【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信速度の向上のために用いられる，光通信における信号劣化の原因の１つである偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償装置の構成，動作に関するものである．また特に偏波モード分散補償装置の構成要素である偏光成分に対する遅延差を付与するデバイスに関する．
【０００２】
【従来の技術】
偏波モード分散（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：ＰＭＤ）は，ファイバコアの非対称により光ファイバの伝搬モードの縮退が解けることによって生じる直交する２つの偏波モード間に群遅延差のことである．偏波モード分散は光ファイバの構造の対称性が不十分だった古い時代に敷設された光ファイバや，光ファイバアンプに用いられるエルビウムドープファイバなどで生じ，温度変化などに伴い偏波モード分散は時間変動を有する．また複屈折結晶を用いて偏光成分の分離合成を行う光アイソレータ等にも偏波モード間の群遅延差を生じさせるものがある．
【０００３】
偏波モード分散による伝送特性劣化は非特許文献１ですでに定式化され知られている．なお偏波モード分散についての詳細は非特許文献２に詳しい．また偏波モード分散測定方法については非特許文献３に詳しい．
【０００４】
偏波モード分散補償装置は基本的に図４２に示すように偏波コントローラ４２０１，偏光成分に対する遅延差を付与する装置４２０２からなり，他にカプラ４２０３，モニタ装置４２０４，制御装置４２０５等が付随する．さらに偏光成分に群遅延差を付与する装置は基本的に偏光分離／合成機構と光遅延装置からなる．
【０００５】
まず偏波コントローラについて述べる．偏波コントローラはランダムな偏光状態を任意の偏光状態に変換する装置のことで，１／２波長板と１／４波長板を組み合わせたもの，ファイバクランクによるもの，位相変調部を有するニオブ酸リチウム導波路等が知られている．
【０００６】
実験段階では，複屈折結晶波長板を回転させることによる電動型無限回転偏波制御装置のような，偏光状態および方位角を連続かつ無限に変化させることが可能なものが用いられることが多い．なお波長板に複屈折結晶を用いる場合は，たとえば複数種の結晶を組み合わせて１つの波長板として動作させた広帯域波長板のような波長による位相差のずれの少ないものを用いることが望ましい．
【０００７】
通信用途においては寸法，損失，駆動電力などの面で，液晶を用いた回転波長板からなる偏波コントローラが適する．非特許文献４によれば，偏光状態および方位角を連続かつ無限に変化させることが可能で，応答時間３．７ｍｓｅｃと高速でまた非特許文献５のように偏波アナライザ（モニタ装置）および制御装置と組み合わせることで，偏波スタビライザとして動作できることが知られる．図４３に偏波コントローラの基本構成図を示す．偏波コントローラは１／４波長板４３０１と１／２波長板４３０２，分岐装置４３０３，モニタ装置４３０４，制御装置４３０５を備えてなる．
【０００８】
また損失，偏波依存性損失（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＬｏｓｓ：ＰＤＬ）の許容量が大きい場合であれば，特許文献１記載の位相変調部を有するニオブ酸リチウム導波路等による偏波コントローラを用いてもかまわない．
【０００９】
次に偏光成分間に遅延差を付与する装置について述べる．偏光成分間に遅延差を付与する装置には固定型と可変型があり，１次偏波モード分散補償器には可変型が用いられる．固定型の偏光成分間に遅延差を付与する装置としては，特許文献２記載の装置などがあげられる．
【００１０】
可変型の偏光成分に群遅延差を付与する装置は基本的に偏光分離／合成機構と光可変遅延装置からなる．
【００１１】
偏光分離／合成機構として用いられるものとしては，偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ：以下ＰＢＳ）が知られる．ＰＢＳは高・低屈折率誘電体交互多層薄膜表面への斜め入射時の透過と反射による偏光の空間分離を行う素子であり，一般には入射角４５度で用いられる．他の偏光分離／合成機構に用いられるものとしてルチル結晶などによるウォークオフ型偏光子が知られている．これらはいずれもバルク光学部品である．一方光ファイバカプラや光導波路による方向性結合器型の偏光分離／合成機構もよく知られるところである．なお偏光分離素子は相反性により，偏光合成素子としても動作する．
【００１２】
光可変遅延装置としては特許文献３（または特許文献４）記載の光可変遅延装置のようにコリメータとミラーの距離を可変にすることで遅延を与えるものが知られる．
【００１３】
前記のような偏光無依存型の光可変遅延装置と偏波分岐／合成装置を個別に作製した上で，光ファイバで接続することで偏光成分間に遅延差を付与する装置が実現できる．たとえば特許文献３（または特許文献４）記載の光可変遅延装置とたとえば特許文献５または特許文献６記載の偏波合成モジュールを組み合わせることで，偏光成分間に遅延差を付与する装置を実現できる．
【００１４】
偏光無依存型の光可変遅延装置と偏光分離／合成装置を一体化したものとしては，以下のような形態が知られている．
【００１５】
まず導波路を偏光分離および偏光成分間に遅延差を付与する装置として用いたものとして，特許文献７（以下従来例１とする）が知られる．
【００１６】
またいわゆるバルク光学部品を用いたものの例として，特許文献７中の図７記載の偏波分散補償回路のようなＰＢＳと可動ミラーを組み合わせたものが知られる（以下従来例２とする）．なお特許文献７中の図７は非特許文献６からの引用である．また別の例として知られる非特許文献７（以下従来例３）はＰＢＳと１／４波長板，ミラーを組み合わせたもの（以下従来例３）で従来例２に比べ必要とするＰＢＳが少ないという利点があるが２枚の１／４波長板を必要とする．また特許文献８中の図７記載の可変偏波モード分散デバイス（以下従来例４）のような偏光ビームスプリッタと可動ミラーおよび固定ミラーを各１台組み合わせた構成も知られている．
【００１７】
従来例２に記載されている従来の偏波分散補償回路の構成に，光結合系を加えた例を図４４に示す．図４４において，入力ポートから入力された光信号は，偏光コントローラ４４０１を介してコリメートビームとして第１のＰＢＳ４４０４に入力される．ここで，Ｐ偏光は直進する方向に出力され，Ｓ偏光は直交する方向に出力され，偏光分離が行われる．Ｓ偏光は２枚のミラーを含む機械的可動ミラー４４０６を介して第２のＰＢＳ４４０５に入力され，直接入力されるＰ偏光と偏光合成されて出力光ファイバ４４０８に出力される．この機械的可動ミラー４１０６を移動させることにより，Ｓ偏光が空間的に伝搬する距離が変化し，Ｓ偏光とＰ偏光の遅延量が調整されて偏波分散補償が行われる．ここで機械的可動ミラー４４０６を動かしても結合損失が変化しないようコリメートビームを用いる必要がある．
【００１８】
なお偏光分離，各偏波成分を個別の光路に伝播，反射，再偏波合成させるという一連の動作は，特許文献９や特許文献１０などですでに知られている．
【００１９】
また偏光分離／合成を行わずに光伝送路の偏波モード分散と逆の変波モード分散を与える装置として特許文献１１記載の偏波モード分散補償モジュール（以下従来例５とする）が知られる．これは導波路に応力を付与することで偏波モード分散を発生させる装置である．
【００２０】
また電気光学結晶による可変リタデーション部と固定遅延部を用いた構成として，特許文献２５（以下従来例６とする）も知られている．
【００２１】
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第５２１２７４３号
【特許文献２】アメリカ合衆国特許第５６００７３８号
【特許文献３】アメリカ合衆国特許第６３５６３７７号
【特許文献４】特開２００１−２０８９８８
【特許文献５】アメリカ合衆国特許第６２８２０２５号
【特許文献６】公開特許広報特開平８−８６９３６
【特許文献７】公開特許広報特開２００１−４２２７２
【特許文献８】公開特許広報特開２０００−３１９０３
【特許文献９】公開特許広報特開平１１−１６０６６３
【特許文献１０】公開特許広報特開平１１−４４７２１
【特許文献１１】公開特許広報特開２００２−１４８５７１
【特許文献１２】日本国特許第３２８８９７６号
【特許文献１３】公開特許広報特開平１１−１９６０４６
【特許文献１４】アメリカ合衆国特許第５９３０４１４号
【特許文献１５】公開特許広報特開平７−２２１７０５
【特許文献１６】公開特許広報特開平２０００−３１９０３
【特許文献１７】日本国特許第２５３９５６３号
【特許文献１８】アメリカ合衆国特許第５５９６４４８号
【特許文献１９】アメリカ合衆国特許第６１１１６９７号
【特許文献２０】公開特許広報特開平４−１１０８０８
【特許文献２１】公開特許広報特開平１０−９０５５３
【特許文献２２】公開特許広報特願２００２−２３７２１２
【特許文献２３】公開特許広報特開２０００−７５１６５
【特許文献２４】公開特許広報特開平１１−２６４９５４
【特許文献２５】アメリカ合衆国公開特許公報２００２／００１２４８７号
【特許文献２６】アメリカ合衆国特許第４２１３６７７号
【特許文献２７】公開特許広報特開平７−２８１１２８
【特許文献２８】公開特許広報特開平５−２５７０８４
【特許文献２９】アメリカ合衆国特許第６３４９１５７号
【特許文献３０】アメリカ合衆国特許第５５５３０９３号
【特許文献３１】公開特許広報特開２０００−２２４１０９
【非特許文献１】
Ｃ．Ｄ．Ｐｏｏｌｅ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．３，Ｎｏ．１，ｐｐ．６８−７０，１９９１
【非特許文献２】
川上彰二郎 白石和男 大橋正治 著，光ファイバとファイバ型デバイス，４章，６章，培風館
【非特許文献３】
三木哲也，須藤昭一 編，光通信技術ハンドブック，第６部（オプトロニクス社，２００２）
【非特許文献４】
Ｏｈｔｅｒａ，Ｃｈｉｂａ，Ｋａｗａｋａｍｉ， Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｒｏａｔａｔａｂｌｅ Ｗａｖｅｐｌａｔｅ，ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．８，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ１９９６
【非特許文献５】
Ｃｈｉｂａ，Ｏｈｔａｒａ，ｋａｗａｋａｍｉ，Ｐａｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｔａｂｉｌｉｓｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｒｏａｔａｔａｂｌｅ Ｗａｖｅｐｌａｔｅ，ＪＯＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨＭＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．７，ＮＯ．５，ＭＡＹ １９９９
【非特許文献６】
Ｆ．Ｈｅｉｓｍａｎｎ ｅｔ ａｌ．，ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ ＯＦ ＦＩＲＳＴ−ＯＲＳＥＲ ＰＯＬＡＲＩＺＡＴＩＯＮＭＯＤＥＤＩＳＰＥＲＳＩＯＮ ＩＮ Ａ １０ Ｇｂ／ｓ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ， ＷｄＣ１１， ＥＣＯＣ’９８， １９９８
【非特許文献７】
Ｊｕｎｇｈｏ Ｋｉｍ， Ｈｏｓｕｎｇ Ｙｏｏｎ，Ｎａｍｋｙｏｏ Ｐａｒｋ，ａｎｄ Ｂｙｏｕｎｇｈｏ Ｌｅｅ，Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｍｏｄｅ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｕｓｉｎｇ ａ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｑｕａｒｔｅｒ−ｗａｖｅ ｐｌａｔｅｓ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００１ Ｖｏｌ． ４０， Ｎｏ． ２５ ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ ４４７３
【非特許文献８】
Ｋ．Ｏ．Ｈｉｌｌ ｅｔ ａｌ，．Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇ．Ｃｏｎｆ ｏｎ ＯＦＣ７，９４，ＰＤ２，ｐｐ．１７−２０，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，１９９４
【非特許文献９】
川上彰二郎監修，フォトニック結晶技術とその応用，株式会社シーエムシー出版，２００２
【非特許文献１０】
Ｍｉｃｈａｅｌ Ｆ． Ｗｅｂｅｒ ｅｔ ａｌ，Ｇｉａｎｔ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ Ｏｐｔｉｃｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｉｒｒｏｓ， ＳＣＩＥＮＣＥ ｖｏｌ．２８７，２０００，ｐｐ２４５１
【非特許文献１１】
河野 健治著，光デバイスのための光結合系の基礎と応用，現代工学社，１９９１
【非特許文献１２】
Ｋ．Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ，Ｙ．Ａｉｚａｗａ ａｎｄ Ｓ．Ｋａｗａｋａｍｉ，Ｂｅａｍ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｏｐａｎｔ，Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ．，ｖｏｌ．８，ｐｐ．１１５１−１１６１，Ａｕｇａｓｔ，１９９０．
【非特許文献１３】
川上彰二郎 白石和男 大橋正治 著，光ファイバとファイバ型デバイス，８章，１１章，培風館
【非特許文献１４】
川上彰二郎 白石和男 大橋正治 著，光ファイバとファイバ型デバイス，１０章，培風館
【非特許文献１５】
Ｍ．Ｓｈｉｒａｓａｋｉ ｅｔ ａｌ．，，ＥＣＯＣ２０００ ＰＤ２．３．，ＶＩＰＡ型分散補償器
【非特許文献１６】
大寺，千葉，川上，ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．８，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ １９９６，Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｒｏａｔａｔａｂｌｅ Ｗａｖｅｐｌａｔｅ
【非特許文献１７】
Ｏｈｋｕｂｏ ｅｔ．ａｌ．，Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｓ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｔａ２Ｏ５／ＳｉＯ２ ３Ｄ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｃｒｙｓｔａｌｓ，ＴＤ−３，Ｔｈｅ ９ｔｈｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｕｎｅ ２７−２８，２００２ Ｔｓｕｋｕｂａ，Ｊａｐａｎ
【非特許文献１８】
マーク ジャンボロンスキー他，層状光薄膜全波長透過分散補償デバイスによる光ファイバの分散補償，住友大阪セメントＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ ２００１，ｐｐ２１
【非特許文献１９】
電子情報通信学会２００２年ソサイエティー大会Ｃ−４−２０
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，偏波モード分散補償器などに用いられる従来の偏光成分間に遅延差を付与する装置は，いずれもサイズ，特性，コストの面で不十分である．
【００２３】
従来例１は，温度によるコントロールのため，ＰＭＤの時間変動が小さいときでも常時エネルギー消費があり，運用コスト上の問題がある．またＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ，波長分割多重）伝送における種々の波長に対応するためには各波長毎に偏光成分間に遅延差を付与する装置を必要とし，サイズの面での問題点もある．また導波路型偏光分離素子の性能に起因する特性上の問題点も生じる．
【００２４】
従来例２，従来例３，従来例４は偏光分離方向が９０度であるＰＢＳを偏光分離素子として用いているため偏光成分間に遅延差を付与する装置のサイズおよび偏光成分間に遅延差を付与する装置を用いた偏波モード分散補償器のサイズが大きくなる問題がある．またＰＢＳの性能に起因する特性上の問題点も生じる．またＷＤＭ伝送における種々の波長に対応するためにはサイズのみならずコスト面での問題点もある各波長毎の偏光成分間に遅延差を付与する装置および周辺装置をもちいるか，光成分間に遅延差を付与する装置および周辺装置の部品の共有化または統合化が必要になるが，光成分間に遅延差を付与する装置および周辺装置の部品の共有化を行った場合でも共有化または統合化できる部品が少なくコスト削減は困難である．
【００２５】
従来例５は，導波路の最初曲げ半径の制限からサイズが大きくなることと，波長分散（色分散）が生じる問題がある．またＷＤＭ伝送における種々の波長に対応するためには各波長毎に偏光成分間に遅延差を付与する装置を必要とするため，運用コスト上の問題がある．
【００２６】
従来例６は，大量の結晶部品を必要とするためサイズおよびコストの面で不利であり，大量の結晶部品を必要とするため，損失が大きいという問題がある．
【００２７】
本発明は，斯かる実情に鑑み，単純かつ小型な構成または高い性能または低コストな偏光成分に対する遅延差を付与するデバイスと，前記装置を用いた単純かつ小型な構成または高い性能または低コストな偏波モード分散補償装置を提供しようとするものである．
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明では偏光分離素子と反射手段からなる偏光成分に対する遅延差を付与する装置において，偏光分離素子として垂直入射または垂直入射に近い入射角度で偏光分離動作が可能な偏光分離素子を用いる．
【００２９】
また本発明では前記反射手段として，誘電多層膜ミラー，垂直入射で偏光分離素子として動作しうる反射型偏光分離素子，波長選択フィルタ，ＰＢＳ，光ファイバグレーティングなどの波長分散を与えうる反射手段を用いる．
【００３０】
また本発明では前記解決手段に適用できる種々の光結合系を用いる．
【００３１】
また本発明では前記解決手段に加え，複屈折結晶ウォークオフ偏光子，波長板，プリズム，波長選択フィルタなどの種々の光機能部品を加えることもあり得る．
【００３２】
また本発明では前記偏光分離素子と反射手段のいずれかまたは双方が移動しうることもあり得る．
【００３３】
また本発明では光導波路として偏波保持光導波路（偏波保持光ファイバ）を用いることもあり得る．
【００３４】
また本発明では前記反射手段が反射型偏光分離素子であり，かつ前記反射型偏光分離素子の後方に受光装置を配置することもある得る．
【００３５】
また前記特に偏光分離素子として２次元または３次元フォトニック結晶偏光分離素子を用いることが有効である．
【００３６】
また本発明では偏波モード分散補償器において，前記解決手段を用いた偏光成分に対する遅延差を付与する装置と偏波コントローラ，モニタ装置（偏波アナライザ），制御装置等を備える．
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する．
【００３８】
（実施例１）
【００３９】
図１は本発明の最も基本的な偏光成分間に可変の遅延差を付与するデバイス（以下可変ＤＧＤとする．なおＤＧＤはＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｒｏｕｐ Ｄｅｌａｙの略である）の略図である．偏波保持ファイバ１０１の先端に反射型偏光分離素子１０２が接着され，偏波保持ファイバ１０１とレンズ１０３はいわゆるファイバコリメータを成す．ミラー１０４はコリメートビームの進行方向（Ｚ軸方向）と垂直に配置され，コリメートビームを入射光と同一軸上に反射する．またミラー１０４は圧電アクチュエータでＺ軸方向に可動である．
【００４０】
図１では省略される偏波コントローラから偏波保持ファイバを通り，反射型偏光分離素子１０２に入射する遅延を有する直交する直線偏光成分を有するビームの内，反射型偏光分離素子１０２におけるＴＥ成分は反射して偏波保持ファイバに戻される．ＴＭ成分は反射型偏光分離素子１０２を透過後ミラー１０４で反射して再度反射型偏光分離素子１０２を透過して偏波保持ファイバ１０１に戻される．戻された光は図では省略される光サーキュレータや方向性結合器で取り出せばよい．
【００４１】
なお反射型偏光分離素子１０２の透過偏光方向（この場合ＴＭ偏波）と遅延を有する直交する直線偏光成分の一方の成分の偏波方向が一致している必要がある．
【００４２】
この一連の光の振る舞いによって偏波成分間に遅延差が生じる．さらに反射型偏光分離素子１０２とミラー１０４との間の光路長を変えることで偏波成分間の遅延量が調整されて時間変動を含めた１次の偏波モード分散補償が行われるが，ここではミラー１０４を移動させることで偏波成分間の遅延量が調整されて時間変動を含めた１次の偏波モード分散補償を行う．
【００４３】
制御系に関しては，偏波コントローラ前後に方向性結合器などのタップを設け偏波状態を測定しコンピュータで偏波コントローラを制御する．さらに可変ＤＧＤの後にもタップを設け，ＰＭＤを測定してコンピュータで制御する．ＰＭＤの測定，制御方法等に関しては，特許文献１３（または特許文献１４）に準ずる．または特許文献１５や特許文献１６に準じた制御方法を用いることも有効である．
【００４４】
（実施例２）
【００４５】
本発明の第２の実施例を図２，図３を用いて説明する．図２は偏波モード分散補償装置のうち，光ファイバ線路の概略を示す．信号源に接続された光ファイバ２０１から入射した信号光は光サーキュレータ２０２を経て，偏波コントローラ２０３に入射して遅延を有する直交する直線偏光成分に変換され，可変ＤＧＤ２０４に入射する．その後再度偏波コントローラ２０３を透過し，光サーキュレータ２０２を経て出力され，一部はカプラ２０５からモニタ装置２０６に入力される．
【００４６】
ここで用いられる光サーキュレータ２０２に偏波モード分散があると不都合であるので，原理的に偏波モード分散の発生しない構造のものが望ましい（たとえば特許文献１７記載の構造など）．また方向性結合器を光サーキュレータの代替えとして用いることも可能であるが損失が大きいため光サーキュレータを用いることが望ましい．
【００４７】
なおこのような光サーキュレータと反射手段を用いた波長分散補償器の例としては非特許文献８や特許文献１８等が知られている．
【００４８】
図３は図２記載の可変ＤＧＤ２０４であり，かつ図１記載の可変ＤＧＤを元にした，より高い性能を得られる構成である．
【００４９】
フォトニック結晶偏光分離素子３０２は，合成石英基板上にサブミクロンの溝を加工しその上にＳｉＯ２，アモルファスシリコンなど屈折率差の大きな物質をを交互に積層することで，２次元周期構造体としたもので，たとえば特許文献１２記載の偏光分離素子である．特許文献１２記載の偏光分離素子は３次元の直交座標 ｘ，ｙ，ｚ において，透明で高屈折率の媒質からなる高屈折率媒質層と透明低屈折率の媒質からなる低屈折率媒質層が交互に積層された交互層をｚ軸方向の周期的な繰り返し構造の単位として，前記各媒質層をｚ軸方向に前記周期的な繰り返し構造を有するように積層したｚ軸方向の多層構造体であって，前記各媒質層の形状が，ｘ軸方向には使用される光波長以下の周期的な凹凸構造を有し，ｙ軸方向には一様な構造あるいはｘ軸方向より大きい長さの周期的または非周期的な凹凸構造を有し，ｘｙ平面に垂直または斜めに入射する光に対して，電界がｙ軸方向に直交する偏波あるいはｘ軸方向に直交する偏波のどちから―方が光波のバンドギャップに入るように，ｘ軸方向の周期的凹凸構造の周期およびｚ軸方向の周期的な繰り返し構造の周期がそれぞれ選択される．波長１．３μｍから２μｍ用のフォトニック結晶を構成する低屈折率媒質としてはＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２などのフッ化物結晶またはＳｉＯ２が適し，高屈折率媒質としてはアモルファスシリコン，ＴｉＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＳｉＯＮ，ジルコニア等が適する．特許文献１２にはＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２などのフッ化物結晶，ＳｉＯＮ，ジルコニアの記述は無いものの，特許文献１２が材料としてＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２などのフッ化物結晶，ＳｉＯＮ，ジルコニアを除外していないことは明白である．さらにフォトニック結晶は一般に強い偏光依存性を有することから３次元フォトニック結晶も偏光分離素子として有用である．なおフォトニック結晶に関する技術分野全般ついては，非特許文献９に詳しい．
【００５０】
ＳｉＯ２とアモルファスシリコンからなる現行のフォトニック結晶偏光分離素子３０２には０．１ｄＢ程度の透過損失があり，光結合系の結合損失が０．２ｄＢ存在するため，図１の構成ではＴＥ偏波とＴＭ偏波の間に０．４ｄＢ程度の損失差が生じる．偏波成分間の損失の差はＰＤＬと呼ばれ，ビットエラーレート（ＢＥＲ）の劣化原因となるため抑制が必要である．そこで偏波保持ファイバ３０１先端を０．９度斜めに研磨し，その上にフォトニック結晶偏光分離素子３０２を接着した．これによりＴＥ偏波戻り光の偏波保持ファイバ３０１との結合損失が０．４ｄＢ程度生じ，ＴＭ偏波の損失とつりあうためＰＤＬは減少する．
【００５１】
ただし光ファイバ先端は光のエネルギー密度が最大になるため，この位置に安易に接着剤を用いることは耐入力光強度性能を劣化させるため，接着剤の選定には注意が必要である．具体的にはより吸収損失が低く，耐熱温度の高いものが望ましい．
【００５２】
なお特許文献１２記載のフォトニック結晶偏光分離素子はその構造から原理的には入射角度依存性を有するが，実際には一方の偏波がバンドギャップ波長に当たる波長域においては，特許文献１２図２中のＸ軸の周りに±１０度傾けても，ＴＭ偏波透過損失，ＴＥ偏波反射損失ともに垂直入射の場合とほとんど変わらず，０．９度程度の入射角度は問題にならない．
【００５３】
さらに図１記載の構成では反射型偏光分離素子１０２とミラー１０４の双方への入射ビームが垂直入射であるため，多重反射によるマルチパス障害が発生し，信号品質を低下させるが，本実施例のようにフォトニック結晶偏光分離素子３０２を傾けることで抑制できる．このようにマルチパス障害を抑制するために偏光分離素子を傾けることが可能で，それに伴う損失増加，偏光度（ここでは楕円偏光の短軸方向成分と長軸方向成分の比）の劣化等の特性への影響が発生しないことも，特にフォトニック結晶偏光分離素子３０２を用いた本実施例の利点である．
【００５４】
ここでフォトニック結晶偏光分離素子３０２をＰＢＳに置き換えた場合，ＰＢＳ反射光は偏波保持ファイバ３０１に結合しないため，ＰＢＳを用いて図３のような可変ＤＧＤを構成することはできない．
【００５５】
ミラー３０４は誘電体多層膜ミラーを用いているが，ビームが垂直に入射するため，金属ミラーを使用してもよい．
【００５６】
本実施形態ではフォトニック結晶偏光分離素子を用いた例に関して説明したが，垂直入射またはたとえば１０度以内の入射角で偏光分離素子として作用する偏光分離素子であるならば，本実施形態と等価の構成を実現しうることは当業者には容易に推測可能であろう．たとえば特許文献１９（または非特許文献１０または商品として３Ｍ社Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ Ｆｉｌｍ ＩＲＰ−１５５） のような複屈折材料からなる多層膜が反射型偏光分離素子となることが知られているが，本実施例はこのような反射型偏光分離素子を用いても実現可能である．しかしながら特性および無機物であることによる高い信頼性および高い設計の自由度からフォトニック結晶偏光分離素子が本発明に対しては最適と考える．
【００５７】
さらにコリメートレンズ３０３にかえて，１／４ピッチの先球屈折率分布型ロッドレンズを用い，フォトニック結晶偏光分離素子と接着することも有効である．なおファイバの研磨角度が１度程度の場合，フォトニック結晶基板裏面に反射防止膜を付けない場合は，フォトニック結晶基板裏面でＴＭ偏波の一部が反射するが，基板と同程度の屈折率を持つ接着剤を用いて屈折率分布型ロッドレンズを接着することで，ＴＭ偏波の反射を防ぎ，反射防止膜加工の費用も削減できる．
【００５８】
可変ＤＧＤが生じさせうるＴＥ偏波とＴＭ偏波間の遅延量は光路長差と光速から容易に求められるが，たとえば３００ｐｓｅｃの遅延量が必要とする光路長差は９０ｍｍで，フォトニック結晶偏光分離素子３０２とミラー３０４の間隔を４５ｍｍの範囲で変化すればよい．
【００５９】
ミラー３０４を稼働させる機構は圧電セラミクスからなるアクチュエータを用いる．圧電セラミクスのアクチュエータは，周囲の気密封止とあわせれば陸上の局内で用いられるならば十分な信頼性が得られる．なお本実施形態では，圧電アクチュエータについてのみ述べたが，高精度で移動できるものであればその種類は問われない．たとえば特許文献３記載のＭＥＭＳを用いたものや高分解能ステッピングモータなどが挙げられる．
【００６０】
制御系に関しては，偏波コントローラ前後に方向性結合器などのＴＡＰカプラを設け偏波状態を測定しコンピュータで偏波コントローラを制御する．さらに可変ＤＧＤの後にもタップを設け，ＰＭＤまたはアイパターンを測定してコンピュータで制御する．
【００６１】
またＨａｌｆ−ｏｒｄｅｒの偏波モード分散を補償する用途であれば，本実施例の機械可動部を半固定にすることで対応できることは容易に推測できるであろう．
【００６２】
また本実施例では機械的に可動するミラー３０４を用いたが，代わりにミラーとたとえば電極を取り付けた電気光学結晶を用い，電気光学結晶の屈折率変化によって，遅延量を可変にすることも原理的には可能である．しかしながら現時点では電気光学定数が十分に大きな材料が存在しないため実用的ではない．
【００６３】
（実施例３）
【００６４】
本発明の第３の実施例の可変ＤＧＤを図４から図７を用いて説明する．
【００６５】
本実施例では，反射型偏光分離素子反射光（主にＴＥ偏波）に含まれるＴＭ偏波成分とミラーで反射後に反射型偏光分離素子を透過するＴＭ偏波成分の干渉や遅延による信号品質の劣化をを防止できる実施例である．
【００６６】
一般にＰＢＳ，フォトニック結晶偏光分離素子等の反射型偏光分離素子は反射光の偏光度が透過偏光の偏光度に比較して悪いという問題がある．そのため前記のような干渉や遅延の問題が生ずるが，一方よく知られた偏光分離素子の一種である複屈折結晶によるウォークオフ偏光子は，常光，異常光成分ともに透過光の偏光度が大きく，たとえばルチル結晶の場合はともに５５ｄＢ以上を得られる．
【００６７】
そこで本実施形態では図１の構成にウォークオフ偏光子を加え，それに伴う光結合系の変更を行う．
【００６８】
具体的には図４のように偏波保持ファイバ４０１の先端に屈折率分布型ロッドレンズ４０２を接着し，フォトニック結晶偏光分離素子４０５の間にルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４を挿入する．場合によってはルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４上にフォトニック結晶偏光分離素子を形成することも可能である．
【００６９】
また図４の偏波保持ファイバ４０１と屈折率分布型ロッドレンズ４０２の組み合わせは，Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒと呼ばれるスポットサイズが拡大された仮想的な光ファイバである．Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒは非特許文献１１に詳しいが，本実施例では４０μｍのモードフィールド径を持つコア拡大光ファイバ（ＴＥＣファイバ）と等価な作用を持たせる．
【００７０】
図４ではモードフィールド径４０μｍのＴＥＣファイバ相当のＶｉｒｔｕａｌＦｉｂｅｒ４０３と厚さ５００μｍのルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４を用いた．ルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４は約５０μｍのウォークオフ量をもつ．
【００７１】
ここから図４の拡大図である図５を用いて説明する．
【００７２】
この構成において，Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３から射出した光はルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４で偏光分離され，ルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４における常光成分５０１はフォトニック結晶偏光分離素子４０５にＴＥ偏波として入射するため反射する．この時反射するビームは偏光度が５５ｄＢから約２５ｄＢまで劣化する．反射したビームは再度偏光分離され常光成分はＶｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３に結合損失０．４ｄＢで結合し，再度偏光分離された異常光成分５０２（偏光度劣化成分）はビームシフトによりＶｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３から５０μｍ離れた位置に集光するため，Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３に対する結合損失は２５ｄＢに達し，実質的にＶｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３には入射しないと同等である．ここで異常光成分５０２（偏光度劣化成分）とはフォトニック結晶偏光分離素子４０５で反射したビームにおける電界振動方向の長軸方向成分（主たる偏光成分）と短軸方向成分（副次的な偏光成分）とからなる楕円偏光の短軸方向成分を主に含むビームである．
【００７３】
またルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４における異常光成分５０３はフォトニック結晶偏光分離素子４０５にＴＭ偏波として入射するためほぼ全てが透過するものの０．３％（−２５ｄＢ）程度が反射する．この反射光は主に屈折率差によるフレネル反射によるもので主にＴＭ偏波成分からなる．このフレネル反射は偏光子に限らず一般の光学部品で生じるものであるので，一般的なフレネル反射を抑制する方法の１つであるルチル結晶偏光分離素子とフォトニック結晶偏光分離素子を接着することで対応できる（図６として例示する）．当然ながらルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４とフォトニック結晶偏光分離素子４０５の接着される面は対接着材用のＡＲコートがなされる．また反射によりＴＥ成分も生じるものの，ルチル平行平板ウォークオフ偏光子４０４によって再度偏光分離され，常光としてビームシフトせずにＶｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３には２５ｄＢの大きな結合損失をもって結合する（ほとんど結合しないともいってよい）
【００７４】
ここから再度図４を用いて説明する．フォトニック結晶偏光分離素子４０５を透過したＴＭ偏波成分はコリメートレンズ３０３で平行ビームに変換されミラー３０４で反射して，同一経路を経て，Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３に結合損失０．２ｄＢ程度で結合する．フォトニック結晶偏光分離素子４０５の透過損失が往復で０．２ｄＢ程度なので，合計の損失は約０．４ｄＢである．
【００７５】
以上からいずれの偏波成分においても損失約０．４ｄＢ，ＰＤＬがほぼ０ｄＢの可変ＤＧＤが実現できる．
【００７６】
以上からフォトニック結晶偏光分離素子における反射光の偏光度劣化成分の影響を抑えられることがわかる．
【００７７】
ここで図７のようにフォトニック結晶偏光分離素子を用いずに，ルチル平行平板ウォークオフ偏光子７０２の常光成分のビーム領域に対してのみミラー７０３を形成することも考えられるが，その場合は常光成分と異常光成分を（ビーム径の２倍程度の距離に）分離する必要があるため，ウォークオフ結晶を長大にする必要があるが，Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ７０１とミラー７０３の間の距離も同時に増えるため，結合損失が大きくなる．そのため図７のようにミラー７０３を用いることは不適切で，図４のように反射型偏光分離素子を用いるのが望ましい．
【００７８】
本実施例の要件の１つであるウォークオフ偏光子の追加は，従来例２および従来例３および従来例４にも適用できる．たとえば従来例２記載の偏光プリズムとミラーを組み合わせたものと組み合わせた場合は図８（ａ）のような構成になる．図８（ａ）に示すように，入射側ＰＢＳ８０４の前と出射側ＰＢＳ８０５の後ろにルチル平行平板ウォークオフ偏光子８０３，８０７を加えても従来例２と同じ動作が可能になる．しかしながらコリメートビームとの組み合わせが必須のため，図８（ｂ）のように平行平板ウォークオフ偏光子８０７で分離した偏光度劣化成分８１０，８１１は原理的には結合効率が低くなるものの光ファイバ８０９のコアに集光するため，偏光度劣化成分の除去が実効を得るためには偏光成分分離量の大きなウィークオフ偏光子が必要になる．たとえばコリメートレンズ８０２，８０８の焦点距離が１０ｍｍで，光ファイバ８０１，８０９のモードフィールド径が９．５μｍの場合に，偏光度劣化成分の結合損失が２５ｄＢを得るには厚さ１７０００μｍのルチル平行平板ウォークオフ偏光子が必要になる．しかしながら厚さ１７０００μｍのルチル平行平板ウォークオフ偏光子は高価になる．
【００７９】
また従来例３，従来例４に平行平板ウォークオフ偏光子を追加することも可能であるが，図８記載の構成と同様に非常に厚い平行平板ウォークオフ偏光子が必要になり，価格面から現実的ではない．
【００８０】
なお図４から図８では平行ビームのビームの中心のみ記述している．
【００８１】
なお偏波保持ファイバの先端にグレーデッドインデックス型マルチモード光ファイバを取り付け，グレーデッドインデックス型マルチモード光ファイバを一種のレンズとして用いることでも前記Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ４０３と同様の動作が可能であり，例としては，特許文献２０，特許文献２１が知られている．ただし本実施例では特許文献２０，特許文献２１のようにファイバコリメータとはせず，偏波保持ファイバとグレーデッドインデックス型マルチモード光ファイバを組み合わせて，モードフィールド径４０μｍのコア拡大光ファイバと等価な動作をさせる必要がある．
【００８２】
また本実施例のＶｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒにかえて，コア拡大光ファイバを用いることも原理的には可能であるが，偏波保持ファイバをモードフィールド径４０μｍまで拡大することは困難であり，本実施例の構成ではＶｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒを用いることが適当である．
【００８３】
（実施例４）
【００８４】
本発明の第４の実施形態を図９を用いて説明する．実施例３では単結晶のウォークオフ偏光子を用いたため，偏波保持ファイバの先に屈折率分布型ロッドレンズを取り付け，コア拡大光ファイバと同様の作用を持たせたが，図９中のＬＰＳ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）９０２のような積層型偏光分離素子を用いることで偏波保持ファイバ９０１のみで低い結合損失に抑えることができることを示す．
【００８５】
ＬＰＳはＳｉＯ２とＳｉ等の屈折率差の大きい材質の交互多層膜からなり，分離角は１８度以上が得られる．これはルチル結晶の３倍以上で，そのため偏光度劣化成分の除去が実効を得るために必要な厚さが少なく，偏波保持ファイバのみで実施例３と同様の効果を実現できる．
【００８６】
ＬＰＳ９０２は厚さ４０μｍで偏光分離量１２μｍを持つ．このときフォトニック結晶偏光分離素子９０３で反射したＬＰＳ９０２における常光成分９０６が偏波保持ファイバ９０１に結合する損失は約０．４ｄＢになる．フォトニック結晶偏光分離素子９０３の透過損失が０．１ｄＢであるので，ＬＰＳ９０２における異常光成分９０７の結合効率が０．２ｄＢ程度であればＰＤＬは相殺される．このとき偏光度劣化成分の結合損失は２５ｄＢに達する．以上から実施例３と同等の特性が得られることがわかる．
【００８７】
本実施例ではＬＰＳ９０２における常光成分に関してレンズまたはそれに類する機構を用いないで結合させているが，このようなレンズを用いない光結合系の結合効率や，レンズを用いない光結合系と偏光子の組み合わせに関しては，非特許文献１２や非特許文献１３に詳しい．またＬＰＳについては非特許文献１４に詳しい．
【００８８】
（実施例５）
【００８９】
本発明の第５の実施形態を図１０を用いて説明する．これまでの実施例では反射率がほぼ１００％のミラーを用いてきたが，ミラーに替えて反射型偏光分離素子を用いることも可能である．基本的に吸収型の偏光子２枚を用いることですべての偏光状態の入射光を遮断することができるが，反射型偏光分離素子２枚を用いる場合は，すべての偏光状態の入射光を反射として遮断することが可能になる．さらに消光比の小さい偏光分離素子を用いれば，ビームの分岐が可能になり，一方を信号状態のモニタリングに利用することが可能になる．
【００９０】
また偏光分離素子の消光比を小さくすることは容易であり，たとえばフォトニック結晶偏光分離素子の場合は層数を削減することで容易に実現できるためコスト低減にもつながる．ここで偏光子または偏光分離素子の消光比はランダムな偏光に対する透過損失の最大値と最小値の差とする．
【００９１】
図１０（ａ）は図３のミラー３０４をフォトニック結晶偏光分離素子１００４に替え，偏波モニタ装置１００５を加えたものである．
【００９２】
さらにフォトニック結晶偏光分離素子１００２，１００４はいずれも消光比が１０ｄＢのもので，偏波モニタ１００５にはＰＡＮＡＤＡファイバ１００１入力光の約１０％が入射する．偏波モニタ１００５から外部のコンピュータに接続し，コンピュータで偏波状態の解析および偏波コントローラを制御する．このため図４３記載の偏波コントローラ後の信号光のモニタ装置４３０４に光を入力するためのカプラ４３０３が不要になり，光ファイバの引き回しが簡略化される．
【００９３】
図１０（ｂ），（ｃ），（ｄ）は各位置での偏波状態とその強度の模式図であり，偏波保持ファイバ内では図１０（ｂ）で記載されるように直交する偏光状態であり，偏光分離素子１００２透過後では図１０（ｃ）に記載されるように一方の偏光成分のみが−１０ｄＢに減衰する．さらに偏光分離素子１００４透過後では図１０（ｄ）に記載されるようにもう一方の偏光成分のみが−１０ｄＢに減衰し，図１０（ｂ）に比べ，両偏光成分ともに−１０ｄＢに減衰するため，偏光成分間の強度比は保存される．
【００９４】
また偏波モニタ１００５として特許文献２２記載の偏光解析装置を用いる．前記偏光解析装置もまたフォトニック結晶偏光分離素子を用いたもので，小型化および集積化に適し本実施例との組み合わせに最適である．
【００９５】
（実施例６）
【００９６】
本発明の偏波モード分散補償装置の実施形態の一例を図１１から図１４を用いて詳述する．ＰＭＤはチャンネル内でも波長依存性を有する場合があるため，通信に用いられる光ファイバや通信速度，波長によってはＰＭＤの波長依存性を含めたＰＭＤ補償が必要になる場合がある．
【００９７】
一般に図１１のように偏波コントローラ１１０１，偏光分離機構１１０２と可変波長分散付与機構１１０４，可変遅延装置１１０５，偏光合成機構１１０３を組み合わせることでＰＭＤの波長依存性を含めたＰＭＤ補償が可能になるが，前記偏波コントローラ１１０１，偏光分離機構１１０２，可変波長分散付与機構１１０４，可変遅延装置１１０５，偏光合成機構１１０３を個別に作製し光ファイバで接続すると非常に大掛かりな装置になる．
【００９８】
可変波長分散付与機構として，特許文献２３記載のＶＩＰＡ型分散補償器（または非特許文献１５）が知られる．図１２は特許文献２３中の図２１（ａ）と同じで，ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ Ｉｍａｇｅｄ Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）は波長分波器の一種で，分離角の大きな分散プリズムのような振る舞いをする．
【００９９】
図１３は本実施例における可変ＤＧＤで，図１２記載のＶＩＰＡ型分散補償器の光ファイバ１２０１を偏波保持ファイバ１３０１に変更し，かつ偏波保持ファイバ１３０１の先端に垂直入射で動作しうる反射型偏光分離素子であるフォトニック結晶偏光分離素子１３０２を加えることでＰＭＤの波長依存性を含めたＰＭＤ補償が可能になる．偏波保持ファイバ１３０１，フォトニック結晶偏光分離素子１３０２の組み合わせは実施例２と同様である．
【０１００】
図１４は本実施例の光ファイバ経路の略図である．図１３記載の可変ＤＧＤを用いるため，光サーキュレータと組み合わせて偏波モード分散補償装置とする．
【０１０１】
（実施例７）
【０１０２】
図１５を用いて，本発明の第７の実施例の可変ＤＧＤと偏波モード分散補償器を説明する．本実施例の特徴は，偏波コントローラを偏光子と隣り合う位置に配置することで構成をより単純化することである．光ファイバ１５０１，光ファイバ１５０３，光ファイバ１５１０は非偏波保持のシングルモードファイバで，光ファイバ１５０３射出光はコリメートレンズ１５０４で平行ビームに変換される．
【０１０３】
平行ビームは液晶回転１／４波長板１５０５および液晶回転１／２波長板１５０６からなる偏波コントローラを透過後，フォトニック結晶偏光分離素子１５０７で偏光分離され反射成分は光ファイバ１５０３に結合する．一方，フォトニック結晶偏光分離素子１５０７透過光はフォトニック結晶偏光分離素子１５０８で反射し，光ファイバ１５０３に結合する．フォトニック結晶偏光分離素子１５０７とフォトニック結晶偏光分離素子１５０８の透過偏光方向は互いに直交しているが，ここでフォトニック結晶偏光分離素子１５０７，１５０８に透過光の消光比が１０ｄＢ程度の物を用いることで，光ファイバ１５０３射出光のうち１０％が偏波モニタ１５０９に入射し，コンピュータで偏波状態の解析，および液晶回転１／４波長板１５０５および液晶回転１／２波長板１５０６からなる偏波コントローラの制御を行う．
【０１０４】
以上より偏波コントローラと可変ＤＧＤを統合し，実施例２などで必要であった偏波コントローラと偏波分散素子間の接続用光ファイバが不要になる．
【０１０５】
本実施例では液晶回転１／４波長板１５０５，液晶回転１／２波長板１５０６を用いているが，液晶回転１／４波長板１５０５，液晶回転１／２波長板１５０６は非特許文献１６記載のものを用いる．前記文献の液晶回転波長板は可動部がなく，かつ小型であるため本実施例に用いる偏波コントローラに最適である．
【０１０６】
また本実施例では偏波モニタ１５０９として特許文献２２記載の偏光解析装置を用いるが，レンズ，偏波保持ファイバを通して外部の偏波モニタを使用することも可能である．
【０１０７】
（実施例８）
【０１０８】
本発明の第８の実施例を図１６を用いて説明する．本実施形態では２つの偏波保持ファイバ１６０１，１６０２が平行に並んだ２芯偏波保持ファイバアレイとコリメートレンズ１６０３からなる２芯コリメータとフォトニック結晶偏光分離素子１６０４，ミラー１６０５を用いることで，実施例７までで必要であった光サーキュレータまたは方向性結合器を用いることなく偏波モード分散補償が可能になる．
【０１０９】
具体的にはフォトニック結晶偏光分離素子１６０４，ミラー１６０５の双方にコリメートビームを有意量の入射角度をもって入射させるが，フォトニック結晶偏光分離素子１６０４，ミラー１６０５の双方に対する入射角度が同一であれば，いずれの反射光も一点に集光するので，その位置に光ファイバ１６０２を配置すれば，いずれの偏波成分も光ファイバ１６０２に結合する．
【０１１０】
本実施例では，フォトニック結晶偏光分離素子１６０４とミラー１６０５の距離に応じて，偏光分離素子反射光とミラー反射光のずれが生じる．前記のズレは光ファイバへの入射角ずれとなり，結合損失を生じさせるが，このとき２本の偏波保持ファイバの間隔が小さく，かつコリメートレンズ１６０３の焦点距離ｆが十分に大きければ結合損失の発生を実用上問題ない程度まで抑制できる．
【０１１１】
またミラーのＺ軸方向の前後動の際の傾きの影響も受けにくい光結合系が望ましいが，焦点距離を大きくするほど前記フォトニック結晶偏光分離素子１６０４，ミラー１６０５へのビームの入射角度による損失が大きくなる．
【０１１２】
２芯偏波保持ファイバアレイのピッチはクラッド径の都合から１２５μｍとし，コリメートレンズ１６０３はｆ＝１５ｍｍの非球面レンズを用いた．フォトニック結晶偏光分離素子１６０４は実施例２記載のものと同じものでコリメートレンズ１６０３の焦点位置より８ｍｍだけコリメートレンズ１６０３に近い位置に配置され，偏波保持ファイバ１６０１射出光ＴＥ成分に対する偏波保持ファイバ１６０２への結合時の損失は約０．７５ｄＢである．（最適結合状態から意図的にずらしている）．
【０１１３】
以上の構成でフォトニック結晶偏光分離素子１６０４とミラー１６０５の間隔の可動範囲を０〜４５ｍｍ（３００ｐｓｅｃのＰＭＤを補償する範囲）とした場合，偏波保持ファイバ１６０１射出光ＴＭ成分（ミラー１６０５で反射する成分）に対する偏波保持ファイバ１６０２への結合時の損失は，０．６７ｄＢから０．８ｄＢの範囲で変動する（基本結合損失０．４５ｄＢ，可動による過剰損失は０〜０．２３ｄＢ，偏光子透過損失０．１２ｄＢ）．そのため，ＰＤＬは０ｄＢから０．０８ｄＢの範囲で変動することになる．
【０１１４】
またフォトニック結晶偏光分離素子１６０４およびミラー１６０５に対するビームの入射角度は０．２４度である．
【０１１５】
本実施例では可変ＤＧＤの損失及びＰＤＬはたとえば実施例２などに比べ増加しているが，損失およびＰＤＬの増加量は光サーキュレータの損失およびＰＤＬと同等以下であり，光サーキュレータを省略できることで相殺できる上，光サーキュレータを省略することによるコスト低減効果と光サーキュレータの持つ波長依存性の排除の効果がある．
【０１１６】
（実施例９）
【０１１７】
本発明の第９の実施例を図１７を用いて説明する．また図１６についても参照する．図１７は本実施例を示す偏波モード分散補償器のブロック図である．本実施例では図１６記載の可変ＤＧＤと，図１６記載の可変ＤＧＤにおけるフォトニック結晶偏光分離素子１６０４が可動しミラー１６０５が固定された構成の可変ＤＧＤを，直列に接続することが特徴である．
【０１１８】
図１６記載の可変ＤＧＤは可動範囲を大きくするに伴い，ＰＤＬが大きくなるため，少ない可動範囲の可変ＤＧＤを複数組み合わせることが適切である．図１６記載の可変ＤＧＤにおけるフォトニック結晶偏光分離素子１６０４が可動し，ミラー１６０５が固定された構成ではＴＭ偏波の損失が一定でＴＥ偏波の損失が変動することになるため，図１６記載の可変ＤＧＤと組み合わせれば，ＰＤＬを相殺しつつ１台の可変ＤＧＤの２倍のＰＭＤの補償が可能になる．
【０１１９】
たとえば２芯ファイバのピッチが１２５μｍ，レンズの焦点距離が１５ｍｍ，位置が固定されたフォトニック結晶偏光分離素子と可動するミラーの間隔の可動範囲が０〜２２．５ｍｍ（１５０ｐｓｅｃのＰＭＤを補償する範囲）の可変ＤＧＤ１７０２の損失は，ＴＥ偏波が０．６ｄＢ（前記実施例５に対し意図的な損失を低下させている），ＴＭ偏波が０．５７ｄＢ〜０．６３ｄＢの範囲で変動する．（基本結合損失０．４５ｄＢ，可動による過剰損失０〜０．０６ｄＢ，偏光子透過損失０．１２ｄＢ）．従ってＰＤＬは０〜０．０３ｄＢの範囲で変動する．
【０１２０】
また２芯ファイバのピッチが１２５μｍ，レンズの焦点距離が１５ｍｍ，可動するフォトニック結晶偏光分離素子と位置が固定されたミラーの間隔の可動範囲が０〜２２．５ｍｍ（１５０ｐｓｅｃのＰＭＤを補償する範囲）の可変ＤＧＤ１７０３の損失は，ＴＭ偏波が０．６ｄＢ（意図的に損失を劣化させている），ＴＥ偏波が０．５７ｄＢ〜０．６３ｄＢの範囲で変動する．（基本結合損失０．４５ｄＢ，可動による過剰損失０〜０．０６ｄＢ，偏光子透過損失０．１２ｄＢ）．
【０１２１】
以上のような可変ＤＧＤ１７０２と可変ＤＧＤ１７０３を用いて直列に接続すれば，実施例８記載の可変ＤＧＤと同じく３００ｐｓｅｃのＰＭＤを補償できるが，損失は増加するものの，原理的にはＰＤＬの変動量は相殺できる．
【０１２２】
以上のように部品点数は２倍になるものの，大きなＰＭＤ補償量と低ＰＤＬ変動を同時に求める場合は本実施例が適する事がわかる．
【０１２３】
（実施例１０）
【０１２４】
本発明の第１０の実施例を図１８を用いて説明する．図１８は本実施例を示す偏波モード分散補償器のブロック図である．本実施例では可変ＤＧＤを２台用いる点は実施例９と同じものの，２台の可変ＤＧＤが各々直交する偏波成分に対して群遅延差を付与することが特徴である．
【０１２５】
図１８中の可変ＤＧＤ１８０２は図１７記載の可変ＤＧＤ１７０２と同じものである．また可変ＤＧＤ１８０３は可変ＤＧＤ１７０２と直交する偏波方向に遅延を付与する可変ＤＧＤである．この２つの可変ＤＧＤを用いることで，遅延を有する直交する直線偏光成分に対し，−１５０ｐｓ〜＋１５０ｐｓまでの逆偏波分散付与が可能になる．
【０１２６】
これまでの実施例１から実施例９および従来例２，従来例３が，プラス側またはマイナス側の逆偏波モード分散付与しかできなかったのに対し，複数の可変ＤＧＤを用いることで偏波モード分散の時間変動に対してより柔軟な対応が可能になる．特に実施例８であっても厳密には対応が困難な，逆偏波モード分散付与量が０ｐｓにも対応できることが有効である．
【０１２７】
（実施例１１）
【０１２８】
本発明の第１１の実施例を図１９から図２１を用いて説明する．図１９は本実施例を示す偏波モード分散補償器のブロック図である．可変ＤＧＤ１９０３は図１６記載の可変ＤＧＤと同じものである．半固定ＤＧＤ１９０２は後述する．
【０１２９】
ある既設ファイバのＰＭＤ量の時間変動を測定し図２０のように有る値以上を保つ場合は，ＰＭＤの最小値程度を半固定ＤＧＤによって補償し，時間変動分のみ可変ＤＧＤで補償することが有効である．可変ＤＧＤ１９０３に限らず，可変の偏波成分に群遅延差を付与する装置のみで全てのＰＭＤ補償量を得ようとする場合は，寸法や損失の増大などの問題を伴うことが多いが，本実施例のように半固定ＤＧＤと組み合わせることで解決できる．
【０１３０】
図２１は半固定ＤＧＤ１９０２の詳細を示す．半固定ＤＧＤ１９０２は偏光分離装置２１０１，偏波保持ファイバ２１０２，偏光合成装置２１０３，偏波保持ファイバ２１０４からなり，偏波保持ファイバ２１０４の長さを変えることで，用いられる伝送路によって異なる前記のＰＭＤ最小値に個別対応できる．
【０１３１】
また図２１記載の半固定ＤＧＤ１９０２にかえて，図１６記載の可変ＤＧＤにおけるミラー１６０５の位置を固定することでも可能で，半固定ＤＧＤ１９０２に比べサイズや波長分散の点で有利であるが半固定ＤＧＤ１９０２に比べコスト増になるため，状況によって使い分ける必要がある．
【０１３２】
（実施例１２）
【０１３３】
本発明の第１２の実施例を図２２を用いて説明する．図２２は本実施例を示す偏波モード分散補償器のブロック図である．可変ＤＧＤ２２０２，２２０４は図１６記載の可変ＤＧＤと同じものである．
【０１３４】
特許文献１５にも記載されているように，偏波コントローラと固定または可変ＤＧＤからなる偏波分散補償器を多数段に接続することで，性能向上が図れる事が知られているが，図１６記載の可変ＤＧＤは入出射用の２ポートを持ち，かつ単純な構成により小型化が可能であることから多数段接続に用いることに適している．
【０１３５】
（実施例１３）
【０１３６】
本発明の第１３の実施例を図２３を用いて説明する．本実施例の特徴は，平行に並んだ２つの光ファイバとコリメートレンズからなる２芯コリメータとプリズムを用いることにある．
【０１３７】
一般に２芯コリメータをなす２本の光ファイバから射出されたビームはレンズの焦点位置で交差する．そのため焦点位置に反射部品を適切に配置すれば，前記２本の光ファイバ間の結合が実現する．しかしながら焦点位置以外では焦点位置からの距離に応じた損失が生じる．本実施例ではプリズムを用いてビームの方向をファイバ射出光と同じ方向にすることで焦点位置以外に配置された反射部品も十分小さい損失に抑えることが可能である．なお２芯コリメータとプリズムを組み合わせ，ビームの方向を制御することは例えば特許文献２４中の図３や従来例６等で知られている．
【０１３８】
図２３は平行に並んだ２つの偏波保持ファイバ２３０１，２３０２，コリメートレンズ２３０３，フォトニック結晶偏光分離素子２３０４，プリズム２３０５，２枚の４５度入射のミラーが一体化されたミラーブロック２３０６からなる可変ＤＧＤである．
【０１３９】
フォトニック結晶偏光分離素子２３０４はコリメートレンズ２３０３の焦点位置に配置され，偏波保持ファイバ２３０１射出光はコリメートレンズ２３０３を経てフォトニック結晶偏光分離素子２３０４に入射し，フォトニック結晶偏光分離素子２３０４に対するＴＥ偏波成分は反射して，レンズ２３０３を経て偏波保持ファイバ２３０２に結合する．一方フォトニック結晶偏光分離素子２３０４に対するＴＭ偏波成分はフォトニック結晶偏光分離素子２３０４を透過し，プリズム２３０５でビーム方向を変えられ，ミラーブロック２３０６で反射後に再度プリズム２３０５でビーム方向を変えられ，フォトニック結晶偏光分離素子２３０４を再度透過し，レンズ２３０３を経て偏波保持ファイバ２３０２に結合する．
【０１４０】
本実施例ではフォトニック結晶偏光分子素子２３０４をレンズ２３０３の焦点位置に配置し，フォトニック結晶偏光分離素子２３０４透過光を偏波保持ファイバ２３０１射出光と同じ方向にするプリズム２３０５を用いること，および２枚の４５度入射のミラーが一体化されたミラーブロック２３０６を用いることによりフォトニック結晶偏光分離素子２３０４反射光とミラーブロック２３０６反射光のコリメートレンズ２３０３と偏波保持ファイバ２３０２間の距離が常に一致するため，ミラーブロック２３０６の位置を変化させた場合でも損失が変動しない．
【０１４１】
なお本実施例は２枚の４５度入射の一体化されたミラーブロック２３０６を用いることで実施例１，実施例２，実施例３，実施例４，実施例５に比べ装置サイズが大きくなるが従来例２記載の偏光プリズムとミラーを組み合わせた構成と同等かそれ以下のサイズは実現可能である．また４５度入射のミラー２枚に替えて，曲面ミラーやＰＢＳを用いることも可能である．
【０１４２】
（実施例１４）
【０１４３】
本発明の第１４の実施例を図２４を用いて説明する．本実施例の特徴は前記実施例１３におけるレンズを０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズに替え，光ファイバ，屈折率分布型ロッドレンズ，フォトニック結晶偏光分離素子を有機接着にて一体化することである．
【０１４４】
図２４は平行に並んだ２つの偏波保持ファイバ２４０１および偏波保持ファイバ２４０２，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２４０３，フォトニック結晶偏光分離素子２４０４，プリズム２４０５，２枚の４５度入射が一体化されたミラーブロック２４０６からなる可変ＤＧＤである．
【０１４５】
ここでフォトニック結晶偏光分離素子２４０４ではなく波長選択フィルタであった場合，２つの偏波保持ファイバ２４０１および偏波保持ファイバ２４０２，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２４０３，波長選択フィルタの組み合わせは特許文献２６中のｆｉｇ．４ｂとほぼ同様の構成であることがわかる．
【０１４６】
０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２４０３はコリメートレンズとして動作し，フォトニック結晶偏光分離素子２４０４は屈折率分布型ロッドレンズ２４０３の端面に配置され，偏波保持ファイバ２４０１射出光は屈折率分布型ロッドレンズ２４０３を経てフォトニック結晶偏光分離素子２４０４に入射し，フォトニック結晶偏光分離素子２４０４に対するＴＥ偏波成分は反射して，屈折率分布型ロッドレンズ２４０３を経て偏波保持ファイバ２４０２に結合する．
【０１４７】
一方フォトニック結晶偏光分離素子２４０４に対するＴＭ偏波成分はフォトニック結晶偏光分離素子２４０４を透過し，プリズム２４０５を経てミラーブロック２４０６で反射後に再度プリズム２４０５を経てフォトニック結晶偏光分離素子２４０４を透過し，屈折率分布型ロッドレンズ２４０３を経て偏波保持ファイバ２４０２に結合する．
【０１４８】
なおフォトニック結晶偏光分離素子２４０４に対するビームの入射角度は２つの偏波保持ファイバのコア間隔が２５０μｍで屈折率分布型ロッドレンズとして日本板硝子株式会社の波長１．５５μｍ向け外径１．８ｍｍの製品を用いた場合，約１．５度となるが前述のとおり特性劣化の原因にはならない．
【０１４９】
本実施例ではフォトニック結晶偏光分離素子２４０４を屈折率分布型ロッドレンズ２４０３の端面に配置し，かつ２つの偏波保持ファイバのコア間の中心位置を屈折率分布型ロッドレンズ２４０３の中心軸上に配置させる．この場合各部品の精度が十分高ければ，光学測定を伴う光軸調整をすることなく高効率の光結合系になりうる．例えば偏波保持ファイバを屈折率分布型ロッドレンズと同じ外径を持つ２穴ガラスキャピラリに固定した上で，屈折率分布型ロッドレンズとともに屈折率分布型ロッドレンズの外形とほぼ同じ内径をもつ筐筒に圧入するなどの工法が有効である．
【０１５０】
（実施例１５）
【０１５１】
本発明の第１５の実施例を図２５を用いて説明する．本実施例の特徴は実施例１３におけるプリズムに替えて，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズを３つ用いることである．
【０１５２】
図２０は平行に並んだ２つの偏波保持ファイバ２５０１および偏波保持ファイバ２５０２，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０３，フォトニック結晶偏光分離素子２５０４，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０５，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０６，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０７，ミラーブロック２５０８からなる可変ＤＧＤである．
【０１５３】
ここでフォトニック結晶偏光分離素子２５０４ではなく波長選択フィルタであった場合，２つの偏波保持ファイバ２５０１および偏波保持ファイバ２５０２，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０３，波長選択フィルタ，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０５の組み合わせは特許文献２６ｆｉｇ．１とほぼ同様の構成であることがわかる．
【０１５４】
０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０３はコリメートレンズとして動作し，フォトニック結晶偏光分離素子２５０４は屈折率分布型ロッドレンズ２５０３の端面に配置され，偏波保持ファイバ２５０１射出光は屈折率分布型ロッドレンズ２５０３を経てフォトニック結晶偏光分離素子２５０４に入射し，フォトニック結晶偏光分離素子２５０４に対するＴＥ偏波成分は反射して，屈折率分布型ロッドレンズ２５０３を経て偏波保持ファイバ２５０２に結合する．
【０１５５】
一方フォトニック結晶偏光分離素子２５０４に対するＴＭ偏波成分はフォトニック結晶偏光分離素子２５０４を透過し，屈折率分布型ロッドレンズ２５０５の端面２５０９でビームウェイストを持つ．ついでビームウェイスト位置に軸中心を持０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０６で平行ビームに変換され，ミラーブロック２５０８で反射後に０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０７，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ２５０５を透過し，再度フォトニック結晶偏光分離素子２５０４を透過して，屈折率分布型ロッドレンズ２５０３を経て偏波保持ファイバ２５０２に結合する．
【０１５６】
以上より実施例１４と等価な動作ができることがわかる．
【０１５７】
（実施例１６）
【０１５８】
本発明の第１６の実施形態を図２６を用いて説明する．本実施例の特徴は前記実施例１３に加えてルチル平行平板偏光分離／合成素子による偏光度劣化成分を除去する機構を備えることにある．
【０１５９】
図２６は平行に並んだ２つの偏波保持ファイバ２６０１，２６０２，ルチル平行平板偏光分離素子２６０３，ルチル平行平板偏光合成素子２６０４，コリメートレンズ２６０５，フォトニック結晶偏光分離素子２６０６，プリズム２６０７，２枚の４５度入射のミラーが一体化されたミラーブロック２６０８からなる可変ＤＧＤである．
【０１６０】
フォトニック結晶偏光分離素子２６０６はコリメートレンズ２６０５の焦点位置に配置され，偏波保持ファイバ２６０１射出光のうちルチル平行平板偏光分離素子２６０３における異常光成分２６０９はコリメートレンズ２６０５を経てフォトニック結晶偏光分離素子２６０６で反射し，コリメートレンズ２６０５，ルチル平行平板偏光合成素子２６０４を異常光として透過し，その後偏波保持ファイバ２６０２に結合する．
【０１６１】
偏波保持ファイバ２６０１射出光のうち，ルチル平行平板偏光分離素子２６０３における常光成分２６１０はコリメートレンズ２６０５を経てフォトニック結晶偏光分離素子２６０６を透過し，プリズム２６０７を経てミラーブロック２６０８で反射後に再度プリズム２６０７を経てフォトニック結晶偏光分離素子２６０６を透過し，コリメートレンズ２６０５，ルチル平行平板偏光合成素子２６０４を経て偏波保持ファイバ２６０２に結合する．
【０１６２】
本実施例ではルチル平行平板ウォークオフ偏光分離素子２６０３，ルチル平行平板ウォークオフ偏光合成素子２６０４を用いることで，偏光度劣化成分を除去できる．ルチル平行平板はおおよそ厚さの１／１０のウォークオフ量が得られることから，２００μｍのルチル平行平板を用いれば，偏波保持ファイバに結合する偏光度劣化成分を６０ｄＢ以上減衰できる．
【０１６３】
なお偏波保持ファイバ２６０１，２６０２とコリメートレンズ２６０５の間にルチル平行平板ウォークオフ偏光分離／合成素子２６０３，２６０４が配置されるが，この場合ルチル平行平板ウォークオフ偏光分離／合成素子２６０３，２６０４における常光成分と異常光成分の光路長が異なるため，結合効率差が生じる．
【０１６４】
（実施例１７）
【０１６５】
図２７を用いて本発明の第１７の実施例を説明する．実施例１６ではルチル平行平板偏光分離素子２６０３，ルチル平行平板偏光合成素子２６０４を用いて偏光度劣化成分を除去することができたが，偏波保持ファイバ２６０２での各偏光ビームの集光位置を一致させるため，前記ルチル平行平板偏光分離素子２６０３とルチル平行平板偏光合成素子２６０４は厳密に同じウォークオフ量と１８０度異なる偏光分離方向を有する必要がある．
【０１６６】
前記必要事項を実現することは比較的容易であるが，本実施例では１枚のルチル平行平板偏光分離／合成素子２７０１と４５度ファラデー回転子２７０２を用いることで代替できることを示す．なおファラデー回転子は一般に吸収損失が大きく，ファラデー回転係数が大きな温度依存性，波長依存性を有することから，本実施形態は温度制御された環境下で，比較的狭い波長帯域での使用に適する．
【０１６７】
偏波保持ファイバ２６０１射出光のうちルチル平行平板偏光分離／合成素子２７０１における常光成分２７０３はファラデー回転子２７０２で右回りに４５度偏波面が回転し，コリメートレンズ２６０５を経てフォトニック結晶偏光分離素子２６０６で反射し，コリメートレンズ２６０５を透過後ファラデー回転子２７０２で右回りに４５度偏波面が回転して，ルチル平行平板偏光分離／合成素子２７０１に異常光として入射し偏波保持ファイバ２６０２に結合する．
【０１６８】
偏波保持ファイバ２６０１射出光のうちルチル平行平板偏光分離／合成素子２７０１における異常光成分２７０４はファラデー回転子２７０２で右回りに４５度偏波面が回転し，コリメートレンズ２６０５を経てフォトニック結晶偏光分離素子２６０６を透過し，プリズム２６０７を経てミラーブロック２６０８で反射後に再度プリズム２６０７を経てフォトニック結晶偏光分離素子２６０６を透過後ファラデー回転子２７０２で右回りに４５度偏波面が回転して，ルチル平行平板偏光分離／合成素子２７０１に常光として入射し偏波保持ファイバ２６０２に結合する．
【０１６９】
以上から実施例１６と同様の動作ができることが説明できた．
【０１７０】
なおファラデー回転子２７０２はコリメートレンズ２６０５とォトニック結晶偏光分離素子２６０６の間に配置してもかまわない．
【０１７１】
（実施例１８）
【０１７２】
本発明の第１８の実施例を図２８を用いて説明する．実施例１６において偏波保持ファイバ２６０１，２６０２とレンズ２６０５の間にルチル平行平板偏光分離素子２６０３，ルチル平行平板偏光合成素子２６０４が配置されことにより結合効率差が生じることを述べたが，本実施例ではルチル平行平板偏光分離素子２６０３，ルチル平行平板偏光合成素子２６０４により生じる偏光成分間の光路長差を補償出来る実施形態を示す．
【０１７３】
具体的には図２８に記載されるように偏光分離を生じないルチル平行平板２８０１を加えることにより，ルチル平行平板偏光分離素子２６０３，ルチル平行平板偏光合成素子２６０４における常光成分と異常光成分の偏波保持ファイバ２６０１，２６０２とレンズ２６０５間の光路長は一致し，いずれの偏波成分も平行ビームにすることが可能になり，結合損失を抑制できる．なおこのような偏光分離素子によって生じる偏光成分間の光路長差を複屈折結晶平板で補償する方法については特許文献２７等で知られている．
【０１７４】
またフォトニック結晶偏光分離素子２６０６のＴＭ偏波透過損失によるところのＰＤＬが生じるため，フォトニック結晶偏光分離素子２６０６を傾け，フォトニック結晶偏光分離素子２６０６に対するＴＥ偏波成分の偏波保持ファイバ２６０２に対する結合損失を意図的に低下させることで，ＰＤＬを抑制することも可能である．なおフォトニック結晶偏光分離素子２６０６を傾けることで，フォトニック結晶偏光分離素子２６０６とミラーブロック２６０８の間での多重反射による信号品質低下を防止する働きは実施例２と同様である．
【０１７５】
また実施例１７の構成に対しても，本実施例のように偏波保持ファイバとコリメートレンズの間に偏光分離を生じないルチル平行平板を加えることも可能かつ有効である．
【０１７６】
（実施例１９）
【０１７７】
本発明の第１９の実施例を図２９を用いて説明する．図２９（ａ）は平行に並んだ２つの偏波保持ファイバ２９０１，２９０２，コリメートレンズ２９０３，フォトニック結晶偏光分離素子２９０４，プリズム２９０５，１／４波長板２９０６，ミラー２９０７からなる可変ＤＧＤの構成を表す図である．
【０１７８】
本実施例は図２３に１／４波長板２９０６を加え，かつミラーブロックを平板のミラー２９０７に変えたものに相当する．実施例１から実施例１８では偏光子とミラー間の１往復に相当する偏光成分間の遅延差を与えてきたが，本実施例は１／４波長板２９０６を加えることで偏光分離素子とミラーの間の２往復に相当する遅延差を与えることができる．
【０１７９】
図２９（ｂ）はフォトニック結晶偏光分離素子２９０４で反射する偏波成分のビームの進行を示す図である．フォトニック結晶偏光分離素子２９０４はコリメートレンズ２９０３の焦点位置に配置され，偏波保持ファイバ２９０１射出光は，コリメートレンズ２９０３を経てフォトニック結晶偏光分離素子２９０４に入射し，フォトニック結晶偏光分離素子２９０４に対するＴＥ偏波成分は反射して，コリメートレンズ２９０３を経て偏波保持ファイバ２９０２に結合する．
【０１８０】
図２９（ｃ）はフォトニック結晶偏光分離素子２９０４を透過する偏波成分のビームの進行を示す図である．偏波保持ファイバ２９０１射出光は，コリメートレンズ２９０３を経てフォトニック結晶偏光分離素子２９０４に入射し，ＴＭ偏波成分はフォトニック結晶偏光分離素子２９０４を透過し，プリズム２９０５を経て１／４波長板２９０６を透過後ミラー２９０７で反射し，再度１／４波長板２９０６を透過しプリズム２９０５を経てフォトニック結晶偏光分離素子２９０４に入射するが，この時ＴＥ偏波になっているため反射する．そしてプリズム２９０５，１／４波長板２９０６，ミラー２９０７を再度往復してフォトニック結晶偏光分離素子２９０４に入射するが，この時ＴＭ偏波になっているため透過する．その後コリメートレンズ２９０３を経て偏波保持ファイバ２９０２に結合する．
【０１８１】
上記によりフォトニック結晶偏光分離素子２９０４とミラー２９０７間を２往復する距離に相当する偏波モード分散を補償できるため，ミラーの可動範囲を小さくできる．また平板のミラー２９０７を使用できることも本実施例の利点である
【０１８２】
また図２９記載の可変ＤＧＤに図２６から図２８と同様に偏光度劣化成分除去のためのウォークオフ偏光子の追加が有効もある．
【０１８３】
（実施例２０）
【０１８４】
本発明の第２０の実施例を図３０を用いて説明する．平行に並んだ２つの偏波保持ファイバ３００１，３００２，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ３００３，フォトニック結晶偏光分離素子３００４，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ３００５，０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ３００６，３００７，４５度ファラデー回転子３００８，熱光学結晶３００９，ミラー３０１０からなる可変ＤＧＤである．
【０１８５】
本実施例は実施例１９と同じようにフォトニック結晶偏光分離素子３００４とミラー３０１０の間を２往復させることで偏光成分間に遅延差を付与するが，１／４波長板に変えて４５度ファラデー回転子３００８を用い，ミラー３０１０を可動させる代わりに熱光学結晶３００９の温度変化による屈折率変化を用いて遅延量を変化させる．熱光学効果は温度変化を用いるため反応速度が低いが，偏波モード分散量の時間変動も遅いため十分な追従性が得られる．
【０１８６】
偏光分離素子で反射する偏光成分については図２５と同様であるため，偏光分離素子を透過する偏波成分のビームの進行について説明する．偏波保持ファイバ３００１射出光は，屈折率分布型ロッドレンズ３００３を経てフォトニック結晶偏光分離素子３００４に入射し，ＴＭ偏波成分はフォトニック結晶偏光分離素子３００４を透過し，屈折率分布型ロッドレンズ３００５，屈折率分布型ロッドレンズ３００６を経て４５度ファラデー回転子３００８，熱光学結晶３００９を透過後ミラー３０１０で反射し，再度熱光学結晶３００９，４５度ファラデー回転子３００８を透過し，屈折率分布型ロッドレンズ３００６，屈折率分布型ロッドレンズ３００５を経てフォトニック結晶偏光分離素子３００４に入射するが，この時ＴＥ偏波になっているため反射する．そして屈折率分布型ロッドレンズ３００５，屈折率分布型ロッドレンズ３００７，４５度ファラデー回転子３００８，熱光学結晶３００９，ミラー３０１０間を往復してフォトニック結晶偏光分離素子３００４に入射するが，この時ＴＭ偏波になっているため透過する．その後屈折率分布型ロッドレンズ３００３を経て偏波保持ファイバ３００２に結合する．
【０１８７】
上記によりフォトニック結晶偏光分離素子３００４とミラー３０１０間を２往復する距離に相当する偏波モード分散を補償できるため，熱光学結晶３００９に印加する温度範囲を小さくできる．
【０１８８】
（実施例２１）
【０１８９】
本発明の第２１の実施例を図３１を用いて説明する．図３１（ａ）は平行に並んだ２つの偏波保持ファイバ３１０１，３１０２，コリメートレンズ３１０３，フォトニック結晶偏光分離素子３１０４，プリズム３１０５，４５度ファラデー回転子３１０６，２枚の４５度入射のミラーが一体化されたミラーブロック３１０７からなる可変ＤＧＤの構成を示す図である．
【０１９０】
本実施例は図２３に４５度ファラデー回転子３１０６を加えたものに相当し，フォトニック結晶偏光分離素子３１０４とミラーブロック３１０７の間の２往復に相当する遅延差を与えることができる．
【０１９１】
図３１（ｂ）はフォトニック結晶偏光分離素子３１０４に対するＴＥ編波成分のビームの進行を示す図である．フォトニック結晶偏光分離素子３１０４はコリメートレンズ３１０３の焦点位置に配置され，偏波保持ファイバ３１０１射出光は，コリメートレンズ３１０３を経てフォトニック結晶偏光分離素子３１０４に入射し，フォトニック結晶偏光分離素子３１０４に対するＴＥ偏波成分は反射して，コリメートレンズ３１０３を経て偏波保持ファイバ３１０２に結合する．
【０１９２】
図３１（ｃ）はフォトニック結晶偏光分離素子３１０４に対するＴＭ偏波成分のビームの進行を示す図である．フォトニック結晶偏光分離素子３１０４に対するＴＭ偏波成分はフォトニック結晶偏光分離素子３１０４を透過し，プリズム３１０５を経て４５度ファラデー回転子３１０６を透過後，ミラーブロック３１０７で反射し，再度４５度ファラデー回転子３１０６を透過しプリズム３１０５を経てフォトニック結晶偏光分離素子３１０４に入射するが，４５度ファラデー回転子３１０６を２回透過するためＴＥ偏波として反射する．そして同一の経路を再度往復してフォトニック結晶偏光分離素子３１０４に入射するが，４５度ファラデー回転子３１０６を再度２回透過するためＴＭ偏波として透過する．その後コリメートレンズ３１０３を経て偏波保持ファイバ３１０２に結合する．
【０１９３】
上記によりフォトニック結晶偏光分離素子３１０４とミラーブロック３１０７間を２往復する距離に相当する偏波モード分散を補償できるため，ミラーブロック３１０７の可動範囲を小さくできる．また４５度ファラデー回転子３１０６に替えて，１／４波長板を用いても同様に偏光子とミラー間を２往復する距離に相当する偏波モード分散を補償できる．
【０１９４】
（実施例２２）
【０１９５】
図３２を用いて本発明の第２２の実施例を説明する．図３２（ａ）は平行に並んだ２つのシングルモードファイバ３２０１，３２０２，コリメートレンズ３２０３，液晶回転波長板からなる偏波コントローラ３２０４，フォトニック結晶偏光分離素子３２０５，プリズム３２０６，４５度ファラデー回転子３２０７，フォトニック結晶偏光分離素子３２０８，フォトニック結晶偏光分離素子３２０９，偏波モニタ３２１０からなる可変ＤＧＤの構成を示す図である．
【０１９６】
図３２（ｂ）はフォトニック結晶偏光分離素子３２０５に対するＴＥ偏波成分のビームの進行を示す図である．フォトニック結晶偏光分離素子３２０５はコリメートレンズ３２０３の焦点位置に配置され，シングルモードファイバ３２０１射出光は，コリメートレンズ３２０３を経て液晶回転波長板からなる偏波コントローラ３２０４で遅延を有する直交する直線偏光成分に変換され，フォトニック結晶偏光分離素子３２０５に入射し，フォトニック結晶偏光分離素子３２０５に対するＴＥ偏波成分は反射して，偏波コントローラ３２０４とコリメートレンズ３２０３を経てシングルモードファイバ３２０２に結合する．
【０１９７】
図３２（ｃ）はフォトニック結晶偏光分離素子３２０５に対するＴＭ偏波成分のビームの進行を示す図である．フォトニック結晶偏光分離素子３２０５に対するＴＭ偏波成分はフォトニック結晶偏光分離素子３２０５を透過し，プリズム３２０６，４５度ファラデー回転子３２０７を経てフォトニック結晶偏光分離素子３２０８で反射し，４５度ファラデー回転子３２０７透過後に再度プリズム３２０６を経てフォトニック結晶偏光分離素子３２０５に入射するが，このとき４５度ファラデー回転子３２０７を２度透過しているためＴＥ偏波として反射する．その後プリズム３２０６，４５度ファラデー回転子３２０７を透過し，フォトニック結晶偏光分離素子３２０９で反射し，４５度ファラデー回転子３２０７透過後に再度プリズム３２０６を経てフォトニック結晶偏光分離素子３２０５に入射するが，このとき４５度ファラデー回転子３２０７を２度透過しているためＴＭ偏波として透過し，偏波コントローラ３２０４とコリメートレンズ３２０３を経てシングルモードファイバ３２０２に結合する．
【０１９８】
本実施例では図１８記載の構造に偏波コントローラとモニタ装置を加えることが特徴であり，実施例６と同様に消光比が１０ｄＢ程度のフォトニック結晶偏光分離素子３２０５とフォトニック結晶偏光分離素子３２０８を用いて，図３２（ｄ）に記載される経路を用い，シングルモードファイバ３２０１射出光の一部を偏波モニタ３２１０に入射させ偏波状態の分析に用いる．さらに２つのフォトニック結晶偏光分離素子３２０８，３２０９は同一基板上に異なるパターンを形成することで一体化する事が可能である（自己クローニング法で作製されたフォトニック結晶の特長）．具体的にはＳｉＯ２基板上に９０度異なる方向を向いた溝を形成した上で同一条件下でＳｉＯ２，Ｓｉの多層膜を形成する．なおフォトニック結晶偏光分離素子３２０９はミラーに変えても差し支えないが，別の基板を必要とするため実用上の利点はない．
【０１９９】
（実施例２３）
【０２００】
図３３から図３４を用いて本発明の第２３の実施例を説明する．今後はアクセス系光通信網の普及に伴い，各チャンネル毎の偏波モード分散の補償が必要になるが，チャンネル毎にまったく異なる偏波モード分散を持つ場合があるため，偏波モード分散補償は技術的，価格的な困難を伴う．本実施例は簡便に各チャンネル毎の偏波モード分散の補償を実現しうるものである．
【０２０１】
図３３に各チャンネル毎の偏波モード分散補償器のモデルを示す．図３３によれば，分波，各チャンネルごとに偏波モード分散補償，合波の過程が必要になり，波長分離機構３３０１，各波長帯毎の偏波コントローラ３３０２，可変ＤＧＤ３３０３，カプラ３３０４，モニタ装置３３０５および制御装置３３０６と波長合成機構３３０７が必要になる．
【０２０２】
本実施例の基本的な構成を図３４に示す．本実施例の基本的な構成部品は，光サーキュレータ３４０２，光ファイバ３４０３，コリメートレンズ３４０４，波長選択フィルタ群３４０５，ミラー３４０９，液晶回転波長板による偏波コントローラ３４１０〜３４１２，フォトニック結晶偏光分離素子３４１３〜３４１８，コリメートレンズ３４１９，偏波モニタ３４２０，３４２１，３４２２，偏波保持ファイバ３４２３からなる．
【０２０３】
ここで波長選択フィルタ群３４０５とミラー３４０９が無ければ，光ファイバ３４０３，コリメートレンズ３４０４，液晶回転波長板群からなる偏波コントローラ３４１０，フォトニック結晶偏光分離素子３４１３，３４１４，偏波モニタ３４２０の組み合わせは図１５記載の偏波モード分散デバイスと等価であることがわかる．一方，波長選択フィルタ群３４０５とミラー３４０９はよく知られた光多重分波回路である．
【０２０４】
光ファイバ３４０３から射出した波長Ａ，波長Ｂ，波長Ｃ，波長Ｄを含むビームはコリメータレンズ３４０４で平行ビームに変換される．その後，波長選択フィルタ群３４０５内のフィルタ３４０６で波長Ａは透過し，波長Ｂ，波長Ｃ，波長Ｄは反射する．波長Ａに関してはフィルタ３４０６が無い場合と同等とみなしうるので，図１５と同じ動作を経て，大部分は光ファイバ３４０３に戻り一部は偏波モニタ３４２０に入射して，偏波コントローラの制御および偏波モード分散の測定，制御に用いられる．
【０２０５】
波長Ｂ，波長Ｃ，波長Ｄからなるビームはミラー３４０９で反射して，波長選択フィルタ群３４０５内のフィルタ３４０７に入射し，波長Ｂは透過し，波長Ｃ，波長Ｄは反射する．波長Ｂは前記波長Ａと同様に偏波分散補償がなされ，入射光の大部分は逆の経路を経て光ファイバ３４０３に戻り，一部は偏波モニタ３４２１に入射して，偏波コントローラの制御および偏波モード分散の測定，制御に用いられる．
【０２０６】
波長Ｃ，波長Ｄからなるビームはミラー３４０９で反射して，波長選択フィルタ群３４０５内のフィルタ３４０８に入射し，波長Ｃは透過し，波長Ｄは反射する．波長Ｃは前記波長Ａと同様に偏波分散補償がなされ，入射光の大部分は逆の経路を経て光ファイバ３４０３に戻り，一部は偏波モニタ３４２２に入射して，偏波コントローラの制御および偏波モード分散の測定，制御に用いられる．
【０２０７】
波長Ｃからなるビームはミラーで反射して，偏波保持ファイバ３４２３に結合してその後任意の信号処理がなされる．
【０２０８】
以上のように各チャンネル毎の偏波モード分散の補償ができることが示された．本実施例では４チャンネルの場合を例示したが，本実施例の構成がより多くのチャンネルに展開できることは明白である．
【０２０９】
また図３４では，フォトニック結晶偏光分離素子３４１３〜３４１８は全てビームが垂直に入射するよう配置されるが，図１６のように同一波長に用いられる併置されたフォトニック結晶偏光分離素子を同じ角度傾けることで，戻り光の集光位置をずらしその位置に入射光ファイバとは別の光ファイバを設置すれば，光サーキュレータが不要になる．ただし結合効率が低くなるため実用的ではない．
【０２１０】
以下，本実施例に用いる各部品について説明する．波長選択フィルタ群３４０５は非特許文献１７記載の自己クローニング法で作製されたフォトニック結晶フィルタを用いる．前記フォトニック結晶フィルタはチャンネル毎に溝の周期を変えた基板上に同時に成膜するだけで多チャンネル用のフィルタを同時に作製することができるため低コストであり，またフォトニックバンドギャップを用いることから，斜め入射時のＰＤＬを抑制した設計が容易であり，本実施例への適用に最適である．ミラー３４０９についてもフォトニック結晶ミラーを用いることは容易であるが，斜め入射によるＰＤＬが十分小さければ，通常用いられる誘電体多層膜ミラーでも差し支えない．図３４におけるフォトニック結晶偏光分離素子３４１３，３４１５，３４１７は，特許文献１２記載のフォトニック結晶偏光分離素子が自己クローニングで作製されるため大面積化が容易であることを利用して１枚に統合することも可能である．コリメートレンズ３４０４は本実施例ではビームを遠くまで飛ばす必要があるため，場合によってはコリメートレンズを１枚の非球面レンズではなく，複数枚のレンズを組み合わせた１群のコリメータレンズを用いる．ただしその場合はコスト上昇につながる．
【０２１１】
また本実施例では，フォトニック結晶偏光分離素子を移動させることにより補償しうる偏波モード分散を可変にしたが，図３０と同じように熱光学結晶を用いることでフォトニック結晶偏光分離素子３４１４，３４１６，３４１８を固定にすることも可能である．その場合フォトニック結晶偏光分離素子３４１４，３４１６，３４１８を１枚に統合することが可能である．
【０２１２】
（実施例２４）
【０２１３】
本発明の第２４の実施例を図３５を用いて説明する．図３５（ａ）は本実施例における偏波モード分散補償器の構成を示す上面図で図３５（ｂ）は本実施例における偏波モード分散補償器の構成を示す側面図であり，併置された光ファイバ３５０１，３５０２，コリメートレンズ３５０３，波長選択フィルタ群３５０４，ミラー３５０８，液晶回転波長板による偏波コントローラ３５０９，３５１０，３５１１，フォトニック結晶偏光分離素子３５１２，プリズム３５１３，４５度ファラデー回転子３５１４，各々透過偏光方向が９０度異なる２枚のフォトニック結晶偏光分離素子が一体化された偏光分離素子群３５１５，３５１６，３５１７，コリメートレンズ３５１８，偏波モニタ３５１９，３５２０，３５２１，光ファイバ３５２２からなる．
【０２１４】
図３５（ｂ）より波長選択フィルタ群３５０４とミラー３５０８が無ければ，図３２記載の偏波分散素子と等価であることがわかる．一方，波長選択フィルタ群３５０４とミラー３５０８はよく知られた光多重分波回路である．また各チャンネル毎の分離合成については実施例２３と同様である．ここで４５度ファラデー回転子３５１４がＰＭＤ補償されるすべてのチャンネルで共通化されているが，特許文献２８記載のファラデー回転子を用いれば，チャンネル間のファラデー回転角の違いは生じない．
【０２１５】
（実施例２５）
【０２１６】
本発明の第２５の実施例を図３６を用いて説明する．図３３における可変ＤＧＤがチャンネル内のＰＭＤの波長依存性を含めて補償できうるならば，実施例２３に比べさらに高速の通信が可能になる．
【０２１７】
図３６（ａ）は偏波モード分散補償器の一例で，ＴＥＣ化された分散シフトファイバ３６０３，コリメートレンズ３６０４，波長選択フィルタ群３６０５，ミラー３６０９，偏波コントローラ３６１０，３６１１，３６１２，分岐プリズム３６１３，３６１４，３６１５，偏波モニタ装置３６１６，３６１７，フォトニック結晶偏光分離素子３６１９，３６２０，３６２１，コリメートレンズ３６２２，チャープドファイバブラッググレーティング３６２３，３６３４，３６２５，光ファイバ３６２６からなる可変ＤＧＤの上面図である．図３６（ｂ）は同じく側面図である．
【０２１８】
チャープドファイバブラッググレーティング３６２３，３６２４，３６２５に熱や応力を加えることで付与する波長分散量を可変にできることは，例えば特許文献２９などですでに知られている．
【０２１９】
光ファイバ３６０３から射出した波長Ａ，波長Ｂ，波長Ｃ，波長Ｄを含むビームはコリメートレンズ３６０４で平行ビームに変換される．その後，波長選択フィルタ群３６０５内のフィルタ３６０６で波長Ａは透過し，波長Ｂ，波長Ｃ，波長Ｄは反射する．波長Ａからなるビームは偏波コントローラ３６１０で遅延を有する直交する直線偏光成分に変換され，分岐プリズム３６１３でビームの一部は反射され，反射光は偏波モニタ３６１６に入射し，偏波コントローラの制御に用いられる．分岐プリズム透過光はフォトニック結晶偏光分離素子３６１９に入射して，偏光分離され，フォトニック結晶偏光分離素子３６１９に対するＴＥ偏波成分は反射して，分散シフトファイバ３６０３に入射する．ただし分岐プリズム３６１３でビームの一部が反射して反射光はモニタ装置３６１７に入射し，偏波モード分散の測定に用いられる．
【０２２０】
フォトニック結晶偏光分離素子３６１９に対するＴＭ偏波成分は透過して，チャープトファイバブッラググレーティング３６２３で反射し，分散シフトファイバ３６０３に入射する．ただし分岐プリズム３６１３でビームの一部が反射して反射光は偏波モニタ３６１７に入射し，偏波モード分散の測定に用いられる．
【０２２１】
波長Ｂ，波長Ｃ，波長Ｄからなるビームはミラー３６０９で再度反射して，フィルタ３６０７に入射し，波長Ｂは透過し，波長Ｃ，波長Ｄは反射する．波長Ｂは前記波長Ａと同様に偏波モード分散補償がなされ，入射光の大部分は逆の経路を経て光ファイバ３４０３に戻る．
【０２２２】
波長Ｃ，波長Ｄからなるビームはミラー３６０９で再度反射して，フィルタ３６０８に入射し，波長Ｃは透過し，波長Ｄは反射する．波長Ｃは前記波長Ａと同様に偏波モード分散補償がなされ，入射光の大部分は逆の経路を経て光ファイバ３６０３に戻る．
【０２２３】
波長Ｄからなるビームはミラー３６０９で再度反射して，光ファイバ３６２６に結合してその後任意の信号処理がなされる．
【０２２４】
本実施例ではチャープトファイバブッラググレーティングを用いたが，反射型の分散補償デバイスを用いれば本実施例と同様の動作が実現可能である．例えば非特許文献１８記載のＬＯＴＡＤＥなどがあげられる．
【０２２５】
（実施例２６）
【０２２６】
本発明の第２６の実施例を図３７および図３８を用いて説明する．図３３における可変ＤＧＤ３３０３がチャンネル内のＰＭＤの波長依存性を含めて補償できうるならば，実施例２３に比べさらに高精度のＰＭＤ補償が可能になるが，ＰＭＤの波長依存性を含めた補償は図３７における波長分散補償器３７０２と可変ＤＧＤ３７０４を組み合わせることでも可能である．
【０２２７】
波長分散補償器としては前述のＶＩＰＡ型や熱勾配や応力を加えたチャープドファイバブラッググレーティング等を用いた例（特許文献２９参照）が知られるが，これらは光サーキュレータとの組み合わせが前提となり，例えば図２９記載の偏波分散付与デバイスとの組み合わせには適さない．
【０２２８】
図３８は透過型波長分散補償器であり，対向するファイバコリメータと２個の等辺長分散プリズムからなる．２個の等辺長分散プリズムによる波長分散付与の例としては，特許文献３０のような例が知られている．この２個の等辺長分散プリズム３８０３，３８０４に対する入射角度を変えることで付与する分散スロープを可変にできる．等辺長分散プリズム３８０３，３８０４に用いる材質としては波長分散の波長依存性が大きい材質が適するので，使用する波長から近い波長に吸収端を有する材質を使用することも有効である．本実施例では等辺長分散プリズムを用いたが，特許文献３１記載の分散補償光回路を用いることも有効である．
【０２２９】
また図３７中の可変ＤＧＤ３７０４は図２９記載の可変ＤＧＤが適し，図３７中の波長分離機構３７０１と波長合成機構３７０８としてはＡＷＧや波長選択フィルタ群とレンズおよびファイバを組み合わせたものなどが適する．
【０２３０】
（実施例２７）
【０２３１】
本発明の第２７の実施例を図３９を用いて説明する．可変ＤＧＤは偏波分散補償のほかの利用形態もある．例えば非特許文献１９で発表された偏光分離干渉型光スイッチによるビットレート可変波長変換装置でも用いられている．この使用例では１台の可変ＤＧＤで２つの経路に同量の遅延を与えているが，本発明でも同様のことは可能であり，かつより容易である．
【０２３２】
図３９は偏波保持ファイバ３９０１，コリメートレンズ３９０２，フォトニック結晶偏光分離素子３９０３，ミラー３９０４，フォトニック結晶偏光分離素子３９０５，コリメートレンズ３９０６，偏波保持ファイバ３９０７からなる可変ＤＧＤである．
【０２３３】
偏波保持ファイバ３９０１，コリメートレンズ３９０２，フォトニック結晶偏光分離素子３９０３，ミラー３９０４の組み合わせは１台の可変ＤＧＤとして機能し，かつミラー３９０４，フォトニック結晶偏光分離素子３９０５，コリメートレンズ３９０６，偏波保持ファイバ３９０７も同様に１台の可変ＤＧＤとして動作する．またフォトニック結晶偏光分離素子３９０３とフォトニック結晶偏光分離素子３９０５を適切に前後動させることにより偏波保持ファイバ３９０１に入出射する光と偏波保持ファイバ３９０７に入出射する光に与える遅延量の大きさを容易に同量にすることができる．
【０２３４】
また１台の可変ＤＧＤで２つの経路に同量の遅延を与える可変ＤＧＤは図３や図４記載の可変ＤＧＤをもとにしても実現できる．具体的には，図３記載の可変ＤＧＤをもとにした場合は図３９と同様にミラーの両側にレンズ，垂直入射または垂直入射に近い入射角度で偏光分離動作が可能な偏光分離素子，入出力ファイバを配置する．
【０２３５】
（実施例２８）
【０２３６】
本発明の第２８の実施例を図４０から図４１を用いて説明する．本実施例の特徴は実施例２７では必要となる光サーキュレータを不要にするべく入射ポートと出射ポートを別にすることで，そのために図１６と同様に偏光分離素子及びミラーを傾けることである．これにより光サーキュレータの損失や波長依存性を除くことが可能で，コスト低減の効果も大きい．
【０２３７】
図４０（ａ）は偏波保持ファイバ４００１，偏波保持ファイバ４００２，偏波保持ファイバ４００３，偏波保持ファイバ４００４，コリメートレンズ４００５，コリメートレンズ４００６，フォトニック結晶偏光分離素子４００７，ミラー４００８からなる可変ＤＧＤの上面図である．ここで，偏波保持ファイバ４００２は偏波保持ファイバ４００１に，偏波保持ファイバ４００４は偏波保持ファイバ４００３に隠れて見えないものとする．
【０２３８】
図４０（ｂ）は図４０（ａ）記載の可変ＤＧＤの側面図である．
【０２３９】
偏波保持ファイバ４００１，偏波保持ファイバ４００２，コリメートレンズ４００５，フォトニック結晶偏光分離素子４００７，ミラー４００８の組み合わせは図１６と同一で，可変ＤＧＤとして動作する．また偏波保持ファイバ４００３，偏波保持ファイバ４００４，コリメートレンズ４００６，フォトニック結晶偏光分離素子４００７，ミラー４００８の組み合わせも記載されないものの図１６と同一で，可変ＤＧＤとして動作する．
【０２４０】
本実施例では２台相当の可変ＤＧＤをフォトニック結晶偏光分離素子４００７，ミラー４００８を共通化することで与える遅延量の大きさを容易に同量にすることができる．それにより可動ミラーが１台で済み制御も容易になる．なお本実施例では２台相当の可変ＤＧＤを一体化したが，３台以上にも容易に拡張できる．
【０２４１】
また同様に図２３から図３１記載の可変ＤＧＤをもとにしても，本実施例の特徴である実施例２７では必要となる光サーキュレータを不要にするべく入射ポートと出射ポートを別にすることが可能であることは容易に推測できるであろう．
【０２４２】
図４１は非特許文献１９で発表された偏光分離干渉型光スイッチによるビットレート可変波長変換装置に図４０記載の可変ＤＧＤを組み合わせたビットレート可変波長変換装置の構成図である．
【０２４３】
図４０記載の可変ＤＧＤは反射光の偏光度劣化成分の影響は存在するが，本実施例のように信号光に対して用いない用途においては，構成の単純さから最適であるといえる．また図２３から図３１記載の可変ＤＧＤをもとに２台を並列化した可変ＤＧＤを用いても差し支えない．
【０２４４】
【発明の効果】
以上，説明したように本発明の請求項１〜１３により，単純かつ小型な構成または高い性能または低コストな偏光成分に対する遅延差を付与するデバイスと，前記装置を用いた単純かつ小型な構成または高い性能または低コストな偏波モード分散補償装置が実現しうる．
【図面の簡単な説明】
【図１】偏光成分間に遅延差を付与するデバイス（可変ＤＧＤ）の略図
【図２】実施例２記載の偏波モード分散補償器のうち，光ファイバ線路全体を示す図
【図３】図２記載の可変ＤＧＤ２０４の詳細図
【図４】実施例３を示す可変ＤＧＤの構成図
【図５】図４の拡大図
【図６】図４における接着の例を示す図
【図７】図４と同様の機能をフォトニック結晶偏光分離素子に替えて，ミラーで実現する構成
【図８】従来例２に偏光度劣化成分除去機構を加えた図
【図９】実施例４を示す可変ＤＧＤの構成図
【図１０】実施例５を示す可変ＤＧＤの構成図
【図１１】ＰＭＤの波長依存性を含めたＰＭＤ補償器の装置構成の略図
【図１２】ＶＩＰＡ型分散補償器の構成
【図１３】実施例６記載の可変ＤＧＤの構成図
【図１４】図１３記載の可変ＤＧＤを用いた偏波モード分散補償器の光ファイバ経路の略図
【図１５】実施例７を示す偏波モード分散補償器
【図１６】実施例８を示すの可変ＤＧＤの構成図
【図１７】実施例９を示すの偏波モード分散補償器略図
【図１８】実施例１０を示すの偏波モード分散補償器略図
【図１９】実施例１１を示すの偏波モード分散補償器略図
【図２０】ＰＭＤ量の時間変動のモデル図
【図２１】反固定ＤＧＤの構成図
【図２２】実施例１２を示すの偏波モード分散補償器略図
【図２３】実施例１３を示す可変ＤＧＤの構成図
【図２４】実施例１４を示す可変ＤＧＤの構成図
【図２５】実施例１５を示す可変ＤＧＤの構成図
【図２６】実施例１６を示す可変ＤＧＤの構成図
【図２７】実施例１７を示す可変ＤＧＤの構成図
【図２８】実施例１８を示す可変ＤＧＤの構成図
【図２９】実施例１９を示す可変ＤＧＤの構成図
【図３０】実施例２０を示す可変ＤＧＤの構成図
【図３１】実施例２１を示す可変ＤＧＤの構成図
【図３２】実施例２２を示す可変ＤＧＤの構成図
【図３３】各チャンネル毎の偏波モード分散補償器のモデル図
【図３４】実施例２３を示す偏波モード分散補償器の構成図
【図３５】実施例２４を示す偏波モード分散補償器の構成図
【図３６】実施例２５を示す偏波モード分散補償器の構成図
【図３７】チャンネル内のＰＭＤの波長依存性を補償する偏波モード分散補償器のモデル図
【図３８】透過型波長分散補償器
【図３９】実施例２７を示す可変ＤＧＤの構成図
【図４０】実施例２８を示す可変ＤＧＤの構成図
【図４１】ビットレート可変波長変換装置の構成図
【図４２】基本的な偏波モード分散補償装置の構成例を示す図
【図４３】偏波コントローラの基本構成図
【図４４】従来例２の偏波分散補償回路の構成に光結合系を加えた図
【符号の説明】
１０１ 偏波保持ファイバ
１０２ 反射型偏光分離素子
１０３ レンズ
１０４ ミラー
２０１ 光ファイバ
２０２ 光サーキュレータ
２０３ 偏波コントローラ
２０４ 可変ＤＧＤ
２０５ カプラ
２０６ モニタ装置
３０１ 偏波保持ファイバ
３０２ フォトニック結晶偏光分離素子
３０３ レンズ
３０４ ミラー
４０１ 偏波保持ファイバ
４０２ 屈折率分布型ロッドレンズ
４０３ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ
４０４ ルチル平行平板ウォークオフ偏光子
４０５ フォトニック結晶偏光分離素子
４０６ 常光成分
４０７ 異常光成分
５０１ 常光成分
５０２ 反射光異常光成分（偏光度劣化成分）
５０３ 異常光成分
５０４ 反射光常光成分（偏光度劣化成分）
６０１ ルチル平行平板ウォークオフ偏光子
６０２ 接着剤
６０３ フォトニック結晶偏光分離素子
７０１ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｉｂｅｒ
７０２ ルチル平行平板ウォークオフ偏光子
７０３ ミラー
７０４ レンズ
７０５ ミラー
８０１ 光ファイバ
８０２ コリメートレンズ
８０３ ルチル平行平板ウォークオフ偏光子
８０４ 入射側ＰＢＳ
８０５ 機械的可動ミラー
８０６ 出射側ＰＢＳ
８０７ ルチル平行平板ウォークオフ偏光子
８０８ コリメートレンズ
８０９ 光ファイバ
８１０ 偏光度劣化成分
８１１ 偏光度劣化成分
９０１ 偏波保持ファイバ
９０２ ＬＰＳ
９０３ フォトニック結晶偏光分離素子
９０４ コリメートレンズ
９０５ ミラー
９０６ 常光成分
９０７ 異常光成分
１００１ 偏波保持ファイバ
１００２ フォトニック結晶偏光分離素子
１００３ コリメートレンズ
１００４ フォトニック結晶偏光分離素子
１００５ 偏波モニタ装置
１１０１ 偏波コントローラ
１１０２ 偏光分離機構
１１０３ 偏光合成機構
１１０４ 可変波長分散付与機構
１１０５ 可変遅延装置
１１０６ カプラ
１１０７ モニタ装置
１２０１ 光ファイバ
１２０２ レンズ
１２０３ レンズ
１２０４ レンズ
１２０５ ＶＩＰＡ板
１２０６ レンズ
１２０７ ミラー
１３０１ 偏波保持ファイバ
１３０２ フォトニック結晶偏光分離素子
１４０１ 光ファイバ
１４０２ 光サーキュレータ
１４０３ 偏波コントローラ
１４０４ 図１４記載の可変ＤＧＤ
１４０５ カプラ
１４０６ モニタ装置
１５０１ 光ファイバ
１５０２ 光サーキュレータ
１５０３ 光ファイバ
１５０４ コリメートレンズ
１５０５ 液晶回転１／４波長板
１５０６ 液晶回転１／２波長板
１５０７ フォトニック結晶偏光分離素子
１５０８ フォトニック結晶偏光分離素子
１５０９ 偏波モニタ
１５１０ 光ファイバ
１６０１ 偏波保持ファイバ
１６０２ 偏波保持ファイバ
１６０３ コリメートレンズ
１６０４ フォトニック結晶偏光分離素子
１６０５ ミラー
１７０１ 偏波コントローラ
１７０２ 可変ＤＧＤ
１７０３ 可変ＤＧＤ
１７０４ カプラ
１７０５ モニタ装置
１７０６ 制御装置
１８０１ 偏波コントローラ
１８０２ 可変ＤＧＤ
１８０３ 可変ＤＧＤ
１８０４ カプラ
１８０５ モニタ装置
１８０６ 制御装置
１９０１ 偏波コントローラ
１９０２ 半固定ＤＧＤ
１９０３ 可変ＤＧＤ
１９０４ カプラ
１９０５ モニタ装置
１９０６ 制御装置
２１０１ 偏光分離装置
２１０２ 偏波保持ファイバ
２１０３ 偏光合成装置
２１０４ 偏波保持ファイバ
２２０１ 偏波コントローラ
２２０２ 可変ＤＧＤ
２２０３ 偏波コントローラ
２２０４ 可変ＤＧＤ
２２０５ カプラ
２２０６ モニタ装置
２２０７ 制御装置
２３０１ 偏波保持ファイバ
２３０２ 偏波保持ファイバ
２３０３ コリメートレンズ
２３０４ フォトニック結晶偏光分離素子
２３０５ プリズム
２３０６ ミラーブロック
２４０１ 偏波保持ファイバ
２４０２ 偏波保持ファイバ
２４０３ 屈折率分布型ロッドレンズ
２４０４ フォトニック結晶偏光分離素子
２４０５ プリズム
２４０６ ミラーブロック
２５０１ 偏波保持ファイバ
２５０２ 偏波保持ファイバ
２５０３ 屈折率分布型ロッドレンズ
２５０４ フォトニック結晶偏光分離素子
２５０５ 屈折率分布型ロッドレンズ
２５０６ 屈折率分布型ロッドレンズ
２５０７ 屈折率分布型ロッドレンズ
２５０８ ミラーブロック
２５０９ 屈折率分布型ロッドレンズ２５０５の端面
２６０１ 偏波保持ファイバ
２６０２ 偏波保持ファイバ
２６０３ ルチル平行平板偏光分離素子
２６０４ ルチル平行平板偏光合成素子
２６０５ コリメートレンズ
２６０６ フォトニック結晶偏光分離素子
２６０７ プリズム
２６０８ ミラーブロック
２６０９ 異常光成分
２６１０ 常光成分
２７０１ ルチル平行平板偏光分離／合成素子
２７０２ ４５度ファラデー回転子
２７０３ 偏波保持ファイバ２６０１射出光のうちルチル平行平板偏光分離／合成素子２７０１における常光成分
２７０４ 偏波保持ファイバ２６０１射出光のうちルチル平行平板偏光分離／合成素子２７０１における異常光成分
２８０１ ルチル平行平板
２９０１ 偏波保持ファイバ
２９０２ 偏波保持ファイバ
２９０３ コリメートレンズ
２９０４ フォトニック結晶偏光分離素子
２９０５ プリズム
２９０６ １／４波長板
２９０７ ミラー
３００１ 偏波保持ファイバ
３００２ 偏波保持ファイバ
３００３ 屈折率分布型ロッドレンズ
３００４ フォトニック結晶偏光分離素子
３００５ 屈折率分布型ロッドレンズ
３００６ 屈折率分布型ロッドレンズ
３００７ 屈折率分布型ロッドレンズ
３００８ ４５度ファラデー回転子
３００９ 熱光学結晶
３０１０ ミラー
３１０１ 偏波保持ファイバ
３１０２ 偏波保持ファイバ
３１０３ コリメートレンズ
３１０４ フォトニック結晶偏光分離素子
３１０５ プリズム
３１０６ ４５度ファラデー回転子
３１０７ ミラーブロック
３２０１ シングルモードファイバ
３２０２ シングルモードファイバ
３２０３ コリメートレンズ
３２０４ 偏波コントローラ
３２０５ フォトニック結晶偏光分離素子
３２０６ プリズム
３２０７ ４５度ファラデー回転子
３２０８ フォトニック結晶偏光分離素子
３２０９ フォトニック結晶偏光分離素子
３２１０ 偏波モニタ
３３０１ 波長分離機構
３３０２ 偏波コントローラ
３３０３ 可変ＤＧＤ
３３０４ カプラ
３３０５ モニタ装置
３３０６ 制御装置
３３０７ 波長合成機構
３４０１ 光ファイバ
３４０２ 光サーキュレータ
３４０３ 光ファイバ
３４０４ コリメートレンズ
３４０５ 波長選択フィルタ群
３４０６ フィルタ
３４０７ フィルタ
３４０８ フィルタ
３４０９ ミラー
３４１０ 偏波コントローラ
３４１１ 偏波コントローラ
３４１２ 偏波コントローラ
３４１３ フォトニック結晶偏光分離素子
３４１４ フォトニック結晶偏光分離素子
３４１５ フォトニック結晶偏光分離素子
３４１６ フォトニック結晶偏光分離素子
３４１７ フォトニック結晶偏光分離素子
３４１８ フォトニック結晶偏光分離素子
３４１９ コリメートレンズ
３４２０ 偏波モニタ
３４２１ 偏波モニタ
３４２２ 偏波モニタ
３４２３ 偏波保持ファイバ
３５０１ 光ファイバ
３５０２ 光ファイバ
３５０３ コリメートレンズ
３５０４ 波長選択フィルタ群
３５０５ フィルタ
３５０６ フィルタ
３５０７ フィルタ
３５０８ ミラー
３５０９ 偏波コントローラ
３５１０ 偏波コントローラ
３５１１ 偏波コントローラ
３５１２ フォトニック結晶偏光分離素子
３５１３ プリズム
３５１４ ４５度ファラデー回転子
３５１５ 偏光分離素子群
３５１６ 偏光分離素子群
３５１７ 偏光分離素子群
３５１８ レンズ
３５１９ 偏波モニタ
３５２０ 偏波モニタ
３５２１ 偏波モニタ
３５２２ 光ファイバ
３６０１ 光ファイバ
３６０２ 光サーキュレータ
３６０３ ＴＥＣ化された分散補償ファイバ
３６０４ コリメートレンズ
３６０５ 波長選択フィルタ群
３６０６ フィルタ
３６０７ フィルタ
３６０８ フィルタ
３６０９ ミラー
３６１０ 偏波コントローラ
３６１１ 偏波コントローラ
３６１２ 偏波コントローラ
３６１３ 分岐プリズム
３６１４ 分岐プリズム
３６１５ 分岐プリズム
３６１６ 偏波モニタ装置
３６１７ 偏波モニタ装置
３６１９ フォトニック結晶偏光分離素子
３６２０ フォトニック結晶偏光分離素子
３６２１ フォトニック結晶偏光分離素子
３６２２ コリメートレンズ
３６２３ チャープドファイバブラッググレーティング
３６２４ チャープドファイバブラッググレーティング
３６２５ チャープドファイバブラッググレーティング
３６２６ 光ファイバ
３７０１ 波長分離機構
３７０２ 波長分散補償器
３７０３ 偏波コントローラ
３７０４ 可変ＤＧＤ
３７０５ カプラ
３７０６ モニタ装置
３７０７ 制御装置
３７０８ 波長合成機構
３８０１ 光ファイバ
３８０２ コリメートレンズ
３８０３ 等辺長分散プリズム
３８０４ 等辺長分散プリズム
３８０５ コリメートレンズ
３８０６ 光ファイバ
３９０１ 偏波保持ファイバ
３９０２ コリメートレンズ
３９０３ フォトニック結晶偏光分離素子
３９０４ ミラー
３９０５ フォトニック結晶偏光分離素子
３９０６ コリメートレンズ
３９０７ 偏波保持ファイバ
４００１ 偏波保持ファイバ
４００２ 偏波保持ファイバ
４００３ 偏波保持ファイバ
４００４ 偏波保持ファイバ
４００５ コリメートレンズ
４００６ コリメートレンズ
４００７ フォトニック結晶偏光分離素子
４００８ ミラー
４１０１ ＷＤＭカプラ
４１０２ ＳＯＡ
４１０３ ＷＤＭカプラ
４１０４ ポンプ用ＬＤ
４１０５ フィルタ
４１０６ 図４０記載の可変ＤＧＤ
４１０７ バビネソレイユ補償板
４１０８ 偏光子
４２０１ 偏波コントローラ
４２０２ 偏光成分間に群遅延差を付与する装置
４２０３ カプラ
４２０４ モニタ装置
４２０５ 制御装置
４３０１ １／４波長板
４３０２ １／２波長板
４３０３ 分岐装置
４３０４ モニタ装置
４３０５ 制御装置
４４０１ 偏波コントローラ
４４０２ 偏波保持ファイバ
４４０３ コリメートレンズ
４４０４ ＰＢＳ
４４０５ ＰＢＳ
４４０６ 機械的可動ミラー
４４０７ コリメートレンズ
４４０８ 出力光ファイバ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration and operation of a polarization mode dispersion compensator for compensating for polarization mode dispersion, which is one of the causes of signal degradation in optical communication, used for improving communication speed. In particular, it relates to a device that gives a delay difference to the polarization component, which is a component of the polarization mode dispersion compensator.
[0002]
[Prior art]
Polarization Mode Dispersion (PMD) is the group delay difference between two orthogonal polarization modes caused by the degeneration of the propagation mode of an optical fiber due to the asymmetry of the fiber core. Polarization mode dispersion occurs in optical fibers laid in the old days when the structure of optical fibers was not sufficiently symmetrical, and in erbium-doped fibers used in optical fiber amplifiers. Has time fluctuation. Some optical isolators that separate and combine polarized components using a birefringent crystal also cause a group delay difference between polarization modes.
[0003]
Transmission characteristic degradation due to polarization mode dispersion has already been formulated and known in Non-Patent Document 1. The details of the polarization mode dispersion are described in Non-Patent Document 2. Further, Non-Patent Document 3 describes the polarization mode dispersion measurement method in detail.
[0004]
The polarization mode dispersion compensator basically comprises a polarization controller 4201 and a device 4202 for giving a delay difference to a polarization component as shown in FIG. 42, and additionally includes a coupler 4203, a monitor device 4204, and a controller 4205. . Furthermore, the device that gives the group delay difference to the polarization component basically consists of a polarization separation / combination mechanism and an optical delay device.
[0005]
First, the polarization controller is described. A polarization controller is a device that converts a random polarization state into an arbitrary polarization state. A combination of a half-wave plate and a quarter-wave plate, a fiber crank, and a lithium niobate having a phase modulation unit Waveguides are known.
[0006]
In the experimental stage, a device that can change the polarization state and azimuth continuously and infinitely, such as an electric infinite rotation polarization controller by rotating a birefringent crystal wave plate, is often used. When a birefringent crystal is used for the wave plate, it is desirable to use a crystal having a small phase difference shift due to wavelength, for example, a wide band wave plate operated as one wave plate by combining a plurality of kinds of crystals.
[0007]
For communication applications, a polarization controller consisting of a rotating wave plate using liquid crystal is suitable in terms of dimensions, loss, and driving power. According to Non-Patent Document 4, the polarization state and azimuth can be changed continuously and infinitely, and the response time is as high as 3.7 msec, and the polarization analyzer (monitor device) and control are performed as in Non-Patent Document 5. It is known that it can operate as a polarization stabilizer by combining with a device. Fig. 43 shows the basic configuration of the polarization controller. The polarization controller includes a quarter-wave plate 4301 and a half-wave plate 4302, a branching device 4303, a monitor device 4304, and a control device 4305.
[0008]
In addition, if the allowable amount of loss and polarization dependent loss (PDL) is large, a polarization controller such as a lithium niobate waveguide having a phase modulation unit described in Patent Document 1 may be used. .
[0009]
Next, we describe a device that gives a delay difference between polarization components. There are a fixed type and a variable type to give the delay difference between the polarization components, and the variable type is used for the primary polarization mode dispersion compensator. As an apparatus for giving a delay difference between fixed polarization components, there is an apparatus described in Patent Document 2.
[0010]
The device that gives the group delay difference to the variable polarization component basically consists of a polarization separation / combination mechanism and an optical variable delay device.
[0011]
As a polarization separation / combination mechanism, a polarization beam splitter (PBS) is known. The PBS is a device that performs spatial separation of polarized light by transmission and reflection when obliquely incident on the surface of alternating high / low refractive index dielectric multilayer thin films, and is generally used at an incident angle of 45 degrees. A walk-off polarizer made of rutile crystal or the like is known as another polarization separation / synthesis mechanism. These are all bulk optical components. On the other hand, a directional coupler type polarization separation / combination mechanism using an optical fiber coupler or an optical waveguide is also well known. In addition, the polarization splitting element operates as a polarization combining element due to reciprocity.
[0012]
As an optical variable delay device, there is known an optical variable delay device that gives a delay by making a distance between a collimator and a mirror variable, such as an optical variable delay device described in Patent Document 3 (or Patent Document 4).
[0013]
A polarization-independent variable optical delay device and a polarization splitting / combining device as described above are separately manufactured, and then connected by an optical fiber, thereby realizing a device for providing a delay difference between polarization components. For example, by combining an optical variable delay device described in Patent Document 3 (or Patent Document 4) and a polarization combining module described in Patent Document 5 or Patent Document 6, for example, a device for providing a delay difference between polarization components can be realized.
[0014]
The following forms are known as an integration of a polarization independent optical variable delay device and a polarization separation / combination device.
[0015]
First, Patent Document 7 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) is known as a device using a waveguide as a device for separating polarization and providing a delay difference between polarization components.
[0016]
Further, as an example using a so-called bulk optical component, a combination of a PBS and a movable mirror such as a polarization dispersion compensation circuit described in FIG. 7 of Patent Document 7 is known (hereinafter referred to as Conventional Example 2). FIG. 7 in Patent Document 7 is a quotation from Non-Patent Document 6. Non-Patent Document 7 (hereinafter referred to as Conventional Example 3), which is another example, is a combination of a PBS, a quarter-wave plate and a mirror (hereinafter referred to as Conventional Example 3), and requires less PBS than Conventional Example 2. Although it has an advantage, it requires two quarter-wave plates. A configuration in which a polarization beam splitter such as a variable polarization mode dispersion device (hereinafter referred to as Conventional Example 4) described in FIG. 7 of Patent Document 8 and one movable mirror and one fixed mirror are combined is also known.
[0017]
FIG. 44 shows an example in which an optical coupling system is added to the configuration of the conventional polarization dispersion compensation circuit described in Conventional Example 2. In FIG. 44, an optical signal input from an input port is input to a first PBS 4404 as a collimated beam via a polarization controller 4401. Here, the P-polarized light is output in the direction of going straight, and the S-polarized light is output in the direction orthogonal, and polarization separation is performed. The s-polarized light is input to the second PBS 4405 via a mechanical movable mirror 4406 including two mirrors, is polarization-combined with the directly input p-polarized light, and is output to the output optical fiber 4408. By moving the mechanically movable mirror 4106, the distance over which the S-polarized light propagates spatially changes, and the amount of delay between the S-polarized light and the P-polarized light is adjusted to perform polarization dispersion compensation. Here, it is necessary to use a collimated beam so that the coupling loss does not change even if the mechanical movable mirror 4406 is moved.
[0018]
A series of operations of polarization separation, propagation of each polarization component to an individual optical path, reflection, and repolarization synthesis are already known in Patent Document 9 and Patent Document 10.
[0019]
Also, a polarization mode dispersion compensation module (hereinafter referred to as Conventional Example 5) described in Patent Document 11 is known as an apparatus for providing a polarization mode dispersion opposite to the polarization mode dispersion of an optical transmission line without performing polarization separation / combination. . This is a device that generates polarization mode dispersion by applying stress to the waveguide.
[0020]
Patent Document 25 (hereinafter referred to as Conventional Example 6) is also known as a configuration using a variable retardation unit and a fixed delay unit using an electro-optic crystal.
[0021]
[Patent Document 1] United States Patent No. 5,212,743
[Patent Document 2] United States Patent No. 5,600,738
[Patent Document 3] United States Patent No. 6,356,377
[Patent Document 4] JP-A-2001-208988
[Patent Document 5] United States Patent No. 6282025
[Patent Document 6] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-86936
[Patent Document 7] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-42272
[Patent Document 8] Published Patent Information JP2000-31903
[Patent Document 9] Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 11-160663
[Patent Document 10] Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-44721
[Patent Document 11] Japanese Patent Application Publication JP-A-2002-148571
[Patent Document 12] Japanese Patent No. 3288876
[Patent Document 13] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-196046
[Patent Document 14] U.S. Pat. No. 5,930,414
[Patent Document 15] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-221705
[Patent Document 16] Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-31903
[Patent Document 17] Japanese Patent No. 2539563
[Patent Document 18] United States Patent No. 5,596,448
[Patent Document 19] US Patent No. 6111697
[Patent Document 20] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-110808
[Patent Document 21] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-90553
[Patent Document 22] Japanese Patent Application Publication No. 2002-237212
[Patent Document 23] Japanese Patent Publication JP 2000-75165
[Patent Document 24] Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-264954
[Patent Document 25] U.S. Patent Publication 2002/0012487
[Patent Document 26] U.S. Pat. No. 4,213,677
[Patent Document 27] Published Patent Information JP-A-7-281128
[Patent Document 28] Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-257084
[Patent Document 29] United States Patent No. 6,349,157
[Patent Document 30] U.S. Pat. No. 5,555,093
[Patent Literature 31] Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-224109
[Non-patent document 1]
C. D. Poole et al. , IEEE Photon. Technol. Lett. , Vol. 3, No. 1, pp. 68-70, 1991
[Non-patent document 2]
Shojiro Kawakami Kazuo Shiraishi Masaharu Ohashi, Optical Fiber and Fiber Devices, Chapters 4 and 6, Baifukan
[Non-Patent Document 3]
Tetsuya Miki, Shoichi Sudo, Optical Communication Technology Handbook, Part 6 (Optronics, 2002)
[Non-patent document 4]
Ohtera, Chiba, Kawakami, Liquid Crystal Rotatable Waveplate, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 8, NO. 3, MARCH 1996
[Non-Patent Document 5]
Chiba, Ohtara, kawakami, Parallelization Stabilizer Using Liquid Crystal Rotatable Waveplate, JORNAL OF LIGHTWAVE TECHMOLOGY, VOL. 7, NO. 5, MAY 1999
[Non-Patent Document 6]
F. Heismann et al. , AUTOMATIC COMPENSATION OF FIRST-ORSER POLARIZATION MODEDISPERSION IN A 10 Gb / s TRANSMISSION SYSTEM, WdC11, ECOC'98, 1998
[Non-Patent Document 7]
Jungho Kim, Hosung Yoon, Namkyoo Park, and Byungho Lee, Polarization-mode-dispersion compensator using a porport evolving beam chart. 40, no. 25 APPLIED OPTICS 4473
[Non-Patent Document 8]
K. O. Hill et al,. Tech. Dig. Conf on OFC7,94, PD2, pp. 17-20, San Jose, 1994
[Non-Patent Document 9]
Supervised by Shojiro Kawakami, Photonic crystal technology and its applications, CMC Publishing Co., Ltd., 2002
[Non-Patent Document 10]
Michael F. Weber et al, Giant Birefringent Optics in Multilayer Polymer Mirros, SCIENCE vol. 287, 2000, pp2451
[Non-Patent Document 11]
Kenji Kono, Basics and Applications of Optical Coupling System for Optical Devices, Hyundai Kogakusha, 1991
[Non-Patent Document 12]
K. Shiraishi, Y .; Aizawa and S.A. Kawakami, Beam Expanding Fiber Using Thermal Diffusion of the Dopant, J. Amer. Lightwave Tech. , Vol. 8, pp. 1151-1161, August, 1990.
[Non-patent document 13]
Shojiro Kawakami Kazuo Shiraishi Masaharu Ohashi, Optical Fiber and Fiber Devices, Chapter 8, Chapter 11, Baifukan
[Non-patent document 14]
Shojiro Kawakami Kazuo Shiraishi Masaharu Ohashi, Optical Fiber and Fiber Device, Chapter 10, Baifukan
[Non-Patent Document 15]
M. Shirasaki et al. , ECOC2000 PD 2.3. , VIPA type dispersion compensator
[Non-Patent Document 16]
Odera, Chiba, Kawakami, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 8, NO. 3, MARCH 1996, Liquid Crystal Rotatable Waveplate
[Non-Patent Document 17]
Ohkubo et. al. , Fabrication and Evaluation of multichannel wavelength selective filters consisting of Ta2O5 / SiO2 3D photonic crystals, TD-3, The 9thinternational Workshop on Femtosecond Technology, June 27-28,2002 Tsukuba, Japan
[Non-Patent Document 18]
Mark Jumbolonski et al., Optical fiber dispersion compensation by layered optical thin film all-wavelength transmission dispersion compensation device, Sumitomo Osaka Cement TECHNICAL REPORT 2001, pp21
[Non-Patent Document 19]
IEICE 2002 Society Conference C-4-20
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional devices that provide a delay difference between polarization components used in polarization mode dispersion compensators, etc., are insufficient in size, characteristics, and cost.
[0023]
In the conventional example 1, since the temperature is controlled, the energy is always consumed even when the time variation of the PMD is small, and there is a problem in the operation cost. Further, in order to support various wavelengths in WDM (Wavelength Division Multiplex), a device for providing a delay difference between polarization components for each wavelength is required, and there is a problem in size. In addition, there is a problem in the characteristics due to the performance of the waveguide type polarization splitter.
[0024]
Conventional Example 2, Conventional Example 3, and Conventional Example 4 use a PBS having a polarization separation direction of 90 degrees as a polarization separation element, so that the size of the device for providing a delay difference between the polarization components and the delay difference between the polarization components are reduced. There is a problem that the size of the polarization mode dispersion compensator using the added device becomes large. In addition, there is a problem in characteristics due to the performance of PBS. Also, in order to cope with various wavelengths in WDM transmission, there is a problem not only in size but also in cost, and a device for giving a delay difference between polarization components for each wavelength and a peripheral device are used. It is necessary to share or integrate the components of the device that gives the delay difference and the peripheral device, but even if the components of the device and the peripheral device that give the delay difference between the optical components are shared, they can be shared or integrated. It is difficult to reduce cost because there are few parts that can be converted.
[0025]
Conventional example 5 has problems that the size is increased due to the limitation of the initial bending radius of the waveguide, and that chromatic dispersion (chromatic dispersion) occurs. In addition, in order to support various wavelengths in WDM transmission, a device that gives a delay difference between polarization components for each wavelength is required, and there is a problem in operation cost.
[0026]
Conventional example 6 is disadvantageous in terms of size and cost because it requires a large number of crystal parts, and has a problem that the loss is large because it requires a large number of crystal parts.
[0027]
In view of such circumstances, the present invention provides a simple and small configuration or a device that gives a delay difference to a high-performance or low-cost polarization component, and a simple and small configuration or a high-performance or low-cost The aim is to provide a polarization mode dispersion compensator.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in a device for providing a delay difference with respect to a polarized light component composed of a polarization splitting element and a reflection means, a polarization splitting element capable of performing a polarization splitting operation at normal incidence or an incidence angle close to normal incidence is used as the polarization splitting element.
[0029]
Further, in the present invention, as the reflection means, a reflection means capable of providing wavelength dispersion such as a dielectric multilayer mirror, a reflection type polarization separation element which can operate as a polarization separation element at normal incidence, a wavelength selection filter, a PBS, an optical fiber grating, etc. is used. .
[0030]
Further, in the present invention, various optical coupling systems applicable to the above-mentioned solving means are used.
[0031]
In the present invention, various optical functional components such as a birefringent crystal walk-off polarizer, a wave plate, a prism, and a wavelength selection filter may be added in addition to the above-mentioned solution.
[0032]
In the present invention, one or both of the polarization separation element and the reflection means may be movable.
[0033]
In the present invention, a polarization maintaining optical waveguide (polarization maintaining optical fiber) may be used as the optical waveguide.
[0034]
In the present invention, the reflection means may be a reflection type polarization splitting element, and a light receiving device may be arranged behind the reflection type polarization splitting element.
[0035]
In addition, it is effective to use a two-dimensional or three-dimensional photonic crystal polarized light separating element as the above-mentioned polarized light separating element.
[0036]
Further, in the present invention, the polarization mode dispersion compensator includes a device for giving a delay difference to a polarization component using the above-mentioned solving means, a polarization controller, a monitor device (polarization analyzer), a control device, and the like.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0038]
(Example 1)
[0039]
FIG. 1 is a schematic view of a device (hereinafter referred to as a variable DGD; DGD is an abbreviation of Differential Group Delay) for providing a variable delay difference between the most basic polarization components of the present invention. A reflection type polarization splitter 102 is adhered to the tip of the polarization maintaining fiber 101, and the polarization maintaining fiber 101 and the lens 103 form a so-called fiber collimator. The mirror 104 is disposed perpendicular to the traveling direction (Z-axis direction) of the collimated beam, and reflects the collimated beam on the same axis as the incident light. The mirror 104 is a piezoelectric actuator and is movable in the Z-axis direction.
[0040]
Of the beams having orthogonal linear polarization components having a delay and passing through the polarization maintaining fiber from the polarization controller omitted in FIG. 1 and entering the reflection type polarization splitter 102, the TE component in the reflection type polarization splitter 102 is The light is reflected and returned to the polarization maintaining fiber. The TM component transmits through the reflection type polarization splitting element 102, is reflected by the mirror 104, passes through the reflection type polarization splitting element 102 again, and returns to the polarization maintaining fiber 101. The returned light can be extracted by an optical circulator or directional coupler not shown in the figure.
[0041]
It is necessary that the polarization direction of the transmitted polarization direction (TM polarization in this case) of the reflection type polarization separation element 102 and the polarization direction of one of the orthogonal linear polarization components having a delay coincide with each other.
[0042]
A delay difference occurs between the polarization components due to this series of light behaviors. Further, by changing the optical path length between the reflection type polarization splitting element 102 and the mirror 104, the amount of delay between the polarization components is adjusted, and the first-order polarization mode dispersion compensation including time variation is performed. By moving the mirror 104, the amount of delay between the polarization components is adjusted, and the first-order polarization mode dispersion compensation including time fluctuation is performed.
[0043]
As for the control system, taps such as directional couplers are installed before and after the polarization controller to measure the polarization state and the computer controls the polarization controller. A tap is also provided after the variable DGD, and the PMD is measured and controlled by a computer. The measurement and control method of the PMD are based on Patent Document 13 (or Patent Document 14). Alternatively, it is also effective to use a control method according to Patent Document 15 or Patent Document 16.
[0044]
(Example 2)
[0045]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Figure 2 shows the outline of the optical fiber line in the polarization mode dispersion compensator. The signal light incident from the optical fiber 201 connected to the signal source passes through the optical circulator 202, enters the polarization controller 203, is converted into orthogonal linear polarization components having a delay, and enters the variable DGD 204. Thereafter, the light passes through the polarization controller 203 again, is output through the optical circulator 202, and a part is input from the coupler 205 to the monitor device 206.
[0046]
Since it is inconvenient if the optical circulator 202 used here has polarization mode dispersion, a structure in which polarization mode dispersion does not occur is desirable in principle (for example, the structure described in Patent Document 17). It is also possible to use a directional coupler as an alternative to an optical circulator, but it is desirable to use an optical circulator because of the large loss.
[0047]
Non-Patent Document 8, Patent Document 18 and the like are known as examples of such a wavelength dispersion compensator using an optical circulator and a reflection means.
[0048]
FIG. 3 shows the configuration of the variable DGD 204 shown in FIG. 2 and higher performance based on the variable DGD shown in FIG.
[0049]
The photonic crystal polarization splitting element 302 is formed with a two-dimensional periodic structure by forming submicron grooves on a synthetic quartz substrate and alternately laminating substances having a large difference in refractive index, such as SiO2 and amorphous silicon. This is, for example, a polarization separation element described in Patent Document 12. The polarization separation element described in Patent Document 12 has a high refractive index medium layer made of a transparent high refractive index medium and a low refractive index medium layer made of a transparent low refractive index medium in three-dimensional orthogonal coordinates x, y, z. A multi-layer structure in the z-axis direction in which the medium layers are stacked so as to have the periodic repetition structure in the z-axis direction, with the alternating layers stacked alternately as a unit of the periodic repetition structure in the z-axis direction. The shape of each of the medium layers has a periodic concavo-convex structure in the x-axis direction that is smaller than the light wavelength used, and has a uniform structure in the y-axis direction or a length longer than the x-axis direction. It has a periodic or aperiodic uneven structure, and for light incident perpendicularly or obliquely to the xy plane, the electric field is polarized from the direction orthogonal to the y-axis or the direction orthogonal to the x-axis. Periodic in the x-axis direction so that Period and the period in the z-axis direction of the periodic repeating structure of convex structures are selected, respectively. A fluoride crystal such as CaF2, NaF, MgF2 or SiO2 is suitable as a low refractive index medium constituting a photonic crystal for a wavelength of 1.3 μm to 2 μm, and amorphous silicon, TiO2, Ta2O5, SiON, Zirconia is suitable. Patent Document 12 does not describe fluoride crystals such as CaF2, NaF and MgF2, SiON and zirconia, but Patent Document 12 does not exclude fluoride crystals such as CaF2, NaF and MgF2, SiON and zirconia as materials. That is clear. Furthermore, since photonic crystals generally have strong polarization dependence, three-dimensional photonic crystals are also useful as polarization splitting elements. Non-Patent Document 9 describes the entire technical field related to photonic crystals.
[0050]
The current photonic crystal polarization separation element 302 made of SiO2 and amorphous silicon has a transmission loss of about 0.1 dB and a coupling loss of an optical coupling system of 0.2 dB. A loss difference of about 0.4 dB occurs between TM polarizations. The loss difference between the polarization components is called PDL, and it needs to be suppressed because it causes the bit error rate (BER) to deteriorate. Therefore, the tip of the polarization maintaining fiber 301 was polished at an angle of 0.9 degrees, and a photonic crystal polarization separation element 302 was adhered thereon. As a result, a coupling loss of the TE-polarized return light with the polarization maintaining fiber 301 is generated by about 0.4 dB, and the PDL is reduced because of the balance with the loss of the TM polarization.
[0051]
However, since the energy density of light at the tip of the optical fiber is maximized, using an adhesive at this position easily degrades the input light intensity performance, so care must be taken in selecting the adhesive. Specifically, it is desirable that the absorption loss is lower and the heat resistance temperature is higher.
[0052]
Although the photonic crystal polarization splitting element described in Patent Document 12 has an incident angle dependency in principle due to its structure, actually, in a wavelength range where one polarized light corresponds to a band gap wavelength, Patent Document 12 FIG. Even when tilted ± 10 degrees around the middle X axis, both the TM polarization transmission loss and the TE polarization reflection loss are almost the same as in the case of normal incidence, and the incident angle of about 0.9 degree does not matter.
[0053]
Further, in the configuration shown in FIG. 1, since the incident beam to both the reflection type polarization splitting element 102 and the mirror 104 is vertically incident, a multipath failure due to multiple reflections occurs and the signal quality deteriorates. The tilt can be suppressed by tilting the photonic crystal polarization splitting element 302 as described above. In this way, the polarization splitting element can be tilted to suppress multipath interference, resulting in an increase in loss and deterioration of the degree of polarization (here, the ratio of the short-axis component to the long-axis component of elliptically polarized light). The fact that the characteristics are not affected is also an advantage of the present embodiment using the photonic crystal polarization splitting element 302 in particular.
[0054]
Here, when the photonic crystal polarization separation element 302 is replaced with PBS, the PBS reflected light does not couple to the polarization maintaining fiber 301, so that a variable DGD as shown in FIG. 3 cannot be configured using PBS.
[0055]
As the mirror 304, a dielectric multilayer mirror is used, but a metal mirror may be used because the beam is incident vertically.
[0056]
In the present embodiment, an example using a photonic crystal polarized light separating element has been described. However, if the polarized light separating element acts as a polarized light separating element at normal incidence or at an incident angle of, for example, within 10 degrees, an equivalent of this embodiment will be described. It will be readily apparent to one skilled in the art that the configuration can be implemented. For example, it is known that a multilayer film made of a birefringent material such as Patent Literature 19 (or Non Patent Literature 10 or 3M Company Infrared Polarizer Film IRP-155) becomes a reflective polarization splitting element. The example can be realized by using such a reflection type polarization splitting element. However, the photonic crystal polarization splitting element is considered to be optimal for the present invention because of its high reliability and high design freedom due to its characteristics and inorganic properties.
[0057]
Further, it is also effective to use a 1/4 pitch refraction index distribution type rod lens instead of the collimating lens 303 and adhere to the photonic crystal polarization separation element. When the polishing angle of the fiber is about 1 degree, when the anti-reflection film is not provided on the back surface of the photonic crystal substrate, a part of the TM polarization is reflected on the back surface of the photonic crystal substrate. Adhesion of the gradient index rod lens using an adhesive with high refractive index prevents reflection of TM polarization and reduces the cost of processing the antireflection film.
[0058]
The delay amount between the TE polarization and the TM polarization which can be generated by the variable DGD can be easily obtained from the optical path length difference and the light speed. For example, the optical path length difference requiring a 300 psec delay amount is 90 mm, and the photonic crystal polarization separation is required. The distance between the element 302 and the mirror 304 may be changed within a range of 45 mm.
[0059]
The mechanism for operating the mirror 304 uses an actuator made of piezoelectric ceramics. Combined with the hermetic sealing of the surroundings, piezoelectric ceramic actuators can provide sufficient reliability if used in land-based stations. In this embodiment, only the piezoelectric actuator has been described, but the type is not limited as long as it can move with high accuracy. For example, a device using MEMS described in Patent Document 3 and a high-resolution stepping motor can be cited.
[0060]
As for the control system, a TAP coupler such as a directional coupler is installed before and after the polarization controller, the polarization state is measured, and the polarization controller is controlled by a computer. A tap is also provided after the variable DGD, and the PMD or eye pattern is measured and controlled by a computer.
[0061]
In addition, it can be easily presumed that if the purpose is to compensate for the half-order polarization mode dispersion, it can be dealt with by fixing the mechanical movable part of the present embodiment semi-fixed.
[0062]
In this embodiment, the mechanically movable mirror 304 is used. However, it is also possible to use an electro-optic crystal provided with a mirror and electrodes, for example, and to vary the delay amount by changing the refractive index of the electro-optic crystal. It is possible. However, at present, it is not practical because there is no material whose electro-optic constant is large enough.
[0063]
(Example 3)
[0064]
A variable DGD according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0065]
In this embodiment, the signal quality due to interference or delay between the TM polarization component included in the reflected light of the reflection type polarization splitter (mainly TE polarized light) and the TM polarization component transmitted through the reflection type polarization splitter after being reflected by the mirror. This is an embodiment that can prevent the deterioration of.
[0066]
In general, reflective polarization splitters such as PBSs and photonic crystal polarization splitters have a problem that the degree of polarization of reflected light is lower than the degree of polarization of transmitted polarized light. Therefore, the problems of interference and delay occur as described above. On the other hand, a walk-off polarizer made of a birefringent crystal, which is a kind of a well-known polarization splitting element, has a large degree of polarization of transmitted light in both ordinary and extraordinary light components. For example, in the case of a rutile crystal, 55 dB or more can be obtained.
[0067]
Therefore, in the present embodiment, a walk-off polarizer is added to the configuration of FIG. 1 and the optical coupling system is changed accordingly.
[0068]
Specifically, as shown in FIG. 4, a gradient index rod lens 402 is adhered to the tip of the polarization maintaining fiber 401, and a rutile parallel plate walk-off polarizer 404 is inserted between the photonic crystal polarization separation elements 405. In some cases, it is possible to form a photonic crystal polarization splitting element on the rutile parallel plate walk-off polarizer 404.
[0069]
The combination of the polarization maintaining fiber 401 and the gradient index rod lens 402 in FIG. 4 is a virtual optical fiber called a virtual fiber with an increased spot size. The virtual fiber is described in detail in Non-Patent Document 11, but in this embodiment, an effect equivalent to a core-expanded optical fiber (TEC fiber) having a mode field diameter of 40 μm is provided.
[0070]
In FIG. 4, a virtual fiber 403 corresponding to a TEC fiber having a mode field diameter of 40 μm and a rutile parallel plate walk-off polarizer 404 having a thickness of 500 μm are used. The rutile parallel plate walk-off polarizer 404 has a walk-off amount of about 50 μm.
[0071]
The description will be made with reference to FIG. 5 which is an enlarged view of FIG.
[0072]
In this configuration, light emitted from the virtual fiber 403 is polarization-separated by the rutile parallel plate walk-off polarizer 404, and the ordinary light component 501 in the rutile parallel plate walk-off polarizer 404 enters the photonic crystal polarization separation element 405 as a TE polarized wave. To reflect. At this time, the reflected beam deteriorates in polarization degree from 55 dB to about 25 dB. The reflected beam is polarized and separated again, and the ordinary light component is coupled to the virtual fiber 403 with a coupling loss of 0.4 dB, and the extraordinary light component 502 (polarization degree degraded component) repolarized and separated is located at a position 50 μm away from the virtual fiber 403 due to the beam shift. Since the light is condensed, the coupling loss with respect to the virtual fiber 403 reaches 25 dB, which is equivalent to substantially not entering the virtual fiber 403. Here, the extraordinary light component 502 (polarization degree degradation component) refers to the major axis component (main polarization component) and the minor axis direction component (secondary polarization component) of the beam reflected by the photonic crystal polarization separation element 405 in the electric field oscillation direction. The beam mainly contains the short-axis component of elliptically polarized light consisting of
[0073]
The extraordinary light component 503 in the rutile parallel plate walk-off polarizer 404 is incident on the photonic crystal polarization separation element 405 as a TM polarized wave, and almost all of the light is transmitted, but about 0.3% (−25 dB) is reflected. This reflected light is mainly due to Fresnel reflection due to the difference in refractive index, and mainly consists of TM polarization components. Since this Fresnel reflection occurs not only in polarizers but also in general optical components, it is necessary to bond a rutile crystal polarization separation element and a photonic crystal polarization separation element, which is one of the methods for suppressing general Fresnel reflection. (Exemplified as FIG. 6). As a matter of course, the surface where the rutile parallel plate walk-off polarizer 404 and the photonic crystal polarization splitting element 405 are bonded is AR-coated for an adhesive. Although a TE component is also generated by reflection, it is again polarized and separated by the rutile parallel plate walk-off polarizer 404, and is coupled to the virtual fiber 403 with a large coupling loss of 25 dB without beam shift as ordinary light (almost no coupling may occur). )
[0074]
From here, it will be described again with reference to FIG. The TM polarized component transmitted through the photonic crystal polarization splitting element 405 is converted into a parallel beam by the collimating lens 303, reflected by the mirror 304, and coupled to the virtual fiber 403 through the same path with a coupling loss of about 0.2 dB. Since the transmission loss of the photonic crystal polarization splitting element 405 is about 0.2 dB for the round trip, the total loss is about 0.4 dB.
[0075]
From the above, a variable DGD with a loss of about 0.4 dB and a PDL of almost 0 dB can be realized for any polarization component.
[0076]
From the above, it can be seen that the influence of the polarization degree degradation component of the reflected light in the photonic crystal polarization separation element can be suppressed.
[0077]
Here, it is conceivable to form the mirror 703 only in the beam region of the ordinary light component of the rutile parallel plate walk-off polarizer 702 without using the photonic crystal polarization separation element as shown in FIG. Since it is necessary to separate the ordinary light component and the extraordinary light component (to a distance of about twice the beam diameter), it is necessary to increase the length of the walk-off crystal, but the distance between the virtual fiber 701 and the mirror 703 also increases at the same time. And the coupling loss increases. Therefore, it is inappropriate to use the mirror 703 as shown in FIG. 7, and it is desirable to use a reflection type polarization splitting element as shown in FIG.
[0078]
The addition of a walk-off polarizer, which is one of the requirements of the present embodiment, can be applied to Conventional Example 2, Conventional Example 3, and Conventional Example 4. For example, when it is combined with the combination of the polarizing prism and the mirror described in the conventional example 2, the configuration is as shown in FIG. As shown in FIG. 8A, the same operation as that of the conventional example 2 can be performed by adding the rutile parallel plate walk-off polarizers 803 and 807 before the input side PBS 804 and after the output side PBS 805. However, since the combination with the collimated beam is indispensable, the polarization degree degradation components 810 and 811 separated by the parallel plate walk-off polarizer 807 as shown in FIG. Since the light is focused on the core, a weak-off polarizer with a large polarization component separation is required to effectively remove the polarization degree degradation component. For example, when the focal length of the collimating lenses 802 and 808 is 10 mm and the mode field diameter of the optical fibers 801 and 809 is 9.5 μm, a rutile parallel plate with a thickness of 17000 μm is required to obtain a coupling loss of 25 dB for the degree of polarization degradation. Requires a walk-off polarizer. However, a rutile parallel plate walk-off polarizer with a thickness of 17000 μm is expensive.
[0079]
Although it is possible to add a parallel plate walk-off polarizer to Conventional Examples 3 and 4, it is necessary to use a very thick parallel plate walk-off polarizer as in the configuration shown in FIG. Not realistic.
[0080]
4 to 8, only the center of the parallel beam is described.
[0081]
The same operation as that of the virtual fiber 403 can be performed by attaching a graded-index multimode optical fiber to the tip of the polarization maintaining fiber and using the graded-index multimode optical fiber as a kind of lens. , Patent Document 20, and Patent Document 21 are known. However, in this embodiment, a fiber-collimator is not used as in Patent Documents 20 and 21, but a polarization maintaining fiber and a graded index type multi-mode optical fiber are combined to be equivalent to a core-enlarged optical fiber having a mode field diameter of 40 μm. It is necessary to make it work.
[0082]
Although it is possible in principle to use a core-expanded optical fiber instead of the virtual fiber of the present embodiment, it is difficult to expand the polarization maintaining fiber to a mode field diameter of 40 μm. It is appropriate to use Virtual Fiber in the configuration.
[0083]
(Example 4)
[0084]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In Example 3, since a single crystal walk-off polarizer was used, a gradient index rod lens was attached to the tip of the polarization maintaining fiber to have the same function as that of the core-enlarged optical fiber. (Laminated Polarization Splitter) 902 shows that the use of a stacked polarization splitting element such as a polarization maintaining fiber 901 can suppress the coupling loss to a low level.
[0085]
LPS is composed of alternating multilayer films of materials having a large difference in the refractive index such as SiO2 and Si, and a separation angle of 18 degrees or more can be obtained. This is more than three times that of the rutile crystal. Therefore, the thickness required for effectively removing the polarization degree deteriorating component is small, and the same effect as that of the third embodiment can be realized only with the polarization maintaining fiber.
[0086]
The LPS 902 has a thickness of 40 μm and a polarization separation amount of 12 μm. At this time, the loss at which the ordinary light component 906 in the LPS 902 reflected by the photonic crystal polarization splitter 903 is coupled to the polarization maintaining fiber 901 is about 0.4 dB. Since the transmission loss of the photonic crystal polarization separation element 903 is 0.1 dB, the PDL is canceled if the coupling efficiency of the extraordinary light component 907 in the LPS 902 is about 0.2 dB. At this time, the coupling loss of the polarization degree degradation component reaches 25 dB. From the above, it can be seen that characteristics equivalent to those of Example 3 can be obtained.
[0087]
In the present embodiment, the ordinary light component in the LPS 902 is coupled without using a lens or a mechanism similar thereto, but the coupling efficiency of such an optical coupling system that does not use a lens, and the coupling between the optical coupling system that does not use a lens and the polarizer. The details of the combination are described in Non-Patent Documents 12 and 13. Non-patent document 14 describes LPS in detail.
[0088]
(Example 5)
[0089]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the embodiments described so far, a mirror having a reflectance of almost 100% has been used. However, it is also possible to use a reflection type polarization splitting element instead of the mirror. Basically, incident light in all polarization states can be cut off by using two absorption polarizers. However, in the case of using two reflective polarization separation elements, incident light in all polarization states is reflected. It becomes possible to cut off. Furthermore, if a polarization splitting element with a small extinction ratio is used, the beam can be split, and one of them can be used for monitoring the signal state.
[0090]
Also, it is easy to reduce the extinction ratio of the polarization separation element. For example, in the case of a photonic crystal polarization separation element, it can be easily realized by reducing the number of layers, which leads to cost reduction. Here, the extinction ratio of the polarizer or the polarization separation element is defined as the difference between the maximum value and the minimum value of the transmission loss for random polarized light.
[0091]
FIG. 10A shows a configuration in which the mirror 304 in FIG. 3 is replaced with a photonic crystal polarization splitting element 1004 and a polarization monitor 1005 is added.
[0092]
Furthermore, the photonic crystal polarization splitters 1002 and 1004 both have an extinction ratio of 10 dB, and about 10% of the input light of the PANADA fiber 1001 enters the polarization monitor 1005. The polarization monitor 1005 is connected to an external computer, and the computer analyzes the polarization state and controls the polarization controller. For this reason, the coupler 4303 for inputting light to the signal light monitoring device 4304 after the polarization controller shown in FIG. 43 becomes unnecessary, and the routing of the optical fiber is simplified.
[0093]
FIGS. 10 (b), (c), and (d) are schematic diagrams of the polarization state and the intensity at each position. In the polarization-maintaining fiber, orthogonally polarized light is written as shown in FIG. 10 (b). In this state, after transmission through the polarization splitting element 1002, only one of the polarization components is attenuated to -10 dB as shown in FIG. Further, after transmission through the polarization separation element 1004, only the other polarization component attenuates to -10 dB as shown in FIG. 10D, and both polarization components attenuate to -10 dB as compared to FIG. 10B. The intensity ratio between the polarization components is preserved.
[0094]
As the polarization monitor 1005, a polarization analyzer described in Patent Document 22 is used. The polarization analyzer also uses a photonic crystal polarization separation element, is suitable for miniaturization and integration, and is most suitable for combination with this embodiment.
[0095]
(Example 6)
[0096]
An example of the embodiment of the polarization mode dispersion compensator of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Since PMD may have wavelength dependence even in a channel, PMD compensation including PMD wavelength dependence may be required depending on the optical fiber used for communication, communication speed, and wavelength.
[0097]
In general, by combining the polarization controller 1101, the polarization separation mechanism 1102, the variable wavelength dispersion providing mechanism 1104, the variable delay device 1105, and the polarization combining mechanism 1103 as shown in FIG. 11, PMD compensation including the wavelength dependence of PMD can be performed. However, if the polarization controller 1101, the polarization separation mechanism 1102, the variable chromatic dispersion imparting mechanism 1104, the variable delay device 1105, and the polarization combining mechanism 1103 are individually manufactured and connected by an optical fiber, a very large-scale apparatus is obtained.
[0098]
As a variable wavelength dispersion providing mechanism, a VIPA type dispersion compensator (or Non-Patent Document 15) described in Patent Document 23 is known. FIG. 12 is the same as FIG. 21 (a) in Patent Document 23, and VIPA (Virtually Imaged Phased Array) is a type of wavelength demultiplexer and behaves like a dispersion prism with a large separation angle.
[0099]
FIG. 13 shows a variable DGD according to the present embodiment, in which the optical fiber 1201 of the VIPA type dispersion compensator shown in FIG. 12 is changed to a polarization maintaining fiber 1301, and a reflection which can operate at a vertical incidence on the tip of the polarization maintaining fiber 1301. By adding the photonic crystal polarization separation element 1302, which is a type polarization separation element, PMD compensation including the wavelength dependence of PMD can be performed. The combination of the polarization maintaining fiber 1301 and the photonic crystal polarization separation element 1302 is the same as in the second embodiment.
[0100]
FIG. 14 is a schematic diagram of the optical fiber path of this embodiment. Since the variable DGD shown in FIG. 13 is used, a polarization mode dispersion compensator is used in combination with an optical circulator.
[0101]
(Example 7)
[0102]
A variable DGD and a polarization mode dispersion compensator according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this embodiment is that the configuration is further simplified by arranging the polarization controller at a position adjacent to the polarizer. The optical fiber 1501, the optical fiber 1503, and the optical fiber 1510 are non-polarization-maintaining single mode fibers, and the light emitted from the optical fiber 1503 is converted into a parallel beam by a collimating lens 1504.
[0103]
The parallel beam passes through a polarization controller composed of a liquid crystal rotation quarter-wave plate 1505 and a liquid crystal rotation half-wave plate 1506, and is then polarization-separated by a photonic crystal polarization separation element 1507, and a reflection component is coupled to an optical fiber 1503. On the other hand, the transmitted light of the photonic crystal polarization splitting element 1507 is reflected by the photonic crystal polarization splitting element 1508 and coupled to the optical fiber 1503. Although the transmission polarization directions of the photonic crystal polarization separation element 1507 and the photonic crystal polarization separation element 1508 are orthogonal to each other, a photonic crystal polarization separation element 1507, 1508 having an extinction ratio of transmitted light of about 10 dB is used. By using this, 10% of the light emitted from the optical fiber 1503 is incident on the polarization monitor 1509, the polarization state is analyzed by a computer, and the liquid crystal rotation quarter-wave plate 1505 and the liquid crystal rotation half-wave plate 1506 are formed. Controls the polarization controller.
[0104]
As described above, the polarization controller and the variable DGD are integrated, and the optical fiber for connection between the polarization controller and the polarization dispersion element, which is required in the second embodiment, becomes unnecessary.
[0105]
In this embodiment, the liquid crystal rotating quarter-wave plate 1505 and the liquid crystal rotating half-wave plate 1506 are used. However, the liquid crystal rotating quarter-wave plate 1505 and the liquid crystal rotating half-wave plate 1506 are described in Non-Patent Document 16. Use The liquid crystal rotating wave plate described in the above document has no movable parts and is small in size, so that it is optimal for the polarization controller used in this embodiment.
[0106]
In this embodiment, the polarization analyzer described in Patent Document 22 is used as the polarization monitor 1509, but an external polarization monitor can be used through a lens and a polarization maintaining fiber.
[0107]
(Example 8)
[0108]
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, by using a two-core collimator including a two-core polarization maintaining fiber array in which two polarization maintaining fibers 1601 and 1602 are arranged in parallel and a collimating lens 1603, a photonic crystal polarization splitting element 1604, and a mirror 1605, The polarization mode dispersion compensation can be performed without using the optical circulator or the directional coupler required in the seventh embodiment.
[0109]
Specifically, the collimated beam is made incident on both the photonic crystal polarization splitting element 1604 and the mirror 1605 at a significant incident angle, but if the incident angle on both the photonic crystal polarization splitting element 1604 and the mirror 1605 is the same. , Any reflected light is condensed at one point, and if the optical fiber 1602 is arranged at that position, any polarization component is coupled to the optical fiber 1602.
[0110]
In the present embodiment, a shift occurs between the reflected light from the polarization splitting element and the reflected light from the mirror according to the distance between the photonic crystal polarization separating element 1604 and the mirror 1605. The above-mentioned shift results in a shift of the incident angle to the optical fiber, causing a coupling loss. At this time, if the distance between the two polarization maintaining fibers is small and the focal length f of the collimating lens 1603 is sufficiently large, the coupling loss is reduced. Occurrence can be suppressed to the extent that there is no practical problem.
[0111]
Further, an optical coupling system that is not easily affected by the tilt of the mirror when it is moved back and forth in the Z-axis direction is desirable. However, as the focal length increases, the loss due to the incident angle of the beam to the photonic crystal polarization splitter 1604 and the mirror 1605 increases. Becomes larger.
[0112]
The pitch of the two-core polarization maintaining fiber array was set to 125 μm due to the diameter of the clad, and an aspherical lens with f = 15 mm was used as the collimating lens 1603. The photonic crystal polarization splitting element 1604 is the same as that described in the second embodiment, is disposed at a position 8 mm closer to the collimator lens 1603 than the focal position of the collimator lens 1603, and maintains the polarization of the TE component emitted from the polarization maintaining fiber 1601. The loss when coupling into fiber 1602 is about 0.75 dB. (It is deliberately shifted from the optimal connection state).
[0113]
In the above configuration, when the movable range of the interval between the photonic crystal polarization splitting element 1604 and the mirror 1605 is set to 0 to 45 mm (a range for compensating for 300 psec PMD), the TM component of the emitted light of the polarization maintaining fiber 1601 (reflected by the mirror 1605) Loss when coupling to the polarization maintaining fiber 1602 fluctuates in the range of 0.67 dB to 0.8 dB (basic coupling loss 0.45 dB, excess loss due to movement is 0 to 0.23 dB, polarizer). Transmission loss 0.12 dB). Therefore, the PDL varies in the range from 0 dB to 0.08 dB.
[0114]
The incident angle of the beam on the photonic crystal polarization splitting element 1604 and the mirror 1605 is 0.24 degrees.
[0115]
In this embodiment, the loss of the variable DGD and the PDL are increased as compared with, for example, the second embodiment. However, the loss and the increase of the PDL are equal to or less than the loss and the PDL of the optical circulator, and are offset by the fact that the optical circulator can be omitted. In addition to this, there is a cost reduction effect by omitting the optical circulator and an effect of eliminating the wavelength dependence of the optical circulator.
[0116]
(Example 9)
[0117]
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Reference is also made to FIG. FIG. 17 is a block diagram of a polarization mode dispersion compensator according to the present embodiment. This embodiment is characterized in that the variable DGD shown in FIG. 16 and the variable DGD in which the photonic crystal polarization separation element 1604 in the variable DGD shown in FIG. 16 is movable and the mirror 1605 is fixed are connected in series. .
[0118]
Since the variable DGD shown in FIG. 16 has a larger PDL as the movable range is increased, it is appropriate to combine a plurality of variable DGDs with a smaller movable range. In the configuration in which the photonic crystal polarization separation element 1604 in the variable DGD shown in FIG. 16 is movable and the mirror 1605 is fixed, the loss of the TM polarization is constant and the loss of the TE polarization fluctuates. When combined with the variable DGD, the PMD can be compensated twice as much as one variable DGD while canceling the PDL.
[0119]
For example, the pitch of the two-core fiber is 125 μm, the focal length of the lens is 15 mm, and the movable range of the distance between the photonic crystal polarization separation element whose position is fixed and the movable mirror is 0 to 22.5 mm (a range that compensates for 150 psec PMD). The loss of the variable DGD 1702 in ()) is such that the TE polarization fluctuates in the range of 0.6 dB (the intentional loss is reduced compared to the fifth embodiment) and the TM polarization fluctuates in the range of 0.57 dB to 0.63 dB. (Basic coupling loss 0.45 dB, excess loss due to movement 0 to 0.06 dB, polarizer transmission loss 0.12 dB). Therefore, PDL fluctuates in the range of 0 to 0.03 dB.
[0120]
Further, the pitch of the two-core fiber is 125 μm, the focal length of the lens is 15 mm, and the movable range of the distance between the movable photonic crystal polarization separating element and the fixed position mirror is 0 to 22.5 mm (a range that compensates for 150 psec PMD). The loss of the variable DGD 1703 in ()) is such that the TM polarization fluctuates in the range of 0.6 dB (the loss is intentionally degraded) and the TE polarization fluctuates in the range of 0.57 dB to 0.63 dB. (Basic coupling loss 0.45 dB, excess loss due to movement 0 to 0.06 dB, polarizer transmission loss 0.12 dB).
[0121]
By connecting the variable DGD 1702 and the variable DGD 1703 in series as described above, the PMD of 300 psec can be compensated like the variable DGD described in the eighth embodiment, but the loss increases, but in principle, the fluctuation amount of the PDL is Can offset.
[0122]
As described above, although the number of parts is doubled, it can be seen that this embodiment is suitable for simultaneously obtaining a large amount of PMD compensation and low PDL fluctuation.
[0123]
(Example 10)
[0124]
A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a block diagram of a polarization mode dispersion compensator according to the present embodiment. This embodiment is the same as the ninth embodiment in that two variable DGDs are used, but is characterized in that the two variable DGDs impart a group delay difference to orthogonally polarized components.
[0125]
The variable DGD 1802 in FIG. 18 is the same as the variable DGD 1702 shown in FIG. A variable DGD 1803 is a variable DGD that gives a delay in a polarization direction orthogonal to the variable DGD 1702. By using these two variable DGDs, it becomes possible to provide reverse polarization dispersion from -150 ps to +150 ps to orthogonal linear polarization components with delay.
[0126]
In contrast to Embodiments 1 to 9 and Conventional Examples 2 and 3 in which only the plus or minus reverse polarization mode dispersion can be imparted, the polarization is improved by using a plurality of variable DGDs. It is possible to respond more flexibly to the time variation of mode dispersion. In particular, it is effective that the amount of imparting reverse polarization mode dispersion can correspond to 0 ps, which is difficult to deal with strictly even in the eighth embodiment.
[0127]
(Example 11)
[0128]
An eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a block diagram of a polarization mode dispersion compensator according to the present embodiment. The variable DGD 1903 is the same as the variable DGD shown in FIG. The semi-fixed DGD 1902 will be described later.
[0129]
When the time variation of the PMD amount of a certain existing fiber is measured and kept above a certain value as shown in FIG. 20, it is effective to compensate for the minimum value of the PMD by the semi-fixed DGD and to compensate only the time variation by the variable DGD. . Not only the variable DGD 1903 but also a device for imparting a group delay difference to a variable polarization component to obtain all PMD compensation amounts often involves problems such as an increase in size and loss. This can be solved by combining with a semi-fixed DGD as in the embodiment.
[0130]
FIG. 21 shows details of the semi-fixed DGD 1902. The semi-fixed DGD 1902 includes a polarization splitting device 2101, a polarization maintaining fiber 2102, a polarization combining device 2103, and a polarization maintaining fiber 2104. The PMD that varies depending on the transmission path used by changing the length of the polarization maintaining fiber 2104. It can correspond individually to the minimum value.
[0131]
It is also possible to fix the position of the mirror 1605 in the variable DGD shown in FIG. 16 instead of the semi-fixed DGD 1902 shown in FIG. 21, and it is more advantageous than the semi-fixed DGD 1902 in terms of size and wavelength dispersion. Since the cost is higher than that of, it is necessary to use them properly depending on the situation.
[0132]
(Example 12)
[0133]
A twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a block diagram of a polarization mode dispersion compensator according to the present embodiment. The variable DGDs 2202 and 2204 are the same as the variable DGDs shown in FIG.
[0134]
As described in Patent Document 15, it is known that the performance can be improved by connecting a polarization controller and a polarization dispersion compensator composed of a fixed or variable DGD in multiple stages. The variable DGD described has two ports for input and output, and can be miniaturized by a simple configuration, so that it is suitable for use in multistage connection.
[0135]
(Example 13)
[0136]
A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this embodiment resides in the use of a two-core collimator including two optical fibers arranged in parallel and a collimator lens and a prism.
[0137]
Generally, beams emitted from two optical fibers forming a two-core collimator intersect at a focal position of a lens. Therefore, if the reflection component is appropriately arranged at the focal position, the coupling between the two optical fibers is realized. However, at positions other than the focal position, losses occur according to the distance from the focal position. In this embodiment, by using a prism to direct the beam in the same direction as the light emitted from the fiber, it is possible to suppress the reflection components disposed at positions other than the focal position to a sufficiently small loss. Controlling the beam direction by combining a two-core collimator and a prism is known, for example, in FIG.
[0138]
FIG. 23 includes two parallel polarization maintaining fibers 2301 and 2302, a collimator lens 2303, a photonic crystal polarization splitting element 2304, a prism 2305, and a mirror block 2306 in which two 45 ° incident mirrors are integrated. Variable DGD.
[0139]
The photonic crystal polarization separation element 2304 is arranged at the focal position of the collimator lens 2303, and the light emitted from the polarization maintaining fiber 2301 enters the photonic crystal polarization separation element 2304 via the collimator lens 2303, and is transmitted to the photonic crystal polarization separation element 2304. The TE polarization component is reflected and coupled to a polarization maintaining fiber 2302 via a lens 2303. On the other hand, the TM polarized component to the photonic crystal polarization splitting element 2304 passes through the photonic crystal polarization splitting element 2304, the beam direction is changed by the prism 2305, and after the reflection by the mirror block 2306, the beam direction is changed again by the prism 2305. The light passes through the photonic crystal polarization splitting element 2304 again and is coupled to the polarization maintaining fiber 2302 via the lens 2303.
[0140]
In the present embodiment, a photonic crystal polarization molecular element 2304 is arranged at the focal position of a lens 2303, and a prism 2305 is used to make the transmitted light of the photonic crystal polarization separation element 2304 the same direction as the emission light of the polarization maintaining fiber 2301; By using a mirror block 2306 in which two 45 ° incident mirrors are integrated, the distance between the collimating lens 2303 of the photonic crystal polarization separation element 2304 reflected light and the mirror block 2306 reflected light and the polarization maintaining fiber 2302 is always maintained. Since they match, the loss does not change even when the position of the mirror block 2306 is changed.
[0141]
In this embodiment, the size of the apparatus is larger than that of the first, second, third, fourth, and fifth embodiments by using two integrated mirror blocks 2306 with 45-degree incidence. A size equal to or smaller than the configuration of the combination of the polarizing prism and the mirror described in the conventional example 2 can be realized. It is also possible to use a curved mirror or PBS instead of two 45-degree incident mirrors.
[0142]
(Example 14)
[0143]
A fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this embodiment is that the lens of the thirteenth embodiment is replaced by a 0.25 pitch gradient index rod lens, and an optical fiber, a gradient index rod lens, and a photonic crystal polarization splitting element are integrated by organic bonding. It is to be.
[0144]
FIG. 24 shows two polarization maintaining fibers 2401 and polarization maintaining fibers 2402 arranged in parallel, a refractive index distribution type rod lens 2403 having a pitch of 0.25, a photonic crystal polarization splitting element 2404, a prism 2405, and two 45 degrees. The variable DGD is composed of a mirror block 2406 with an integrated incidence.
[0145]
When the wavelength selection filter is used instead of the photonic crystal polarization separation element 2404, the two polarization maintaining fibers 2401 and 2402, the refractive index distribution type rod lens 2403 having a 0.25 pitch, and the wavelength selection filter The combination is shown in FIG. It can be seen that the configuration is almost the same as 4b.
[0146]
The 0.25 pitch refractive index distribution type rod lens 2403 operates as a collimating lens, the photonic crystal polarization separation element 2404 is disposed on the end face of the refractive index distribution type rod lens 2403, and the light emitted from the polarization maintaining fiber 2401 has a refractive index. The light enters the photonic crystal polarization splitting element 2404 via the distribution type rod lens 2403, and the TE polarization component with respect to the photonic crystal polarization splitting element 2404 is reflected and passes through the refractive index distribution type rod lens 2403 to the polarization maintaining fiber 2402. Join.
[0147]
On the other hand, the TM polarization component to the photonic crystal polarization splitting element 2404 passes through the photonic crystal polarization splitting element 2404, passes through the prism 2405, is reflected by the mirror block 2406, passes through the prism 2405 again, and passes through the photonic crystal polarization splitting element 2404. Through a refractive index distribution type rod lens 2403 to a polarization maintaining fiber 2402.
[0148]
The incident angle of the beam with respect to the photonic crystal polarization splitting element 2404 is such that the core spacing between the two polarization maintaining fibers is 250 μm and the refractive index distribution type rod lens is Nippon Sheet Glass Co., Ltd. with an outer diameter of 1.8 mm for a wavelength of 1.55 μm. When this is used, the angle is about 1.5 degrees, but does not cause the characteristic deterioration as described above.
[0149]
In this embodiment, the photonic crystal polarization splitting element 2404 is arranged on the end face of the gradient index rod lens 2403, and the center position between the cores of the two polarization maintaining fibers is set on the central axis of the gradient index rod lens 2403. To be placed. In this case, if the precision of each component is sufficiently high, it can be a highly efficient optical coupling system without adjusting the optical axis with optical measurement. For example, a polarization maintaining fiber is fixed to a two-hole glass capillary having the same outer diameter as the gradient index rod lens, and then a housing having the same inner diameter as the outer diameter of the gradient index rod lens together with the gradient index rod lens. A method such as press fitting into a cylinder is effective.
[0150]
(Example 15)
[0151]
A fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this embodiment is that three prisms having a refractive index distribution of 0.25 pitch are used in place of the prism in the thirteenth embodiment.
[0152]
FIG. 20 shows two polarization maintaining fibers 2501 and polarization maintaining fibers 2502 arranged in parallel, a refractive index distribution type rod lens 2503 having a 0.25 pitch, a photonic crystal polarization splitting element 2504, and a refractive index distribution having a 0.25 pitch. The variable DGD is composed of a shaped rod lens 2505, a 0.25 pitch refractive index distributed rod lens 2506, a 0.25 pitch refractive index distributed rod lens 2507, and a mirror block 2508.
[0153]
Here, when the wavelength selection filter is used instead of the photonic crystal polarization splitting element 2504, two polarization maintaining fibers 2501 and two polarization maintaining fibers 2502, a refractive index distribution type rod lens 2503 having a pitch of 0.25, a wavelength selection filter, A combination of a refractive index distribution type rod lens 2505 having a pitch of 0.25 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 26-26095. It can be seen that the configuration is almost the same as that of No. 1.
[0154]
The 0.25 pitch gradient index rod lens 2503 operates as a collimating lens, the photonic crystal polarization splitting element 2504 is disposed on the end face of the gradient index rod lens 2503, and the polarization maintaining fiber 2501 emits light having a refractive index. The light enters the photonic crystal polarization splitting element 2504 via the distribution type rod lens 2503, and the TE polarization component with respect to the photonic crystal polarization separation element 2504 is reflected, and passes through the refractive index distribution type rod lens 2503 to the polarization maintaining fiber 2502. Join.
[0155]
On the other hand, the TM polarization component to the photonic crystal polarization splitting element 2504 passes through the photonic crystal polarization splitting element 2504 and has a beam waste at the end face 2509 of the gradient index rod lens 2505. The beam is then converted into a parallel beam by a 0.25-pitch gradient index rod lens 2506 having an axial center at the beam waste position, and reflected by a mirror block 2508. The 0.25 pitch gradient index rod lens 2507, 0.25 The light passes through the gradient index rod lens 2505 at the pitch, passes through the photonic crystal polarization separation element 2504 again, and is coupled to the polarization maintaining fiber 2502 via the gradient index rod lens 2503.
[0156]
From the above, it can be seen that an operation equivalent to that of the fourteenth embodiment can be performed.
[0157]
(Example 16)
[0158]
A sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this embodiment lies in that a mechanism for removing the polarization degree deterioration component by the rutile parallel plate polarization separation / combination element is provided in addition to the thirteenth embodiment.
[0159]
FIG. 26 shows two polarization-maintaining fibers 2601, 2602, rutile parallel-plate polarized light separating element 2603, rutile parallel-plate polarized light combining element 2604, collimating lens 2605, photonic crystal polarized light separating element 2606, prism 2607. Is a variable DGD comprising a mirror block 2608 in which a 45-degree incident mirror is integrated.
[0160]
The photonic crystal polarization splitting element 2606 is arranged at the focal position of the collimating lens 2605, and the extraordinary light component 2609 in the rutile parallel plate polarization splitting element 2603 out of the polarization maintaining fiber 2601 is passed through the collimating lens 2605 to the photonic crystal polarization splitting. The light is reflected by the element 2606, transmitted as extraordinary light through the collimating lens 2605, and the rutile parallel plate polarization combining element 2604, and then coupled to the polarization maintaining fiber 2602.
[0161]
Of the light emitted from the polarization maintaining fiber 2601, the ordinary light component 2610 in the rutile parallel plate polarization splitting element 2603 passes through the collimating lens 2605, passes through the photonic crystal polarization splitting element 2606, passes through the prism 2607, and is reflected by the mirror block 2608 again. The light passes through a photonic crystal polarization splitting element 2606 via 2607, and is coupled to a polarization maintaining fiber 2602 via a collimating lens 2605 and a rutile parallel plate polarization combining element 2604.
[0162]
In this embodiment, the use of the rutile parallel-plate walk-off polarization splitting element 2603 and the rutile parallel-plate walk-off polarization combining element 2604 makes it possible to remove the degree of polarization degradation component. Since the rutile parallel plate can provide a walk-off amount of about 1/10 of the thickness, the use of a 200 μm rutile parallel plate can attenuate the polarization degradation component coupled to the polarization maintaining fiber by 60 dB or more.
[0163]
Note that rutile parallel plate walk-off polarization separation / combination elements 2603 and 2604 are arranged between the polarization maintaining fibers 2601 and 2602 and the collimating lens 2605. In this case, the rutile parallel plate walk-off polarization separation / combination elements 2603 and 2604 are used. Since the optical path lengths of the ordinary light component and the extraordinary light component are different, a coupling efficiency difference occurs.
[0164]
(Example 17)
[0165]
A seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the sixteenth embodiment, the polarization degree deteriorating component can be removed by using the rutile parallel plate polarization splitting element 2603 and the rutile parallel plate polarization combining element 2604. However, the focusing position of each polarized beam on the polarization maintaining fiber 2602 is changed. In order to make them coincide with each other, the rutile parallel-plate polarized light separating element 2603 and the rutile parallel-plate polarized light synthesizing element 2604 need to have exactly the same walk-off amount and polarization separation directions different by 180 degrees.
[0166]
It is relatively easy to realize the above requirements, but it is shown in this embodiment that it can be replaced by using a single rutile parallel-plate polarization separating / combining element 2701 and a 45-degree Faraday rotator 2702. The Faraday rotator generally has a large absorption loss, and the Faraday rotation coefficient has large temperature dependence and wavelength dependence. Therefore, this embodiment is suitable for use in a relatively narrow wavelength band under a temperature controlled environment. .
[0167]
Of the emitted light of the polarization maintaining fiber 2601, the ordinary light component 2703 in the rutile parallel plate polarization separation / combination element 2701 is rotated clockwise by 45 degrees clockwise by the Faraday rotator 2702, passes through the collimator lens 2605, and passes through the photonic crystal polarization separation element. After being reflected at 2606 and transmitted through the collimating lens 2605, the polarization plane is rotated clockwise by 45 degrees by the Faraday rotator 2702, enters the rutile parallel plate polarization separating / combining element 2701 as extraordinary light, and is coupled to the polarization maintaining fiber 2602. I do.
[0168]
Of the outgoing light of the polarization maintaining fiber 2601, the extraordinary light component 2704 in the rutile parallel plate polarization separation / combination element 2701 is rotated clockwise by 45 degrees clockwise by the Faraday rotator 2702, passes through the collimator lens 2605, and splits the photonic crystal polarization. The light passes through the element 2606, passes through the prism 2607, is reflected by the mirror block 2608, passes again through the prism 2607, passes through the photonic crystal polarization splitting element 2606, and is rotated by 45 degrees clockwise by the Faraday rotator 2702 to be parallel to the rutile. The light enters the plate polarization separating / combining element 2701 as ordinary light and is coupled to the polarization maintaining fiber 2602.
[0169]
From the above, it was explained that the same operation as in Example 16 could be performed.
[0170]
The Faraday rotator 2702 may be arranged between the collimator lens 2605 and the photonic crystal polarization splitting element 2606.
[0171]
(Example 18)
[0172]
An eighteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the sixteenth embodiment, it was described that the rutile parallel-plate polarized light separating element 2603 and the rutile parallel-plate polarized light combining element 2604 were arranged between the polarization maintaining fibers 2601, 602 and the lens 2605, resulting in a difference in coupling efficiency. In the example, an embodiment in which the optical path length difference between the polarization components generated by the rutile parallel plate polarization splitter 2603 and the rutile parallel plate polarization combiner 2604 is shown.
[0173]
Specifically, as shown in FIG. 28, by adding a rutile parallel plate 2801 that does not cause polarization separation, the polarization of the ordinary light component and the extraordinary light component in the rutile parallel plate polarization separation element 2603 and the rutile parallel plate polarization combination element 2604 is added. The optical path lengths between the wave holding fibers 2601, 602 and the lens 2605 match, and it becomes possible to convert any polarization component into a parallel beam, thereby suppressing coupling loss. A method of compensating the optical path length difference between the polarization components generated by such a polarization splitting element by using a birefringent crystal flat plate is known from Patent Document 27 and the like.
[0174]
Also, since PDL occurs due to the TM polarization transmission loss of the photonic crystal polarization separation element 2606, the photonic crystal polarization separation element 2606 is tilted, and the polarization maintaining fiber 2602 of the TE polarization component with respect to the photonic crystal polarization separation element 2606. It is also possible to suppress PDL by intentionally lowering the coupling loss for. By tilting the photonic crystal polarization splitting element 2606, the function of preventing signal quality deterioration due to multiple reflection between the photonic crystal polarization splitting element 2606 and the mirror block 2608 is the same as that of the second embodiment.
[0175]
Also in the configuration of the seventeenth embodiment, it is possible and effective to add a rutile parallel plate that does not cause polarization separation between the polarization maintaining fiber and the collimating lens as in the present embodiment.
[0176]
(Example 19)
[0177]
A nineteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 29A shows the configuration of a variable DGD comprising two polarization maintaining fibers 2901, 2902, a collimating lens 2903, a photonic crystal polarization splitting element 2904, a prism 2905, a 1/4 wavelength plate 2906, and a mirror 2907 arranged in parallel. It is a figure showing.
[0178]
This embodiment corresponds to a configuration in which a quarter-wave plate 2906 is added to FIG. 23 and the mirror block is changed to a flat mirror 2907. In the first to eighteenth embodiments, the delay difference between the polarization components corresponding to one round trip between the polarizer and the mirror has been provided. In the present embodiment, the addition of the quarter-wave plate 2906 enables the polarization separation element and the mirror. A delay difference equivalent to two round trips between can be given.
[0179]
FIG. 29 (b) is a diagram showing the progress of the polarized component beam reflected by the photonic crystal polarization splitting element 2904. The photonic crystal polarization separation element 2904 is disposed at the focal position of the collimator lens 2903, and the light emitted from the polarization maintaining fiber 2901 enters the photonic crystal polarization separation element 2904 via the collimator lens 2903, and the photonic crystal polarization separation element 2904. Is reflected and coupled to a polarization maintaining fiber 2902 via a collimating lens 2903.
[0180]
FIG. 29C is a diagram showing the progress of the polarized component beam transmitted through the photonic crystal polarization splitting element 2904. The outgoing light of the polarization maintaining fiber 2901 enters the photonic crystal polarization separation element 2904 via the collimator lens 2903, and the TM polarization component transmits through the photonic crystal polarization separation element 2904, passes through the prism 2905, and is a quarter wavelength plate. After passing through 2906, the light is reflected by the mirror 2907, passes through the quarter-wave plate 2906 again, and enters the photonic crystal polarization splitting element 2904 through the prism 2905. At this time, the light is reflected because of the TE polarization. Then, the light reciprocates through the prism 2905, the quarter-wave plate 2906, and the mirror 2907 again and enters the photonic crystal polarization splitting element 2904. At this time, the light is transmitted because of the TM polarization. Thereafter, the light is coupled to a polarization maintaining fiber 2902 via a collimating lens 2903.
[0181]
As described above, since the polarization mode dispersion corresponding to the distance of two reciprocations between the photonic crystal polarization splitting element 2904 and the mirror 2907 can be compensated, the movable range of the mirror can be reduced. Another advantage of this embodiment is that a flat mirror 2907 can be used.
[0182]
In addition, it is effective to add a walk-off polarizer for removing the polarization degree degradation component to the variable DGD shown in FIG. 29 as in FIGS.
[0183]
(Example 20)
[0184]
A twentieth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Two parallel polarization maintaining fibers 3001, 3002, a gradient index rod lens 3003 having a 0.25 pitch, a photonic crystal polarization splitting element 3004, a gradient index rod lens 3005, 0.25 pitch. The variable DGD is composed of a 25-pitch gradient index rod lens 3006, 3007, a 45-degree Faraday rotator 3008, a thermo-optic crystal 3009, and a mirror 3010.
[0185]
In this embodiment, a delay difference is provided between the polarization components by making two reciprocations between the photonic crystal polarization separation element 3004 and the mirror 3010 as in the nineteenth embodiment. Using the Faraday rotator 3008, the amount of delay is changed using the refractive index change due to the temperature change of the thermo-optic crystal 3009 instead of moving the mirror 3010. The thermo-optic effect has a low reaction rate due to the use of temperature change, but sufficient tracking performance is obtained because the time variation of the polarization mode dispersion is slow.
[0186]
Since the polarized light component reflected by the polarization splitting element is the same as that in FIG. 25, the progress of the beam of the polarized light component transmitted through the polarization splitting element will be described. The outgoing light of the polarization maintaining fiber 3001 is incident on the photonic crystal polarization separation element 3004 via the gradient index rod lens 3003, and the TM polarization component is transmitted through the photonic crystal polarization separation element 3004 to form the gradient index rod. After passing through a 45 ° Faraday rotator 3008 and a thermo-optic crystal 3009 through a lens 3005 and a refractive index distribution type rod lens 3006, it is reflected by a mirror 3010 and again passes through the thermo-optic crystal 3009 and a 45 ° Faraday rotator 3008 to obtain a refractive index. The light enters the photonic crystal polarization splitting element 3004 via the distribution rod lens 3006 and the refractive index distribution rod lens 3005, but is reflected at this time because of the TE polarization. Then, the light is reciprocated between the gradient index rod lens 3005, the gradient index rod lens 3007, the 45-degree Faraday rotator 3008, the thermo-optic crystal 3009, and the mirror 3010, and is incident on the photonic crystal polarization separation element 3004. Transmits because it is TM polarized. Thereafter, the light is coupled to a polarization maintaining fiber 3002 via a gradient index rod lens 3003.
[0187]
As described above, the polarization mode dispersion corresponding to the distance of two reciprocations between the photonic crystal polarization splitter 3004 and the mirror 3010 can be compensated, so that the temperature range applied to the thermo-optic crystal 3009 can be reduced.
[0188]
(Example 21)
[0189]
A twenty-first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 31A shows two polarization maintaining fibers 3101, 3102, a collimating lens 3103, a photonic crystal polarization splitting element 3104, a prism 3105, a 45-degree Faraday rotator 3106, and two 45-degree incident mirrors arranged in parallel. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a variable DGD composed of a mirror block 3107 integrated with.
[0190]
This embodiment corresponds to a configuration obtained by adding a 45-degree Faraday rotator 3106 to FIG. 23, and can provide a delay difference corresponding to two round trips between the photonic crystal polarization splitting element 3104 and the mirror block 3107.
[0191]
FIG. 31 (b) is a diagram showing the progression of the beam of the TE knitted wave component with respect to the photonic crystal polarization splitting element 3104. The photonic crystal polarization separation element 3104 is disposed at the focal position of the collimator lens 3103, and the light emitted from the polarization maintaining fiber 3101 enters the photonic crystal polarization separation element 3104 via the collimator lens 3103, and is converted into the photonic crystal polarization separation element 3104. Is reflected and coupled to a polarization maintaining fiber 3102 via a collimating lens 3103.
[0192]
FIG. 31C is a diagram showing the progress of the beam of the TM polarization component with respect to the photonic crystal polarization splitting element 3104. The TM polarization component of the photonic crystal polarization splitting element 3104 passes through the photonic crystal polarization splitting element 3104, passes through the prism 3105, passes through the 45-degree Faraday rotator 3106, is reflected by the mirror block 3107, and is again rotated by 45-degree Faraday. After passing through the element 3106 and entering the photonic crystal polarization splitting element 3104 via the prism 3105, it is transmitted twice through the 45-degree Faraday rotator 3106 and reflected as TE polarized light. Then, the light reciprocates on the same path again and is incident on the photonic crystal polarization separation element 3104. However, the light is transmitted through the 45-degree Faraday rotator 3106 again twice, and is transmitted as TM polarized light. Thereafter, the light is coupled to a polarization maintaining fiber 3102 via a collimating lens 3103.
[0193]
As described above, since the polarization mode dispersion corresponding to the distance of two reciprocations between the photonic crystal polarization splitting element 3104 and the mirror block 3107 can be compensated, the movable range of the mirror block 3107 can be reduced. Even if a quarter-wave plate is used instead of the 45-degree Faraday rotator 3106, the polarization mode dispersion corresponding to the distance of two reciprocations between the polarizer and the mirror can be similarly compensated.
[0194]
(Example 22)
[0195]
A twenty-second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 32A shows two single mode fibers 3201 and 3202 arranged in parallel, a collimator lens 3203, a polarization controller 3204 composed of a liquid crystal rotating wave plate, a photonic crystal polarization separation element 3205, a prism 3206, and a 45-degree Faraday rotator. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a variable DGD including a 3207, a photonic crystal polarization splitting element 3208, a photonic crystal polarization splitting element 3209, and a polarization monitor 3210.
[0196]
FIG. 32 (b) is a diagram showing the progression of the beam of the TE polarization component with respect to the photonic crystal polarization separation element 3205. The photonic crystal polarization separation element 3205 is arranged at the focal position of the collimator lens 3203, and the output light of the single mode fiber 3201 passes through the collimator lens 3203 and is orthogonally polarized light component having a delay by the polarization controller 3204 composed of a liquid crystal rotating wave plate. , And is incident on the photonic crystal polarization separation element 3205. The TE polarization component for the photonic crystal polarization separation element 3205 is reflected and coupled to the single mode fiber 3202 via the polarization controller 3204 and the collimator lens 3203.
[0197]
FIG. 32C is a diagram showing the progress of the beam of the TM polarization component with respect to the photonic crystal polarization splitting element 3205. The TM polarization component with respect to the photonic crystal polarization separation element 3205 passes through the photonic crystal polarization separation element 3205, passes through the prism 3206, the 45 degree Faraday rotator 3207, is reflected by the photonic crystal polarization separation element 3208, and is rotated by 45 degree Faraday. After passing through the element 3207, the light again enters the photonic crystal polarization separation element 3205 via the prism 3206. At this time, the light is reflected twice as a TE polarized wave because it is transmitted twice through the 45-degree Faraday rotator 3207. After that, the light passes through the prisms 3206 and the 45-degree Faraday rotator 3207, is reflected by the photonic crystal polarization separation element 3209, passes through the 45-degree Faraday rotator 3207, and enters the photonic crystal polarization separation element 3205 again through the prism 3206. At this time, since the light passes through the 45-degree Faraday rotator 3207 twice, it is transmitted as TM polarized light, and is coupled to the single mode fiber 3202 through the polarization controller 3204 and the collimating lens 3203.
[0198]
This embodiment is characterized in that a polarization controller and a monitor device are added to the structure shown in FIG. 18, and as in the sixth embodiment, a photonic crystal polarization separation element 3205 and a photonic crystal polarization separation element having an extinction ratio of about 10 dB. A part of the light emitted from the single mode fiber 3201 is made incident on the polarization monitor 3210 using the path shown in FIG. Further, the two photonic crystal polarization separation elements 3208 and 3209 can be integrated by forming different patterns on the same substrate (the feature of the photonic crystal produced by the self-cloning method). Specifically, after forming grooves oriented in directions different by 90 degrees on a SiO2 substrate, a multilayer film of SiO2 and Si is formed under the same conditions. The photonic crystal polarization splitting element 3209 may be changed to a mirror, but there is no practical advantage because another substrate is required.
[0199]
(Example 23)
[0200]
A twenty-third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the future, with the spread of optical networks for access networks, it is necessary to compensate for the polarization mode dispersion for each channel. However, since there may be completely different polarization mode dispersion for each channel, polarization mode dispersion compensation is It involves technical and price difficulties. This embodiment can easily realize the compensation of the polarization mode dispersion for each channel.
[0201]
FIG. 33 shows a model of the polarization mode dispersion compensator for each channel. According to FIG. 33, the processes of demultiplexing, polarization mode dispersion compensation and multiplexing are required for each channel, and a wavelength separation mechanism 3301, a polarization controller 3302 for each wavelength band, a variable DGD 3303, a coupler 3304, and a monitor A device 3305, a control device 3306, and a wavelength combining mechanism 3307 are required.
[0202]
FIG. 34 shows the basic configuration of this embodiment. The basic components of this embodiment are an optical circulator 3402, an optical fiber 3403, a collimating lens 3404, a wavelength selection filter group 3405, a mirror 3409, a polarization controller 3410 to 3412 using a liquid crystal rotating wavelength plate, and a photonic crystal polarization separation element. 3413 to 3418, a collimator lens 3419, polarization monitors 3420, 3421, 3422, and a polarization maintaining fiber 3423.
[0203]
If the wavelength selection filter group 3405 and the mirror 3409 are not provided, a combination of an optical fiber 3403, a collimator lens 3404, a polarization controller 3410 composed of a liquid crystal rotating wave plate group, photonic crystal polarization separation elements 3413, 3414, and a polarization monitor 3420 is used. Is equivalent to the polarization mode dispersion device shown in FIG. On the other hand, the wavelength selection filter group 3405 and the mirror 3409 are well-known optical multiplexing / demultiplexing circuits.
[0204]
A beam including the wavelengths A, B, C, and D emitted from the optical fiber 3403 is converted into a parallel beam by a collimator lens 3404. After that, the wavelength A is transmitted by the filter 3406 in the wavelength selection filter group 3405, and the wavelengths B, C, and D are reflected. Since the wavelength A can be regarded as equivalent to the case where the filter 3406 is not provided, most of the wavelength A is returned to the optical fiber 3403 through the same operation as in FIG. Used for measurement and control of polarization mode dispersion.
[0205]
The beam composed of the wavelengths B, C, and D is reflected by the mirror 3409, enters the filter 3407 in the wavelength selection filter group 3405, transmits the wavelength B, and reflects the wavelengths C and D. The wavelength B is subjected to polarization dispersion compensation in the same manner as the wavelength A. Most of the incident light returns to the optical fiber 3403 via the reverse path, and a part of the light enters the polarization monitor 3421 and is controlled by the polarization controller. It is used for measurement and control of polarization mode dispersion.
[0206]
The beam having the wavelength C and the wavelength D is reflected by the mirror 3409 and is incident on the filter 3408 in the wavelength selection filter group 3405. The wavelength C is transmitted and the wavelength D is reflected. The wavelength C is subjected to polarization dispersion compensation in the same manner as the wavelength A, and most of the incident light returns to the optical fiber 3403 via the reverse path, and a part of the light enters the polarization monitor 3422 and is controlled by the polarization controller. It is used for measurement and control of polarization mode dispersion.
[0207]
The beam having the wavelength C is reflected by a mirror, coupled to the polarization maintaining fiber 3423, and then subjected to arbitrary signal processing.
[0208]
As described above, it was shown that polarization mode dispersion can be compensated for each channel. In this embodiment, the case of four channels has been exemplified, but it is obvious that the configuration of this embodiment can be expanded to more channels.
[0209]
In FIG. 34, all the photonic crystal polarization splitters 3413 to 3418 are arranged so that the beams are incident perpendicularly, but the juxtaposed photonic crystal polarization splitters used for the same wavelength as shown in FIG. By tilting, the focus position of the return light is shifted and if an optical fiber different from the incident optical fiber is installed at that position, the optical circulator becomes unnecessary. However, it is not practical because the coupling efficiency is low.
[0210]
Hereinafter, each component used in this embodiment will be described. As the wavelength selection filter group 3405, a photonic crystal filter manufactured by the self-cloning method described in Non-Patent Document 17 is used. The photonic crystal filter is low-cost because a filter for multiple channels can be manufactured simultaneously only by simultaneously forming a film on a substrate having a different groove period for each channel, and using a photonic band gap. Therefore, it is easy to design with PDL suppressed at the time of oblique incidence, and it is most suitable for application to this embodiment. It is easy to use a photonic crystal mirror for the mirror 3409, but if the PDL due to oblique incidence is sufficiently small, a normally used dielectric multilayer mirror may be used. The photonic crystal polarization splitting elements 3413, 3415, and 3417 in FIG. 34 are made into one piece by taking advantage of the fact that the photonic crystal polarization splitting element described in Patent Document 12 is manufactured by self-cloning and is easy to increase in area. It is also possible to integrate. In the present embodiment, the collimator lens 3404 needs to make the beam fly far. In some cases, instead of a single aspherical lens, a group of collimator lenses combining a plurality of lenses is used. However, in that case, the cost increases.
[0211]
Further, in this embodiment, the polarization mode dispersion that can be compensated is changed by moving the photonic crystal polarization splitting element. However, as in FIG. , 3416, and 3418 can be fixed. In that case, the photonic crystal polarization separation elements 3414, 3416, and 3418 can be integrated into one.
[0212]
(Example 24)
[0213]
A twenty-fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 35 (a) is a top view showing the configuration of the polarization mode dispersion compensator in this embodiment, and FIG. 35 (b) is a side view showing the configuration of the polarization mode dispersion compensator in this embodiment, which is juxtaposed. Optical fibers 3501, 3502, collimating lens 3503, wavelength selection filter group 3504, mirror 3508, polarization controllers 3509, 3510, 3511 using liquid crystal rotating wave plates, photonic crystal polarization separation element 3512, prism 3513, 45-degree Faraday rotator 3514, a polarization separation element group 3515, 3516, 3517 in which two photonic crystal polarization separation elements each having a transmission polarization direction different by 90 degrees are integrated, a collimator lens 3518, polarization monitors 3519, 3520, 3521, and an optical fiber 3522. Consists of
[0214]
From FIG. 35B, it can be seen that if there is no wavelength selection filter group 3504 and mirror 3508, it is equivalent to the polarization dispersion element shown in FIG. On the other hand, the wavelength selection filter group 3504 and the mirror 3508 are well-known optical multiplexing / demultiplexing circuits. The separation and synthesis for each channel is the same as in the twenty-third embodiment. Here, the 45-degree Faraday rotator 3514 is common to all the channels to be PMD-compensated. However, if the Faraday rotator described in Patent Document 28 is used, there is no difference in the Faraday rotation angle between the channels.
[0215]
(Example 25)
[0216]
A twenty-fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. If the variable DGD in FIG. 33 can compensate including the wavelength dependence of the PMD in the channel, higher-speed communication can be performed as compared with the twenty-third embodiment.
[0219]
FIG. 36A shows an example of a polarization mode dispersion compensator, in which a TEC dispersion shift fiber 3603, a collimator lens 3604, a wavelength selection filter group 3605, a mirror 3609, polarization controllers 3610, 3611, 3612, and a branching prism 3613. , 3614, 3615, polarization monitoring devices 3616, 3617, photonic crystal polarization splitting elements 3619, 3620, 3621, collimating lens 3622, chirped fiber Bragg gratings 3623, 3634, 3625, and optical fiber 3626. . FIG. 36B is a side view of the same.
[0218]
It is already known, for example, from Patent Document 29 that the amount of chromatic dispersion imparted by applying heat or stress to the chirped fiber Bragg gratings 3623, 3624, 3625 can be varied.
[0219]
The beam including the wavelength A, the wavelength B, the wavelength C, and the wavelength D emitted from the optical fiber 3603 is converted into a parallel beam by the collimating lens 3604. After that, the wavelength A is transmitted by the filter 3606 in the wavelength selection filter group 3605, and the wavelengths B, C, and D are reflected. The beam having the wavelength A is converted by the polarization controller 3610 into orthogonal linear polarization components having a delay, a part of the beam is reflected by the branching prism 3613, and the reflected light is incident on the polarization monitor 3616. Used for control. The light transmitted through the splitting prism enters the photonic crystal polarization splitting element 3619, is polarized and separated, and the TE polarization component to the photonic crystal polarization splitting element 3619 is reflected and input to the dispersion shift fiber 3603. However, a part of the beam is reflected by the splitting prism 3613, and the reflected light enters the monitor device 3617 and is used for measuring the polarization mode dispersion.
[0220]
The TM polarization component to the photonic crystal polarization splitting element 3619 is transmitted, reflected by the chirped fiber Bragg grating 3623, and made incident on the dispersion shift fiber 3603. However, a part of the beam is reflected by the splitting prism 3613, and the reflected light enters the polarization monitor 3617 and is used for measuring the polarization mode dispersion.
[0221]
The beam composed of the wavelengths B, C and D is reflected again by the mirror 3609 and enters the filter 3607. The wavelength B is transmitted, and the wavelengths C and D are reflected. The wavelength B is subjected to polarization mode dispersion compensation in the same manner as the wavelength A, and most of the incident light returns to the optical fiber 3403 via the reverse path.
[0222]
The beam having the wavelength C and the wavelength D is reflected again by the mirror 3609 and is incident on the filter 3608. The wavelength C is transmitted and the wavelength D is reflected. The wavelength C is subjected to polarization mode dispersion compensation in the same manner as the wavelength A, and most of the incident light returns to the optical fiber 3603 via the reverse path.
[0223]
The beam having the wavelength D is reflected again by the mirror 3609, is coupled to the optical fiber 3626, and is subjected to arbitrary signal processing thereafter.
[0224]
In this embodiment, a chirped fiber Bragg grating is used. However, if a reflection type dispersion compensation device is used, the same operation as in this embodiment can be realized. For example, LOTADE described in Non-Patent Document 18 and the like can be mentioned.
[0225]
(Example 26)
[0226]
A twenty-sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. If the variable DGD 3303 in FIG. 33 can compensate including the wavelength dependence of the PMD in the channel, higher precision PMD compensation can be performed as compared with the twenty-third embodiment, but the compensation including the wavelength dependence of the PMD cannot be performed. It is also possible to combine the chromatic dispersion compensator 3702 and the variable DGD 3704 in FIG.
[0227]
As the chromatic dispersion compensator, there is known an example using the above-mentioned VIPA type or a chirped fiber Bragg grating to which a thermal gradient or stress is applied (see Patent Document 29), but these are premised on a combination with an optical circulator. For example, it is not suitable for combination with the polarization dispersion providing device shown in FIG.
[0228]
FIG. 38 shows a transmission type chromatic dispersion compensator, which comprises an opposing fiber collimator and two equal-length dispersion prisms. As an example of giving wavelength dispersion by two equal-length dispersing prisms, an example as in Patent Document 30 is known. By changing the incident angle to the two equal-length dispersion prisms 3803 and 3804, the dispersion slope to be provided can be changed. As a material used for the equilateral dispersion prisms 3803 and 3804, a material having a large wavelength dependence of chromatic dispersion is suitable. Therefore, it is also effective to use a material having an absorption edge at a wavelength close to the used wavelength. In this embodiment, an equal-length dispersion prism is used, but it is also effective to use a dispersion compensation optical circuit described in Patent Document 31.
[0229]
The variable DGD 3704 shown in FIG. 37 is suitably the variable DGD shown in FIG. 29, and the wavelength separating mechanism 3701 and the wavelength combining mechanism 3708 in FIG.
[0230]
(Example 27)
[0231]
A twenty-seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Variable DGD also has other uses of polarization dispersion compensation. For example, it is also used in a bit rate variable wavelength converter using a polarization separation interference type optical switch disclosed in Non-Patent Document 19. In this use example, the same amount of delay is given to two paths by one variable DGD, but the same is possible and easier in the present invention.
[0232]
FIG. 39 shows a variable DGD comprising a polarization maintaining fiber 3901, a collimating lens 3902, a photonic crystal polarization separating element 3903, a mirror 3904, a photonic crystal polarization separating element 3905, a collimating lens 3906, and a polarization maintaining fiber 3907.
[0233]
The combination of the polarization maintaining fiber 3901, the collimating lens 3902, the photonic crystal polarization separating element 3903, and the mirror 3904 functions as one variable DGD, and the mirror 3904, the photonic crystal polarization separating element 3905, the collimating lens 3906, and the polarization The holding fiber 3907 also operates as one variable DGD. Also, by appropriately moving the photonic crystal polarization splitting element 3903 and the photonic crystal polarization splitting element 3905 back and forth, the amount of delay given to the light entering and exiting the polarization maintaining fiber 3901 and the light entering and exiting the polarization maintaining fiber 3907 is reduced. The size can be easily made equal.
[0234]
Also, a variable DGD that gives the same amount of delay to two paths with one variable DGD can be realized based on the variable DGD shown in FIGS. More specifically, when the variable DGD shown in FIG. 3 is used, as in FIG. 39, a lens, a polarization separation element capable of performing a polarization separation operation at normal incidence or an incidence angle close to normal incidence, Place the output fiber.
[0235]
(Example 28)
[0236]
A twenty-eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of this embodiment is that the input port and the output port are separated so that the optical circulator required in the embodiment 27 becomes unnecessary, and for this purpose, the polarization splitting element and the mirror are inclined as in FIG. As a result, the loss and wavelength dependence of the optical circulator can be eliminated, and the cost reduction effect is great.
[0237]
FIG. 40A includes a polarization maintaining fiber 4001, a polarization maintaining fiber 4002, a polarization maintaining fiber 4003, a polarization maintaining fiber 4004, a collimating lens 4005, a collimating lens 4006, a photonic crystal polarization separating element 4007, and a mirror 4008. It is a top view of a variable DGD. Here, it is assumed that the polarization maintaining fiber 4002 is hidden by the polarization maintaining fiber 4001 and the polarization maintaining fiber 4004 is hidden by the polarization maintaining fiber 4003 and cannot be seen.
[0238]
FIG. 40 (b) is a side view of the variable DGD shown in FIG. 40 (a).
[0239]
The combination of the polarization maintaining fiber 4001, the polarization maintaining fiber 4002, the collimating lens 4005, the photonic crystal polarization splitting element 4007, and the mirror 4008 is the same as in FIG. 16, and operates as a variable DGD. Also, although the combination of the polarization maintaining fiber 4003, the polarization maintaining fiber 4004, the collimating lens 4006, the photonic crystal polarization separation element 4007, and the mirror 4008 is not described, it operates as a variable DGD as in FIG.
[0240]
In the present embodiment, the amount of delay given to two variable DGDs by sharing the photonic crystal polarization separation element 4007 and the mirror 4008 can be easily made the same. As a result, only one movable mirror is required and control becomes easy. In the present embodiment, two variable DGDs are integrated, but it can be easily expanded to three or more.
[0241]
Similarly, based on the variable DGD shown in FIG. 23 to FIG. 31, in the embodiment 27 which is a feature of the present embodiment, the input port and the output port can be made separate so that the optical circulator which is required becomes unnecessary. You can easily guess what is possible.
[0242]
FIG. 41 is a configuration diagram of a bit rate variable wavelength converter that combines the variable DGD shown in FIG. 40 with the bit rate variable wavelength converter using the polarization separation interference type optical switch disclosed in Non-Patent Document 19.
[0243]
The variable DGD shown in FIG. 40 is affected by the degree of polarization degree degradation of the reflected light, but it can be said that the variable DGD is most suitable for applications that are not used for signal light as in the present embodiment because of its simple structure. Further, a variable DGD obtained by paralleling two units based on the variable DGD shown in FIGS. 23 to 31 may be used.
[0244]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to thirteenth aspects of the present invention, a device for providing a delay difference for a polarization component having a simple and small configuration or a high performance or a low cost, a simple and small configuration using the device, or A high performance or low cost polarization mode dispersion compensator can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a device (variable DGD) for providing a delay difference between polarization components.
FIG. 2 is a diagram showing an entire optical fiber line in a polarization mode dispersion compensator described in a second embodiment.
FIG. 3 is a detailed view of a variable DGD 204 shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a configuration diagram of a variable DGD showing a third embodiment.
FIG. 5 is an enlarged view of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing an example of bonding in FIG. 4;
FIG. 7 shows a configuration in which the same function as in FIG. 4 is realized by a mirror instead of the photonic crystal polarization splitting element.
FIG. 8 is a diagram in which a polarization degree degradation component removing mechanism is added to Conventional Example 2.
FIG. 9 is a configuration diagram of a variable DGD showing a fourth embodiment.
FIG. 10 is a configuration diagram of a variable DGD showing a fifth embodiment.
FIG. 11 is a schematic diagram of a device configuration of a PMD compensator including the wavelength dependence of PMD.
FIG. 12 shows the configuration of a VIPA-type dispersion compensator.
FIG. 13 is a configuration diagram of a variable DGD according to a sixth embodiment.
14 is a schematic diagram of an optical fiber path of a polarization mode dispersion compensator using the variable DGD shown in FIG.
FIG. 15 illustrates a polarization mode dispersion compensator according to a seventh embodiment.
FIG. 16 is a configuration diagram of a variable DGD according to an eighth embodiment.
FIG. 17 is a schematic view of a polarization mode dispersion compensator according to a ninth embodiment.
FIG. 18 is a schematic view of a polarization mode dispersion compensator according to a tenth embodiment.
FIG. 19 is a schematic view of a polarization mode dispersion compensator according to an eleventh embodiment.
FIG. 20 is a model diagram of the time variation of the PMD amount.
FIG. 21 is a configuration diagram of an anti-fixed DGD
FIG. 22 is a schematic view of a polarization mode dispersion compensator according to a twelfth embodiment.
FIG. 23 is a configuration diagram of a variable DGD showing a thirteenth embodiment.
FIG. 24 is a configuration diagram of a variable DGD showing a fourteenth embodiment.
FIG. 25 is a configuration diagram of a variable DGD showing a fifteenth embodiment.
FIG. 26 is a configuration diagram of a variable DGD showing a sixteenth embodiment.
FIG. 27 is a configuration diagram of a variable DGD showing a seventeenth embodiment.
FIG. 28 is a configuration diagram of a variable DGD showing an eighteenth embodiment.
FIG. 29 is a configuration diagram of a variable DGD showing a nineteenth embodiment;
FIG. 30 is a configuration diagram of a variable DGD showing a twentieth embodiment;
FIG. 31 is a configuration diagram of a variable DGD showing a twenty-first embodiment.
FIG. 32 is a configuration diagram of a variable DGD showing a twenty-second embodiment.
FIG. 33 is a model diagram of a polarization mode dispersion compensator for each channel.
FIG. 34 is a configuration diagram of a polarization mode dispersion compensator according to a twenty-third embodiment.
FIG. 35 is a configuration diagram of a polarization mode dispersion compensator according to a twenty-fourth embodiment.
FIG. 36 is a configuration diagram of a polarization mode dispersion compensator according to a twenty-fifth embodiment.
FIG. 37 is a model diagram of a polarization mode dispersion compensator for compensating the wavelength dependence of PMD in a channel.
FIG. 38: Transmission type chromatic dispersion compensator
FIG. 39 is a configuration diagram of a variable DGD showing a twenty-seventh embodiment.
FIG. 40 is a configuration diagram of a variable DGD showing a twenty-eighth embodiment.
FIG. 41 is a configuration diagram of a variable bit rate wavelength converter.
FIG. 42 is a diagram showing a configuration example of a basic polarization mode dispersion compensator;
FIG. 43 is a basic configuration diagram of a polarization controller.
FIG. 44 is a diagram in which an optical coupling system is added to the configuration of the polarization dispersion compensation circuit of the second conventional example.
[Explanation of symbols]
101 Polarization maintaining fiber
102 Reflection type polarization splitter
103 lens
104 mirror
201 Optical fiber
202 Optical circulator
203 Polarization controller
204 Variable DGD
205 coupler
206 Monitor device
301 Polarization maintaining fiber
302 Photonic Crystal Polarization Separation Element
303 lens
304 mirror
401 polarization maintaining fiber
402 graded index rod lens
403 Virtual Fiber
404 rutile parallel plate walk-off polarizer
405 Photonic crystal polarization splitter
406 ordinary light component
407 Extraordinary light component
501 ordinary light component
502 Abnormal light component of reflected light (polarization degradation component)
503 Extraordinary light component
504 Reflected light ordinary light component (polarization degradation component)
601 rutile parallel plate walk-off polarizer
602 adhesive
603 Photonic crystal polarization splitter
701 Virtual Fiber
702 rutile parallel plate walk-off polarizer
703 mirror
704 lens
705 mirror
801 Optical fiber
802 Collimating lens
803 rutile parallel plate walk-off polarizer
804 Incident side PBS
805 Mechanical movable mirror
806 Output side PBS
807 rutile parallel plate walk-off polarizer
808 Collimating lens
809 Optical fiber
810 Polarization degree degradation component
811 Degree of polarization degradation component
901 Polarization maintaining fiber
902 LPS
903 Photonic crystal polarization splitter
904 collimating lens
905 mirror
906 ordinary light component
907 Extraordinary light component
1001 polarization maintaining fiber
1002 Photonic crystal polarization splitter
1003 Collimating lens
1004 Photonic crystal polarization splitter
1005 Polarization monitor
1101 Polarization controller
1102 Polarization separation mechanism
1103 Polarization synthesis mechanism
1104 Tunable wavelength dispersion providing mechanism
1105 Variable delay device
1106 Coupler
1107 Monitor device
1201 Optical fiber
1202 lens
1203 lens
1204 lens
1205 VIPA board
1206 lens
1207 mirror
1301 Polarization maintaining fiber
1302 Photonic crystal polarization splitter
1401 Optical fiber
1402 Optical circulator
1403 Polarization controller
1404 Variable DGD shown in FIG.
1405 coupler
1406 Monitor device
1501 Optical fiber
1502 Optical circulator
1503 Optical fiber
1504 Collimating lens
1505 Liquid crystal rotating quarter wave plate
1506 Liquid crystal rotating half-wave plate
1507 Photonic crystal polarization splitter
1508 Photonic crystal polarization splitter
1509 Polarization monitor
1510 Optical fiber
1601 polarization maintaining fiber
1602 polarization maintaining fiber
1603 Collimating lens
1604 Photonic crystal polarization splitter
1605 mirror
1701 Polarization controller
1702 Variable DGD
1703 Variable DGD
1704 Coupler
1705 Monitor device
1706 Controller
1801 Polarization controller
1802 Variable DGD
1803 Variable DGD
1804 coupler
1805 Monitor device
1806 Control unit
1901 Polarization controller
1902 Semi-fixed DGD
1903 Variable DGD
1904 coupler
1905 Monitor device
1906 Control unit
2101 Polarization separation device
2102 Polarization maintaining fiber
2103 Polarization synthesizer
2104 Polarization maintaining fiber
2201 Polarization controller
2202 Variable DGD
2203 Polarization controller
2204 Variable DGD
2205 coupler
2206 Monitor device
2207 Controller
2301 polarization maintaining fiber
2302 polarization maintaining fiber
2303 Collimating lens
2304 Photonic crystal polarization splitter
2305 Prism
2306 Mirror block
2401 polarization maintaining fiber
2402 polarization maintaining fiber
2403 Graded-index rod lens
2404 Photonic crystal polarization splitter
2405 Prism
2406 Mirror block
2501 polarization maintaining fiber
2502 polarization maintaining fiber
2503 graded index rod lens
2504 Photonic crystal polarization splitter
2505 Refractive index distribution type rod lens
2506 Refractive index distribution type rod lens
2507 graded index rod lens
2508 Mirror block
2509 End face of gradient index rod lens 2505
2601 polarization maintaining fiber
2602 Polarization maintaining fiber
2603 rutile parallel plate polarization splitter
2604 Rutile parallel-plate polarizing element
2605 Collimating lens
2606 Photonic crystal polarization splitter
2607 Prism
2608 Mirror block
2609 Extraordinary light component
2610 ordinary light component
2701 rutile parallel plate polarized light separation / combination element
2702 45 degree Faraday rotator
2703 Ordinary light component of rutile parallel plate polarization separation / combination element 2701 out of light emitted from polarization maintaining fiber 2601
2704 Abnormal light component of rutile parallel plate polarization splitting / combining element 2701 out of polarization maintaining fiber 2601 outgoing light
2801 rutile parallel plate
2901 polarization maintaining fiber
2902 polarization maintaining fiber
2903 Collimating lens
2904 Photonic crystal polarization splitter
2905 prism
2906 quarter wave plate
2907 mirror
3001 Polarization maintaining fiber
3002 polarization maintaining fiber
3003 graded index rod lens
3004 Photonic crystal polarization splitter
3005 graded index rod lens
3006 graded index rod lens
3007 graded index rod lens
3008 45 degree Faraday rotator
3009 Thermo-optic crystal
3010 mirror
3101 Polarization maintaining fiber
3102 Polarization maintaining fiber
3103 Collimating lens
3104 Photonic crystal polarization splitter
3105 Prism
3106 45 degree Faraday rotator
3107 Mirror block
3201 Single mode fiber
3202 single mode fiber
3203 Collimating lens
3204 Polarization controller
3205 Photonic crystal polarization splitter
3206 Prism
3207 45 degree Faraday rotator
3208 Photonic crystal polarization splitter
3209 Photonic crystal polarization splitter
3210 Polarization monitor
3301 Wavelength separation mechanism
3302 polarization controller
3303 Variable DGD
3304 coupler
3305 Monitor device
3306 Controller
3307 Wavelength synthesis mechanism
3401 Optical fiber
3402 Optical Circulator
3403 Optical fiber
3404 Collimating lens
3405 wavelength selection filter group
3406 Filter
3407 Filter
3408 Filter
3409 mirror
3410 Polarization controller
3411 Polarization controller
3412 Polarization controller
3413 Photonic crystal polarization splitter
3414 Photonic crystal polarization splitter
3415 Photonic crystal polarization splitter
3416 Photonic crystal polarization splitter
3417 Photonic crystal polarization splitter
3418 Photonic crystal polarization splitter
3419 Collimating lens
3420 Polarization monitor
3421 Polarization monitor
3422 Polarization monitor
3423 Polarization maintaining fiber
3501 Optical fiber
3502 Optical fiber
3503 Collimating lens
3504 Wavelength selection filters
3505 Filter
3506 Filter
3507 Filter
3508 mirror
3509 Polarization controller
3510 Polarization controller
3511 Polarization controller
3512 Photonic crystal polarization splitter
3513 Prism
3514 45 degree Faraday rotator
3515 Polarization separation element group
3516 Polarization separation element group
3517 Polarization separation element group
3518 lens
3519 Polarization monitor
3520 Polarization monitor
3521 Polarization monitor
3522 Optical fiber
3601 optical fiber
3602 optical circulator
3603 TEC dispersion compensating fiber
3604 Collimating lens
3605 Wavelength selection filter group
3606 Filter
3607 Filter
3608 Filter
3609 mirror
3610 Polarization controller
3611 Polarization controller
3612 Polarization controller
3613 Branch prism
3614 Branch prism
3615 branch prism
3616 Polarization monitor
3617 Polarization monitor
3619 Photonic crystal polarization splitter
3620 Photonic crystal polarization splitter
3621 Photonic crystal polarization splitter
3622 Collimating lens
3623 Chirped fiber Bragg grating
3624 Chirped fiber Bragg grating
3625 Chirped fiber Bragg grating
3626 Optical fiber
3701 wavelength separation mechanism
3702 chromatic dispersion compensator
3703 Polarization controller
3704 Variable DGD
3705 coupler
3706 Monitor device
3707 control unit
3708 Wavelength synthesis mechanism
3801 Optical fiber
3802 Collimating lens
3803 Equal length dispersion prism
3804 Equal length dispersion prism
3805 Collimating lens
3806 optical fiber
3901 polarization maintaining fiber
3902 Collimating lens
3903 Photonic crystal polarization splitter
3904 mirror
3905 Photonic crystal polarization splitter
3906 Collimating lens
3907 Polarization maintaining fiber
4001 polarization maintaining fiber
4002 polarization maintaining fiber
4003 Polarization maintaining fiber
4004 Polarization maintaining fiber
4005 Collimating lens
4006 Collimating lens
4007 Photonic crystal polarization splitter
4008 mirror
4101 WDM coupler
4102 SOA
4103 WDM coupler
4104 LD for pump
4105 Filter
4106 Variable DGD shown in FIG. 40
4107 Babinet Soleil Compensator
4108 Polarizer
4201 Polarization controller
4202 Apparatus for providing group delay difference between polarization components
4203 coupler
4204 Monitor device
4205 Controller
4301 quarter wave plate
4302 1/2 wavelength plate
4303 branching device
4304 Monitor device
4305 Controller
4401 Polarization controller
4402 Polarization-maintaining fiber
4403 Collimating lens
4404 PBS
4405 PBS
4406 Mechanical movable mirror
4407 Collimating lens
4408 output optical fiber
