偏振束合成/分離器、偏振束合成/分離結構、光混合器、光學調制器模塊和制造偏振束合成/分離器的方法技術

本發明專利技術提供一種具有極好的偏振束合成/分離特性的偏振束合成/分離器、偏振束合成/分離結構、光混合器、光學調制器模塊和制造偏振束合成/分離器的方法。偏振束合成/分離器(100)具有偏振束合成/分離膜(1)，其位于基板(101)上，并且允許TE光(11)通過并且使TM光(12)分支。在基板(101)上形成光波導(WG1)，其端表面面對偏振束合成/分離膜(1)的第一表面，并且其波導方向與TE光(11)的傳播方向重合。在基板(101)上形成光波導(WG2)，其端表面面對偏振束合成/分離膜(1)的第二表面，并且其波導方向與TM光(12)的傳播方向重合。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】偏振束合成/分離器、偏振束合成/分離結構、光混合器、光學調制器模塊和制造偏振束合成/分離器的方法
本專利技術涉及偏振束合成/分離器、偏振束合成/分離結構、光混合器、光學調制器模塊和制造偏振束合成/分離器的方法，并且例如，涉及應用于光通信系統的偏振束合成/分離器、偏振束合成/分離結構、光混合器、光學調制器模塊和制造偏振束合成/分離器的方法。
技術介紹
隨著光通信系統的傳輸率增加，對能高效大容量高速通信的通信系統已經實施大量研究。特別地，DP-QPSK(雙偏振四相移鍵控)最可能用在100GE(100千兆以太網(Ethernet:注冊商標))傳輸裝置中。在100GE中，由接收機接收DP-QPSK信號，并且通過偏振和相位分離包含在所接收的DP-QPSK信號中的光信號。然后，通過偏振和相位分離的光信號的每一個從光信號轉換成電信號。此外，通過光電轉換生成的電信號被A-D轉換來獲得數字信號。已經提出了接收這種DP-DPSK信號的接收機(專利文獻1)。在通過上述接收機的偏振束分離中，DP-QPSK信號通過偏振被分成TE信號和TM信號。因此，要求執行偏振束分離的設備和元件。作為執行偏振束分離的元件，例如，提出了使用雙折射現象，通過偏振，分離進入波導光學設備的光的元件(專利文獻2)。目前，在100GE中，有關各種MSA(多源協議)的討論正在進行。例如，為使接收模塊與MSA兼容，正在考慮將偏振束分離元件、90°混合干涉儀、PD(光電二極管)和TIA(跨阻抗放大器)合并到75mm×35mm殼體中。存在若干合并用于偏振束分離的偏振束分離元件的方法，諸如將偏振束分離元件集成在光電路板上、使用微光學元件技術將偏振束分離元件合并到模塊中，以及使偏振束分離元件位于模塊外。此外，提出了將偏振束分離膜插入光波導中的方法(非專利文獻1)。圖7是示出在通過將偏振束分離膜插入光波導執行偏振束分離的情況下，光波導和偏振束分離膜的位置的圖。在插入偏振束分離膜702的位置，切開光波導701，在切開光波導701的位置，插入偏振束分離膜702。取決于入射光704的偏振狀態的不同，偏振束分離膜702的反射特性和透射特性改變。具體地，偏振束分離膜702透射入射光704的TE分量706和反射TM分量705。因此，入射光704的TE分量706原樣傳播通過光波導701。另一方面，入射光704的TM分量705被反射并傳播通過光波導703。由此，通過偏振，使光波導701分成TE分量706和TM分量705。引用清單專利文獻PTL1:日本未審專利申請公開號No.H05-158096PTL2:日本未審專利申請公開號No.H09-96731非專利文獻NPL1:N.Keil等人，"PolymerPLCasanOpticalIntegrationBench"TechnicalDigestofOFC2011,OWM1
技術實現思路
技術問題然而，專利技術人已經發現在圖7所示的偏振束分離方案中存在問題。該方案具有能易于將偏振束分離膜702插入光波導中的優點。然而，在插入偏振束分離膜702的位置，切開光波導。因此，在光波導的切割位置發生衍射，導致衍射損耗。此外，衍射導致偏振束分離膜702的入射角增加，這導致偏振束分離特性惡化和偏振消光比減小。已經完成本專利技術來解決上述問題，由此本專利技術的示例性目的是提供具有低損耗和適當偏振束合成/分離特性的偏振束合成/分離器、偏振束合成/分離結構、光混合器、光學調制器模塊和制造偏振束合成/分離器的方法。解決方案根據本專利技術的示例性方面的偏振束合成/分離器包括：基板；位于基板上的偏振束合成/分離膜，用于允許第一偏振信號通過并且使具有與第一偏振信號不同偏振面的第二偏振信號分支；位于基板上的第一光波導，該第一光波導具有面對偏振束合成/分離膜的第一表面的端表面，并且具有與第一偏振信號的傳播方向重合的波導方向；以及位于基板上的第二光波導，該第二光波導具有面對在偏振束合成/分離膜的第一表面的相反側上的第二表面的端表面，并且具有與第二偏振信號的傳播方向重合的波導方向。根據本專利技術的示例性方面的光混合器包括：第一偏振束合成/分離器，用于通過偏振，將入射聚焦的偏振復用信號光分成具有相互不同偏振面的第一偏振信號和第二偏振信號；以及光學干涉器，用于按相位分離第一偏振信號和第二偏振信號，并且第一偏振束合成/分離器包括：基板；位于基板上的第一偏振束合成/分離膜，用于允許第一偏振信號通過并且使第二偏振信號分支；位于基板上并且連接到光學干涉器的第一光波導，第一光波導具有面對第一偏振束合成/分離膜的第一表面的端表面，并且具有與第一偏振信號的傳播方向重合的波導方向；以及位于基板上并且連接到光學干涉器的第二光波導，第二光波導具有面對在第一偏振束合成/分離膜的第一表面的相反側上的第二表面的端表面，并且具有與第二偏振信號的傳播方向重合的波導方向。根據本專利技術的示例性方面的光學調制器模塊包括：光學調制單元，用于調制和輸出相互具有不同偏振面的第一偏振信號和第二偏振信號；以及偏振束合成/分離器，用于組合第一偏振信號和第二偏振信號，以及，偏振束合成/分離器包括：基板；位于基板上的偏振束合成/分離膜，用于允許從光學調制單元輸出的第一偏振信號通過并且使第二偏振信號分支；位于基板上并且連接到光學調制單元的第一光波導，第一光波導具有面對偏振束合成/分離膜的第一表面的端表面，并且具有與第一偏振信號的傳播方向重合的波導方向；以及位于基板上并且連接到光學調制單元的第二光波導，第二光波導具有面對在偏振束合成/分離膜的第一表面的相反側上的第二表面的端表面，并且具有與第二偏振信號的傳播方向重合的波導方向，并且使第一和第二光波導放置成使得與已經通過偏振束合成/分離膜的第一偏振信號的光軸和由偏振束合成/分離膜反射的第二偏振信號的光軸相互重合。根據本專利技術的示例性方面的制造偏振束合成/分離器的方法包括：在放置用于允許第一偏振信號通過并且使具有與第一偏振信號不同偏振面的第二偏振信號分支的偏振束合成/分離膜之前，在基板上形成第一光波導，第一光波導具有面對偏振束合成/分離膜的第一表面的端表面，并且具有與第一偏振信號的傳播方向重合的波導方向；在放置偏振束合成/分離膜之前，在基板上形成第二光波導，第二光波導具有面對在偏振束合成/分離膜的第一表面的相反側上的第二表面的端表面，并且具有與第二偏振信號的傳播方向重合的波導方向；并且將偏振束合成/分離膜放在基板上。有益效果根據本專利技術的示例性實施例，可以提供具有適當偏振束合成/分離特性的偏振束合成/分離器、偏振束合成/分離結構、光混合器、光學調制器模塊和制造偏振束合成/分離器的方法。附圖說明圖1是示意性地示出根據第一示例性實施例的偏振束合成/分離器100的平面構造的圖；圖2是示意性地示出根據第一示例性實施例的偏振束合成/分離器100的結構的透視圖；圖3是示意性地示出根據第二示例性實施例的偏振束合成/分離結構200的平面構造的圖；圖4是示意性地示出第三示例性實施例的光混合器300的平面構造的圖；圖5是示意性地示出根據第四示例性實施例的光混合器400的平面構造的圖；圖6是示意性地示出根據第五示例性實施例的光學調制器模塊500的平面構造的圖；以及圖7是示出在通過將偏振束分離膜插入光波導中執行偏振束分離的情況下，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種偏振束合成/分離器，包括：基板；偏振束合成/分離膜，所述偏振束合成/分離膜放置于所述基板上，用于允許第一偏振信號通過并且使具有與所述第一偏振信號不同偏振面的第二偏振信號分支；第一光波導，所述第一光波導放置于所述基板上，具有面對所述偏振束合成/分離膜的第一表面的端表面，并且具有與所述第一偏振信號的傳播方向重合的波導方向；以及第二光波導，所述第二光波導放置于所述基板上，具有面對在所述偏振束合成/分離膜的所述第一表面的相反側上的第二表面的端表面，并且具有與所述第二偏振信號的傳播方向重合的波導方向。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.03.16 JP 2012-0605091.一種偏振束合成/分離器，包括：基板；偏振束合成/分離膜，所述偏振束合成/分離膜放置于所述基板上，用于允許第一偏振信號通過并且使具有與所述第一偏振信號不同偏振面的第二偏振信號分支；第一光波導，所述第一光波導放置于所述基板上，具有面對所述偏振束合成/分離膜的第一表面的端表面，并且具有與所述第一偏振信號的傳播方向重合的波導方向；以及第二光波導，所述第二光波導放置于所述基板上，具有面對在所述偏振束合成/分離膜的所述第一表面的相反側上的第二表面的端表面，并且具有與所述第二偏振信號的傳播方向重合的波導方向，其中所述偏振束合成/分離膜允許包含在入射聚焦的偏振復用信號光中的所述第一偏振信號通過并且使所述第二偏振信號分支，來通過偏振分離所述偏振復用信號光，并且所述第一光波導的所述端表面被放置在離所述偏振復用信號光的焦點預定距離處，以使入射在所述第一光波導上的所述第一偏振信號的聚光面在所述第一光波導的所述端表面內，并且所述第二光波導的所述端表面被放置在離所述偏振復用信號光的所述焦點預定距離處，以使入射在所述第二光波導上的所述第二偏振信號的聚光面在所述第二光波導的所述端表面內。2.一種偏振束合成/分離結構，包括：根據權利要求1所述的偏振束合成/分離器；以及聚焦單元，將所述偏振復用信號光聚焦在所述偏振復用信號光的所述聚光面在所述第一光波導的所述端表面內和所述第二光波導的所述端表面內的距離。3.一種光混合器，包括：第一偏振束合成/分離器，用于通過偏振，將入射聚焦的偏振復用信號光分成具有相互不同偏振面的第一偏振信號和第二偏振信號；以及光學干涉器，用于通過相位分離所述第一偏振信號和所述第二偏振信號，其中所述第一偏振束合成/分離器包括：基板；第一偏振束合成/分離膜，所述第一偏振束合成/分離膜放置于所述基板上，用于允許所述第一偏振信號通過并且使所述第二偏振信號分支；第一光波導，所述第一光波導放置于所述基板上并且連接到所述光學干涉器，所述第一光波導具有面對所述第一偏振束合成/分離膜的第一表面的端表面，并且具有與所述第一偏振信號的傳播方向重合的波導方向；以及第二光波導，所述第二光波導放置于所述基板上并且連接到所述光學干涉器，所述第二光波導具有面對在所述第一偏振束合成/分離膜的所述第一表面的相反側上的第二表面的端表面，并且具有與所述第二偏振信號的傳播方向重合的波導方向，所述第一偏振束合成/分離膜允許包含在所述偏振復用信號光中的所述第一偏振信號通過并且使所述第二偏振信號分支，來通過偏振分離所述偏振復用信號光，所述第一光波導的所述端表面被放置在離所述偏振復用信號光的焦點預定距離處，以使入射在所述第一光波導上的所述第一偏振信號的聚光面在所述第一光波導的所述端表面內，并且所述第二光波導的所述端表面被放置在離所述偏振復用信號光的所述焦點預定距離處，以使入射在所述第二光波導上的所述第二偏振信號的聚光面在所述第二光波導的所述端表面內。4.根據權利要求3所述的光混合器，其中所述光學干涉器使通過所述第一偏振束合成/分離膜通過偏振分離的所述第一和第二偏振信號的每一個與本地光相干，并且由此輸出與所述第一和第二偏振信號的每一個具有π/2的相位差的兩個信號光。5.根據權利要求4所述的光混合器，其中所述本地光被分成第一本地光和第二本地光，并且所述光學干涉器使所述第一偏振信號與所述第一本地光相干，并且使所述第二偏振信號與所述第二本地光相干。6.根據權利要求5所述的光混合器，其中所述第一本地光具有與所述第一偏振信號相同的偏振面；并且所述第二本地光具有與所述第二偏振信號相同的偏振面。7.根據權利要求3所述的光混合器，進一步包括：第一聚焦單元，將所述偏振復用信號光聚焦在所述偏振復用信號光的聚光面在所述第一光波導的所述端表面內和所述第二光波導的所述端表面內的距離。8.根據權利要求6所述的光混合器，進一步包括：偏振面旋轉單元，所述偏振面旋轉單元插入所述第二光波導中，用于旋轉所述第二偏振信號的偏振面來與所述第一本地光的偏振面重合。9.根據權利要求5所述的光混合器，其中所述第一偏振信號是TE光，所述第二偏振信號是TM光，所述第一本地光和所述第二本地光是TE光，并且所述偏振面旋轉單元是半波板。10.根據權利要求9所述的光混合器，進一步包括：第一聚焦單元，將所述偏振復用信號光聚焦在距所述第一光波導的所述端表面和所述第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山崎裕幸，
申請(專利權)人：日本電氣株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP