説明

復調器

【課題】DQPSK変調またはDPSK変調された光信号を安定且つ正確に復調する復調器を提供する。
【解決手段】光信号を分岐して第1の分岐光を第1の光路に出射し、第2の分岐光を第2の光路に出射するハーフミラーと、第1の分岐光をハーフミラーに反射する第1のリフレクタと、第2の分岐光をハーフミラーに反射する第2のリフレクタとを備え、ハーフミラーは、第1の分岐光と第2の分岐光とを合波し、合波された光信号(合波光信号)を2分岐して出射するマイケルソン干渉計と、当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された合波光信号を受光し、2つの合波光信号に基づいて復調信号を生成する平衡光検出器とを具備し、第1の光路と第2の光路との光路長差は、第1の分岐光に対して第2の分岐光が1ビット周期と等しい遅延時間を有するように設定されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ファイバ通信、特に高密度波長分割多重方式(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)を採用した光ファイバ通信における差動位相変調信号の復調器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インターネットの急激な発展に伴い、ネットワークの高速化・大容量化への要望を実現するため、情報を電気信号ではなく光ファイバを伝送路とする光信号によって伝達する光ファイバ通信が開発及び実用化されている。このような光ファイバ通信において、さらに高速化・大容量化を実現するために、「波長の異なる光は互いに干渉しない」という光の性質を利用して、1本の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を多重して伝送する高密度波長分割多重方式(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)が注目されている。
【0003】
上記DWDM方式を採用する光ファイバ通信では、主に差動位相変調方式(DPSK:Differential Phase Shift Keying)や4相差動位相変調方式(DQPSK:Differential Quadrature Phase Shift Keying)によって変調された光信号を伝送し、遅延干渉計を備えた復調器によって受信した光信号を復調している。
例えば、特表2004−516743号公報には、DWDM方式を採用する光ファイバ通信において、DQPSK変調された光信号を復調する復調器が開示されている。図4は上記復調器の構成ブロック図である。
【0004】
図4に示すように、従来の復調器60は、光ファイバからなる第1の分岐路61及び第2の分岐路62、光導波路型の第1のマッハツェンダ干渉計63及び第2のマッハツェンダ干渉計64、第1の平衡光検出器65、第2の平衡光検出器66から構成されている。
【0005】
第1の光ファイバ61は、光ファイバFから伝送されるDQPSK変調された光信号(以下DQPSK光信号という)を分岐して第1のマッハツェンダ干渉計63に伝送する。第2の光ファイバ62は、光ファイバFから伝送されるDQPSK光信号を分岐して第2のマッハツェンダ干渉計64に伝送する。
【0006】
第1のマッハツェンダ干渉計63は、第1の光導波路63a、第2の光導波路63b、合波路63c、第3の光導波路63d及び第4の光導波路63eから構成されている。第1の光導波路63aは、第2の光導波路63bに対してΔL1だけ長い光路長を有しており、第1の光ファイバ61から伝送されるDQPSK光信号を分岐して合波路63cに伝送する。第2の光導波路63bは、所定の光路長を有し、第1の光ファイバ61から伝送されるDQPSK光信号を分岐して合波路63cに伝送する。
【0007】
なお、これら第1の光導波路63aと第2の光導波路63bとの光路長差ΔL1は、第1の光導波路63aにて伝送されるDQPSK光信号が、第2の光導波路63bにて伝送されるDQPSK光信号に対して変調レートの1周期、つまりシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定されている。また、第2の光導波路63bにて伝送されるDQPSK光信号には、図示しない電圧印加装置によって所定の電圧を印加することにより、π/4の位相シフトが与えられている。
【0008】
合波路63cは、上記第1の光導波路63a及び第2の光導波路63bから伝送される各DQPSK光信号を合波し、第1の合波光信号として第3の光導波路63d及び第4の光導波路63eに伝送する。第3の光導波路63dは、上記合波路63cから伝送される第1の合波光信号を伝送し、第1の平衡光検出器65の第1の受光素子65aに向けて出射する。第4の光導波路63eは、上記合波路63cから伝送される第1の合波光信号を伝送し、第1の平衡光検出器65の第2の受光素子65bに向けて出射する。なお、これら第3の光導波路63d及び第4の光導波路63eの光路長は同一となるように構成されている。
【0009】
第2のマッハツェンダ干渉計64は、第1の光導波路64a、第2の光導波路64b、合波路64c、第3の光導波路64d及び第4の光導波路64eから構成されている。第1の光導波路64aは、第2の光導波路64bに対してΔL1だけ長い光路長を有しており、第2の光ファイバ62から伝送されるDQPSK光信号を分岐して合波路64cに伝送する。第2の光導波路64bは、所定の光路長を有し、第2の光ファイバ62から伝送されるDQPSK光信号を分岐して合波路64cに伝送する。
【0010】
なお、第1のマッハツェンダ干渉計63と同様に、これら第1の光導波路64aと第2の光導波路64bとの光路長差ΔL1は、第1の光導波路64aにて伝送されるDQPSK光信号が、第2の光導波路64bにて伝送されるDQPSK光信号に対してシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定されている。また、第2の光導波路64bにて伝送されるDQPSK光信号には、図示しない電圧印加装置によって所定の電圧を印加することにより、−π/4の位相シフトが与えられている。
【0011】
合波路64cは、上記第1の光導波路64a及び第2の光導波路64bから伝送される各DQPSK光信号を合波し、第2の合波光信号として第3の光導波路64d及び第4の光導波路64eに伝送する。第3の光導波路64dは、上記合波路64cから伝送される第2の合波光信号を伝送し、第2の平衡光検出器66の第1の受光素子66aに向けて出射する。第4の光導波路64eは、上記合波路64cから伝送される第2の合波光信号を伝送し、第2の平衡光検出器66の第2の受光素子66bに向けて出射する。なお、これら第3の光導波路64d及び第4の光導波路64eの光路長は同一となるように構成されている。
【0012】
第1の平衡光検出器65は、第1の合波光信号の光強度に応じて電気信号を出力する第1の受光素子65a及び第2の受光素子65bを備えており、これら第1の受光素子65a及び第2の受光素子65bから出力される電気信号を平衡処理して第1の復調信号xを出力する。第2の平衡光検出器66は、第2の合波光信号の光強度に応じて電気信号を出力する第1の受光素子66a及び第2の受光素子66bを備えており、これら第1の受光素子66a及び第2の受光素子66bから出力される電気信号を平衡処理して第2の復調信号yを出力する。
【0013】
このように、DQPSK光信号に対して、シンボル周期と等しい遅延時間とπ/4の位相シフトとが与えられる2つの光導波路を有する第1のマッハツェンダ干渉計63と、シンボル周期と等しい遅延時間と−π/4の位相シフトとが与えられる2つの光導波路を有する第2のマッハツェンダ干渉計64とを備えることにより、得られる第1の復調信号x及び第2の復調信号yは2値符号を示す信号となる。
【0014】
また、DPSK変調された光信号を復調する復調器の場合、1つのマッハツェンダ干渉計を備えていれば良く、つまり図4において、第1の分岐路61、第1のマッハツェンダ干渉計63及び第1の平衡光検出器65だけで構成される。この場合、第1のマッハツェンダ干渉計63において、第2の光導波路63bにて伝送されるDPSK光信号に位相シフトを与える必要はない。
【特許文献1】特表2004−516743号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
上記のように、従来の復調器では、光導波路型のマッハツェンダ干渉計を使用しており、このため以下に述べるような問題点があった。
(1)光導波路の特性を安定化するために高精度の温度制御が必要であり、装置コストの増加や装置サイズの大型化を招く。
(2)機械的なストレスに影響されやすく、光導波路の特性にばらつきが生じる。
(3)図4では図示を省略したが、一般的にマッハツェンダ干渉計と平衡光検出器との間は光ファイバによって接続されるため、この光ファイバによってマッハツェンダ干渉計から伝送される光信号に遅延が生じる。
(4)DQPSK光信号に対する±π/4位相シフト処理の再現性を確保することが困難である。
以上の問題点により、従来の復調器では安定且つ正確な復調を行うことができなかった。
【0016】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、DQPSK変調またはDPSK変調された光信号を安定且つ正確に復調する復調器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記課題を解決するために、本発明では、第1の解決手段として、差動位相変調(DPSK:Differential Phase Shift Keying)された光信号を復調する復調器であって、前記光信号を第1の分岐光及び第2の分岐光に分岐して前記第1の分岐光を第1の光路に出射し、また第2の分岐光を第2の光路に出射するハーフミラーと、前記第1の光路上に設けられ、前記第1の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第1のリフレクタと、前記第2の光路上に設けられ、前記第2の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第2のリフレクタとを備え、前記ハーフミラーは、前記第1のリフレクタから入射される第1の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第2の分岐光とを合波し、合波された光信号(合波光信号)を2分岐して出射するマイケルソン干渉計と、当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、2つの合波光信号に基づいて復調信号を生成する平衡光検出器とを具備し、前記第1の光路と第2の光路との光路長差は、第1の分岐光に対して第2の分岐光が光信号の1ビット周期と等しい遅延時間を有するように設定されている、という手段を採用する。
【0018】
また、本発明では、第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタに可動機構を設け、第1の光路及び/または第2の光路の光路長を調整することを特徴とする。
【0019】
また、本発明では、第3の解決手段として、上記第1または2の解決手段において、前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタと前記ハーフミラーとの間に、位相調整手段を設け、前記遅延時間の調整を行うことを特徴とする。
【0020】
また、本発明では、第4の解決手段として、4相差動位相変調(DQPSK:Differential Quadrature Phase Shift Keying)された光信号を復調する復調器であって、前記光信号を第1の分岐光及び第2の分岐光に分岐して出射する2分岐手段と、前記2分岐手段の出射光軸上に設けられ、前記第1の分岐光を第3の分岐光及び第4の分岐光に分岐して、第3の分岐光を第1の光路に出射すると共に第4の分岐光を第2の光路に出射する一方、前記第2の分岐光を第5の分岐光及び第6の分岐光に分岐して、第5の分岐光を第3の光路に出射すると共に第6の分岐光を第4の光路に出射するハーフミラーと、前記第1の光路及び第3の光路上に設けられ、前記第3の分岐光及び第5の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第1のリフレクタと、前記第2の光路及び第4の光路上に設けられ、前記第4の分岐光及び第6の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第2のリフレクタとを備え、前記ハーフミラーは、前記第1のリフレクタから入射される第3の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第4の分岐光とを合波し、合波された光信号(第1の合波光信号)を2分岐して出射すると共に、前記第1のリフレクタから入射される第5の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第6の分岐光とを合波し、合波された光信号(第2の合波光信号)を2分岐して出射するマイケルソン干渉計と、当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第1の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第1の合波光信号に基づいて第1の復調信号を生成する第1の平衡光検出器と、当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第2の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第2の合波光信号に基づいて第2の復調信号を生成する第2の平衡光検出器とを具備し、前記第1の光路と第2の光路との光路長差は、第3の分岐光に対して第4の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、前記第3の光路と第4の光路との光路長差は、第5の分岐光に対して第6の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタと前記ハーフミラーとの間に、第1の合波光信号と第2の合波光信号との位相差がπ/2となるような位相調整手段を備える、という手段を採用する。
【0021】
また、本発明では、第5の解決手段として、4相差動位相変調(DQPSK:Differential Quadrature Phase Shift Keying)された光信号を復調する復調器であって、前記光信号を第1の分岐光及び第2の分岐光に分岐して前記第1の分岐光を第1の光路に出射し、また第2の分岐光を第2の光路に出射するハーフミラーと、前記第1の分岐光を第3の分岐光と第4の分岐光に2分岐して前記ハーフミラーに反射する第1のリフレクタと、前記第2の分岐光を第5の分岐光と第6の分岐光に2分岐して前記ハーフミラーに反射する第2のリフレクタとを備え、前記ハーフミラーは、前記第1のリフレクタから入射される第3の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第5の分岐光とを合波し、合波された光信号(第1の合波光信号)を2分岐して出射すると共に、前記第1のリフレクタから入射される第4の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第6の分岐光とを合波し、合波された光信号(第2の合波光信号)を2分岐して出射するマイケルソン干渉計と、当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第1の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第1の合波光信号に基づいて第1の復調信号を生成する第1の平衡光検出器と、当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第2の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第2の合波光信号に基づいて第2の復調信号を生成する第2の平衡光検出器とを具備し、前記第1の分岐光及び第3の分岐光が通過する第1の光路と第2の分岐光及び第5の分岐光が通過する第2の光路との光路長差は、第3の分岐光に対して第5の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、前記第1の分岐光及び第4の分岐光が通過する第3の光路と第2の分岐光及び第6の分岐光が通過する第4の光路との光路長差は、第4の分岐光に対して第6の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタと前記ハーフミラーとの間に、第1の合波光信号と第2の合波光信号との位相差がπ/2となるような位相調整手段を備える、という手段を採用する。
【0022】
また、本発明では、第6の解決手段として、上記第4または5の解決手段において、前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタに可動機構を設け、第1〜第4の光路のいずれかの光路長を調整することを特徴とする。
【0023】
また、本発明では、第7の解決手段として、上記第3〜6のいずれかの解決手段において、前記位相調整手段として、屈折率が異なる2つの媒質を組み合わせたもの、板厚の異なる2つの媒質を組み合わせたもの、または光学特性の異なる2つの光学薄膜を組み合わせたもののいずれかを用いることを特徴とする。
【0024】
また、本発明では、第8の解決手段として、上記第3〜7のいずれかの解決手段において、前記位相調整手段は、応力、電界、温度のいずれかの外力を加えることで屈折率が変化する光透過性の媒質であることを特徴とする。
【0025】
また、本発明では、第9の解決手段として、上記第1〜3のいずれかの解決手段において、前記マイケル干渉計と平衡光検出器とは光ファイバによって接続されていることを特徴とする。
【0026】
また、本発明では、第10の解決手段として、上記第4〜8のいずれかの解決手段において、前記マイケル干渉計と第1の平衡光検出器及び第2の平衡光検出器とは光ファイバによって接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、従来のように光導波路型のマッハツェンダ干渉計から構成された復調器ではなく、光学部品からなるマイケルソン干渉計を用いて復調器を構成しているため、DQPSK変調またはDPSK変調された光信号を安定且つ正確に復調する復調器を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
[第1実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態における復調器の構成概略図である。なお、第1実施形態における復調器は、DPSK変調された光信号(DPSK光信号)を復調するものである。
【0029】
この図に示すように、本第1実施形態の復調器は、第1のレンズ1、ハーフミラー2、第1のリフレクタ3、第2のリフレクタ4、第1のミラー5、第2のミラー6、第2のレンズ7、第3のレンズ8及び平衡光検出器9から構成されている。なお、これらの構成要素の内、第1のレンズ1、ハーフミラー2、第1のリフレクタ3、第2のリフレクタ4、第1のミラー5、第2のミラー6、第2のレンズ7及び第3のレンズ8はマイケルソン干渉計を構成するものである。
【0030】
第1のレンズ1は、例えばコリメートレンズであり、図示しない光ファイバから入射されるDPSK光信号を平行光S1に変換して、出射光軸(Y軸)上に設けられたハーフミラー2に出射する。ハーフミラー2は、上記第1のレンズ1から入射された平行光S1を、第1の反射光S2としてX軸方向に設けられた第1のリフレクタ3に反射し、また、第1の透過光S3としてY軸方向に設けられた第2のリフレクタ4に透過する。
【0031】
第1のリフレクタ3は、上記ハーフミラー2から入射された第1の反射光S2をY軸方向に反射した後、X軸方向に向け、つまりハーフミラー2に向けて反射する。なお、この第1のリフレクタ3はX軸方向に移動自在に設けられている。第2のリフレクタ4は、上記ハーフミラー2から入射された第1の透過光S3をX軸方向に反射した後、Y軸方向に向け、つまりハーフミラー2に向けて反射する。
【0032】
上記ハーフミラー2は、第1のリフレクタ3を介して入射された第1の反射光S2を、第2の反射光S2aとしてY軸方向に設けられた第1のミラー5に反射し、また、第2の透過光S2bとしてX軸方向に設けられた第2のミラー6に透過させる。また、このハーフミラー2は、第2のリフレクタ4を介して入射された第1の透過光S3を、第3の反射光S3aとして第2のミラー6に反射し、また、第3の透過光S3bとして第1のミラー5に透過させる。
【0033】
つまり、ハーフミラー2において、第2の反射光S2aと第3の透過光S3bとが合波されて第1のミラー5に出射され、また、第2の透過光S2bと第3の反射光S3aとが合波されて第2のミラー6に出射される。なお、第1の反射光S2と第1の透過光S3との光路差は、第1の反射光S2が第1の透過光S3に対して1ビット周期と等しい遅延時間を有するように設定されている。
【0034】
第1のミラー5は、合波された第2の反射光S2a及び第3の透過光S3bをX軸方向に設けられた第2のレンズ7に反射する。第2のミラー6は、合波された第2の透過光S2b及び第3の反射光S3aをY軸方向に設けられた第3のレンズ8に反射する。
【0035】
第2のレンズ7は、集光レンズであり、上記第1のミラー5から入射された第2の反射光S2a及び第3の透過光S3bの合波(第1の合波V1)を集光して平衡光検出器9に出射する。第3のレンズ8は、集光レンズであり、上記第2のミラー6から入射された第2の透過光S2b及び第3の反射光S3aの合波(第2の合波V2)を集光して平衡光検出器9に出射する。平衡光検出器9は、上記第1の合波の光強度に応じて電気信号を出力する第1の受光素子と第2の合波の光強度に応じて電気信号を出力する第2の受光素子とを備え(図示せず)、これら受光素子から出力される電気信号に基づいて平衡検出を行い復調信号を生成する。
【0036】
次に、このように構成された第1実施形態の復調器の動作について説明する。
光ファイバから入射されたDPSK光信号は、第1のレンズ1によって平行光S1に変換され、ハーフミラー2に出射される。この平行光S1は、ハーフミラー2によって第1の反射光S2と第1の透過光S3とに分離され、第1の反射光S2は第1のリフレクタ3に出射され、第1の透過光S3は第2のリフレクタ4に出射される。
【0037】
第1の反射光S2は、第1のリフレクタ3を介してハーフミラー2に再入射され、第1の透過光S3は第2のリフレクタ4を介してハーフミラー2に再入射される。この時、第1の反射光S2は、第1の透過光S3に対して1ビット周期と等しい遅延時間Tdを有している。
【0038】
第1のリフレクタ3を介して入射された第1の反射光S2は、ハーフミラー2によって第2の反射光S2aと第2の透過光S2bとに分離され、第2の反射光S2aは第1のミラー5に、また、第2の透過光S2bは第2のミラー6に出射される。一方、第2のリフレクタ4を介して入射された第1の透過光S3は、ハーフミラー2によって第3の反射光S3aと第3の透過光S3bとに分離され、第3の反射光S3aは第2のミラー6に、また、第3の透過光S3bは第1のミラー5に出射される。
【0039】
つまり、第1のミラー5には、第2の反射光S2aと第3の透過光S3bとの合波(第1の合波V1)が入射され、また、第2のミラー6には第2の透過光S2bと第3の反射光S3aとの合波(第2の合波V2)が入射される。
【0040】
第1の合波V1は、第1のミラー5を介して第2のレンズ7に出射され、当該第2のレンズ7にて集光された後、平衡光検出器9に出射される。また、第2の合波V2は、第2のミラー6を介して第3のレンズ8に出射され、当該第3のレンズ8にて集光された後、平衡光検出器9に出射される。平衡光検出器9は、上記第1の合波V1と第2の合波V2との平衡検出処理を行い復調信号を生成する。
【0041】
ここで、第1の合波V1の光強度P1と、第2の合波V2の光強度P2とは下記(1)、(2)式で表される。
【0042】
【数1】

【0043】
なお、上記(1)、(2)式において、Tdは遅延時間(1ビット周期)、fはキャリア周波数、cは光速である。また、δ1はマイケルソン干渉計の位相調整量を示すパラメータである。これはキャリア周波数などの変化を補正するものであり、遅延時間Tdの微調整分とも解釈可能である。このδ1は、第1のリフレクタ3をX軸方向に移動することで調整することができる。
【0044】
このように、本第1実施形態の復調器は、従来のような光導波路ではなく、個々の光学部品からなるマイケルソン干渉計によって構成されている。従って、第1のリフレクタ3のX軸方向の位置の微調整によって、遅延時間Tdの温度補償構造を採ることが容易となり、高精度な温度制御を必要としない復調器を実現できる。さらに、温度制御を必要としないので復調器の装置コストの低減や装置サイズの小型化が可能である。
また、マイケルソン干渉計と平衡光検出器9との間を従来のように光ファイバによって接続せず、マイケルソン干渉計から出力される光信号(第1の合波V1及び第2の合波V2)を直接平衡光検出器9で受光することにより、上記光信号に遅延が生じることはない。
以上のように、本第1実施形態の復調器によれば、安定且つ正確にDPSK光信号を復調することが可能である。
【0045】
[第2実施形態]
次に、図2を用いて本発明の第2実施形態について説明する。図2は第2実施形態における復調器の構成概略図である。なお、第2実施形態における復調器は、DQPSK変調された光信号(DQPSK光信号)を復調するものである。
【0046】
この図に示すように、本第2実施形態の復調器は、第1のレンズ10、2分岐プリズム11、ハーフミラー12、第1のリフレクタ13、位相調整部14、第2のリフレクタ15、第1のミラー16、第2のミラー17、第2のレンズ18、第3のレンズ19、第4のレンズ20、第5のレンズ21、第1の平衡光検出器22及び第2の平衡光検出器23から構成されている。
【0047】
第1のレンズ10は、例えばコリメートレンズであり、図示しない光ファイバから入射されるDQPSK光信号を平行光S10に変換して、出射光軸(Y軸)上に設けられた2分岐プリズム11に出射する。2分岐プリズム11は、上記第1のレンズ10から入射された平行光S10を2分岐し、その一方を第1の分岐光S11としてX軸方向に設けられたハーフミラー12に出射し、他方を第2の分岐光S12としてハーフミラー12に出射する。
【0048】
ハーフミラー12は、上記2分岐プリズム11から入射された第1の分岐光S11を、
第1の反射光S11aとしてY軸方向に設けられた第1のリフレクタ13に反射し、また、第1の透過光S11bとしてX軸方向に設けられた位相調整部14を介して第2のリフレクタ15に透過させる。また、このハーフミラー12は、上記2分岐プリズム11から入射された第2の分岐光S12を、第2の反射光S12aとして第1のリフレクタ13に反射し、また、第2の透過光S12bとして位相調整部14を介して第2のリフレクタ15に透過させる。
【0049】
第1のリフレクタ13は、上記ハーフミラー12から入射された第1の反射光S11a及び第2の反射光S12aをX軸方向に反射した後、Y軸方向に向け、つまりハーフミラー12に向けて反射する。第2のリフレクタ15は、上記ハーフミラー12から入射された第1の透過光S11b及び第2の透過光S12bをY軸方向に反射した後、X軸方向に向け、つまりハーフミラー12に向けて反射する。なお、この第2のリフレクタ15はX軸方向に移動自在に設けられている。
【0050】
ここで、第1の反射光S11aと第1の透過光S11bとの光路差は、第1の透過光S11bが第1の反射光S11aに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有するように設定されている。また、同様に、第2の反射光S12aと第2の透過光S12bとの光路差は、第2の透過光S12bが第2の反射光S12aに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有するように設定されている。
【0051】
位相調整部14は、第1の透過光S11bにπ/4の位相シフトを与え、第2の透過光S12bに−π/4の位相シフトを与えるものであり、つまり第1の透過光S11bと第2の透過光S12bとの間にはπ/2の位相差が与えられる。より具体的には、この位相調整部14として、屈折率が異なる2つの光媒質を組み合わせたもの、板厚の異なる2つの光媒質を組み合わせたもの、または光学特性の異なる2つの光学薄膜を組み合わせたもの等を用いることで位相シフトを実現する。さらに、この位相調整部14には、応力、電界、温度等のいずれかの外力を加えることで、位相シフト量を微調する機能が備えられている。
【0052】
上記ハーフミラー12は、第1のリフレクタ13を介して入射された第1の反射光S11aを、第3の反射光S11aaとしてX軸方向に設けられた第1のミラー16に反射し、また、第3の透過光S11abとしてY軸方向に設けられた第2のミラー17に透過させる。また、このハーフミラー12は、第1のリフレクタ13を介して入射された第2の反射光S12aを、第4の反射光S12aaとして第1のミラー16に反射し、また、第4の透過光S12abとして第2のミラー17に透過させる。
【0053】
さらに、ハーフミラー12は、第2のリフレクタ15を介して入射された第1の透過光S11bを、第5の反射光S11baとして第2のミラー17に反射し、また、第5の透過光S11bbとして第1のミラー16に透過させる。また、このハーフミラー12は、第2のリフレクタ15を介して入射された第2の透過光S12bを、第6の反射光S12baとして第2のミラー17に反射し、また、第6の透過光S12bbとして第1のミラー16に透過させる。
【0054】
つまり、ハーフミラー12において、第3の反射光S11aaと第5の透過光S11bbとが合波(第1の合波V10)されて第1のミラー16に出射され、第3の透過光S11abと第5の反射光S11baとが合波(第2の合波V11)されて第2のミラー17に出射され、第4の反射光S12aaと第6の透過光S12bbとが合波(第3の合波V12)されて第1のミラー16に出射され、また、第4の透過光S12abと第6の反射光S12baとが合波(第4の合波V13)されて第2のミラー17に出射される。
【0055】
第1のミラー16は、上記第1の合波V10を第2のレンズ18に、また、第3の合波V12を第4のレンズ20に反射する。第2のミラー17は、上記第2の合波V11を第3のレンズ19に、また、第4の合波V13を第5のレンズ21に反射する。
【0056】
第2のレンズ18は、集光レンズであり、上記第1の合波V10を集光して第1の平衡光検出器22に出射する。第3のレンズ19は、集光レンズであり、上記第2の合波V11)を集光して第1の平衡光検出器22に出射する。第4のレンズ20は、集光レンズであり、上記第3の合波V12を集光して第2の平衡光検出器23に出射する。第5のレンズ21は、集光レンズであり、上記第4の合波V13を集光して第2の平衡光検出器23に出射する。
【0057】
第1の平衡光検出器22は、上記第1の合波V10の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子と第2の合波V11の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子とを備え(図示せず)、これら受光素子から出力される電気信号に基づいて平衡検出を行い復調信号xを生成する。第2の平衡光検出器23は、上記第3の合波V12の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子と第4の合波V13の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子とを備え(図示せず)、これら受光素子から出力される電気信号に基づいて平衡検出を行い復調信号yを生成する。
【0058】
このように、第1のレンズ10、2分岐プリズム11、ハーフミラー12、第1のリフレクタ13、位相調整部14、第2のリフレクタ15、第1のミラー16、第2のミラー17、第2のレンズ18、第3のレンズ19、第4のレンズ20及び第5のレンズ21によって、π/2の位相差が与えられた2系統のマイケルソン干渉計が構成されている。
【0059】
次に、このように構成された第2実施形態の復調器の動作について説明する。
光ファイバから入射されたDQPSK光信号は、第1のレンズ10によって平行光S10に変換され、2分岐プリズム11に出射される。この平行光10は、2分岐プリズム11によって2分岐され、第1の分岐光S11としてハーフミラー12に出射されると共に、第2の分岐光S12としてハーフミラー12に出射される。
【0060】
第1の分岐光S11は、ハーフミラー12によって第1の反射光S11aとして第1のリフレクタ13に出射され、また、第1の透過光S11bとして位相調整部14を介して第2のリフレクタ15に出射される。一方、第2の分岐光S12は、ハーフミラー12によって第2の反射光S12aとして第1のリフレクタ13に出射され、また、第2の透過光S12bとして位相調整部14を介して第2のリフレクタ15に出射される。
【0061】
第1の反射光S11a及び第2の反射光S12aは、第1のリフレクタ13を介してハーフミラー12に再入射され、当該ハーフミラー12によって第1の反射光S11aは第3の反射光S11aaとして第1のミラー16に出射され、また、第3の透過光S11abとして第2のミラー17に出射される。また第2の反射光S12aは、ハーフミラー12によって第4の反射光S12aaとして第1のミラー16に出射され、また、第4の透過光S12abとして第2のミラー17に出射される。
【0062】
第1の透過光S11b及び第2の透過光S12bは、位相調整部14及び第2のリフレクタ15を介してハーフミラー12に再入射され、当該ハーフミラー12によって第1の透過光S11bは第5の反射光S11baとして第2のミラー17に出射され、また、第5の透過光S11bbとして第1のミラー16に出射される。また、第2の透過光S12bは、ハーフミラー12によって第6の反射光S12baとして第2のミラー17に出射され、また、第6の透過光S12bbとして第1のミラー16に出射される。
【0063】
ここで、第1の透過光S11bは第1の反射光S11aに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有し、また、同様に、第2の透過光S12bは第2の反射光S12aに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有している。また、位相調整部14によって、第1の透過光S11bにπ/4の位相シフトが与えられ、第2の透過光S12bに−π/4の位相シフトが与えられている。つまり第1の透過光S11bと第2の透過光S12bとの間にはπ/2の位相差が与えられている。
【0064】
第1のミラー16は、上記第3の反射光S11aaと第5の透過光S11bbとの合波(第1の合波V10)を第2のレンズ18に、また、第4の反射光S12aaと第6の透過光S12bbとの合波(第3の合波V12)を第4のレンズ20に出射する。第2のミラー17は、上記第3の透過光S11abと第5の反射光S11baとの合波(第2の合波V11)を第3のレンズ19に、また、第4の透過光S12abと第6の反射光S12baとの合波(第4の合波V13)を第5のレンズ21に出射する。
【0065】
第2のレンズ18、第3のレンズ19にてそれぞれ集光された第1の合波V10と第2の合波V11とは、第1の平衡光検出器22に出射される。一方、第4のレンズ20、第5のレンズ21にて、それぞれ集光された第3の合波V12と第4の合波V13とは、第2の平衡光検出器23に出射される。
【0066】
第1の平衡光検出器22は、上記第1の合波V10と第2の合波V11との平衡検出処理を行い復調信号xを生成する。一方、第2の平衡光検出器23は、上記第3の合波V12と第4の合波V13との平衡検出処理を行い復調信号yを生成する。このようにして得られる復調信号x及び復調信号yは2値符号を示す信号となる。
【0067】
ここで、第1の合波V10の光強度P10、第2の合波V11の光強度P11、第3の合波V12の光強度P12、第4の合波V13の光強度P13は下記(3)〜(6)式で表される。
【0068】
【数2】

【0069】
なお、上記(3)〜(6)式において、Td、f、c、δ1は上記(1)、(2)式と同様である。δ2は位相シフト量の微調整分を示すパラメータである。このδ2の値は、位相調整部14に、外力(応力、電界、温度等)を加えることにより調整可能であり、この調整により常に正確に第1の透過光S11bと第2の透過光S12bとの間の位相差をπ/2に保つことができる。
【0070】
このように、本第2実施形態の復調器は、従来のような光導波路ではなく、個々の光学部品からなる2系統のマイケルソン干渉計によって構成されている。従って、第1実施形態と同様、第2のリフレクタ15のX軸方向の位置の微調整によって、遅延時間Tdの温度補償構造を採ることが容易となり、高精度な温度制御を必要としない復調器を実現できる。さらに、温度制御を必要としないので復調器の装置コストの低減や装置サイズの小型化が可能である。
【0071】
また、2系統のマイケルソン干渉計から出力される光信号を直接平衡光検出器で受光することにより、上記光信号に遅延が生じることはない。
さらに、マイケルソン干渉計内に位相調整部14を容易に挿入することができ、これにより常に正確に2系統のマイケルソン干渉計の位相差をπ/2に保持することができる(つまり、位相シフト量の再現性が高い)。
以上のように、本第2実施形態の復調器によれば、安定且つ正確にDQPSK光信号を復調することが可能である。
【0072】
[第3実施形態]
次に、図3を用いて本発明の第3実施形態について説明する。図3は第3実施形態における復調器の構成概略図である。なお、第3実施形態における復調器は、DQPSK変調された光信号(DQPSK光信号)を復調するものである。
【0073】
この図に示すように、本第3実施形態の復調器は、第1のレンズ30、ハーフミラー31、第1のリフレクタ32、第2のリフレクタ33、位相調整部34、第1のミラー35、第2のミラー36、第2のレンズ37、第3のレンズ38、第4のレンズ39、第5のレンズ40、第1の平衡光検出器41及び第2の平衡光検出器42から構成されている。
【0074】
第1のレンズ30は、例えばコリメートレンズであり、図示しない光ファイバから入射されるDQPSK光信号を平行光S20に変換して、出射光軸(X軸)上に設けられたハーフミラー31に出射する。ハーフミラー31は、上記第1のレンズ30から入射された平行光S20を、第1の反射光S21としてY軸方向に設けられた第1のリフレクタ32に反射し、また、第1の透過光S22としてX軸方向に設けられた第2のリフレクタ33に透過する。
【0075】
第1のリフレクタ32は、内部にビームスプリッタを備えており、上記ハーフミラー31から入射された第1の反射光S21をX軸方向に反射した後、第1の分岐光S21aと第2の分岐光21bとに2分岐し、Y軸方向に向け、つまりハーフミラー31に向けて反射する。第2のリフレクタ33は、内部にビームスプリッタを備えており、上記ハーフミラー31から入射された第1の透過光S22をY軸方向に反射した後、第3の分岐光S22aと第4の分岐光S22bとに2分岐し、X軸方向に向け、つまりハーフミラー31に向けて位相調整部34を介して反射する。なお、この第2のリフレクタ33はX軸方向に移動自在に設けられている。
【0076】
ここで、第1の反射光S21+第1の分岐光S21aの光路と、第1の透過光S22+第3の分岐光S22aの光路との光路差は、第3の分岐光S22aが第1の分岐光S21aに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有するように設定されている。また、同様に、第1の反射光S21+第2の分岐光S21bの光路と、第1の透過光S22+第4の分岐光S22bの光路との光路差は、第4の分岐光S22bが第2の分岐光S21bに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有するように設定されている。
【0077】
位相調整部34は、第3の分岐光S22aにπ/4の位相シフトを与え、第4の分岐光S22bに−π/4の位相シフトを与えるものであり、つまり第3の分岐光S22aと第4の分岐光S22bとの間にはπ/2の位相差が与えられる。この位相調整部34としては、第2実施形態と同様に、屈折率が異なる2つの光媒質を組み合わせたもの、板厚の異なる2つの光媒質を組み合わせたもの、または光学特性の異なる2つの光学薄膜を組み合わせたもの等を用いることで位相シフトを実現する。さらに、この位相調整部34には、応力、電界、温度等のいずれかの外力を加えることで、位相シフト量を微調する機能が備えられている。
【0078】
上記ハーフミラー31は、第1のリフレクタ32を介して入射された第1の分岐光S21aを、第2の反射光S21aaとしてX軸方向に設けられた第1のミラー35に反射し、また、第2の透過光S21abとしてY軸方向に設けられた第2のミラー36に透過させる。また、ハーフミラー31は、第1のリフレクタ32を介して入射された第2の分岐光S21bを、第3の反射光S21baとして第1のミラー35に反射し、また、第3の透過光S21bbとして第2のミラー36に透過させる。
【0079】
さらに、このハーフミラー31は、第2のリフレクタ33及び位相調整部34を介して入射された第3の分岐光S22aを、第4の反射光S22aaとして第2のミラー36に反射し、また、第4の透過光S22abとして第1のミラー35に透過させる。また、ハーフミラー31は、第2のリフレクタ33及び位相調整部34を介して入射された第4の分岐光S22bを、第5の反射光S22baとして第2のミラー36に反射し、また、第5の透過光S22bbとして第1のミラー35に透過させる。
【0080】
つまり、ハーフミラー31において、第2の反射光S21aaと第4の透過光S22abとが合波(第1の合波V20)されて第1のミラー35に出射され、第2の透過光S21abと第4の反射光S22aaとが合波(第2の合波V21)されて第2のミラー36に出射され、第3の反射光S21baと第5の透過光S22bbとが合波(第3の合波V22)されて第1のミラー35に出射され、また、第3の透過光S21bbと第5の反射光S22baとが合波(第4の合波V23)されて第2のミラー36に出射される。
【0081】
第1のミラー35は、上記第1の合波V20を第2のレンズ37に、また、第3の合波V22を第4のレンズ39に反射する。第2のミラー36は、上記第2の合波V21を第3のレンズ38に、また、第4の合波V23を第5のレンズ40に反射する。
【0082】
第2のレンズ37は、集光レンズであり、上記第1の合波V20を集光して第1の平衡光検出器41に出射する。第3のレンズ38は、集光レンズであり、上記第2の合波V21を集光して第1の平衡光検出器41に出射する。第4のレンズ39は、集光レンズであり、上記第3の合波V22を集光して第2の平衡光検出器42に出射する。第5のレンズ40は、集光レンズであり、上記第4の合波V23を集光して第2の平衡光検出器42に出射する。
【0083】
第1の平衡光検出器41は、上記第1の合波V20の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子と第2の合波V21の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子とを備え(図示せず)、これら受光素子から出力される電気信号に基づいて平衡検出を行い復調信号xを生成する。第2の平衡光検出器42は、上記第3の合波V22の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子と第4の合波V23の光強度に応じて電気信号を出力する受光素子とを備え(図示せず)、これら受光素子から出力される電気信号に基づいて平衡検出を行い復調信号yを生成する。
【0084】
このように、第1のレンズ30、ハーフミラー31、第1のリフレクタ32、第2のリフレクタ33、位相調整部34、第1のミラー35、第2のミラー36、第2のレンズ37、第3のレンズ38、第4のレンズ39及び第5のレンズ40によって、π/2の位相差が与えられた2系統のマイケルソン干渉計が構成されている。
【0085】
次に、このように構成された第3実施形態の復調器の動作について説明する。
光ファイバから入射されたDQPSK光信号は、第1のレンズ30によって平行光S20に変換され、ハーフミラー31に出射される。この平行光20は、ハーフミラー31によって第1の反射光S21として第1のリフレクタ32に出射され、また、第1の透過光S22として第2のリフレクタ33に出射される。
【0086】
第1の反射光S21は、第1のリフレクタ32によって、第1の分岐光S21aと第2の分岐光S21bとに2分岐され、ハーフミラー31に再入射される。一方、第1の透過光S22は、第2のリフレクタ33によって、第3の分岐光S22aと第4の分岐光S22bとに2分岐され、位相調整部34を介してハーフミラー31に再入射される。
【0087】
ここで、第3の分岐光S22aは第1の分岐光S21aに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有し、また、同様に、第4の分岐光S22bは第2の分岐光S21bに対してシンボル周期と等しい遅延時間Tdを有している。また、位相調整部34によって、第3の分岐光S22aにπ/4の位相シフトが与えられ、第4の分岐光S22bに−π/4の位相シフトが与えられている。つまり第3の分岐光S22aと第4の分岐光S22bとの間にはπ/2の位相差が与えられている。
【0088】
上記ハーフミラー31において、第1のリフレクタ32を介して入射された第1の分岐光S21aは、第2の反射光S21aaとして第1のミラー35に出射され、また、第2の透過光S21abとして第2のミラー36に出射される。また、ハーフミラー31において、第1のリフレクタ32を介して入射された第2の分岐光S21bは、第3の反射光S21baとして第1のミラー35に出射され、また、第3の透過光S21bbとして第2のミラー36に出射される。
【0089】
さらに、このハーフミラー31において、第2のリフレクタ33及び位相調整部34を介して入射された第3の分岐光S22aは、第4の反射光S22aaとして第2のミラー36に出射され、また、第4の透過光S22abとして第1のミラー35に出射される。また、ハーフミラー31において、第2のリフレクタ33及び位相調整部34を介して入射された第4の分岐光S22bは、第5の反射光S22baとして第2のミラー36に出射され、また、第5の透過光S22bbとして第1のミラー35に出射される。
【0090】
第1のミラー35は、上記第2の反射光S21aaと第4の透過光S22abとの合波(第1の合波V20)を第2のレンズ37に、また、第3の反射光S21baと第5の透過光S22bbとの合波(第3の合波V22)を第4のレンズ39に出射する。また、第2のミラー36は、第2の透過光S21abと第4の反射光S22aaとの合波(第2の合波V21)を第3のレンズ38に、また、第3の透過光S21bbと第5の反射光S22baとの合波(第4の合波V23)を第5のレンズ40に出射する。
【0091】
第2のレンズ37、第3のレンズ38にてそれぞれ集光された第1の合波V20と第2の合波V21とは、第1の平衡光検出器41に出射される。一方、第4のレンズ39、第5のレンズ40にて、それぞれ集光された第3の合波V22と第4の合波V23とは、第2の平衡光検出器42に出射される。
【0092】
第1の平衡光検出器41は、上記第1の合波V20と第2の合波V21との平衡検出処理を行い復調信号xを生成する。一方、第2の平衡光検出器42は、上記第3の合波V22と第4の合波V23との平衡検出処理を行い復調信号yを生成する。このようにして得られる復調信号x及び復調信号yは2値符号を示す信号となる。
【0093】
ここで、第1の合波V20の光強度P20、第2の合波V21の光強度P21、第3の合波V22の光強度P22、第4の合波V23の光強度P23は、第2実施形態と同様に、上記(3)〜(6)式で表される。
【0094】
つまり、δ2は位相シフト量の微調整分を示すパラメータであり、この値を位相調整部34によって調整することにより、常に正確に第3の分岐光S22aと第4の分岐光S22bとの間の位相差をπ/2に保つことができる。
【0095】
このように、本第3実施形態の復調器は、従来のような光導波路ではなく、個々の光学部品からなる2系統のマイケルソン干渉計によって構成されている。従って、第2実施形態と同様、第2のリフレクタ33のX軸方向の位置の微調整によって、遅延時間Tdの温度補償構造を採ることが容易となり、高精度な温度制御を必要としない復調器を実現できる。さらに、温度制御を必要としないので復調器の装置コストの低減や装置サイズの小型化が可能である。
【0096】
また、2系統のマイケルソン干渉計から出力される光信号を直接平衡光検出器で受光することにより、上記光信号に遅延が生じることはない。
さらに、マイケルソン干渉計内に位相調整部34を容易に挿入することができ、これにより常に正確に2系統のマイケルソン干渉計の位相差をπ/2に保持することができる(つまり、位相シフト量の再現性が高い)。
尚且つ、第3実施形態の復調器は、平行光S20をハーフミラー31によって第1の反射光S21及び第1の透過光S22に2分岐した後、さらにそれらを第1のリフレクタ32または第2のリフレクタ33によって2分岐する構成を採用している。このような構成とすることで第2実施形態と比べて装置サイズの小型化を図ることができる。
以上のように、本第3実施形態の復調器によれば、安定且つ正確にDQPSK光信号を復調することが可能である。
【0097】
さらに、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
【0098】
(1) 上記第1〜第3実施形態では、第2のリフレクタにX軸方向の可動機構を設けた
が、これに限定されず、第1のリフレクタをY軸方向に移動可能に構成することで、遅延時間Tdを調整するようにしても良い。また、第1のリフレクタ及び第2のリフレクタ共に移動可能にしても良い。さらに、第1のリフレクタを移動可能に構成した場合、位相調整部を第1のリフレクタとハーフミラーとの間に挿入しても良い。また、第1実施形態においても、第2のリフレクタとハーフミラーとの間に、遅延時間微調整用の位相調整部を設けても良い。
【0099】
(2)上記第1〜第3実施形態では、マイケルソン干渉計から出力される光信号を直接平衡光検出器で受光する構成としたが、これに限らず、第2〜第5のレンズと平衡光検出器との間を光ファイバによって接続する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【0100】
【図1】本発明の第1実施形態における復調器の構成概略図である。
【図2】本発明の第2実施形態における復調器の構成概略図である。
【図3】本発明の第3実施形態における復調器の構成概略図である。
【図4】従来の復調器の構成概略図である。
【符号の説明】
【0101】
10、20…第1のレンズ、2、12、31…ハーフミラー、3、13、32…第1のリフレクタ、4、15、33…第2のリフレクタ、5、16、35…第1のミラー、6、17、36…第2のミラー、7、18、37…第2のレンズ、8、19、38…第3のレンズ、20、39…第4のレンズ、21、40…第5のレンズ、9…平衡光検出器、22、41…第1の平衡光検出器、23、42…第2の平衡光検出器 11…2分岐プリズム、14、34…位相調整部


【特許請求の範囲】
【請求項1】
差動位相変調(DPSK:Differential Phase Shift Keying)された光信号を復調する復調器であって、
前記光信号を第1の分岐光及び第2の分岐光に分岐して前記第1の分岐光を第1の光路に出射し、また第2の分岐光を第2の光路に出射するハーフミラーと、前記第1の光路上に設けられ、前記第1の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第1のリフレクタと、前記第2の光路上に設けられ、前記第2の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第2のリフレクタとを備え、前記ハーフミラーは、前記第1のリフレクタから入射される第1の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第2の分岐光とを合波し、合波された光信号(合波光信号)を2分岐して出射するマイケルソン干渉計と、
当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、2つの合波光信号に基づいて復調信号を生成する平衡光検出器と
を具備し、
前記第1の光路と第2の光路との光路長差は、第1の分岐光に対して第2の分岐光が光信号の1ビット周期と等しい遅延時間を有するように設定されている
ことを特徴とする復調器。
【請求項2】
前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタに可動機構を設け、第1の光路及び/または第2の光路の光路長を調整することを特徴とする請求項1記載の復調器。
【請求項3】
前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタと前記ハーフミラーとの間に、位相調整手段を設け、前記遅延時間の調整を行うことを特徴とする請求項1または2記載の復調器。
【請求項4】
4相差動位相変調(DQPSK:Differential Quadrature Phase Shift Keying)された光信号を復調する復調器であって、
前記光信号を第1の分岐光及び第2の分岐光に分岐して出射する2分岐手段と、前記2分岐手段の出射光軸上に設けられ、前記第1の分岐光を第3の分岐光及び第4の分岐光に分岐して、第3の分岐光を第1の光路に出射すると共に第4の分岐光を第2の光路に出射する一方、前記第2の分岐光を第5の分岐光及び第6の分岐光に分岐して、第5の分岐光を第3の光路に出射すると共に第6の分岐光を第4の光路に出射するハーフミラーと、
前記第1の光路及び第3の光路上に設けられ、前記第3の分岐光及び第5の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第1のリフレクタと、前記第2の光路及び第4の光路上に設けられ、前記第4の分岐光及び第6の分岐光を前記ハーフミラーに反射する第2のリフレクタとを備え、前記ハーフミラーは、前記第1のリフレクタから入射される第3の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第4の分岐光とを合波し、合波された光信号(第1の合波光信号)を2分岐して出射すると共に、前記第1のリフレクタから入射される第5の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第6の分岐光とを合波し、合波された光信号(第2の合波光信号)を2分岐して出射するマイケルソン干渉計と、
当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第1の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第1の合波光信号に基づいて第1の復調信号を生成する第1の平衡光検出器と、
当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第2の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第2の合波光信号に基づいて第2の復調信号を生成する第2の平衡光検出器と
を具備し、
前記第1の光路と第2の光路との光路長差は、第3の分岐光に対して第4の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、
前記第3の光路と第4の光路との光路長差は、第5の分岐光に対して第6の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、
前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタと前記ハーフミラーとの間に、第1の合波光信号と第2の合波光信号との位相差がπ/2となるような位相調整手段を備えることを特徴とする復調器。
【請求項5】
4相差動位相変調(DQPSK:Differential Quadrature Phase Shift Keying)された光信号を復調する復調器であって、
前記光信号を第1の分岐光及び第2の分岐光に分岐して前記第1の分岐光を第1の光路に出射し、また第2の分岐光を第2の光路に出射するハーフミラーと、前記第1の分岐光を第3の分岐光と第4の分岐光に2分岐して前記ハーフミラーに反射する第1のリフレクタと、前記第2の分岐光を第5の分岐光と第6の分岐光に2分岐して前記ハーフミラーに反射する第2のリフレクタとを備え、前記ハーフミラーは、前記第1のリフレクタから入射される第3の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第5の分岐光とを合波し、合波された光信号(第1の合波光信号)を2分岐して出射すると共に、前記第1のリフレクタから入射される第4の分岐光と前記第2のリフレクタから入射される第6の分岐光とを合波し、合波された光信号(第2の合波光信号)を2分岐して出射するマイケルソン干渉計と、
当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第1の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第1の合波光信号に基づいて第1の復調信号を生成する第1の平衡光検出器と、
当該マイケルソン干渉計から2分岐して出射された第2の合波光信号を受光する2つの受光素子を備え、第2の合波光信号に基づいて第2の復調信号を生成する第2の平衡光検出器と
を具備し、
前記第1の分岐光及び第3の分岐光が通過する第1の光路と第2の分岐光及び第5の分岐光が通過する第2の光路との光路長差は、第3の分岐光に対して第5の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、
前記第1の分岐光及び第4の分岐光が通過する第3の光路と第2の分岐光及び第6の分岐光が通過する第4の光路との光路長差は、第4の分岐光に対して第6の分岐光が光信号のシンボル周期と等しい遅延時間を有するように設定され、
前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタと前記ハーフミラーとの間に、第1の合波光信号と第2の合波光信号との位相差がπ/2となるような位相調整手段を備えることを特徴とする復調器。
【請求項6】
前記第1のリフレクタ及び/または第2のリフレクタに可動機構を設け、第1〜第4の光路のいずれかの光路長を調整することを特徴とする請求項4また5記載の復調器
【請求項7】
前記位相調整手段として、屈折率が異なる2つの媒質を組み合わせたもの、板厚の異なる2つの媒質を組み合わせたもの、または光学特性の異なる2つの光学薄膜を組み合わせたもののいずれかを用いることを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の復調器。
【請求項8】
前記位相調整手段は、応力、電界、温度のいずれかの外力を加えることで屈折率が変化する光透過性の媒質であることを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の復調器。
【請求項9】
前記マイケル干渉計と平衡光検出器とは光ファイバによって接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の復調器。
【請求項10】
前記マイケル干渉計と第1の平衡光検出器及び第2の平衡光検出器とは光ファイバによって接続されていることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の復調器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2007−151026(P2007−151026A)
【公開日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−346011(P2005−346011)
【出願日】平成17年11月30日(2005.11.30)
【出願人】(000006507)横河電機株式会社 (4,443)
【Fターム(参考)】