CN110875782A - 相干接收器的组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种相干接收器和光学组件的组装方法。该相干接收器包括：信号端口，其接收信号光，信号光具有彼此成直角的两个偏振分量；偏振相关分束器(PBS)，其根据包含在信号光中的偏振将信号光分成两个部分；分束器(BS)，其将本振光分成两个部分；多模干涉(MMI)装置，其使信号光的两个部分中的一个部分与本振光的两个部分中的一个部分干涉；光学构件，其设置在PBS与MMI装置之间。PBS将信号光的第一波长范围与第一波长范围之外的第二波长范围分开。

Description

相干接收器的组装方法
技术领域
本发明涉及一种相干接收器的组装方法。
背景技术
日本未审查专利公开No.2015-084500披露了一种关于相干接收器的技术。图5示意性地示出了该相干接收器的构造。在图5所示的相干接收器100中，光波导基板101、光学90度混合电路111和112、多个信号光束接收装置134和135、以及监测光接收装置104容纳在外壳105中。信号光束L1和本振光束L2分别从光波导基板101的第一端面101a输入到光波导基板101中的光波导106和107。信号光束L1包括彼此正交的两个偏振分量。
监测光接收装置104接收信号光束L1的被光波导106上的分光元件131分开的一个分开部分。信号光束L1的另一分开部分被偏振分束器132分开为各偏振分量。被分开的偏振分量中的一个偏振分量被输入到光学90度混合电路111，并且被分开的偏振分量中的另一偏振分量被输入到光学90度混合电路112。本振光束L2被分光元件133分开，并且本振光束L2的一个分开部分被输入到光学90度混合电路111。本振光束L2的另一分开部分被输入到光学90度混合电路112。从光学90度混合电路111和112输出的相干光束的光强由多个信号光束接收装置134和135检测。
发明内容
在根据实施例的相干接收器的组装方法中，相干接收器包括：信号光束输入端口，其构造为接收包括彼此正交的两个偏振分量的信号光束；偏振分束器，其构造为将信号光束分成一个偏振分量和另一偏振分量；信号接收单元，其构造为生成第一接收信号和第二接收信号，第一接收信号为根据一个偏振分量的电信号，并且第二接收信号为根据另一偏振分量的电信号；以及至少一个光学构件，其布置在信号光束输入端口与信号接收单元之间的光路上。偏振分束器的设计波段包括作为信号光束的波段(波长范围)的第一波段以及第一波段之外的第二波段。组装方法包括以下步骤：将偏振分束器布置在信号光束输入端口与信号接收单元之间的光路上；将至少一个光学构件布置在偏振分束器与信号接收单元之间的光路上；将包括在第二波段中的测试光束从信号光束输入端口输入到偏振分束器，其中第二波段不同于信号光束的波段；以及基于输入到信号接收单元的测试光束的光强来调整至少一个光学构件的光轴。
附图说明
图1是示出根据实施例的作为组装方法的对象的相干接收器的平面图；
图2是示意性地示出相干接收器内部的光学构件之间的连接关系的平面图；
图3是作为实例的实际测得的PBS的P偏振光透射率与入射光束的波长之间的关系的曲线图；
图4是示出相干接收器的组装方法的流程图；以及
图5示意性地示出了常规相干接收器的构造。
具体实施方式
构成相干接收器的各种光学构件的至少一部分被设计为适于待使用的波段。例如，图5所示的偏振分束器132通过多层介质膜(dielectric multi-layer film)来分离两个偏振分量，并且多层介质膜的膜厚被设计为适于待使用的波段。然而，由于当今通信量增加的缘故，预计波段有所扩展。当波段扩展时，一个设计波段不能应对这种增加，并且光学构件的设计波段必须对应于待使用的相干接收器的波段而变化。
在相干接收器的组装中，使用测试光束来调整各种光学构件的光轴。在此时，所使用的测试光束的波长优选地包括在光学构件的设计波段中，以便高精度地执行光轴调整。然而，在光学构件的设计波段对应于待使用的波段而变化的情况下，测试光束的波长必须对应于待使用的相干接收器而改变。因此，测试装置的光源的波长可调谐范围需要扩展(或者，对于每个相干接收器，需要更换光源)，这导致测试装置的成本增加。相干接收器的组装作业被复杂化。
本发明提供一种相干接收器的组装方法，即使在波段扩展的情况下，该组装方法也可以减少测试装置的成本增加以及相干接收器的组装作业的复杂化。
根据本发明的相干接收器的组装方法，即使在波段扩展的情况下也可以减少测试装置的成本增加以及相干接收器的组装作业的复杂化。
[本发明的实施例的描述]
首先，将以列举的方式描述本发明的实施例的内容。在根据实施例的相干接收器的组装方法中，相干接收器包括：信号光束输入端口，其构造为接收包括彼此正交的两个偏振分量的信号光束；偏振分束器，其构造为将信号光束分成一个偏振分量和另一偏振分量；信号接收单元，其构造为生成第一接收信号和第二接收信号，第一接收信号为根据一个偏振分量的电信号，并且第二接收信号为根据另一偏振分量的电信号；以及至少一个光学构件，其布置在信号光束输入端口与信号接收单元之间的光路上。偏振分束器的设计波段包括作为信号光束的波段的第一波段以及第一波段之外的第二波段。组装方法包括以下步骤：将偏振分束器布置在信号光束输入端口与信号接收单元之间的光路上；将至少一个光学构件布置在偏振分束器与信号接收单元之间的光路上；将包括在第二波段中的测试光束从信号光束输入端口输入到偏振分束器，其中第二波段不同于信号光束的波段；以及基于输入到信号接收单元的测试光束的光强来调整至少一个光学构件的光轴。
在组装方法中，偏振分束器的设计波段包括作为信号光束的波段的第一波段以及第一波段之外的第二波段。因此，测试光束的波长可以设定在信号光束的波段外的第二波段中。在组装方法中，在布置偏振分束器之后，使用包括在第二波段中的测试光束来调整另一光学构件的光轴。因此，根据组装方法，即使在波段从第二波段扩展到第一波段的情况下，也可以使用共同波长下的测试光束来调整用于第一波段的相干接收器的光学构件的光轴和用于第二波段的相干接收器的光学构件的光轴。因此，可以消除测试装置的光源的波长可调谐范围的扩展(或更换每个相干接收器的光源)，并且因此可以减少测试装置的成本增加和相干接收器的组装作业的复杂化。
在上述组装方法中，第一波段的下限为1565nm，并且第二波段可以包括小于1565nm的波段。目前，在相干光传输***中，使用1530nm至1565nm的波段(所谓的C波段)。然而，为了满足将来通信量的进一步增加，研究了作为长波长段(所谓的L波段)的1565nm至1615nm的波段与C波段的结合使用。因此，在上述组装方法中，第一波段的下限为1565nm(即，L波段)，第二波段包括小于1565nm的波段(即，C波段)，并且因此即使在L波段和C波段结合使用的情况下，也可以使用包括在C波段中的测试光束来高精度地调整用于L波段的相干接收器的光学构件的光轴。在这种情况下，第二波段的上限(即，L波段的上限)可以为1615nm。在这种情况下，测试光束的波长可以在1550nm至1565nm的范围内。
在上述组装方法中，至少一个光学构件可以包括透镜，该透镜构造为将信号光束聚集到信号接收单元。因此，可以高精度地调整透镜的光轴。在上述组装方法中，至少一个光学构件可以包括可变衰减器，可变衰减器构造为使信号光束衰减。因此，可以高精度地调整可变衰减器的衰减率。
[本发明的实施例的细节]
在下文中，将参考附图描述根据本发明的实施例的相干接收器的组装方法的具体实例。应注意到，本发明不限于下述实例，并且旨在包括权利要求的等同范围内的全部变型。在下文的描述中，在附图中以相同的附图标记表示相同或相应的构件，并适当地省略重复描述。
图1是示出根据本发明的实施例的作为组装方法的对象的相干接收器1A的平面图。图2是示意性地示出相干接收器1A内部的光学构件之间的连接关系的平面图。相干接收器1A使已调相的(phase modulated)接收信号光(在下文中称为信号光束)L1与本振振荡光(在下文中称为本振光束)L2干涉，并且提取包括在信号光束L1中的信息。应注意到，在实施例中，信号光束L1包括具有彼此正交的偏振方向和彼此正交的相位分量(即，在0°和180°的角度之间调制的相位信息以及在90°和270°的角度之间调制的相位信息)的两个偏振分量，信号光束L1是由所谓的DP-QPSK(双偏振正交相移键控)调制的信号，并且相干接收器1A以该调制信号为对象。应注意到，本振光束L2主要包括这些偏振分量中的通常作为线偏振光束的一个偏振分量。
如图1所示，相干接收器1A包括近似长方体形状的壳体(外壳)2以及固定于壳体2的一个端面2b的信号光束输入端口11(信号端口)和本振光束输入端口13。信号光束输入端口11的光轴和本振光束输入端口13的光轴彼此平行。信号光束输入端口11连接至来自相干接收器1A外部的单模光纤(SMF)，并且通过SMF接收信号光束L1。本振光束输入端口13连接至偏振保持光纤(PMF)，并且通过PMF接收来自相干接收器1A外部的本振光束L2。信号光束L1和本振光束L2分别通过信号光束输入端口11和本振光束输入端口13输入到壳体2的内部。应注意到，用于本振光束L2的光源例如为半导体激光二极管(LD)。
信号光束输入端口11一体地包括：圆筒形的套管11a，其接纳附接于SMF的末端的插芯；透镜架11b，其容纳有准直透镜；以及芯部保持件11c，其布置在套管11a与透镜架11b之间。透镜架11b固定于壳体2的一个端面2b。传播通过SMF内部的信号光束L1在准直透镜处被转换为准直光束，并进入壳体2。本振光束输入端口13一体地包括：圆筒形的套管13a，其接纳附接于PMF的末端的插芯；透镜架13b，其容纳有准直透镜；以及芯部保持件13c，其布置在套管13a与透镜架13b之间。透镜架13b固定于壳体2的一个端面2b。传播通过PMF内部的本振光束L2在准直透镜处被转换为准直光束，并进入壳体2。
壳体2由可伐合金(Kovar)制成。在壳体2的四个侧表面中，在除一个端面2b以外的其它侧表面上设置有多个端子3。多个端子3从构成侧表面的多个层状陶瓷的最下层引出。多个端子3包括：构造为将从信号光束L1提取到的接收信号提取到相干接收器1A外部的端子、构造为向壳体2内部的电路供应电源电压或偏压的端子、接地端子、或任何其它端子。从壳体2的底面的四个拐角引出凸缘4，凸缘4构造为将壳体2固定于例如电路板。
除了上述构造以外，相干接收器1A包括第一MMI元件32a(MMI装置)和第二MMI元件32b(MMI装置)，第一MMI元件32a和第二MMI元件32b是构造为使信号光束L1与本振光束L2干涉的多模干涉波导(MMI)元件。MMI元件32a使信号光束L1的一个偏振分量与本振光束L2干涉，以恢复包括在该一个偏振分量中的信息。MMI元件32b使信号光束L1的另一偏振分量与本振光束L2干涉，以恢复包括在该另一偏振分量中的信息。MMI元件32a和32b例如是光学90度混合元件。MMI元件32a和32b朝向一个端面2b并排布置。
相干接收器1A还包括布置在输入端口11和13与MMI元件32a和32b之间的光路上的多个光学构件。为了使这两个MMI元件32a和32b的信号光束输入端与信号光束输入端口11光学耦合，多个光学构件包括偏振相关分束器(PBS)26、歪斜调整元件27a、透镜***(聚光构件)36、光减速板(半波板)29、全反射镜30a以及透镜***(聚光构件)38。多个光学构件还包括布置在PBS 26与信号光束输入端口11之间的光路上的分束器(BS)22和可变光衰减器(VOA)23。
布置在信号光束输入端口11与MMI元件32a和32b之间的光路上的这些光学构件全部容纳在壳体2的内部。具体地说，如图1所示，BS 22安装在载体20a上，载体20a设置在壳体2的底面上。VOA 23安装在载体20b上，载体20b设置在壳体2的底面上并与载体20a分离。其它光学构件安装在载体20d上，载体20d设置在壳体2的底面上并与载体20a和20b分离。载体20a、20b和20d例如由AlN制成。
BS 22可以由扁平形状的透光部件构成，扁平形状的透光部件具有彼此相反的正面(光学表面)和背面以及形成在正面上的多层介质膜滤波器。在信号光束L1的波长的情况下，多层介质膜滤波器的反射率例如为10％以下，并且在本实例中反射率为5％。信号光束L1进入BS 22的正面，并且被多层介质膜滤波器分开(分离)。被分开的一个信号光束(监测光束L10)被多层介质膜滤波器反射。另一信号光束L11透过多层介质膜滤波器，并且从BS22的背面发射。入射信号光束L1的光轴和透射信号光束L11的光轴几乎彼此平行。因此，透射信号光束L11的光轴与信号光束输入端口11的光轴平行。
相干接收器1A还包括监测光电二极管(监测PD)24。如图1所示，监测PD 24固定于PD载体24a的侧表面，并且PD载体24a安装在载体20a上。如图2所示，监测PD 24布置在BS 22的正面侧。监测PD 24光耦合至BS 22的表面，并且接收被BS 22反射的监测光束L10。监测PD24输出与监测光束L10对应的检测信号。载体20a具有传送检测信号的布线图案，并且该布线图案通过接合线连接至端子3。
VOA 23布置在传输BS 22的信号光束L11的光路上，并且根据需要使信号光束L11衰减。基于从上述监测PD 24输出的检测信号来设定衰减量。设定衰减量的控制信号通过端子3从相干接收器1A的外部输入。例如，在监测PD 24检测到过输入状态(over inputstate)的情况下，增加VOA 23的衰减量以减小行进到MMI元件32a和32b的信号光束L11的强度。
PBS 26是扁平形状的部件，并且具有通过VOA 23光耦合至BS22的光入射表面(光学表面)。PBS 26可以由扁平形状的透光部件构成，扁平形状的透光部件具有彼此相反的正面(光入射表面)和背面以及形成在正面上的多层介质膜滤波器。多层介质膜滤波器例如由交替堆叠的Ta2O5层和SiO2层形成。PBS 26通过多层介质膜滤波器的作用将信号光束L11分成具有一个偏振分量(例如，X偏振分量)的信号光束L12以及具有另一偏振分量(例如，Y偏振分量)的信号光束L13。此次的分配(分离)比例为50％。信号光束L12透过PBS 26。信号光束L13被PBS 26的光入射表面反射，并且在与信号光束L12的行进方向交叉的方向上沿直线行进。信号光束L12的光轴和信号光束L13的光轴形成几乎直角。
歪斜调整元件27a和透镜***38布置在PBS 26与MMI元件32a的信号光束输入端之间的光路上。已沿直线行进穿过PBS 26的信号光束L12穿过歪斜调整元件27a。歪斜调整元件27a例如是Si(硅)块状材料，并且通过等效地增加从PBS 26到MMI元件32a的信号光束输入端的光路长度来补偿由于信号光束L13与信号光束L12的光路长度的差异导致的延迟。即，信号光束L13到MMI元件的距离比信号光束L12到MMI元件的距离长从PBS 26到全反射镜30a的距离。歪斜调整元件27a向信号光束L12赋予与该距离对应的相位延迟。在这之后，通过透镜***38在MMI元件32a的信号光束输入端处收集信号光束L12。应注意到，透镜***38由沿光轴方向并排排列的两个聚光透镜38a和38b构成。
半波板29、全反射镜30a和透镜***36布置在PBS 26与MMI元件32b的信号光束输入端之间的光路上。被PBS 26反射(分开)的具有Y偏振分量的信号光束L13再次被全反射镜30a反射，并且该信号光束L13的光轴与MM元件32b的信号光束输入端的光轴一致。在这之后，信号光束L13透过布置在全反射镜30a与MMI元件32b之间的半波板29。半波板29可以由具有彼此相反的光入射表面和发光表面的扁平形状的双折射材料构成。双折射材料例如为石英晶体。半波板29通过双折射材料的作用赋予两个偏振分量180度相位差，以使信号光束L13的偏振方向旋转90度。因此，透过半波板29的信号光束L13的偏振方向与沿直线行进穿过PBS 26的信号光束L12的偏振方向一致。在这之后，通过透镜***36在MMI元件32b的另一信号光束输入端处收集信号光束L13。透镜***36由沿光轴方向排列的两个聚光透镜36a和36b构成。应注意到，半波板29可以布置在信号光束L13的光路上的任何位置处，并且可以布置在例如PBS 26与全反射镜30a之间。
相干接收器1A还包括作为使这两个MMI元件32a和32b的本振光束输入端光耦合至本振光束输入端口13的光学构件的下述构件：歪斜调整元件27b、全反射镜30b、偏振器33、BS 34和透镜***(聚光构件)28和31。这些光学构件全部容纳在壳体2的内部。
偏振器33确定从本振光束输入端口13输入的本振光束L2的偏振方向。因此，即使必须通过联接至输入端口13的PMF保持的本振光束的偏振方向在壳体2的组装中移位，也可以获得具有仅沿成0°或90°的角度的偏振方向的线偏振分量的本振光束L2。应注意到，在用于本振光束L2的光源为半导体LD的情况下，通常，光束为主要具有与有源层(activelayer)平行的偏振分量的椭圆偏振光束。然而，为了获得半导体LD的例如振荡稳定性、材料可靠性以及期望的输出波长，可以采用具有晶格不匹配的有源层。在从这种具有晶格不匹配的有源层输出的激光束中，椭圆偏振光束的短轴有时相对地增大。即使在这种情况下，偏振器33也将本振光束L2从椭圆偏振光束转化为线偏振光束。
BS 34是具有光入射表面(光学表面)的扁平形状的部件，光入射表面通过偏振器33光耦合至本振光束输入端口13，并且BS 34以50％的分配比例将穿过偏振器33的本振光束L2分成两个本振光束L22和L23。作为本振光束L2的一个分开部分的本振光束L22被BS 34反射，并且沿直线行进到全反射镜30b。作为本振光束L2的另一分开部分的本振光束L23透过BS 34。本振光束L22的光轴和本振光束L23的光轴形成几乎直角。
全反射镜30b和透镜***28布置在BS 34与MMI元件32a的本振光束输入端之间的光路上。被BS 34反射(分开)的本振光束L22再次被全反射镜30b反射，并且该本振光束L22的光轴与MMI元件32a的本振光束输入端的光轴一致。在这之后，通过透镜***28在MMI元件32a的本振光束输入端处收集本振光束L22。透镜***28由沿光轴方向排列的两个聚光透镜28a和28b构成。
歪斜调整元件27b和透镜***31布置在BS 34与MMI元件32b的本振光束输入端之间的光路上。已沿直线行进穿过BS 34的本振光束L23穿过歪斜调整元件27b。歪斜调整元件27b通过等效地增加从BS 34到MMI元件32b的本振光束输入端的本振光束L23的光路长度来补偿由于本振光束L22与本振光束L23的光路长度的差异导致的延迟。即，本振光束L22到MMI元件的距离比本振光束L23到MMI元件的距离长从BS 34到全反射镜30b的距离。歪斜调整元件27b向本振光束L23赋予与该距离对应的相位延迟。在这之后，通过透镜***31在MMI元件32b的本振光束输入端处收集本振光束L23。应注意到，透镜***31由沿光轴方向排列的两个聚光透镜31a和31b构成。
如上文所述，输入到相干接收器1A的信号光束L1和本振光束L2朝向两个MMI元件32a和32b。MMI元件32a和32b是根据实施例的信号接收单元，并且例如是使用磷化铟(InP)半导体基板的光电二极管(PD)集成式干涉波导元件。MMI元件32a使一个偏振分量(信号光束L12)与本振光束L22干涉，以从信号光束L12提取与本振光束L22的相位相同的信号分量以及与本振光束L22的相位不同(成90°角)的信号分量，并且生成作为第一接收信号(其为电信号)的光电流。类似地，MMI元件32b使另一偏振分量(信号光束L13)与本振光束L23干涉，以从信号光束L13提取与本振光束L23的相位相同的信号分量以及与本振光束L23的相位不同(成90°角)的信号分量，并且生成作为第二接收信号(其为电信号)的光电流。由MMI元件32a和32b产生的光电流被安装在壳体2(见图1)内部的放大器39a和39b转换为电压信号，并且从多个端子3输出。放大器39a和39b安装在这两个MMI元件32a和32b周围的电路板20e上。放大器39a和39b例如是跨阻抗放大器(TIA)。
这里，在布置在信号光束输入端口11与MMI元件32a和32b之间的光路上的多个光学构件中，将描述BS 22、PBS 26和半波板29的光学性质。如上文所述，BS 22和PBS 26具有多层介质膜滤波器。BS 22和PBS 26的光学性质(分配比例)取决于入射光束的波长和多层介质膜滤波器的膜厚。因此，为了获得期望的光学性质，BS 22和PBS 26的多层介质膜滤波器的膜厚被设定为与待使用的波段对应的适当值。在根据实施例的信号光束L1的波段为L波段(1565nm至1615nm，根据实施例的第一波段)的情况下，例如，BS 22和PBS 26的设计波段包括L波段。即，BS 22和PBS 26的多层介质膜滤波器的膜厚被设定为使得至少在L波段中获得期望的光学性质。具体地说，BS 22的多层介质膜滤波器的膜厚被选择为这样：BS 22的分配比例在整个L波段的范围中为10％以下(例如5％)的期望值。PBS 26的多层介质膜滤波器的膜厚被选择为这样：PBS 26的分配比例在整个L波段的范围中为期望值(大致50％)。
图3是作为实例的实际测得的PBS 26的P偏振光透射率(Tp)与入射光的波长之间的关系的曲线图。水平轴线表示入射光束的波长(单位：nm)，并且竖直轴线表示P偏振光透射率(dB)。图3示出了PBS 26的设计波段A1。如图3所示，根据实施例的PBS 26的P偏振光透射率从小于1550nm到1550nm的波段突然上升，并且在1550nm到1555nm及以上的波段中在约0dB(零分贝)处变得几乎恒定不变。根据具有这种光学性质的PBS 26，在整个L波段的范围中可以实现大致50％的分配比例。
除此之外，在本实施例中，PBS 26的设计波段A1包括C波段中与L波段相邻的部分波段A2(例如，1560nm至1565nm，根据实施例的第二波段)。因此，根据实施例的PBS 26的设计波段在1560nm到1615nm的范围内。应注意到，包括在PBS 26的设计波段中的L波段之外的波段A2的具体范围不限于此。例如，当PBS 26的设计波段包括小于1565nm的任何波段(诸如1555nm到1565nm或者1550nm到1565nm的波段)时，例如，在需要的情况下宽度可以增加或减小。
BS 22的设计波段也基于与上述构思类似的构思来设定。即，BS 22的设计波段包括C波段中与L波段相邻的部分波段(例如，1560nm至1565nm)。因此，根据实施例的BS 22的设计波段与PBS 26类似地在1560nm到1615nm的范围内。应注意到，包括在BS 22的设计波段中的L波段之外的波段的具体范围不限于此。例如，当BS 22的设计波段包括小于1565nm的任何波段(诸如1555nm到1565nm或者1550nm到1565nm的波段)时，例如，在需要的情况下宽度可以增加或减小。
如上文所述，半波板29具有板形形状的双折射材料。半波板29的光学性质(赋予两个偏振分量的相位差)取决于入射光束的波长和双折射材料的板厚。因此，为了获得期望的光学性质，半波板29的双折射材料的板厚被设定为与待使用的波段对应的适当值。在根据实施例的信号光束L1的波段为L波段的情况下，例如，半波板29的设计波段包括L波段。即，半波板29的双折射材料的板厚被设定为使得至少在L波段中获得期望的光学性质。具体地说，半波板29的双折射材料的板厚被选择为这样：半波板29的相位差在整个L波段的范围中落入180±5°的范围内。
应注意到，在作为设计波段的波段A1中的BS 22、PBS 26和半波板29的外表面上设置标记，以将作为设计波段的C波段中的BS、PBS和半波板区分开来。标记的实例包括例如通过切割刀切割的台阶。
这里，将描述相干接收器1A的组装方法。图4是相干接收器1A的组装方法的流程图。如图4所示，首先，在步骤S1中，使用例如AuSn焊料将MMI元件32a和MMI元件32b固定在载体20d上。使用树脂材料将放大器39a和39b固定在载体20d上，树脂材料诸如为熔点低于AnSn焊料的熔点的焊料和银浆等。在这之后，将载体20d安装在壳体2的底面上并使用粘合剂(诸如UV树脂等)固定。
随后，在步骤S2中，将光学构件固定在壳体2的底面上。具体地说，首先，将PBS 26、全反射镜30a和30b以及BS 34布置在载体20d上，并且使用粘合剂固定。在此时，这些光学构件被夹持在壳体2的上方，自动准直机的光束被光入射表面反射，并且在通过自动准直机观察反射光束的同时这些光学构件的角度被调整为使得反射光束的光轴彼此一致。这些光学构件以所保持的角度布置在载体20d上的预定位置处。应注意到，仅通过对预先在载体20d上形成的对准标记的目视观察，确定这些光学构件在载体20d上的位置。进而对全部PBS26、全反射镜30a和30b和BS 34执行该作业。
随后，将BS 22布置在壳体2内的载体20a上，并且使用粘合剂固定。在该步骤中，与前述步骤类似，使用自动准直机调整BS 22的角度，并且BS 22以所保持的角度布置在载体20a上的预定位置处。
随后，将歪斜调整元件27a和27b、半波板29和偏振器33布置在壳体2内的载体20d上，并且使用粘合剂固定。在该步骤中，与前述步骤类似，使用自动准直机调整这些光学构件的角度，并且光学构件以所保持的角度布置在载体20d上的预定位置处。进而对全部歪斜调整元件27a和27b、半波板29和偏振器33执行该作业。
随后，在步骤S3中，基于输入到MMI元件32a和32b的测试光束的光强，调整除BS22、PBS 26和半波板29以外的至少一个光学构件的光轴。在该步骤中，调整聚光透镜28a、31a、36a和38a的光轴，并且固定聚光透镜28a、31a、36a和38a。作为准备工作，首先，将用于光轴调整的测试光源的输出波长设定为包括在C波段中的与L波段相邻的部分波段A2(见图3)中的波长。作为实例，波段A2的范围为从1550nm到1565nm。作为实例，测试光源的输出波长为1560nm。在壳体2的一个端面2b上布置有两个模拟端口。这些模拟端口是输入端口11和13的替代，并且模拟端口朝向壳体2的内部发射来自测试光源的测试光束。模拟端口具有安装在模拟端口内的准直透镜，并且这些测试光束为大致准直光束。
随后，调整这些模拟端口的光轴。首先，将测试光束从一个模拟端口引入到壳体2的内部，并且将测试光束输入到包括BS 22、PBS 26和半波板29的光学构件。通过内置在MMI元件32a中的PD来检测穿过光学构件的测试光束。在该状态下，模拟端口在壳体2的一个端面2b上滑动，并且搜寻测试光束强度最大的模拟端口的位置。类似地，通过另一模拟端口将测试光束从该另一模拟端口引入到壳体2内部，并且通过内置在MMI元件32b中的PD检测穿过光学构件的测试光束。该模拟端口在一个端面2b上滑动，并且搜寻通过PD检测到的测试光束强度最大的模拟端口的位置。MMI元件32a和32b的信号光束输入端口和本振光束输入端口的有效区域非常小，约为几μm。然而，测试光束被转换为准直光束，并且因此即使在不通过透镜***28、31、36和38来实现光耦合的情况下，也可以确定实现最大光耦合的模拟端口的位置。
随后，调整聚光透镜28a、31a、36a和38a的光轴，并且固定聚光透镜28a、31a、36a和38a。首先，将聚光透镜28a布置在载体20d上，使来自模拟端口的测试光束进入，通过MMI元件32a的内置PD检测穿过聚光透镜28a的测试光束。在稍微改变聚光透镜28a的位置和角度的同时，确定在内置PD处接收到的光束强度最大的聚光透镜28a的位置和角度。在确定之后，将聚光透镜28a向MMI元件32a侧移动预定量，并且随后向上缩回(收回)，并且将粘合剂树脂(例如，UV可固化树脂)涂覆在载体20d的透镜安装面上。使聚光透镜28a返回原始位置，调整聚光透镜28a的位置，使得在内置PD处接收到的光束强度是聚光透镜28a缩回之前的强度，施加UV线，并且随后将聚光透镜28a临时固定在载体20d上。与聚光透镜28a类似地，还将聚光透镜31a、36a和38a临时固定在载体20d上。在这之后，加热粘合剂树脂以永久地固定聚光透镜28a、31a、36a和38a。
随后，在步骤S4中，以相同方式使用上述测试光束，调整聚光透镜28b、31b、36b和38b的光轴，并且固定聚光透镜28b、31b、36b和38b。调整光轴和固定光学构件的方法类似于调整上述聚光透镜28a、31a、36a和38a的光轴和固定这些构件的方法。
随后，在步骤S5中，基于输入到MMI元件32a和32b的测试光束的光强，调整除BS22、PBS 26和半波板29以外的至少一个光学构件的光轴。在该步骤中，调整监测PD 24和VOA23的光轴，并且固定监测PD 24和VOA 23。首先，在壳体2的外部，将监测PD 24安装在PD载体24a上以预先组装中间组件，并且将该中间组件安装在载体20a上。随后，使来自模拟端口的测试光束进入监测PD 24，并且检测进入监测PD 24的测试光束的强度。在稍微改变PD载体24a的位置和角度的同时，确定在监测PD 24处接收到的光束强度最大的PD载体24a的位置和角度。在确定之后，将PD载体24向上缩回，并且将粘合剂树脂(例如，UV可固化树脂)涂覆在载体20a的PD载体安装面上。使PD载体24a返回原始位置，调整PD载体24a的位置，使得在监测PD 24处接收到的光束强度是PD载体24a缩回之前的强度，施加UV线，并且随后将PD载体24a临时固定在载体20a上。
随后，将VOA 23固定在载体20b上。此时，为了获得与施加电压的最大消光比，在将控制信号从偏压电源通过握持VOA 23的夹头施加到VOA 23的同时从模拟端口输入测试光束，通过MMI元件32a中内置的PD检测穿过VOA 23的测试光束的强度，并且在确认消光比的同时调整光轴。在这之后，将VOA 23向上缩回，并且将粘合剂树脂(例如，UV可固化树脂)涂覆在载体20b的VOA安装面上。使VOA 23返回原始位置，调整VOA 23的位置，使得在VOA 23的消光比是在VOA 23缩回之前的消光比，施加UV线，并且随后将VOA 23临时固定在载体20b上。在这之后，加热粘合剂树脂以永久地固定PD载体24a和VOA 23。
随后，在步骤S6中，在以干燥氮气代替(填充)壳体2的内部的同时，通过焊接将覆盖壳体2的盖(盖体)固定至壳体2。应注意到，在盖的内表面上施加黑色镀层以便避免杂散光。
随后，在步骤S7中，以原始信号光束输入端口11替代一个模拟端口，调整信号光束输入端口11的光轴，并且固定信号光束输入端口11。具体地说，将测试光束从信号光束输入端口11引入，并且通过MMI元件32a的内置PD检测测试光束的强度。在参考所检测到的测试光束的强度在沿端面2b的平面中滑动信号光束输入端口11的透镜架11b和套管11a的同时，确定在内置PD处接收到的光束强度与在使用模拟端口调整透镜***的光轴时的强度类似的位置。可以更精细的是，该位置是这样的位置：在该位置处，VOA 23的消光比与在调整VOA23的光轴时的消光比类似。在确定之后，通过例如YAG焊将透镜架11b固定到壳体2。将芯部保持件11c布置在透镜架11b与套管11a之间，并且调整套管11a的三轴光轴(triaxialoptical axis)。在内置PD处接收的光束强度最大的位置处，通过YAG焊将芯部保持件11c固定至套管11a。
随后，在步骤S8中，以原始本振光束输入端口13替代另一模拟端口，调整本振光束输入端口13的光轴，并且固定本振光束输入端口13。具体地说，将测试光束从本振光束输入端口13引入，并且通过MMI元件32b的内置PD检测测试光束的强度。在参考所检测到的测试光束的强度在沿端面2b的平面中滑动本振光束输入端口13的透镜架13b和套管13a的同时，确定在内置PD处接收到的光束强度与在使用模拟端口调整透镜***的光轴时的强度类似的位置。在确定之后，通过例如YAG焊将透镜架13b固定到壳体2。将芯部保持件13c布置在透镜架13b与套管13a之间，并且调整套管13a的三轴光轴。在内置PD处接收的光束强度最大的位置处，通过YAG焊固定芯部保持件13c和套管13a。
随后，在步骤S9中，为了精细地调谐(微调)套管11a的光轴，将强度较弱的YAG光束施加到芯部保持件11c，以优化MMI元件32a的内置PD处接收到的光束强度以及VOA 23的消光比。类似地，为了精细地调谐套管13a的光轴，将强度较弱的YAG光束施加到芯部保持件13c，以优化MMI元件32b的内置PD处接收到的光束强度。
应注意到，与步骤S3中使用的测试光束类似地，步骤S4至S9中使用的测试光束的波长包括在C波段中与L波段相邻的部分波段A2(见图3)中。作为实例，波段A2的范围为从1550nm到1565nm。作为实例，测试光束的波长为1560nm。
将描述从根据上述实施例的相干接收器1A的组装方法获得的效果。通常，在相干接收器的组装中，使用测试光束来调整各种光学构件的光轴。在此时，所使用的测试光束的波长优选地包括在光学构件的设计波段中，以便高精度地执行光轴调整。目前，C波段主要用于相干光通信。然而，由于通信量增加的缘故，研究了波段扩展到L波段。满足L波段的相干接收机的发展正在推进。在满足L波段的相干接收器中，光学构件的设计波段为L波段。在光学构件中，例如BS 22、PBS 26和半波板29难以满足C波段和L波段两者，并且需要对每个波段进行专门设计。
然而，在现有测试装置中，测试光束的波长包括在C波段中。因此，在L波段的测试光束用于L波段的相干接收器的组装的情况下，测试装置的光源的波长可调谐范围需要扩展(或者，对于待组装的相干接收器，需要适当地更换光源)，这导致测试装置的成本增加。具体地说，可以覆盖从C波段(1530至1565nm)到L波段(1565至1615nm)的波长范围的波长可调谐光源非常昂贵。相干接收器的组装作业被复杂化，并且增加了过程的数量。作为选择，认为可将相干接收器的生产线分成用于C波段的生产线和用于L波段的生产线。然而，这导致生产设施的增加，这是不利的。
对于上述问题，在根据实施例的组装方法中，BS 22、PBS 26和半波板29的设计波段A1(见图3)包括作为信号光束L1的波段的L波段以及作为C波段的一部分的波段A2(见图3)。因此，使得可以将测试光束的波长设定在信号光束L1的波段外的波段A2中。在本实施例中，在布置BS 22、PBS 26和半波板29之后，使用包括在波段A2中的测试光束来调整其它光学构件(透镜***28、31、36和38以及任何其它构件)的光轴。因此，根据实施例，即使在波段从C波段扩展到L波段的情况下，也可以使用共同波长下的测试光束来调整用于C波段的相干接收器的光学构件的光轴和用于L波段的相干接收器的光学构件的光轴。作为选择，测试光源的波长可调谐范围可以较窄(例如，范围可以限于C波段)。因此，根据实施例的组装方法，可以减少测试装置的成本增加和组装作业的复杂化。应注意到，除BS 22、PBS 26和半波板29以外的其它光学构件(例如，歪斜调整元件27a和27b、偏振器33、BS 34以及任何其它构件)可以设计为使得这些构件满足C波段和L波段这两者。
如在实施例中那样，波段A2可以包括小于1565nm(作为L波段的下限)的波段。因此，即使在通信***中组合使用L波段和C波段的情况下，也可以使用包括在C波段中的测试光束高精度地调整用于L波段的相干接收器1A的光学构件的光轴。在这种情况下，测试光束的波长可以在1550nm至1565nm的范围内。如上文所述，测试光束的波长被设定为C波段中接近L波段的部分波段，并且因此可以减小BS 22、PBS 26和半波板29的设计波段的过度扩展(over extension)。
如在实施例中那样，在安装BS 22、PBS 26和半波板29之后安装的光学构件可以包括透镜***28、31、36和38。因此，可以高精度地调整透镜***28、31、36和38的光轴。如在实施例中那样，在安装BS 22、PBS 26和半波板29之后安装的光学构件可以包括VOA 23。因此，可以高精度地调整VOA 23的衰减率。
根据本申请的相干接收器的组装方法不限于前述实施例，并且可以进行各种变型。例如，在前述实施例中，BS 22、PBS 26和半波板29被描述为具有作为图3所示的波段A1的设计波段的光学构件的实例。然而，包括作为信号光束L1的波段的第一波段以及在设计波段内的第一波段之外的第二波段的光学构件可以是这些光学构件中的至少一个光学构件或者除这些光学构件以外的光学构件。在前述实施例中，L波段被描述为信号光束L1的波段的实例。然而，信号光束L1的波段可以是除L波段以外的波段。

Claims (10)

1.一种相干接收器，其通过使信号光和本振光干涉来提取包含在所述信号光中的相位信息，所述信号光具有两个偏振分量，所述相干接收器包括：
信号端口，其接收所述信号光，所述信号光具有彼此成直角的两个偏振分量；
偏振相关分束器，其根据包含在所述信号光中的偏振将所述信号光分成两个部分；
分束器，其将所述本振光分成两个部分；
多模干涉装置，其使所述信号光的两个部分中的一个部分与所述本振光的两个部分中的一个部分干涉；
光学构件，其设置在所述偏振相关分束器与所述多模干涉装置之间，
其中，所述偏振相关分束器将所述信号光的第一波长范围与所述第一波长范围之外的第二波长范围分开。
2.根据权利要求1所述的相干接收器，
其中，所述第一波长范围的最短波长为1565nm，并且
所述第二波长范围包括短于1565nm的波长。
3.根据权利要求2所述的相干接收器，
其中，所述第一波长范围的最长波长为1615nm。
4.根据权利要求2或3所述的相干接收器，
其中，所述光学构件中的至少一个为使所述信号光会聚到所述多模干涉装置中的透镜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的相干接收器，
其中，所述信号端口将所述信号光输出到所述偏振相关分束器，并且
所述相干接收器还包括设置在所述偏振相关分束器与所述信号端口之间的光衰减器。
6.一种光学组件的组装方法，所述光学组件设置有：壳体、信号端口和光学构件，所述壳体具有一侧和另一侧，所述信号端口接收信号光，所述信号光具有彼此成直角的两个偏振分量；偏振相关分束器，其根据包含在所述信号光中的偏振将所述信号光分成两个部分；分束器，其将本振光分成两个部分；多模干涉装置，其使所述信号光的两个部分中的一个部分与所述本振光的两个部分中的一个部分干涉；光学构件，其设置在所述偏振相关分束器与所述多模干涉装置之间，所述方法包括以下步骤：
将工具放置在具有基准壁的旋转台上，所述工具具有彼此平行延伸的一对侧面以及与所述一对侧面中的一个侧面形成角度θ的基准侧面，所述工具的所述一对侧面中的一个侧面抵靠在所述旋转台的所述基准壁上；
将所述偏振相关分束器布置在所述信号端口与所述多模干涉装置之间；
将所述光学构件中的至少一个布置在所述偏振相关分束器与所述多模干涉装置之间；
将在所述信号光的第一波长范围以外的第二波长范围的测试光输入到所述信号端口；以及
调整所述光学构件中的至少一个以使所述多模干涉装置接收到的所述测试光的强度变得最大。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中，所述第一波长范围的最短波长为1565nm，并且
所述第二波长范围包括短于1565nm的波长。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中，所述第一波长范围的最长波长为1615nm。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，
其中，所述光学构件中的至少一个为使所述信号光会聚到所述多模干涉装置中的透镜。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，
其中，所述信号端口将所述信号光输出到所述偏振相关分束器，
所述光学组件还包括设置在所述偏振相关分束器与所述信号端口之间的光衰减器。
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