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公開番号2025131174
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028735
出願日2024-02-28
発明の名称光信号処理装置
出願人NTT株式会社,NTTイノベーティブデバイス株式会社
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類G02B 6/126 20060101AFI20250902BHJP(光学)
要約【課題】製造工程数の増加を抑制しながらも、ピッグテール部分に起因する大型化を抑制できるような光信号処理装置を提供する。
【解決手段】本発明による光信号処理装置は、第1の信号光の偏波成分を分離する第1の偏波分離機構と、第1の偏波分離機構において分離された第1の信号光の各々が導波する第1の短尺導波路及び第1の長尺導波路と、第1の短尺導波路及び第1の長尺導波路の各々を伝搬した第1の信号光の各々を合波する第1の偏波合波機構と、合波された第1の信号光に対し、45°に相当する量だけ偏波を回転させて、第2の信号光とする偏波回転機構と、第2の信号光を分離する第2の偏波分離機構と、分離された第2の信号光の各々が導波する第2の短尺導波路及び第2の長尺導波路と、第2の短尺導波路及び第2の長尺導波路の各々を伝搬した第2の信号光の各々を合波する第2の偏波合波機構と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光信号処理装置であって、
第１の信号光を直交する２つの偏波成分に分離する第１の偏波分離機構と、
第１の偏波成分の前記第１の信号光が導波する第１の短尺導波路と、
第２の偏波成分の前記第１の信号光が導波する第１の長尺導波路であって、前記第１の短尺導波路より光路長が長い該第１の長尺導波路と、
前記第１の短尺導波路及び前記第１の長尺導波路の各々を伝搬した各々の前記第１の信号光を合波する第１の偏波合波機構と、
合波された前記第１の信号光に対し、４５°に相当する量だけ偏波を回転させて、第２の信号光とする偏波回転機構と、
前記第２の信号光を直交する２つの偏波成分に分離する第２の偏波分離機構と、
前記第１の偏波成分の前記第２の信号光が導波する第２の短尺導波路と、
前記第２の偏波成分の前記第２の信号光が導波する第２の長尺導波路であって、前記第２の短尺導波路よりも光路長が長い該第２の長尺導波路と、
前記第２の短尺導波路及び前記第２の長尺導波路の各々を伝搬した各々の前記第２の信号光を合波する第２の偏波合波機構と、
を備える、光信号処理装置。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記第２の短尺導波路と前記第２の長尺導波路の前記光路長の差は、前記第１の短尺導波路と前記第１の長尺導波路の前記光路長の差の２倍である、請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項３】
前記第１の偏波分離機構、前記第１の偏波合波機構、前記第２の偏波分離機構、及び、前記第２の偏波合波機構は、２本のアーム導波路を備えた２光束干渉計であって、前記２本のアーム導波路の少なくとも一方が各偏光成分の位相調整を行う偏光依存位相調整機構を有する、請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項４】
前記第１の偏波分離機構、前記第１の偏波合波機構、前記第２の偏波分離機構、及び、前記第２の偏波合波機構は、前記２光束干渉計が多段接続された構造を有する、請求項３に記載の光信号処理装置。
【請求項５】
前記偏光依存位相調整機構は位相板である、請求項３に記載の光信号処理装置。
【請求項６】
前記偏光依存位相調整機構は、前記アーム導波路の両側面の近傍に形成された応力開放溝である、請求項３に記載の光信号処理装置。
【請求項７】
前記偏波回転機構は、λ／２波長板、又はλ／４波長板である、請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項８】
前記偏波回転機構は、
偏波回転機構導波路と、
前記偏波回転機構導波路の一方の側面の近傍に形成される応力開放溝と、
を備える、請求項１に記載の光信号処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号処理装置に関し、より詳細には、偏波解消機能を有する光信号処理装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
インターネット等のデータ通信ネットワーク需要の拡大により、光通信ネットワークには一層の大容量化が望まれている。このようなネットワーク需要の拡大に対応するため、各種の光デバイスが実用化されており、その例として、光可変減衰器やコヒーレント通信用フロントエンド等の実用化が挙げられる。これらの光デバイスは、その集積性、製造性の高さから、光導波路技術が主な構成技術である。
【０００３】
偏波解消装置（以下、デポラライザともいう）は、光の偏波を解消する素子として、光学デバイスの測定用光源や誘導ラマンファイバアンプの励起光源に用いられる。代表的な既存の偏光解消装置としては、１：２の長さをもつ偏波保持ファイバ（Polarization Maintaining Fiber：以下、ＰＭＦという）の偏光軸を４５°回転させて融着接続したＬｙｏｔ型デポラライザが知られている。しかしながら、このＬｙｏｔ型のデポラライザは、長距離のファイバを用いる必要があり、装置が大型化するという課題である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
このような課題に対し、偏波解消装置を小型化するための従来技術として、集積デバイスとして光導波路技術を用いて構成する例が知られている（例えば、特許文献１参照）。図１は特許文献１に開示される偏光度低減装置１１０の構成例を示す図である。図１に示される例では、光源（ＬＤ）１０１から出力された励起光が、ＰＭＦ１０２及びレンズ１１１を介して偏光度低減装置１１０に入力される。一般に、ＬＤ１０１のようなレーザダイオード（Laser Diode：以下、ＬＤという）から出力される光波は、直線偏波である。しかしながら、特許文献１における偏光度低減装置１１０では、偏光度低減装置１１０への入力光が、基板１１４の主面に対して水平方向且つ信号光の進行方向に対して直交方向（図１におけるＸ方向に相当）、及び基板１１４の主面に対して垂直方向（図１におけるＹ方向に相当）の両方向の成分が均等となるように、ＬＤ１０１からの出力光はＰＭＦ１０２の偏波軸を均等に励振するように設置されている。換言すれば、図１の例では、ＰＭＦ１０２の偏波軸は、ＬＤ１０１の偏波方向、すなわち、電界の振動方向に対して、４５°傾けて設置される。図１に示される偏光度低減装置１１０では、Ｘ方向、Ｙ方向の偏波として入力された励起光は、偏波分離導波部６０１により、Ｘ偏波、Ｙ偏波に分離される。分離された信号光うちの一方は迂曲導波路１１５へ、他方は直線導波路６０２へと導波され、直交する偏波成分同士の相関が解消されたうえで、偏波合成導波部６０４により偏波合成されたのちに、レンズ１２１を介してシングルモード光ファイバ（single mode optical fiber：以下、ＳＭＦという）に出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１３／１４０５２１号
【非特許文献】
【０００６】
大越、西原、岡本、久間、大津、保立共著「光ファイバセンサ」、オーム社ｐｐ４１－４２（昭和６１年７月３０日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に開示される偏光解消装置は、ＰＭＦを融着接続したＬｙｏｔ型デポラライザにおける、装置の大型化に関する課題は解消するものの、いくつかの課題は残存している。
【０００８】
第１に、特許文献１に開示される偏光解消装置では、光源（ＬＤ１１０）からの出力を、ＰＭＦ１０２を介して偏光度低減装置１１０に入力する必要があり、その際にＰＭＦの２つの偏光軸を均等に励振する必要がある。このため、より多くの軸方向の調心工数が必要であるいう課題がある。
【０００９】
第２に、特許文献１に開示される偏光解消装置では、ＰＭＦ１０２からの信号光を基板上に形成された偏光度低減装置１１０に入力し、出力光をＳＭＦに結合するためのレンズ１２１を要する。このため、精密な光学調心が必要であり、製造工程数が増加するという課題がある。
【００１０】
第３に、特許文献１に開示される偏光解消装置では、光源（ＬＤ１０１）から偏光度低減装置１１０への入力はＰＭＦ１０２を用いているため、ピッグテール部分に起因する装置の大型化が避けられないという課題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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