光受信器
【課題】直交する偏光を用いたＩ、Ｑ信号成分を生成する光学系の光受信器において、光路長差の発生を抑制し、光学部品の増加を抑える。
【解決手段】偏波分岐手段２０１により偏波面が直交する２つの光波に分岐し、分岐光をさらに分岐し、＋４５度と、−４５度の１／４波長板を通過させた４つの光波に対し、偏波面が直交する光波に分離し、各光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波、各々−４５度の１／４波長板を通過し、さらに偏波面を２２．５度回転し分岐し、他の２つの光波も、回転分岐手段２１２、２２２を経て４つの光波を＋４５度の半波長板を通過させ、得られた８つの光波を合波する。
【解決手段】偏波分岐手段２０１により偏波面が直交する２つの光波に分岐し、分岐光をさらに分岐し、＋４５度と、−４５度の１／４波長板を通過させた４つの光波に対し、偏波面が直交する光波に分離し、各光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波、各々−４５度の１／４波長板を通過し、さらに偏波面を２２．５度回転し分岐し、他の２つの光波も、回転分岐手段２１２、２２２を経て４つの光波を＋４５度の半波長板を通過させ、得られた８つの光波を合波する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信器に関し、特に、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号を復調する光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信トラフィックの増大に伴い、高速・大容量化が求められる次世代長距離大容量光通信システムでは、多値変復調符号化技術の導入が検討されている。その代表的なものの一つに差動四相位相偏移変調（ＤＱＰＳＫ変調，Differential Quadrature Phase Shift keying）方式がある。この方式では、従来の２値強度変調（ＯＯＫ，On-Off keying）方式と比べ、信号帯域が狭く、周波数利用効率の向上や伝送距離の拡大が実現できるほか、高感度化も期待できる。
【０００３】
まず、四相位相偏移変調（ＱＰＳＫ変調，Quadrature Phase Shift keying）方式は、２ビットのデータから構成される各シンボル「００」，「０１」，「１１」及び「１０」に対して、「θ」，「θ＋π／２」，「θ＋π」及び「θ＋３π／２」が割り当てられる。ここで、「θ」は任意の位相である。そして、受信器は、受信信号の位相を検出することにより、送信データを再生する。ＱＰＳＫ変調方式を比較的容易に実現する手段として、ＤＱＰＳＫ変調方式があり、ＤＱＰＳＫ変調では、先に送信したシンボルの値と次に送信するシンボルの値との間の搬送波の位相変化量（「０」,「π／２」，「π」及び「３π／２」）が送信情報の２ビットに対応付けられる。したがって、受信器は、隣接する２つのシンボル間の位相差を検出することにより、送信データを再生することができる。
【０００４】
特許文献１又は２に示すように、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を復調するには、図１のようなＩ（In-phase）信号生成用とＱ（Quadrature）信号生成用の２つの遅延干渉計（導波路１０２と１０３による遅延干渉計、または、導波路１０４と１０５による遅延干渉計）を必要とし、しかも、高精度で位相差を復調する必要がある。図１では、光信号αを２つの遅延干渉計に入れるため、分岐部１０１で２つに分岐されている。しかし、光受信器の周辺温度などの影響で、遅延干渉計内の光路長が変化し、位相が安定しないため、高精度な復調が困難となる。また、いずれの干渉計でどちらの信号成分を復調しているのかが識別できないなど問題があった。また、光信号を分岐し２つの干渉計に導入するまでの光路長差や、各干渉計を構成する光路長の差を、最適に調整する必要があり、制御系が極めて複雑化するという問題を生じていた。なお、光波ａ１とａ２、又は光波ａ３とａ４を、各々のバランスド受光素子に入射してＩ信号やＱ信号が得られる。
【０００５】
これに対し、特許文献３において、本出願人は、図２に示すように、偏波面に着目する光受信器を提案した。具体的には、ＤＱＰＳＫ変調光αは、偏波面が一方向に揃えた状態入射し、１ビット遅延回路に導入される。１ビット遅延回路では、偏波保持型のファイバカプラ（１，２）で構成されるとともに、一方の分岐光の経路には偏波面を９０度回転させる半波長板３が配置されている。これにより、合波された光波は、互いに１ビット遅延した２つの信号光が、偏波面が直交する状態で合成されている。
【０００６】
そして、偏波分離回路４を用いて４つの信号光に分離され、例えば、光波ｂ１とｂ２、又は光波ｂ３とｂ４を、各々のバランスド受光素子に入射してＩ信号やＱ信号を得ることができる。これにより、１ビット遅延回路が１つに集約でき、製造コストの削減や光学部品の調整の煩雑さを軽減することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、１ビット遅延回路を、例えば、偏波保持型ファイバカプラを用いて作成すると、偏波保持型ファイバカプラは温度変化や外部応力などの外乱に対して非常に敏感であるため、装置としての安定性が乏しいという問題を生じる。また、ハーフミラーなどの空間光学系を利用する場合も、ハーフミラーに偏波依存性があるため、分岐した光波の光路長に誤差が生じ易く、Ｉ成分信号とＱ成分信号との間に時間的なずれが発生する可能性が高い。
【０００８】
さらに、本出願人は、このような問題を解決し、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、偏波無依存となる光受信器を提供するため、特許文献４において、以下のような光受信器を提案した。
【０００９】
このような光受信器では、図３に示すように、ＤＱＰＳＫ変調された光信号αを多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、ＤＱＰＳＫ変調された光信号αを、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段（２０１）と、一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１１，２２１）と、他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１２，２２２）と、各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段（２３１〜２５４）を設け、１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板（２６１，２６４）を通過し、さらに偏波面を２２．５度回転（２７０）し、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐（２８１，２８４）する回転分岐手段と、１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板（２６２，２６３）を通過し、さらに偏波面を２２．５度回転（２７０）し、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐（２８２，２８３）する回転分岐手段と、回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板（２９０）を通過させ、得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段（３０１〜３０４）を有することを特徴とする。
【００１０】
このような光学系を利用して得られた各光波（Ｃ１〜Ｃ４）は、偏波無依存化したＩ信号成分とＱ信号成分を形成できる。
【００１１】
次に、図４及び図５を用いて、図３に係る光受信器を空間光学系で構成した例について説明する。図４及び図５は、光の伝搬方向（図の右方向）に向かって、使用する光学部品を直列状態で展開した展開図である。特に、図４は、空間光学系を側面から見た展開図であり、図５は、空間光学系を上方から見た平面状の展開図である。
【００１２】
入射した信号光αは、レンズ４００でコリメートされ、偏波分岐手段４０１を構成する偏光ビームスプリッター４０２，４０３に入射し、図４のように、上下に分離した平行ビーム（Ａ，Ｂ）を形成する。符号βで示す光波は、偏光ビームスプリッターから漏れる漏れ光である。±４５度の１／４波長板と１ビット遅延回路とを含む光学系を符号４１０で示す。この光学系４１０に入射するには、図５に示すハーフミラー４１１とミラー４１２を経るよう設定されている。ハーフミラー４１１により光波（Ａ又はＢ）は、光強度が３ｄＢとなる２つの光波（（実線Ａ１，点線Ａ２）又は（Ｂ１，Ｂ２））に分けられる。
【００１３】
図４の上段側の光波（Ａ１，Ａ２）は、＋４５度の１／４波長板４１３に入射し、下段側の光波（Ｂ１，Ｂ２）は、−４５度の１／４波長板４１３’に入射する。その後、これら４つの光波は、偏光ビームスプリッター４１４で偏光面が直交する２つ光波に分岐され、プリズムミラー４１６及び４１７で各々反射し、再度、偏光ビームスプリッター４１４に入射して、偏波面を直交状態に維持しながら合波される。しかも、偏光ビームスプリッター４１４に対するプリズムミラー４１６及び４１７の設置位置は、光路差が１ビット分となるように設定されており、例えば、光路長を調整するため、ポリマーなどの光透過媒体４１５が、偏光ビームスプリッターとプリズムミラーとの間に配置される。
【００１４】
本発明の光受信器では、特に、４つの光波に対する１ビット遅延回路を、単一の偏光ビームスプリッター４１４と２つのプリズムミラー（４１６，４１７）で構成されるため、空間光学系を、極めて小型化することが可能となる。
【００１５】
１ビット遅延回路を出た光波は、ミラー（４１８，４１９）により−４５度の１／４波長板４２０や＋４５度の１／４波長板４２１へ導かれる。
【００１６】
±４５度の１／４波長板（４２０，４２１）を通過した４つの光波は、さらに、２２．５度の偏波面回転手段４３０を通過し、４つの偏光ビームスプリッター（４４１〜４４４）からなる分岐手段４４０により、各々２つの光波に分岐される。符号γは、偏光ビームスプリッターからの漏れ光である。
【００１７】
図４の下段側の光波（Ｂ１１、Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）は、＋４５度の半波長板４５０を通過し、ミラー４６１と偏光ビームスプリッター４６２、或いは必要に応じて設けられるミラー４６３で構成される合波手段４６０で、上段側の光波と下段側の光波とが特定の組み合わせを構成することとなる。
【００１８】
図３乃至５に示すＤＱＰＳＫ変調では、２種類のデジタル信号（Ｉ信号成分とＱ信号成分）について、各々が直交する偏光（Ｐ波（光波Ａに相当）とＳ波（光波Ｂに相当））からなる４つの光が同じ光学系を通り、最終的に分離・合波されて受光素子に入射されている。
【００１９】
しかしながら、図３などが示すように、１つの光を２種類のデジタル信号及び２種類の偏光に各々を分離する際に、光路長差が発生する。例えば、４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１．Ｂ２）を８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）に分離する際には、分岐手段を構成する偏光ビームスプリッタ４４１から４４２へ、又は同４４３から４４４へ光波が移動する分だけ光路長差が発生する。
【００２０】
また、４種類の偏光を受光素子で検波する機構においても、光路長差が発生するという問題がある。しかも、このような光路長差は、最終的に受光素子で光波を受光するまでに調整する必要があり、使用する光学部品が増加する上、光学系が複雑化するという問題がある。さらに、受光部に光を入射させる際には、平行ビームをレンズにより集光させるが、集光レンズや受光デバイスの位置ずれにより、信号強度が大きく変化するという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００６−２９５６０３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８８５２号公報
【特許文献３】特願２００８−２５５５２８号（２００８年９月３０日出願）
【特許文献４】特願２００９−８０３１９号（２００９年３月２７日出願）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、直交する偏光を用いたＩ信号成分とＱ信号成分を生成する光学系において、光路長差の発生を抑制すると共に、光学部品の増加を抑えた光受信器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段と、一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段を設け、１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段と、１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段と、回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板を通過させ、得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光受信器において、該合波手段で合波された光波を光−電気変換部に入射し、該光波に対応した電気信号を得ることを特徴とする。
【００２５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光受信器において、該合波手段は、直交するシリンドリカルレンズを直列に配置して構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に係る発明により、特に、楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段や、楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段を採用することにより、偏波面が直交する光波を複屈折基板により、光路長差の発生を抑制ながら容易に分離することができる。このため、従来のように複数の偏光ビームスプリッターを組み合わせる場合と比較し、光波の分離に伴う光路長差が生じず、光学部品点数もより少なくなる。
さらに、複屈折基板を用いることで、偏波面を回転することも容易に実現でき、従来の回転分岐手段の一部を構成するファラデーローテータなどの偏波面の回転手段も兼用することが可能となる。
【００２７】
請求項２に係る発明により、合波手段で合波された光波を光−電気変換部に入射し、該光波に対応した電気信号を得る構成であるため、光ファイバなどの光学部品を必要とすることなく、直接、光波を光−電気変換部に導くことが可能となる。しかも、合波手段により、複屈折基板から放射される平行でない光波を選択的に集光しながら、光ー電気変換部に導くことも可能であり、複屈折基板に適した光学系を実現することも可能となる。
【００２８】
請求項３に係る発明により、合波手段は、直交するシリンドリカルレンズを直列に配置して構成されるため、各シリンドリカルレンズの光軸に対して独立の位置制御を施すことができ、位置ずれに対する信号強度の影響を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の２つの遅延干渉計で構成されるＤＱＰＳＫ変調の光受信器を示す図である。
【図２】本出願人が先の出願で提示した偏波面を利用したＤＱＰＳＫ変調の光受信器を示す図である。
【図３】本出願人が先の出願で提示した光受信器に係る基本的な概念を説明する図である。
【図４】図３の光受信器に係る空間光学系を説明するための側面展開図である。
【図５】図３の光受信器に係る空間光学系を説明するための平面展開図である。
【図６】本発明の光受信器に使用される楔形状を持つ複屈折基板を説明する図である。
【図７】本発明の光受信器に係る基本的な概念を説明する図である。
【図８】図７の光受信器に係る空間光学系を説明するための側面展開図である。
【図９】図７の光受信器に係る空間光学系を説明するための平面展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の光受信器について、好適例を用いて詳細に説明する。なお、特許文献４に係る技術説明で使用した符号と同じものについては、同様の構成を採用することが可能であることを意味している。
【００３１】
本発明は、図７に示すように、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段（２０１）と、一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１１，２２１）と、他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１２，２２２）と、各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段（２３１〜２５４）を設け、１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板（２６１，２６４）を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板（５０１，５０４）により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段と、１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板（２６２，２６３）を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板（５０２，５０３）により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段と、回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板（５１０）を通過させ、得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段（５２０，５３０）を有することを特徴とする。
【００３２】
合波手段には、直交するシリンドリカルレンズ（５２０，５３０）を直列に配置して構成される。Ｉ信号成分又はＱ信号成分の各々に対応した２組のシリンドリカルレンズ、あるいは、Ｉ信号成分，Ｉ−信号成分，Ｑ信号成分，Ｑ−信号成分の各々に対応する４組のシリンドリカルレンズなど種々の組み合わせを採用することができる。
【００３３】
本発明の特徴は、楔形状を持つ複屈折基板（５０１〜５０４）を使用して、偏波分離に係る光路長差の発生を抑制すると共に、使用する光学部品点数の抑制を図ったものである。図６は、本発明に使用される楔形状を持つ複屈折基板の例である。複屈折基板５００は、入射面を光軸Ｌに垂直にし、出射面をルチル角θで傾けた楔形状とすることで、直交する偏波面毎に異なる偏角で、２つの光波（ｎｏ，ｎｅ）を出射することが可能である。この偏角は、ルチル角θに応じて変化する。この複屈折基板を使用することで、偏波分離での光路長差が発生しない。
【００３４】
また、入射する偏光ｎの偏波面と複屈折基板の結晶軸ｃとの間に角度δを設けることにより、偏光ｎの偏波面が回転する。このため、図３の偏波面回転手段２７０であるファラデーローテータの機能を、複屈折基板に兼用させ、偏波面回転手段２７０を省略することも可能となる。
【００３５】
次に、図８及び図９を用いて、図７に係る光受信器を空間光学系で構成した例について説明する。図８及び図９は、光の伝搬方向（図の右方向）に向かって、使用する光学部品を直列状態で展開した展開図である。特に、図８は、空間光学系を側面から見た展開図であり、図９は、空間光学系を上方から見た平面状の展開図である。
【００３６】
信号光αを複屈折基板（５０１〜５０４）まで導く光学系については、図４及び図５に示した空間光学系と同様の構成を採用することができる。なお、図８及び図９においては、信号光αを直交する偏波面の光波に分離する偏波分岐手段４０１として、偏光ビームスプリッター（４０４，４０５）にミラー４０６を組み合わせることで、２つの光波（Ａ，Ｂ）の光路長差の発生を抑制している。
【００３７】
図７における回転分岐手段である複屈折基板（５０１〜５０４）は、図８及び図９における符号６００，６０１で図示されている。この複屈折基板で分離された８つの光波の内、図８の下側を伝播する４つの光波（Ｂ１１〜Ｂ２２）は、＋４５度の半波長板（６１０，６１１）を通過する。
【００３８】
８つの光波（Ａ１１〜Ｂ２２）は、合波手段である２種類のシリンドリカルレンズを経て、光−電気変換部である受光素子（６４０，６４１）に入射される。２種類のシリンドリカルレンズは、縦方向に集光性を発生するシリンドリカルレンズ（６３０）と、横方向に集光性を発生するシリンドリカルレンズ（６２０，６２１）で構成される。図８又は図９では、各々一方のシリンドリカルレンズのみ図示している。
【００３９】
受光素子（６４０，６４１）は、２つのフォトセンサを組み合わせたバランスド受光素子であり、図８で上下に分かれた光波は、シリンドリカルレンズ（６３０）により一点に集光され、バランスド受光素子を構成する一方のフォトセンサに入射する。
【００４０】
図９のシリンドリカルレンズは、複屈折基板で分岐した各光波を、バランスド受光素子を構成する２つのフォトセンサに各々集光して入射する。
【００４１】
２種類のシリンドリカルレンズのいずれが、受光素子側に配置されても良く、また、各信号成分に対応して複数の独立した構成部品で構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、直交する偏光を用いたＩ信号成分とＱ信号成分を生成する光学系において、光路長差の発生を抑制すると共に、光学部品の増加を抑えた光受信器を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
２０１，２３１〜２３４，２５１〜２５４，２８１〜２８４，３０１〜３０４ 偏光ビームスプリッター
２１１，２１２ 分岐手段
２２１，２２２，２６１〜２６４ １／４波長板
２７０ ２２．５度の偏波面回転手段
２９０，５１０，６１０ 半波長板
５００，５０１〜５０４，６００，６０１ 複屈折基板
５２０，５３０，６２０，６２１，６３０ シリンドリカルレンズ
６４０，６４１ 受光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信器に関し、特に、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号を復調する光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信トラフィックの増大に伴い、高速・大容量化が求められる次世代長距離大容量光通信システムでは、多値変復調符号化技術の導入が検討されている。その代表的なものの一つに差動四相位相偏移変調（ＤＱＰＳＫ変調，Differential Quadrature Phase Shift keying）方式がある。この方式では、従来の２値強度変調（ＯＯＫ，On-Off keying）方式と比べ、信号帯域が狭く、周波数利用効率の向上や伝送距離の拡大が実現できるほか、高感度化も期待できる。
【０００３】
まず、四相位相偏移変調（ＱＰＳＫ変調，Quadrature Phase Shift keying）方式は、２ビットのデータから構成される各シンボル「００」，「０１」，「１１」及び「１０」に対して、「θ」，「θ＋π／２」，「θ＋π」及び「θ＋３π／２」が割り当てられる。ここで、「θ」は任意の位相である。そして、受信器は、受信信号の位相を検出することにより、送信データを再生する。ＱＰＳＫ変調方式を比較的容易に実現する手段として、ＤＱＰＳＫ変調方式があり、ＤＱＰＳＫ変調では、先に送信したシンボルの値と次に送信するシンボルの値との間の搬送波の位相変化量（「０」,「π／２」，「π」及び「３π／２」）が送信情報の２ビットに対応付けられる。したがって、受信器は、隣接する２つのシンボル間の位相差を検出することにより、送信データを再生することができる。
【０００４】
特許文献１又は２に示すように、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を復調するには、図１のようなＩ（In-phase）信号生成用とＱ（Quadrature）信号生成用の２つの遅延干渉計（導波路１０２と１０３による遅延干渉計、または、導波路１０４と１０５による遅延干渉計）を必要とし、しかも、高精度で位相差を復調する必要がある。図１では、光信号αを２つの遅延干渉計に入れるため、分岐部１０１で２つに分岐されている。しかし、光受信器の周辺温度などの影響で、遅延干渉計内の光路長が変化し、位相が安定しないため、高精度な復調が困難となる。また、いずれの干渉計でどちらの信号成分を復調しているのかが識別できないなど問題があった。また、光信号を分岐し２つの干渉計に導入するまでの光路長差や、各干渉計を構成する光路長の差を、最適に調整する必要があり、制御系が極めて複雑化するという問題を生じていた。なお、光波ａ１とａ２、又は光波ａ３とａ４を、各々のバランスド受光素子に入射してＩ信号やＱ信号が得られる。
【０００５】
これに対し、特許文献３において、本出願人は、図２に示すように、偏波面に着目する光受信器を提案した。具体的には、ＤＱＰＳＫ変調光αは、偏波面が一方向に揃えた状態入射し、１ビット遅延回路に導入される。１ビット遅延回路では、偏波保持型のファイバカプラ（１，２）で構成されるとともに、一方の分岐光の経路には偏波面を９０度回転させる半波長板３が配置されている。これにより、合波された光波は、互いに１ビット遅延した２つの信号光が、偏波面が直交する状態で合成されている。
【０００６】
そして、偏波分離回路４を用いて４つの信号光に分離され、例えば、光波ｂ１とｂ２、又は光波ｂ３とｂ４を、各々のバランスド受光素子に入射してＩ信号やＱ信号を得ることができる。これにより、１ビット遅延回路が１つに集約でき、製造コストの削減や光学部品の調整の煩雑さを軽減することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、１ビット遅延回路を、例えば、偏波保持型ファイバカプラを用いて作成すると、偏波保持型ファイバカプラは温度変化や外部応力などの外乱に対して非常に敏感であるため、装置としての安定性が乏しいという問題を生じる。また、ハーフミラーなどの空間光学系を利用する場合も、ハーフミラーに偏波依存性があるため、分岐した光波の光路長に誤差が生じ易く、Ｉ成分信号とＱ成分信号との間に時間的なずれが発生する可能性が高い。
【０００８】
さらに、本出願人は、このような問題を解決し、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、偏波無依存となる光受信器を提供するため、特許文献４において、以下のような光受信器を提案した。
【０００９】
このような光受信器では、図３に示すように、ＤＱＰＳＫ変調された光信号αを多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、ＤＱＰＳＫ変調された光信号αを、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段（２０１）と、一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１１，２２１）と、他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１２，２２２）と、各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段（２３１〜２５４）を設け、１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板（２６１，２６４）を通過し、さらに偏波面を２２．５度回転（２７０）し、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐（２８１，２８４）する回転分岐手段と、１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板（２６２，２６３）を通過し、さらに偏波面を２２．５度回転（２７０）し、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐（２８２，２８３）する回転分岐手段と、回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板（２９０）を通過させ、得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段（３０１〜３０４）を有することを特徴とする。
【００１０】
このような光学系を利用して得られた各光波（Ｃ１〜Ｃ４）は、偏波無依存化したＩ信号成分とＱ信号成分を形成できる。
【００１１】
次に、図４及び図５を用いて、図３に係る光受信器を空間光学系で構成した例について説明する。図４及び図５は、光の伝搬方向（図の右方向）に向かって、使用する光学部品を直列状態で展開した展開図である。特に、図４は、空間光学系を側面から見た展開図であり、図５は、空間光学系を上方から見た平面状の展開図である。
【００１２】
入射した信号光αは、レンズ４００でコリメートされ、偏波分岐手段４０１を構成する偏光ビームスプリッター４０２，４０３に入射し、図４のように、上下に分離した平行ビーム（Ａ，Ｂ）を形成する。符号βで示す光波は、偏光ビームスプリッターから漏れる漏れ光である。±４５度の１／４波長板と１ビット遅延回路とを含む光学系を符号４１０で示す。この光学系４１０に入射するには、図５に示すハーフミラー４１１とミラー４１２を経るよう設定されている。ハーフミラー４１１により光波（Ａ又はＢ）は、光強度が３ｄＢとなる２つの光波（（実線Ａ１，点線Ａ２）又は（Ｂ１，Ｂ２））に分けられる。
【００１３】
図４の上段側の光波（Ａ１，Ａ２）は、＋４５度の１／４波長板４１３に入射し、下段側の光波（Ｂ１，Ｂ２）は、−４５度の１／４波長板４１３’に入射する。その後、これら４つの光波は、偏光ビームスプリッター４１４で偏光面が直交する２つ光波に分岐され、プリズムミラー４１６及び４１７で各々反射し、再度、偏光ビームスプリッター４１４に入射して、偏波面を直交状態に維持しながら合波される。しかも、偏光ビームスプリッター４１４に対するプリズムミラー４１６及び４１７の設置位置は、光路差が１ビット分となるように設定されており、例えば、光路長を調整するため、ポリマーなどの光透過媒体４１５が、偏光ビームスプリッターとプリズムミラーとの間に配置される。
【００１４】
本発明の光受信器では、特に、４つの光波に対する１ビット遅延回路を、単一の偏光ビームスプリッター４１４と２つのプリズムミラー（４１６，４１７）で構成されるため、空間光学系を、極めて小型化することが可能となる。
【００１５】
１ビット遅延回路を出た光波は、ミラー（４１８，４１９）により−４５度の１／４波長板４２０や＋４５度の１／４波長板４２１へ導かれる。
【００１６】
±４５度の１／４波長板（４２０，４２１）を通過した４つの光波は、さらに、２２．５度の偏波面回転手段４３０を通過し、４つの偏光ビームスプリッター（４４１〜４４４）からなる分岐手段４４０により、各々２つの光波に分岐される。符号γは、偏光ビームスプリッターからの漏れ光である。
【００１７】
図４の下段側の光波（Ｂ１１、Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）は、＋４５度の半波長板４５０を通過し、ミラー４６１と偏光ビームスプリッター４６２、或いは必要に応じて設けられるミラー４６３で構成される合波手段４６０で、上段側の光波と下段側の光波とが特定の組み合わせを構成することとなる。
【００１８】
図３乃至５に示すＤＱＰＳＫ変調では、２種類のデジタル信号（Ｉ信号成分とＱ信号成分）について、各々が直交する偏光（Ｐ波（光波Ａに相当）とＳ波（光波Ｂに相当））からなる４つの光が同じ光学系を通り、最終的に分離・合波されて受光素子に入射されている。
【００１９】
しかしながら、図３などが示すように、１つの光を２種類のデジタル信号及び２種類の偏光に各々を分離する際に、光路長差が発生する。例えば、４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１．Ｂ２）を８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）に分離する際には、分岐手段を構成する偏光ビームスプリッタ４４１から４４２へ、又は同４４３から４４４へ光波が移動する分だけ光路長差が発生する。
【００２０】
また、４種類の偏光を受光素子で検波する機構においても、光路長差が発生するという問題がある。しかも、このような光路長差は、最終的に受光素子で光波を受光するまでに調整する必要があり、使用する光学部品が増加する上、光学系が複雑化するという問題がある。さらに、受光部に光を入射させる際には、平行ビームをレンズにより集光させるが、集光レンズや受光デバイスの位置ずれにより、信号強度が大きく変化するという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００６−２９５６０３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８８５２号公報
【特許文献３】特願２００８−２５５５２８号（２００８年９月３０日出願）
【特許文献４】特願２００９−８０３１９号（２００９年３月２７日出願）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、直交する偏光を用いたＩ信号成分とＱ信号成分を生成する光学系において、光路長差の発生を抑制すると共に、光学部品の増加を抑えた光受信器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段と、一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段を設け、１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段と、１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段と、回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板を通過させ、得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光受信器において、該合波手段で合波された光波を光−電気変換部に入射し、該光波に対応した電気信号を得ることを特徴とする。
【００２５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光受信器において、該合波手段は、直交するシリンドリカルレンズを直列に配置して構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に係る発明により、特に、楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段や、楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段を採用することにより、偏波面が直交する光波を複屈折基板により、光路長差の発生を抑制ながら容易に分離することができる。このため、従来のように複数の偏光ビームスプリッターを組み合わせる場合と比較し、光波の分離に伴う光路長差が生じず、光学部品点数もより少なくなる。
さらに、複屈折基板を用いることで、偏波面を回転することも容易に実現でき、従来の回転分岐手段の一部を構成するファラデーローテータなどの偏波面の回転手段も兼用することが可能となる。
【００２７】
請求項２に係る発明により、合波手段で合波された光波を光−電気変換部に入射し、該光波に対応した電気信号を得る構成であるため、光ファイバなどの光学部品を必要とすることなく、直接、光波を光−電気変換部に導くことが可能となる。しかも、合波手段により、複屈折基板から放射される平行でない光波を選択的に集光しながら、光ー電気変換部に導くことも可能であり、複屈折基板に適した光学系を実現することも可能となる。
【００２８】
請求項３に係る発明により、合波手段は、直交するシリンドリカルレンズを直列に配置して構成されるため、各シリンドリカルレンズの光軸に対して独立の位置制御を施すことができ、位置ずれに対する信号強度の影響を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の２つの遅延干渉計で構成されるＤＱＰＳＫ変調の光受信器を示す図である。
【図２】本出願人が先の出願で提示した偏波面を利用したＤＱＰＳＫ変調の光受信器を示す図である。
【図３】本出願人が先の出願で提示した光受信器に係る基本的な概念を説明する図である。
【図４】図３の光受信器に係る空間光学系を説明するための側面展開図である。
【図５】図３の光受信器に係る空間光学系を説明するための平面展開図である。
【図６】本発明の光受信器に使用される楔形状を持つ複屈折基板を説明する図である。
【図７】本発明の光受信器に係る基本的な概念を説明する図である。
【図８】図７の光受信器に係る空間光学系を説明するための側面展開図である。
【図９】図７の光受信器に係る空間光学系を説明するための平面展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の光受信器について、好適例を用いて詳細に説明する。なお、特許文献４に係る技術説明で使用した符号と同じものについては、同様の構成を採用することが可能であることを意味している。
【００３１】
本発明は、図７に示すように、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、ＤＱＰＳＫ変調された光信号を、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段（２０１）と、一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１１，２２１）と、他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段（２１２，２２２）と、各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段（２３１〜２５４）を設け、１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板（２６１，２６４）を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板（５０１，５０４）により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段と、１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板（２６２，２６３）を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板（５０２，５０３）により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段と、回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板（５１０）を通過させ、得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段（５２０，５３０）を有することを特徴とする。
【００３２】
合波手段には、直交するシリンドリカルレンズ（５２０，５３０）を直列に配置して構成される。Ｉ信号成分又はＱ信号成分の各々に対応した２組のシリンドリカルレンズ、あるいは、Ｉ信号成分，Ｉ−信号成分，Ｑ信号成分，Ｑ−信号成分の各々に対応する４組のシリンドリカルレンズなど種々の組み合わせを採用することができる。
【００３３】
本発明の特徴は、楔形状を持つ複屈折基板（５０１〜５０４）を使用して、偏波分離に係る光路長差の発生を抑制すると共に、使用する光学部品点数の抑制を図ったものである。図６は、本発明に使用される楔形状を持つ複屈折基板の例である。複屈折基板５００は、入射面を光軸Ｌに垂直にし、出射面をルチル角θで傾けた楔形状とすることで、直交する偏波面毎に異なる偏角で、２つの光波（ｎｏ，ｎｅ）を出射することが可能である。この偏角は、ルチル角θに応じて変化する。この複屈折基板を使用することで、偏波分離での光路長差が発生しない。
【００３４】
また、入射する偏光ｎの偏波面と複屈折基板の結晶軸ｃとの間に角度δを設けることにより、偏光ｎの偏波面が回転する。このため、図３の偏波面回転手段２７０であるファラデーローテータの機能を、複屈折基板に兼用させ、偏波面回転手段２７０を省略することも可能となる。
【００３５】
次に、図８及び図９を用いて、図７に係る光受信器を空間光学系で構成した例について説明する。図８及び図９は、光の伝搬方向（図の右方向）に向かって、使用する光学部品を直列状態で展開した展開図である。特に、図８は、空間光学系を側面から見た展開図であり、図９は、空間光学系を上方から見た平面状の展開図である。
【００３６】
信号光αを複屈折基板（５０１〜５０４）まで導く光学系については、図４及び図５に示した空間光学系と同様の構成を採用することができる。なお、図８及び図９においては、信号光αを直交する偏波面の光波に分離する偏波分岐手段４０１として、偏光ビームスプリッター（４０４，４０５）にミラー４０６を組み合わせることで、２つの光波（Ａ，Ｂ）の光路長差の発生を抑制している。
【００３７】
図７における回転分岐手段である複屈折基板（５０１〜５０４）は、図８及び図９における符号６００，６０１で図示されている。この複屈折基板で分離された８つの光波の内、図８の下側を伝播する４つの光波（Ｂ１１〜Ｂ２２）は、＋４５度の半波長板（６１０，６１１）を通過する。
【００３８】
８つの光波（Ａ１１〜Ｂ２２）は、合波手段である２種類のシリンドリカルレンズを経て、光−電気変換部である受光素子（６４０，６４１）に入射される。２種類のシリンドリカルレンズは、縦方向に集光性を発生するシリンドリカルレンズ（６３０）と、横方向に集光性を発生するシリンドリカルレンズ（６２０，６２１）で構成される。図８又は図９では、各々一方のシリンドリカルレンズのみ図示している。
【００３９】
受光素子（６４０，６４１）は、２つのフォトセンサを組み合わせたバランスド受光素子であり、図８で上下に分かれた光波は、シリンドリカルレンズ（６３０）により一点に集光され、バランスド受光素子を構成する一方のフォトセンサに入射する。
【００４０】
図９のシリンドリカルレンズは、複屈折基板で分岐した各光波を、バランスド受光素子を構成する２つのフォトセンサに各々集光して入射する。
【００４１】
２種類のシリンドリカルレンズのいずれが、受光素子側に配置されても良く、また、各信号成分に対応して複数の独立した構成部品で構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、直交する偏光を用いたＩ信号成分とＱ信号成分を生成する光学系において、光路長差の発生を抑制すると共に、光学部品の増加を抑えた光受信器を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
２０１，２３１〜２３４，２５１〜２５４，２８１〜２８４，３０１〜３０４ 偏光ビームスプリッター
２１１，２１２ 分岐手段
２２１，２２２，２６１〜２６４ １／４波長板
２７０ ２２．５度の偏波面回転手段
２９０，５１０，６１０ 半波長板
５００，５０１〜５０４，６００，６０１ 複屈折基板
５２０，５３０，６２０，６２１，６３０ シリンドリカルレンズ
６４０，６４１ 受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、
ＤＱＰＳＫ変調された光信号を、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段と、
一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、
他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、
各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段を設け、
１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段と、
１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段と、
回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板を通過させ、
得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段を有することを特徴とする光受信器。
【請求項２】
請求項１に記載の光受信器において、該合波手段で合波された光波を光−電気変換部に入射し、該光波に対応した電気信号を得ることを特徴とする光受信器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光受信器において、該合波手段は、直交するシリンドリカルレンズを直列に配置して構成されることを特徴とする光受信器。
【請求項１】
ＤＱＰＳＫ変調された光信号を多レベルの位相変調信号に復調する光受信器において、
ＤＱＰＳＫ変調された光信号を、偏波面が直交する２つの光波（Ａ，Ｂ）に分岐する偏波分岐手段と、
一方の分岐光Ａをさらに２つの光波（Ａ１，Ａ２）に分岐し、＋４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、
他方の分岐光Ｂをさらに２つの光波（Ｂ１，Ｂ２）に分岐し、−４５度の１／４波長板を通過させる分岐回転手段と、
各分岐回転手段を経た４つの光波（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）に対し、偏波面が直交する２つの光波に分離し、一方の光波を１ビット分の遅れを発生させた後に両者を互いに偏波面が直交する状態で合波する１ビット遅延回路手段を設け、
１ビット遅延回路手段を経た２つの光波（Ａ１，Ｂ２）は、各々の光波が−４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ１１，Ａ１２）又は（Ｂ２１，Ｂ２２））毎に分岐する回転分岐手段と、
１ビット遅延回路手段を経た他の２つの光波（Ａ２，Ｂ１）は、各々の光波が＋４５度の１／４波長板を通過し、さらに楔形状を持つ複屈折基板により偏波面を２２．５度回転すると共に、偏波面が直交する２つの光波（（Ａ２１，Ａ２２）又は（Ｂ１１，Ｂ１２））毎に分岐する回転分岐手段と、
回転分岐手段を経た特定の４つの光波（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を＋４５度の半波長板を通過させ、
得られた８つの光波（Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２）を特定の組み合わせ（（Ａ１１，Ｂ２１），（Ａ１２，Ｂ２２），（Ａ２１，Ｂ１１）又は（Ａ２２，Ｂ１２））で偏波面を維持した状態で合波する合波手段を有することを特徴とする光受信器。
【請求項２】
請求項１に記載の光受信器において、該合波手段で合波された光波を光−電気変換部に入射し、該光波に対応した電気信号を得ることを特徴とする光受信器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光受信器において、該合波手段は、直交するシリンドリカルレンズを直列に配置して構成されることを特徴とする光受信器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−７７５８２（Ｐ２０１１−７７５８２Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２３８３８（Ｐ２００９−２２３８３８）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【出願人】（５０４２４３７１８）株式会社トリマティス (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【出願人】（５０４２４３７１８）株式会社トリマティス (24)
【Ｆターム（参考）】
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