JPH02311829A - Polarization separator coupler - Google Patents

Polarization separator coupler

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JPH02311829A
JPH02311829A JP13258889A JP13258889A JPH02311829A JP H02311829 A JPH02311829 A JP H02311829A JP 13258889 A JP13258889 A JP 13258889A JP 13258889 A JP13258889 A JP 13258889A JP H02311829 A JPH02311829 A JP H02311829A
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JP
Japan
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lens
light
output
fibers
input
Prior art date
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JP13258889A
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Japanese (ja)
Inventor
Taisuke Oguchi
泰介 小口
Juichi Noda
野田 寿一
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH02311829A publication Critical patent/JPH02311829A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the mounting performance and handling ability by shifting coupling positions between input optical fibers and respective output optical fibers from the lens optical axis of a lens. CONSTITUTION:The input fibers 21 and 22 are arranged on an end surface of a lens 23a for collimation at position of point symmetry with respect to the optical axis of the lens while given an axis shift equal to, for example, the external diameter of the fibers. The output fibers 26 - 29 are arranged on end surfaces of lenses 23b and 23c for convergence at image formation positions of polarized and separated light beams. The image formation positions of the polarized and separated light beams are on the end surfaces of the lenses 23b and 23c for convergence and optically symmetrical with the incidence positions of the input fibers 21 and 22. Consequently, components are reducible in number and simplified and the polarization separator coupler which has superior mounting performance and is easy to handle is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、2つの入力光のそれぞれを偏光分離して4つ
の出力ボートに出力する偏光骨!!!lI結合器に関し
、詳しくはコヒーレント光通信用偏波ダイパーシティ受
信方式に用いる偏光分離結合器に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a polarizing beam that separates the polarization of two input lights and outputs them to four output boats! ! ! The present invention relates to an II coupler, and specifically relates to a polarization separation coupler used in a polarization diversity reception method for coherent optical communication.

〔従来の技術) 近年、コヒーレント光通信を実現する上で問題となる偏
波変動を解決する手段の一つとして、直交する二つの偏
波成分を別々に受光して電気回路で合成する偏波ダイパ
ーシティ受信方式が注目されている。最近、この偏波ダ
イパーシティ受信方式とバランス型レシーバを併用した
バランスドレシーバ型偏彼ダイパーシティ受信方式が提
案され(ECOC’86−407) 、この方式の有効
性を示す室内実験結果も報告されている(例えば、El
ectron。
[Prior art] In recent years, as a means to solve polarization fluctuations that are a problem in realizing coherent optical communications, polarization technology has been developed in which two orthogonal polarization components are received separately and combined using an electric circuit. The diversity reception method is attracting attention. Recently, a balanced receiver type polarization diversity reception method that combines this polarization diversity reception method and a balanced receiver has been proposed (ECOC'86-407), and laboratory experiment results demonstrating the effectiveness of this method have also been reported. (for example, El
ectron.

Lett、、1987,23.ppH95) 。Lett, 1987, 23. ppH95).

第3図はこのバランスドレシーバ型偏波ダイバシティ受
信方式による従来装置の構成例を示している。以下に、
この構成の動作を説明する。伝送路(図示せず)からの
18号光は3dBカブラ1で局部発振光と金波され、そ
の一方の出力光は出力ファイバ2に導波された後、コリ
メート用レンズ4aによって平行光に変換される。さら
に、この平行光は偏光ビームスプリッタ4で互いに直交
する偏光成分に分離され、各々のこの偏光成分は集光用
レンズ4b、 4cで集光されてファイバ6.7に結合
する。一方、3dBカブラ1の他方の出力光も同様な動
作により、その各々の偏光分離成分がファイバ8.9に
結合する。これらの4つの偏光分離出力のうち、同一の
一対の偏光成分はファイバ6.8によって一般的なバラ
ンス形受光器lOに受光され、他の一対の偏光成分はフ
ァイバ7.9によって他のバランス形受光器12に受光
され、電気信号に変換される。これらのバランス形受光
器10、12の出力電気信号はそれぞれ偏光成分毎に、
後段の電気回路(増幅・復調回路) 11.13で増幅
、復調され、最後に電気的に合成される。
FIG. 3 shows an example of the configuration of a conventional device using this balanced receiver type polarization diversity receiving system. less than,
The operation of this configuration will be explained. No. 18 light from a transmission line (not shown) is converted into a local oscillation light by a 3 dB coupler 1, and one of the output lights is guided to an output fiber 2, and then converted into parallel light by a collimating lens 4a. Ru. Furthermore, this parallel light is separated into mutually orthogonal polarization components by a polarizing beam splitter 4, and each of these polarization components is condensed by condensing lenses 4b and 4c and coupled to a fiber 6.7. On the other hand, the other output light of the 3 dB coupler 1 undergoes a similar operation, and its respective polarized light separated components are coupled to the fiber 8.9. Among these four polarized light separation outputs, the same pair of polarized light components is received by the fiber 6.8 into a general balanced type optical receiver lO, and the other pair of polarized light components are received by the fiber 7.9 into another balanced type optical receiver lO. The light is received by the light receiver 12 and converted into an electrical signal. The output electrical signals of these balanced photoreceivers 10 and 12 are as follows for each polarization component:
Post-stage electrical circuit (amplification/demodulation circuit) 11. Amplified and demodulated in step 13, and finally electrically synthesized.

以上に説明したような従来方式では、信号光の1m波変
動に対しても安定した受信動作が可能であるという偏波
ダイパーシティ方式のもつ本来の特徴に加えて、バラン
スド形レシーバの併用により以下のような利点が生ずる
。まず、第一には、局部発振光の強度雑音が抑圧できる
ことであり、第二には3dBカブラ1において2つの出
力光を用いることにより、信号光と局部発振光のパワー
の利用効率が高まることである。このため、バランスド
レシーバ型偏彼ダイパーシティ受信方式は今後のコヒー
レント光通信において欠かせない方式と考えられている
In the conventional method as explained above, in addition to the original feature of the polarization diversity method, which is that stable reception operation is possible even with 1m wave fluctuations in the signal light, the combination of a balanced receiver and The following advantages arise. Firstly, the intensity noise of the locally oscillated light can be suppressed, and secondly, by using two output lights in the 3dB coupler 1, the power usage efficiency of the signal light and the locally oscillated light can be increased. It is. For this reason, the balanced receiver type polarized diversity reception system is considered to be an indispensable system for future coherent optical communications.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、第3図に示した構成においても、実際の
通信システムに導入するにはいくつかの課題が残されて
いる。その一つに、偏光分離光回路の簡略化がある。即
ち、従来行われていた構成では、第3図に示すように、
2個の偏光ビームスプリッタ4.5と複数のレンズ系4
a、4b、4c、5a。
However, even with the configuration shown in FIG. 3, some problems remain before it can be introduced into an actual communication system. One of these is the simplification of the polarization separation optical circuit. That is, in the conventional configuration, as shown in FIG.
Two polarizing beam splitters 4.5 and multiple lens systems 4
a, 4b, 4c, 5a.

5b、5cとから構成される2組の偏光分動光回路を必
要としていたため、その部品点数、実装性の点で問題が
あった。
Since two sets of polarization splitting optical circuits constituted by 5b and 5c were required, there were problems in terms of the number of components and ease of mounting.

本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、2つの入力光の
それぞれを偏光分離して、4つの出力ボートに出力する
偏光分離光回路の部品点数の減少と簡略化が得られ、実
装性に優れ、取扱い易い偏光分館結合器を提供すること
にある。
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to reduce the number of parts and simplify the polarization separation optical circuit that separates the polarization of two input lights and outputs the polarization to four output ports, and provides ease of implementation. The object of the present invention is to provide a polarization coupler that is excellent in terms of performance and easy to handle.

[課題を解決するための手段] かかる目的を達成するため、゛本発明の態様は、第1と
第2の入力光ファイバの出射光を平行光で入射させる第
1のレンズと、第1のレンズにより平行光で入射した光
を2つの偏光成分に偏光分離する偏光ビームスプリッタ
と、偏光ビームスプリッタで分離された一方の偏光成分
を第1と第2の出力光ファイバに結合させる第2のレン
ズと、偏光ビームスプリッタで分離された他方の偏光成
分を第3と第4の出力光ファイバに結合させる第3のレ
ンズと、これらの光学系各部材を所定位置に配置する匡
体とを具え、かつ各入力光ファイバと各出力光ファイバ
間の光結合位置を第1ないし第3のレンズのレンズ光軸
からずらして構成していることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an aspect of the present invention includes a first lens that allows the output lights of the first and second input optical fibers to enter in parallel light; A polarizing beam splitter that uses a lens to polarize and separate the incident parallel light into two polarized components, and a second lens that couples one of the polarized components separated by the polarized beam splitter to the first and second output optical fibers. and a third lens that couples the other polarized light component separated by the polarizing beam splitter to third and fourth output optical fibers, and a housing that arranges each of these optical system members at predetermined positions, Moreover, the optical coupling position between each input optical fiber and each output optical fiber is shifted from the lens optical axis of the first to third lenses.

また、本発明の他の態様は4本の出力光ファイバを4個
の受光器にそれぞれ置き換えて、受光器を第2および第
3のレンズに直接配設したことを特徴とする。
Another aspect of the present invention is characterized in that the four output optical fibers are each replaced with four light receivers, and the light receivers are directly disposed on the second and third lenses.

〔作 用〕[For production]

本発明では、1個の偏光ビームスプリッタとこの偏光ビ
ームスプリッタの入出力光を平行ビームとするためのレ
ンズから成る光学系に対して、この光学系に光を入出力
する入出力ファイバ間の光結合をレンズの光軸からずら
した状態で行う構成に特徴がある。このため、2組の入
出力ファイバ間における偏光分離結合を、共通する一つ
の光学系で実現できる。
In the present invention, for an optical system consisting of one polarizing beam splitter and a lens for converting input and output light of this polarizing beam splitter into parallel beams, light between input and output fibers that input and output light to this optical system is provided. The structure is characterized by the fact that the coupling is performed off-center from the optical axis of the lens. Therefore, polarization separation and coupling between the two sets of input and output fibers can be realized using one common optical system.

さらに、出力ファイバを受光器に置き換えることによっ
て、受光器に光を導く光ファイバを不要とすることがで
き、光回路部分の一層の小形化が図れる。
Furthermore, by replacing the output fiber with a light receiver, it is possible to eliminate the need for an optical fiber that guides light to the light receiver, and further miniaturization of the optical circuit portion can be achieved.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例の偏光分動結合器の構成
を示す。第1図において、21は第3図のファイバ2に
相当する第1の入力ファイバ、22は第3図のファイバ
3に相当する第2の入力ファイバであり、26.27.
28.29はそれぞれ第1、第2、第3、第4の出力フ
ァイバである。24は1個の偏光ビームスプリッタ、2
3aは偏光ビームスプリッタ24に人力ファイバ21.
22の出射光を平行光で入射させるコリメート用レンズ
、23bおよび23cは偏光ビームスプリッタ24で分
離された偏光成分を出力ファイバ2B、27.28.2
9に結合する集光用レンズである。25はこれらの部材
を所定の光学位置に固定するための匡体である。
FIG. 1 shows the configuration of a polarization splitting coupler according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 21 is a first input fiber corresponding to fiber 2 in FIG. 3, 22 is a second input fiber corresponding to fiber 3 in FIG. 3, 26, 27.
28 and 29 are the first, second, third, and fourth output fibers, respectively. 24 is one polarizing beam splitter, 2
3a connects the polarizing beam splitter 24 to the human power fiber 21.
Collimating lenses 23b and 23c input the emitted light of 22 as parallel light, and the polarized light components separated by the polarizing beam splitter 24 are output to the output fibers 2B, 27.28.2.
This is a condensing lens coupled to 9. 25 is a housing for fixing these members at predetermined optical positions.

本実施例においては、−例として、第1、第2の入力フ
ァイバ21.22にはコア径IOμm、外径125μm
の単一モードファイバを用い、第1.第2、第3.第4
の出力ファイバ26.27,28.29にはコア径lO
μm、外径125μmの偏波保持ファイバを用い、偏光
ビームスプリッタ24には話電体多層1漠をBに−7で
挟んだキューブプリズムを用いている。また、コリメー
ト用レンズ23aと集光用レンズ23bと23cにはい
ずれもレンズ定数0 、 I O+llm−’、長さ1
/4ピツチ(15,4a+厘)の分布屈折率形ウッドレ
ンズを用いている。
In this embodiment, for example, the first and second input fibers 21.22 have a core diameter of IO μm and an outer diameter of 125 μm.
Using a single mode fiber of 1. 2nd, 3rd. Fourth
The output fibers 26.27, 28.29 have a core diameter lO
A polarization-maintaining fiber with an outer diameter of 125 μm is used, and the polarization beam splitter 24 is a cube prism in which a telephone multilayer is sandwiched between B and -7. Further, the collimating lens 23a and the condensing lenses 23b and 23c each have a lens constant of 0, IO+llm-', and a length of 1.
/4 pitch (15.4a + rin) distributed index Wood lens is used.

さらに、入力ファイバ21.22はコリメート用レンズ
23aの端面上で、かつレンズ光軸に対して点対称な位
置に例えばファイバ外径と同じ125μmの軸ずれを与
えて配置されている。また、出力ファイバ26.27お
よび28.29は集光用レンズ23b。
Further, the input fibers 21 and 22 are arranged on the end face of the collimating lens 23a at a point symmetrical position with respect to the optical axis of the lens, with an axial offset of, for example, 125 μm, which is the same as the outer diameter of the fiber. Further, the output fibers 26, 27 and 28, 29 are condensing lenses 23b.

23cの端面上で、かつ偏光分離光の結像位置に配置さ
れている。偏光分離光の結像位置は、集光用レンズ23
b、23cの端面上にあって、人力ファイバ21.22
の入射位置と光学的に対称な位置にある。
It is arranged on the end face of 23c and at the imaging position of the polarized and separated light. The imaging position of the polarized separated light is determined by the condensing lens 23.
b, on the end face of 23c, the human power fiber 21.22
The position is optically symmetrical to the incident position of .

この光学系の光路の様子を第1図の図中の破線で模式的
に示している。
The state of the optical path of this optical system is schematically shown by the broken line in FIG.

以下、偏光分離の動作について本実施例をさらに詳しく
説明する。
Hereinafter, the operation of polarization separation will be described in more detail in this embodiment.

第1の入力ファイバ21からの出射光はコリメート用レ
ンズ23aによって平行光ビームに変換され、偏光ビー
ムスプリッタ24に入射する。偏光ビームスプリッタ2
4を透過するP偏光は第1集光用レンズ23cによって
第2出力フアイバ27に結合する。一方、偏光ビームス
プリッタz4を反射したs (Ji光は第2集光レンズ
23bによって第4出力フアイバ29に結合する。また
、第2の人力ファイバ2からの出射光も上記と同様の動
作の後、そのP (m光成分は第1の出力ファイバ26
に結合し、そのS偏光成分は第3の出力ファイバ28に
結合する。
The light emitted from the first input fiber 21 is converted into a parallel light beam by the collimating lens 23a, and enters the polarizing beam splitter 24. Polarizing beam splitter 2
The P-polarized light transmitted through the optical fiber 4 is coupled to the second output fiber 27 by the first condensing lens 23c. On the other hand, the s (Ji light) reflected from the polarizing beam splitter z4 is coupled to the fourth output fiber 29 by the second condensing lens 23b.The light emitted from the second human-powered fiber 2 is also coupled after the same operation as above. , its P (m light components are connected to the first output fiber 26
and its S-polarized component is coupled to the third output fiber 28.

第2図は本発明の第2の実施例の偏光分離結合器の構成
を示す。第2図で第1図の第1実施例と同じ部材には同
一の番号を付して示している。第2図かられかるように
、本実施例は第1の実施例とは各出力ファイバ2B、2
7.28.29が受光器30,31゜32.33に置き
代わっている点が異なる。34.35はその受光器の出
力電気端子である。従って、本実施例による偏光分離結
合器では、受光器に光を導く光ファイバを不要とするこ
とができ、そのためさらに取り扱いが容易となり実装性
が向上する。
FIG. 2 shows the configuration of a polarization splitter coupler according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same members as in the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same numbers. As can be seen from FIG. 2, this embodiment differs from the first embodiment in that each output fiber 2B, 2
The difference is that 7, 28, and 29 are replaced by light receivers 30, 31, 32, and 33. 34 and 35 are the output electrical terminals of the receiver. Therefore, the polarization splitter/coupler according to this embodiment can eliminate the need for an optical fiber that guides light to the photoreceiver, which further facilitates handling and improves mountability.

(発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、偏光ビームスプ
リッタとこの偏光ビームスプリッタの人出力を平行ビー
ムとするためのレンズとから成る光学系に対して、この
光学系に光を人出力する入出力ファイバ間の光結合位置
をレンズの光軸からずらして光学系を共通化して構成す
るようにしたので、簡潔な構成で人力信号光を偏光分離
するこができる。そのため、本発明によれば、部品点数
が減少して実装性、取扱い性に優れたコンパクトな偏光
分離結合器を実現することができ、バランスドレシーバ
型偏波ダイパーシティ受信方式の導入に際して有利とな
る。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, an optical system consisting of a polarizing beam splitter and a lens for converting the human output of the polarizing beam splitter into a parallel beam is provided. By shifting the optical coupling position between the input and output fibers for human output from the optical axis of the lens and using a common optical system, it is possible to polarize and separate the human input signal light with a simple configuration. According to the present invention, it is possible to realize a compact polarization splitter coupler with a reduced number of parts and excellent mounting and handling properties, which is advantageous when introducing a balanced receiver type polarization diversity reception system.

さらに、本発明において、出力ファイバを除いて、集光
用レンズに直接受光器を配設することにより、実装性、
取扱い性等をより向上させることができる。
Furthermore, in the present invention, by arranging the light receiver directly on the condensing lens, excluding the output fiber, mounting efficiency is improved.
Handlability etc. can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図はそれぞれ本発明の一実施例の偏光
分列結合器の構成を示す平面図、第3図は従来のバラン
スドレシーバ型偏波ダイパーシティ受信方式の装置の模
式的構成図である。 1・・・3dBカブラ、 3.6,7,8,9.・・・ファイバ、4.5・・・偏
光ビームスプリッタ、 4a、 5b・・・コリメート用レンズ、4b、4c、
5b、5c ・=集光用レンズ、10、12・・・受光
器 11、13・・・増幅・復調回路、 21、22・・・第1、第2の入力光ファイバ、24・
・・偏光ビームスプリッタ、 25・・・匡体、 26、27・・・第1、第2の出力光ファイバ、28.
29・・・第3、第4の出力光ファイバ、23a、23
b、23c・・・分布屈折率形ロッドレンズ、 30.31,32.33・・・受光器、34、35・・
・受光器の出力電気端子。
FIGS. 1 and 2 are plan views showing the configuration of a polarization splitting coupler according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic configuration of a conventional balanced receiver type polarization diversity receiving system. It is a diagram. 1...3dB Kabra, 3.6,7,8,9. ...Fiber, 4.5...Polarizing beam splitter, 4a, 5b...Collimating lens, 4b, 4c,
5b, 5c = condensing lens, 10, 12... light receiver 11, 13... amplification/demodulation circuit, 21, 22... first, second input optical fiber, 24...
... Polarizing beam splitter, 25... Enclosure, 26, 27... First and second output optical fibers, 28.
29...Third and fourth output optical fibers, 23a, 23
b, 23c...gradient refractive index rod lens, 30.31, 32.33...light receiver, 34, 35...
- Output electrical terminal of the receiver.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)第1と第2の入力光ファイバの出射光を平行光で入
射させる第1のレンズと、 該第1のレンズにより平行光で入射した光 を2つの偏光成分に偏光分離する偏光ビームスプリッタ
と、 該偏光ビームスプリッタで分離された一方 の偏光成分を第1と第2の出力光ファイバに結合させる
第2のレンズと、 前記偏光ビームスプリッタで分離された他 方の偏光成分を第3と第4の出力光ファイバに結合させ
る第3のレンズと、 これらの光学系各部材を所定位置に配置す る匡体とを具え、 かつ各前記入力光ファイバと各前記出力光 ファイバ間の光結合位置を前記第1ないし第3のレンズ
のレンズ光軸からずらして構成していることを特徴とす
る偏光分離結合器。 2)4本の前記出力光ファイバを4個の受光器にそれぞ
れ置き換えて、該受光器を前記第2および第3のレンズ
に直接配設したことを 特徴とする請求項1に記載の偏光分離結合 器。
[Claims] 1) A first lens that inputs the output light of the first and second input optical fibers as parallel light, and that converts the input parallel light into two polarized light components by the first lens. a polarizing beam splitter that separates polarized light; a second lens that couples one polarized light component separated by the polarized beam splitter to first and second output optical fibers; and a second lens that couples the other polarized light component separated by the polarized beam splitter to first and second output optical fibers. a third lens for coupling the components into third and fourth output optical fibers, and a housing for arranging each of these optical system components in a predetermined position, and each of the input optical fibers and each of the output optical fibers. A polarization splitting coupler, characterized in that the optical coupling position between the first to third lenses is shifted from the lens optical axis of the first to third lenses. 2) The polarization separation according to claim 1, wherein the four output optical fibers are each replaced with four light receivers, and the light receivers are directly disposed on the second and third lenses. combiner.
JP13258889A 1989-05-29 1989-05-29 Polarization separator coupler Pending JPH02311829A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5299056A (en) * 1992-05-06 1994-03-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical passive component assembly
US5355249A (en) * 1992-04-21 1994-10-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical passive components
US5499132A (en) * 1992-05-13 1996-03-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical passive components

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