平面光波回路和光学接收器的制造方法
【专利摘要】提供了平面光波回路和光学接收器，其对于在包括90度光学混合器的平面光波回路，减少波导的相交点，提高输入到90度光学混合器的光的偏振消光比，并且容易地使在从偏振解复用单元和90度光学混合器之间的路径中的信号光和本地振荡光各自的光学路径的长度相等。为了实现上述内容，该平面光波回路包括：基板，在其中形成凹槽，该凹槽将基板划分成第一区域和第二区域；嵌入凹槽中的第一滤光器、第二滤光器、第三滤光器；第一波导和第二波导，其被形成在第一区域中，以便引导信号光和本地振荡光；第三波导和第四波导，其被形成为引导信号光和本地振荡光；第一90度光学混合器；第五波导和第六波导，其被形成在第二区域中，以便引导信号光和本地振荡光；第二90度光学混合器。
【专利说明】平面光波回路和光学接收器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及接收偏振复用信号光的平面光波回路和光学接收器。
【背景技术】
[0002] 随着网络流量近来的爆发性增长，已经研究了 40Gbit/s和超过100Gbit/S的超高 速光学传输系统。关于超高速光学传输系统，已经针对通过将相位调制方法与相干检测和 数字信号处理技术组合而得到的数字相干通信执行了积极研究。相位调制方法具有长程光 纤传输所需的较好特性，诸如对于信号光噪声、色散和偏振模式色散的容差特性。
[0003] 作为调制方法，二进制相移键控法（BPSK)和正交相移键控（QPSK)因它们对于色 散补偿的优异容差而受到关注。
[0004] 此外，为了在频率带宽没有增大的情况下扩张传输能力，已经对双偏振正交相 移键控（DP-QPSK)方法等的实际使用积极执行了研究和开发。双偏振正交相移键控 (DP-QPSK)方法是通过两个正交偏振来复用QPSK信号的方法，这些QPSK信号在频率利用效 率方面是优异的。
[0005] 以下，将描述数字相干通信的光学接收器。这里，将使用QPSK方法作为例子对此 进行描述。参照图5,将描述在数字相干通信中接收的过程。
[0006] 首先，光学接收器30000接收信号光，在该信号光中，TE波和TM波被复用（此后， 被称为"TE波/TM波复用信号光"）。本地振荡光源32000输出本地振荡光，在该本地振荡 光中，TE波和TM波被复用（此后，被称为"TE波/TM波复用本地振荡光"）。光学接收单 元31000接收TE波/TM波复用信号光和TE波/TM波复用本地振荡光，根据偏振将它们中 的每个分开，使分开的信号光和本地振荡光相干。光学接收器31000总共输出四个信号光 分量，这些信号光分量由两个信号光分量中的每个的实分量和虚分量构成，这两个信号光 分量中的每个具有与两个正交偏振轴中的每个平行的偏振态。这四个信号光分量被光学检 测器33000转换成模拟电信号，然后被模数转换器34000转换成数字电信号。这些数字电 信号被重采样单元（图中未示出）变换成以信号光的符号率（也被称为波特率）采样的数 字电信号，然后被输入数字信号处理单元35000。数字信号处理单元35000具有补偿色散、 偏振色散、相位噪声和频率偏差的功能。例如，在补偿光学载波频率偏移和光学相位偏移的 过程中，对接收到的信号光的频率和本地振荡光的频率之间的频率偏移和由于光学相位偏 移导致的光学相位旋转分别执行补偿。此后，电信号中的每个被符号决定单元36000解调 成光学发送器已发送的位序列。
[0007] 以此方式，可以实现超高速光学通信系统中的数字相干检测。
[0008] 下文中，将更详细地描述以上提到的光学接收单元31000。关于光学接收单元， 0IF(光互联网络论坛）已经对标准化进行了研究，0IF是促进高速数据通信的行业组织，已 经开发了符合标准的光学接收单元。存在用于实现光学接收单元的各种类型的装置。
[0009] 例如，非专利文献1描述了通过使用微光学技术实现的光学接收单元中的偏振解 复用单元的示例。然而，如果以这种方式使用微光学技术，则难以调节多个本体元件（bulk element)之间的位置关系。具体地，例如，必须对准这多个本体元件的光轴。
[0010] 因此，考虑基于二氧化硅的平面光学集成回路（此后，被称为"平面光波回路"）希 望成为不需要调节位置关系的装置。专利文献1公开了通过使用平面光波回路实现的光 学接收单元的示例。专利文献1公开了以下构造：在平面光波回路的一部分中形成凹槽，插 入光子晶体芯片使其与波导相交，以得到光子晶体芯片功能。
[0011][引用列表]
[0012][非专利文献]
[0013] [NPL1]
[0014] uFully-Integrated Polarization-Diversity Coherent Receiver Module for 100G DP-QPSK"（100G DP-QPSK的全集成偏振分集相干接收器模块），光纤通信会议 (Optical Fiber Communication Conference)，0SA 技术文摘（CD) (Optical Society of America(美国光学学会），2011年），论文0ML515
[0015] [专利文献]
[0016] [PTL1]
[0017] 日本专利申请特许公开No. 2011-76049
【发明内容】
[0018] 技术问题
[0019] 然而，在专利文献1的构造中，用于信号光的波导和用于本地振荡光的波导相交 于多个点，如专利文献1的图1中公开的。当波导恰如平面光波回路中描述的那样相交时， 在相交处或它们的附近出现由于从一个波导到另一个波导的泄漏光或杂散光导致的串扰。 因为在相干接收中串扰对信号质量的影响显著，所以存在的问题是，由于如以上提到的多 个波导彼此相交于多个点而导致信号质量降低。
[0020] 专利文献1中描述的平面光波回路的问题在于，输入到90度光学混合器中的光的 偏振消光比不足。
[0021] 另外，在以上提到的平面光波回路中，必须使在从根据偏振进行分光的点到光被 输入到90度光学混合器中的点的路径中的信号光和本地振荡光各自的光学路径的长度相 等，以防止在解复用偏振之后在信号光束之间以及本地振荡光之间的相位差。
[0022] 本发明是依据以上提到的问题做出的，目的是提供一种平面光波回路和光学接收 器，其中，在包括90度光学混合器的平面光波回路中，波导的相交点减少，输入到90度光学 混合器中的光的偏振消光比提高，容易使在从根据偏振进行分光的点到光被输入到90度 光学混合器中的点的路径中的信号光和本地振荡光各自的光学路径的长度相等。
[0023] 问题的解决方案
[0024] 根据本发明的示例性方面的一种平面光波回路包括：基板，在其中形成凹槽，该凹 槽将基板划分成第一区域和第二区域；第一滤光器，其嵌入凹槽中并且通过透射和反射执 行偏振解复用；第二滤光器，其包括在第一区域中并且通过透射和反射执行偏振解复用； 第三滤光器，其包括在第二区域中并且通过透射和反射执行偏振解复用；在第一区域中形 成的：第一波导和第二波导，其被形成为分别将偏振复用信号光和偏振复用本地振荡光导 向第一滤光器；第三波导和第四波导，其被形成为将由第一滤光器分别反射的信号光和本 地振荡光导向第二滤光器；第一 90度光学混合器，其被形成为使分别被第二滤光器反射的 信号光和本地振荡光相干。在第二区域中形成的：第五波导和第六波导，其被形成为将透射 通过第一滤光器的信号光和本地振荡光分别导向第三滤光器；第二90度光学混合器，其被 形成为使分别透射通过第三滤光器的信号光和本地振荡光相干。
[0025] 根据本发明的示例性方面的一种光学接收器包括：平面光波回路，其根据偏振解 复用偏振复用信号光和偏振复用本地振荡光中的每一个，并且相对于各偏振使信号光和本 地振荡光相干；光电转换单元，其将从平面光波回路输出的相干光转换成电信号；模数转 换单元，其将电信号转换成数字信号；数字信号处理单元，其处理数字信号。其中，平面光 波回路包括：基板，在其中形成凹槽，该凹槽将基板划分成第一区域和第二区域；第一滤光 器，其嵌入凹槽中并且通过透射和反射执行偏振解复用；第二滤光器，其包括在第一区域中 并且通过透射和反射执行偏振解复用；第三滤光器，其包括在第二区域中并且通过透射和 反射执行偏振解复用；在第一区域中形成的：第一波导和第二波导，其被形成为分别将偏 振复用信号光和偏振复用本地振荡光导向第一滤光器；第三波导和第四波导，其被形成为 将由第一滤光器分别反射的信号光和本地振荡光导向第二滤光器；第一 90度光学混合器， 其被形成为使分别被第二滤光器反射的信号光和本地振荡光相干；在第二区域中形成的： 第五波导和第六波导，其被形成为将透射通过第一滤光器的信号光和本地振荡光分别导向 第三滤光器；第二90度光学混合器，其被形成为使分别透射通过第三滤光器的信号光和本 地振荡光。
[0026] 本发明的有益效果
[0027] 根据本发明，变得可以提供一种平面光波回路和光学接收器，其中，在包括90度 光学混合器的平面光波回路中，波导的相交点减少，输入到90度光学混合器中的光的偏振 消光比提高，容易使在从根据偏振进行分光的点到光被输入到90度光学混合器中的点的 路径中的信号光和本地振荡光各自的光学路径的长度相等。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1是根据本发明的示例性实施例的光学传输系统10000的功能框图。
[0029] 图2是根据本发明的示例性实施例的光学接收单元31000的功能框图。
[0030] 图3是根据本发明的示例性实施例的光学接收单元50000的构造的示例。
[0031] 图4是所使用的电介质多层滤光器的透射谱的示例。
[0032] 图5是根据本发明的示例性实施例的光学接收器30000的功能框图。
【具体实施方式】
[0033] 以下，将参照附图描述本发明的示例性实施例。
[0034] 首先，将使用图1描述光学传输系统10000。光学传输系统10000包括：光学发 送器20000,其发送通过偏振复用Μ级相位调制而调制的信号光（M代表等于或大于2的整 数）；传输线40000,其传播光学发送器20000发送的信号光；光学接收器30000,其通过传 输线40000接收信号光。
[0035] 例如，可以使用单模光纤作为传输线40000。
[0036] 光学接收器30000解调信号光并且将解调后的位序列输出到外部。将使用图5描 述光学接收器30000的构造的示例。将描述使用数字信号处理进行的解调作为示例。
[0037] 光学接收器30000包括光学接收单元31000、本地振荡光源32000、光电转换单元 33000、模数转换器34000、数字信号处理单元35000和解调单元36000。
[0038] 光学接收单元31000根据偏振分别解复用输入的偏振复用信号光和输入的偏振 复用本地振荡光（此后，被称为"偏振解复用"），并且相对于各偏振使信号光和本地振荡光 相干。然后，被使得相干的相干光被输出到光电转换单元33000。
[0039] TE和TM的线性偏振可用于将偏振复用在一起。偏振复用可以使将由一个波长传 输的位速率基本上加倍。
[0040] 本地振荡光源32000将频率与光学发送器20000发送的信号光的频率相当的光 作为本地振荡光输出。如果光学发送器20000发送的信号光被波长复用，则本地振荡光源 32000将频率与多个波长中的一个的频率相当的光作为本地振荡光输出。
[0041] 光电转换单元33000将相干光转换成电信号并且将转换后的电信号输出到模数 转换器34000。
[0042] 模数转换器34000在将经过模拟信号转换后的电信号转换成数字信号。然后，数 字信号被输出到数字信号处理单兀35000。
[0043] 数字信号处理单元35000从数字信号中提取关于信号光的相位和强度的信息。数 字信号处理单元35000具有例如补偿色散、偏振色散、相位噪声和频率偏移的功能。
[0044] 解调单元36000基于关于数字信号处理单元35000提取的信号光的相位和强度的 信息，解调发送器20000发送的位序列。
[0045] 接下来，使用图2,将更详细地描述使用平面光波回路实现的光学接收单元 31000。
[0046] 接收单元31000由形成在基于二氧化硅的基板31100上的各种组件构成。
[0047] 在基板31100中，形成凹槽31110,凹槽31110将表面区域划分成区域31120和区 域31130。该凹槽可以具有任何宽度和深度，只要薄膜滤光器可以嵌入并且固定在凹槽中。 例如，可以通过切片工艺容易地形成上述的凹槽31110。在这种情况下，凹槽在纵向方向上 的形状是线性形状。
[0048] 在基板31100上形成信号光输入单元31131、本地振荡光输入单元31132、波 导 31133、31134、31135、31136、31121 和 31122、90 度光学混合器 31123、31137、输出单元 31138、31139、31124 和 31125。
[0049] 光学接收单元31000还包括滤光器3111 1，滤光器3111 1嵌入凹槽31110中并且通 过透射和反射执行偏振解复用。例如，通过透射和反射执行偏振解复用意指通过透射TE波 并且反射TM波来解复用偏振。例如，具有这种性质的滤光器已经被作为薄膜滤光器投入实 际运用。如果使用薄膜滤光器，则它被称为TE透射/TE反射型薄膜滤光器。将描述其中滤 光器31111是这种TE透射/TE反射型薄膜滤光器的本示例性实施例作为示例。
[0050] 信号光输入单兀31131通过传输线40000接收从光学发送器20000发送的偏振复 用信号光。
[0051] 本地振荡光输入单元31132接收偏振复用本地振荡光。假设例如本地振荡光源 32000输出具有单偏振的本地振荡光。在这种情况下，本地振荡光被输入到本地振荡光输入 单元31132,使得本地振荡光的偏振面可以与滤光器31111限定的偏振面成预定角度。这使 得参照滤光器31111限定的偏振面从本地振荡光输入单元31132输入的偏振复用本地振荡 光。
[0052] 以下，将描述滤光器31111的特性。滤光器31111按照入射光的偏振表现出各种 透射率。更详细地，滤光器31111按照取决于其材料或构造、入射光的入射角、或入射光的 波长的偏振而具有各种透射率。滤光器31111使用取决于偏振的反射和透射特性的变化来 实现偏振解复用功能。
[0053] 图4示出上述的滤光器31111的透射谱的示例。这个示例是其中使用以下将描述 的电介质多层滤光器作为滤光器31111的透射谱。这里，透射谱被定义为进入滤光器31111 的光的波长和透射率之间的关系。图4中的水平轴代表进入滤光器31111的光的波长，垂 直轴代表透射率。曲线图上的一条线示出针对TE波的滤光器31111的透射谱，曲线图上 的另一条线示出针对TM波的滤光器31111的透射谱。TM波被定义为其电场分量在与基板 31100的表面垂直的方向上振荡的电磁波，TE波被定义为其电场分量位于基板31100的表 面中并且在与电磁波的传播方向垂直的方向上振荡的电磁波。例如，如果波长范围在图4 中示出的虚线之间的光进入滤光器31111，则透射光主要包括TE波，并且反射光主要包括 TM波。
[0054] 如在图4中的曲线图中看到的，透射光和反射光中的每个主要具有任一种偏振。 也就是说，不一定符合透射光和反射光中的每个只具有任一种偏振，而是它可以包括两种 偏振。因此，透射通过滤光器31111的TE光还在某个小程度上包括TM波。对于被滤光器 31111反射的TM光，几乎一样。
[0055] 作为上述的滤光器31111的材料，例如，存在电介质多层滤光器。可以通过层叠具 有各种透射率值和厚度的多个膜来制造电介质多层滤光器。
[0056] 接下来，将描述滤光器的形状。滤光器31111在光入射方向上具有有限厚度。滤 光器31111的光入射平面只是必须具有几乎等于或大于光照射面积的面积。
[0057] 之后提到的滤光器31141和31151也具有与滤光器31111的特性、材料和形状类 似的特性、材料和形状。
[0058] 波导31133被形成为将被偏振复用并且从信号光输入单兀31131输入的信号光导 向滤光器31111。波导31133被形成为，使得光轴可以与滤光器31111的反射表面以非直角 角度成角度。这样可以防止反射光向着波导31133向后移动。反射表面是滤光器31111区 域中的面向凹槽31110的侧表面的表面。
[0059] 接下来，将描述波导31133的结构和用于在基板31100上形成波导31133的方法。 至于波导31133的结构，芯层的折射率被设定成比包围芯层的覆层的折射率大大约1. 5%。 通过折射率的差异，波导31133将光限制在基板31100的平面方向上。通过CVD(化学气相 沉积）等在由硅（Si)制成的基板31100上形成波导31133。上述的波导结构和用于在基板 上形成波导的方法对下述的其它波导类似。
[0060] 波导31134被形成为将从本地振荡光输入单元31132输入并且被偏振复用的本地 振荡光导向滤光器31111。波导31134还被形成为使得光轴可以与滤光器31111的反射表 面以非直角角度成角度。波导31121被形成为将从滤光器31111输出并且包括在偏振复用 信号光中的透射光导向90度光学混合器31123。波导31135被形成为将被滤光器31111反 射并且包括在偏振复用信号光中的反射光导向90度光学混合器31137。波导31122被形成 为将从滤光器31111输出并且包括在偏振复用本地振荡光中的透射光导向90度光学混合 器31123。波导31136被形成为将被滤光器31111反射并且包括在偏振复用本地振荡光中 的反射光导向90度光学混合器31137。
[0061] 如图2中所示，波导31133、31134、31135和31136形成在基板31100上的区域 31130中。波导31121和31122形成在基板31100上的区域31120中。
[0062] 90度光学混合器31123形成在区域31120中，以使透射通过滤光器31111的信号 光和本地振荡光相干。90度光学混合器31137形成在区域31120中，以使被滤光器31111 反射的信号光和本地振荡光相干。
[0063] 90度光学混合器31123通过使被波导31121和波导31122引导的信号光和本地振 荡光相干，来提取被引导的信号光的实分量和虚分量。90度光学混合器31137通过使被波 导31135和波导31136引导的信号光和本地振荡光相干，来提取被引导的信号光的实分量 和虚分量。
[0064] 输出单元31124将已经被90度光学混合器31123提取的信号光的实分量输出到 外部。输出单元31125将已经被90度光学混合器31123提取的信号光的虚分量输出到外 部。输出单元31138将已经被90度光学混合器31137提取的信号光的实分量输出到外部。 输出单元31139将已经被90度光学混合器31137提取的信号光的虚分量输出到外部。
[0065] 以上已经描述了平面光波回路31000的构造的示例。
[0066] 接下来，将描述图2中示出的平面光波回路31000的操作。
[0067] 首先，通过传输线40000传输的偏振复用信号光被输入到信号光输入单兀31131。 另一方面，来自本地振荡光源32000的偏振复用本地振荡光被输入到本地振荡光输入单元 31132。
[0068] 波导31133将偏振复用信号光导向滤光器31111。另一方面，波导31134将偏振复 用本地振荡光导向滤光器31111。
[0069] 波导31121将通过滤光器31111的信号光的透射光导向90度光学混合器31123。 另一方面，波导31122将通过滤光器31111的本地振荡光的透射光导向90度光学混合器 31123。
[0070] 波导31135将来自滤光器31111的信号光的反射光导向90度光学混合器31137。 另一方面，波导31136将来自滤光器31111的本地振荡光的反射光导向90度光学混合器 31137。
[0071] 90度光学混合器31123使被波导31121引导的信号光和被波导31122引导的本地 振荡光构成的光相干。另一方面，90度光学混合器31137使被波导31135引导的信号光和 被波导31136引导的本地振荡光构成的光相干。
[0072] 然后，输出单元31124和输出单元31125将在90度光学混合器31123中相干的相 干光输出到光电转换单元33000。输出单元31138和输出单元31139将在90度光学混合器 31137中相干的相干光输出到光电转换单元33000。
[0073] 以上已经描述了图2中示出的平面光波回路31000的操作。
[0074] 如上所述，在本示例性实施例中，90度光学混合器31123形成在基板31100上的区 域31120中，90度光学混合器31137形成在基板31100上的区域31130中。另外，通过使根 据偏振分开偏振复用信号光的滤光器31111嵌入凹槽31110中，通过凹槽31110将连接到 90度光学混合器31123的波导与连接到90度光学混合器31137的波导分开。这样使得可 以减少波导31121、31135、31122和31136的相交点并且将偏振解复用后的信号光和本地振 荡光导向90度光学混合器31123和31137。
[0075] 变得可以相对于凹槽31110对称地形成波导31121和31135、波导31122和31136、 90度光学混合器31123和31137。这样可以容易地使波导31121和31135的长度和波导 31122和31136的长度相等。结果，变得可以容易地使在从根据偏振进行分光的点到光被 输入到90度光学混合器中的点的路径中的信号光和本地振荡光各自的光学路径的长度相 等。
[0076] 优选地，波导31121和31135被形成为它们的长度彼此相等。这样使在90度光学 混合器31123中与本地振荡光相干的信号光被传输通过的光学路径等于在90度光学混合 器31137中与本地振荡光相干的信号光被传输通过的光学路径。结果，可以减少在这两个 信号光束之间出现的偏离并且减少信号质量的劣化。
[0077] 更优选地，波导31122和31135被形成为它们的长度彼此相等。
[0078] 接下来，将使用图3描述修改例，在该修改例中，用平面光波回路实现光学接收单 元50000。相同的参考符号被附于与图2中示出的平面光波回路31000的构造相同的构造， 为了简化起见，将省略它们的描述。
[0079] 在平面光波回路50000中，另外地在区域31120中形成凹槽31140,另外地在区域 31130中形成凹槽31150。平面光波回路50000包括滤光器31141和滤光器31151。
[0080] 滤光器31141被包括在区域31120中并且通过透射和反射执行偏振解复用。另一 方面，滤光器31151被包括在区域31130中并且通过透射和反射执行偏振解复用。这里， 滤光器31141通过嵌入凹槽31140中而被包括在区域31120中，滤光器31151通过嵌入凹 槽31150中而被包括在区域31130中。将使用TE透射/TM反射型薄膜滤光器作为滤光器 31141和31151描述本示例性实施例。
[0081] 在本示例性实施例中，波导31121被形成为将从滤光器31111输出并且包括在偏 振复用信号光中的透射光导向滤光器31141并且将从滤光器31141输出的透射光导向90 度光学混合器31123。波导31122被形成为将从滤光器31111输出并且包括在偏振复用本 地振荡光中的透射光导向滤光器31141并且将从滤光器31141输出的透射光导向90度光 学混合器31123。这里，波导31121和31122被形成为使得被引导光可以在其光轴与滤光器 31141的反射表面以非直角角度成角度的情况下进入。
[0082] 波导31135被形成为将被滤光器31111反射并且包括在偏振复用信号光中的反 射光导向滤光器31151，并且将滤光器31151反射的反射光导向90度光学混合器31137。 波导31136被形成为将被滤光器31111反射并且包括在偏振复用信号光中的反射光导向滤 光器31151，并且将滤光器31151反射的反射光导向90度光学混合器31137。这里，波导 31135和31136还被形成为使得被引导光可以在其光轴与滤光器31151的反射表面以非直 角角度成角度的情况下进入。
[0083] 以上已经描述了平面光波回路50000的构造的示例。
[0084] 接下来，将描述图3中示出的平面光波回路50000的操作。
[0085] 首先，通过传输线40000传输的信号光被输入信号光输入单兀31131。来自本地振 荡光源32000的偏振复用本地振荡光被输入到本地振荡光输入单元31132。
[0086] 波导31133将偏振复用信号光导向滤光器31111。另一方面，波导31134将偏振复 用本地振荡光导向滤光器31111。
[0087] 接下来，波导31121将从滤光器31111输出并且包括在偏振复用信号光中的透射 光导向滤光器31141。并且它将从滤光器31141输出的透射光导向90度光学混合器31123。 另一方面，波导31122将从滤光器31111输出并且包括在TE波/TM波复用本地振荡光中的 透射光导向滤光器31141。并且它将从滤光器31141输出的透射光导向90度光学混合器 31123。
[0088] 波导31135将被滤光器31111反射并且包括在偏振复用信号光中的透射光导向滤 光器31151。并且它将被滤光器31151反射的反射光导向90度光学混合器31137。另一方 面，波导31136将被滤光器31111反射并且包括在偏振复用本地振荡光中的反射光导向滤 光器31151。并且它将被滤光器31151反射的反射光导向90度光学混合器31137。
[0089] 后续操作与平面波导回路31000的后续操作相同，因此省略对其的描述。
[0090] 如以上提到的，相比于平面光波回路31000,修改例还包括被包括在区域31120中 并且通过透射和反射执行偏振解复用的滤光器31141和被包括在区域31130中并且通过透 射和反射执行偏振解复用的滤光器31151。
[0091] 通过在如以上提到的引导信号光和本地振荡光所通过的路径中包括多级滤光器， 可以通过滤光器31141进一步传输通过滤光器31111传输的信号光和本地振荡光。这样可 以进一步提高输入到90度光学混合器31123中的光的偏振消光比。还可以使滤光器31151 进一步反射已经被滤光器31111反射的信号光和本地振荡光。这样可以进一步提高输入到 90度光学混合器31137中的光的偏振消光比。
[0092] 根据修改例的平面光波回路50000也具有根据以上提到的示例性实施例的平面 光波回路31000的特性。因此，在包括90度光学混合器的平面光波回路中，可以减少波导 的相交点并且提高输入到90度光学混合器的光的偏振消光比。另外，变得可以容易地使在 从根据偏振进行分光的点到光被输入到90度光学混合器中的点的路径中的信号光和本地 振荡光各自的光学路径的长度相等。
[0093] 尽管以上已经使用示例性实施例作为示例描述了本发明，但本发明不限于上述的 示例性实施例并且在本发明的技术范围内可以以各种方式修改和实现。
[0094] 例如，尽管已经使用Μ级相移键控描述了上述示例性实施例，但还可接受的是使 用幅度相位键控（APSK)和作为APSK方法之一的Μ级正交幅度调制（QAM)。还可以接受的 是采用正交频分复用（0FDM)作为传输方法，并且针对子载波中的至少一个采用偏振复用 Μ级相移键控等。
[0095] 关于传输线40000的构造，还可以接受的是使用多模光纤取代单模光纤。
[0096] 尽管已经在本地振荡光源32000被包括在光学接收器30000中的上述示例性实施 例中示出了示例，但还可以接受的是使本地振荡光源32000在光学接收器30000外部。在 这种情况下，光学接收器30000还包括输入单元，来自本地振荡光源32000的本地振荡光被 输入到输入单元中。
[0097] 凹槽31110、31140和31150的形状在基板31100的纵向方向上不一定是线性形 状，但还可接受的是在纵向方向上具有弯曲形状。这些凹槽可以被形成为完全从一端到一 端地遍及基板。然而，并没有排除在基板中间终止的凹槽。如果凹槽被形成为终止于基板 中间，则可以假设通过假想延伸线分开区域31120和区域31130。可以通过除了切片工艺之 外的方法形成凹槽。
[0098] 尽管已经描述了使用电介质多层滤光器作为滤光器3111U31141和31151的材料 的示例，但还可以使用光子晶体偏振器。
[0099] 已经使用具有透射TE波并且反射TM波的性质的滤光器作为滤光器3113U31141 和31151描述了上述示例性实施例。然而，还可接受的是使用具有透射TM波并且反射TE 波的性质的滤光器作为滤光器31131、31141和31151。这种滤光器可以被称为TE反射/TM 透射型薄膜滤光器，并且通过根据入射光的波长和入射角改变材料和构造来实现。
[0100] 尽管已经描述了其中滤光器33151嵌入凹槽31150中的上述示例性实施例，但滤 光器31151可以附接到区域31130中的基板31100的侧面上。在这种情况下，不需要在区 域31130中形成凹槽31150。
[0101] 本申请是基于并且要求2012年3月6日提交的日本专利申请No.2012-048681的 优先权权益，该申请的公开的全文以引用方式并入本文。
[0102] [参考符号列表]
[0103] 10000光学传输系统
[0104] 20000光学发送器
[0105] 40000 传输线
[0106] 30000光学接收器
[0107] 31000、50000光学接收单元
[0108] 32000本地振荡光源
[0109] 33000光电转换单元
[0110] 34000模数转换器
[0111] 35000数字信号处理单元
[0112] 36000解调单元
[0113] 31100 基板
[0114] 31110、31140、31150 凹槽
[0115] 31120、31130 区域
[0116] 31131信号光输入单兀
[0117] 31132本地振荡光输入单元
[0118] 31133、31134、31135、31136、31121、21122 波导
[0119] 31111、31141、31151 滤光器
[0120] 31137、31123 90 度光学混合器
[0121] 31124、31125、31138、31139 输出单元。
【权利要求】
1. 一种平面光波回路，包括： 基板，在所述基板中形成凹槽，所述凹槽将所述基板划分成第一区域和第二区域； 第一滤光器，所述第一滤光器嵌入所述凹槽中并且通过透射和反射执行偏振解复用； 第二滤光器，所述第二滤光器包括在所述第一区域中并且通过透射和反射执行偏振解 复用； 第三滤光器，所述第三滤光器包括在所述第二区域中并且通过透射和反射执行偏振解 复用； 在所述第一区域中形成的： 第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导被形成为分别将被偏振复用的信 号光和被偏振复用的本地振荡光导向所述第一滤光器， 第三波导和第四波导，所述第三波导和所述第四波导被形成为将由所述第一滤光器分 别反射的信号光和本地振荡光导向所述第二滤光器，以及 第一 90度光学混合器，所述第一 90度光学混合器被形成为使分别被所述第二滤光器 反射的信号光和本地振荡光相干； 在所述第二区域中形成的： 第五波导和第六波导，所述第五波导和所述第六波导被形成为将透射通过所述第一滤 光器的信号光和本地振荡光分别导向所述第三滤光器，以及 第二90度光学混合器，所述第二90度光学混合器被形成为使分别透射通过所述第三 滤光器的信号光和本地振荡光相干。
2. 根据权利要求1所述的平面光波回路， 其中，所述第一滤光器至所述第三滤光器中的每一个是TE透射/TM反射型薄膜滤光器 和TE反射/TM透射型薄膜滤光器中的一种。
3. 根据权利要求1或2所述的平面光波回路， 其中，所述第三波导的长度等于所述第五波导的长度。
4. 根据权利要求1、2和3中的任一项所述的平面光波回路， 其中，所述第四波导的长度等于所述第六波导的长度。
5. 根据权利要求1、2、3和4中的任一项所述的平面光波回路， 其中，所述第二滤光器嵌入到在所述第一区域中形成的凹槽中。
6. 根据权利要求1、2、3和4中的任一项所述的平面光波回路， 其中，所述第二滤光器附接到所述第一区域中的所述基板的侧面上。
7. 根据权利要求1、2、3、4、5和6中的任一项所述的平面光波回路， 其中，所述第三滤光器嵌入到在所述第二区域中形成的凹槽中。
8. 根据权利要求1、2、3、4、5、6和7中的任一项所述的平面光波回路， 其中，所述第一 90度光学混合器和所述第二90度光学混合器分别输出进入的信号光 的实分量和虚分量。
9. 一种光学接收器，包括： 平面光波回路，所述平面光波回路根据偏振来解复用被偏振复用的信号光和被偏振复 用的本地振荡光中的每一个，并且相对于各偏振使所述信号光和所述本地振荡光相干； 光电转换单元，所述光电转换单元将从所述平面光波回路输出的相干光转换成电信 号； 模数转换单元，所述模数转换单元将所述电信号转换成数字信号； 数字信号处理单元，所述数字信号处理单元处理所述数字信号， 其中，所述平面光波回路包括 基板，在所述基板中形成凹槽，所述凹槽将所述基板划分成第一区域和第二区域； 第一滤光器，所述第一滤光器嵌入所述凹槽中并且通过透射和反射执行偏振解复用； 第二滤光器，所述第二滤光器包括在所述第一区域中并且通过透射和反射执行偏振解 复用； 第三滤光器，所述第三滤光器包括在所述第二区域中并且通过透射和反射执行偏振解 复用； 在所述第一区域中形成的： 第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导被形成为分别将被偏振复用的信 号光和被偏振复用的本地振荡光导向所述第一滤光器， 第三波导和第四波导，所述第三波导和所述第四波导被形成为将由所述第一滤光器分 别反射的信号光和本地振荡光导向所述第二滤光器，以及 第一 90度光学混合器，所述第一 90度光学混合器被形成为使分别被所述第二滤光器 反射的信号光和本地振荡光相干； 在所述第二区域中形成的： 第五波导和第六波导，所述第五波导和所述第六波导被形成为将透射通过所述第一滤 光器的信号光和本地振荡光分别导向所述第三滤光器，以及 第二90度光学混合器，所述第二90度光学混合器被形成为使分别透射通过所述第三 滤光器的信号光和本地振荡光相干。
【文档编号】H04J14/04GK104160641SQ201380012749
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年2月18日 优先权日:2012年3月6日
【发明者】山崎裕幸 申请人:日本电气株式会社