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公開番号2025055874
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023165286
出願日2023-09-27
発明の名称光デバイス、光受信器及び光トランシーバ
出願人富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G02F 2/00 20060101AFI20250401BHJP(光学)
要約【課題】信号損失を抑制できる光デバイス等を提供する。
【解決手段】90度ハイブリッド回路は、信号光を分岐する第1のカプラと、局発光を分岐する第2のカプラと、第1のカプラで分岐された信号光がそれぞれ伝搬する第1の導波路及び第2の導波路と、を有する。90度ハイブリッド回路は、第2のカプラで分岐された局発光がそれぞれ伝搬する第3の導波路及び第4の導波路と、第1の導波路を伝搬した信号光と第3の導波路を伝搬した局発光とを合波する第3のカプラと、を有する。90度ハイブリッド回路は、第2の導波路を伝搬した信号光と第4の導波路を伝搬した局発光とを合波する第4のカプラと、第1～第4の導波路の内、少なくとも一つの導波路を伝搬する光の位相を調整する位相調整部とを有する。第1の導波路及び第4の導波路の光学長の第1の合計値が、第2の導波路及び第3の導波路の光学長の第2の合計値に比較して短い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
信号光と局発光とを混合して前記信号光を直交成分に分離して出力する９０度ハイブリッド回路を含む光デバイスであって、
前記９０度ハイブリッド回路は、
前記信号光を分岐する第１のカプラと、
前記局発光を分岐する第２のカプラと、
前記第１のカプラで分岐された前記信号光がそれぞれ伝搬する第１の導波路及び第２の導波路と、
前記第２のカプラで分岐された前記局発光がそれぞれ伝搬する第３の導波路及び第４の導波路と、
前記第１の導波路を伝搬した信号光と前記第３の導波路を伝搬した局発光とを合波する第３のカプラと、
前記第２の導波路を伝搬した信号光と前記第４の導波路を伝搬した局発光とを合波する第４のカプラと、
前記第１の導波路、前記第２の導波路、前記第３の導波路及び前記第４の導波路の内、少なくとも一つの導波路を伝搬する光の位相を調整する位相調整部と、を備え、
前記第１の導波路の光学長と前記第４の導波路の光学長との第１の合計値が、前記第２の導波路の光学長と前記第３の導波路の光学長との第２の合計値に比較して短い、ことを特徴とする光デバイス。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記位相調整部は、
前記第１の導波路及び前記第４の導波路の内、少なくとも一つの導波路に配置され、前記第１の導波路を伝搬する前記信号光の位相角度を調整するために前記第１の導波路に配置され、および／または前記第４の導波路を伝搬する前記局発光の位相角度を調整するために前記第４の導波路に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記第１の合計値は、前記第２の合計値と前記信号光の波長の１／４との合計である第３の合計値に比較して短く、
前記位相調整部は、
前記第１の導波路及び前記第４の導波路の内、少なくとも一つの導波路に配置され、前記第１の合計値と前記第３の合計値とが等しくなるように、前記第１の導波路を伝搬する前記信号光の位相角度を調整するために前記第１の導波路に配置され、および／または前記第４の導波路を伝搬する前記局発光の位相角度を調整するために前記第４の導波路に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１の導波路及び前記第４の導波路の導波路幅は前記第３の導波路及び前記第２の導波路の導波路幅を狭くすることで、前記第１の導波路の光学長と前記第４の導波路の光学長との合計値が、前記第２の導波路の光学長と前記第３の導波路の光学長との合計値に比較して短くなるように構成することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記第１の導波路の光学長と前記第４の導波路の光学長とを同一にし、前記第２の導波路の光学長と前記第３の導波路の光学長とを同一にすることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記位相調整部は、
前記第１の導波路に配置され、前記第１の導波路を伝搬する前記信号光の位相角度を調整する第１の位相調整部と、
前記第４の導波路に配置され、前記第４の導波路を伝搬する前記局発光の位相角度を調整する第２の位相調整部と、
前記第１の位相調整部と前記第２の位相調整部との間を電気的に接続する配線と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記第１のカプラと接続する前記第１の導波路の接続部分の前記信号光を伝搬する方向と、前記第１のカプラと接続する前記第２の導波路の接続部分の前記信号光を伝搬する方向とが異なるように、前記第１の導波路と前記第２の導波路との間の間隔が前記第１の導波路の接続部分及び前記第２の導波路の接続部分から離れるにつれて広がる構造にしたことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第１の合計値は、前記第２の合計値と前記信号光の波長の１／４との合計である第３の合計値に比較して長く、
前記位相調整部は、
前記第２の導波路及び前記第３の導波路の内、少なくとも一つの導波路に配置され、前記第１の合計値と前記第３の合計値とが等しくなるように、前記第２の導波路を伝搬する前記信号光の位相角度を調整するために前記第２の導波路に配置され、および／または前記第３の導波路を伝搬する前記局発光の位相角度を調整するために前記第３の導波路に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項９】
受光する信号光を電気信号に変換する光受信器素子を備えた光受信器であって、
前記光受信器素子は、
前記信号光と局発光とを混合して前記信号光を直交成分に分離して出力する９０度ハイブリッド回路を含む光デバイスを有し、
前記９０度ハイブリッド回路は、
前記信号光を分岐する第１のカプラと、
前記局発光を分岐する第２のカプラと、
前記第１のカプラで分岐された前記信号光がそれぞれ伝搬する第１の導波路及び第２の導波路と、
前記第２のカプラで分岐された前記局発光がそれぞれ伝搬する第３の導波路及び第４の導波路と、
前記第１の導波路を伝搬した信号光と前記第３の導波路を伝搬した局発光とを合波する第３のカプラと、
前記第２の導波路を伝搬した信号光と前記第４の導波路を伝搬した局発光とを合波する第４のカプラと、
前記第１の導波路、前記第２の導波路、前記第３の導波路及び前記第４の導波路の内、少なくとも一つの導波路を伝搬する光の位相を調整する位相調整部と、を備え、
前記第１の導波路の光学長と前記第４の導波路の光学長との第１の合計値が、前記第２の導波路の光学長と前記第３の導波路の光学長との第２の合計値に比較して短い、
ことを特徴とする光受信器。
【請求項１０】
電気信号に応じて伝搬する光を変調する光変調器素子と、
受光する受信光を電気信号に変換する光受信器素子と、
前記光変調器素子への電気信号を生成すると共に、前記光受信器素子からの前記電気信号を取得する信号処理部と、を有する光トランシーバであって、
前記光受信器素子は、
信号光と局発光とを混合して前記信号光を直交成分に分離して出力する９０度ハイブリッド回路を含む光デバイスを有し、
前記９０度ハイブリッド回路は、
前記信号光を分岐する第１のカプラと、
前記局発光を分岐する第２のカプラと、
前記第１のカプラで分岐された前記信号光がそれぞれ伝搬する第１の導波路及び第２の導波路と、
前記第２のカプラで分岐された前記局発光がそれぞれ伝搬する第３の導波路及び第４の導波路と、
前記第１の導波路を伝搬した信号光と前記第３の導波路を伝搬した局発光とを合波する第３のカプラと、
前記第２の導波路を伝搬した信号光と前記第４の導波路を伝搬した局発光とを合波する第４のカプラと、
前記第１の導波路、前記第２の導波路、前記第３の導波路及び前記第４の導波路の内、少なくとも一つの導波路を伝搬する光の位相を調整する位相調整部と、を備え、
前記第１の導波路の光学長と前記第４の導波路の光学長との第１の合計値が、前記第２の導波路の光学長と前記第３の導波路の光学長との第２の合計値に比較して短い、
ことを特徴とする光トランシーバ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、光受信器及び光トランシーバに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、デジタルコヒーレント受信機能を採用する光受信器では、信号光と局発光とを混合して信号光を直交成分に分離して出力する９０度ハイブリッド回路を内蔵している。図１０は、従来の９０度ハイブリッド回路１００の一例を示す説明図である。図１０に示す９０度ハイブリッド回路１００は、第１のスプリッタ１１０と、第２のスプリッタ１２０と、第１のコンバイナ１３０と、第２のコンバイナ１４０と、第１～第４の導波路１０１Ａ～１０１Ｄとを有する。
【０００３】
第１のスプリッタ１１０は、第１の入力ポート１１１Ａと、第２の入力ポート１１１Ｂと、第１の出力ポート１１１Ｃと、第２の出力ポート１１１Ｄとを有する２×２カプラである。第２のスプリッタ１２０は、第１の入力ポート１２１Ａと、第１の出力ポート１２１Ｂと、第２の出力ポート１２１Ｃとを有する１×２カプラである。
【０００４】
第１のコンバイナ１３０は、第１の入力ポート１３１Ａと、第２の入力ポート１３１Ｂと、第１の出力ポート１３１Ｃと、第２の出力ポート１３１Ｄとを有する２×２カプラである。第２のコンバイナ１４０は、第１の入力ポート１４１Ａと、第２の入力ポート１４１Ｂと、第１の出力ポート１４１Ｃと、第２の出力ポート１４１Ｄとを有する２×２カプラである。
【０００５】
第１のスプリッタ１１０は、第１のスプリッタ１１０内の第１の出力ポート１１１Ｃと第１のコンバイナ１３０内の第１の入力ポート１３１Ａとの間を第１の導波路１０１Ａで光接続する。第１のスプリッタ１１０は、第１のスプリッタ１１０の第２の出力ポート１１１Ｄと第２のコンバイナ１４０内の第１の入力ポート１４１Ａとの間を第２の導波路１０１Ｂで光接続する。
【０００６】
第２のスプリッタ１２０は、第２のスプリッタ１２０内の第１の出力ポート１２１Ｂと第１のコンバイナ１３０内の第２の入力ポート１３１Ｂとの間を第３の導波路１０１Ｃで光接続する。第２のスプリッタ１２０は、第２のスプリッタ１２０内の第２の出力ポート１２１Ｃと第２のコンバイナ１４０内の第２の入力ポート１４１Ｂとの間を第４の導波路１０１Ｄで光接続する。
【０００７】
第１のコンバイナ１３０は、第１のコンバイナ１３０内の第１の入力ポート１３１Ａと第１のスプリッタ１１０内の第１の出力ポート１１１Ｃとの間を第１の導波路１０１Ａで光接続する。第１のコンバイナ１３０は、第１のコンバイナ１３０内の第２の入力ポート１３１Ｂと第２のスプリッタ１２０内の第１の出力ポート１２１Ｂとの間を第３の導波路１０１Ｃで光接続する。
【０００８】
第２のコンバイナ１４０は、第２のコンバイナ１４０内の第１の入力ポート１４１Ａと第１のスプリッタ１１０内の第２の出力ポート１１１Ｄとの間を第２の導波路１０１Ｂで光接続する。第２のコンバイナ１４０は、第２のコンバイナ１４０内の第２の入力ポート１４１Ｂと第２のスプリッタ１２０内の第２の出力ポート１２１Ｃとの間を第４の導波路１０１Ｄで光接続する。
【０００９】
第１のスプリッタ１１０は、第１のスプリッタ１１０内の第１の入力ポート１１１Ａからの信号光を０度の信号光と９０度の信号光とに分岐する。第１のスプリッタ１１０は、０度の信号光を第１のスプリッタ１１０内の第１の出力ポート１１１Ｃに分岐出力すると共に、９０度の信号光を第１のスプリッタ１１０内の第２の出力ポート１１１Ｄに分岐出力する。
【００１０】
第２のスプリッタ１２０は、第２のスプリッタ１２０内の第１の入力ポート１２１Ａからの局発光を０度の局発光にして第２のスプリッタ１２０内の第１の出力ポート１２１Ｂ及び第２の出力ポート１２１Ｃに分岐出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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