JPH08102709A - コヒーレント光学レシーバーのための偏波ダイバーシチ部分 - Google Patents
コヒーレント光学レシーバーのための偏波ダイバーシチ部分Info
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- JPH08102709A JPH08102709A JP7257411A JP25741195A JPH08102709A JP H08102709 A JPH08102709 A JP H08102709A JP 7257411 A JP7257411 A JP 7257411A JP 25741195 A JP25741195 A JP 25741195A JP H08102709 A JPH08102709 A JP H08102709A
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- polarization
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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- G02B6/14—Mode converters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属要素を用いることなく、異なる次数モー
ド分割／混合し、集積化の容易な、コヒーレント光学レ
シーバーのための光学入力部分を提供する。 【解決手段】 本発明の光学入力部分は光学信号混合
（４２、４３）の前又は後に、異なる次数モード変換手
段（図７の４１における図５の２５．２）及びこれに続
いて異なる次数モード分割手段（図７の４１における図
５の２５．３）を有する。
ド分割／混合し、集積化の容易な、コヒーレント光学レ
シーバーのための光学入力部分を提供する。 【解決手段】 本発明の光学入力部分は光学信号混合
（４２、４３）の前又は後に、異なる次数モード変換手
段（図７の４１における図５の２５．２）及びこれに続
いて異なる次数モード分割手段（図７の４１における図
５の２５．３）を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積光学コンポー
ネントにおける光波の導波モード変換の分野にある。特
に本発明は、偏波ダイバーシチに基づくコヒーレント光
学レシーバーのための光学入力部分に関する。
ネントにおける光波の導波モード変換の分野にある。特
に本発明は、偏波ダイバーシチに基づくコヒーレント光
学レシーバーのための光学入力部分に関する。
【０００２】
【従来の技術】コヒーレント光学レシーバー例えばコヒ
ーレント光学ネットワークに使用できるものでは、レー
ザーが通常局部発振器として組込まれる。該レーザーか
らの光は、レシーバーによりこのネットワークから受信
される光学信号と混合される。ネットワークを通る光の
伝達は一般に偏波保存ではないので、受信光学信号の偏
波は確定できていない。受信光学信号は、それ故先ず二
つの偏波コンポーネントＴＥ及びＴＭに分割され、それ
らは次に別々に処理される。これは、分割の直前又は直
後の何れかで局部発振器の光と混合することにより行わ
れる。この技術は、用語偏波ダイバーシチにより周知で
ある。しかしこれは局部発振器の光も又（受信光学信号
の二つの偏波コンポーネントと偏波で一致する混合コン
ポーネントを有するためには）両方の偏波コンポーネン
トを含まねばならなことを意味する。しかしこの関係で
標準的なしかも近赤外で発射された光の波長を有するレ
ーザーは、ＴＥ偏光のみを送る。他の偏波コンポーネン
トを得るには好適な角度でレーザーをチルトすることを
考えることであろう。しかしコヒーレント光学レシーバ
ーでレーザーが共に集積されている集積形態では、レー
ザーをチルトすることは（実行できないことはないが）
面倒なことである。そのため偏波変換器又はローテータ
の助けにより該ＴＥ偏光の一部をＴＭ偏光に変換するこ
とが先ず必要である。偏波変換器は装置の入力側で光学
信号中の偏波コンポーネントＴＥ又はＴＭの一方の既知
の割合部分を、出力側で偏波コンポーネントに関して良
く規定された位相をもつそれぞれ他方の偏波コンポーネ
ントＴＭ又はＴＥに変換する。偏波ローテータは、しか
し、位相のシフトがコントロールできない形の装置であ
る。これらＴＥ／ＴＭ偏波変換器及びローテータは、例
えば文献（１）、（２）及び（３）からそれ自体周知で
ある。文献（１）は全ての入力偏波を全ての所望の出力
偏波に変換できる光波に関する偏波変換器を開示してい
る。この周知の変換器は二つの移相器の間に挟まれた偏
波ローテータよりなる。移相器及び偏波ローテータの両
者はＴＥ及びＴＭコンポーネントの伝搬の電気光学修正
に基づく。一つのコンポーネントの一部分を同様な強度
を有する他のコンポーネント（ＴＥ＝ＴＭ）へ実際の変
換するのは偏波ローテータである。この点で、適切に選
ばれ調節可能な制御電圧を用いて二つの偏波コンポーネ
ント間に周期的カップリングを生じさせる目的で、光学
導波管の上部に適切に選ばれた長さにわたって設けられ
た周期的な電極構造物を使用する。このタイプの繰返さ
れるカップリングの結果、選ばれたコントロール電圧、
サイクル長さ及びカップリングの数に応じて、所望の部
分の一つのコンポーネントを他のものに変換することが
できる。文献（２）及び（３）から周知の偏波変換器も
また周期的な電極構造物の助けにより、電気光学効果に
基づいて光学導波管で二つの偏波コンポーネント間の周
期的カップリング原理を利用する。文献（９）は文献
（２）による機械的応力効果による複屈折に基づく偏波
変換器のファイバー光学類似物を開示している。周期的
カップリングは、櫛形圧力装置を用いてモノモーダル
（ｍｏｎｏｍｏｄａｌ）複屈折ファイバー又はバイモー
ダル（ｂｉ−ｍｏｄａｌ）ファイバーで縦の方向に周期
的な機械的圧力を生じさせることにより該類似物に達成
され、バイモーダルな後者によりファイバーにかけられ
る横方向の圧力は、ピエゾ電気的にコントロール可能で
ある。これら周知の変換器は、電気コントロール可能性
の非常な利点を有しており、その結果上記のケースにお
いてすら広く応用可能である。しかし固定されたフラク
ションのみ変換する応用においては、このコントロール
可能性は事実不必要なことであり、そのため上記のコヒ
ーレント光学レシーバーのような回路を不必要に複雑に
し、さらにその集積性を困難にするという欠点を有す
る。
ーレント光学ネットワークに使用できるものでは、レー
ザーが通常局部発振器として組込まれる。該レーザーか
らの光は、レシーバーによりこのネットワークから受信
される光学信号と混合される。ネットワークを通る光の
伝達は一般に偏波保存ではないので、受信光学信号の偏
波は確定できていない。受信光学信号は、それ故先ず二
つの偏波コンポーネントＴＥ及びＴＭに分割され、それ
らは次に別々に処理される。これは、分割の直前又は直
後の何れかで局部発振器の光と混合することにより行わ
れる。この技術は、用語偏波ダイバーシチにより周知で
ある。しかしこれは局部発振器の光も又（受信光学信号
の二つの偏波コンポーネントと偏波で一致する混合コン
ポーネントを有するためには）両方の偏波コンポーネン
トを含まねばならなことを意味する。しかしこの関係で
標準的なしかも近赤外で発射された光の波長を有するレ
ーザーは、ＴＥ偏光のみを送る。他の偏波コンポーネン
トを得るには好適な角度でレーザーをチルトすることを
考えることであろう。しかしコヒーレント光学レシーバ
ーでレーザーが共に集積されている集積形態では、レー
ザーをチルトすることは（実行できないことはないが）
面倒なことである。そのため偏波変換器又はローテータ
の助けにより該ＴＥ偏光の一部をＴＭ偏光に変換するこ
とが先ず必要である。偏波変換器は装置の入力側で光学
信号中の偏波コンポーネントＴＥ又はＴＭの一方の既知
の割合部分を、出力側で偏波コンポーネントに関して良
く規定された位相をもつそれぞれ他方の偏波コンポーネ
ントＴＭ又はＴＥに変換する。偏波ローテータは、しか
し、位相のシフトがコントロールできない形の装置であ
る。これらＴＥ／ＴＭ偏波変換器及びローテータは、例
えば文献（１）、（２）及び（３）からそれ自体周知で
ある。文献（１）は全ての入力偏波を全ての所望の出力
偏波に変換できる光波に関する偏波変換器を開示してい
る。この周知の変換器は二つの移相器の間に挟まれた偏
波ローテータよりなる。移相器及び偏波ローテータの両
者はＴＥ及びＴＭコンポーネントの伝搬の電気光学修正
に基づく。一つのコンポーネントの一部分を同様な強度
を有する他のコンポーネント（ＴＥ＝ＴＭ）へ実際の変
換するのは偏波ローテータである。この点で、適切に選
ばれ調節可能な制御電圧を用いて二つの偏波コンポーネ
ント間に周期的カップリングを生じさせる目的で、光学
導波管の上部に適切に選ばれた長さにわたって設けられ
た周期的な電極構造物を使用する。このタイプの繰返さ
れるカップリングの結果、選ばれたコントロール電圧、
サイクル長さ及びカップリングの数に応じて、所望の部
分の一つのコンポーネントを他のものに変換することが
できる。文献（２）及び（３）から周知の偏波変換器も
また周期的な電極構造物の助けにより、電気光学効果に
基づいて光学導波管で二つの偏波コンポーネント間の周
期的カップリング原理を利用する。文献（９）は文献
（２）による機械的応力効果による複屈折に基づく偏波
変換器のファイバー光学類似物を開示している。周期的
カップリングは、櫛形圧力装置を用いてモノモーダル
（ｍｏｎｏｍｏｄａｌ）複屈折ファイバー又はバイモー
ダル（ｂｉ−ｍｏｄａｌ）ファイバーで縦の方向に周期
的な機械的圧力を生じさせることにより該類似物に達成
され、バイモーダルな後者によりファイバーにかけられ
る横方向の圧力は、ピエゾ電気的にコントロール可能で
ある。これら周知の変換器は、電気コントロール可能性
の非常な利点を有しており、その結果上記のケースにお
いてすら広く応用可能である。しかし固定されたフラク
ションのみ変換する応用においては、このコントロール
可能性は事実不必要なことであり、そのため上記のコヒ
ーレント光学レシーバーのような回路を不必要に複雑に
し、さらにその集積性を困難にするという欠点を有す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特願平４−１６５２２
６は周知変換器の上記欠点を克服するモード変換器を記
載する。記載されるモード変換器は集積素子への適用に
好適である。とりわけ金属要素を全く含まない利点を有
する。そうした金属要素は更に付加的な手段例えば周囲
に共に集積される光学素子に対する干渉効果を抑えるた
めの手段等を必要とする。上記モード変換器はさらに偏
波ダイバーシチに基づくコヒーレント光学レシーバーの
集積形態の光学入力部分に、簡単な方法で局光源を共集
積化することを可能にする。偏波ダイバーシチに基づく
コヒーレント光学レシーバーの光学入力部分自体は例え
ば文献（５）及び（６）に周知である。しかしここに引
用した従来技術による入力部分が基本とするスキームに
基づいて偏波ダイバーシチ入力部分の、集積体を実現す
るにはＴＥ／ＴＭモード変換器又は偏波スプリット素子
の使用を必要とする。これまでその様なスプリット素子
は例えば文献（５）のように金属要素を用いてのみ集積
形態とされてきた。
６は周知変換器の上記欠点を克服するモード変換器を記
載する。記載されるモード変換器は集積素子への適用に
好適である。とりわけ金属要素を全く含まない利点を有
する。そうした金属要素は更に付加的な手段例えば周囲
に共に集積される光学素子に対する干渉効果を抑えるた
めの手段等を必要とする。上記モード変換器はさらに偏
波ダイバーシチに基づくコヒーレント光学レシーバーの
集積形態の光学入力部分に、簡単な方法で局光源を共集
積化することを可能にする。偏波ダイバーシチに基づく
コヒーレント光学レシーバーの光学入力部分自体は例え
ば文献（５）及び（６）に周知である。しかしここに引
用した従来技術による入力部分が基本とするスキームに
基づいて偏波ダイバーシチ入力部分の、集積体を実現す
るにはＴＥ／ＴＭモード変換器又は偏波スプリット素子
の使用を必要とする。これまでその様なスプリット素子
は例えば文献（５）のように金属要素を用いてのみ集積
形態とされてきた。
【０００４】本発明の目的は金属要素の使用を避けるこ
とができる基本スキームに基づいて、偏波ダイバーシチ
・コヒーレント光学レシーバーのための光学入力部分を
提供することにある。実行される光学信号の混合及び分
割の基本的動作の順番によって２つの異なるスキームが
周知である。
とができる基本スキームに基づいて、偏波ダイバーシチ
・コヒーレント光学レシーバーのための光学入力部分を
提供することにある。実行される光学信号の混合及び分
割の基本的動作の順番によって２つの異なるスキームが
周知である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的はモード次
数変換続いてモード次数に従った分割を混合操作の前又
は後に適用することにより達成される。これによりモー
ド次数に従ったモード分割及び混合のための素子（例え
ばそれぞれ非対称Ｙ接合及び３ｄＢカプラー）が、金属
要素なしに、容易に集積可能に実現される。
数変換続いてモード次数に従った分割を混合操作の前又
は後に適用することにより達成される。これによりモー
ド次数に従ったモード分割及び混合のための素子（例え
ばそれぞれ非対称Ｙ接合及び３ｄＢカプラー）が、金属
要素なしに、容易に集積可能に実現される。
【０００６】請求項１に記載される光学入力部分は文献
５に周知なスプリットが混合に先立つ形態をとり、その
特徴として第１分割手段が、次数が同じで偏波モード
（ＴＥ，ＴＭ）が異なる伝搬モードを含む第１信号を異
なる次数の伝搬モードを含む変換された第１信号に変換
するための第１変換手段、及び、該変換された第１信号
をモード次数に従って第１の一対の分離信号に分割する
ための第１モード分割手段を含むことを特徴とする。請
求項４に記載される光学入力部分は文献６に周知な混合
がスプリットに先立つ形態をとり、その特徴として、一
方の偏波モードの少なくとも一部分をそれとは次数の異
なる導波モードに変換して上記偏波モードをそれぞれ第
１光学信号及び第２光学信号中に伝搬させるための第１
及び第２の変換手段を備えており、混合／分割手段がマ
ルチモードパワーカプラーを含み、そして第１及び第２
の分割手段がモードスプリッターであることを特徴とす
る。さらに請求項２−５及び請求項６はそれぞれの好ま
しい態様を記載する。以下において「次数」を「オーダ
ー」と記すことがある。
５に周知なスプリットが混合に先立つ形態をとり、その
特徴として第１分割手段が、次数が同じで偏波モード
（ＴＥ，ＴＭ）が異なる伝搬モードを含む第１信号を異
なる次数の伝搬モードを含む変換された第１信号に変換
するための第１変換手段、及び、該変換された第１信号
をモード次数に従って第１の一対の分離信号に分割する
ための第１モード分割手段を含むことを特徴とする。請
求項４に記載される光学入力部分は文献６に周知な混合
がスプリットに先立つ形態をとり、その特徴として、一
方の偏波モードの少なくとも一部分をそれとは次数の異
なる導波モードに変換して上記偏波モードをそれぞれ第
１光学信号及び第２光学信号中に伝搬させるための第１
及び第２の変換手段を備えており、混合／分割手段がマ
ルチモードパワーカプラーを含み、そして第１及び第２
の分割手段がモードスプリッターであることを特徴とす
る。さらに請求項２−５及び請求項６はそれぞれの好ま
しい態様を記載する。以下において「次数」を「オーダ
ー」と記すことがある。
【０００７】偏波ダイバーシチに基づくコヒーレント光
学レシーバーの光学入力部分は例えば文献（５）及び
（６）によりそれ自体開示されている。本発明ではそれ
らのタイプの光学部分に使用される偏波スプリッタが必
要とする金属要素の使用が避けられる。本発明は偏波ダ
イバーシチに基づくコヒーレント光学レシーバーのため
の光学入力部分において、入光学チャネルを経て受け取
られしかも偏波モード（ＴＥ、ＴＭ）を含む第一の光学
信号、及び局部光源から生じそして偏波モード（ＴＥ、
ＴＭ）を含む第二の光学信号を偏波独立で等しく混合
し、次に第一及び第二の混合信号にパワーの点で等しく
分割するための混合／分割手段、多くの出光学チャネル
に等しく提供するために別々の光学信号に第一及び第二
の混合信号に存在する偏波モードをそれぞれ分割するた
めの第一及び第二の分割手段よりなり、第一及び第二の
変換手段は、前記の偏波モードがそれぞれ第一の光学信
号及び第二の光学信号に伝搬するのとはオーダーで異な
る導波モードに、偏波モードの一つの少なくともフラク
ションを転換するためにさらに提供され、その上、混合
／分割手段は、マルチモードパワーカップラーよりな
り、しかも第一及び第二の分割手段は、モードスプリッ
タであることを特徴とする光学入力部分に関する。
学レシーバーの光学入力部分は例えば文献（５）及び
（６）によりそれ自体開示されている。本発明ではそれ
らのタイプの光学部分に使用される偏波スプリッタが必
要とする金属要素の使用が避けられる。本発明は偏波ダ
イバーシチに基づくコヒーレント光学レシーバーのため
の光学入力部分において、入光学チャネルを経て受け取
られしかも偏波モード（ＴＥ、ＴＭ）を含む第一の光学
信号、及び局部光源から生じそして偏波モード（ＴＥ、
ＴＭ）を含む第二の光学信号を偏波独立で等しく混合
し、次に第一及び第二の混合信号にパワーの点で等しく
分割するための混合／分割手段、多くの出光学チャネル
に等しく提供するために別々の光学信号に第一及び第二
の混合信号に存在する偏波モードをそれぞれ分割するた
めの第一及び第二の分割手段よりなり、第一及び第二の
変換手段は、前記の偏波モードがそれぞれ第一の光学信
号及び第二の光学信号に伝搬するのとはオーダーで異な
る導波モードに、偏波モードの一つの少なくともフラク
ションを転換するためにさらに提供され、その上、混合
／分割手段は、マルチモードパワーカップラーよりな
り、しかも第一及び第二の分割手段は、モードスプリッ
タであることを特徴とする光学入力部分に関する。
【０００８】文献 [1] GB-A-2090992; [2] H.-P. Nolting et al., “TE-TM Polarization T
ransformer With Reset-free Optical Operation For M
onolithic Integrated Optics", Proc.ECIO'87 Glasgo
w, pp.115-118; [3] R.C. Alferness and L.L. Buhl, “Electro-opti
c waveguide TE＝TMmode convertor with low drive vo
ltage", OPT. Letters, vol. 5,No. 11, Nov. 1980, p
p.473-475; [4] H.-G. Unger ‘ Planar optical waveguides and
fibres', ClarendonPress, Oxford 1980, cpt 8 ‘Fib
re junctions and transitions',section 8.1 ‘Analys
is of fibre mode excitation', pp.700-709; [5] T. Okoshi et al., “Polarization-diversity r
eceiver for hetero-dyne/coherent optical fiber com
munication", IOOC '83, June 1983,Paper 30C3-2, pp.
386-387; [6] C. Duchet and N. Flaaronning, “New TE/TM po
larization splittermode in Ti:LiNbO3 using x-cut a
nd z-axis propagation", ElectronicsLetters, 5th Ju
ly 1990, Vol. 26, No. 14, pp.995-997; [7] W.K. Burns and A.F. Milton, “Mode conversio
n in planar-dielectricseparating waveguides", IEEE
J. QUANT, ELECTR., Vol. QE-11, No. 1,January 197
5, pp.32-39; [8] Y. Shani et al.:“Polarization rotation in a
symmetric periodicloaded rib waveguides", Integrat
ed Photonics Research, April 9-11,1991, paper ThH
3, Proc. IPR 1991, pp.122-123. [9] R.C. Youngquist et al., “All-fibre componen
ts using periodiccoupling", IEE Proceedings, Vol.
132, Pt. J., No. 5, October 1985,pp.277-286; [10] EP-A-0310174.
ransformer With Reset-free Optical Operation For M
onolithic Integrated Optics", Proc.ECIO'87 Glasgo
w, pp.115-118; [3] R.C. Alferness and L.L. Buhl, “Electro-opti
c waveguide TE＝TMmode convertor with low drive vo
ltage", OPT. Letters, vol. 5,No. 11, Nov. 1980, p
p.473-475; [4] H.-G. Unger ‘ Planar optical waveguides and
fibres', ClarendonPress, Oxford 1980, cpt 8 ‘Fib
re junctions and transitions',section 8.1 ‘Analys
is of fibre mode excitation', pp.700-709; [5] T. Okoshi et al., “Polarization-diversity r
eceiver for hetero-dyne/coherent optical fiber com
munication", IOOC '83, June 1983,Paper 30C3-2, pp.
386-387; [6] C. Duchet and N. Flaaronning, “New TE/TM po
larization splittermode in Ti:LiNbO3 using x-cut a
nd z-axis propagation", ElectronicsLetters, 5th Ju
ly 1990, Vol. 26, No. 14, pp.995-997; [7] W.K. Burns and A.F. Milton, “Mode conversio
n in planar-dielectricseparating waveguides", IEEE
J. QUANT, ELECTR., Vol. QE-11, No. 1,January 197
5, pp.32-39; [8] Y. Shani et al.:“Polarization rotation in a
symmetric periodicloaded rib waveguides", Integrat
ed Photonics Research, April 9-11,1991, paper ThH
3, Proc. IPR 1991, pp.122-123. [9] R.C. Youngquist et al., “All-fibre componen
ts using periodiccoupling", IEE Proceedings, Vol.
132, Pt. J., No. 5, October 1985,pp.277-286; [10] EP-A-0310174.
【０００９】
【発明の実施の形態】図を参照しながらの多数の例示的
態様の記述により、本発明を一層詳細に説明する。図１
は特願平４−１６５２２６の発明によるモード変換器の
長軸方向断面を概略的に示す。図２は図１のモード変換
器に適したリブタイプの光学導波管の断面を概略的に示
す。図３は混合が分割に先立つ、コヒーレント光学レシ
ーバーの周知光学入力部分のブロックダイアグラムを示
す。図４は分割が混合に先立つ、コヒーレント光学レシ
ーバーの周知入力部分のブロックダイアグラムを示す。
図５は図４及び図７に示される光学入力部分のための結
合したモード変換器／スプリットの長軸方向断面を示
す。図６は本発明の第１の光学入力部分のブロックダイ
アグラムを示す。図７は本発明の第２の光学入力部分の
ブロックダイアグラムを示す。
態様の記述により、本発明を一層詳細に説明する。図１
は特願平４−１６５２２６の発明によるモード変換器の
長軸方向断面を概略的に示す。図２は図１のモード変換
器に適したリブタイプの光学導波管の断面を概略的に示
す。図３は混合が分割に先立つ、コヒーレント光学レシ
ーバーの周知光学入力部分のブロックダイアグラムを示
す。図４は分割が混合に先立つ、コヒーレント光学レシ
ーバーの周知入力部分のブロックダイアグラムを示す。
図５は図４及び図７に示される光学入力部分のための結
合したモード変換器／スプリットの長軸方向断面を示
す。図６は本発明の第１の光学入力部分のブロックダイ
アグラムを示す。図７は本発明の第２の光学入力部分の
ブロックダイアグラムを示す。
【００１０】二つの偏波モードは、等方性媒体中例えば
ＩｎＰ中又は標準のモノモーダル光学ファイバー中のモ
ノモーダルチャネルタイプ（光学）導波管中を伝搬する
ことができる。これらのモードは、ＴＥ（トランスバー
ス・エレクトリック）及びＴＭ（トランスバース・マグ
ネティク）と呼ぶことができる。この用語は、該モード
が単一の電界又は磁界のコンポーネントにより記述でき
ないので、事実、ひとを誤らせる。これらの導波モード
の記載において、全３本の電界及び全３本の磁界のベク
トルコンポーネントは、結局、常に含まれていなければ
ならない。それにもかかわらず、集積光学で標準の直交
軸系の選択によりＴＥモードはＥy 及びＨx コンポーネ
ントにより支配され、そしてＴＭモードはＥx コンポー
ネント及びＨy コンポーネントにより支配されるのが、
事実である。この関係で、Ｚ軸は伝搬の方向を示し、Ｘ
軸は通常スラブ形基体に対して垂直に選ばれる。このタ
イプの導波管は、その上、通常周知の集積技術の性質の
結果として、対称面としてのＸＺ平面と対称である。標
準の光学ファイバーのチャネル形導波管では、Ｚ軸を取
る全ての平面は、対称面である。この対称は、導波モー
ドの界ベクトルコンポーネントで、偶（＋）又は奇
（−）の形でそれ自体現われる。種々のモードについ
て、この偶又は奇の対称は、表１に示される。
ＩｎＰ中又は標準のモノモーダル光学ファイバー中のモ
ノモーダルチャネルタイプ（光学）導波管中を伝搬する
ことができる。これらのモードは、ＴＥ（トランスバー
ス・エレクトリック）及びＴＭ（トランスバース・マグ
ネティク）と呼ぶことができる。この用語は、該モード
が単一の電界又は磁界のコンポーネントにより記述でき
ないので、事実、ひとを誤らせる。これらの導波モード
の記載において、全３本の電界及び全３本の磁界のベク
トルコンポーネントは、結局、常に含まれていなければ
ならない。それにもかかわらず、集積光学で標準の直交
軸系の選択によりＴＥモードはＥy 及びＨx コンポーネ
ントにより支配され、そしてＴＭモードはＥx コンポー
ネント及びＨy コンポーネントにより支配されるのが、
事実である。この関係で、Ｚ軸は伝搬の方向を示し、Ｘ
軸は通常スラブ形基体に対して垂直に選ばれる。このタ
イプの導波管は、その上、通常周知の集積技術の性質の
結果として、対称面としてのＸＺ平面と対称である。標
準の光学ファイバーのチャネル形導波管では、Ｚ軸を取
る全ての平面は、対称面である。この対称は、導波モー
ドの界ベクトルコンポーネントで、偶（＋）又は奇
（−）の形でそれ自体現われる。種々のモードについ
て、この偶又は奇の対称は、表１に示される。
【００１１】
【表１】
【００１２】チャネル形導波管の導波管プロフィルは、
導波媒体及びそれを取り囲むものの光学的性質を含む導
波管の断面の幾何学を意味するものとして理解される。
光学ファイバースプライスに関する理論例えば文献
（４）から、もし一つの導波管プロフィルから他の導波
管プロフィルへの急激な移行が導波管中で生ずるなら
ば、カップリングが、移行の導波上流の導波モードと、
移行の導体下流の全ての可能な導波モードとの間で生じ
うることが知られている。この関係で、放射モードとの
カップリングは、原理的に又可能である。しかし、この
関係でいわれる移行は、放射モードに対するカップリン
グが、考慮に入れられず、そしてそれ故ここでは考慮に
入れられることがない。カップリングの程度、即ち移行
の下流で一つ以上の導波モードに変換される移行の上流
の導波モードのパワーのフラクションは、移行の上流及
び下流の（モード）界ベクトルのスカラー積の積分によ
り計算できる（文献（４）の式（８．６）参照）。この
理論は、一般に異なる界プロフィルを有する２個以上の
チャネル形導波管の列で、一つのチャネル形導体から他
のものへの全ての移行に応用できる。しかし、移行の上
流及び下流の導波モード間の全てのカップリングが容易
に可能であるとは限らない。表１から、例えば、二つの
対称的モノモーダル導波管の連続において、ＴＥ00モー
ドからＴＭ00モードへ又はその逆の変換は（これらの二
つのモードが異なる対称を有するので）生ずることがで
きないことになる。非対称のモノモーダル導波管を有す
る対称導波管、又は二つの異なる非対称モノモーダル導
波管の列では、しかしカップリングが（モード界ベクト
ルコンポーネントの対称が破壊されているので）該ＴＥ
モードとＴＭモードとの間で事実生ずる。二つの異なる
バイモーダル対称導波管の列では、表１によれば、記述
された各組のモードが同じ界対称を有するので、良好な
カップリングが、ＴＥ00及びＴＭ01モードの間、又はＴ
Ｅ01モード及びＴＭ00モードの間及びその逆の移行で生
ずることができる。しかし、このタイプの導波管移行に
おける種々のＴＥ及びＴＭモード間の上記のカップリン
グは弱く、それ故変換のフラクションは低い。例えばコ
ヒーレント光学レシーバーにおけるような応用では、し
かし、単一の移行で得られるのより大きな変換フラクシ
ョンが必要で、この場合約５０％である。このタイプの
大きな変換フラクションは、所望のカップリングが、得
られるべき所望の変換フラクションについて十分にしば
しばそれ自体繰返し得る周期的な構造を利用することに
より得ることができる。異なるモードの伝搬定数が、或
る程度同じ導波管中で異なるので、二つの連続するカッ
プリングの間の距離は、カップリングされるべき二つの
モードが、以前のカップリングから１８０°相から外れ
るようになるときは何時でも、次のカップリングが生ず
るやり方で選ぶことができる。その場合、正の干渉が、
連続するカップリングにおいて発生する同じ所望のモー
ドの寄与の間に常に生じ、連続するカップリングの寄与
は、互いに強化するだろう。移行の上流及び下流の導波
管の或る導波管プロフィルにより、連続するカップリン
グ間の距離及び各々のモードの組に関する繰返しの数
は、一つのモードから或る他のモードへの所望の変換フ
ラクションを得るために決められる。本発明のカップリ
ングの機構は、それ故選択的機構である。
導波媒体及びそれを取り囲むものの光学的性質を含む導
波管の断面の幾何学を意味するものとして理解される。
光学ファイバースプライスに関する理論例えば文献
（４）から、もし一つの導波管プロフィルから他の導波
管プロフィルへの急激な移行が導波管中で生ずるなら
ば、カップリングが、移行の導波上流の導波モードと、
移行の導体下流の全ての可能な導波モードとの間で生じ
うることが知られている。この関係で、放射モードとの
カップリングは、原理的に又可能である。しかし、この
関係でいわれる移行は、放射モードに対するカップリン
グが、考慮に入れられず、そしてそれ故ここでは考慮に
入れられることがない。カップリングの程度、即ち移行
の下流で一つ以上の導波モードに変換される移行の上流
の導波モードのパワーのフラクションは、移行の上流及
び下流の（モード）界ベクトルのスカラー積の積分によ
り計算できる（文献（４）の式（８．６）参照）。この
理論は、一般に異なる界プロフィルを有する２個以上の
チャネル形導波管の列で、一つのチャネル形導体から他
のものへの全ての移行に応用できる。しかし、移行の上
流及び下流の導波モード間の全てのカップリングが容易
に可能であるとは限らない。表１から、例えば、二つの
対称的モノモーダル導波管の連続において、ＴＥ00モー
ドからＴＭ00モードへ又はその逆の変換は（これらの二
つのモードが異なる対称を有するので）生ずることがで
きないことになる。非対称のモノモーダル導波管を有す
る対称導波管、又は二つの異なる非対称モノモーダル導
波管の列では、しかしカップリングが（モード界ベクト
ルコンポーネントの対称が破壊されているので）該ＴＥ
モードとＴＭモードとの間で事実生ずる。二つの異なる
バイモーダル対称導波管の列では、表１によれば、記述
された各組のモードが同じ界対称を有するので、良好な
カップリングが、ＴＥ00及びＴＭ01モードの間、又はＴ
Ｅ01モード及びＴＭ00モードの間及びその逆の移行で生
ずることができる。しかし、このタイプの導波管移行に
おける種々のＴＥ及びＴＭモード間の上記のカップリン
グは弱く、それ故変換のフラクションは低い。例えばコ
ヒーレント光学レシーバーにおけるような応用では、し
かし、単一の移行で得られるのより大きな変換フラクシ
ョンが必要で、この場合約５０％である。このタイプの
大きな変換フラクションは、所望のカップリングが、得
られるべき所望の変換フラクションについて十分にしば
しばそれ自体繰返し得る周期的な構造を利用することに
より得ることができる。異なるモードの伝搬定数が、或
る程度同じ導波管中で異なるので、二つの連続するカッ
プリングの間の距離は、カップリングされるべき二つの
モードが、以前のカップリングから１８０°相から外れ
るようになるときは何時でも、次のカップリングが生ず
るやり方で選ぶことができる。その場合、正の干渉が、
連続するカップリングにおいて発生する同じ所望のモー
ドの寄与の間に常に生じ、連続するカップリングの寄与
は、互いに強化するだろう。移行の上流及び下流の導波
管の或る導波管プロフィルにより、連続するカップリン
グ間の距離及び各々のモードの組に関する繰返しの数
は、一つのモードから或る他のモードへの所望の変換フ
ラクションを得るために決められる。本発明のカップリ
ングの機構は、それ故選択的機構である。
【００１３】図１は、チャネル形導波部分即ち入力部分
Ａ、中間部分Ｂ及び出力部分よりなるモード変換器を縦
の断面で概略的に示す。中間部分Ｂは、異なるモード界
プロフィルを有する、二つの連続して配列された導波下
位部分Ｐ及びＱのＮ回の繰返しよりなる。下位部分Ｐ及
びＱは、それぞれモード依存伝搬定数βPm及びβQm（但
し、ｍは値１及び２を有することができる）を有すると
する。この関係で、ｍ＝１は、フラクションが変換され
ねばならないモードを指示し、ｍ＝２は、該変換が生ず
るモードを指示する。下位部分Ｐ及びＱの長さＬP 及び
ＬQ は、以下の式により求められる。
Ａ、中間部分Ｂ及び出力部分よりなるモード変換器を縦
の断面で概略的に示す。中間部分Ｂは、異なるモード界
プロフィルを有する、二つの連続して配列された導波下
位部分Ｐ及びＱのＮ回の繰返しよりなる。下位部分Ｐ及
びＱは、それぞれモード依存伝搬定数βPm及びβQm（但
し、ｍは値１及び２を有することができる）を有すると
する。この関係で、ｍ＝１は、フラクションが変換され
ねばならないモードを指示し、ｍ＝２は、該変換が生ず
るモードを指示する。下位部分Ｐ及びＱの長さＬP 及び
ＬQ は、以下の式により求められる。
【００１４】
【数１】
【００１５】繰返しの数Ｎは、以下の式により求められ
る。
る。
【００１６】
【数２】
【００１７】但し、ｆ12は、部分Ａから第一の下位部分
Ｐへの移行におけるモード１の強度のフラクションであ
り、該フラクションは、Ｎ番目の下位部分Ｑから部分Ｃ
への移行におけるＮカップリング後にモード２に変換さ
れ、Ｃ12＝各Ｐ−Ｑ及びＱ−Ｐ移行におけるモード１及
び２のカップリングファクター。
Ｐへの移行におけるモード１の強度のフラクションであ
り、該フラクションは、Ｎ番目の下位部分Ｑから部分Ｃ
への移行におけるＮカップリング後にモード２に変換さ
れ、Ｃ12＝各Ｐ−Ｑ及びＱ−Ｐ移行におけるモード１及
び２のカップリングファクター。
【００１８】
【表２】
【００１９】表２は、図１に示されたようなチャネル形
導波管構造によりどのモード変換が達成できるかを示
す。同上マーク〃は、事柄が上の列と同じように意味す
ることを示す。表中の各列は、以下のやり方で解釈され
る。ｍ＝１の下で第一の欄に関する又は同上マークされ
た入力部分Ａを経て入る導波モードは、もし導波部分
Ｐ、Ｑ、Ａ及びＣが、その次の第三の欄で述べられたタ
イプのものでありそして対応する欄の記述に従って対称
又は非対称であるならば、ｍ＝２の下でその次の第二の
欄に関する又は同上マークされた導波モードに変換され
る。そのため、例えば、第７番目の列は、対称の下位部
分Ｐ及びＱ（ｓｙｍにより表示される）を有するバイモ
ーダルチャネル形導波管（ｂｉｍｏｄにより表示され
る）のモードＴＥ00は、ＴＭ01モードに変換でき、部分
Ａ及び部分Ｃが対称又は非対称（（ａ）ｓｙｍにより表
示される）であることが可能であることを意味する。さ
らに、４番目、５番目及び６番目の列は、組合せて読ん
で、その下位部分Ｐ及びＱの少なくとも一つが非対称で
あるモノモーダル導波管（ｍｏｎｏｍｏｄにより表示さ
れる）では、モードＴＥ00がモードＴＭ00に変換できる
ことを指示する。
導波管構造によりどのモード変換が達成できるかを示
す。同上マーク〃は、事柄が上の列と同じように意味す
ることを示す。表中の各列は、以下のやり方で解釈され
る。ｍ＝１の下で第一の欄に関する又は同上マークされ
た入力部分Ａを経て入る導波モードは、もし導波部分
Ｐ、Ｑ、Ａ及びＣが、その次の第三の欄で述べられたタ
イプのものでありそして対応する欄の記述に従って対称
又は非対称であるならば、ｍ＝２の下でその次の第二の
欄に関する又は同上マークされた導波モードに変換され
る。そのため、例えば、第７番目の列は、対称の下位部
分Ｐ及びＱ（ｓｙｍにより表示される）を有するバイモ
ーダルチャネル形導波管（ｂｉｍｏｄにより表示され
る）のモードＴＥ00は、ＴＭ01モードに変換でき、部分
Ａ及び部分Ｃが対称又は非対称（（ａ）ｓｙｍにより表
示される）であることが可能であることを意味する。さ
らに、４番目、５番目及び６番目の列は、組合せて読ん
で、その下位部分Ｐ及びＱの少なくとも一つが非対称で
あるモノモーダル導波管（ｍｏｎｏｍｏｄにより表示さ
れる）では、モードＴＥ00がモードＴＭ00に変換できる
ことを指示する。
【００２０】もしモード変換器が零次のオーダーの導波
モードを第一次のオーダーの導波モードに変換するもの
ならば、導波部分Ａは、モノモーダルであり、一方部分
Ｐ及びＱは、バイモーダルである。好ましくは、テーパ
ーされたピースが、次に部分Ａと第一の部分Ｐとの間に
設けられ、そのテーパーされたピースは、部分ＰとＱと
の間の移行に生じうるようなカップリングなしに、モノ
モーダルからバイモーダルへの徐々の移行を形成する。
モード変換の基礎をなすカップリング機構の交換的な性
質からみて、表２は、もし欄ｍ＝１及びｍ＝２の事項が
相互に交換されるならば、完全に有効のままである。こ
れは、第一及び第二の欄の下の、それぞれｍ＝１及びｍ
＝２により表の最後のラインに示される。
モードを第一次のオーダーの導波モードに変換するもの
ならば、導波部分Ａは、モノモーダルであり、一方部分
Ｐ及びＱは、バイモーダルである。好ましくは、テーパ
ーされたピースが、次に部分Ａと第一の部分Ｐとの間に
設けられ、そのテーパーされたピースは、部分ＰとＱと
の間の移行に生じうるようなカップリングなしに、モノ
モーダルからバイモーダルへの徐々の移行を形成する。
モード変換の基礎をなすカップリング機構の交換的な性
質からみて、表２は、もし欄ｍ＝１及びｍ＝２の事項が
相互に交換されるならば、完全に有効のままである。こ
れは、第一及び第二の欄の下の、それぞれｍ＝１及びｍ
＝２により表の最後のラインに示される。
【００２１】図１では、異なる断面を有する種々の導波
部分Ａ、Ｐ、Ｑ及びＣが示される。これは、それらの導
波プロフィルが異なることを示すために、きわめて象徴
的である。このタイプの差は、しばしば容易に断面のこ
れらの差により達成できるが、それらは、又他のやり方
で得ることができる。さらに、もし下位部分の一つが対
称的であるならば、該下位部分の導波プロフィル及び部
分Ａ及びＣの導波プロフィルは、同じであるように選ぶ
ことができる。
部分Ａ、Ｐ、Ｑ及びＣが示される。これは、それらの導
波プロフィルが異なることを示すために、きわめて象徴
的である。このタイプの差は、しばしば容易に断面のこ
れらの差により達成できるが、それらは、又他のやり方
で得ることができる。さらに、もし下位部分の一つが対
称的であるならば、該下位部分の導波プロフィル及び部
分Ａ及びＣの導波プロフィルは、同じであるように選ぶ
ことができる。
【００２２】図１による構造を有する表２による各変換
器は、例えばＩｎＰに基づいて集積された形で容易に構
成される。図２は、リブ構造を有するチャネル形導波管
の断面を示す。屈折率ｎ1 を有するＩｎＰの基体は、ｎ
1 よりやや高い屈折率ｎ2 を有するＩｎＧａＡｓＰの光
を導くフィルム２、並びに屈折率ｎ1 を有するその上の
ＩｎＰの緩衝層３を支持する。該緩衝層３には、例えば
エッチングの技術の助けにより凹みを設けることにより
緩衝層から得られるような同じ材料の高さｈ及び幅ｄの
矩形の断面を有するリブ４を設ける。等方性の媒体中の
このタイプの矩形の断面を有するリブの下で形成される
導波管は、対称性のものである。導波管は（例えば追加
のエッチング操作により、導波管の長さにわたって矩形
の断面から右上方の隅の小さい隅５を例えば除去するこ
とにより該対称性を破壊することによって）非対称のも
のになる。同じではあるが鏡像のやり方で、右側の代わ
りに左側で断面に非対称性を設けることにより、即ちこ
の例では、同様な大きさの小さな隅６を除去することに
より、非対称性の導波管が又得られるが、それは相対す
る対称性を有する。もし同じではあるが相互に鏡像的な
対称性が右及び左の両方の断面で、即ち小さな隅５及び
小さな隅６の両方を除去することにより設けられるなら
ば、対称的な導波管が又得られるが、それは元の矩形の
断面を有する導波管から異なる導波管プロフィルを有す
る。材料を除去する代わりに、同じ効果は、もちろん材
料上に成長させることにより得られる。幅ｄを適当に選
ぶと、導波管はモノモーダル又はバイモーダルになる。
異なる対称的な導波管は、又幅ｄにおける小さい変化に
より得られ、その場合導波管のモードのタイプは変化し
ない。設けられるべき非対称は、又導波管のモードのタ
イプは変化しないようなものでなければならないが、し
かしこれは重要ではない。
器は、例えばＩｎＰに基づいて集積された形で容易に構
成される。図２は、リブ構造を有するチャネル形導波管
の断面を示す。屈折率ｎ1 を有するＩｎＰの基体は、ｎ
1 よりやや高い屈折率ｎ2 を有するＩｎＧａＡｓＰの光
を導くフィルム２、並びに屈折率ｎ1 を有するその上の
ＩｎＰの緩衝層３を支持する。該緩衝層３には、例えば
エッチングの技術の助けにより凹みを設けることにより
緩衝層から得られるような同じ材料の高さｈ及び幅ｄの
矩形の断面を有するリブ４を設ける。等方性の媒体中の
このタイプの矩形の断面を有するリブの下で形成される
導波管は、対称性のものである。導波管は（例えば追加
のエッチング操作により、導波管の長さにわたって矩形
の断面から右上方の隅の小さい隅５を例えば除去するこ
とにより該対称性を破壊することによって）非対称のも
のになる。同じではあるが鏡像のやり方で、右側の代わ
りに左側で断面に非対称性を設けることにより、即ちこ
の例では、同様な大きさの小さな隅６を除去することに
より、非対称性の導波管が又得られるが、それは相対す
る対称性を有する。もし同じではあるが相互に鏡像的な
対称性が右及び左の両方の断面で、即ち小さな隅５及び
小さな隅６の両方を除去することにより設けられるなら
ば、対称的な導波管が又得られるが、それは元の矩形の
断面を有する導波管から異なる導波管プロフィルを有す
る。材料を除去する代わりに、同じ効果は、もちろん材
料上に成長させることにより得られる。幅ｄを適当に選
ぶと、導波管はモノモーダル又はバイモーダルになる。
異なる対称的な導波管は、又幅ｄにおける小さい変化に
より得られ、その場合導波管のモードのタイプは変化し
ない。設けられるべき非対称は、又導波管のモードのタ
イプは変化しないようなものでなければならないが、し
かしこれは重要ではない。
【００２３】しかし、導波部分の列の移行では、非対称
の概念は相対的なものである。その部分の対称面が、そ
の上流の部分の対称面に関して移行の下流を相殺する、
二つの連続して配置された対称的な部分の間の移行は、
それにもかかわらず、導波モードについて、対称的な導
波部分から非対称的なものへの移行である。これは、同
じ導波プロフィルを有する対称的部分及び異なる導波プ
ロフィルを有する対称的部分の両方に適用できる。これ
は、それに先立つ対称的導波部分に関して非対称の狭さ
又は広がりを有する対称的導波部分は、又対称／非対称
移行をもたらすことを意味する。しかし、これは、リブ
４と同じ高さｈを有する小さな隅５’の除去又は成長に
より、それぞれ得られる非対称に相当する。しかし、別
々のエッチング操作は、最早このタイプの除去に不必要
である。
の概念は相対的なものである。その部分の対称面が、そ
の上流の部分の対称面に関して移行の下流を相殺する、
二つの連続して配置された対称的な部分の間の移行は、
それにもかかわらず、導波モードについて、対称的な導
波部分から非対称的なものへの移行である。これは、同
じ導波プロフィルを有する対称的部分及び異なる導波プ
ロフィルを有する対称的部分の両方に適用できる。これ
は、それに先立つ対称的導波部分に関して非対称の狭さ
又は広がりを有する対称的導波部分は、又対称／非対称
移行をもたらすことを意味する。しかし、これは、リブ
４と同じ高さｈを有する小さな隅５’の除去又は成長に
より、それぞれ得られる非対称に相当する。しかし、別
々のエッチング操作は、最早このタイプの除去に不必要
である。
【００２４】特定のモード変換器に要求される全ての修
正は、工程に使用されるマスクを適当に選択することに
より、現在のエッチング技術によってリブ構造を有する
このタイプの導波管に簡単にしかも要求される正確さで
もたらされる。もちろん、集積光学で標準の他の導波構
造も又この目的に使用できる。なお一般に、表２からの
全てのモード変換器は、周知の集積技術の助けにより、
全ての単一チャネル形導波管に、簡単な修正により製造
できる。
正は、工程に使用されるマスクを適当に選択することに
より、現在のエッチング技術によってリブ構造を有する
このタイプの導波管に簡単にしかも要求される正確さで
もたらされる。もちろん、集積光学で標準の他の導波構
造も又この目的に使用できる。なお一般に、表２からの
全てのモード変換器は、周知の集積技術の助けにより、
全ての単一チャネル形導波管に、簡単な修正により製造
できる。
【００２５】例 １ 表２により、ＴＥ00−ＴＭ00変換器は、モノモーダル導
波部分の助けにより製造できる。ＩｎＰ基体上の上記の
リブ形導波管について、ｎ1 ＝３．２０９、そしてＩｎ
ＧａＡｓＰのフィルム、ｎ2 ＝３．３２５、フィルムの
厚さ０．５０μｍ、緩衝層の厚さ０．１０μｍ、リブの
高さ（緩衝層３の上）０．４５μｍ、リブの幅は、ｄ＝
２．０μｍ（モノモーダル！）を選ぶべきであり、ＬP
＝ＬQ ＝約８０μｍ。下位部分の長さＬP 及びＬQ 並び
に屈折率ｎ1 及びｎ2 は、１．３μｍの波長を有する光
学信号に適用する。部分Ａ及びＣは対称的であり、そし
て同じ導波プロフィルを有する。もし二つの下位部分の
一つ例えば部分Ｐが、０．２３μｍの高さ及び四角の断
面を有する小さな隅５を除去する結果として非対称的で
あり、そして例えば部分Ａ及びＣと同じモード界プロフ
ィルを有する他が対称的であるならば、計算されたカッ
プリングファクターは、モードＴＥ00及びＴＭ00の間の
カップリングについてＣ12＝３．４* １０-10 である。
５０％の変換を得るために、フラクションｆ12は＝１／
２でなければならない。これは、もし２Ｃ12 * Ｎ＝１／
４π即ちもしカップリングＮの周期的な繰返しの数＝１
１６ならば、式（数２）に従って達成される。部分Ｂの
全長は、約１８．５ｍｍとなる。もし下位部分Ｑが、又
下位部分Ｐのそれの鏡像に等しい非対称を有して非対称
されるならば、カップリングファクターは、その結果二
倍になり、カップリングの数及びその結果部分Ｂの長さ
は、半分に低下できる。１００％の転換では、数Ｎは二
倍にすべきである。
波部分の助けにより製造できる。ＩｎＰ基体上の上記の
リブ形導波管について、ｎ1 ＝３．２０９、そしてＩｎ
ＧａＡｓＰのフィルム、ｎ2 ＝３．３２５、フィルムの
厚さ０．５０μｍ、緩衝層の厚さ０．１０μｍ、リブの
高さ（緩衝層３の上）０．４５μｍ、リブの幅は、ｄ＝
２．０μｍ（モノモーダル！）を選ぶべきであり、ＬP
＝ＬQ ＝約８０μｍ。下位部分の長さＬP 及びＬQ 並び
に屈折率ｎ1 及びｎ2 は、１．３μｍの波長を有する光
学信号に適用する。部分Ａ及びＣは対称的であり、そし
て同じ導波プロフィルを有する。もし二つの下位部分の
一つ例えば部分Ｐが、０．２３μｍの高さ及び四角の断
面を有する小さな隅５を除去する結果として非対称的で
あり、そして例えば部分Ａ及びＣと同じモード界プロフ
ィルを有する他が対称的であるならば、計算されたカッ
プリングファクターは、モードＴＥ00及びＴＭ00の間の
カップリングについてＣ12＝３．４* １０-10 である。
５０％の変換を得るために、フラクションｆ12は＝１／
２でなければならない。これは、もし２Ｃ12 * Ｎ＝１／
４π即ちもしカップリングＮの周期的な繰返しの数＝１
１６ならば、式（数２）に従って達成される。部分Ｂの
全長は、約１８．５ｍｍとなる。もし下位部分Ｑが、又
下位部分Ｐのそれの鏡像に等しい非対称を有して非対称
されるならば、カップリングファクターは、その結果二
倍になり、カップリングの数及びその結果部分Ｂの長さ
は、半分に低下できる。１００％の転換では、数Ｎは二
倍にすべきである。
【００２６】例 ２ 表２により、ＴＥ00−ＴＭ01変換器は、バイモーダル導
波部分の助けにより構築できる。このタイプのモード変
換器は、実効指標法（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ
Ｍｅｔｈｏｄ）の名前で知られている計算法の助けに
よりデザインされる。ＩｎＰ基体上の上記のリブ形導波
管について、ｎ1 ＝３．１７５４、そしてＩｎＧａＡｓ
Ｐのフィルム、ｎ2 ＝３．４１１６、フィルムの厚さ
０．４７３μｍ、緩衝層の厚さ０．３０４μｍ、リブの
高さ（緩衝層３の上）０．２００μｍ、リブの幅ｄ＝
８．５μｍ（バイモーダル！）、ＬP は＝ＬQ ＝３８７
μｍを選ぶべきである。下位部分の長さＬP 及びＬQ 並
びに屈折率ｎ1 及びｎ2 は、１．５μｍの波長を有する
光学信号についてここでは与えられる。二つの下位部分
は対称的であり、そして同じ導波プロフィルを有する。
下位部分Ｐ及びＱは、相互に関して右及び左に交互に相
殺される縦の方向で連続して接続され、相殺は常に０．
５６μｍである。計算されたカップリングファクター
は、モードＴＥ00及びＴＭ01の間のカップリングについ
てＣ12＝０．１３１である。１００％の変換を得るの
に、少なくとも十分な正確さで、合計１２部分が十分で
ある。方法で生ずる減衰は、＜０．１ｄＢと計算され
る。変換器の全長は、約４．７ｍｍである。もし例えば
４．３μｍのリブ幅を有するＴＭ偏波について少なくと
も、部分Ａがモノモーダルならば、テーパーされたピー
スが、モノモーダル導波管からバイモーダルのものへの
徐々の移行を達成するために、中間部分Ｂの第一の下位
部分と部分Ａとの間に含まれなければならない。部分Ｃ
は、最後の下位部分Ｐ又はＱの直接の接続である。
波部分の助けにより構築できる。このタイプのモード変
換器は、実効指標法（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ
Ｍｅｔｈｏｄ）の名前で知られている計算法の助けに
よりデザインされる。ＩｎＰ基体上の上記のリブ形導波
管について、ｎ1 ＝３．１７５４、そしてＩｎＧａＡｓ
Ｐのフィルム、ｎ2 ＝３．４１１６、フィルムの厚さ
０．４７３μｍ、緩衝層の厚さ０．３０４μｍ、リブの
高さ（緩衝層３の上）０．２００μｍ、リブの幅ｄ＝
８．５μｍ（バイモーダル！）、ＬP は＝ＬQ ＝３８７
μｍを選ぶべきである。下位部分の長さＬP 及びＬQ 並
びに屈折率ｎ1 及びｎ2 は、１．５μｍの波長を有する
光学信号についてここでは与えられる。二つの下位部分
は対称的であり、そして同じ導波プロフィルを有する。
下位部分Ｐ及びＱは、相互に関して右及び左に交互に相
殺される縦の方向で連続して接続され、相殺は常に０．
５６μｍである。計算されたカップリングファクター
は、モードＴＥ00及びＴＭ01の間のカップリングについ
てＣ12＝０．１３１である。１００％の変換を得るの
に、少なくとも十分な正確さで、合計１２部分が十分で
ある。方法で生ずる減衰は、＜０．１ｄＢと計算され
る。変換器の全長は、約４．７ｍｍである。もし例えば
４．３μｍのリブ幅を有するＴＭ偏波について少なくと
も、部分Ａがモノモーダルならば、テーパーされたピー
スが、モノモーダル導波管からバイモーダルのものへの
徐々の移行を達成するために、中間部分Ｂの第一の下位
部分と部分Ａとの間に含まれなければならない。部分Ｃ
は、最後の下位部分Ｐ又はＱの直接の接続である。
【００２７】図３−６の助けにより、偏波ダイバーシチ
に基づいて操作するコヒーレント光学レシーバーに関し
て、それ自体周知の、二つのタイプの光学入力部分の上
記のモード変換器の或る応用が、以下に説明される。
に基づいて操作するコヒーレント光学レシーバーに関し
て、それ自体周知の、二つのタイプの光学入力部分の上
記のモード変換器の或る応用が、以下に説明される。
【００２８】図３は、混合が分割より先立つ周知の光学
入力部分の第一のタイプのブロックダイアグラムを示
す。この部分は、検出されるべき即ち未知のＴＥ／ＴＭ
偏波分布を有する全ての光信号に関する入力光学チャネ
ルａ、並びに局部光源１２から発生する５０％のＴＥ／
ＴＭ偏波分布を有する光信号に関する入力光学チャネル
ｂを有する混合器１１よりなる。混合器１１は、それが
パワーの点で等しく混合した信号を二つの光学チャネル
ｃ及びｄについて分配する。次に、これらの出力で得ら
れた信号のそれぞれは、それ自体周知のＴＥ／ＴＭ偏波
スプリッタ１３及び１４の助けにより分割され、このや
り方で分割した信号は、次の処理のために該スプリッタ
の出光学チャネルｅ、ｆ、ｇ及びｈで提供される。全て
の光学チャネルは、原則的にモノモーダルである。３ｄ
Ｂパワーカップラーは、混合器として知られている。局
部光源１２は、好ましくはこのタイプの光学入力部分の
集積した形で共集積される。もし該光源１２がレーザー
であるならば、それは、それが光学チャネルｊを経て発
射する光信号が唯一つの偏波コンポーネントを含む一つ
の状態を提供するに過ぎない。ＩｎＰに基づく集積に標
準のしかも近赤外線に光を有する共集積されたレーザー
の光信号は、ＴＥ偏波コンポーネントのみを含む。これ
は、モード変換器が、部分的な偏波モード変換、この場
合５０％について光源１２の出力と混合器１１の入力光
学チャネルｂとの間に組み入れられねばならないことを
意味する。光学チャネルｊ及び光学チャネルｂの両者が
モノモーダルであるので５０％ＴＥ00−ＴＭ00モード変
換器１５がこの目的に選ばれることができる。
入力部分の第一のタイプのブロックダイアグラムを示
す。この部分は、検出されるべき即ち未知のＴＥ／ＴＭ
偏波分布を有する全ての光信号に関する入力光学チャネ
ルａ、並びに局部光源１２から発生する５０％のＴＥ／
ＴＭ偏波分布を有する光信号に関する入力光学チャネル
ｂを有する混合器１１よりなる。混合器１１は、それが
パワーの点で等しく混合した信号を二つの光学チャネル
ｃ及びｄについて分配する。次に、これらの出力で得ら
れた信号のそれぞれは、それ自体周知のＴＥ／ＴＭ偏波
スプリッタ１３及び１４の助けにより分割され、このや
り方で分割した信号は、次の処理のために該スプリッタ
の出光学チャネルｅ、ｆ、ｇ及びｈで提供される。全て
の光学チャネルは、原則的にモノモーダルである。３ｄ
Ｂパワーカップラーは、混合器として知られている。局
部光源１２は、好ましくはこのタイプの光学入力部分の
集積した形で共集積される。もし該光源１２がレーザー
であるならば、それは、それが光学チャネルｊを経て発
射する光信号が唯一つの偏波コンポーネントを含む一つ
の状態を提供するに過ぎない。ＩｎＰに基づく集積に標
準のしかも近赤外線に光を有する共集積されたレーザー
の光信号は、ＴＥ偏波コンポーネントのみを含む。これ
は、モード変換器が、部分的な偏波モード変換、この場
合５０％について光源１２の出力と混合器１１の入力光
学チャネルｂとの間に組み入れられねばならないことを
意味する。光学チャネルｊ及び光学チャネルｂの両者が
モノモーダルであるので５０％ＴＥ00−ＴＭ00モード変
換器１５がこの目的に選ばれることができる。
【００２９】図４は、分割が混合に先立つ光学入力部分
のブロックダイアグラムを示す。入力チャネルａを経て
受容される光信号は、先ずＴＥ／ＴＭ偏波スプリッタ２
１に提供される。偏波モードＴＥ及びＴＭにその結果分
割された信号は、共集積された光源１２から発して光学
チャネルｍ及びｎを経て提供され偏波モードに対応した
光信号と混合するために、光学チャネルｋ及びｌを経て
それぞれ別個の３ｄＢパワーカップラー２２及び２３へ
提供される。この目的のために光源１２の出力光学チャ
ネルｊと光学チャネルｍ及びｎとの間に、モード変換器
／スプリッタの組合せ２５が含まれる。全ての光学チャ
ネルａ、ｅ−ｈ及びｊ−ｎは、又モノモーダルである。
さらに一般に、モード変換器／スプリッタの組合せ２５
は、残りの未変換信号から分割されしかも変換された信
号フラクションを別の出力に送る機能を有する。この種
のモード変換器／スプリッタは、図５に詳しく示され、
以下の三つの部分よりなる。即ち、モノモーダル光学チ
ャネルｊをバイモーダル光学チャネルに変換するための
テーパーされたピース２５．１、表２によるＴＸ00−Ｔ
Ｙ01モード変換器２５．２（ＴＸ及びＴＹはそれぞれ二
つの偏波モードＴＥ及びＴＭの一つを表わす）、並びに
モードスプリッタ２５．３。
のブロックダイアグラムを示す。入力チャネルａを経て
受容される光信号は、先ずＴＥ／ＴＭ偏波スプリッタ２
１に提供される。偏波モードＴＥ及びＴＭにその結果分
割された信号は、共集積された光源１２から発して光学
チャネルｍ及びｎを経て提供され偏波モードに対応した
光信号と混合するために、光学チャネルｋ及びｌを経て
それぞれ別個の３ｄＢパワーカップラー２２及び２３へ
提供される。この目的のために光源１２の出力光学チャ
ネルｊと光学チャネルｍ及びｎとの間に、モード変換器
／スプリッタの組合せ２５が含まれる。全ての光学チャ
ネルａ、ｅ−ｈ及びｊ−ｎは、又モノモーダルである。
さらに一般に、モード変換器／スプリッタの組合せ２５
は、残りの未変換信号から分割されしかも変換された信
号フラクションを別の出力に送る機能を有する。この種
のモード変換器／スプリッタは、図５に詳しく示され、
以下の三つの部分よりなる。即ち、モノモーダル光学チ
ャネルｊをバイモーダル光学チャネルに変換するための
テーパーされたピース２５．１、表２によるＴＸ00−Ｔ
Ｙ01モード変換器２５．２（ＴＸ及びＴＹはそれぞれ二
つの偏波モードＴＥ及びＴＭの一つを表わす）、並びに
モードスプリッタ２５．３。
【００３０】この目的のために使用されるスプリッタ
は、バイモーダル導波管のモノモーダル非対称ブランチ
ング、即ち例えば文献（７）（さらに詳しくは図２
（ａ））により開示されたような異なる伝搬定数を有す
る二つのモノモーダルブランチに連続を有するものに基
づく。このタイプのスプリッタでは、ブランチングの上
流の一次のオーダーの導波モードは、最低の伝搬定数を
有するブランチの零次のオーダーの導波モードに完全に
変換され、一方ブランチの上流の零次のオーダーの導波
モードは、最高の伝搬定数を有するブランチを有するブ
ランチに伝搬する。このタイプのモードスプリッタは、
それに先立つ変換器２５．２が、ＴＸ偏波モードが零次
のオーダーの導波モードとして排他的に伝搬し、さらに
ＴＹ偏波モードが一次のオーダーの導波モードとして排
他的に伝搬する光学信号を伝達するので、ここで使用で
きる。このタイプのモードスプリッタの利点は、それが
全く金属化導波管を含まず、そしてこれは通常使用され
る偏波スプリッタとは対照的であることである。集積し
た光学デザインにおける金属化要素の使用は、結局周り
の光学コンポーネントに対する干渉作用を妨げる追加の
手段を要する。もし１００％ＴＸ00−ＴＸ01変換器が、
このタイプのモード変換器／スプリッタの組合せでモー
ド変換器２５．２として選ばれ、ＴＸが再び二つの偏波
モードの一つを代表するならば、又金属化要素を有しな
い偏波スプリッタが得られる。モード変換器／スプリッ
タの組合せ２５は、もしここに組込まれるモード変換器
２５．２が、ＴＥ偏波モードのみが光学チャネルｊで提
供されるという推定から、５０％ＴＥ 00−ＴＭ01モード
変換器であるならば、図４に従って光学入力部分で使用
できる。
は、バイモーダル導波管のモノモーダル非対称ブランチ
ング、即ち例えば文献（７）（さらに詳しくは図２
（ａ））により開示されたような異なる伝搬定数を有す
る二つのモノモーダルブランチに連続を有するものに基
づく。このタイプのスプリッタでは、ブランチングの上
流の一次のオーダーの導波モードは、最低の伝搬定数を
有するブランチの零次のオーダーの導波モードに完全に
変換され、一方ブランチの上流の零次のオーダーの導波
モードは、最高の伝搬定数を有するブランチを有するブ
ランチに伝搬する。このタイプのモードスプリッタは、
それに先立つ変換器２５．２が、ＴＸ偏波モードが零次
のオーダーの導波モードとして排他的に伝搬し、さらに
ＴＹ偏波モードが一次のオーダーの導波モードとして排
他的に伝搬する光学信号を伝達するので、ここで使用で
きる。このタイプのモードスプリッタの利点は、それが
全く金属化導波管を含まず、そしてこれは通常使用され
る偏波スプリッタとは対照的であることである。集積し
た光学デザインにおける金属化要素の使用は、結局周り
の光学コンポーネントに対する干渉作用を妨げる追加の
手段を要する。もし１００％ＴＸ00−ＴＸ01変換器が、
このタイプのモード変換器／スプリッタの組合せでモー
ド変換器２５．２として選ばれ、ＴＸが再び二つの偏波
モードの一つを代表するならば、又金属化要素を有しな
い偏波スプリッタが得られる。モード変換器／スプリッ
タの組合せ２５は、もしここに組込まれるモード変換器
２５．２が、ＴＥ偏波モードのみが光学チャネルｊで提
供されるという推定から、５０％ＴＥ 00−ＴＭ01モード
変換器であるならば、図４に従って光学入力部分で使用
できる。
【００３１】
【実施例】本発明の第１の光学入力部分について図６
は、完全に金属化要素なしに実行できる光学入力信号の
ブロックダイアグラムを示す。図３のブロックダイアグ
ラムに従う光学入力部分におけると正に同じく混合は分
割前にここで生ずる。しかし本質的な差は、バイモーダ
ル入力チャネルｐ及びｑ並びにバイモーダル出力チャネ
ルｒ及びｓを有するマルチモーダル３ｄＢパワーカップ
ラータイプの混合器３１の助けにより、混合がマルチモ
ーダルのレベルで生ずることである。モノモーダル光学
チャネルからそれらを区別するために、該バイモーダル
光学チャネルは、図では太く示される。もし光学チャネ
ルｒ及びｓそれ故光学チャネルｐ及びｑにおいて二つの
異なる偏波ＴＥ及びＴＭが光学チャネルｐ−ｓのそれぞ
れにおいて等しいベースで、相互に異なるオーダーの導
波モードで排他的に伝搬することが確かめられるなら
ば、分割手段として、モードスプリッタ２５．３（図５
参照）と同じタイプのモードスプリッタ３２及び３３が
使用できる。この目的のため、１００％ＴＭ00−ＴＭ01
変換器３４がモノモーダル入力チャネルａ及びバイモー
ダル入力チャネルｐの間に組込まれ、そして５０％ＴＥ
00−ＴＭ01変換器３６が光源１２から発生する光学信号
を導くためのモノモーダル光学チャネルｊ及び混合器３
１のバイモーダル入力光学チャネルｑの間に組込まれ
る。変換器３４及び３６の両者は、再び表２により選ば
れ、そして該変換器のそれぞれでも又図５からテーパー
したピース例えば２５．１が先立つべきである。出光学
チャネルｅ−ｈは、図３のそれらと同じであり、そして
それ故対応する数字を付される。
は、完全に金属化要素なしに実行できる光学入力信号の
ブロックダイアグラムを示す。図３のブロックダイアグ
ラムに従う光学入力部分におけると正に同じく混合は分
割前にここで生ずる。しかし本質的な差は、バイモーダ
ル入力チャネルｐ及びｑ並びにバイモーダル出力チャネ
ルｒ及びｓを有するマルチモーダル３ｄＢパワーカップ
ラータイプの混合器３１の助けにより、混合がマルチモ
ーダルのレベルで生ずることである。モノモーダル光学
チャネルからそれらを区別するために、該バイモーダル
光学チャネルは、図では太く示される。もし光学チャネ
ルｒ及びｓそれ故光学チャネルｐ及びｑにおいて二つの
異なる偏波ＴＥ及びＴＭが光学チャネルｐ−ｓのそれぞ
れにおいて等しいベースで、相互に異なるオーダーの導
波モードで排他的に伝搬することが確かめられるなら
ば、分割手段として、モードスプリッタ２５．３（図５
参照）と同じタイプのモードスプリッタ３２及び３３が
使用できる。この目的のため、１００％ＴＭ00−ＴＭ01
変換器３４がモノモーダル入力チャネルａ及びバイモー
ダル入力チャネルｐの間に組込まれ、そして５０％ＴＥ
00−ＴＭ01変換器３６が光源１２から発生する光学信号
を導くためのモノモーダル光学チャネルｊ及び混合器３
１のバイモーダル入力光学チャネルｑの間に組込まれ
る。変換器３４及び３６の両者は、再び表２により選ば
れ、そして該変換器のそれぞれでも又図５からテーパー
したピース例えば２５．１が先立つべきである。出光学
チャネルｅ−ｈは、図３のそれらと同じであり、そして
それ故対応する数字を付される。
【００３２】本発明の第２の光学入力部分について図７
は、分割が混合に先立つ光学入力部分のブロックダイア
グラムを示す。該入力部分は、図４による入力部分と同
じブロックダイアグラムにより表示できるがその変化し
たものである。入力チャネルａを経て受容される光学信
号は、先ず上記（図５参照）のモード変換器／スプリッ
タ２５と同じタイプで出モノモーダル光学チャネルｋ’
及びｌ’を有するモード変換器／スプリッタの組合せ４
１に提供される。ここでモード変換器（図５の２５．
２）は１００％ＴＭ00−ＴＥ01モード変換器である。そ
の結果、偏波モードＴＥを有する信号は光学チャネル
ｋ’及びｌ’を経て別個の３ｄＢパワーカップラー４２
及び４３に提供され、該信号の一つは、入力チャネルａ
を経て受容される信号の変換されたＴＭコンポーネント
に相当する。又偏波モードＴＥを有する光源１２からの
光学信号は、光源１２の出力光学チャネルｊを経て対称
的Ｙスプリッタ４４の入力に供給され、出モノモーダル
光学チャネルｍ’及びｎ’にわたってパワーの点で分配
されたのち、パワーカップラー４２及び４３に提供され
る。偏波モードＴＥを排他的に有する信号は、出光学チ
ャネルｅ’、ｆ’、ｇ’及びｈ’に、さらなる処理のた
めに提供される。これの利点は、最適化が集積の一つの
偏波モードにのみ要求され、そして図６による入力部分
と同じように、金属要素を設けられた偏波スプリッタ
が、この場合必要ではないことである。さらに他の利点
は、Ｙスプリッタ４４が、図３、４及び６の他の変法の
局部発振器１２の下流に必要な偏波変換及び分割コンポ
ーネントより、遙かに容易に構築できることである。
は、分割が混合に先立つ光学入力部分のブロックダイア
グラムを示す。該入力部分は、図４による入力部分と同
じブロックダイアグラムにより表示できるがその変化し
たものである。入力チャネルａを経て受容される光学信
号は、先ず上記（図５参照）のモード変換器／スプリッ
タ２５と同じタイプで出モノモーダル光学チャネルｋ’
及びｌ’を有するモード変換器／スプリッタの組合せ４
１に提供される。ここでモード変換器（図５の２５．
２）は１００％ＴＭ00−ＴＥ01モード変換器である。そ
の結果、偏波モードＴＥを有する信号は光学チャネル
ｋ’及びｌ’を経て別個の３ｄＢパワーカップラー４２
及び４３に提供され、該信号の一つは、入力チャネルａ
を経て受容される信号の変換されたＴＭコンポーネント
に相当する。又偏波モードＴＥを有する光源１２からの
光学信号は、光源１２の出力光学チャネルｊを経て対称
的Ｙスプリッタ４４の入力に供給され、出モノモーダル
光学チャネルｍ’及びｎ’にわたってパワーの点で分配
されたのち、パワーカップラー４２及び４３に提供され
る。偏波モードＴＥを排他的に有する信号は、出光学チ
ャネルｅ’、ｆ’、ｇ’及びｈ’に、さらなる処理のた
めに提供される。これの利点は、最適化が集積の一つの
偏波モードにのみ要求され、そして図６による入力部分
と同じように、金属要素を設けられた偏波スプリッタ
が、この場合必要ではないことである。さらに他の利点
は、Ｙスプリッタ４４が、図３、４及び６の他の変法の
局部発振器１２の下流に必要な偏波変換及び分割コンポ
ーネントより、遙かに容易に構築できることである。
【図１】特願平４−１６５２２６の発明によるモード変
換器の長軸方向断面を概略的に示す図。
換器の長軸方向断面を概略的に示す図。
【図２】図１のモード変換器に適したリブタイプの光学
導波管の断面を概略的に示す図。
導波管の断面を概略的に示す図。
【図３】混合が分割に先立つ、コヒーレント光学レシー
バーの周知光学入力部分のブロックダイアグラム。
バーの周知光学入力部分のブロックダイアグラム。
【図４】分割が混合に先立つ、コヒーレント光学レシー
バーの周知光学入力部分のブロックダイアグラム。
バーの周知光学入力部分のブロックダイアグラム。
【図５】図４及び図７に示される光学入力部分のための
結合したモード変換器／スプリッタの長軸方向断面を示
す図。
結合したモード変換器／スプリッタの長軸方向断面を示
す図。
【図６】本発明の第１の光学入力部分のブロックダイア
グラム。
グラム。
【図７】本発明の第２の光学入力部分のブロックダイア
グラム。
グラム。
【符号の説明】 Ａ 入力部分 Ｂ 中間部分 Ｃ 出力部分 Ｐ 下位部分 Ｑ 下位部分 ＬP Ｐの長さ ＬQ Ｑの長さ Ｎ Ｐ及びＱの繰返し数 １ 基体 ２ 光を導くフィルム ３ 緩衝層 ４ リブ ５ 小さい隅 ５’ 小さい隅 ６ 小さい隅 ｈ ４の高さ ｄ ４の幅 １１ 混合器 １２ 光源 １３ 偏波スプリッタ １４ 偏波スプリッタ １５ モード変換器 ２１ 偏波スプリッタ ２２ パワーカップラー ２３ パワーカップラー ２５ モード変換器／スプリッタの組合せ ２５．１ テーパーしたピース ２５．２ モード変換器 ２５．３ モードスプリッタ ３１ 混合器 ３２ モードスプリッタ ３３ モードスプリッタ ３４ 変換器 ３６ 変換器 ４１ モード変換器／スプリッタの組合せ ４２ パワーカップラー ４３ パワーカップラー ４４ スプリッタ ａ 入力チャネル ｂ 入力チャネル ｃ 光学チャネル ｄ 光学チャネル ｅ 出光学チャネル ｆ 出光学チャネル ｇ 出光学チャネル ｈ 出光学チャネル ｊ 出力チャネル ｋ 光学チャネル ｌ 光学チャネル ｍ 光学チャネル ｎ 光学チャネル ｐ バイモーダル入力チャネル ｑ バイモーダル入力チャネル ｒ バイモーダル出力チャネル ｓ バイモーダル出力チャネル ｅ’ 出光学チャネル ｆ’ 出光学チャネル ｇ’ 出光学チャネル ｈ’ 出光学チャネル ｋ’ 光学チャネル ｌ’ 光学チャネル ｍ’ 光学チャネル ｎ’ 光学チャネル
Claims (5)
- 【請求項１】 入力光学チャネルを介して受信される第
１光学信号中に存在する偏波モード（ＴＥ，ＴＭ）を、
それぞれが単一の偏波モード（ＴＥ又はＴＭ）をもつ第
１の一対の分離信号に分割するための第１分割手段と、 局光源から生じる第２光学信号を、等しい強度でそれぞ
れが単一の偏波モード（ＴＥ又はＴＭ）をもつ第２の一
対の分離信号に分離するための第２分割手段と、 それぞれに同じ偏波モードをもつ第１の一対の分離信号
の一方と第２の一対の分離信号の一方とを等しく混合し
次いで強度について等しく第１及び第２の出力に分割す
るための第１混合／分割手段、及び、 第１及び第２の各一対の分離信号の残りの各一方を等し
く混合し次いで強度について等しく第３及び第４の出力
に分割するための第２混合／分割手段とを含む偏波ダイ
バーシチに基づくコヒーレント光学レシーバーのための
光学入力部分であって、 第１分割手段が、次数が同じで偏波モード（ＴＥ，Ｔ
Ｍ）が異なる伝搬モードを含む第１信号を異なる次数の
伝搬モードを含む変換された第１信号に変換するための
第１変換手段、及び、該変換された第１信号をモード次
数に従って第１の一対の分離信号に分割するための第１
モード分割手段を含むことを特徴とする上記偏波ダイバ
ーシチに基づくコヒーレント光学レシーバーのための光
学入力部分。 - 【請求項２】 第１変換手段が第１光学信号を、次数が
異なり偏波が同じ（ＴＥ又はＴＭ）伝搬モードを含む第
１信号に変換することを特徴とする請求項１の光学入力
部分。 - 【請求項３】 局光源が共集積されており、第１変換手
段が１００％ＴＭ00−ＴＥ01変換器を含み、第１モード
分割手段が非対称Ｙ接合を含み、そして第２モード分割
手段が対称Ｙ接合を含むことを特徴とする請求項２の光
学入力部分。 - 【請求項４】 入力光学チャネルを介して受信され偏波
モード（ＴＥ，ＴＭ）を含む第１光学信号と局光源から
生じ偏波モード（ＴＥ，ＴＭ）を含む第２光学信号とを
偏波非依存性に等しく混合し次いで強度について等しく
第１及び第２の混合信号に分割するための混合／分割手
段と、及び、 第１及び第２の混合信号中に存在する偏波モードを分離
光学信号にそれぞれ分離して同数の出力光学チャネルに
等しく提示するための第１及び第２の分割手段とを含む
偏波ダイバーシチに基づくコヒーレント光学レシーバー
のための光学入力部分であって、 一方の偏波モードの少なくとも一部分をそれとは次数の
異なる導波モードに変換して上記偏波モードをそれぞれ
第１光学信号及び第２光学信号中に伝搬させるための第
１及び第２の変換手段を備えており、混合／分割手段が
マルチモードパワーカプラーを含み、そして第１及び第
２の分割手段がモードスプリッターであることを特徴と
する上記偏波ダイバーシチに基づくコヒーレント光学レ
シーバーのための光学入力部分。 - 【請求項５】 局光源が共集積されており、第１変換手
段が１００％ＴＭ00−ＴＭ01変換器を含み、第２変換手
段が５０％ＴＥ00−ＴＭ01変換器を含むことを特徴とす
る請求項４の光学入力部分
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