JP2011033914A - Optical polarization diversity module and optical device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and inexpensive optical polarization diversity module. <P>SOLUTION: The optical polarization diversity module includes: a fiber 101 with a lens in which a tip of a single mode optical fiber 11 is connected to one end of a GRIN lens 12 with the same diameter, and one birefringent crystal 13 to which the other end of the gradient index lens 12 of the fiber 101 with the lens is abut to an end face 13A. As a beam diameter from the tip of the gradient index lens is smaller than a conventional lens, the length of the birefringent crystal can be made shorter. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光偏波ダイバーシティモジュール及びこれを備える光学装置に関する。   The present invention relates to an optical polarization diversity module and an optical apparatus including the same.

液晶など複屈折性を有する材料を用いた光学素子では光素子への入射光の偏波を制御する必要があるために光偏波ダイバーシティの技術が広く用いられている（例えば、特許文献１を参照。）。図１は、従来の光偏波ダイバーシティモジュールの基本構成図である。この光偏波ダイバーシティモジュールは、光ファイバ６０２からの光を光コリメータ６０４を用いて複屈折性結晶６１０に入射している。複屈折性結晶６１０は、入射された入力光ビーム６０６を常光線６１４と異常光線６１６とに分岐する。１／２波長板６１８は、複屈折性結晶６１０から出力される異常光線の偏波方向を９０度回転する。このため、光偏波ダイバーシティモジュールは偏波の揃った２つの光を出力する。   In an optical element using a birefringent material such as liquid crystal, it is necessary to control the polarization of incident light to the optical element, and therefore, a technique of optical polarization diversity is widely used (for example, see Patent Document 1). reference.). FIG. 1 is a basic configuration diagram of a conventional optical polarization diversity module. In this optical polarization diversity module, light from an optical fiber 602 is incident on a birefringent crystal 610 using an optical collimator 604. The birefringent crystal 610 branches the incident input light beam 606 into an ordinary ray 614 and an extraordinary ray 616. The half-wave plate 618 rotates the polarization direction of the extraordinary ray output from the birefringent crystal 610 by 90 degrees. For this reason, the optical polarization diversity module outputs two lights having the same polarization.

米国公開公報２００８／００８７３７８US Publication 2008/0087378

光コリメータ６０４のコリメータレンズは、光ファイバ６０２に比べてその直径が大きい。このため、光コリメータ６０４が出力する入力光ビーム６０６のビーム直径は約１ｍｍ程度となる。入力光ビーム６０６を完全に偏波分離するためには光伝搬方向に１０ｍｍ以上の長さの複屈折性結晶が必要になる。このように複屈折性結晶のサイズが大きいため、従来の光偏波ダイバーシティモジュールは大きさを小さくすることが困難であり、低価格での製造が困難という課題があった。   The collimator lens of the optical collimator 604 has a larger diameter than the optical fiber 602. For this reason, the beam diameter of the input light beam 606 output from the optical collimator 604 is about 1 mm. In order to completely separate the input light beam 606 from polarization, a birefringent crystal having a length of 10 mm or more is required in the light propagation direction. As described above, since the size of the birefringent crystal is large, it is difficult to reduce the size of the conventional optical polarization diversity module, and there is a problem that it is difficult to manufacture at low cost.

前記課題を解決するために、本発明は、小型且つ低価格の光偏波ダイバーシティモジュール及びこれを備える光学装置を提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a small and low-cost optical polarization diversity module and an optical apparatus including the same.

上記目的を達成するために、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、屈折率分布レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を先端に接続したシングルモード光ファイバを用い、複屈折性結晶の端面に、このレンズ付きシングルモード光ファイバの先端を突き当てた構造とした。   In order to achieve the above object, an optical polarization diversity module according to the present invention uses a single mode optical fiber having a gradient index lens (GRIN lens) connected to the tip, and this lens is attached to the end face of a birefringent crystal. The single-mode optical fiber was abutted against the tip.

具体的には、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、シングルモード光ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した、少なくとも１本のレンズ付ファイバと、前記レンズ付ファイバの前記屈折率分布レンズの他端が１の端面に突き当てられた１つの複屈折性結晶と、を備える。   Specifically, an optical polarization diversity module according to the present invention includes at least one lens-attached fiber in which one end of a gradient index lens having the same diameter is connected to the tip of a single mode optical fiber, and the lens-attached fiber. One birefringent crystal with the other end of the gradient index lens abutted against one end face.

屈折率分布レンズ先端からのビーム直径が従来のレンズ比べて小さいために、複屈折性結晶の長さを短くすることができる。従って、本発明は、小型且つ低価格の光偏波ダイバーシティモジュールを提供することができる。   Since the beam diameter from the tip of the gradient index lens is smaller than the conventional lens, the length of the birefringent crystal can be shortened. Therefore, the present invention can provide a small and low-cost optical polarization diversity module.

また、Ｖ溝基板を用意し、ＧＲＩＮレンズを先端に接続したシングルモード光ファイバをＶ溝に配置し、同Ｖ溝基板の一部を掘り込み、そこに複屈折性結晶を配置し、その複屈折性結晶の端面にレンズ先端を突き当てる構造とすれば、実装も容易である。   Also, a V-groove substrate is prepared, a single mode optical fiber having a GRIN lens connected to the tip is disposed in the V-groove, a part of the V-groove substrate is dug, a birefringent crystal is disposed therein, Mounting is easy if the lens tip is in contact with the end face of the refractive crystal.

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に接触して配置される石英板と、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板と、をさらに備える。   The light polarization diversity module according to the present invention is a portion of the other end face of the birefringent crystal that corresponds to one of the optical path of the ordinary ray and the extraordinary ray that propagates in the birefringent crystal. A quartz plate disposed in contact with a half-wave plate disposed in contact with a portion corresponding to the other optical path in the birefringent crystal among other end faces of the birefringent crystal; Prepare.

１／２波長板は透過する光の偏波を９０度回転する。このため、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、複屈折性結晶で偏波分離された２つの光ビームの偏波を揃えて出力することができる。   The half-wave plate rotates the polarization of transmitted light by 90 degrees. For this reason, the optical polarization diversity module according to the present invention can output the polarizations of the two light beams separated by the birefringent crystal in a uniform manner.

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、２ｎ（ｎは自然数）個の屈折率分布レンズを含むレンズアレイをさらに備えており、前記レンズアレイの２ｎ−１番目の屈折率分布レンズは、前記石英板のうち、前記複屈折性結晶内の一方の光路にあたる部分に突き当てられており、前記レンズアレイの２ｎ番目の屈折率分布レンズは、前記１／２波長板のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に突き当てられていることを特徴とする。   The optical polarization diversity module according to the present invention further includes a lens array including 2n (n is a natural number) refractive index distribution lenses, and the 2n-1st refractive index distribution lens of the lens array is the quartz. The 2n-th refractive index distribution lens of the lens array is abutted against a portion corresponding to one optical path in the birefringent crystal of the plate, and the birefringent crystal of the half-wave plate It is abutted against a portion corresponding to the other optical path.

レンズアレイのＧＲＩＮレンズアレイは、石英板や１／２波長板から入射する光を集光して出力し、あるいは外部からの光を集光して石英板や１／２波長板を介して複屈折性結晶内の光路に結合することができる。このため、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、外部の光導波路に直接接続することができ、ファイバレス構造が実現できる。従って、本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、全体をさらに小型化することができる。   The GRIN lens array of the lens array collects and outputs light incident from a quartz plate or a half-wave plate, or collects light from the outside and couples it through a quartz plate or a half-wave plate. It can couple to the optical path in the refractive crystal. For this reason, the optical polarization diversity module according to the present invention can be directly connected to an external optical waveguide, and a fiberless structure can be realized. Therefore, the entire optical polarization diversity module according to the present invention can be further reduced in size.

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは、偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した第１レンズ付偏波保持ファイバと、偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続し、伝搬する光の偏波を９０度回転させる第２レンズ付偏波保持ファイバと、を更に備えており、前記第１レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に突き当てられ、前記第２レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に突き当てられていることを特徴とする。   The optical polarization diversity module according to the present invention includes a polarization maintaining fiber with a first lens in which one end of a refractive index distribution lens having the same diameter is connected to the tip of the polarization maintaining fiber, and the same diameter at the tip of the polarization maintaining fiber. A polarization maintaining fiber with a second lens that connects one end of the refractive index distribution lens and rotates the polarization of the propagating light by 90 degrees, the refractive index distribution of the polarization maintaining fiber with the first lens The lens is abutted against a portion of the other end face of the birefringent crystal that corresponds to one of an optical path of an ordinary ray and an extraordinary ray that propagates in the birefringent crystal, and the second lens. The refractive index distribution lens of the polarization maintaining fiber is characterized in that the other end face of the birefringent crystal is abutted against a portion corresponding to the other optical path in the birefringent crystal.

偏波保持ファイバの一方が伝搬する光の偏波を９０度回転させるため、１／２波長板を用いなくても、出力する光の偏波を揃えることができる。   Since the polarization of the light propagating through one of the polarization maintaining fibers is rotated by 90 degrees, the polarization of the output light can be made uniform without using a half-wave plate.

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶は、結晶軸が前記レンズ付ファイバからの光の光軸に対して４５度の角度を持つ。効率よく偏波分離することができる。   The birefringent crystal of the optical polarization diversity module according to the present invention has a crystal axis having an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the light from the lens-attached fiber. Polarization separation can be performed efficiently.

本発明に係る光学装置は、前記光偏波ダイバーシティモジュールと、前記光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶で常光線と異常光線に分離された２つの光ビームの組が結合されるアレイ導波路回折格子と、前記アレイ導波路回折格子で波長毎に分波され、出力された複数の光を選択的に反射する反射型液晶素子と、を備える。   The optical device according to the present invention includes an optical waveguide diversity module, and an array waveguide in which a pair of two light beams separated into an ordinary ray and an extraordinary ray by the birefringent crystal of the optical polarization diversity module is combined. A waveguide diffraction grating, and a reflective liquid crystal element that selectively demultiplexes and outputs a plurality of light beams that are demultiplexed for each wavelength by the arrayed waveguide diffraction grating.

前記光偏波ダイバーシティモジュールは小型かつ低価格であるため、この光偏波ダイバーシティモジュールを備える光学素子も小型化及び低価格化することができる。   Since the optical polarization diversity module is small and inexpensive, an optical element including the optical polarization diversity module can be reduced in size and price.

本発明は、小型且つ低価格の光偏波ダイバーシティモジュールを提供することができる。   The present invention can provide a small and low-cost optical polarization diversity module.

従来の光偏波ダイバーシティモジュールの基本構成図である。It is a basic block diagram of the conventional light polarization diversity module. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールに用いられるレンズ付ファイバを説明する図である。It is a figure explaining the fiber with a lens used for the light polarization diversity module concerning the present invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュール及び光学装置を説明する図である。It is a figure explaining the optical polarization diversity module and optical apparatus which concern on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the optical polarization diversity module which concerns on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the optical polarization diversity module which concerns on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the optical polarization diversity module which concerns on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the optical polarization diversity module which concerns on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the optical polarization diversity module which concerns on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールが備える石英板及び１／２波長板を説明する図である。It is a figure explaining the quartz plate and 1/2 wavelength plate with which the optical polarization diversity module which concerns on this invention is provided. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュール及び光学装置を説明する図である。It is a figure explaining the optical polarization diversity module and optical apparatus which concern on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the optical polarization diversity module which concerns on this invention. 本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールの構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the optical polarization diversity module which concerns on this invention.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

（実施形態１）
図２は、本実施形態の光偏波ダイバーシティモジュールに用いられるレンズ付ファイバ１０１を説明する図である。レンズ付ファイバ１０１は、シングルモード光ファイバ１１の先端に同一直径のＧＲＩＮレンズ１２の一端を融着接続している。接続方法としては、融着接続の他、ＵＶ接着などでもよい。図２には、レンズ付ファイバ１０１が出力する光Ｌ０１のビーム直径の変化も示した。ＧＲＩＮレンズ１２はＮＡが０．１７程度、レンズ長が１ｍｍ程度である。ＧＲＩＮレンズ１２のレンズ先端のビーム直径はおよそ６７μｍ（強度１／ｅ２での値）となり、レンズ端から１ｍｍ離れた位置のビーム直径は３４μｍ、さらにレンズ端から２ｍｍ離れた位置のビーム直径は６７μｍとレンズ先端部とほぼ同じになる。レンズ端から３ｍｍ離れた位置のビーム直径は１１９μｍとなり、その後は次第に広がっていく。レンズ端から約２ｍｍの範囲ではほぼ平行光と見なせ、その最大ビーム直径は６７μｍである。 (Embodiment 1)
FIG. 2 is a diagram illustrating the lens-attached fiber 101 used in the light polarization diversity module of the present embodiment. The lens-attached fiber 101 has one end of a GRIN lens 12 having the same diameter fused and connected to the tip of the single mode optical fiber 11. As a connection method, UV bonding or the like may be used in addition to fusion splicing. FIG. 2 also shows changes in the beam diameter of the light L01 output from the lens-attached fiber 101. FIG. The GRIN lens 12 has an NA of about 0.17 and a lens length of about 1 mm. The beam diameter at the lens tip of the GRIN lens 12 is approximately 67 μm (value at 1 / e 2 intensity), the beam diameter at a position 1 mm away from the lens end is 34 μm, and the beam diameter at a position 2 mm away from the lens end is 67 μm. And almost the same as the lens tip. The beam diameter at a position 3 mm away from the lens end is 119 μm, and then gradually expands. In the range of about 2 mm from the lens end, it can be regarded as almost parallel light, and its maximum beam diameter is 67 μm.

本実施形態の光偏波ダイバーシティは、この平行光とみなせるレンズ端から約２ｍｍの範囲に複屈折性結晶及び１／２波長板を配置し、小型で低損失かつ安価であることを特徴としている。   The light polarization diversity of the present embodiment is characterized in that a birefringent crystal and a half-wave plate are disposed in a range of about 2 mm from the lens end that can be regarded as parallel light, and is small, low loss, and inexpensive. .

図３は、本実施形態の光偏波ダイバーシティモジュール３０１及びこれを備える光学装置を説明する図である。光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、図２で説明したレンズ付ファイバ１０１と、レンズ付ファイバ１０１のＧＲＩＮレンズ１２の他端が端面１３Ａに突き当てられた１つの複屈折性結晶１３と、を備える。シングルモード光ファイバ１１からの光はＧＲＩＮレンズ１２に入り、コリメート光として、複屈折性結晶１３に入射される。複屈折性結晶１３は、イットリウム・バナデート（ＹＶＯ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）などがあるが、ここでは複屈折性の大きなＹＶＯ４を用いた。 FIG. 3 is a diagram for explaining the optical polarization diversity module 301 and the optical apparatus including the same according to the present embodiment. The optical polarization diversity module 301 includes the fiber with lens 101 described in FIG. 2 and one birefringent crystal 13 with the other end of the GRIN lens 12 of the fiber with lens 101 abutted against the end face 13A. The light from the single mode optical fiber 11 enters the GRIN lens 12 and enters the birefringent crystal 13 as collimated light. Examples of the birefringent crystal 13 include yttrium vanadate (YVO 4 ), titanium oxide (TiO 2 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), and calcium carbonate (CaCO 3 ). Here, YVO 4 having a large birefringence is used. Was used.

ＹＶＯ４の結晶軸Ａを図のように光の伝搬方向に対して４５°とすると、そのウォークオフ角度は１．５５μｍの波長の光で５．６９°となり図のように光偏波状態により２つの光ビーム（常光線Ｌ０２及び異常光線Ｌ０３）に分離する。複屈折性結晶１３の光伝搬方向の長さを２ｍｍとすると分離した光ビーム中心間距離は、端面１３Ｂでおよそ２００μｍとなる。端面１３Ｂにおける光ビーム中心からの光強度は、光がガウスビームとし、光ビーム中心の光強度に対する割合で表すと、光ビーム中心から６７μｍ離れたところで１３．５％、光ビーム中心から１３４μｍ離れたところで０．０３％、光ビーム中心から２００μｍ離れたところで０．０００００１５％となる。従って、光ビーム中心から２００μｍだけ離れれば、２つのビームは互いに独立したビームといえる。 If the crystal axis A of YVO 4 is 45 ° with respect to the light propagation direction as shown in the figure, the walk-off angle is 5.69 ° for light having a wavelength of 1.55 μm, depending on the state of optical polarization as shown in the figure. Separated into two light beams (ordinary ray L02 and extraordinary ray L03). If the length of the birefringent crystal 13 in the light propagation direction is 2 mm, the distance between the centers of the separated light beams is approximately 200 μm at the end face 13B. The light intensity from the center of the light beam at the end face 13B is expressed as a ratio of the light beam center to the light intensity of the light beam center, 13.5% at a distance of 67 μm from the center of the light beam, and 134 μm away from the center of the light beam. By the way, 0.03%, and 0.0000015% at a distance of 200 μm from the center of the light beam. Therefore, if the distance is 200 μm from the center of the light beam, the two beams can be said to be independent from each other.

また、光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、複屈折性結晶１３の他の端面のうち、複屈折性結晶１３内を伝搬する常光線Ｌ０２の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板１５と、複屈折性結晶１３の他の端面のうち、複屈折性結晶１３内の異常光線Ｌ０３の光路にあたる部分に接触して配置される石英板１４と、をさらに備える。石英板１４を配置することで以下の効果を得ることができる。１／２波長板１５の配置により生じた隙間に石英板１４が配置されるので、光偏波ダイバーシティモジュール３０１の機械的強度を高め、共振現象を防ぐことができる。   In addition, the optical polarization diversity module 301 is a half-wave plate disposed in contact with the portion corresponding to the optical path of the ordinary ray L02 propagating in the birefringent crystal 13 among the other end faces of the birefringent crystal 13. 15 and a quartz plate 14 disposed in contact with the portion of the other end face of the birefringent crystal 13 that corresponds to the optical path of the extraordinary ray L03 in the birefringent crystal 13. By arranging the quartz plate 14, the following effects can be obtained. Since the quartz plate 14 is arranged in the gap generated by the arrangement of the half-wave plate 15, the mechanical strength of the optical polarization diversity module 301 can be increased and the resonance phenomenon can be prevented.

１／２波長板１５は、例えば、低次シングルプレート（厚さ９０μｍの水晶板）、０次ダブルプレート水晶板、あるいはポリイミド波長板である。石英板１４の材料は、２つに分離した光ビームの光学焦点をなるべく一致させるように、１／２波長板１５の屈折率に近い石英が好ましい。石英の代替としてボロシリケートクラウンガラス（ＢＫ７）でもよい。なお、１／２波長板１５が薄く、２つの光ビーム間に対する屈折率の影響が小さい場合は、石英板１４を挿入せず、ＵＶ接着剤で隙間を充填してもよい。   The half-wave plate 15 is, for example, a low-order single plate (a crystal plate having a thickness of 90 μm), a zero-order double-plate crystal plate, or a polyimide wavelength plate. The material of the quartz plate 14 is preferably quartz close to the refractive index of the half-wave plate 15 so that the optical focal points of the two separated light beams are matched as much as possible. As an alternative to quartz, borosilicate crown glass (BK7) may be used. If the half-wave plate 15 is thin and the influence of the refractive index between the two light beams is small, the quartz plate 14 may not be inserted and the gap may be filled with a UV adhesive.

図３の光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、常光線Ｌ０２の光路側に１／２波長板１５、異常光線Ｌ０３の光路側に石英板１４を配置しているが、逆に配置してもよい。１／２波長板１５は、複屈折性結晶１３が偏波分離した光の一方を９０度偏波回転するため、２つの光ビームの偏波を一致させることができる。   In the optical polarization diversity module 301 of FIG. 3, the half-wave plate 15 and the quartz plate 14 are arranged on the optical path side of the ordinary ray L02 and the extraordinary ray L03, respectively. The half-wave plate 15 rotates the polarization of one of the light beams separated by the birefringent crystal 13 by 90 degrees, so that the polarization of the two light beams can be matched.

さらに、光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、２個のＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）を含むレンズアレイ１６をさらに備える。ＧＲＩＮレンズ１６ｂは、石英板１４のうち、複屈折性結晶１３内の異常光線Ｌ０３の光路にあたる部分に突き当てられている。ＧＲＩＮレンズ１６ａは、１／２波長板１５のうち、複屈折性結晶１３内の常光線Ｌ０２の光路にあたる部分に突き当てられている。光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、外部に他のモジュールである反射液晶素子付ＡＷＧモジュール４０１が接続される。光偏波ダイバーシティモジュール３０１は、レンズアレイ１６を備えることで、偏波分離した２つのビームをそれぞれ光回路４１の光導波路（４２ａ、４２ｂ）のコアに結合することができる。ここで、光導波路（４２ａ、４２ｂ）のコアのピッチは２００μｍである。   Furthermore, the optical polarization diversity module 301 further includes a lens array 16 including two GRIN lenses (16a, 16b). The GRIN lens 16 b is abutted against a portion of the quartz plate 14 that corresponds to the optical path of the extraordinary ray L03 in the birefringent crystal 13. The GRIN lens 16 a is abutted against the portion of the half-wave plate 15 that corresponds to the optical path of the ordinary ray L02 in the birefringent crystal 13. The optical polarization diversity module 301 is connected to the AWG module 401 with a reflective liquid crystal element, which is another module. The optical polarization diversity module 301 includes the lens array 16, so that the two polarized beams can be coupled to the cores of the optical waveguides (42 a and 42 b) of the optical circuit 41. Here, the core pitch of the optical waveguides (42a, 42b) is 200 μm.

図３の光学装置は、光偏波ダイバーシティモジュール３０１と反射液晶素子付ＡＷＧモジュール４０１とを備える。例えば、反射型液晶素子付きのＡＷＧモジュール４０１は、可変光分散補償モジュールや波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈ）である。光導波路（４２ａ、４２ｂ）は入射された２本の光ビームをＡＷＧ４３に結合する。ＡＷＧ４３は端面から空間ビームＬ１１を放射する。空間ビームＬ１１は、レンズ４４で集光され、反射型液晶素子４５で位相変化または方位変化を受けて、再びレンズ４４を経由して、ＡＷＧ４３の端面に入射する。ＡＷＧ４３の端面に入射した空間ビームＬ１１は、逆の光路を通って、シングルモード光ファイバ１１に結合される。   The optical apparatus of FIG. 3 includes a light polarization diversity module 301 and an AWG module 401 with a reflective liquid crystal element. For example, the AWG module 401 with a reflective liquid crystal element is a variable optical dispersion compensation module or a wavelength selective switch (WSS). The optical waveguides (42 a and 42 b) couple the two incident light beams to the AWG 43. The AWG 43 emits a spatial beam L11 from the end face. The spatial beam L11 is collected by the lens 44, undergoes a phase change or azimuth change by the reflective liquid crystal element 45, and enters the end face of the AWG 43 via the lens 44 again. The spatial beam L11 incident on the end face of the AWG 43 is coupled to the single mode optical fiber 11 through the reverse optical path.

反射型液晶素子付きのＡＷＧモジュール４０１は、反射型液晶素子４５の配向方向と光導波路（４２ａ、４２ｂ）に入射する光ビームの偏波方向を揃えることでシングルモード光ファイバ１１からどのような偏波方向の光が入射しても特性に影響を受けなくなる。   The AWG module 401 with the reflective liquid crystal element is arranged so that any alignment from the single mode optical fiber 11 can be achieved by aligning the orientation direction of the reflective liquid crystal element 45 and the polarization direction of the light beam incident on the optical waveguide (42a, 42b). Even if light in the wave direction is incident, it is not affected by the characteristics.

図４は、光偏波ダイバーシティモジュール３０１の構造を説明する斜視図である。レンズ付ファイバ１０１は、Ｖ溝基板５１のＶ溝５２に配置される。Ｖ溝基板５１は通常の単芯用ファイバブロックとほぼ同じ形状及び同じサイズである。Ｖ溝基板５１の先端部に段差が設けられ、長さ２ｍｍの複屈折性結晶１３が接着配置されている。ＧＲＩＮレンズ１２は、先端が複屈折性結晶１３に突き当たるようにガラス蓋５３で接着固定される。ＧＲＩＮレンズ１２の先端から複屈折性結晶１３に入射したビームは偏波状態によって常光線と異常光線に分離する。常光線が出射される複屈折性結晶１３の面には１／２波長板１５が配置され、異常光線が出射される複屈折性結晶１３の面には石英板１４が配置されている。さらに、１／２波長板１５から出射される光及び石英板１４から出射される光を集光するためにレンズアレイ１６は１／２波長板１５及び石英板１４に接触するように配置される。   FIG. 4 is a perspective view for explaining the structure of the optical polarization diversity module 301. The lens-attached fiber 101 is disposed in the V-groove 52 of the V-groove substrate 51. The V-groove substrate 51 has substantially the same shape and the same size as a normal single-core fiber block. A step is provided at the tip of the V-groove substrate 51, and a birefringent crystal 13 having a length of 2 mm is disposed by bonding. The GRIN lens 12 is bonded and fixed with a glass lid 53 so that the tip of the GRIN lens 12 abuts against the birefringent crystal 13. The beam incident on the birefringent crystal 13 from the tip of the GRIN lens 12 is separated into an ordinary ray and an extraordinary ray depending on the polarization state. A half-wave plate 15 is disposed on the surface of the birefringent crystal 13 from which ordinary light is emitted, and a quartz plate 14 is disposed on the surface of the birefringent crystal 13 from which extraordinary light is emitted. Further, the lens array 16 is disposed so as to contact the half-wave plate 15 and the quartz plate 14 in order to collect the light emitted from the half-wave plate 15 and the light emitted from the quartz plate 14. .

光偏波ダイバーシティモジュール３０１は光導波路にファイバ接続するファイバブロックとほぼ同じ形状を有しているために同様の調芯装置に取り付けて、ＵＶ接着剤で接着固定できる。なお、図４では、図３で説明した光回路４１、レンズ４４及び反射型液晶素子４５を省略して表示している。   Since the optical polarization diversity module 301 has substantially the same shape as the fiber block connected to the optical waveguide by fiber, it can be attached to the same aligning device and bonded and fixed with UV adhesive. In FIG. 4, the optical circuit 41, the lens 44, and the reflective liquid crystal element 45 described in FIG. 3 are omitted.

図５から図７は光偏波ダイバーシティモジュール３０１の製造工程を説明する図である。図５は第１工程を説明する図である。ホウケイ酸ガラス製のＶ溝基板５１の先端に段差を作り、掘り下げた部分の底部５１ａに複屈折性結晶１３であるＹＶＯ４を接着剤で固定する。次にレンズ付ファイバ１０１のＧＲＩＮレンズ１２の先端を複屈折性結晶１３に突き当てながら、ホウケイ酸ガラス製のガラス蓋５３を被せて、ＵＶ接着剤で固定した。接着後、１１０℃程度、数時間の加熱処理を行った。 5 to 7 are diagrams for explaining a manufacturing process of the optical polarization diversity module 301. FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the first step. A step is formed at the front end of the V-groove substrate 51 made of borosilicate glass, and YVO 4 as the birefringent crystal 13 is fixed to the bottom 51a of the dug portion with an adhesive. Next, a glass lid 53 made of borosilicate glass was put on and fixed with a UV adhesive while the tip of the GRIN lens 12 of the fiber with lens 101 was abutted against the birefringent crystal 13. After bonding, heat treatment was performed at about 110 ° C. for several hours.

図６は第２工程を説明する図である。レンズアレイ１６は、ピッチ０．２ｍｍでＶ溝にＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）が配置されている。レンズアレイ１６は、厚さ０．３５ｍｍである。１／２波長板１５は、ＧＲＩＮレンズ１６ａを覆うようにＵＶ接着剤で貼り付ける。石英板１４は、ＧＲＩＮレンズ１６ｂを覆うようにレンズアレイ１６にＵＶ接着剤で貼り付ける。１／２波長板１５は、例えば、低次シングルプレート（厚さ９０μｍの水晶板）、０次ダブルプレート水晶板、あるいはポリイミド波長板である。石英板１４の厚さは１／２波長板１５の厚さとほぼ同じとした。   FIG. 6 is a diagram for explaining the second step. In the lens array 16, GRIN lenses (16a, 16b) are arranged in a V groove with a pitch of 0.2 mm. The lens array 16 has a thickness of 0.35 mm. The half-wave plate 15 is pasted with a UV adhesive so as to cover the GRIN lens 16a. The quartz plate 14 is attached to the lens array 16 with a UV adhesive so as to cover the GRIN lens 16b. The half-wave plate 15 is, for example, a low-order single plate (a crystal plate having a thickness of 90 μm), a zero-order double-plate crystal plate, or a polyimide wavelength plate. The thickness of the quartz plate 14 was almost the same as the thickness of the half-wave plate 15.

図７は、第３工程を説明する図である。レンズ付ファイバ１０１から光を入射し、複屈折性結晶１３の端面から出射されるビームがもっとも良く集光するようにレンズアレイ１６を調芯し、ＵＶ接着剤で固定した。ビームの集光の最適化はレンズアレイ１６後方にビームプロファイラーを配置して、ＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）から出射されるビーム形状を観察し、レンズアレイ１６の調芯を行った。   FIG. 7 is a diagram for explaining the third step. The lens array 16 was aligned and fixed with a UV adhesive so that light was incident from the lens-attached fiber 101 and the beam emitted from the end face of the birefringent crystal 13 was best collected. For optimization of beam focusing, a beam profiler was placed behind the lens array 16, the shape of the beam emitted from the GRIN lenses (16a, 16b) was observed, and the lens array 16 was aligned.

（実施形態２）
図８は、レンズ付ファイバ１０１を５本備える光偏波ダイバーシティモジュール３０２を説明する斜視図である。図４で説明したＶ溝基板５１とほぼ同じサイズの基板に、Ｖ溝間隔を０．４ｍｍとして５本のＶ溝を形成してＶ溝基板６１を作製した。複屈折性結晶１３は幅２ｍｍである。レンズアレイ１６’は、ＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）の組を５組配置した。ＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）は交互に配置され、レンズ中心間ピッチは０．２ｍｍである。 (Embodiment 2)
FIG. 8 is a perspective view for explaining an optical polarization diversity module 302 having five fibers 101 with a lens. A V-groove substrate 61 was manufactured by forming five V-grooves with a V-groove interval of 0.4 mm on a substrate having substantially the same size as the V-groove substrate 51 described in FIG. The birefringent crystal 13 has a width of 2 mm. In the lens array 16 ′, five sets of GRIN lenses (16a, 16b) are arranged. The GRIN lenses (16a, 16b) are arranged alternately, and the pitch between the lens centers is 0.2 mm.

図９は、石英板１４’及び１／２波長板１５’を説明する図である。図９には、説明のため、レンズアレイ１６’及びＧＲＩＮレンズ（１６ａ、１６ｂ）も破線で示している。１／２波長板１５’と石英板１４’は、図９のようにＧＲＩＮレンズ毎に１／２波長板１５’と石英板１４’とが交互に配置されるようにくし歯状に加工されたものである。１／２波長板１５’は、くし状の歯の部分がＧＲＩＮレンズ１６ａに結合される常光線の光路にあるように配置される。石英板１４’は、くし状の歯の部分がＧＲＩＮレンズ１６ｂに結合される異常光線の光路にあるように配置される。   FIG. 9 is a diagram for explaining the quartz plate 14 ′ and the half-wave plate 15 ′. In FIG. 9, the lens array 16 'and the GRIN lenses (16a, 16b) are also shown by broken lines for the sake of explanation. The half-wave plate 15 ′ and the quartz plate 14 ′ are processed into comb teeth so that the half-wave plate 15 ′ and the quartz plate 14 ′ are alternately arranged for each GRIN lens as shown in FIG. It is a thing. The half-wave plate 15 ′ is arranged so that the comb-shaped tooth portion is in the optical path of the ordinary ray coupled to the GRIN lens 16 a. The quartz plate 14 ′ is arranged so that the comb-shaped tooth portion is in the optical path of the extraordinary ray coupled to the GRIN lens 16 b.

１／２波長板１５’及び石英板１４’が配置されたレンズアレイ１６’を複屈折性結晶１３の出射面からの１０本の光ビームが良好に集光するように接着固定した。光偏波ダイバーシティモジュール３０２は、１０本の導波路コアを持つ光回路の端面に直接光結合することができる。光偏波ダイバーシティモジュール３０２の製造方法は図５から図７の説明と同じである。さらに任意の本数の多連光偏波ダイバーシティモジュールが可能である。   The lens array 16 ′ on which the half-wave plate 15 ′ and the quartz plate 14 ′ are arranged is bonded and fixed so that ten light beams from the exit surface of the birefringent crystal 13 are condensed well. The optical polarization diversity module 302 can be optically coupled directly to the end face of an optical circuit having ten waveguide cores. The manufacturing method of the optical polarization diversity module 302 is the same as that described with reference to FIGS. Furthermore, an arbitrary number of multiple optical polarization diversity modules are possible.

（実施形態３）
図１０は、本実施形態の光偏波ダイバーシティモジュール３０３及びこれを備える光学装置を説明する図である。偏波保持ファイバ７５ｂの先端に同一直径のＧＲＩＮレンズ７２ｂの一端を接続したレンズ付偏波保持ファイバ１０３と、偏波保持ファイバ７５ａの先端に同一直径のＧＲＩＮレンズ７２ａの一端を接続し、伝搬する光の偏波を９０度回転させるレンズ付偏波保持ファイバ１０２と、を更に備えており、レンズ付偏波保持ファイバ１０２のＧＲＩＮレンズ７２ａは、複屈折性結晶１３の他の端面１３Ｂのうち、複屈折性結晶１３内を伝搬する常光線Ｌ０２の光路にあたる部分に突き当てられ、レンズ付偏波保持ファイバ１０３のＧＲＩＮレンズ７２ｂは、複屈折性結晶１３の他の端面１３Ｂのうち、複屈折性結晶１３内の異常光線Ｌ０３の光路にあたる部分に突き当てられている。 (Embodiment 3)
FIG. 10 is a diagram for explaining the optical polarization diversity module 303 and the optical apparatus including the same according to the present embodiment. The polarization maintaining fiber 103 with a lens having one end of the GRIN lens 72b having the same diameter connected to the tip of the polarization maintaining fiber 75b, and one end of the GRIN lens 72a having the same diameter connected to the tip of the polarization maintaining fiber 75a are propagated. A polarization maintaining fiber 102 with a lens that rotates the polarization of light by 90 degrees, and the GRIN lens 72a of the polarization maintaining fiber 102 with a lens includes the other end face 13B of the birefringent crystal 13, The GRIN lens 72b of the polarization maintaining fiber 103 with a lens is abutted against a portion corresponding to the optical path of the ordinary ray L02 propagating through the birefringent crystal 13, and the birefringence of the other end face 13B of the birefringent crystal 13 is the GRIN lens 72b. It is abutted against a portion corresponding to the optical path of the extraordinary ray L03 in the crystal 13.

光偏波ダイバーシティモジュール３０３と図３の光偏波ダイバーシティモジュール３０１との違いは、石英板１４、１／２波長板１５及びレンズアレイ１６の代替として、レンズ付偏波保持ファイバ（１０２、１０３）を備えていることである。なお、光偏波ダイバーシティモジュール３０３は、常光線Ｌ０２の光路側にレンズ付偏波保持ファイバ１０２、異常光線Ｌ０３の光路側にレンズ付偏波保持ファイバ１０３を配置しているが、逆に配置してもよい。図１０には光の偏波方向も示している。   The difference between the optical polarization diversity module 303 and the optical polarization diversity module 301 of FIG. 3 is that the polarization maintaining fiber with a lens (102, 103) can be used instead of the quartz plate 14, the half-wave plate 15 and the lens array 16. It is equipped with. In the optical polarization diversity module 303, the polarization maintaining fiber 102 with a lens is disposed on the optical path side of the ordinary ray L02, and the polarization maintaining fiber 103 with a lens is disposed on the optical path side of the extraordinary ray L03. May be. FIG. 10 also shows the polarization direction of light.

複屈折性結晶１３で常光線Ｌ０２及び異常光線Ｌ０３に分離されるまでは、図３の説明と同様である。常光線Ｌ０２及び異常光線Ｌ０３はそれぞれＧＲＩＮレンズ７２ａ及びＧＲＩＮレンズ７２ｂで集光され、偏波保持ファイバ７５ａ及び偏波保持ファイバ７５ｂに入射される。   The process until the birefringent crystal 13 is separated into the ordinary ray L02 and the extraordinary ray L03 is the same as that described in FIG. The ordinary ray L02 and the extraordinary ray L03 are collected by the GRIN lens 72a and the GRIN lens 72b, respectively, and are incident on the polarization maintaining fiber 75a and the polarization maintaining fiber 75b.

ＧＲＩＮレンズ７２ａと偏波保持ファイバ７５ａは融着接続され、ＧＲＩＮレンズ７２ｂと偏波保持ファイバ７５ｂは融着接続されている。偏波保持ファイバ７５ｂは偏光軸を保持するようにＶ溝に配置し、偏波保持ファイバ７５ａは９０度ツイストさせてＶ溝に配置する。これにより、偏波保持ファイバ７５ｂは光の偏波を回転せずに光導波路コア４２ｂに結合し、偏波保持ファイバ７５ａは光の偏波を９０度回転させて光導波路コア４２ａに結合する。このため、光回路４１へ入射する光の偏波方向は２つともに図１０の紙面に平行になる。光回路４１に入射された光は図３で説明したように反射型液晶素子付きのＡＷＧモジュール４０１を伝搬する。   The GRIN lens 72a and the polarization maintaining fiber 75a are fusion-connected, and the GRIN lens 72b and the polarization maintaining fiber 75b are fusion-connected. The polarization maintaining fiber 75b is disposed in the V groove so as to retain the polarization axis, and the polarization maintaining fiber 75a is twisted 90 degrees and disposed in the V groove. As a result, the polarization maintaining fiber 75b is coupled to the optical waveguide core 42b without rotating the polarization of light, and the polarization maintaining fiber 75a is coupled to the optical waveguide core 42a by rotating the polarization of light by 90 degrees. For this reason, the two polarization directions of the light incident on the optical circuit 41 are parallel to the paper surface of FIG. The light incident on the optical circuit 41 propagates through the AWG module 401 with a reflective liquid crystal element as described with reference to FIG.

図１１は、光偏波ダイバーシティモジュール３０３を説明する斜視図である。各部品の素材は図４の説明と同様である。Ｖ溝基板５１は２本のＶ溝５２が基板上に形成され、中央部に複屈折性結晶１３を配置するためのくぼみ５５が形成される。ＧＲＩＮレンズ１２をシングルモード光ファイバ１１に融着接続したレンズ付ファイバ１０１をＶ溝５２に配置し、複屈折性結晶１３をくぼみ５５に配置する。ここで、レンズ付ファイバ１０１のＧＲＩＮレンズ１２の先端を複屈折性結晶１３に突き当てる。さらに、ＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）を偏波保持ファイバ（７５ａ、７５ｂ）に融着接続したレンズ付偏波保持ファイバ（１０２、１０３）をくぼみ５５を挟んでレンズ付ファイバ１０１と反対側のＶ溝５２に配置する。偏波保持ファイバ７５ｂは偏光軸を保持するようにＶ溝５２に配置し、偏波保持ファイバ７５ａは９０度ツイストさせてＶ溝５２に配置する。最後に、レンズ付偏波保持ファイバ（１０２、１０３）のＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）の先端を複屈折性結晶１３に突き当て、ガラス蓋５３を被せて、ＵＶ接着剤で固定した。接着後、１１０℃程度、数時間の加熱処理を行った。   FIG. 11 is a perspective view illustrating the optical polarization diversity module 303. The material of each part is the same as that described in FIG. In the V-groove substrate 51, two V-grooves 52 are formed on the substrate, and a recess 55 for disposing the birefringent crystal 13 is formed at the center. A lens-attached fiber 101 in which the GRIN lens 12 is fused and connected to the single mode optical fiber 11 is disposed in the V groove 52, and the birefringent crystal 13 is disposed in the recess 55. Here, the tip of the GRIN lens 12 of the lens-attached fiber 101 is abutted against the birefringent crystal 13. Furthermore, a polarization maintaining fiber (102, 103) with a lens in which a GRIN lens (72a, 72b) is fusion-spliced to the polarization maintaining fiber (75a, 75b), and a V on the opposite side of the lens-attached fiber 101 across the recess 55. Arranged in the groove 52. The polarization maintaining fiber 75b is disposed in the V groove 52 so as to retain the polarization axis, and the polarization maintaining fiber 75a is twisted 90 degrees and disposed in the V groove 52. Finally, the tip of the GRIN lens (72a, 72b) of the polarization maintaining fiber with lens (102, 103) was abutted against the birefringent crystal 13, covered with a glass lid 53, and fixed with a UV adhesive. After bonding, heat treatment was performed at about 110 ° C. for several hours.

複屈折性結晶１３は偏波方向がＶ溝基板５１に垂直な光と平行な光を出力する。それぞれの光をＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）で集光し、偏波保持ファイバ（７５ａ、７５ｂ）に結合する。偏波保持ファイバ７５ａは偏波方向を９０度回転させるため、光偏波ダイバーシティモジュール３０３が出力する光の偏波方向は一致する。   The birefringent crystal 13 outputs light whose polarization direction is parallel to light perpendicular to the V-groove substrate 51. The respective lights are collected by the GRIN lenses (72a, 72b) and coupled to the polarization maintaining fibers (75a, 75b). Since the polarization maintaining fiber 75a rotates the polarization direction by 90 degrees, the polarization directions of the light output from the optical polarization diversity module 303 coincide with each other.

光偏波ダイバーシティモジュール３０３は、図１１のように基板一体でＶ溝５２が作製されているため、ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）は自動的に一致し、パッシブアライン法で容易に実装可能である。   Since the optical polarization diversity module 303 has a V-groove 52 formed integrally with the substrate as shown in FIG. 11, the GRIN lens 12 and the GRIN lenses (72a, 72b) automatically match and can be easily obtained by the passive alignment method. Can be implemented.

（実施形態４）
図１２は、光偏波ダイバーシティモジュール３０４を説明する斜視図である。光偏波ダイバーシティモジュール３０４と図１１の光偏波ダイバーシティモジュール３０３との違いは、光偏波ダイバーシティモジュール３０４には１／２波長板１５”、および石英板１４”が備えられており、偏波保持ファイバ７５ａの代替として偏波保持ファイバ７５ａ’が備えられていることである。偏波保持ファイバ７５ａ’は偏波保持ファイバ７５ｂ同様に偏波を回転させない。 (Embodiment 4)
FIG. 12 is a perspective view for explaining the optical polarization diversity module 304. The difference between the optical polarization diversity module 304 and the optical polarization diversity module 303 of FIG. 11 is that the optical polarization diversity module 304 is provided with a half-wave plate 15 ″ and a quartz plate 14 ″. A polarization maintaining fiber 75a ′ is provided as an alternative to the holding fiber 75a. The polarization maintaining fiber 75a ′ does not rotate the polarization like the polarization maintaining fiber 75b.

Ｖ溝基板５１は０．２ｍｍピッチのＶ溝５２が２本配置されている。基板中央のくぼみ５５に複屈折性結晶１３を配置し、複屈折性結晶１３近傍の挿入溝５７に１／２波長板１５”、および石英板１４”を挿入する。複屈折性結晶１３側から見て１／２波長板１５”はＧＲＩＮレンズ７２ａを十分に覆うように配置する。複屈折性結晶１３側から見て石英板１４”はＧＲＩＮレンズ７２ｂを覆うように設置する。偏波保持ファイバ（７５ａ’、７５ｂ）のＸ軸（ｓｌｏｗ軸）をＶ溝基板５１の面に平行になるようにＶ溝５２に配置する。そして、ＧＲＩＮレンズ（７２ａ、７２ｂ）の先端をそれぞれ１／２波長板１５”、石英板１４”に突き当て、ガラス蓋５３を被せてＵＶ接着剤で接着固定する。   Two V-grooves 52 having a pitch of 0.2 mm are arranged on the V-groove substrate 51. The birefringent crystal 13 is disposed in the recess 55 in the center of the substrate, and the half-wave plate 15 ″ and the quartz plate 14 ″ are inserted into the insertion groove 57 in the vicinity of the birefringent crystal 13. The half-wave plate 15 ″ is disposed so as to sufficiently cover the GRIN lens 72a when viewed from the birefringent crystal 13 side. The quartz plate 14 ″ is disposed so as to cover the GRIN lens 72b when viewed from the birefringent crystal 13 side. Install. The X-axis (slow axis) of the polarization maintaining fibers (75a ′, 75b) is arranged in the V-groove 52 so as to be parallel to the surface of the V-groove substrate 51. Then, the tips of the GRIN lenses (72a, 72b) are brought into contact with the half-wave plate 15 ″ and the quartz plate 14 ″, respectively, covered with a glass lid 53, and bonded and fixed with a UV adhesive.

光導波路接続面７７を図３で説明したような外部の光回路４１の光導波路端面に突き当て調芯して接着固定することで光回路４１に光偏波ダイバーシティモジュール３０４を適用できる。   The optical polarization diversity module 304 can be applied to the optical circuit 41 by abutting and aligning the optical waveguide connection surface 77 with the optical waveguide end surface of the external optical circuit 41 as described with reference to FIG.

本発明に係る光偏波ダイバーシティモジュールは光導波路と液晶素子を組み合わせた可変光分散補償モジュールや波長選択スイッチなどの入力部に用いることができる。   The optical polarization diversity module according to the present invention can be used for an input unit such as a variable optical dispersion compensation module or a wavelength selective switch in which an optical waveguide and a liquid crystal element are combined.

１１：シングルモード光ファイバ
１２：ＧＲＩＮレンズ
１３：複屈折性結晶
１３Ａ、１３Ｂ：端面
１４、１４’、１４”：石英板
１５、１５’、１５”：１／２波長板
１６：レンズアレイ
１６ａ、１６ｂ：ＧＲＩＮレンズ
４１：光回路
４２ａ、４２ｂ：光導波路
４３：ＡＷＧ
４４：レンズ
４５：反射型液晶素子
５１：Ｖ溝基板
５１ａ：底部
５２：Ｖ溝
５３：ガラス蓋
５５：くぼみ
５７：挿入溝
７２ａ、７２ｂ：ＧＲＩＮレンズ
７５ａ、７５ａ’、７５ｂ：偏波保持ファイバ
１０１：レンズ付ファイバ
１０２、１０３：レンズ付偏波保持ファイバ
３０１〜３０４：光偏波ダイバーシティモジュール 11: single mode optical fiber 12: GRIN lens 13: birefringent crystal 13A, 13B: end faces 14, 14 ′, 14 ″: quartz plates 15, 15 ′, 15 ″: half-wave plate 16: lens array 16a, 16b: GRIN lens 41: optical circuit 42a, 42b: optical waveguide 43: AWG
44: Lens 45: Reflective liquid crystal element 51: V-groove substrate 51a: Bottom 52: V-groove 53: Glass lid 55: Recess 57: Insertion groove 72a, 72b: GRIN lenses 75a, 75a ′, 75b: Polarization-maintaining fiber 101 : Fiber 102 with lens, 103: Polarization maintaining fiber 301 to 304 with lens: Optical polarization diversity module

Claims (7)

シングルモード光ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した、少なくとも１本のレンズ付ファイバと、
前記レンズ付ファイバの前記屈折率分布レンズの他端が１の端面に突き当てられた１つの複屈折性結晶と、
を備える光偏波ダイバーシティモジュール。 At least one lens-attached fiber in which one end of a gradient index lens having the same diameter is connected to the tip of a single mode optical fiber;
One birefringent crystal in which the other end of the gradient index lens of the fiber with lens is abutted against one end face;
An optical polarization diversity module. 前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に接触して配置される１／２波長板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光偏波ダイバーシティモジュール。   A half-wave plate disposed in contact with a portion corresponding to one of an optical path of an ordinary ray and an extraordinary ray in the other end face of the birefringent crystal. The optical polarization diversity module according to claim 1, further comprising: 前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記１／２波長板が配置されている光路と異なる前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に接触して配置される石英板をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の光偏波ダイバーシティモジュール。   It further includes a quartz plate disposed in contact with a portion corresponding to the other optical path in the birefringent crystal, which is different from the optical path in which the half-wave plate is disposed, on the other end face of the birefringent crystal. The optical polarization diversity module according to claim 2. ２ｎ（ｎは自然数）個の屈折率分布レンズを含むレンズアレイをさらに備えており、
前記レンズアレイの２ｎ−１番目の屈折率分布レンズは、前記石英板のうち、前記複屈折性結晶内の一方の光路にあたる部分に突き当てられており、
前記レンズアレイの２ｎ番目の屈折率分布レンズは、前記１／２波長板のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に突き当てられていることを特徴とする請求項３に記載の光偏波ダイバーシティモジュール。 A lens array including 2n (n is a natural number) gradient index lenses;
The 2n-1st gradient index lens of the lens array is abutted against a portion of the quartz plate corresponding to one optical path in the birefringent crystal,
The 2n-th gradient index lens of the lens array is abutted against a portion corresponding to the other optical path in the birefringent crystal of the half-wave plate. Optical polarization diversity module. 偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続した第１レンズ付偏波保持ファイバと、
偏波保持ファイバの先端に同一直径の屈折率分布レンズの一端を接続し、伝搬する光の偏波を９０度回転させる第２レンズ付偏波保持ファイバと、
を更に備えており、
前記第１レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内を伝搬する常光線の光路及び異常光線の光路のいずれか一方の光路にあたる部分に突き当てられ、
前記第２レンズ付偏波保持ファイバの屈折率分布レンズは、前記複屈折性結晶の他の端面のうち、前記複屈折性結晶内の他方の光路にあたる部分に突き当てられていることを特徴とする請求項１に記載の光偏波ダイバーシティモジュール。 A polarization maintaining fiber with a first lens in which one end of a gradient index lens having the same diameter is connected to the tip of the polarization maintaining fiber;
One end of a gradient index lens having the same diameter is connected to the tip of the polarization maintaining fiber, and the polarization maintaining fiber with the second lens for rotating the polarization of the propagating light by 90 degrees,
Is further provided,
The refractive index distribution lens of the polarization maintaining fiber with the first lens is one of an optical path of an ordinary ray and an extraordinary ray propagating in the birefringent crystal among other end faces of the birefringent crystal. It hits the part corresponding to the optical path of
The refractive index distribution lens of the polarization maintaining fiber with the second lens is abutted against a portion corresponding to the other optical path in the birefringent crystal among other end faces of the birefringent crystal. The optical polarization diversity module according to claim 1. 前記複屈折性結晶は、結晶軸が前記レンズ付ファイバからの光の光軸に対して４５度の角度を持つことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光偏波ダイバーシティモジュール。   6. The optical polarization diversity module according to claim 1, wherein the birefringent crystal has a crystal axis having an angle of 45 degrees with respect to an optical axis of light from the lens-attached fiber. . 請求項２から６のいずれかに記載の光偏波ダイバーシティモジュールと、
前記光偏波ダイバーシティモジュールの前記複屈折性結晶で常光線と異常光線に分離された２つの光ビームの組が結合されるアレイ導波路回折格子と、
前記アレイ導波路回折格子で波長毎に分波され、出力された複数の光を選択的に反射する反射型液晶素子と、
を備える光学装置。 The optical polarization diversity module according to any one of claims 2 to 6,
An arrayed waveguide diffraction grating in which a pair of two light beams separated into an ordinary ray and an extraordinary ray by the birefringent crystal of the optical polarization diversity module is coupled;
A reflective liquid crystal element that selectively demultiplexes and outputs a plurality of light beams that are demultiplexed for each wavelength by the arrayed waveguide diffraction grating;
An optical device comprising:
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