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公開番号2025025176
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023129726
出願日2023-08-09
発明の名称90度光ハイブリッド及び光復号装置
出願人国立大学法人東京科学大学
代理人弁理士法人IPX
主分類G02F 2/00 20060101AFI20250214BHJP(光学)
要約【課題】従来よりも光強度の損失を低減可能な90度光ハイブリッドを提供する。
【解決手段】90度光ハイブリッド100は、4つの入力ポートと、光カプラ150と、4つの出力ポート160、170、180、190とを備える。4つの入力ポートは、2つの内側入力ポート120、130と、2つの外側入力ポート110、140とを含む。4つの入力ポートは、第1信号光、局部発振光及び第2信号光を入力可能に構成される。光カプラは、4つの入力ポートと4つの出力ポートとの間に設けられ、4つの入力ポート及び4つの出力ポートと接続される。光カプラは、第1信号光、局部発振光及び第2信号光に基づいた複素信号光を生成する。4つの出力ポートのうちの1つのポートである第1出力ポートは、4つの入力ポートに入力された光の光強度の合計値に対する損失が0から1.3dBとなる複素信号光を出力する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
９０度光ハイブリッドであって、
４つの入力ポートと、光カプラと、４つの出力ポートとを備え、
前記４つの入力ポートは、互いに隣接する２つの内側入力ポートと、前記２つの内側入力ポートよりも外側に設けられ、前記２つの内側入力ポートにそれぞれ隣接する２つの外側入力ポートとを含み、
前記４つの入力ポートは、第１信号光、局部発振光及び第２信号光を入力可能に構成され、
前記第１信号光は、四位相偏移変調された信号光であり、
前記局部発振光の位相は、π／４又は５π／４であり、
前記第２信号光は、前記第１信号光に対して所定の関係を有する信号光であり、
前記第１信号光、前記局部発振光及び前記第２信号光の電界強度は、それぞれ同一であり、
前記第１信号光は、第１内側入力ポート又は第１外側入力ポートに入力され、
前記第１内側入力ポートは、前記２つの内側入力ポートのうち一方のポートであり、
前記第１外側入力ポートは、前記２つの外側入力ポートのうち一方のポートであり、
前記局部発振光は、前記第１内側入力ポート及び前記第１外側入力ポートのうち、前記第１信号光が入力されるポートとは異なるポートに入力され、
前記第２信号光は、第２内側入力ポート及び第２外側入力ポートの少なくとも一方に入力され、
前記第２内側入力ポートは、前記２つの内側入力ポートのうち前記第１内側入力ポートとは異なるポートであり、
前記第２外側入力ポートは、前記２つの外側入力ポートのうち前記第１外側入力ポートとは異なるポートであり、
前記光カプラは、前記４つの入力ポートと前記４つの出力ポートとの間に設けられ、前記４つの入力ポート及び前記４つの出力ポートと接続され、
前記光カプラは、前記第１信号光、前記局部発振光及び前記第２信号光に基づいた複素信号光を生成し、
前記４つの出力ポートのうちの１つのポートである第１出力ポートは、前記４つの入力ポートに入力された光の光強度の合計値に対する損失が０から１．３ｄＢとなる前記複素信号光を出力する、
９０度光ハイブリッド。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の９０度光ハイブリッドにおいて、
前記第２信号光は、位相共役光であり、
前記位相共役光は、前記第１信号光に対して位相共役の関係にある信号光であり、
前記位相共役光は、前記第１信号光が前記第１内側入力ポートに入力される場合、前記第２内側入力ポートに入力され、
前記位相共役光は、前記第１信号光が前記第１外側入力ポートに入力される場合、前記第２外側入力ポートに入力される、
９０度光ハイブリッド。
【請求項３】
請求項１に記載の９０度光ハイブリッドにおいて、
前記第２信号光は、高周波光であり、
前記高周波光は、前記第１信号光の位相に対して２倍の位相を有する信号光であり、
前記高周波光の位相シフトは、π／４又は５π／４であり、
前記高周波光は、前記第１信号光が前記第１内側入力ポートに入力される場合、前記第２外側入力ポートに入力され、
前記高周波光は、前記第１信号光が前記第１外側入力ポートに入力される場合、前記第２内側入力ポートに入力される、
９０度光ハイブリッド。
【請求項４】
請求項１に記載の９０度光ハイブリッドにおいて、
前記第２信号光は、位相共役光及び高周波光であり、
前記位相共役光は、前記第１信号光に対して位相共役の関係にある信号光であり、
前記高周波光は、前記第１信号光の位相に対して２倍の位相を有する信号光であり、
前記位相共役光は、前記第１信号光が前記第１内側入力ポートに入力される場合、前記第２内側入力ポートに入力され、
前記高周波光は、前記第１信号光が前記第１内側入力ポートに入力される場合、前記第２外側入力ポートに入力され、
前記位相共役光は、前記第１信号光が前記第１外側入力ポートに入力される場合、前記第２外側入力ポートに入力され、
前記高周波光は、前記第１信号光が前記第１外側入力ポートに入力される場合、前記第２内側入力ポートに入力される、
９０度光ハイブリッド。
【請求項５】
請求項３に記載の９０度光ハイブリッドにおいて、
前記高周波光の位相シフトは、前記局部発振光の位相が５π／４の場合、π／４とする、
９０度光ハイブリッド。
【請求項６】
光復号装置であって、
４つの入力ポートと、光カプラと、４つの出力ポートとを備え、
前記４つの入力ポートは、互いに隣接する２つの内側入力ポートと、前記２つの内側入力ポートよりも外側に設けられ、前記２つの内側入力ポートにそれぞれ隣接する２つの外側入力ポートとを含み、
前記４つの入力ポートは、第３信号光、プローブ光及び第４信号光を入力可能に構成され、
前記第３信号光は、二位相偏移変調された信号光であり、
前記プローブ光の位相は、０又はπであり、
前記第４信号光は、二位相偏移変調された信号光であって前記第３信号光とは異なる信号光であり、
前記プローブ光の電界強度は、前記第３信号光の電界強度に対して同一又は√２倍に設定され、
前記第３信号光は、第３内側入力ポート又は第３外側入力ポートに入力され、
前記第３内側入力ポートは、前記２つの内側入力ポートのうち一方のポートであり、
前記第３外側入力ポートは、前記２つの外側入力ポートのうち一方のポートであり、
前記プローブ光は、前記第３内側入力ポート及び前記第３外側入力ポートのうち、前記第３信号光が入力されるポートとは異なるポートに入力され、
前記第４信号光は、前記第３信号光が前記第３内側入力ポートに入力される場合、第４内側入力ポートに入力され、
前記第４信号光は、前記第３信号光が前記第３外側入力ポートに入力される場合、第４外側入力ポートに入力され、
前記第４内側入力ポートは、前記２つの内側入力ポートのうち前記第３内側入力ポートとは異なるポートであり、
前記第４外側入力ポートは、前記２つの外側入力ポートのうち前記第３外側入力ポートとは異なるポートであり、
前記光カプラは、前記４つの入力ポートと前記４つの出力ポートとの間に設けられ、前記４つの入力ポート及び前記４つの出力ポートと接続され、
前記光カプラは、前記第３信号光、前記プローブ光及び前記第４信号光に基づいた複素信号光を生成し、
前記４つの出力ポートのうちの１つのポートである第２出力ポートは、前記第２出力ポート以外の任意の出力ポートに対する消光比が７から１３ｄＢとなる前記複素信号光を出力する、
光復号装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光復号装置において、
前記４つの入力ポートは、さらに和周波光を入力可能に構成され、
前記和周波光は、前記第３信号光と前記第４信号光との排他的論理和の関係にある信号光であり、
前記和周波光は、前記第３信号光が前記第３内側入力ポートに入力される場合、前記第４外側入力ポートに入力され、
前記和周波光は、前記第３信号光が前記第３外側入力ポートに入力される場合、前記第４内側入力ポートに入力される、
光復号装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、９０度光ハイブリッド及び光復号装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、９０度光ハイブリッドが開示されている。
【０００３】
この９０度光ハイブリッドについて説明する。ＴＥ光信号側及びＴＭ光信号側のそれぞれにおいて、Ｉ相側とＱ相側の何れか一方の、信号光導波路アームと局部発振光導波路アームとの対に、光路長差を設けた構造として、Ｉ相側信号とＱ相側の信号との間に相間位相差を与え、Ｉ相側の結合器とＱ相側の結合器がそれぞれ有する出力干渉特性同士の位相差と、相間位相差とを合計した、出力位相差をπ／２とすることにより、８つの出力ポートの出力信号を、上からＴＥ光信号側のＩｐ、Ｉｎ、Ｑｐ、Ｑｎ、及びＴＭ光信号側のＩｐ、Ｉｎ、Ｑｐ、Ｑｎの順に配列する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－１９７４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された９０度光ハイブリッドのように、従来の９０度光ハイブリッドの損失は、局部発振光との干渉効果を含めて３ｄＢあった。そこで、９０度光ハイブリッドの損失を低減させる技術が求められていた。
【０００６】
本発明では上記事情を鑑み、従来よりも光強度の損失を低減可能な９０度光ハイブリッド等を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、９０度光ハイブリッドが提供される。この９０度光ハイブリッドは、４つの入力ポートと、光カプラと、４つの出力ポートとを備える。４つの入力ポートは、互いに隣接する２つの内側入力ポートと、２つの内側入力ポートよりも外側に設けられ、２つの内側入力ポートにそれぞれ隣接する２つの外側入力ポートとを含む。４つの入力ポートは、第１信号光、局部発振光及び第２信号光を入力可能に構成される。第１信号光は、四位相偏移変調された信号光である。局部発振光の位相は、π／４又は５π／４である。第２信号光は、第１信号光に対して所定の関係を有する信号光である。第１信号光、局部発振光及び第２信号光の電界強度は、それぞれ同一である。第１信号光は、第１内側入力ポート又は第１外側入力ポートに入力される。第１内側入力ポートは、２つの内側入力ポートのうち一方のポートである。第１外側入力ポートは、２つの外側入力ポートのうち一方のポートである。局部発振光は、第１内側入力ポート及び第１外側入力ポートのうち、第１信号光が入力されるポートとは異なるポートに入力される。第２信号光は、第２内側入力ポート及び第２外側入力ポートの少なくとも一方に入力される。第２内側入力ポートは、２つの内側入力ポートのうち第１内側入力ポートとは異なるポートである。第２外側入力ポートは、２つの外側入力ポートのうち第１外側入力ポートとは異なるポートである。光カプラは、４つの入力ポートと４つの出力ポートとの間に設けられ、４つの入力ポート及び４つの出力ポートと接続される。光カプラは、第１信号光、局部発振光及び第２信号光に基づいた複素信号光を生成する。４つの出力ポートのうちの１つのポートである第１出力ポートは、４つの入力ポートに入力された光の光強度の合計値に対する損失が０から１．３ｄＢとなる複素信号光を出力する。
【０００８】
このような態様によれば、従来よりも光強度の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態に係る９０度光ハイブリッド１００を含む情報処理系の構成例を示した図である。
９０度光ハイブリッド１００のハードウェア構成を示す図である。
第１信号光、局部発振光及び第２信号光を９０度光ハイブリッド１００に入力したときのコンスタレーションを示す図である。
９０度光ハイブリッド１００内の光強度分布を示す図である。
局部発振光の位相に対する各出力ポートでの光強度を示す図である。
第１信号光、局部発振光及び第２信号光を９０度光ハイブリッド１００に入力したときのコンスタレーションを示す図である。
９０度光ハイブリッド１００内の光強度分布を示す図である。
第１信号光、局部発振光及び２つの第２信号光を９０度光ハイブリッド１００に入力したときのコンスタレーションを示す図である。
９０度光ハイブリッド１００内の光強度分布を示す図である。
本発明の第２実施形態に係る光復号装置４００を含む情報処理系の構成例を示した図である。
光復号装置４００のハードウェア構成を示す図である。
第３信号光、プローブ光及び第４信号光を光復号装置４００に入力したときのコンスタレーションを示す図である。
光復号装置４００内の光強度分布を示す図である。
第３信号光、プローブ光、第４信号光及び和周波光を光復号装置４００に入力したときのコンスタレーションを示す図である。
光復号装置４００内の光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．第１実施形態
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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