＥＳＸ（ＥＳＹ）または発振光ＥＬＯは、所定の偏光方向（図中の矢印）を有する偏光板６０を透過し、ハイブリッド２０へ入力される。ここで、偏光板６０の偏光方向は、ハイブリッド２０内に定められた光導波路の偏光方向と等しくなるように形成されている。従って、偏光板に入射される光の偏光方向が、ハイブリッド２０の偏光方向と合っていれば、偏光板を透過する光の量は多くなり、逆に偏光方向が違っていれば、偏光板を透過する光の量は少なくなる。これを利用して、偏波保持光ファイバＰＭＦを回転させながら、偏光板を透過する光の量（実際には、ハイブリッド２０から出力される光の量）を光検出部３０によりモニタリングすることで、偏光方向を合わせるための光軸調整を行うことができる。
【００３５】
図４は、光軸調整方法のフローチャートである。光軸調整の作業は、専用の装置を用いて自動的に行っても良いし、一部の工程を人手により行ってもよい。最初に、発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯを少しずつ回転させながら（ステップＳ１）、光検出部３０の出力をモニタリングし、出力光が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ２）。光検出部３０において検出された出力光が最大となったら、発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯをその位置で固定する（ステップＳ３）。出力光が最大でない場合は、ステップＳ１に戻り、出力光が最大となるまで調整を続ける。
【００３６】
次に、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸを少しずつ回転させながら（ステップＳ４）、光検出部３０の出力をモニタリングし、受光量が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ５）。受光量が最大でない場合は、ステップＳ４に戻り、受光量が最大となるまで調整を続ける。光検出部３０において検出された受光量が最大となったら、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸをその位置で固定する（ステップＳ６）。同様に、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＹを少しずつ回転させながら（ステップＳ７）、光検出部３０の出力をモニタリングし、受光量が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ８）。受光量が最大でない場合は、ステップＳ４に戻り、受光量が最大となるまで調整を続ける。光検出部３０において検出された受光量が最大となったら、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＹをその位置で固定する（ステップＳ９）。実施例１では、信号光用偏波保持光ファイバはＰＭＦＸとＰＭＦＹの２本あるが、どちらの光ファイバを先に光軸調整してもよい。以上のステップにより、受信機１００の光軸調整が完了する。
【００３７】
発振光ＥＬＯは、図１に示す光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑに入力されるため、ステップＳ２では、４つの光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑのうち、いずれの光検出部の出力をモニタリングしてもよい。一方、ステップＳ５では、各信号光が入力される２つの光検出部（信号光ＥＳＸであれば光検出部３０Ｘ−Ｉ及び３０Ｘ−Ｑ、信号光ＥＳＹであれば光検出部３０Ｙ−Ｉ及び３０Ｙ−Ｑ）のうち、いずれか一方の光検出部の出力をモニタリングする。
【００３８】
また、ステップＳ２、Ｓ５、及びＳ８では、理論的には受光量が最大となった場合に次のステップに進むことが好ましいが、実際には受光量の大きさが所定の閾値を超えた場合に、上記条件を満たすとして次のステップに進んでよい。
【００３９】
実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００は、レンズ５０とハイブリッド２０との間に、光軸調整用の偏光板６０を有する。偏光板６０を通過した信号光ＥＳＸ及びＥＳＹ並びに発振光ＥＬＯの強度により、受信機１００に入力される光の偏光方向を検出することができるため、光軸調整の精度を向上させることができる。
【００４０】
実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の光軸調整方法は、発振光ＥＬＯを調整する第１ステップ（ステップＳ１〜Ｓ３）と、信号光ＥＳを調整する第２ステップ（ステップＳ３〜Ｓ９）とを含む。発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯ、並びに信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸ及びＰＭＦＹをそれぞれ回転させながら、光検出部における受光量が所定量より大きくなるように調整することにより、光軸調整を精度良く行うことができる。
【００４１】
実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の光軸調整は、ＣＷ光源（連続光）とこれを検知する検知手段（リニア検知手段）を用いて実施することができる。ＣＷ光源およびそれを検知するためのリニア検知手段は安価であり、光軸調整装置のコストは低い。また、本実施例によれば、ハイブリッド２０の手前に偏光板６０が設けられているので、ハイブリッド２０に定められている偏光方向とは異なる偏光方向の入力光が抑制できる。これは、ハイブリッド２０の光回路における光演算の精度を向上することにつながる。
【００４２】
実施例１では、図２に示すようにレンズ５０とハイブリッド２０との間に偏光板６０を配置したが、ハイブリッド２０の端面に偏光板６０を直接貼り付ける構成としてもよい。
【００４３】
以下の実施例は、偏光板６０を配置する位置を様々に変更した例である。
【実施例２】
【００４４】
図５（ａ）〜（ｂ）は、実施例２に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。図２（ａ）〜（ｂ）と異なり、偏光板６０Ｘ−Ｉ、６０Ｘ−Ｑ、６０Ｙ−Ｉ、及び６０Ｙ−Ｑは、それぞれ光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、及び３０Ｙ−Ｑに対応して、ハイブリッド２０とフォトダイオードＰＤとの間に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００４５】
図５（ａ）〜（ｂ）の構成の受信機１００Ａにおいても、実施例１と同様の方法により、光軸調整を精度良く行うことができる。なお、偏光板６０は、フォトダイオードＰＤの端面に直接貼り付けられていてもよい。
【００４６】
なお、受信機１００を構成するパッケージのベース１０５上には、第１キャリア１１０、第２キャリア１２０、第３キャリア１３０が設けられている。第１キャリア１１０には、レンズ５０が搭載されている。第２キャリア１２０には、ハイブリッド２０が搭載されている。第３キャリア１３０には、偏光板６０と光検出部３０（ＰＤとＴＩＡ）が搭載されている。ここで、偏光板６０の偏光方向は、第３キャリア１３０に対して所定の方向が実現されるように位置決めされている。
【００４７】
ベース１０５上に第２キャリア１２０および第３キャリア１３０が搭載されているので、ハイブリッド２０と偏光板６０の相対的な位置精度は高い。このため、ハイブリッド２０の光入力部に対する偏光板６０の偏光方向を精度よく決定することができる。言い換えれば、共通のベース部材（ベース１０５）上に、ハイブリッド２０のキャリア（第２キャリア１２０）と偏光板５０のキャリア（第３キャリア１３０）とが搭載されていることから、偏光板の偏光方向とハイブリッドの光入力部との位置精度を高めることができる。
【実施例３】
【００４８】
図６（ａ）〜（ｂ）は、実施例３に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。図２（ａ）〜（ｂ）と異なり、受信機１００のベース内（入力部ＩＮとレンズ５０との間）にウィンドウパイプ９０が設けられ、このウィンドウパイプ９０に偏光板６０が設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００４９】
図６（ａ）〜（ｂ）の構成の受信機１００Ａにおいても、実施例１と同様の方法により、光軸調整を精度良く行うことができる。なお、偏光板６０は、入力部ＩＮにおけるウィンドウ９２の端面に直接貼り付けられていてもよい。
【００５０】
図７は、受信機１００の入力部ＩＮ付近の構成を示す図である。ウィンドウパイプ９０内に光が入力されるウィンドウ９２が形成されている。ウィンドウパイプ９０はスリット９４を有しており、ベースに位置決めされている。ウィンドウ９２の表面に偏光板６０が貼り付けられている。偏光板６０を貼り付ける際には、偏光板６０及びウィンドウ９２との屈折率の差が小さい接着剤を使用することが好ましい。
【００５１】
なお、受信機１００を構成するパッケージのベース１０５には、第１キャリア１１０、第２キャリア１２０、第３キャリア１３０が設けられている。第１キャリア１１０には、レンズ５０が搭載されている。第２キャリア１２０には、ハイブリッド２０が搭載されている。第３キャリア１３０には、光検出部３０（ＰＤとＴＩＡ）が搭載されている。また、受信機１００を構成するパッケージの側壁には、ウィンドウパイプ９０がスリット９４によって位置決めして設けられている。スリット９４は、パッケージの側壁に設けられたノッチ（図示せず）と嵌合している。すなわち、偏光板６０を保持しているウィンドウパイプ９０と、ハイブリッド２０を搭載している第２キャリア１２０とは、共通のパッケージに位置決めされているので、偏光板６０とハイブリッド２０との相対的な位置精度は高い。このため、ハイブリッド２０の光入力部に対する偏光板６０の偏光方向を精度よく決定することができる。
【００５２】
実施例１〜３で述べたように、偏光板６０は、入力部ＩＮから光検出部３０に至る光導波路上の任意の位置に設けることができる。実施例２のように偏光板６０をハイブリッド２０の後段に設ける場合、レンズ５０を設けずに偏波保持光ファイバＰＭＦを直接ハイブリッド２０に結合してもよい。しかし、偏波保持光ファイバＰＭＦとハイブリッド２０との光結合度を向上させるためには、レンズ５０を設ける構成とした方がよい。
【００５３】
実施例１〜３では、最初に発振光ＥＬＯの光軸調整を行い、その後に信号光ＥＳＸ及び信号光ＥＳＹの光軸調整を行ったが、この順番を逆にしてもよい。ただし、実施例１〜３のように、最初に発振光ＥＬＯの光軸調整を行うことで、光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、３０Ｙ−Ｑのすべての位置決め状況を確認することができる効果がある。すなわち、本発明によれば、入力光の偏光方向の精度の確認のほか、検出光の絶対値が所定値を下回った場合、光検出部の位置決めに問題があったと判断することができる。
【００５４】
ここで、発振光ＥＬＯはハイブリッド２０の全ての光出力端に接続されていることから、発振光ＥＬＯの位置決めを行うときは、光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、３０Ｙ−Ｑの全てから光出力が検出される。このとき、各光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、３０Ｙ−Ｑのいずれかの光検知結果が、所定の値からずれていた場合、その光検出部は正常に位置決めされていなかったと判断することができる。このように、全ての光検出部の位置決め状況を一度に確認するためには、最初に発振光ＥＬＯの偏波保持光ファイバを本発明にしたがって位置決めすることが好適である。なお、光検出部の位置ずれが正常でないと判断された固体は、改修するか、その後の工程に流さないようにすることで、光受信機１００の製造品質を高めることができる。
【００５５】
全ての光検出部の位置決め状況を一度に確認することはできないが、製造工程の都合によっては、発振光ＥＬＯ以外の偏波保持光ファイバの位置決め時に光検出部の検出光の絶対値を確認して、光検出部の位置決め状況を確認することもできる。
【００５６】
実施例１〜３では、入力部ＩＮＸが第１信号光入力部に、入力部ＩＮＹが第２信号光入力部に、入力部ＩＮＬＯが発振光入力部にそれぞれ相当する。また、信号光ＥＳＸが第１受信信号光に、信号光ＥＳＹが第２受信信号光にそれぞれ相当する。
【００５７】
実施例１〜３では、信号光入力用の光ファイバの本数は２本であったが、図１における偏光ビームスプリッタＰＢＳをハイブリッド２０の内部に形成する場合、信号光入力用の光ファイバの本数は１本であってもよい。その場合、偏光板６０は実施例２のようにハイブリッド２０の後段に設けることが好ましい。また、実施例１〜３では、発振光入力用の光ファイバの本数は１本であったが、発振光ＥＬＯを受信機１００の外部で分光する場合、発振光入力用の光ファイバの本数は２本以上であってもよい。
【００５８】
実施例１〜３に係る光通信用受信機は、位相変調偏波を用いる様々な通信方法（例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）等）に適用することが可能である。
【００５９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ ＬＯ光源
２０ ハイブリッド
３０ 光検出部
５０ レンズ
６０ 偏光板
１００ 受信機
ＩＮ 入力部
ＰＭＦ 偏波保持光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光通信に用いられる受信機及びその光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コヒーレント光通信とは、微弱な受信信号光に高い強度の局部発振光を混合して受光検波を行う光通信方式であり、受信感度が高く、周波数選択特性が高い等の性質をもつ（例えば、非特許文献１を参照）。受信信号光及び局部発振光は、偏波保持光ファイバ（ＰＭＦ：Polarization Maintaining Fiber）から受信機内のハイブリッド回路に入力され、光結合が行われたのち光検出部において検出される。
【０００３】
コヒーレント光通信では、ＰＭＦから受信機に入力される光の偏光方向とハイブリッドの偏光方向とを合わせる光軸調整が必要となる。光軸調整の方法としては、例えばＰＭＦ自身やＰＭＦを固定するための部材にマーキングを施し、そのマーキングを目印としてＰＭＦを所定の位置に固定するという方法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ECOC 07 September 16-20, 2007 Berlin, Germany 33rd European Conference and Exhibition on Optical Communication P833
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＭＦのコア径は例えば十数μｍと小さいため、上記のマーキングによる光軸調整方法では、精度を向上させるために非常に小さなマーキングを行う必要があった。しかし、マーキングの加工や認識はサイズが小さくなるほど難しくなるため、上記の方法では光軸調整を正しく行えない場合があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、コヒーレント光通信用受信機において、光軸調整の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本コヒーレント光通信用受信機は、偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される入力部と、前記受信信号光及び局部発振光を光結合するハイブリッドと、前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、前記入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、を有する。
【０００８】
本構成によれば、偏光板を通過した受信信号光の強度により、受信機に入力される受信信号光の偏光方向を検出することができるため、光軸調整の精度を向上させることができる。
【０００９】
上記構成において、前記偏光板の偏光方向は、前記ハイブリッドに設定された偏光方向と等しい構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記偏波保持光ファイバ及び前記ハイブリッドを光結合するレンズを有する構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記偏光板は、前記レンズと前記ハイブリッドとの間に設けられている構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記偏光板は、前記ハイブリッドと前記光検出部との間に設けられている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記偏光板は、前記偏波保持光ファイバと前記レンズとの間に設けられている構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記入力部は、第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、第２受信信号光が入力される第２信号光入力部と、局部発振光が入力される発振光入力部と、を含む構成とすることができる。
【００１５】
また、本コヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法は、信号光用偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される信号光入力部と、前記受信信号光及び局部発振光を混合するハイブリッドと、前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、前記信号光入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、を有するコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法であって、前記信号光用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検出部における前記受信信号光の受光量が所定量より大きくなるように調整する信号光光軸調整ステップを有する。
【００１６】
本方法によれば、偏光板を通過した受信信号光の強度により、受信機に入力される受信信号光及び局部発振光の偏光方向を検出しながら光軸の調整を行うため、光軸調整の精度を向上させることができる。
【００１７】
上記構成において、前記信号光入力部は、第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、第２受信信号光が入力される第２信号光入力部と、を含む構成とすることができる。
【００１８】
上記構成において、偏波保持光ファイバにより前記局部発振光が入力される局部発振光入力部と、前記局部発振光入力部から前記光検出部に至る光路上に偏光板と、を有する構成とすることができる。
【００１９】
上記構成において、前記コヒーレント光通信用受光機には、前記局部発振光を導入するための発振光用偏波保持光ファイバが接続される発振光入力部を備え、前記発振入力部から前記光検出部に至る光路上には、偏光板が設けられ、前記発信用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検知部における前記局部発振光の受光量が所定量より大きくなるように調整するステップの後、前記信号光光軸調整ステップを実施する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本コヒーレント光通信用受信機及びその光軸調整方法によれば、光軸調整の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、コヒーレント光通信システムにおける受信系の構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｂ）は、実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。
【図３】図３は、光軸調整の方法を示す原理図である。
【図４】図４は、光軸調整の方法を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）〜（ｂ）は、実施例２に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｂ）は、実施例３に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。
【図７】図７は、受信機の入力部付近の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２２】
図１は、コヒーレント光通信システムにおける受信系の構成を示す図である。コヒーレント光通信には、受信信号光（以下、信号光）ＥＳ及び局部発振光（以下、発振光）ＥＬＯが用いられる。信号光ＥＳは、外部の偏光ビームスプリッタＰＢＳにより、互いに直行するＸ方向の偏波（ＥＳＸ）とＹ方向の偏波（ＥＳＹ）に分光された上で、それぞれ受信機１００の第１信号光入力部ＩＮＸ及び第２信号光入力部ＩＮＹに入力される。発振光ＥＬＯは、外部のＬＯ光源１０により発光され、受信機１００の発振光入力部ＩＮＬＯに入力される。
【００２３】
信号光ＥＳＸ及び信号光ＥＳＹ、並びに発振光ＥＬＯは、受信機内部に備えられたハイブリッド２０へと入力される。ハイブリッド２０は、入力光を遅延、分光、合成する光回路である。本実施例では、信号光ＥＳＸ、信号光ＥＳＹ、及び発振光ＥＬＯがこの入力光に相当する。ハイブリッド２０は、入力光を高精度で遅延、分光、合成するために、入力光の偏波面が所定の方向に制限されていることを前提に設計されている。このため、信号光ＥＳＸ、信号光ＥＳＹ、及び発振光ＥＬＯの偏光方向がハイブリッド２０に定められた偏光方向になるように設定されている。
【００２４】
ハイブリッド２０は、例えば石英系平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）により構成される。信号光ＥＳＸは、ハイブリッド２０にて発振光ＥＬＯと合成し、それぞれ同相(In Phase;Ｉ)成分、直交位相(Quadrature;Ｑ)成分に分離され、出力信号光Ｘ−Ｉｐ、Ｘ−Ｉｎ、Ｘ−Ｑｐ、Ｘ−Ｑｎとして出力される。図1に示す添字のｐ及びｎは、それぞれ正及び負の成分であることを示す。例えばＸ−Ｉｐは、信号光ＥＳＸのＩ成分の正成分の出力信号光であることを示す。同様に、信号光ＥＳＹは、発振光ＥＬＯと合成し、それぞれ出力信号光Ｙ−Ｉｐ、Ｙ−Ｉｎ、Ｙ−Ｑｐ、Ｙ−Ｑｎとして出力される。これらにより、各信号光、発振光の位相および強度情報が演算されて、所定の光出力を得ることができる。
【００２５】
ハイブリッド２０から出力された信号光及び発振光は、それぞれ光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑへと入力される。光検出部３０は、それぞれ２つのフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）と、これらに接続された１つのトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Transimpedance Amplifier）とを備える。２つのフォトダイオードＰＤの組からなる光検出器は、それぞれ正及び負の成分の出力信号光と光結合されている。例えば、光検出器３０Ｘ−Ｉは、信号光ＥＳＸのＩ成分の正及び負の成分である出力信号光Ｘ−Ｉｐ、Ｘ−Ｉｎと光結合されている。トランスインピーダンスアンプＴＩＡは、２つのフォトダイオードＰＤからの合成電流を、電圧信号へと変換し、後段の回路に出力する。以上のように、光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、及び３０Ｙ−Ｑでは、ハイブリッド２０からの出力光が検出され、それぞれ電気信号Ｘ−Ｉ、Ｘ−Ｑ、Ｙ−Ｉ、及びＹ−Ｑへと変換されて出力される。
【００２６】
光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑからの出力信号Ｘ−Ｉ〜Ｙ−Ｑは、それぞれ後段のＡＤＣ（Analog Digital Converter）回路及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路に入力され、復調を始めとする所定の信号処理が行われる。
【００２７】
図２（ａ）は、実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の構成を示す上面模式図であり、図２（ｂ）は、その光導波路に沿った断面模式図である。図２（ｂ）は、図１で示した光導波路のうち１つの導波路のみを示すものであるが、信号光ＥＳ及び発振光ＥＬＯから分岐する全ての導波路において同様の構成となっている。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、信号光ＥＳＸ及びＥＳＹは、それぞれ信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸ及びＰＭＦＹにより受信機１００に入力され、発振光ＥＬＯは、発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯにより受信機１００に入力される。偏波保持光ファイバＰＭＦＸ、ＰＭＦＹ、及びＰＭＦＬＯは、それぞれ固定手段４０Ｘ、４０Ｙ、及び４０ＬＯにより受信機１００に固定されている。受信機１００では、第１信号光入力部ＩＮＸ及び第２信号光入力部ＩＮＹの間に、発振光入力部ＩＮＬＯが設けられている。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、入力部ＩＮにおける受信機１００を収容するパッケージの内壁面には、ウィンドウ９２が設けられている。ウィンドウ９２（入力部ＩＮ）とハイブリッド２０との間には、偏波保持光ファイバＰＭＦ及びハイブリッド２０とを光結合するためのレンズ５０が設けられている。また、レンズ５０とハイブリッド２０との間には、光軸調整のための偏光板６０が設けられている。偏光板６０の両面には、反射率を抑制するためのＡＲコーティング（Anti-Reflective coating）が施されている（反射率は２％以下程度であることが好ましい。）この偏光板６０の偏光方向は、ハイブリッド２０に定められている偏光方向に一致するように位置決めされている。したがって、偏波保持光ファイバＰＭＦＸ、ＰＭＦＹおよびＰＭＦＬＯから導入される信号光ＥＳＸ，ＥＳＹおよび発振光ＥＬＯの偏光方向が、ハイブリッド２０に定められた偏光方向に一致したとき、この偏光板６０を透過する光強度が最大になる。
【００３０】
ハイブリッド２０を挟んだ反対側には、フォトダイオードＰＤ及びトランスインピーダンスアンプＴＩＡが設けられている。また、ハイブリッド２０の周辺には、ＡＤＣ及びＤＳＰを搭載するためのＲＦ基板７０や、配線基板８０が設けられている（ＡＤＣやＤＳＰは、受信機１００の外部に設けられていてもよい）。
【００３１】
受信機１００を構成するパッケージのベース１０５上には、第１キャリア１１０、第２キャリア１２０、第３キャリア１３０が設けられている。第２キャリア１２０には、レンズ５０と偏光板６０が搭載されている。ここで、偏光板６０の偏光方向は、第１キャリア１１０に対して所定の方向が実現されるように位置決めされている。第２キャリア１２０には、ハイブリッド２０が搭載されている。第３キャリア１３０には、光検出部３０（ＰＤとＴＩＡ）が搭載されている。
【００３２】
ベース１０５上に第１キャリア１１０および第２キャリア１２０が搭載されているので、偏光板６０とハイブリッド２０の相対的な位置精度は高い。このため、ハイブリッド２０の光入力部に対する偏光板６０の偏光方向を精度よく決定することができる。言い換えれば、共通のベース部材（ベース１０５）上に、偏光板５０のキャリア（第１キャリア１１０）と、ハイブリッド２０のキャリア（第２キャリア１２０）が搭載されていることから、偏光板の偏光方向とハイブリッドの光入力部との位置精度を高めることができる。
【００３３】
次に、実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の光軸調整方法について説明する。
【００３４】
図３は、光軸調整の方法を示す原理図である。信号光ＥＳＸ（ＥＳＹ）または発振光ＥＬＯは、所定の偏光方向（図中の矢印）を有する偏光板６０を透過し、ハイブリッド２０へ入力される。ここで、偏光板６０の偏光方向は、ハイブリッド２０内に定められた光導波路の偏光方向と等しくなるように形成されている。従って、偏光板に入射される光の偏光方向が、ハイブリッド２０の偏光方向と合っていれば、偏光板を透過する光の量は多くなり、逆に偏光方向が違っていれば、偏光板を透過する光の量は少なくなる。これを利用して、偏波保持光ファイバＰＭＦを回転させながら、偏光板を透過する光の量（実際には、ハイブリッド２０から出力される光の量）を光検出部３０によりモニタリングすることで、偏光方向を合わせるための光軸調整を行うことができる。
【００３５】
図４は、光軸調整方法のフローチャートである。光軸調整の作業は、専用の装置を用いて自動的に行っても良いし、一部の工程を人手により行ってもよい。最初に、発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯを少しずつ回転させながら（ステップＳ１）、光検出部３０の出力をモニタリングし、出力光が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ２）。光検出部３０において検出された出力光が最大となったら、発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯをその位置で固定する（ステップＳ３）。出力光が最大でない場合は、ステップＳ１に戻り、出力光が最大となるまで調整を続ける。
【００３６】
次に、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸを少しずつ回転させながら（ステップＳ４）、光検出部３０の出力をモニタリングし、受光量が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ５）。受光量が最大でない場合は、ステップＳ４に戻り、受光量が最大となるまで調整を続ける。光検出部３０において検出された受光量が最大となったら、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸをその位置で固定する（ステップＳ６）。同様に、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＹを少しずつ回転させながら（ステップＳ７）、光検出部３０の出力をモニタリングし、受光量が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ８）。受光量が最大でない場合は、ステップＳ４に戻り、受光量が最大となるまで調整を続ける。光検出部３０において検出された受光量が最大となったら、信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＹをその位置で固定する（ステップＳ９）。実施例１では、信号光用偏波保持光ファイバはＰＭＦＸとＰＭＦＹの２本あるが、どちらの光ファイバを先に光軸調整してもよい。以上のステップにより、受信機１００の光軸調整が完了する。
【００３７】
発振光ＥＬＯは、図１に示す光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑに入力されるため、ステップＳ２では、４つの光検出部３０Ｘ−Ｉ〜３０Ｙ−Ｑのうち、いずれの光検出部の出力をモニタリングしてもよい。一方、ステップＳ５では、各信号光が入力される２つの光検出部（信号光ＥＳＸであれば光検出部３０Ｘ−Ｉ及び３０Ｘ−Ｑ、信号光ＥＳＹであれば光検出部３０Ｙ−Ｉ及び３０Ｙ−Ｑ）のうち、いずれか一方の光検出部の出力をモニタリングする。
【００３８】
また、ステップＳ２、Ｓ５、及びＳ８では、理論的には受光量が最大となった場合に次のステップに進むことが好ましいが、実際には受光量の大きさが所定の閾値を超えた場合に、上記条件を満たすとして次のステップに進んでよい。
【００３９】
実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００は、レンズ５０とハイブリッド２０との間に、光軸調整用の偏光板６０を有する。偏光板６０を通過した信号光ＥＳＸ及びＥＳＹ並びに発振光ＥＬＯの強度により、受信機１００に入力される光の偏光方向を検出することができるため、光軸調整の精度を向上させることができる。
【００４０】
実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の光軸調整方法は、発振光ＥＬＯを調整する第１ステップ（ステップＳ１〜Ｓ３）と、信号光ＥＳを調整する第２ステップ（ステップＳ３〜Ｓ９）とを含む。発振光用偏波保持光ファイバＰＭＦＬＯ、並びに信号光用偏波保持光ファイバＰＭＦＸ及びＰＭＦＹをそれぞれ回転させながら、光検出部における受光量が所定量より大きくなるように調整することにより、光軸調整を精度良く行うことができる。
【００４１】
実施例１に係るコヒーレント光通信用受信機１００の光軸調整は、ＣＷ光源（連続光）とこれを検知する検知手段（リニア検知手段）を用いて実施することができる。ＣＷ光源およびそれを検知するためのリニア検知手段は安価であり、光軸調整装置のコストは低い。また、本実施例によれば、ハイブリッド２０の手前に偏光板６０が設けられているので、ハイブリッド２０に定められている偏光方向とは異なる偏光方向の入力光が抑制できる。これは、ハイブリッド２０の光回路における光演算の精度を向上することにつながる。
【００４２】
実施例１では、図２に示すようにレンズ５０とハイブリッド２０との間に偏光板６０を配置したが、ハイブリッド２０の端面に偏光板６０を直接貼り付ける構成としてもよい。
【００４３】
以下の実施例は、偏光板６０を配置する位置を様々に変更した例である。
【実施例２】
【００４４】
図５（ａ）〜（ｂ）は、実施例２に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。図２（ａ）〜（ｂ）と異なり、偏光板６０Ｘ−Ｉ、６０Ｘ−Ｑ、６０Ｙ−Ｉ、及び６０Ｙ−Ｑは、それぞれ光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、及び３０Ｙ−Ｑに対応して、ハイブリッド２０とフォトダイオードＰＤとの間に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００４５】
図５（ａ）〜（ｂ）の構成の受信機１００Ａにおいても、実施例１と同様の方法により、光軸調整を精度良く行うことができる。なお、偏光板６０は、フォトダイオードＰＤの端面に直接貼り付けられていてもよい。
【００４６】
なお、受信機１００を構成するパッケージのベース１０５上には、第１キャリア１１０、第２キャリア１２０、第３キャリア１３０が設けられている。第１キャリア１１０には、レンズ５０が搭載されている。第２キャリア１２０には、ハイブリッド２０が搭載されている。第３キャリア１３０には、偏光板６０と光検出部３０（ＰＤとＴＩＡ）が搭載されている。ここで、偏光板６０の偏光方向は、第３キャリア１３０に対して所定の方向が実現されるように位置決めされている。
【００４７】
ベース１０５上に第２キャリア１２０および第３キャリア１３０が搭載されているので、ハイブリッド２０と偏光板６０の相対的な位置精度は高い。このため、ハイブリッド２０の光入力部に対する偏光板６０の偏光方向を精度よく決定することができる。言い換えれば、共通のベース部材（ベース１０５）上に、ハイブリッド２０のキャリア（第２キャリア１２０）と偏光板５０のキャリア（第３キャリア１３０）とが搭載されていることから、偏光板の偏光方向とハイブリッドの光入力部との位置精度を高めることができる。
【実施例３】
【００４８】
図６（ａ）〜（ｂ）は、実施例３に係るコヒーレント光通信用受信機の構成を示す図である。図２（ａ）〜（ｂ）と異なり、受信機１００のベース内（入力部ＩＮとレンズ５０との間）にウィンドウパイプ９０が設けられ、このウィンドウパイプ９０に偏光板６０が設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００４９】
図６（ａ）〜（ｂ）の構成の受信機１００Ａにおいても、実施例１と同様の方法により、光軸調整を精度良く行うことができる。なお、偏光板６０は、入力部ＩＮにおけるウィンドウ９２の端面に直接貼り付けられていてもよい。
【００５０】
図７は、受信機１００の入力部ＩＮ付近の構成を示す図である。ウィンドウパイプ９０内に光が入力されるウィンドウ９２が形成されている。ウィンドウパイプ９０はスリット９４を有しており、ベースに位置決めされている。ウィンドウ９２の表面に偏光板６０が貼り付けられている。偏光板６０を貼り付ける際には、偏光板６０及びウィンドウ９２との屈折率の差が小さい接着剤を使用することが好ましい。
【００５１】
なお、受信機１００を構成するパッケージのベース１０５には、第１キャリア１１０、第２キャリア１２０、第３キャリア１３０が設けられている。第１キャリア１１０には、レンズ５０が搭載されている。第２キャリア１２０には、ハイブリッド２０が搭載されている。第３キャリア１３０には、光検出部３０（ＰＤとＴＩＡ）が搭載されている。また、受信機１００を構成するパッケージの側壁には、ウィンドウパイプ９０がスリット９４によって位置決めして設けられている。スリット９４は、パッケージの側壁に設けられたノッチ（図示せず）と嵌合している。すなわち、偏光板６０を保持しているウィンドウパイプ９０と、ハイブリッド２０を搭載している第２キャリア１２０とは、共通のパッケージに位置決めされているので、偏光板６０とハイブリッド２０との相対的な位置精度は高い。このため、ハイブリッド２０の光入力部に対する偏光板６０の偏光方向を精度よく決定することができる。
【００５２】
実施例１〜３で述べたように、偏光板６０は、入力部ＩＮから光検出部３０に至る光導波路上の任意の位置に設けることができる。実施例２のように偏光板６０をハイブリッド２０の後段に設ける場合、レンズ５０を設けずに偏波保持光ファイバＰＭＦを直接ハイブリッド２０に結合してもよい。しかし、偏波保持光ファイバＰＭＦとハイブリッド２０との光結合度を向上させるためには、レンズ５０を設ける構成とした方がよい。
【００５３】
実施例１〜３では、最初に発振光ＥＬＯの光軸調整を行い、その後に信号光ＥＳＸ及び信号光ＥＳＹの光軸調整を行ったが、この順番を逆にしてもよい。ただし、実施例１〜３のように、最初に発振光ＥＬＯの光軸調整を行うことで、光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、３０Ｙ−Ｑのすべての位置決め状況を確認することができる効果がある。すなわち、本発明によれば、入力光の偏光方向の精度の確認のほか、検出光の絶対値が所定値を下回った場合、光検出部の位置決めに問題があったと判断することができる。
【００５４】
ここで、発振光ＥＬＯはハイブリッド２０の全ての光出力端に接続されていることから、発振光ＥＬＯの位置決めを行うときは、光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、３０Ｙ−Ｑの全てから光出力が検出される。このとき、各光検出部３０Ｘ−Ｉ、３０Ｘ−Ｑ、３０Ｙ−Ｉ、３０Ｙ−Ｑのいずれかの光検知結果が、所定の値からずれていた場合、その光検出部は正常に位置決めされていなかったと判断することができる。このように、全ての光検出部の位置決め状況を一度に確認するためには、最初に発振光ＥＬＯの偏波保持光ファイバを本発明にしたがって位置決めすることが好適である。なお、光検出部の位置ずれが正常でないと判断された固体は、改修するか、その後の工程に流さないようにすることで、光受信機１００の製造品質を高めることができる。
【００５５】
全ての光検出部の位置決め状況を一度に確認することはできないが、製造工程の都合によっては、発振光ＥＬＯ以外の偏波保持光ファイバの位置決め時に光検出部の検出光の絶対値を確認して、光検出部の位置決め状況を確認することもできる。
【００５６】
実施例１〜３では、入力部ＩＮＸが第１信号光入力部に、入力部ＩＮＹが第２信号光入力部に、入力部ＩＮＬＯが発振光入力部にそれぞれ相当する。また、信号光ＥＳＸが第１受信信号光に、信号光ＥＳＹが第２受信信号光にそれぞれ相当する。
【００５７】
実施例１〜３では、信号光入力用の光ファイバの本数は２本であったが、図１における偏光ビームスプリッタＰＢＳをハイブリッド２０の内部に形成する場合、信号光入力用の光ファイバの本数は１本であってもよい。その場合、偏光板６０は実施例２のようにハイブリッド２０の後段に設けることが好ましい。また、実施例１〜３では、発振光入力用の光ファイバの本数は１本であったが、発振光ＥＬＯを受信機１００の外部で分光する場合、発振光入力用の光ファイバの本数は２本以上であってもよい。
【００５８】
実施例１〜３に係る光通信用受信機は、位相変調偏波を用いる様々な通信方法（例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）等）に適用することが可能である。
【００５９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ ＬＯ光源
２０ ハイブリッド
３０ 光検出部
５０ レンズ
６０ 偏光板
１００ 受信機
ＩＮ 入力部
ＰＭＦ 偏波保持光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される入力部と、
前記受信信号光及び局部発振光を光結合するハイブリッドと、
前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、
前記入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、
を有することを特徴とするコヒーレント光通信用受信機。
【請求項２】
前記偏光板の偏光方向は、前記ハイブリッドに設定された偏光方向と等しいことを特徴とする請求項１に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項３】
前記偏波保持光ファイバ及び前記ハイブリッドを光結合するレンズを有することを特徴とする請求項１または２に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項４】
前記偏光板は、前記レンズと前記ハイブリッドとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項５】
前記偏光板は、前記ハイブリッドと前記光検出部との間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項６】
前記偏光板は、前記偏波保持光ファイバと前記レンズとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項７】
前記入力部は、
第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、
第２受信信号光が入力される第２信号光入力部と、
局部発振光が入力される発振光入力部と、を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項８】
信号光用偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される信号光入力部と、
前記受信信号光及び局部発振光を混合するハイブリッドと、
前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、
前記信号光入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、
を有するコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法であって、
前記信号光用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検出部における前記受信信号光の受光量が所定量より大きくなるように調整する信号光光軸調整ステップを有するコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法。
【請求項９】
前記信号光入力部は、第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、第２受信信号光が入力される第２信号光入力部とを含むことを特徴とする請求項７に記載のコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法。
【請求項１０】
偏波保持光ファイバにより前記局部発振光が入力される局部発振光入力部と、
前記局部発振光入力部から前記光検出部に至る光路上に偏光板と、を有することを特徴する請求項１のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項１１】
前記コヒーレント光通信用受光機には、前記局部発振光を導入するための発振光用偏波保持光ファイバが接続される発振光入力部を備え、
前記発振入力部から前記光検出部に至る光路上には、偏光板が設けられ、
前記発信用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検知部における前記局部発振光の受光量が所定量より大きくなるように調整するステップの後、前記信号光光軸調整ステップを実施することを特徴とする請求項７記載のコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法。
【請求項１】
偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される入力部と、
前記受信信号光及び局部発振光を光結合するハイブリッドと、
前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、
前記入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、
を有することを特徴とするコヒーレント光通信用受信機。
【請求項２】
前記偏光板の偏光方向は、前記ハイブリッドに設定された偏光方向と等しいことを特徴とする請求項１に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項３】
前記偏波保持光ファイバ及び前記ハイブリッドを光結合するレンズを有することを特徴とする請求項１または２に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項４】
前記偏光板は、前記レンズと前記ハイブリッドとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項５】
前記偏光板は、前記ハイブリッドと前記光検出部との間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項６】
前記偏光板は、前記偏波保持光ファイバと前記レンズとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項７】
前記入力部は、
第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、
第２受信信号光が入力される第２信号光入力部と、
局部発振光が入力される発振光入力部と、を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項８】
信号光用偏波保持光ファイバにより受信信号光が入力される信号光入力部と、
前記受信信号光及び局部発振光を混合するハイブリッドと、
前記ハイブリッドからの出力光を検出する光検出部と、
前記信号光入力部から前記光検出部に至る光路上に設けられた偏光板と、
を有するコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法であって、
前記信号光用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検出部における前記受信信号光の受光量が所定量より大きくなるように調整する信号光光軸調整ステップを有するコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法。
【請求項９】
前記信号光入力部は、第１受信信号光が入力される第１信号光入力部と、第２受信信号光が入力される第２信号光入力部とを含むことを特徴とする請求項７に記載のコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法。
【請求項１０】
偏波保持光ファイバにより前記局部発振光が入力される局部発振光入力部と、
前記局部発振光入力部から前記光検出部に至る光路上に偏光板と、を有することを特徴する請求項１のコヒーレント光通信用受信機。
【請求項１１】
前記コヒーレント光通信用受光機には、前記局部発振光を導入するための発振光用偏波保持光ファイバが接続される発振光入力部を備え、
前記発振入力部から前記光検出部に至る光路上には、偏光板が設けられ、
前記発信用偏波保持光ファイバを回転させながら、前記光検知部における前記局部発振光の受光量が所定量より大きくなるように調整するステップの後、前記信号光光軸調整ステップを実施することを特徴とする請求項７記載のコヒーレント光通信用受信機の光軸調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１８８１３２（Ｐ２０１１−１８８１３２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９７２５（Ｐ２０１０−４９７２５）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]