JPH0656980B2 - 偏波面制御装置 - Google Patents
偏波面制御装置Info
- Publication number
- JPH0656980B2 JPH0656980B2 JP1063971A JP6397189A JPH0656980B2 JP H0656980 B2 JPH0656980 B2 JP H0656980B2 JP 1063971 A JP1063971 A JP 1063971A JP 6397189 A JP6397189 A JP 6397189A JP H0656980 B2 JPH0656980 B2 JP H0656980B2
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal element
- light
- mode component
- polarized wave
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- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、偏波面制御装置、特に伝送用光ファイバから
の情報光の偏波状態を制御するのに好適な偏波面制御装
置に関するものである。
の情報光の偏波状態を制御するのに好適な偏波面制御装
置に関するものである。
（従来の技術） 単一軸モードで発振する半導体レーザと単一モード光フ
ァイバを用いた光通信システムや光計測システムが実用
化されつつある。この光通信システムでは、情報光を伝
送する光ファイバ自身に複屈折性がある場合や、光ファ
イバに圧力が作用したり温度変化が与えられると光ファ
イバからの出射光が任意の楕円偏波になってしまい、こ
の偏波状態の化した情報光をそのまま光通信機に結合す
ると、雑音が増加しシステム上大きな不都合が生じてし
まう。
ァイバを用いた光通信システムや光計測システムが実用
化されつつある。この光通信システムでは、情報光を伝
送する光ファイバ自身に複屈折性がある場合や、光ファ
イバに圧力が作用したり温度変化が与えられると光ファ
イバからの出射光が任意の楕円偏波になってしまい、こ
の偏波状態の化した情報光をそのまま光通信機に結合す
ると、雑音が増加しシステム上大きな不都合が生じてし
まう。
従来、伝送用光ファイバからの出射光の偏波状態を制御
するものとして電気光学効果や磁気光学効果を利用する
方法が提案されている。更に、位相補償板モータに連結
し、位相差に応じて位相補償板を回転させて偏波状態を
制御する方式も提案されている。これらの偏波面制御装
置を大別すると、バルク型と集積型に分類される。
するものとして電気光学効果や磁気光学効果を利用する
方法が提案されている。更に、位相補償板モータに連結
し、位相差に応じて位相補償板を回転させて偏波状態を
制御する方式も提案されている。これらの偏波面制御装
置を大別すると、バルク型と集積型に分類される。
（発明が解決しようとする課題） 上述した位相補償板を回転させて制御する方法では、位
相補償板をプーリ等の種々の連結装置を介してモータに
連結する構成としているため応答速度に難点があるだけ
でなく位相補償板の位置決め精度が劣り高精度に位相制
御しにくい不具合が生じている。更に偏波面のTEモード
及びTMモードの両モードを同時に取り扱っているため、
ファイバからの出力光を一部取り出して伝送光の偏波状
態についてTMモード成分及びTEモード成分の両モード成
分について分析する必要があり、受信装置に入力する情
報信号の光量が低下するばかりでなく、制御系の構成が
複雑化する欠点があった また、バルク型及び集積型の偏波面制御装置の共通の問
題点として制御部における光挿入損失及び安定性に難点
があることがあげられている。特に、制御部において制
御信号を抽出するため最大３dB程度の光挿入損失があ
り、この状態において受信装置が無信号状態になるおそ
れがあり、S/N 比の劣化や通信不能にあるおそれがあ
り、安定性に欠ける不都合が生じてしまう。更に、集積
型の偏波面制御装置では、電圧リセットによる過渡現象
を免れないため、偏波面の任意の回転に対して安定に対
応できない欠点もある。
相補償板をプーリ等の種々の連結装置を介してモータに
連結する構成としているため応答速度に難点があるだけ
でなく位相補償板の位置決め精度が劣り高精度に位相制
御しにくい不具合が生じている。更に偏波面のTEモード
及びTMモードの両モードを同時に取り扱っているため、
ファイバからの出力光を一部取り出して伝送光の偏波状
態についてTMモード成分及びTEモード成分の両モード成
分について分析する必要があり、受信装置に入力する情
報信号の光量が低下するばかりでなく、制御系の構成が
複雑化する欠点があった また、バルク型及び集積型の偏波面制御装置の共通の問
題点として制御部における光挿入損失及び安定性に難点
があることがあげられている。特に、制御部において制
御信号を抽出するため最大３dB程度の光挿入損失があ
り、この状態において受信装置が無信号状態になるおそ
れがあり、S/N 比の劣化や通信不能にあるおそれがあ
り、安定性に欠ける不都合が生じてしまう。更に、集積
型の偏波面制御装置では、電圧リセットによる過渡現象
を免れないため、偏波面の任意の回転に対して安定に対
応できない欠点もある。
従って、本発明の目的は上述した欠点を除去し、伝送中
に生じた偏波面の回転に対して高速応答することがで
き、しかも入力する情報光の光量にほとんど影響を与え
ることなく偏波面を制御し得る偏波面制御装置を提供す
るものである。
に生じた偏波面の回転に対して高速応答することがで
き、しかも入力する情報光の光量にほとんど影響を与え
ることなく偏波面を制御し得る偏波面制御装置を提供す
るものである。
（課題を解決するための手段） 本発明による偏波面制御装置は、偏波面制御されるべき
偏波を、主軸が基準直交座標軸と一致した楕円偏波に変
換する旋光性液晶素子と、変換された偏波を直線偏波に
変換する複屈折性液晶素子と、複屈折性液晶素子を通過
した偏波をＴＥモード成分光とＴＭモード成分光とに分
離する分離素子と、分離されたＴＭモード成分光の強度
を検出する光検出器と、この光検出器からの出力信号に
基いてＴＭモード成分光の増減を検出する増減検出装置
と、前記光検出器からの検出信号と増減状態を表わす信
号とに基づいて前記旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素
子の駆動信号を形成する信号処理装置とを具え、前記旋
光性液晶素子及び複屈折性液晶素子を通過した偏波がほ
ぼＴＥモード成分光だけから成る光として出射するよう
に構成したことを特徴とするものである。
偏波を、主軸が基準直交座標軸と一致した楕円偏波に変
換する旋光性液晶素子と、変換された偏波を直線偏波に
変換する複屈折性液晶素子と、複屈折性液晶素子を通過
した偏波をＴＥモード成分光とＴＭモード成分光とに分
離する分離素子と、分離されたＴＭモード成分光の強度
を検出する光検出器と、この光検出器からの出力信号に
基いてＴＭモード成分光の増減を検出する増減検出装置
と、前記光検出器からの検出信号と増減状態を表わす信
号とに基づいて前記旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素
子の駆動信号を形成する信号処理装置とを具え、前記旋
光性液晶素子及び複屈折性液晶素子を通過した偏波がほ
ぼＴＥモード成分光だけから成る光として出射するよう
に構成したことを特徴とするものである。
（作 用） 光通信システムにおいて、送信側から例えばTEモード成
分の情報光を単一モード光ファイバを経て送信すると、
単一モード光ファイバに作用する圧力等によって受信側
にはTEモード成分とTMモード成分とから成る楕円偏波が
受信されてしまう。このため、本発明では伝送されてく
る情報光をロッションプリズム等の分離装置を用いてTE
モード成分光とTMモード成分光とに分離し、分離したTM
モード成分光から旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素子
用の制御信号を作成する。そして、伝送されてくる情報
光を、上記制御信号に基づいて旋光性液晶素子によって
主軸が基準直交座標軸に一致した楕円偏波に変換し、次
に複屈折性液晶素子によって直線偏波に変換し、これに
よりオリジナルのTEモード成分だけの情報光に変換す
る。このように構成すれば、情報光の光量が低下するこ
となく高速で偏波面を制御することができる。
分の情報光を単一モード光ファイバを経て送信すると、
単一モード光ファイバに作用する圧力等によって受信側
にはTEモード成分とTMモード成分とから成る楕円偏波が
受信されてしまう。このため、本発明では伝送されてく
る情報光をロッションプリズム等の分離装置を用いてTE
モード成分光とTMモード成分光とに分離し、分離したTM
モード成分光から旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素子
用の制御信号を作成する。そして、伝送されてくる情報
光を、上記制御信号に基づいて旋光性液晶素子によって
主軸が基準直交座標軸に一致した楕円偏波に変換し、次
に複屈折性液晶素子によって直線偏波に変換し、これに
よりオリジナルのTEモード成分だけの情報光に変換す
る。このように構成すれば、情報光の光量が低下するこ
となく高速で偏波面を制御することができる。
（実施例） 第１図は本発明による偏波面制御装置の全体構成を示す
ブロック図でる。伝送用の単一モード光ファイバ１を経
て伝送されてくる光情報信号をコリメータ部２において
平行ビームとしてから偏波面制御部３に入射させる。こ
の偏波面制御部において、伝送されてくる任意の楕円偏
波を主軸が基準直交座標軸に一致した楕円偏波に変換
し、その後基準直交座標軸に沿って振動する直線偏波に
変換する。偏波面が制御された光波は偏波分離部４に入
射し、TEモード成分とTMモード成分とに分離され、TEモ
ード成分光は情報光として光受信機５に入射する。一
方、TMモード成分光は光電変換部６で電気信号に変換す
る。変換された電気信号は処理回路７に供給され、この
処理回路において演算処理を経て情報光中に含まれるTM
モード成分光に基づいて偏波面制御部内に内蔵されてい
る旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素子を駆動制御する
ための制御信号を発生させる。この制御信号を駆動回路
８にそれぞれ供給して液晶素子用の駆動信号を発生さ
せ、光情報信号中のTMモード成分が零になるように逐次
制御する。
ブロック図でる。伝送用の単一モード光ファイバ１を経
て伝送されてくる光情報信号をコリメータ部２において
平行ビームとしてから偏波面制御部３に入射させる。こ
の偏波面制御部において、伝送されてくる任意の楕円偏
波を主軸が基準直交座標軸に一致した楕円偏波に変換
し、その後基準直交座標軸に沿って振動する直線偏波に
変換する。偏波面が制御された光波は偏波分離部４に入
射し、TEモード成分とTMモード成分とに分離され、TEモ
ード成分光は情報光として光受信機５に入射する。一
方、TMモード成分光は光電変換部６で電気信号に変換す
る。変換された電気信号は処理回路７に供給され、この
処理回路において演算処理を経て情報光中に含まれるTM
モード成分光に基づいて偏波面制御部内に内蔵されてい
る旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素子を駆動制御する
ための制御信号を発生させる。この制御信号を駆動回路
８にそれぞれ供給して液晶素子用の駆動信号を発生さ
せ、光情報信号中のTMモード成分が零になるように逐次
制御する。
第２図は本発明による偏波面制御装置の詳細な構成を示
すブロック線図である。単一モード光ファイバ１から伝
送させてくる情報光をコリメータ２で平行光束としてか
ら偏波面制御部３に入射される。入射した情報光は第３
図ａに示す任意の楕円偏波とする。偏波面制御部３は旋
光性液晶素子10と被屈折性液晶素子11とを有している。
旋光性液晶素子10は捩れネマティック効果を有してお
り、偏波方向が液晶分子配列の捩れに沿って回転し出射
する。従って、液晶分子の捩れの方向を外部電界によっ
て制御すれば、入射する偏波の方向を自由に変化させる
ことができる。このため、本発明では、透明セル内に旋
光性液晶材料を封入し、この透明セルに電極を設けて適
切な電界を形成し、この電界によって液晶分子の配列を
制御する。この旋光性液晶素子10により、第３図ａに示
す楕円偏液が第３図ｂに示す楕円偏波に変換されるよう
に、すなわち楕円の長軸が基準直交座標系のｘ軸（TEモ
ード成分の振動方向）と一致するように変換される。複
屈折性液晶素子11は液晶分子軸方向とこれと直交する方
向とにおいて屈折率の異なる複屈折性を有し、この屈折
率差が外部電界によって制御される特性を有している。
従って、この複屈折性液晶素子11の液晶分子軸が基準直
交座標系のｘ軸と一致するようにこの液晶素子を配置す
れば、TMモード成分はこの液晶素子によって吸収され、
第３図ｃに示す直交偏波をしたTEモード成分光だけが出
射することになる。偏波面制御部３の後段に情報光をTE
モード成分とTMモード成分とに分離するためのロッシュ
プリズムを配置し、TEモード成分を光受信機５に入射さ
せ情報信号として検出し、TMモード成分を光検出器12に
入射させる。光検出器によって情報光中に含まれるTMモ
ード成分の強度を検出し、検出出力を増減検出器13に供
給する。この増減検出器においてTM成分光の強度が増加
する傾向にあるか減少する傾向にあるのかを検出し、そ
の検出出力を演算処理装置14に供給する。演算処理装置
14において、TM成分光強度及びTM成分光の増減を表わす
信号に基いて旋光性液晶素子10及び複屈折性液晶素子11
への駆動電圧を演算し決定する。そして、駆動回路８に
おいて駆動信号をそれぞれ発生して液晶素子10及び11に
それぞれ供給する。この結果到来する情報光中のTM成分
光をほぼ零にするフィードバック系が形成されることに
なる。
すブロック線図である。単一モード光ファイバ１から伝
送させてくる情報光をコリメータ２で平行光束としてか
ら偏波面制御部３に入射される。入射した情報光は第３
図ａに示す任意の楕円偏波とする。偏波面制御部３は旋
光性液晶素子10と被屈折性液晶素子11とを有している。
旋光性液晶素子10は捩れネマティック効果を有してお
り、偏波方向が液晶分子配列の捩れに沿って回転し出射
する。従って、液晶分子の捩れの方向を外部電界によっ
て制御すれば、入射する偏波の方向を自由に変化させる
ことができる。このため、本発明では、透明セル内に旋
光性液晶材料を封入し、この透明セルに電極を設けて適
切な電界を形成し、この電界によって液晶分子の配列を
制御する。この旋光性液晶素子10により、第３図ａに示
す楕円偏液が第３図ｂに示す楕円偏波に変換されるよう
に、すなわち楕円の長軸が基準直交座標系のｘ軸（TEモ
ード成分の振動方向）と一致するように変換される。複
屈折性液晶素子11は液晶分子軸方向とこれと直交する方
向とにおいて屈折率の異なる複屈折性を有し、この屈折
率差が外部電界によって制御される特性を有している。
従って、この複屈折性液晶素子11の液晶分子軸が基準直
交座標系のｘ軸と一致するようにこの液晶素子を配置す
れば、TMモード成分はこの液晶素子によって吸収され、
第３図ｃに示す直交偏波をしたTEモード成分光だけが出
射することになる。偏波面制御部３の後段に情報光をTE
モード成分とTMモード成分とに分離するためのロッシュ
プリズムを配置し、TEモード成分を光受信機５に入射さ
せ情報信号として検出し、TMモード成分を光検出器12に
入射させる。光検出器によって情報光中に含まれるTMモ
ード成分の強度を検出し、検出出力を増減検出器13に供
給する。この増減検出器においてTM成分光の強度が増加
する傾向にあるか減少する傾向にあるのかを検出し、そ
の検出出力を演算処理装置14に供給する。演算処理装置
14において、TM成分光強度及びTM成分光の増減を表わす
信号に基いて旋光性液晶素子10及び複屈折性液晶素子11
への駆動電圧を演算し決定する。そして、駆動回路８に
おいて駆動信号をそれぞれ発生して液晶素子10及び11に
それぞれ供給する。この結果到来する情報光中のTM成分
光をほぼ零にするフィードバック系が形成されることに
なる。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、旋光性液晶素子に
より任意の楕円偏波を主軸が基準直交座標軸と一致した
楕円偏波に変換し、変換された楕円偏波を複屈折性液晶
素子によってTE成分光の直線偏波に変換する構成として
いるから、入射する情報光の光量に殆ど影響を与えるこ
となく偏波面を制御することができる。
より任意の楕円偏波を主軸が基準直交座標軸と一致した
楕円偏波に変換し、変換された楕円偏波を複屈折性液晶
素子によってTE成分光の直線偏波に変換する構成として
いるから、入射する情報光の光量に殆ど影響を与えるこ
となく偏波面を制御することができる。
また、液晶素子は低電力で高速応答することができるの
で、低電力高速応力し得る偏波面制御装置を実現するこ
とができる。
で、低電力高速応力し得る偏波面制御装置を実現するこ
とができる。
第１図は本発明による偏波面制御装置の全体構成を示す
線図、 第２図は偏波面制御装置の詳細な構成を示すブロック
図、 第３図ａ〜ｃは情報光の偏光状態を示す線図である。 ３……偏波面制御部 ４……偏波面分離部（ロッションプリズム） ６……光電変換部、７……処理回路 ８……駆動回路、10……旋光性液晶素子 11……複屈折性液晶素子、12……光検出器 13……増減検出器、14……演算処理装置
線図、 第２図は偏波面制御装置の詳細な構成を示すブロック
図、 第３図ａ〜ｃは情報光の偏光状態を示す線図である。 ３……偏波面制御部 ４……偏波面分離部（ロッションプリズム） ６……光電変換部、７……処理回路 ８……駆動回路、10……旋光性液晶素子 11……複屈折性液晶素子、12……光検出器 13……増減検出器、14……演算処理装置
Claims (1)
- 【請求項１】偏波面制御されるべき偏波を、主軸が基準
直交座標軸と一致した楕円偏波に変換する旋光性液晶素
子と、変換された偏波を直線偏波に変換する複屈折性液
晶素子と、複屈折性液晶素子を通過した偏波をＴＥモー
ド成分光とＴＭモード成分光とに分離する分離素子と、
分離されたＴＭモード成分光の強度を検出する光検出器
と、この光検出器からの出力信号に基いてＴＭモード成
分光の増減を検出する増減検出装置と、前記光検出器か
らの検出信号と増減状態を表わす信号とに基づいて前記
旋光性液晶素子及び複屈折性液晶素子の駆動信号を形成
する信号処理装置とを具え、前記旋光性液晶素子及び複
屈折性液晶素子を通過した偏波がほぼＴＥモード成分光
だけから成る光として出射するように構成したことを特
徴とする偏波面制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063971A JPH0656980B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 偏波面制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063971A JPH0656980B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 偏波面制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244920A JPH02244920A (ja) | 1990-09-28 |
| JPH0656980B2 true JPH0656980B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=13244689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1063971A Expired - Lifetime JPH0656980B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 偏波面制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656980B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989006776A1 (fr) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Proizvodstvennoe Obiedinenie Po Vypusku Bytovykh K | Unite de refroidissement pour refrigerateur a deux chambres |
| JP2003511965A (ja) * | 1999-10-08 | 2003-03-25 | ヒューズ・エレクトロニクス・コーポレーション | 再構成可能なレーザ通信端末 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1063971A patent/JPH0656980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989006776A1 (fr) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Proizvodstvennoe Obiedinenie Po Vypusku Bytovykh K | Unite de refroidissement pour refrigerateur a deux chambres |
| JP2003511965A (ja) * | 1999-10-08 | 2003-03-25 | ヒューズ・エレクトロニクス・コーポレーション | 再構成可能なレーザ通信端末 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02244920A (ja) | 1990-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |