JP2016082481A - Optical multiplexing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光合波システムに関し、より詳細には、例えば光通信において信号光を合波する光合波システムに関する。 The present invention relates to an optical multiplexing system, and more particularly to an optical multiplexing system that combines signal lights in optical communication, for example.
既存の光通信システムでは、信号光の合波時の損失が通信距離長延化の障壁となっている。図1は、従来の光通信システムの構成の概略図である。図1に示すように、宅内ONU(Optical Network Unit)から局舎OLT(Optical Line Terminal)に光信号が到達するまでにカプラを用いて、信号光を複数回合波する。 In the existing optical communication system, the loss at the time of multiplexing of the signal light becomes a barrier for extending the communication distance. FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of a conventional optical communication system. As shown in FIG. 1, signal light is multiplexed a plurality of times using a coupler until an optical signal arrives at an OLT (Optical Line Terminal) from a home ONU (Optical Network Unit).
カプラには、光の干渉を利用したPLC(Planer lightwave circuit)型カプラ、ファイバを融着延伸して製造するファイバ型カプラ、反射率の偏光依存性を利用した偏光ビームコンバイナ(PBC:Polarization Beam Combiner)などが存在する。 Couplers include a PLC (Planer lightwave circuit) type coupler that uses light interference, a fiber type coupler that is manufactured by fusing and drawing fibers, and a polarization beam combiner (PBC) that uses the polarization dependence of reflectivity. ) Etc. exist.
ここで、後述する説明の理解のために、偏光及びポアンカレ球について説明する。先ず、偏光について説明する。光は電磁波の一種であり、直交する電界と磁界が振動しながら伝搬する。電磁波の電界についてある規定軸に対する水平成分をEx、垂直成分をEyとすると、Ex及びEyは、振幅E0x及びE0y、波数k、角周波数ω、進行方向座標z、時間t、並びに位相差εを用いて、以下の(式1)及び(式2)のように示される。
Ex=E0xcos(kz−ωt) (式1)
Ey=E0ycos(kz−ωt+ε) (式2)
偏波とは、(式1)及び(式2)が合成された電界の振動状態であり、振幅E0x及びE0yと位相差εとによって決定される。電界を含む面を電界振動面とすると、電界振動面が一定の偏波は直線偏波と呼ばれ、電界振動面が螺旋軌道を描く偏光は楕円偏光と呼ばれ、電磁波の伝搬方向への射影が円となるものは特に円偏光と呼ばれる。電磁波の伝搬方向への電界振動面の射影が描く楕円の長軸が水平軸となす面を偏波面とすると、偏波面は電磁波の電界振動面と一致する。偏波面が変化すると、Ex及びEyの振幅比E0x/E0yが変化する。直線偏波は、楕円偏波の短軸成分がないものと考えることができる。以下、本明細書では、電界がExのみの直線偏光をa偏光とし、Eyのみの直線偏光をb偏光とする。
Here, in order to understand the description to be described later, the polarization and the Poincare sphere will be described. First, polarized light will be described. Light is a type of electromagnetic wave, and an orthogonal electric field and magnetic field propagate while oscillating. Assuming that the horizontal component of the electromagnetic field with respect to a certain axis is E x and the vertical component is E y , E x and E y are amplitudes E 0x and E 0y , wave number k, angular frequency ω, traveling direction coordinate z, time t , And the phase difference ε, the following (Expression 1) and (Expression 2) are shown.
E x = E 0x cos (kz−ωt) (Formula 1)
E y = E 0y cos (kz−ωt + ε) (Formula 2)
The polarization is a vibration state of the electric field obtained by combining (Equation 1) and (Equation 2), and is determined by the amplitudes E 0x and E 0y and the phase difference ε. If the plane containing the electric field is the electric field vibration plane, the polarization with the constant electric field vibration plane is called linear polarization, and the polarization with the electric field vibration plane drawing a spiral orbit is called elliptical polarization, and is projected in the propagation direction of the electromagnetic wave. The case where is a circle is called circularly polarized light. If a plane whose horizontal axis is the major axis of the ellipse drawn by the projection of the electric field vibration plane in the propagation direction of the electromagnetic wave is a polarization plane, the plane of polarization coincides with the electric field vibration plane of the electromagnetic wave. When the plane of polarization changes, the amplitude ratio E 0x / E 0y of E x and E y changes. Linearly polarized waves can be considered as having no short axis component of elliptically polarized waves. Hereinafter, in this specification, linearly polarized light having an electric field of only E x is a-polarized light, and linearly polarized light having only an E y is b-polarized light.
次に、ポアンカレ球について図2を用いて説明する。ポアンカレ球とは、図2(a)に示すように偏波を半径1の球上の点に対応させたものである。偏波を表現するストークスパラメータS0、S1、S2、S3について、振幅E0x、E0y、位相差εの時間変化が十分小さいとき、電磁波の強度S0は一定であり、ストークスパラメータS0、S1、S2、S3は以下の(式3)〜(式6)でそれぞれ示される。
S0=E0x 2+E0y 2 (式3)
S1=E0x 2−E0y 2 (式4)
S2=2E0xE0ycosε (式5)
S3=2E0xE0ysinε (式6)
任意のE0x、E0y、εに対して、S1 2+S2 2+S3 2=S0 2が成り立つ。S1、S2、S3はS0で規格化するため、S1、S2、S3は−1〜1の値をとり、(S1、S2、S3)を座標とする点は半径1のポアンカレ球上にあることがわかる。地球の北極・南極に対応する点がそれぞれ右回り・左回りの円偏波を表し、赤道上は直線偏波を表し、S1軸と交わる点は、それぞれ水平・垂直な直線偏波を表す。
Next, the Poincare sphere will be described with reference to FIG. The Poincare sphere is one in which the polarization is made to correspond to a point on a sphere having a radius 1 as shown in FIG. For the Stokes parameters S 0 , S 1 , S 2 , S 3 representing the polarization, when the amplitude E 0x , E 0y , and the phase difference ε are sufficiently small in time, the electromagnetic wave intensity S 0 is constant, and the Stokes parameters S 0 , S 1 , S 2 and S 3 are represented by the following (formula 3) to (formula 6), respectively.
S 0 = E 0x 2 + E 0y 2 (Formula 3)
S 1 = E 0x 2 -E 0y 2 ( Equation 4)
S 2 = 2E 0x E 0y cosε ( Equation 5)
S 3 = 2E 0x E 0y sinε ( Equation 6)
For any E 0x , E 0y , ε, S 1 2 + S 2 2 + S 3 2 = S 0 2 holds. Since S 1 , S 2 , and S 3 are normalized by S 0 , S 1 , S 2 , and S 3 take values of −1 to 1 and have (S 1 , S 2 , S 3 ) as coordinates. Is on the Poincare sphere with radius 1. Each point corresponding to the Arctic and Antarctic earth represents a circularly polarized wave of clockwise-counterclockwise, equatorial represents linear polarization, that intersects the S 1 axis, each represent a horizontal and vertical linear polarization .
偏光面の回転は、図2(b)に示すように、ポアンカレ球のS3を軸とした回転軌道で表される。Ex及びEy間の位相差の変化は、図2(c)に示すように、S1を軸とした回転軌道で表される。一定の偏光面の回転と一定の位相差変化を繰り返す偏光の変化は、図2(d)に示すように、偏光面の回転と位相差変化を表す以下の(式7)に示されるミュラーマトリクスの固有ベクトルvを回転軸とした斜めの回転となる。ここで、θc及びφcはそれぞれ一定の偏光面の回転量、位相差とする。 Rotation of the polarization plane, as shown in FIG. 2 (b), expressed the S 3 of the Poincare sphere in rotation trajectory around an axis. The change in the phase difference between E x and E y is represented by a rotational trajectory with S 1 as an axis, as shown in FIG. As shown in FIG. 2 (d), the polarization change that repeats the constant polarization plane rotation and the constant phase difference change is the Mueller matrix shown in the following (Expression 7) that represents the polarization plane rotation and the phase difference change. Is an oblique rotation with the eigenvector v as the rotation axis. Here, θ c and φ c are a fixed amount of rotation of the polarization plane and a phase difference, respectively.
任意の偏光をa偏光に変換して出射することは、ポアンカレ球上で任意の点を(S1,S2,S3)=(1,0,0)に集めることを意味する。 Converting arbitrary polarized light to a-polarized light and emitting it means collecting arbitrary points on the Poincare sphere at (S 1 , S 2 , S 3 ) = (1, 0, 0).
上述したように、光通信システムにおいては、PLC型カプラ、ファイバ型カプラ及びPBC等を用いて信号光を複数回合波する。PLCは、石英基板上にフォトリソグラフィやエッチングなどの微細加工技術を用いて作製した光導波路を組み合わせて、特定の光学特性を持たせたデバイスであり、その一つがPLC型カプラである。PLC型カプラは、2つの光導波路を近接させ光の干渉を利用して光を合波するため、合波の際に分波時と同様に最低3dBの損失が必ず発生する。 As described above, in an optical communication system, signal light is multiplexed a plurality of times using a PLC-type coupler, a fiber-type coupler, a PBC, and the like. The PLC is a device having specific optical characteristics by combining an optical waveguide manufactured on a quartz substrate using a microfabrication technique such as photolithography and etching, and one of them is a PLC type coupler. Since the PLC type coupler makes two optical waveguides close to each other and multiplexes the light using the interference of light, a loss of at least 3 dB is always generated at the time of multiplexing as in the case of demultiplexing.
ファイバ型カプラは複数のファイバコアを近接融着してファイバ間のモード結合により合波するものであり、PLC型同様に合波時に3dBの結合損が発生する。 The fiber type coupler is a type in which a plurality of fiber cores are closely fused and combined by mode coupling between the fibers, and a coupling loss of 3 dB occurs at the time of multiplexing as in the PLC type.
PBCは、反射率の偏光依存性を利用して互いに直交する2つの偏光を合波して出力するものであり、最近では、メタマテリアル技術を用いた右回りと左回りの円偏光を合波するPBCも報告されている。光ファイバから出力される信号光の偏光はランダムに時間変化し、時間平均するとa偏光の光及びb偏光の光を含むため、PLC型カプラと同様にPBCを用いた場合も3dBの損失が生じる。 PBC uses the polarization dependence of reflectivity to combine and output two orthogonally polarized lights, and recently, combined clockwise and counterclockwise circularly polarized light using metamaterial technology. PBC has also been reported. The polarization of the signal light output from the optical fiber changes with time at random, and when averaged over time, it includes a-polarized light and b-polarized light, so that a loss of 3 dB occurs even when PBC is used in the same manner as a PLC type coupler. .
このように、図1に示すような従来の光通信システムでは、宅内の通信装置から局舎への通信装置の間に宅内の通信装置からの信号光を合波器により複数回合波して、光ファイバに集線しており、合波器としてPLC型カプラ、ファイバ型カプラ及びPBC等を用いた場合、結合損が発生してしまうという課題があった。 Thus, in the conventional optical communication system as shown in FIG. 1, the signal light from the home communication device is multiplexed multiple times by the multiplexer between the communication device from the home communication device to the station building, When the optical fiber is concentrated and a PLC coupler, fiber coupler, PBC, or the like is used as a multiplexer, there is a problem that coupling loss occurs.
図3は、従来技術における伝搬光損失の補填方法を例示する。図3に示すように、カプラによって光が合波されるが、カプラにおいて約3dBの損失が生じ、合波光におけるa偏光及びb偏光の強度も合波前と比較して小さくなっている。図3に示す従来技術では、カプラで生じた損失は、エルビウムドープトファイバ光増幅器を用いて合波光を増幅することで補っているが、エルビウムドープトファイバ光増幅器をシステムに追加する分、システムの大型化を招いていた。 FIG. 3 illustrates a method for compensating for propagation light loss in the prior art. As shown in FIG. 3, the light is multiplexed by the coupler, but a loss of about 3 dB occurs in the coupler, and the intensity of the a-polarized light and the b-polarized light in the combined light is smaller than that before the multiplexing. In the prior art shown in FIG. 3, the loss caused by the coupler is compensated by amplifying the combined light using an erbium doped fiber optical amplifier. However, the system is equivalent to adding an erbium doped fiber optical amplifier to the system. Has led to an increase in size.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の光合波システムは、第1の入力光の偏光を第1の直線偏光に変換して第1の変換光に出力する第1の偏光制御デバイスと、前記第1の入力光とは波長が異なる第2の入力光の偏光を第1の直線偏光に直交する第2の直線偏光に変換して第2の変換光を出力する第2の偏光制御デバイスと、前記第1の偏光制御デバイスから出力された前記第1の変換光と前記第2の偏光制御デバイスから出力された前記第2の変換光とを合波して出力光を出力するPBCと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the optical multiplexing system according to claim 1 converts the polarization of the first input light into the first linearly polarized light and outputs the first converted light to the first converted light. And second polarized light that converts the polarization of the second input light having a wavelength different from that of the first input light into the second linear polarized light orthogonal to the first linear polarized light and outputs the second converted light. A control device, and the first converted light output from the first polarization control device and the second converted light output from the second polarization control device are combined to output output light. And PBC.
請求項2に記載の光合波システムは、第1の入力光を、第1の直線偏光からなる第1の分岐光及び第1の直線偏光に直交する第2の直線偏光からなる第2の分岐光に偏光分離して出力する第1の偏光分離光学系と、前記第1の入力光とは波長が異なる第2の入力光を、第2の直線偏光からなる第3の分岐光及び第1の直線偏光からなる第4の分岐光に偏光分離して出力する第2の偏光分離光学系と、前記第1の分岐光と前記第3の分岐光とを合波して第1の合波光を出力する第1のPBCと、前記第2の分岐光と前記第4の分岐光を合波して第2の合波光を出力する第2のPBCと、前記第1の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第1の変換光を出力する第1の偏光制御デバイスと、前記第2の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第2の変換光を出力する第2の偏光制御デバイスと、前記第1の偏光制御デバイスから出力された前記第1の変換光と前記第2の偏光制御デバイスから出力された前記第2の変換光とを合波して出力光を出力する第3のPBCと、を備えたことを特徴とする。 The optical multiplexing system according to claim 2, wherein the first input light is divided into the first branched light composed of the first linearly polarized light and the second branched light composed of the second linearly polarized light orthogonal to the first linearly polarized light. A first polarization splitting optical system that splits and outputs light into a light; a second input light having a wavelength different from that of the first input light; a third branched light composed of a second linearly polarized light; A first polarization beam obtained by combining the first polarization beam and the third branch beam with the second polarization beam splitting optical system that outputs the beam beam after splitting it into the fourth beam beam composed of the linearly polarized light. The first PBC that outputs the second PBC, the second PBC that outputs the second combined light by combining the second branched light and the fourth branched light, and the polarization of the first combined light. A first polarization control device that converts the light into first linearly polarized light and outputs first converted light; and converts the polarization of the second combined light into second linearly polarized light. A second polarization control device that outputs a second converted light; the first converted light output from the first polarization control device; and the second conversion output from the second polarization control device. And a third PBC that combines the light and outputs the output light.
請求項3に記載の光合波システムは、それぞれ波長が異なる第1乃至第4の入力光を合波する光合波システムであって、前記第1の入力光を、第1の直線偏光からなる第1の分岐光及び第1の直線偏光に直交する第2の直線偏光からなる第2の分岐光に偏光分離して出力する第1の偏光分離光学系と、前記第2の入力光を、第2の直線偏光からなる第3の分岐光及び第1の直線偏光からなる第4の分岐光に偏光分離して出力する第2の偏光分離光学系と、前記第3の入力光を、第1の直線偏光からなる第5の分岐光及び第2の直線偏光からなる第6の分岐光に偏光分離して出力する第3の偏光分離光学系と、前記第4の入力光を、第2の直線偏光からなる第7の分岐光及び第1の直線偏光からなる第8の分岐光に偏光分離して出力する第4の偏光分離光学系と、前記第1の分岐光と前記第3の分岐光とを合波して第1の合波光を出力する第1のPBCと、前記第2の分岐光と前記第4の分岐光を合波して第2の合波光を出力する第2のPBCと、前記第5の分岐光と前記第7の分岐光とを合波して第3の合波光を出力する第3のPBCと、前記第6の分岐光と前記第8の分岐光を合波して第4の合波光を出力する第4のPBCと、前記第1の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第1の変換光を出力する第1の偏光制御デバイスと、前記第2の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第2の変換光を出力する第2の偏光制御デバイスと、前記第3の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第3の変換光を出力する第3の偏光制御デバイスと、前記第4の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第4の変換光を出力する第4の偏光制御デバイスと、前記第1の偏光制御デバイスから出力された前記第1の変換光と前記第4の偏光制御デバイスから出力された前記第4の変換光とを合波して第5の合波光を出力する第5のPBCと、前記第2の偏光制御デバイスから出力された前記第2の変換光と前記第3の偏光制御デバイスから出力された前記第3の変換光とを合波して第6の合波光を出力する第6のPBCと、前記第5の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第5の変換光を出力する第5の偏光制御デバイスと、前記第6の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第6の変換光を出力する第6の偏光制御デバイスと、前記第5の偏光制御デバイスから出力された前記第5の変換光と前記第6の偏光制御デバイスから出力された前記第6の変換光とを合波して出力光を出力する第7のPBCと、を備えたことを特徴とする。 An optical multiplexing system according to a third aspect is an optical multiplexing system that combines first to fourth input lights having different wavelengths, and the first input light is composed of a first linearly polarized light. A first polarization splitting optical system that splits and outputs a second branched light composed of a first branched light and a second linearly polarized light orthogonal to the first linearly polarized light; and A second polarization splitting optical system that splits and outputs the third branched light composed of two linearly polarized light and the fourth branched light composed of the first linearly polarized light; A third polarization separation optical system that separates and outputs the fifth branched light composed of the linearly polarized light and the sixth branched light composed of the second linearly polarized light, and outputs the fourth input light to the second The fourth split light that is separated into the seventh branched light composed of linearly polarized light and the eighth branched light composed of the first linearly polarized light is output. A light separation optical system; a first PBC that combines the first branched light and the third branched light to output a first combined light; the second branched light; and the fourth branched light. A third PBC that combines the branched light and outputs the second combined light, the fifth branched light and the seventh branched light, and outputs a third combined light. PBC, a fourth PBC that combines the sixth branched light and the eighth branched light and outputs a fourth combined light, and a polarization of the first combined light as a first linearly polarized light. A first polarization control device that converts the first combined light into a second linearly polarized light and outputs a second converted light. A control device; a third polarization control device that converts the polarization of the third combined light into a first linearly polarized light and outputs a third converted light; and a second polarization of the fourth combined light. A fourth polarization control device that converts the light into linearly polarized light and outputs a fourth converted light; and the first converted light that is output from the first polarization control device and the fourth polarization control device that are output from the first polarization control device. A fifth PBC that combines the fourth converted light and outputs a fifth combined light; and the second converted light and the third polarized light output from the second polarization control device. A sixth PBC that combines the third converted light output from the control device and outputs a sixth combined light, and converts the polarization of the fifth combined light into a first linearly polarized light. A fifth polarization control device that outputs a fifth converted light; a sixth polarization control device that converts the polarization of the sixth combined light into a second linearly polarized light and outputs a sixth converted light; The fifth converted light output from the fifth polarization control device and the sixth polarization control device And a seventh PBC that combines the sixth converted light output from the chair and outputs the output light.
請求項4に記載の光合波システムは、請求項2又は3に記載の光合波システムであって、前記偏光分離光学系の少なくとも1つがPBSであることを特徴とする。 An optical multiplexing system according to a fourth aspect is the optical multiplexing system according to the second or third aspect, wherein at least one of the polarization separation optical systems is a PBS.
請求項5に記載の光合波システムは、請求項1乃至4のいずれかに記載の光合波システムであって、前記偏光制御デバイスは、自動偏光コントローラ又はPSAであることを特徴とする。 An optical multiplexing system according to a fifth aspect is the optical multiplexing system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the polarization control device is an automatic polarization controller or a PSA.
請求項6に記載の光合波システムは、請求項1乃至4のいずれかに記載の光合波システムであって、前記第1の偏光制御デバイスは、自動偏光コントローラ又はPSAであり、前記第2の偏光制御デバイスは、偏光を第1の直線偏光に変換する第2のPSAと、前記第2のPSAの後段に設けられた2分の1波長板又は90°ファラデー回転子とを含むことを特徴とする。 An optical multiplexing system according to claim 6 is the optical multiplexing system according to any one of claims 1 to 4, wherein the first polarization control device is an automatic polarization controller or a PSA, and the second The polarization control device includes a second PSA for converting the polarized light into the first linearly polarized light, and a half-wave plate or a 90 ° Faraday rotator provided at a subsequent stage of the second PSA. And
請求項7に記載の光合波システムは、請求項1乃至6のいずれかに記載の光合波システムで構成された第1乃至第3の光合波部を備えた光合波システムであって、前記第1の光合波部から出力される出力光は、前記第3の光合波部の前記第1の入力光として前記第3の光合波部に入力され、前記第2の光合波部から出力される出力光は、前記第3の光合波部の前記第2の入力光として前記第3の光合波部に入力されることを特徴とする。 An optical multiplexing system according to claim 7 is an optical multiplexing system including first to third optical multiplexing units configured by the optical multiplexing system according to any one of claims 1 to 6, wherein The output light output from the first optical combining unit is input to the third optical combining unit as the first input light of the third optical combining unit, and is output from the second optical combining unit. The output light is input to the third optical multiplexing unit as the second input light of the third optical multiplexing unit.
本発明に係る光合波システムによると、光ファイバを伝搬してきた信号光を合波する前に、偏光制御デバイスを用いて一方の信号光をa偏光、他方の信号光をb偏光に変換し、PBCを用いて信号光を合波するため、信号光を無損失で合波することができる。 According to the optical multiplexing system according to the present invention, before the signal light propagating through the optical fiber is multiplexed, one signal light is converted into a polarized light and the other signal light is converted into b polarized light using a polarization control device, Since the signal light is multiplexed using PBC, the signal light can be multiplexed without loss.
従来では結合損失を補填する際には光増幅器を用いることが一般的であったが、本発明では、光を実質的に無損失で合波するために、光の合波前に偏波を直交させてPBCを用いて合波している。そのため、光増幅器を光合波システムに追加する必要がないため、光合波システムの小型化を図ることも可能となる。 In the past, it was common to use an optical amplifier to compensate for the coupling loss. However, in the present invention, in order to multiplex the light with substantially no loss, the polarization is combined before the light is combined. They are orthogonally multiplexed using PBC. Therefore, since it is not necessary to add an optical amplifier to the optical multiplexing system, it is possible to reduce the size of the optical multiplexing system.
以下、図面を参照しながら本発明の各実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施例1)
以下、波長λnの信号光nのa偏光をanとし、b偏光をbnとし、本発明の光合波システムに係る各構成要素間は偏光が変化しないように偏波保持光ファイバなどを用いて接続されているものとする。
Example 1
Hereinafter, the a polarization of the signal light n wavelengths lambda n and a n, a b polarization and b n, between components of the optical multiplexing system of the present invention and the polarization maintaining optical fiber so that polarization unchanged It shall be connected using.
図4を用いて、本発明の実施例1に係る光合波システムについて説明する。本発明の実施例1に係る光合波システムにおいては、偏光制御デバイス及びPBCを用いて、偏波多重されていない信号光を無損失で合波することが可能である。実施例1では、偏波多重されていない波長λ1の信号光1及びλ2の信号光2を合波する場合について考える。光ファイバを伝搬中の偏光はランダムに時間変化するため、信号光1及び2は、時間平均するとa偏光及びb偏光の両成分を有する。 The optical multiplexing system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In the optical multiplexing system according to the first embodiment of the present invention, it is possible to multiplex signal light that is not polarization multiplexed without loss using the polarization control device and the PBC. In Example 1, consider the case for multiplexing the signal light and second signal light 1 and lambda 2 wavelength lambda 1 that has not been polarization multiplexed. Since the polarized light propagating through the optical fiber changes randomly with time, the signal lights 1 and 2 have both a-polarized light and b-polarized light components on a time average.
図4には、信号光1を入力して信号光1の偏光を一意の偏光に変換して出力する第1の偏光制御デバイス401と、信号光2を入力して信号光2の偏光を一意の偏光に変換して出力する第2の偏光制御デバイス402と、PBC403とを備えた光合波システム400が示されている。 In FIG. 4, the first polarization control device 401 that receives the signal light 1 and converts the polarization of the signal light 1 into a unique polarization and outputs it, and the signal light 2 and the polarization of the signal light 2 are unique. An optical multiplexing system 400 including a second polarization control device 402 that converts to and outputs the polarized light and a PBC 403 is shown.
図4に示すように、第1及び第2の偏光制御デバイス401及び402がPBC403の前段に設けられており、第1の偏光制御デバイス401により信号光1の偏光がb1偏光に変換され、第2の偏光制御デバイス402により信号光2の偏光がa2偏光に変換されて、それぞれPBC403に出力される。ここで、信号光1及び2として偏波多重されていないWDM信号を想定した場合、第1及び第2の偏光制御デバイス401及び402で偏光を一意に変換しても信号は劣化しない。 As shown in FIG. 4, first and second polarization control devices 401 and 402 are provided in the front stage of the PBC 403, and the first polarization control device 401 converts the polarization of the signal light 1 into b 1 polarization, The second polarization control device 402 converts the polarization of the signal light 2 into a 2 polarized light and outputs it to the PBC 403 respectively. Here, when WDM signals that are not polarization-multiplexed are assumed as the signal lights 1 and 2, even if the polarization is uniquely converted by the first and second polarization control devices 401 and 402, the signal does not deteriorate.
b1偏光及びa2偏光にそれぞれ変換された信号光1及び2は、PBC403で合波される。信号光1はb1偏光のみに変換され、信号光2はa2偏光のみに変換されており、PBC403はb偏光成分を透過し、a偏光成分を反射するため、合波時に損失は発生しない。PBC403で合波した後の信号光1及び2は、直交する偏光成分が互いに干渉しないことからAWG(Arrayed-Waveguide Grating)などを用いて波長毎に分波可能である。そのため、PBC403から出力された合波光を分波することにより信号光1及び2をそれぞれ受信可能である。 The signal lights 1 and 2 converted into b 1 polarized light and a 2 polarized light, respectively, are multiplexed by the PBC 403. The signal light 1 is converted only to b 1 polarized light, the signal light 2 is converted only to a 2 polarized light, and the PBC 403 transmits the b polarized light component and reflects the a polarized light component, so that no loss occurs during multiplexing. . Since the orthogonal polarization components do not interfere with each other, the signal lights 1 and 2 after being combined by the PBC 403 can be demultiplexed for each wavelength using AWG (Arrayed-Waveguide Grating) or the like. Therefore, the signal lights 1 and 2 can be received by demultiplexing the multiplexed light output from the PBC 403, respectively.
図5を用いて、本発明で使用する偏光制御デバイスの具体的な例を説明する。図5(a)に示すように、偏光制御デバイスは、入射してきた信号光の偏光を変化させる光学素子部501と、偏光を測定するモニタリング部502と、光学素子部501を制御して偏光の変化を調整する制御部503とを含む。 A specific example of the polarization control device used in the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, the polarization control device controls the polarization of the optical element unit 501 that changes the polarization of the incident signal light, the monitoring unit 502 that measures the polarization, and the optical element unit 501. And a control unit 503 for adjusting the change.
光学素子部501は、例えば図5(b)に示すように、λ/2波長板をλ/4波長板で挟んだ構成をしており、光の進行方向に垂直な面内で光軸を回転させることで入射光を任意の偏光に変換して出射することができる。モニタリング部502は、通過してきた偏光を測定する。制御部503は、例えば、モニタリング部502で測定した偏光を所望の偏光に変換するようにアクチュエータなどを用いて光学素子部501の波長板を機械的に回転させることにより、光学素子部501の偏光の変化を調整することができる。以上のように構成される偏光制御デバイスは、自動偏光コントローラと呼ばれ、任意の偏光を所望の偏光に変換することができる。 For example, as shown in FIG. 5B, the optical element portion 501 has a structure in which a λ / 2 wavelength plate is sandwiched between λ / 4 wavelength plates, and the optical axis is set in a plane perpendicular to the light traveling direction. By rotating, incident light can be converted into arbitrary polarized light and emitted. The monitoring unit 502 measures the polarized light that has passed. For example, the control unit 503 mechanically rotates the wavelength plate of the optical element unit 501 by using an actuator or the like so as to convert the polarized light measured by the monitoring unit 502 into the desired polarized light. Can be adjusted. The polarization control device configured as described above is called an automatic polarization controller, and can convert arbitrary polarization into desired polarization.
光学素子部501及び制御部503としては、方解石などの屈折率の一軸異方性をもつ結晶材料や光ファイバに圧力を印加したものを機械的に駆動して偏光を制御するタイプのものや、LNや液晶への印加電圧を変化させて偏光を制御するタイプのものなども存在するが、本発明で使用する自動偏光コントローラは、光学素子部、モニタリング部、制御部のタイプによって制限されないことは言うまでもない。 The optical element unit 501 and the control unit 503 are of a type that controls the polarization by mechanically driving a crystal material having a uniaxial anisotropy of refractive index, such as calcite, or an optical fiber, There are types that control polarization by changing the voltage applied to LN and liquid crystal, etc., but the automatic polarization controller used in the present invention is not limited by the type of optical element unit, monitoring unit, or control unit Needless to say.
(実施例2)
図6を用いて、本発明の実施例2に係る光合波システムについて説明する。本発明の実施例2に係る光合波システムにおいては、偏光制御デバイスと、PBCと、a偏光及びb偏光が混在する光を入力するとa偏光及びb偏光に分波して出力する素子である偏光ビームスプリッタ(PBS:Polarization Beam Splitter)とを用いて、偏波多重された信号光を無損失で合波することが可能である。実施例2では、偏波多重された波長λ3を有する信号光3とλ4を有する信号光4とを合波する場合を考える。偏波多重された信号光はa偏光成分及びb偏光成分の両方が情報をもつため、上記実施例1のようにそのまま偏光を一意に変換すると偏波多重信号が復調不能になる。
(Example 2)
An optical multiplexing system according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the optical multiplexing system according to the second embodiment of the present invention, the polarization control device, the PBC, and the polarization that is an element that demultiplexes the light into the a-polarized light and the b-polarized light when the light mixed with the a-polarized light and the b-polarized light is input. Using a beam splitter (PBS: Polarization Beam Splitter), it is possible to multiplex polarization multiplexed signal light without loss. In the second embodiment, a case is considered where the signal light 3 having the wavelength λ 3 and the signal light 4 having the wavelength λ 4 are multiplexed. Since both the a-polarized component and the b-polarized component have information in the polarization multiplexed signal light, the polarization multiplexed signal cannot be demodulated if the polarization is converted as it is as in the first embodiment.
図6には、a3偏光及びb3偏光を有する信号光3を入力してa3偏光とb3偏光とに分岐する第1のPBS601と、a4偏光及びb4偏光を有する信号光4を入力してa4偏光とb4偏光とに分岐する第2のPBS602と、第1のPBS601で分岐されたb3偏光と第2のPBS602で分岐されたa4偏光とを合波して第1の合波光を出力する第1のPBC603と、第1のPBS601で分岐されたa3偏光と第2のPBS602で分岐されたb4偏光とを合波して第2の合波光を出力する第2のPBC604と、第1の合波光を入力して第1の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第1の偏光制御デバイス605と、第2の合波光を入力して第2の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第2の偏光制御デバイス606と、第1及び第2の偏光制御デバイス605及び606からの出力を合波する第3のPBC607とを備えた光合波システム600が示されている。 6 includes a first PBS601 branching to input signal light 3 with a 3-polarized light and b 3 polarized light into a 3-polarized light and the b 3 polarization, signal light 4 having a 4 polarization and b 4 polarization And the second PBS 602 branched into the a 4 polarized light and the b 4 polarized light, the b 3 polarized light branched by the first PBS 601 and the a 4 polarized light branched by the second PBS 602 are combined. The first PBC 603 that outputs the first combined light, the a 3 polarized light branched by the first PBS 601 and the b 4 polarized light branched by the second PBS 602 are combined to output the second combined light. The second PBC 604, the first polarization control device 605 that inputs the first combined light, converts the polarization of the first combined light into a unique polarization, and outputs it, and inputs the second combined light. The second polarization control device 606 that converts the polarization of the second combined light into a unique polarization and outputs it. , And the third optical multiplexing system 600 and a PBC607 of multiplexing the outputs from the first and second polarization control device 605 and 606 are shown.
図6に示されるように、第1のPBS601に入力された信号光3は、b3偏光が透過され、a3偏光が反射されることによって2つに分岐される。第2のPBS602に入力された信号光4は、b4偏光が透過され、a4偏光が反射されることによって2つに分岐される。 As shown in FIG. 6, the signal light 3 input to the first PBS 601 is branched into two when the b 3 polarized light is transmitted and the a 3 polarized light is reflected. The signal light 4 input to the second PBS 602 is split into two when the b 4 polarized light is transmitted and the a 4 polarized light is reflected.
第1のPBS601で分岐されたb3偏光及び第2のPBS602で分岐されたa4偏光は、第1のPBC603に入力され、b3偏光が透過され、a4偏光が反射されることによって合波され、a4偏光及びb3偏光を含む第1の合波光として出力される。第1のPBS601で分岐されたa3偏光及び第2のPBS602で分岐されたb4偏光は、第2のPBC604に入力され、b4偏光が透過され、a3偏光が反射されることによって合波され、a3偏光及びb4偏光を含む第2の合波光として出力される。 The b 3 polarized light branched by the first PBS 601 and the a 4 polarized light branched by the second PBS 602 are input to the first PBC 603, the b 3 polarized light is transmitted, and the a 4 polarized light is reflected. And output as first combined light including a 4 polarized light and b 3 polarized light. The a 3 polarized light branched by the first PBS 601 and the b 4 polarized light branched by the second PBS 602 are input to the second PBC 604, the b 4 polarized light is transmitted, and the a 3 polarized light is reflected. And output as a second combined light including a 3 polarized light and b 4 polarized light.
第1の合波光は、第1の偏光制御デバイス605によりa4偏光がb4偏光に変換されてb3,4偏光として出力され、第2の合波光は、第2の偏光制御デバイス606によりb4偏光がa4偏光に変換されてa3,4偏光として出力される。a3偏光及びb4偏光、a4偏光及びb3偏光は異なる波長の信号であるため、偏光制御デバイスにより偏光を一意に変換しても信号は破壊されない。 First multiplexing light by the first polarization control device 605 a 4-polarized light is output as it is converted to b 4 polarization b 3, 4 polarization, the second combined light by the second polarization control device 606 b 4-polarized light is outputted as converted into a 4 polarization a 3, 4 polarization. Since the a 3 polarized light and the b 4 polarized light and the a 4 polarized light and the b 3 polarized light are signals having different wavelengths, even if the polarization is uniquely converted by the polarization control device, the signal is not destroyed.
第1及び第2の偏光制御デバイス605及び606からそれぞれ出力されたb3,4偏光及びa3,4偏光は、第3のPBC607に入力され、b3,4偏光が透過され、a3,4偏光が反射されることによって合波される。第3のPBC607に入射した信号光はa偏光またはb偏光のみに変換されており、第3のPBC607はb偏光成分を透過し、a偏光成分を反射するため、第3のPBC607による合波時に損失は発生しない。 The b 3 and 4 polarizations and the a 3 and 4 polarizations output from the first and second polarization control devices 605 and 606, respectively, are input to the third PBC 607, and the b 3 and 4 polarizations are transmitted . The four polarized lights are combined by being reflected. The signal light incident on the third PBC 607 has been converted into only a-polarized light or b-polarized light, and the third PBC 607 transmits the b-polarized component and reflects the a-polarized component. Therefore, at the time of multiplexing by the third PBC 607 There is no loss.
第3のPBC607で合波後の信号光3及び4は、直交する偏光成分は互いに干渉せず、AWGなどを用いて波長毎に分波可能である。そのため、第3のPBC607から出力された合波光を分波することにより信号光3及び4をそれぞれ受信可能である。 The signal lights 3 and 4 after being combined by the third PBC 607 can be demultiplexed for each wavelength by using AWG or the like without orthogonal polarization components interfering with each other. Therefore, the signal lights 3 and 4 can be received by demultiplexing the multiplexed light output from the third PBC 607, respectively.
なお、実施例2においては、偏光制御デバイスとして図5で例示した自動偏光コントローラを用いることができる。 In the second embodiment, the automatic polarization controller illustrated in FIG. 5 can be used as the polarization control device.
また、実施例2においてはPBSを用いた例を示したが、入力した光を偏光分離する任意の偏光分離光学系を用いて光合波システムを構成してもよい。以下の実施例でも同様とする。 In the second embodiment, an example using PBS is shown. However, an optical multiplexing system may be configured by using an arbitrary polarization separation optical system that performs polarization separation on input light. The same applies to the following embodiments.
(実施例3)
図7を用いて、本発明の実施例3に係る光合波システムについて説明する。本発明の実施例3に係る光合波システムにおいては、4つ以上のWDM信号光を無損失で合波することが可能である。図7では、波長λ5を有する信号光5と、λ6を有する信号光6と、波長λ7を有する信号光7と、λ8を有する信号光8とからなる波長の異なる偏波多重されていない4つの信号光を合波する場合を考える。
(Example 3)
The optical multiplexing system according to Embodiment 3 of the present invention will be described using FIG. In the optical multiplexing system according to Embodiment 3 of the present invention, four or more WDM signal lights can be multiplexed without loss. In Figure 7, the signal light 5 having a wavelength lambda 5, the signal light 6 having a lambda 6, the signal light 7 having a wavelength lambda 7, is polarization multiplexing different wavelengths and a signal light 8 which has a lambda 8 Consider a case in which four signal lights that have not been combined are combined.
図7には、信号光5及び6を入力する第1の光合波部4001と、信号光7及び8を入力する第2の光合波部4002と、第1及び第2の光合波部4001及び4002からそれぞれ出力された合波光を入力して合波する第3の光合波部4003とを備えた光合波システムが示されている。第1、第2及び第3の光合波部4001、4002及び4003の構成は、実施例1に係る光合波システムの構成と同様であり、それぞれ、第1の偏光制御デバイス401と、第2の偏光制御デバイス402と、PBC403とを含む。第1、第2及び第3の光合波部4001、4002及び4003において光を合波する過程及び原理は、実施例1で上述した光合波システムと同様であるため、その同様の点については説明を省略する。 FIG. 7 shows a first optical multiplexing unit 400 1 for inputting signal lights 5 and 6, a second optical multiplexing unit 400 2 for inputting signal lights 7 and 8, and first and second optical multiplexing units. An optical multiplexing system is shown that includes a third optical multiplexing unit 400 3 that inputs and combines the multiplexed lights output from 400 1 and 400 2 , respectively. The configurations of the first, second, and third optical multiplexing units 400 1 , 400 2, and 400 3 are the same as the configuration of the optical multiplexing system according to the first embodiment, and the first polarization control device 401, respectively, A second polarization control device 402 and a PBC 403 are included. The process and principle of multiplexing light in the first, second, and third optical multiplexing units 400 1 , 400 2, and 400 3 are the same as those in the optical multiplexing system described in the first embodiment. Description of is omitted.
図7に示すように、信号光5及び6は第1の光合波部4001で合波されてa6偏光及びb5偏光を含む第1の合波光として出力され、信号光7及び8は第2の光合波部4002で合波されてa8偏光及びb7偏光を含む第2の合波光として出力される。第1及び第2の合波光を第3の光合波部4003の入力光として使用して合波することで、波長の異なる偏波多重されていない4つの信号光を損失なく合波することができる。 As shown in FIG. 7, the signal light 5 and 6 is output after being multiplexed by the first optical multiplexer 400 1 as a first multiplexed light including a 6-polarized light and b 5 polarized signal light 7 and 8 It is multiplexed by the second optical multiplexer 400 2 is outputted as a second multiplexed light including a 8 polarization and b 7 polarization. By combining the first and second combined light as input light of the third optical combining unit 4003, it is possible to combine four signal lights having different wavelengths without being multiplexed. Can do.
また、図8を用いて、本発明の実施例3に係る光合波システムの他の例について説明する。図8では、波長λ9を有する信号光9と、λ10を有する信号光10と、波長λ11を有する信号光11と、λ12を有する信号光12とからなる波長の異なる偏波多重された4つの信号光を合波する場合を考える。 Moreover, the other example of the optical multiplexing system which concerns on Example 3 of this invention is demonstrated using FIG. In Figure 8, the signal light 9 having a wavelength lambda 9, the signal light 10 having a lambda 10, the signal light 11 having a wavelength lambda 11, the polarization multiplexing different wavelengths and a signal light 12 that has a lambda 12 Consider a case where four signal lights are multiplexed.
図8には、信号光9及び10を入力する第1の光合波部6001と、信号光11及び12を入力する第2の光合波部6002と、第1及び第2の光合波部6001及び6002からそれぞれ出力された合波光を入力して合波する第3の光合波部6003とを備えた光合波システムが示されている。第1、第2及び第3の光合波部6001、6002及び6003の構成は、実施例2に係る光合波システムの構成と同様であり、それぞれ、第1のPBS601と、第2のPBS602と、第1のPBC603と、第2のPBC604と、第1の偏光制御デバイス605と、第2の偏光制御デバイス606と、第2のPBC607とを含む。第1、第2及び第3の光合波部6001、6002及び6003において光を合波する過程及び原理は、実施例2で上述した光合波システムと同様であるため、その同様の点については説明を省略する。 FIG. 8 shows a first optical multiplexing unit 600 1 for inputting signal lights 9 and 10, a second optical multiplexing unit 600 2 for inputting signal lights 11 and 12, and first and second optical multiplexing parts. 600 1 and 600 optical multiplexing system including a third optical multiplexer 600 3 for multiplexing enter the multiplexed light output from each of 2 is shown. The configurations of the first, second, and third optical multiplexing units 600 1 , 600 2, and 600 3 are the same as the configuration of the optical multiplexing system according to the second embodiment, and the first PBS 601 and the second optical multiplexing unit respectively It includes a PBS 602, a first PBC 603, a second PBC 604, a first polarization control device 605, a second polarization control device 606, and a second PBC 607. The process and principle of multiplexing light in the first, second, and third optical multiplexing units 600 1 , 600 2, and 600 3 are the same as those in the optical multiplexing system described in the second embodiment. Description of is omitted.
図8に示すように、信号光9及び10は第1の光合波部6001で合波されてa9,10偏光及びb9,10偏光を含む第1の合波光として出力され、信号光11及び12は第2の光合波部6002で合波されてa11,12偏光及びb11,12偏光を含む第2の合波光として出力される。第1及び第2の合波光を第3の光合波部6003の入力光として使用して合波することで、波長の異なる偏波多重された4つの信号光を損失なく合波することができる。 As shown in FIG. 8, the signal light 9 and 10 is output after being multiplexed by the first optical multiplexer 600 1 as a first combined beam comprising a 9, 10 polarization and b 9, 10 polarized signal light 11 and 12 are output after being multiplexed by the second optical multiplexer 600 2 as a second multiplexed light including a 11, 12 polarization and b 11, 12 polarization. By combining the first and second combined lights using the input light of the third optical combining unit 6003, it is possible to multiplex four polarization multiplexed signal lights having different wavelengths without loss. it can.
また、図7及び図8に示す光合波システムを同様に繰り返すことで2n個の信号光を損失なく合波することができる。nは繰返し数とする。 Further, by repeating the optical multiplexing system shown in FIGS. 7 and 8 in a similar manner, 2 n signal lights can be multiplexed without loss. n is the number of repetitions.
なお、実施例3においては、偏光制御デバイスとして図5で例示した自動偏光コントローラを用いることができる。 In Example 3, the automatic polarization controller exemplified in FIG. 5 can be used as the polarization control device.
(実施例4)
図9を用いて、本発明の実施例4に係る光合波システムについて説明する。本発明の実施例4に係る光合波システムにおいては、偏波多重された4つ以上の信号光を無損失で合波することが可能である。図9では、図8で示した場合と同様に、波長λ9を有する信号光9と、λ10を有する信号光10と、波長λ11を有する信号光11と、λ12を有する信号光12とからなる波長の異なる偏波多重された4つの信号光を合波する場合を考える。
Example 4
An optical multiplexing system according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In the optical multiplexing system according to the fourth embodiment of the present invention, it is possible to multiplex four or more polarization multiplexed signal lights without loss. 9, as in the case shown in FIG. 8, the signal light 9 having a wavelength lambda 9, the signal light 10 having a lambda 10, the signal light 11 having a wavelength lambda 11, signal light having a lambda 12 12 Consider a case where four polarization multiplexed signal lights having different wavelengths are combined.
図9には、信号光9をa9偏光とb9偏光とに分岐する第1のPBS901と、信号光10をa10偏光とb10偏光とに分岐する第2のPBS902と、第1及び第2のPBS901及び902でそれぞれ分岐されたb9偏光とa10偏光とを合波して第1の合波光を出力する第1のPBC903と、第1及び第2のPBS901及び902でそれぞれ分岐されたa9偏光とb10偏光とを合波して第2の合波光を出力する第2のPBC904と、第1の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第1の偏光制御デバイス905と、第2の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第2の偏光制御デバイス906と、信号光11をa11偏光とb11偏光とに分岐する第3のPBS907と、信号光12をa12偏光とb12偏光とに分岐する第4のPBS908と、第3及び第4のPBS907及び908でそれぞれ分岐されたb11偏光とa12偏光とを合波して第3の合波光を出力する第3のPBC909と、第3及び第4のPBS907及び908でそれぞれ分岐されたa11偏光とb12偏光とを合波して第4の合波光を出力する第4のPBC910と、第3の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第3の偏光制御デバイス911と、第4の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第4の偏光制御デバイス912と、第1及び第4の偏光制御デバイス905及び912からの出力を合波して第5の合波光を出力する第5のPBC913と、第2及び第3の偏光制御デバイス906及び911からの出力を合波して第6の合波光を出力する第6のPBC914と、第5の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第5の偏光制御デバイス915と、第6の合波光の偏光を一意の偏光に変換して出力する第6の偏光制御デバイス916と、第5及び第6の偏光制御デバイス915及び916からの出力を合波して出力する第7のPBC917とを備えた光合波システム900が示されている。 9, the first PBS 901 that branches the signal light 9 into a 9 polarized light and b 9 polarized light, the second PBS 902 that branches the signal light 10 into a 10 polarized light and b 10 polarized light, The first PBC 903 that outputs the first combined light by combining the b 9 polarized light and the a 10 polarized light branched by the second PBS 901 and 902 respectively, and branched by the first and second PBS 901 and 902, respectively. The second PBC 904 that outputs the second combined light by combining the a 9 polarized light and the b 10 polarized light, and the first polarized light that converts the polarized light of the first combined light into a unique polarized light and outputs it. A control device 905; a second polarization control device 906 that converts the polarization of the second combined light into a unique polarization and outputs the same; and a third PBS 907 that branches the signal light 11 into a 11 polarization and b 11 polarization When a fourth for branching the signal light 12 to the a 12-polarization and b 12 polarization And BS908, and third PBC909 for outputting the third and fourth multiplexes the PBS907 and b 11 polarization branched respectively 908 and a 12 polarization third multiplexed light, the third and fourth The fourth PBC 910 that outputs the fourth combined light by combining the a 11 polarized light and the b 12 polarized light branched by the PBSs 907 and 908 respectively, and converts the polarized light of the third combined light into a unique polarized light. From the third polarization control device 911 that outputs, the fourth polarization control device 912 that converts the polarization of the fourth combined light into a unique polarization, and outputs, and the first and fourth polarization control devices 905 and 912 The fifth PBC 913 for outputting the fifth combined light and the outputs from the second and third polarization control devices 906 and 911 to output the sixth combined light. 6 PBC914 and the fifth combined light A fifth polarization control device 915 that converts the polarized light into a unique polarization and outputs it, a sixth polarization control device 916 that converts the polarization of the sixth combined light into a unique polarization and outputs the same, An optical multiplexing system 900 comprising a seventh PBC 917 that combines and outputs the outputs from the sixth polarization control devices 915 and 916 is shown.
図6に示されるように、第1のPBS901に入力された信号光9は、b9偏光が透過され、a9偏光が反射されることによって2つに分岐される。第2のPBS902に入力された信号光10は、b10偏光が透過され、a10偏光が反射されることによって2つに分岐される。 As shown in FIG. 6, the signal light 9 input to the first PBS 901 is branched into two when the b 9 polarized light is transmitted and the a 9 polarized light is reflected. The signal light 10 input to the second PBS 902 is branched into two when the b 10 polarized light is transmitted and the a 10 polarized light is reflected.
第1のPBS901で分岐されたb9偏光及び第2のPBS902で分岐されたa10偏光は、第1のPBC903に入力され、b9偏光が透過され、a10偏光が反射されることによって合波され、a10偏光及びb9偏光を含む第1の合波光として出力される。第1のPBS901で分岐されたa9偏光及び第2のPBS902で分岐されたb10偏光は、第2のPBC904に入力され、b10偏光が透過され、a9偏光が反射されることによって合波され、a9偏光及びb10偏光を含む第2の合波光として出力される。 The b 9 polarized light branched by the first PBS 901 and the a 10 polarized light branched by the second PBS 902 are input to the first PBC 903, the b 9 polarized light is transmitted, and the a 10 polarized light is reflected. And is output as a first combined light including a 10 polarized light and b 9 polarized light. The a 9 polarized light branched by the first PBS 901 and the b 10 polarized light branched by the second PBS 902 are input to the second PBC 904, the b 10 polarized light is transmitted, and the a 9 polarized light is reflected. And output as a second combined light including a 9 polarized light and b 10 polarized light.
第1の合波光は、第1の偏光制御デバイス905によりa10偏光がb10偏光に変換されてb9,10偏光として出力される。第2の合波光は、第2の偏光制御デバイス906によりb10偏光がa10偏光に変換されてa9,10偏光として出力される。a9偏光及びb10偏光、a10偏光及びb9偏光は異なる波長の信号であるため、偏光制御デバイスにより偏光を一意に変換しても信号は破壊されない。 The first combined light is output as b 9,10 polarized light by converting the a 10 polarized light into b 10 polarized light by the first polarization control device 905. The second combined light is output as a 9,10 polarized light by converting the b 10 polarized light into a 10 polarized light by the second polarization control device 906. Since the a 9 polarized light, the b 10 polarized light, and the a 10 polarized light and the b 9 polarized light are signals having different wavelengths, even if the polarization is uniquely converted by the polarization control device, the signal is not destroyed.
信号光11及び信号光12も同様にして、それぞれ、第3及び第4のPBS907及び908、第3及び第4のPBC909及び910を介して第3及び第4の合波光として第3及び第4の偏光制御デバイス911及び912に出力される。第3及び第4の合波光は、第3及び第4の偏光制御デバイス911及び912を介して偏光が変換され、第3の偏光制御デバイス911からb11,12偏光として出力され、第4の偏光制御デバイス912からa11,12偏光として出力される。 Similarly, the signal light 11 and the signal light 12 are the third and fourth combined lights as the third and fourth combined lights via the third and fourth PBSs 907 and 908 and the third and fourth PBCs 909 and 910, respectively. Are output to the polarization control devices 911 and 912. The third and fourth combined lights are converted in polarization through the third and fourth polarization control devices 911 and 912, and output from the third polarization control device 911 as b11,12 polarization, Output from the polarization control device 912 as a 11,12 polarized light.
第1の偏光制御デバイス905から出力されたb9,10偏光及び第4の偏光制御デバイス912から出力されたa11,12偏光は、第5のPBC913に入力されて合波されてa11,12偏光及びb9,10偏光を含む第5の合波光として第5の偏光制御デバイス915に出力される。第2の偏光制御デバイス906から出力されたa9,10偏光及び第3の偏光制御デバイス911から出力されたb11,12偏光は、第6のPBC914に入力されて合波されてa9,10偏光及びb11,12偏光を含む第6の合波光として第6の偏光制御デバイス916に出力される。 The b 9,10 polarized light output from the first polarization control device 905 and the a 11,12 polarized light output from the fourth polarization control device 912 are input to the fifth PBC 913 and multiplexed to be a 11, The fifth combined light including 12 polarized light and b 9,10 polarized light is output to the fifth polarization control device 915. The a 9,10 polarized light output from the second polarization control device 906 and the b 11,12 polarized light output from the third polarization control device 911 are input to the sixth PBC 914 and combined to be a 9,9 . The light is output to the sixth polarization control device 916 as the sixth combined light including 10 polarized light and b 11,12 polarized light.
第5の合波光は、第5の偏光制御デバイス915によりa11,12偏光がb11,12偏光に変換されてb9,10,11,12偏光として出力される。第6の合波光は、第6の偏光制御デバイス916によりb11,12偏光がa11,12偏光に変換されてa9,10,11,12偏光として出力される。a9,10偏光及びb11,12偏光、a11,12偏光及びb9,10偏光は異なる波長の信号であるため、偏光制御デバイスにより偏光を一意に変換しても信号は破壊されない。 Multiplexed light of the fifth, a 11, 12 polarization is output as it is converted to b 11, 12 polarization b 9, 10, 11, 12 polarization by the polarization control device 915 of the fifth. The sixth combined light is output as a 9,10,11,12 polarized light by converting the b 11,12 polarized light into the a 11,12 polarized light by the sixth polarization control device 916. Since the a 9,10 polarized light and the b 11,12 polarized light, and the a 11,12 polarized light and the b 9,10 polarized light are signals having different wavelengths, even if the polarization is uniquely converted by the polarization control device, the signal is not destroyed.
第5及び第6の偏光制御デバイス915及び916からそれぞれ出力されたb9,10,11,12及びa9,10,11,12偏光は、第7のPBC917に入力され、b9,10,11,12が透過され、a9,10,11,12偏光が反射されることによって合波される。 Fifth and 6 b 9, 10, 11, 12 and a 9, 10, 11, 12 polarized respectively output from the polarization control device 915 and 916 are input to the seventh PBC917, b 9,10, 11,12 is transmitted and a 9,10,11,12 polarized light is reflected and combined.
図9に示すように、実施例4では、図8に示す構成とは異なり、偏光制御デバイスで一意の偏光に変換されたa9,10偏光とb9,10偏光、a11,12偏光とb11,12偏光をPBCで合波することなく、a9,10偏光とb11,1偏光2、a11,12偏光とb9,10偏光をPBCを用いて合波する。第5及び第6の合波光は、第5及び第6の偏光制御デバイスでa9,10,11,12偏光とb9,10,11,12偏光にそれぞれ変換され、第7のPBC917を用いて損失なく合波される。 As shown in FIG. 9, in the fourth embodiment, unlike the configuration shown in FIG. 8, a 9,10 polarized light, b 9,10 polarized light, and a 11,12 polarized light converted into unique polarized light by the polarization control device. The a 9,10 polarized light and the b 11,1 polarized light 2 and the a 11,12 polarized light and the b 9,10 polarized light are multiplexed using the PBC without multiplexing the b 11,12 polarized light by the PBC. Multiplexed light of the fifth and sixth, are respectively converted into fifth and sixth polarization control device in a 9, 10, 11, 12 polarization and b 9, 10, 11, 12 polarization, using PBC917 seventh Are combined without loss.
本実施例では、図8に示す光合波システムと比べて必要なPBC及びPBSの個数を減らすことができるため、システムの小型化が可能となる。また、a9,10,11,12偏光とb9,10,11,12偏光を次の入力として、本実施例4に係る光合波システムを繰り返すことで2n個の信号光を損失なく合波することができる。 In the present embodiment, the number of necessary PBCs and PBSs can be reduced as compared with the optical multiplexing system shown in FIG. 8, and the system can be downsized. Further, by repeating the optical multiplexing system according to the fourth embodiment with a 9,10,11,12 polarized light and b 9,10,11,12 polarized light as the next input, 2 n signal lights can be combined without loss. Can wave.
なお、実施例4においては、偏光制御デバイスとして図5で例示した自動偏光コントローラを用いることができる。 In Example 4, the automatic polarization controller exemplified in FIG. 5 can be used as the polarization control device.
(実施例5)
図10乃至15を用いて、実施例5に係る小型で外部電源が不要な偏光制御デバイスを利用した光合波システムについて説明する。実施例1乃至4では偏光制御デバイスとして図5に示した自動偏光コントローラを用いたが、本実施例で示す任意の偏光を一意の偏光に自動的に変換するPSA(Polarization Self-Aligner)を用いることもできる。
(Example 5)
An optical multiplexing system using a small polarization control device according to the fifth embodiment that does not require an external power supply will be described with reference to FIGS. In the first to fourth embodiments, the automatic polarization controller shown in FIG. 5 is used as the polarization control device. However, a PSA (Polarization Self-Aligner) that automatically converts arbitrary polarization into unique polarization shown in this embodiment is used. You can also.
図10には、媒質1001と、偏光に応じて発生する電流を変化させるセンシング・電流発生部1002と、センシング・電流発生部1002に接続され、発生した電流に比例した磁場を発生させる磁場発生部1003と、偏光間に位相差を生じさせる位相差発生部1004とを含む単位素子1000が示されている。センシング・電流発生部1002及び磁場発生部1003は媒質1001の表面又は内部に設けられ、位相差発生部1004は媒質1001の内部あるいは近傍に設けられている。 FIG. 10 shows a medium 1001, a sensing / current generating unit 1002 that changes a current generated according to polarization, and a magnetic field generating unit that is connected to the sensing / current generating unit 1002 and generates a magnetic field proportional to the generated current. A unit element 1000 including 1003 and a phase difference generation unit 1004 that generates a phase difference between polarized light is shown. The sensing / current generating unit 1002 and the magnetic field generating unit 1003 are provided on or in the surface of the medium 1001, and the phase difference generating unit 1004 is provided in or near the medium 1001.
本実施例に係るPSAは、単位素子1000を光の進行方向に2つ以上配置した構成をしている。センシング・電流発生部1002及び磁場発生部1003により偏光面の回転が特定の状態に変換され、位相差発生部1004により位相差が特定の状態に変換されるため、任意の偏光を特定の偏光に変換することができる。 The PSA according to the present embodiment has a configuration in which two or more unit elements 1000 are arranged in the light traveling direction. The rotation of the polarization plane is converted into a specific state by the sensing / current generation unit 1002 and the magnetic field generation unit 1003, and the phase difference is converted into a specific state by the phase difference generation unit 1004. Can be converted.
具体的な例を、図11を用いて説明する。図11(a)に示すように、PSAの単位素子1100は、光の進行方向に対して垂直な平面に設けられたリング型導体を用いた磁場発生部1103と、磁場発生部1103に直結したセンシング・電流発生部1102とを媒質1101の表面あるいは内部に配置し、位相差発生部1104を媒質1101に対して光の進行方向後方に配置したものである。 A specific example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11A, a PSA unit element 1100 is directly connected to a magnetic field generation unit 1103 using a ring-shaped conductor provided on a plane perpendicular to the light traveling direction, and the magnetic field generation unit 1103. The sensing / current generating unit 1102 is arranged on the surface or inside of the medium 1101, and the phase difference generating unit 1104 is arranged behind the medium 1101 in the light traveling direction.
センシング・電流発生部1102は、例えば、図11(b)に示すように光電変換素子1106の受光面を偏光子1105で覆ったものである。偏光子1105は、電磁波の電界成分のうち、垂直成分Eyを透過し、水平成分Exを遮断するため、電磁波の垂直成分Eoy 2に比例して電磁波を直流電流に変換する。図11(a)に示すように、進行方向がz軸に平行で、リング型導体と同径の電磁波1110が単位素子1100に入射した場合を考える。図11(c)に示すように、単位素子1100に入射した電磁波1110の一部は、センシング・電流発生部1102に入射し、電磁波の垂直成分Eoy 2に比例した直流電流1111を発生させる。図11(d)に示すように、直流電流1111は磁場発生部1103において電磁波の進行方向に磁場1112を発生させ、磁場1112に比例して入射光の偏光面が回転する(ファラデー効果)。 The sensing / current generation unit 1102 is, for example, a light receiving surface of a photoelectric conversion element 1106 covered with a polarizer 1105 as shown in FIG. The polarizer 1105 transmits the vertical component E y out of the electric field component of the electromagnetic wave and blocks the horizontal component E x, and thus converts the electromagnetic wave into a direct current in proportion to the vertical component E oy 2 of the electromagnetic wave. As shown in FIG. 11A, consider a case where an electromagnetic wave 1110 having a traveling direction parallel to the z-axis and having the same diameter as the ring-type conductor is incident on the unit element 1100. As shown in FIG. 11C, a part of the electromagnetic wave 1110 incident on the unit element 1100 is incident on the sensing / current generation unit 1102 and generates a direct current 1111 proportional to the vertical component E oy 2 of the electromagnetic wave. As shown in FIG. 11D, the direct current 1111 generates a magnetic field 1112 in the traveling direction of the electromagnetic wave in the magnetic field generator 1103, and the polarization plane of the incident light rotates in proportion to the magnetic field 1112 (Faraday effect).
位相差発生部1104は、例えば方解石などを光軸がx軸またはy軸に水平になるように配置することにより構成される。これにより、偏光の電界垂直成分と水平成分間に位相差が生じる。このため、単位素子1100は、比例係数をp、偏光面回転量をθ、位相差変化量をφとすると、θ=p・Eoy 2とφ=φc(φc:定数)を発生する。 The phase difference generation unit 1104 is configured, for example, by arranging calcite or the like so that the optical axis is horizontal to the x axis or the y axis. As a result, a phase difference occurs between the electric field vertical component and the horizontal component of polarized light. Therefore, the unit element 1100 generates θ = p · E oy 2 and φ = φ c (φ c : constant), where p is the proportionality coefficient, θ is the polarization plane rotation amount, and φ is the phase difference change amount. .
単位素子1100による偏光の変化をポアンカレ球を用いて説明する。電界の垂直成分であるEoy 2は、ポアンカレ球のS0、S1の値を用いて、以下の(式8)のように表される。 A change in polarization by the unit element 1100 will be described using a Poincare sphere. E oy 2, which is a vertical component of the electric field, is expressed as (Equation 8) below using the values of S 0 and S 1 of the Poincare sphere.
S1はS0で規格化されるため、単位素子で発生する偏光面回転量θは、以下の(式9)のように表される。 Since S 1 is normalized by S 0 , the polarization plane rotation amount θ generated in the unit element is expressed as (Equation 9) below.
上記(式9)より、垂直偏光であるS1=−1に近いほど大きな偏光面回転を発生させ、水平偏光であるS1=1に近いほど小さな偏光面回転を発生させることがわかる。 From the above (Equation 9), it can be seen that the larger the polarization plane rotation is, the closer to S 1 = −1 which is vertical polarization, and the smaller the polarization plane rotation is, the closer to S 1 = 1, which is horizontal polarization.
図12は、単位素子1100を複数個並べた本実施例に係るPSA1200を例示する。図12に示すPSA1200を光が通過する際の偏光の変化を、図13に示すポアンカレ球を用いて説明する。図13に示すように、偏光状態の変化は、上記(式9)で与えられる偏光面回転θと一定の位相差φcを上記(式7)に代入して得られるベクトルvを軸とした回転で表される。単位素子1100で発生する偏光面の回転量が一定でないため、図2(d)に示す場合と異なり閉じた軌道を描かない。また、回転軸は単位素子1100を通過する毎に変化する。偏光は、徐々にθが小さくなるS1=1に向かって移動し、1点に収束する。このため、PSA1200は、任意の偏光をa偏光に変換して出射することができる。ただし、位相差発生部1104で生じる位相差φがφ=2π×n(n=0,1,2,・・・)の場合、偏光はポアンカレ球上を1周し同一点にきて1点に収束しないため、位相差発生部1104で生じる位相差φ=2π×nとしないようにする必要がある。 FIG. 12 illustrates a PSA 1200 according to this embodiment in which a plurality of unit elements 1100 are arranged. A change in polarization when light passes through the PSA 1200 shown in FIG. 12 will be described using the Poincare sphere shown in FIG. As shown in FIG. 13, the change of the polarization state is based on the vector v obtained by substituting the polarization plane rotation θ given in (Equation 9) and the constant phase difference φ c into (Equation 7). Represented by rotation. Since the amount of rotation of the polarization plane generated in the unit element 1100 is not constant, unlike the case shown in FIG. The rotation axis changes every time the unit element 1100 is passed. The polarized light moves toward S 1 = 1 where θ gradually decreases, and converges to one point. For this reason, PSA1200 can convert arbitrary polarized light into a-polarized light and emit it. However, when the phase difference φ generated by the phase difference generator 1104 is φ = 2π × n (n = 0, 1, 2,...), The polarized light makes one turn on the Poincare sphere and comes to the same point. Therefore, it is necessary not to make the phase difference φ = 2π × n generated in the phase difference generator 1104.
図11に示す偏光子1105を90度回転させて光電変換素子1106の受光面に配置した場合、センシング・電流発生部1102が電界水平成分Eox 2に比例した偏光面の回転を発生するため、PSA1200は任意の偏光をb偏光に変換して出射することができる。以下、任意の偏光をa偏光に変換して出射するPSAをPSAa、偏光子1105を90度回転させて任意の偏光をb偏光に変換して出射するPSAをPSAbとする。 When the polarizer 1105 shown in FIG. 11 is rotated by 90 degrees and disposed on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 1106, the sensing / current generating unit 1102 generates a rotation of the polarization plane proportional to the electric field horizontal component E ox 2 . The PSA 1200 can convert arbitrary polarized light into b-polarized light and emit it. Hereinafter, the PSA emitted by converting the arbitrary polarization to a polarization PSA a, a PSA that rotates the polarizer 1105 90 degrees and emits converts any polarization in b polarization and PSA b.
図14及び図15は、偏光制御デバイスとしてPSAa及びPSAbを適用した本実施例に係る光合波システムを示す。図14に示す光合波システムは実施例1に係る光合波システムの偏光制御デバイスとしてPSAa及びPSAbを使用した構成に対応し、図15に示す光合波システムは実施例2に係る光合波システムの偏光制御デバイスとしてPSAa及びPSAbを使用した構成に対応する。偏光制御デバイスとしてPSAa及びPSAbを図14及び図15に示すように配置することで、実施例1及び2の場合と同様に、偏光を損失なくPBCで合波することができる。このようなPSAを用いることにより、自動偏光コントローラでは必要であったモニタリング部及び制御部が不要となるため、システムの小型化が可能となる。 14 and 15 show an optical multiplexing system according to the present embodiment in which PSA a and PSA b are applied as polarization control devices. The optical multiplexing system shown in FIG. 14 corresponds to the configuration using PSA a and PSA b as the polarization control device of the optical multiplexing system according to the first embodiment, and the optical multiplexing system shown in FIG. 15 is the optical multiplexing system according to the second embodiment. This corresponds to a configuration using PSA a and PSA b as the polarization control device. By disposing PSA a and PSA b as polarization control devices as shown in FIGS. 14 and 15, polarization can be multiplexed by PBC without loss as in the case of the first and second embodiments. By using such a PSA, the monitoring unit and the control unit that are necessary in the automatic polarization controller are not required, and the system can be downsized.
(実施例6)
図16乃至図19を用いて、実施例6に係る光合波システムについて説明する。図16及び図17に示す光合波システムは、実施例1及び2に係る光合波システムの第1の偏光制御デバイスとしてPSAbを使用し、第2の偏光制御デバイスとしてPSAbとその後段にλ/2波長板を接続したものを使用した構成にそれぞれ対応する。図18及び図19に示す光合波システムは、実施例1及び2に係る光合波システムの第1の偏光制御デバイスとしてPSAbを使用し、第2の偏光制御デバイスとしてPSAbとその後段に90°ファラデー回転子を接続したものを使用した構成にそれぞれ対応する。
(Example 6)
The optical multiplexing system according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 16 to 19. Optical multiplexing system illustrated in FIGS. 16 and 17, using the PSA b as the first polarization control device of an optical multiplexing system according to Example 1 and 2, lambda the PSA b and its subsequent stage as a second polarization control device Each corresponds to the configuration using a / 2 wavelength plate connected. 18 and the optical multiplexing system shown in FIG. 19, Example using PSA b as the first polarization control device of an optical multiplexing system according to 1 and 2, 90 PSA b and its subsequent stage as a second polarization control device ° Corresponds to each configuration using a Faraday rotator connected.
上述した実施例5では、PSAの偏光子の向きを変えることによりPSAを通過した光の偏光をb偏光とa偏光に変換した。本実施例6では、図16乃至図19に示すように、PSAbの後段にλ/2波長板又は90°ファラデー回転子を接続し、b偏光をa偏光に変換することができる。 In Example 5 described above, the polarization of light that passed through the PSA was converted into b-polarized light and a-polarized light by changing the direction of the PSA polarizer. In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 16 to 19, a λ / 2 wavelength plate or a 90 ° Faraday rotator can be connected to the subsequent stage of PSA b to convert b-polarized light into a-polarized light.
なお、λ/2波長板、90°ファラデー回転子は、材料を問わないことは言うまでもない。 Needless to say, the λ / 2 wavelength plate and the 90 ° Faraday rotator do not matter.
また、上記各実施例では、PBC及びPBSはb偏光を透過しa偏光を反射するように構成した例を示したが、PBC及びPBSがa偏光を透過しb偏光を反射するように構成してもよい。 In each of the above embodiments, the PBC and PBS are configured to transmit b-polarized light and reflect a-polarized light. However, the PBC and PBS are configured to transmit a-polarized light and reflect b-polarized light. May be.
また、上記各実施例では、偏光制御デバイスとして自動偏光コントローラ及びPSAのいずれかのみを用いた例を示したが、これらを適宜組み合わせて構成してもよい。 In each of the above-described embodiments, an example in which only one of the automatic polarization controller and the PSA is used as the polarization control device has been described.
また、上記各実施例では、PBCにおいて互いに直交した偏光を合波した構成を示したが、45°〜135°の間であれば、結合損は生じるものの、3dB以下の損失になるので従来よりも結合損を低減する効果を得ることができる。結合損を低減するという観点からは、直線偏光である必要はなく、ポアンカレ球をS2=0の平面で2分した半球の片側ずつに、2つの信号光の偏光が存在すればよい。 Further, in each of the above embodiments, the configuration in which polarized light orthogonal to each other is combined in the PBC is shown. However, if it is between 45 ° and 135 °, a coupling loss occurs, but since it is a loss of 3 dB or less, it is more than conventional. Also, the effect of reducing the coupling loss can be obtained. From the viewpoint of reducing coupling loss, it is not necessary to use linearly polarized light, and it is sufficient that two signal light polarizations exist on each side of a hemisphere obtained by dividing the Poincare sphere into two by the plane of S 2 = 0.
光合波システム 400、600、900
偏光制御デバイス 401、402、605、606、905、906、911、912、915、916
PBC 403、603、604、607、903、904、909、910、913、914、917
光学素子部 501
モニタリング部 502
制御部 503
PBS 601、602、901、902、907、908
単位素子1000、1100
媒質 1001、1101
センシング・電流発生部 1002、1102
磁場発生部 1003、1103
位相差発生部 1004、1104
PSA 1200
Optical multiplexing system 400, 600, 900
Polarization control device 401, 402, 605, 606, 905, 906, 911, 912, 915, 916
PBC 403, 603, 604, 607, 903, 904, 909, 910, 913, 914, 917
Optical element portion 501
Monitoring unit 502
Control unit 503
PBS 601, 602, 901, 902, 907, 908
Unit element 1000, 1100
Medium 1001, 1101
Sensing / current generator 1002, 1102
Magnetic field generator 1003, 1103
Phase difference generator 1004, 1104
PSA 1200
Claims (7)
前記第1の入力光とは波長が異なる第2の入力光の偏光を第1の直線偏光に直交する第2の直線偏光に変換して第2の変換光を出力する第2の偏光制御デバイスと、
前記第1の偏光制御デバイスから出力された前記第1の変換光と前記第2の偏光制御デバイスから出力された前記第2の変換光とを合波して出力光を出力するPBCと、
を備えたことを特徴とする光合波システム。 A first polarization control device that converts the polarization of the first input light into first linearly polarized light and outputs the first converted light to the first converted light;
A second polarization control device that converts the polarization of second input light having a wavelength different from that of the first input light into second linearly polarized light that is orthogonal to the first linearly polarized light and outputs the second converted light. When,
A PBC that combines the first converted light output from the first polarization control device and the second converted light output from the second polarization control device to output output light;
An optical multiplexing system comprising:
前記第1の入力光とは波長が異なる第2の入力光を、第2の直線偏光からなる第3の分岐光及び第1の直線偏光からなる第4の分岐光に偏光分離して出力する第2の偏光分離光学系と、
前記第1の分岐光と前記第3の分岐光とを合波して第1の合波光を出力する第1のPBCと、
前記第2の分岐光と前記第4の分岐光を合波して第2の合波光を出力する第2のPBCと、
前記第1の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第1の変換光を出力する第1の偏光制御デバイスと、
前記第2の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第2の変換光を出力する第2の偏光制御デバイスと、
前記第1の偏光制御デバイスから出力された前記第1の変換光と前記第2の偏光制御デバイスから出力された前記第2の変換光とを合波して出力光を出力する第3のPBCと、
を備えたことを特徴とする光合波システム。 The first input light is polarized and separated into a first branched light composed of a first linearly polarized light and a second branched light composed of a second linearly polarized light orthogonal to the first linearly polarized light. A polarization separation optical system;
The second input light having a wavelength different from that of the first input light is polarized and separated into the third branched light composed of the second linearly polarized light and the fourth branched light composed of the first linearly polarized light, and output. A second polarization separation optical system;
A first PBC that combines the first branched light and the third branched light to output the first combined light;
A second PBC that combines the second branched light and the fourth branched light to output a second combined light;
A first polarization control device that converts the polarization of the first combined light into first linearly polarized light and outputs the first converted light;
A second polarization control device for converting the polarization of the second combined light into a second linearly polarized light and outputting the second converted light;
A third PBC that combines the first converted light output from the first polarization control device and the second converted light output from the second polarization control device to output output light. When,
An optical multiplexing system comprising:
前記第1の入力光を、第1の直線偏光からなる第1の分岐光及び第1の直線偏光に直交する第2の直線偏光からなる第2の分岐光に偏光分離して出力する第1の偏光分離光学系と、
前記第2の入力光を、第2の直線偏光からなる第3の分岐光及び第1の直線偏光からなる第4の分岐光に偏光分離して出力する第2の偏光分離光学系と、
前記第3の入力光を、第1の直線偏光からなる第5の分岐光及び第2の直線偏光からなる第6の分岐光に偏光分離して出力する第3の偏光分離光学系と、
前記第4の入力光を、第2の直線偏光からなる第7の分岐光及び第1の直線偏光からなる第8の分岐光に偏光分離して出力する第4の偏光分離光学系と、
前記第1の分岐光と前記第3の分岐光とを合波して第1の合波光を出力する第1のPBCと、
前記第2の分岐光と前記第4の分岐光を合波して第2の合波光を出力する第2のPBCと、
前記第5の分岐光と前記第7の分岐光とを合波して第3の合波光を出力する第3のPBCと、
前記第6の分岐光と前記第8の分岐光を合波して第4の合波光を出力する第4のPBCと、
前記第1の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第1の変換光を出力する第1の偏光制御デバイスと、
前記第2の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第2の変換光を出力する第2の偏光制御デバイスと、
前記第3の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第3の変換光を出力する第3の偏光制御デバイスと、
前記第4の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第4の変換光を出力する第4の偏光制御デバイスと、
前記第1の偏光制御デバイスから出力された前記第1の変換光と前記第4の偏光制御デバイスから出力された前記第4の変換光とを合波して第5の合波光を出力する第5のPBCと、
前記第2の偏光制御デバイスから出力された前記第2の変換光と前記第3の偏光制御デバイスから出力された前記第3の変換光とを合波して第6の合波光を出力する第6のPBCと、
前記第5の合波光の偏光を第1の直線偏光に変換して第5の変換光を出力する第5の偏光制御デバイスと、
前記第6の合波光の偏光を第2の直線偏光に変換して第6の変換光を出力する第6の偏光制御デバイスと、
前記第5の偏光制御デバイスから出力された前記第5の変換光と前記第6の偏光制御デバイスから出力された前記第6の変換光とを合波して出力光を出力する第7のPBCと、
を備えたことを特徴とする光合波システム。 An optical multiplexing system that combines first to fourth input lights having different wavelengths,
The first input light is polarized and separated into a first branched light composed of a first linearly polarized light and a second branched light composed of a second linearly polarized light orthogonal to the first linearly polarized light, and then output. A polarization separation optical system of
A second polarization separation optical system that separates and outputs the second input light into a third branched light composed of a second linearly polarized light and a fourth branched light composed of a first linearly polarized light;
A third polarization separation optical system that separates and outputs the third input light into a fifth branched light composed of a first linearly polarized light and a sixth branched light composed of a second linearly polarized light;
A fourth polarization separation optical system that separates and outputs the fourth input light into a seventh branched light composed of a second linearly polarized light and an eighth branched light composed of a first linearly polarized light;
A first PBC that combines the first branched light and the third branched light to output the first combined light;
A second PBC that combines the second branched light and the fourth branched light to output a second combined light;
A third PBC that combines the fifth branched light and the seventh branched light and outputs a third combined light;
A fourth PBC that combines the sixth branched light and the eighth branched light and outputs a fourth combined light;
A first polarization control device that converts the polarization of the first combined light into first linearly polarized light and outputs the first converted light;
A second polarization control device for converting the polarization of the second combined light into a second linearly polarized light and outputting the second converted light;
A third polarization control device that converts the polarization of the third combined light into a first linearly polarized light and outputs a third converted light;
A fourth polarization control device that converts the polarization of the fourth combined light into a second linearly polarized light and outputs a fourth converted light;
The first converted light output from the first polarization control device and the fourth converted light output from the fourth polarization control device are combined to output a fifth combined light. 5 PBCs,
The second converted light output from the second polarization control device and the third converted light output from the third polarization control device are combined to output a sixth combined light. 6 PBCs,
A fifth polarization control device for converting the polarization of the fifth combined light into a first linearly polarized light and outputting a fifth converted light;
A sixth polarization control device that converts the polarization of the sixth combined light into a second linearly polarized light and outputs a sixth converted light;
A seventh PBC that combines the fifth converted light output from the fifth polarization control device and the sixth converted light output from the sixth polarization control device to output output light. When,
An optical multiplexing system comprising:
前記第2の偏光制御デバイスは、偏光を第1の直線偏光に変換する第2のPSAと、前記第2のPSAの後段に設けられた2分の1波長板又は90°ファラデー回転子とを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光合波システム。 The first polarization control device is an automatic polarization controller or PSA;
The second polarization control device includes a second PSA that converts polarized light into first linearly polarized light, and a half-wave plate or a 90 ° Faraday rotator provided at a subsequent stage of the second PSA. The optical multiplexing system according to claim 1, wherein the optical multiplexing system is included.
前記第1の光合波部から出力される出力光は、前記第3の光合波部の前記第1の入力光として前記第3の光合波部に入力され、
前記第2の光合波部から出力される出力光は、前記第3の光合波部の前記第2の入力光として前記第3の光合波部に入力されることを特徴とする光合波システム。 An optical multiplexing system including first to third optical multiplexing units configured by the optical multiplexing system according to any one of claims 1 to 6,
The output light output from the first optical multiplexing unit is input to the third optical multiplexing unit as the first input light of the third optical multiplexing unit,
The output light output from the second optical multiplexing unit is input to the third optical multiplexing unit as the second input light of the third optical multiplexing unit.
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