专利名称：解调器及光收发机的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信系统中解调相位调制信号的解调器以及使用该种解调器的光收发机(光通信模块)。
背景技术：
在光通信领域中，长期以来沿用通过进行强度调制来调制信号、通过使用光检测器将光强度直接转换为电信号来进行解调这样最单纯的方式。但是近年，为了适应超过 40Gb/s的高比特率，对于信号调制进行相位调制的方式受到瞩目。相位调制信号的解调方法具有两种，一种是使信号调制后发送的光与来自接收器侧具备的本机振荡光(local oscillator lights)的光进行干涉来解调的方法(相干方式)，另一种方法是将信号调制后的光一分为二，使分支后光束间隔调制1比特信号对应的定时进行复用以进行干涉，将相位的偏移转换为光强度信号来解调(差分相移调制方式)。其中差分相移调制方式根据被调制相位的数目被称作差分二相相移键控(DBP^(或者DPSK，Differential Binary Phase Shift Keying)、差分四相相移键控(DQP9(，Differential Quadrature Phase Shift Keying)等。另外，相干方式中，例如相位四相调制的情况被称作QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)。另外，上述任一种方式都能够与对光的两种偏光成分独立进行调制的偏光分集方式并用，由此能够使信息量加倍。尤其是相干方式，组合了偏光分集方式和QPSK的称作DP-QPSK(Dual-Polarization QPSK)的方式也正在研究之中。对于DQPSK解调方法，使用图1的解调器框图进行说明。差分相移调制后的被调制光100首先被半分束器(half beam splitter)这样的分支元件101分割成分支光102、 分支光103。分支光102进一步被分支元件104—分为二，其中之一通过延迟部105附加信号调制1符号对应的光程(例如信号调制频率为20GHz的情况下，约为14mm)，分支元件 104的两束分支光的光程差设定为光波长的整数倍(也就是相位差为0)。之后，两束分支光被半分束器这样的复用元件106再次复用，生成两束干涉光。通过包括平衡型光检测器 (balanced photo detector)禾口胃[fi方(trams-impedance amplifier)
107检测这些干涉光的强度差来得到输出信号。由该相位差为零的干涉光得到的输出信号的通道被称作I通道(I channel)。另一方面，与分支光102相同，被分支元件101分割后的分支光103由分支元件108 —分为二，通过延迟部109对其中之一赋予1信号对应的延迟，再次通过复用元件110复用，生成两束干涉光。但是，在这里将相位差设定为相差90度。 与I通道相同，这些干涉光被检测器111检测出来，从而得到输出信号。由该相位差90度的干涉光得到的输出通道被称作Q通道⑴channel)。在图2的解调器框图中显示DP-QPSK解调方法。被调制光200 (以后称作信号光) 被偏光分束器(polarization beam splitter)等偏光分离元件201分离成两种偏光成分。 同样，在接收侧准备的本机振荡光202也被分支元件203 —分为二。这里，信号光、本机振荡光的分支光输入到光90度混合器(optical 90-deg hybrid) 204、205其中之一，在此生成信号光和本机振荡光的干涉光。此时，信号光和本机振荡光分别在光90度混合器内部被光分支元件分支，以彼此相差90度的相位关系进行两种复用。这里，通过一种复用生成的两束干涉光被平衡型检测器206、207、208、209中的某一个检测出来，并输出与强度差对应的电信号，因此，与DQPSK解调器相同，针对一种偏光成分生成I通道、Q通道的输出信号。如上所述，相位调制信号的解调中使用的是使多束光复用并进行干涉的干涉仪型光学系统。另外，如在DQPSK、DP-QPSK的例子中所述的那样，由于四相相位调制信号的解调中需要两通道的输出，因此以彼此相差90度的相位关系进行两种复用，生成干涉光。作为该种安装形态，已知有日本特开2008-278249号公报(相应美国申请12/104056号公报)、 日本特开2006-287493号公报(相应美国申请11/391414号公报)、日本特开2007-306371 号公报(相应美国申请2007/(^640 号公报)、日本特开2008-17445号公报(相应美国申请11/479920号公报)、日本专利第4170298号公报(相应美国申请11/117429号公报)、 日本特开2006-270909号公报(相应美国申请12/656413号公报)等。上述干涉仪的安装形态主要有使用光波导的形态和使用采用了块状光学元件 (bulk optical element)的空间光学系统的形态，与前者相比，后者具有成本低的特点。在DQPSK、DP-QPSK等中，为了得到I通道、Q通道的输出，需要将信号光和(相干方式情况下的)本机振荡光一分为二。这里，现有的空间光学系统型解调器中使用的是与输入的光的偏光状态无关地将光一分为二的无偏光分束器(专利文献1、2、3、5的半反射镜(HM)、专利文献4的分束器、专利文献6的光耦合器。但是专利文献6的解调器为波导型。)。分支后两光束的光量需要相等，为了确保作为接收机的性能，要求无偏光半分束器的分支比具有高精度。并且，在此所述相位调制信号的解调器一般为通常与波长多路复用方式并用，输入的光的波长在预定范围内变化。因此，需要在很广的波长范围内确保上述高精度分支比。并且，无偏光半分束器一般相对于透射光、反射光以两种不同的偏光状态(水平偏光、垂直偏光)产生不同的相位差。根据该性质，I通道、Q通道的相位差(原本为90 度)产生误差。因此需要将上述相位差抑制为零。该种无偏光分束器的设计非常复杂，成本高。并且，从出于使两光束复用并产生干涉光的目的，也使用无偏光半分束器。该情况下， 与上述相同，为了满足用于满足作为解调器的功能的分支比、偏光状态间的相位差的精度， 无偏光半分束器的成本增高。另外，作为其它课题，由于无偏光分束器、偏光分束器进行的光分支伴随有在分离面上的反射，因此输入的光与分支光不会朝向同一方向。因此，对于现有的解调器，基本上输出到检测器的干涉光的多个光束没有经过排列。另一方面，为了实现电路的简洁化，检测器的受光部适宜全部排列成同一直线状。作为将未经排列的干涉光引导至排列好的检测器的手段，可如专利文献5中所示的那样使用光纤，而为了抑制输出通道间的偏斜(光程差)， 需要使各光纤的长度高精度一致，存在装置成本增高的课题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的第一目的在于提供低成本相移调制信号解调器，并进一步提供使用该种解调器的光通信模块。本发明的第二目的在于提供成本低、容易抑制偏斜的相移调制信号解调器，并进一步提供使用该种解调器的光通信模块。为了达成本发明的目的，使用了以下手段。
(1)采用具有如下单元的结构波长板等偏光转换单元，其对处于预定偏光状态的信号光的偏光进行转换；光束位移器等偏光分离单元，其将所述偏光转换后的信号光分离成以彼此不同的相位关系进行干涉的多个信号光，所述分离后的信号光分别处于彼此正交的偏光状态；偏光复用单元，其对经所述偏光分离单元分离后的各信号光与其他分离后信号光或者本机振荡光进行复用；以及包括波长板、光束位移器等的干涉光生成单元，其对由所述偏光复用单元生成的复用光束的偏光进行转换和分离，生成多束干涉光。由此，能够精度良好地将生成以彼此不同的相位关系进行干涉的多束信号光时、 或者生成多束干涉光时的光学功率设定为相等。另外，由于在上述信号光生成时原理上不发生依存于偏光状态的相位差，因此能够容易地实现多束信号光进行干涉时抑制相位关系之差的误差，结果能够实现装置的低成本化。(2)使(1)中经偏光分离单元分离后的信号光与输入到偏光转换单元的信号光实质上平行。由此，能够使分离后的光束排列后出射，能够实现光学系统的简洁化和抑制偏斜。(3)使(2)中所述偏光分离单元为光束位移器。由此，由于能够容易地进行分离后光束的排列，因此能够简洁地进行光学系统的简洁化和抑制偏斜。(4)使O)中所述偏光分离单元为配置成使入射光束与出射光束平行的偏光分束器。由此，能够微调分离后光束间的距离，能够精度良好地生成干涉光。(5)使(1)中在所述偏光转换单元的光源侧具有分离随机偏光状态的信号光的两种偏光状态的第二偏光分离单元。由此，能够不依赖于输入的信号光的偏光状态地得到(1) 的效果。(6)使(5)中在所述干涉光生成单元的检测器侧设置将所述干涉光分别根据偏光状态复用的第二偏光复用单元。由此，由于不再需要针对输入的信号光的每种偏光状态设置检测器，因此能够以简洁的结构从随机偏光状态的信号光中解调信号。(7)具备如下单元偏光转换单元，其对处于预定偏光状态的信号光和本机振荡光的偏光进行转换；一个偏光分离单元，其将所述偏光转换后的信号光和本机振荡光的两种偏光状态分离；偏光复用单元，其将经所述偏光分离单元分离后的各信号光与本机振荡光复用；以及干涉光生成单元，其对由所述偏光复用单元生成的复用光束的偏光进行转换和分离，生成干涉光。由此，能够精度良好地进行信号光与本机振荡光的复用，能够生成高品质的解调信号。(8)包括如下结构干涉光学系统，其使本机振荡光与信号光的两种偏光成分分别进行干涉，生成多束干涉光束；多个反射元件，其分别反射所述多束干涉光束；多个检测器，其检测从反射元件反射的干涉光束，其受光部配置在一条直线上。信号光到达所述多个反射元件的光程实质上全部相等，从所述反射元件反射的干涉光束实质上经排列后入射到所述多个检测器。由此，能够实现容易抑制偏斜的解调器。根据本发明，能够提供与以往相比成本低或者偏斜小的相位调制信号解调器和光通信模块。
图1是DQPSK信号解调器的框图。
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图2是DP-QPSK信号解调器的框图。图3是本发明DP-QPSK信号解调器的结构图。图4用于说明由于光束位移器的厚度误差导致的复用不完全。图5是使用偏光分束器的DP-QPSK信号解调器的结构图。图6用于说明在偏光分束器上的作用。图7用于说明通过偏光分束器的位移能够调整分离光束间的距离。图8是DP-QPSK信号解调器中通过同一偏光分束器进行偏光分离和信号光与本机振荡光复用的实施方式的结构图。图9用于说明通过偏光分束器同时进行偏光分离和复用。图10是使用通过偏光分束器进行偏光分离、复用的实施方式的结构图。图11是抑制了偏斜的实施方式的结构图。图12是本发明DQPSK信号解调器的结构图。图13是DQPSK信号解调器中通过同一偏光分束器进行偏光分离和两光束复用的实施方式的结构图。图14是使用本发明DP-QPSK信号的光收发机的结构图。图15是使用本发明DQPSK信号的光收发机的结构图。
具体实施例方式实施例1图3所示为本发明的DP-QPSK信号解调器。由于DP-QPSK为相干方式的一种，因此被输入四相相位调制后的信号光301和在接收侧准备的本机振荡光302。首先信号光301 和本机振荡光302被光束位移器(beam displacer) 303分离出各自的偏光成分。光束位移器是通过切分双折射介质(birefringent medium)得到的光学元件，具有从入射光分离出正交的两种偏光成分的性质。另外，分离出的两束光具有与入射光平行出射的性质。这里本机振荡光302预先成为垂直偏光(在光束位移器中不伴有光轴位置变化地出射的偏光成分)和水平偏光(在光束位移器中伴有光轴位置变化地出射的偏光成分)具有相等大小的 45度偏光状态，由光束位移器303分支后的两光束的光量相等。通过光束位移器303后生成的四束光束中，信号光301的垂直偏光成分、本机振荡光302的垂直偏光成分、水平偏光成分通过设定为轴向相对于水平偏光方向为22. 5度的 λ /2板304，成为45度偏光状态。信号光的水平偏光成分通过设定为轴向相对于水平偏光方向为45度的λ/4板305，成为圆偏光状态。圆偏光状态同45度偏光状态一样，所含有的水平偏光成分和垂直偏光成分相等，但是水平偏光成分与垂直偏光成分之间的相位差为90 度(45度偏光的情况下为0度)。该90度的相位差成为后述输出的I通道与Q通道之间的信号光与本机振荡光的相对相位的差。这四束光束被光束位移器306或者光束位移器307 分别一分为二，生成共计八束的光束。为了修正偏斜，这些光束分别通过预定厚度的玻璃板 308。而且，八束光束中的四束通过设定为轴向相对于水平偏光方向为45度的λ/2板309， 偏光被旋转90度，在该时刻，信号光全部成为垂直偏光，本机振荡光全部成为水平偏光。这里，这八束光束入射到光束位移器310，由于本机振荡光的四光束为水平偏光，因此分别产生位移，与信号光的四光束分别复用。这四束复用光束通过设定为轴向相对于水平偏光方向为22. 5度的λ /2板311，各复用光束中的信号光成分和本机振荡光成分分别成为45度偏光和-45度偏光。之后四束复用光束被光束位移器312分离成水平偏光成分和垂直偏光成分，在该时刻，生成信号光和本机振荡光的干涉光共八束。这些光束中的一部分通过用于进行修正偏斜的玻璃板313，最终八束光束分别入射到阵列透镜314，会聚后被检测器315 检测出来。这八束光束中相邻两光束的强度差成为期望的干涉信号，最终针对信号光的水平偏光成分和垂直偏光成分，分别得到相位彼此相差90度的干涉信号输出，即I通道、Q通道的输出。这里，针对本实施例中能够实现高分支比进行说明。本实施例中，光束的分离基于光束位移器进行的偏光分离来进行。因此，该分离时的分支比(分支后两光束的强度比)由入射光的水平偏光成分与垂直偏光成分的比来决定。因此，只要在光束位移器近前方配置的波长板304、305、309、311的轴向为期望值，则能够与光束位移器和波长板的制作精度和不均无关地实现1 1的分支比。由于波长板304、305、309、311的轴向可分别进行调整， 因此通过调整能够以极其高的精度实现1 1的分支比。尤其是波长板304、305、光束位移器306、307进行的光束分离位于产生I通道和Q通道的部位，与以往相比，能够以大幅提高的精度使I通道和Q通道的强度比相等。另外，对于本实施例中光束位移器这样的偏光分离元件，由于基本上将水平偏光成分和垂直偏光成分以不同的光束分离出来，因此原理上不会发生无偏光半分束器中出现的、分支后的光的水平偏光成分与垂直偏光成分之间的相位差。因此，在I、Q通道分支时， 不会发生源自光束分离的通道间的相位差偏差。同样，由于在信号光、本机振荡光复用、干涉光生成部位也不会发生相位差偏差，因此结果上来讲，作为解调器，能够抑制I通道输出和Q通道输出之间的相位差偏差(自90度开始的偏差)。另外，针对玻璃板308、313的功能进行说明。经光束位移器伴有位移地出射的光束和不伴有位移地出射的光束虽然平行出射，但是由于在光束位移器内部的折射率不同， 因此出射时经由不同的光程。该光程差在调制信号的接收器中显示为偏斜(调制信号在各端口间的定时差)，由于直接联系到作为接收器的性能恶化，因此使经由相对较短光程而被出射的不伴有位移的出射光束与另一光束光程相等。但是，在光束位移器中偏斜发生量充分小而可忽略的情况下，这些玻璃板能够省略。本实施例中，基本上信号光与本机振荡光通过了同一光束位移器。这不仅减少了光束位移器的个数，还具有不产生由于光束位移器的厚度不均导致的光束分离距离差的效果。例如，对图4所示在将信号光和本机振荡光分别由不同光束位移器分离之后，通过其他的光束位移器进行复用的情况予以考虑。该情况下，如果分离信号光的光束位移器与分离本机振荡光的光束位移器之间产生厚度误差时，分离信号光和本机振荡光时的位移量不同。于是，在通过其他的光束位移器进行复用时，两束光束对由于位移量的差而不能正确复用，结果造成干涉光的生成效率降低，关系到接收器的性能恶化。对此，通过同一光束位移器对信号光和本机振荡光进行复用，则能够避免这样的由于厚度误差导致的接收器性能恶化。实施例2本实施例为实施例1中的光束位移器置换为偏光分束器的另一实施例。图5所示为本实施例的结构图。偏光分束器通常如图6(a)所示，光束大致垂直地入射到入射面601，在分离面602，入射光束的水平偏光成分不改变光轴地透射，垂直偏光成分反射向90°的方向。另一方面，本实施例中，如图6(b)所示，改变向偏光分束器的入射角，利用光束在入射面601、出射面603、604发生折射后方向改变，使分离面上的透射光605和反射光606与入射光607平行地出射。因此，能够与实施例1的光束位移器完全相同地进行处理。但是， 相对于光束位移器中分离后光束间的距离由光束位移器的外形和光轴方向来决定，本实施例的偏光分束器如图7所示，使偏光分束器向与入射光束垂直的方向移动，从而能够改变反射光束位置，能够进行透射光束、反射光束间距离的微调。实施例3本实施例为实施例1、2中用于生成I、Q通道的偏光分离和用于生成干涉光的偏光复用同时进行的另一实施方式。图8所示为结构图。与实施例1相同，经光束位移器303 进行偏光分离后经λ /2板304或者λ /4板305进行偏光转换后的信号光、本机振荡光入射到偏光分束器802、803中某一个。这里，偏光分束器802、803分离出信号光、本机振荡光各自的水平偏光成分、垂直偏光成分，但是如图9所示，信号光的水平偏光成分与本机振荡光的垂直偏光成分在同轴上复用，或者信号光的垂直偏光成分与本机振荡光的水平偏光成分在同轴上复用。也就是说，在实施例1中由光束位移器306、307进行的偏光转换和由光束位移器310进行的信号光与本机振荡光的复用由偏光分束器802、803同时进行。从偏光分束器802、803出射的四光束与实施例1中从光束位移器310出射的四光束相同，检测出这些光束为止的过程与实施例1相同。并且，如图10所示，也可以为仅使用偏光分束器(光束的入射方向如图6(a)所示，透射光和反射光方向形成90度角度)作为偏光分离元件的结构。实施例4本实施例为本发明的DP-QPSK信号解调器的抑制了偏斜的另一实施方式。图11 所示为本实施例的结构图。输入的信号光与本机振荡光一起入射到偏光分束器1101，如图10所示生成信号光的垂直偏光成分和本机振荡光的水平偏光成分复用后的第一复用光束1102和信号光的水平偏光成分与本机振荡光的垂直偏光成分复用后的第二复用光束 1103。第一复用光束1102入射到无偏光分束器1104，分支为透射光的第一分支光束和反射光的第二分支光束。同样，第二复用光束入射到无偏光分束器1105，分支为反射光的第三分支光束和透射光的第四分支光束。第一、三分支光束分别通过λ/2板1106、1107(轴方位 相对于水平偏光方向为22. 5度)，第二、四分支光束分别通过λ /4板1108、1109(轴方位 相对于水平偏光方向为45度)，成为信号光、本机振荡光具有相等水平偏光成分和垂直偏光成分的偏光状态。这些分支光束由偏光分束器1110或者1111分离成水平偏光成分和垂直偏光成分，生成干涉光。来自各偏光分束器的透射光和反射光分别被反射镜1112反射， 通过透镜1113会聚，分别入射到与检测器1114相邻的受光部，生成与它们的强度差对应的信号。由第一、第二分支光生成的输出信号分别为相对于信号光的垂直偏光成分的I通道输出信号、Q通道输出信号，由第三、第四分支光生成的输出信号分别为相对于信号光的水平偏光成分的I通道输出信号、Q通道输出信号。并且，在本结构中，无偏光分束器1104、1105配置成距偏光分束器1101的距离相等，并且偏光分束器1110与无偏光分束器1104的距离、偏光分束器1111与无偏光分束器 1105的距离均配置为相等。并且，从偏光分束器1110、1111分别生成的反射光、透射光以基
10本排列后的状态入射到检测器。也就是说，光轴相对于检测这些光束的检测器的中心轴对称，并且向接近检测器的方向出射。这样，由于属于具有对称性的结构，各干涉光从在偏光分束器1101的复用时刻至到达反射镜1112的光程相等。并且，由于从反射镜1112反射的光束实质上排列后入射到检测器1114，因此从反射镜1112反射时刻至到达检测器1114的各光束的光程也相等，结果，各干涉光从在偏光分束器1101的复用时刻至到达检测器1114 的光程相等。也就是不产生偏斜。并且，即使在由于偏光分束器1101、1110、1111或者无偏光分束器1104、1105的搭载位置偏差等导致在到达反射镜1112之前的光束中产生了偏斜的情况下，也能够通过微调反射镜1112各自的位置、角度来微调从反射镜1112至检测器 1114的光程，能够修正偏斜，容易地抑制偏斜。实施例5本实施例为本发明DQPSK信号解调器的实施方式。图12中所示为结构图。与实施例1相同，输入的随机偏光状态的信号光被光束位移器1201分离成水平偏光成分和垂直偏光成分。分离后的光束经λ/2板1202(轴向相对于水平偏光方向为22. 5度)成为具有相等水平偏光成分和垂直偏光成分的偏光状态后，水平偏光成分和垂直偏光成分经光束位移器1203、1204的某一个作为不同的光束分离出来，生成与I、Q通道对应的光束。这些光束在经λ /2板1205(轴向相对于水平偏光方向为22. 5度)、λ /4板1206(轴向相对于水平偏光方向为45度)、λ /2板1207(轴向相对于水平偏光方向为67. 5度)、λ /4板 1208(轴向相对于水平偏光方向为135度)的某一个成为具有相等水平偏光成分和垂直偏光成分的偏光状态后，分别被偏光分束器1209分离成透射的水平偏光成分和反射的垂直偏光成分。其中反射后的光束的光路由反射镜1210、1211折返，从而在相对于透射光赋予了信号光的1符号对应的延迟的状态下入射到偏光分束器1212，在此与透射光复用。这些复用光束与实施例1中信号光与本机振荡光复用后的复用光束对应，与实施例1相同，通过λ /2板1214(轴向相对于水平偏光方向为22. 5度)、光束位移器1215后生成干涉光。 本实施例中的所谓干涉光，指的是偏光分束器1209中透射光束与反射光束的干涉光。与实施例1相同，这些干涉光被玻璃板1216修正偏斜，部分光束通过λ /2板1217(轴向相对于水平偏光方向为45度)。在该时刻，源自经光束位移器1201分离后的水平偏光成分的光束的干涉光成为垂直偏光，源自垂直偏光成分的光束的干涉光成为水平偏光。而且，这些水平偏光的干涉光与垂直偏光的干涉光经光束位移器1218复用，经阵列透镜1219会聚到检测器1220进行检测。并且，经偏光分束器1209反射后的光束中插入有单晶硅1213。单晶硅温度通过未作图示的散热体可变，由于温度导致折射率变化，因此反射光束的(相对于偏光分束器 1208的透射光束的)相位得到调整。该相位在I通道调整为0。这里，经λ/2板1205、 1207、λ/4板1206、1208，Q通道中相位调整为相对于I通道中上述相位为90°，通过将I 通道中相位设定为0°，Q通道中相位必然成为90°。另外，相当于I通道和Q通道的光束各有两束，相当于同一通道的两光束的相位经λ/2板1205、1207、λ/4板1206、1208设定为相等。本实施例中，光束的分离基本使用的是光束分离器、偏光分束器这样的偏光分离元件。对于光束位移器1201，即使输入的信号光的偏光状态为随机状态，也将其分离为两束预定偏光状态的光束，因此能够与输入的信号光的偏光状态无关地、高精度地进行之后的由偏光分离元件进行的光束分支。另外，出于将经光束位移器1201分支后的信号光的水平偏光成分和垂直偏光成分再次复用的目的，插入有光束位移器1218。这是因为，信号光的相位调制不同于 DP-QPSK，未进行偏振波多路复用，希望解调器的输出为不依赖于输入的信号光的偏光状态的输出。反之，在解调偏振波多路复用后的DQPSK信号的情况下，去除λ/2板1217、光束位移器1218，检测出八束干涉光束，与实施例相同，使解调器针对每一种偏光成分输出I通道、Q通道的信号即可。实施例6本实施例为实施例5中偏光分束器1209的偏光分离与偏光分束器1212的两光束复用同时进行的另一实施方式。图13所示为本实施例的结构图。本实施例中，生成相当于分别针对通过偏光分束器1301、而非实施例4的光束位移器1203、1204输入的信号光的水平偏光成分、垂直偏光成分的I通道、Q通道的光束。偏光分束器1301中的反射光束(垂直偏光成分)在经棱镜1302、1303改变光路并被赋予信号调制1符号对应的延迟后，通过 λ /2板1304(轴向相对于水平偏光方向为22. 5度)，成为含有相等水平偏光成分和垂直偏光成分的偏光状态。同样，偏光分束器1302中的透射光束(水平偏光成分)通过λ/4板 1305 (轴向相对于水平偏光方向为45度)，成为含有相等水平偏光成分和垂直偏光成分的偏光状态。(但是，水平偏光成分和垂直偏光成分中产生90°的相位差)。因此，这些光束同实施例3—样，如图10所示，经偏光分束器1306分离出各光束的水平偏光成分和垂直偏光成分，并且与不同的光束复用。这里生成的四束光束与实施例4中通过偏光分束器生成的复用光束相同，之后的过程与实施例4相同。(但是基于输入的信号光的水平偏光成分、 垂直偏光成分的干涉光的复用在I、Q通道中分别使用光束位移器1307、1308)。实施例7图14表示本发明DP-QPSK的收发器(光通信模块)的结构。如图14所示，本收发器1401包括发送部1402和接收部1403。发送部1402通过多个数据信号1404和时钟信号1405和多路复用器(multiplexer) 1406生成四个数据调制信号1407、1408、1409、1410 和时钟信号1411。四个数据调制信号1407、1408、1409、1410分别通过不同的驱动器1412、 1413、1414、1415调制相位调制器1416、1417、1418、1419，对从激光光源1420出射的光进行DP-QPSK信号调制。并且，经相位调制器1416、1417进行信号调制后的光与经相位调制器1418、1419进行信号调制后的光在偏光相互正交的状态下在偏光分束器1421复用，生成经DP-QPSK信号调制后的光。时钟信号1411发送到驱动器1422，通过脉冲加工器(pulse carver) 1423对经DP-QPSK信号调制后的光施加脉冲状的调制，由此发送调制后的光1424。对于接收部，经DP-QPSK信号调制后的光1425与来自在接收部准备的激光光源 1426的本机振荡光1427 —起输入与实施例4所示解调器相同的解调器14 ，对于在此输入的信号光的正交的各偏光成分生成I通道输出信号1429、1430和Q通道输出信号1431、 1432。这些经AD转换器1433转换为数字信号后，输入数字信号处理电路1434，在此生成再生信号1435。该再生信号在多路分离器(demultiplexer) 1436中分离为多个数据信号 1437和时钟信号1438。实施例8图15表示本发明DQPSK收发器(光通信模块)的结构。如图15所示，本收发器1501包括发送部1502和接收部1503。发送部1502从多个数据信号1504和时钟信号1505 经多路复用器1506生成第一数据调制信号1507和第二数据调制信号1508和时钟信号 1509。第一数据调制信号1507和第二数据调制信号1508分别通过第一驱动器1510和第二驱动器1511调制第一相位调制器1512和第二相位调制器1513，对于从激光光源1514出射的光进行差分相移调制。时钟信号1509发送到第三驱动器1515，通过脉冲加工器(pulse carver) 1516对经差分相移调制后的光施加脉冲状的调制，由此发送调制后的光1517。
接收部中输入差分相移调制后的光1518，由与实施例4所示解调器相同的解调器 1519生成I通道输出信号1520和Q通道输出信号1521，这些在多路分离器1522 (信号处理部)中分离为多个数据信号1523和时钟信号15M。另外，控制部1525控制产生对加热单晶硅的加热器的驱动信号的驱动器15 ，进行延迟干涉仪的相位控制。
权利要求
1.一种解调相移键控信号的解调器，其特征在于，具备无偏光分离单元，其包括偏光转换单元和偏光分离单元，偏光转换单元对处于预定偏光状态的信号光的偏光进行转换，偏光分离单元将所述偏光转换后的信号光分离成以彼此不同的相位关系进行干涉的多束信号光，所述分离后的信号光分别处于彼此正交的偏光状态；偏光复用单元，其对经所述无偏光分离单元分离后的各信号光与其他分离后信号光或者本机振荡光进行复用；以及干涉光生成单元，其对由所述偏光复用单元生成的复用光束的偏光进行转换和分离， 生成干涉光。
2.根据权利要求1所述的解调器，其特征在于，经所述偏光分离单元分离后的信号光与输入到所述偏光转换单元的信号光实质上平行。
3.根据权利要求2所述的解调器，其特征在于， 所述偏光分离单元为光束位移器。
4.根据权利要求2所述的解调器，其特征在于，所述偏光分离单元为配置成使入射光束与出射光束平行的偏光分束器。
5.根据权利要求1所述的解调器，其特征在于，在所述偏光转换单元的光源侧具有分离随机偏光状态的信号光的两种偏光状态的第二偏光分离单元。
6.根据权利要求5所述的解调器，其特征在于，在所述干涉光生成单元的检测器侧设置将所述干涉光分别根据偏光状态复用的第二偏光复用单元。
7.一种解调相移键控信号的解调器，其特征在于，具备偏光转换单元，其对处于预定偏光状态的信号光和本机振荡光的偏光进行转换； 一个偏光分离单元，其将所述偏光转换后的信号光和本机振荡光的两种偏光状态分1 ；偏光复用单元，其将经所述偏光分离单元分离后的各信号光与本机振荡光复用；以及干涉光生成单元，其对由所述偏光复用单元生成的复用光束的偏光进行转换和分离， 生成干涉光。
8.一种解调相移键控信号的解调器，其特征在于，包括干涉光学系统，其使本机振荡光与信号光的两种偏光成分分别进行干涉，生成多束干涉光束；多个反射元件，其分别反射所述多束干涉光束；以及多个检测器，其检测从反射元件反射的干涉光束，其受光部配置在一条直线上， 信号光到达所述多个反射元件的光程实质上全部相等， 从所述反射元件反射的干涉光束实质上排列后入射到所述多个检测器。
9.一种光收发机，其特征在于，具有 发送部，其发送相移键控信号调制后的光；以及接收部，其被输入相移键控信号调制后的被测定光，生成多个数据信号和时钟信号，所述接收部具有偏光转换单元，其对处于预定偏光状态的信号光的偏光进行转换； 偏光分离单元，其将所述偏光转换后的信号光分离成以彼此不同的相位关系进行干涉的多束信号光，所述分离后的信号光分别为彼此正交的偏光状态；偏光复用单元，其将经所述偏光分离单元分离后的各信号光与其他分离后信号光或者本机振荡光复用；以及干涉光生成单元，其对由所述偏光复用单元生成的复用光束的偏光进行转换和分离， 生成干涉光。
10.根据权利要求9所述的光收发机，其特征在于，经所述偏光分离单元分离后的信号光与输入到所述偏光转换单元的信号光实质上平行。
11.根据权利要求10所述的光收发机，其特征在于， 所述偏光分离单元为光束位移器。
12.根据权利要求10所述的光收发机，其特征在于，所述偏光分离单元为配置成使入射光束与出射光束平行的偏光分束器。
13.根据权利要求9所述的光收发机，其特征在于，在所述偏光转换单元的光源侧具有分离随机偏光状态的信号光的两种偏光状态的第二偏光分离单元。
14.根据权利要求13所述的光收发机，其特征在于，在所述干涉光生成单元的检测器侧设置将所述干涉光分别根据偏光状态复用的第二偏光复用单元。
15.—种光收发机，其特征在于，具有 发送部，其发送相移键控信号调制后的光；以及接收部，其被输入相移键控信号调制后的被测定光，生成多个数据信号和时钟信号， 所述接收部具有偏光转换单元，其对处于预定偏光状态的信号光和本机振荡光的偏光进行转换； 一个偏光分离单元，其对所述偏光转换后的信号光和本机振荡光的两种偏光状态进行分离；偏光复用单元，其将经所述偏光分离单元分离后的各信号光与本机振荡光复用；以及干涉光生成单元，其对由所述偏光复用单元生成的复用光束的偏光进行转换和分离， 生成干涉光。
16.一种光收发机，其特征在于，具有 发送部，其发送相移键控信号调制后的光；以及接收部，其被输入相移键控信号调制后的被测定光，生成多个数据信号和时钟信号， 所述接收部具有干涉光学系统，其使本机振荡光与信号光的两种偏光成分分别进行干涉，生成多束干涉光束；多个反射元件，其分别反射所述多束干涉光束；多个检测器，其检测从反射元件反射的干涉光束，其受光部配置在一条直线上，信号光到达所述多个反射元件的光程实质上全部相等， 从所述反射元件反射的干涉光束实质上排列后入射到所述多个检测器。
全文摘要
本发明提供解调器及光收发机。在空间光学系统型的相移键控信号的解调器中，使用半分束器作为生成相当于I、Q通道的光束时和复用干涉光时使用的无偏光分支单元，难以控制功率分支比，并且需要抑制由于输入状态的偏光状态导致的不同相移，解调器的成本增加。另外，由于分支光的方向不同，因此难以抑制解调器的偏斜。本发明的空间光学系统型的相移键控信号的解调器中，使用偏光旋转元件和偏光分离元件实现生成相当于I、Q通道的光束时和复用干涉光时使用的无偏光光分支单元。并且分支光束实质上进行了排列。
文档编号H04B10/24GK102333059SQ20111019566
公开日2012年1月25日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者三上秀治 申请人:日本光进株式会社