Receptor óptico para comunicación óptica coherente
Descripción general
 La presente invención se refiere a un aparato de recepción óptica para comunicación óptica coherente que usa un sistema de diversidad de polarización equilibrada, y pretende economizar el aparato receptor óptico. ] En primer lugar mezclando el haz de señal y la luz del oscilador local, un acoplador óptico 1 para emitir una segunda luz rama, primero, la segunda luz ramificado primera a cuarta luz polarizada desde el acoplador óptico 1 un divisor de haz de polarización 2 para separar el haz, provisto de una porción de recepción de luz 3 que consiste en la luz elemento 7 10 que entra en la primera a cuarta de haz de polarización desde el divisor de haz de polarización 2, un divisor de haz de polarización 2, un acoplador óptico que recibe 1 en un plano perpendicular a los rayos polarizados primero a cuarto o al pivotar entre el soporte 11 y el reborde 12.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato receptor óptico para comunicación óptica coherente que usa un sistema de diversidad de polarización equilibrada. El sistema de comunicación óptica coherente puede mejorar enormemente la sensibilidad de recepción en comparación con el sistema de comunicación óptica de detección directa de modulación de intensidad. Como un aparato de recepción de luz en este sistema de comunicación óptico coherente, se conoce una configuración basada en un sistema de diversidad de polarización de tipo equilibrado que combina un sistema de diversidad de polarización y un sistema equilibrado. Existe una demanda para construir económicamente tal aparato receptor óptico.
Antecedentes de la técnica
Está en el sistema de comunicación óptica coherente, que recibe y procesa la señal óptica por el receptor óptico de acuerdo con el método de detección homodina o un método de detección heterodina, por ejemplo, es en el sistema de detección heterodino, frecuencia de recepción de luz (longitud de onda) son diferentes entre sí Y la luz oscilante localmente se mezcla mediante un acoplador óptico o similar para obtener una señal de frecuencia intermedia, que se detecta y se somete al procesamiento de recepción. También el lado de transmisión, la fase de acuerdo con los datos de transmisión con un rayo láser, o la frecuencia, como a la amplitud de modulación, se transmite por la fibra óptica de modo único de luz como linealmente polarizada.
Si la transmisión de larga distancia por la fibra óptica de modo único, la luz polarizada linealmente o una luz polarizada elíptica, o en muchos casos es la dirección de polarización o de rotación, y hay un caso en el que se produce la dirección de polarización de la fluctuación. Por lo tanto, los cambios y las fluctuaciones en el estado de polarización de la luz polarizada linealmente del lado de transmisión, la eficacia de mezclado de la luz del oscilador local se reduce. Por lo tanto, con el fin de mejorar tales inconvenientes, separados en componentes de polarización ortogonales de la luz recibida, mediante la mezcla de los respectivos componentes de polarización y la luz de oscilación local, una señal de frecuencia intermedia, la componente de polarización de frecuencia intermedia correspondiente Se ha propuesto un esquema de diversidad de polarización que detecta y combina señales.
Además con el fin de resolver los problemas de la degradación de C / N debido al ruido intensidad de la luz del oscilador local, cuando se mezcla con la luz recibida y la luz del oscilador local, convierte entre dos luz de salida se puede obtener, que la señal eléctrica respectivamente Se pretende sintetizar Te, los componentes de ruido de intensidad de la luz del oscilador local incluido en dos de la luz de salida en fase, y el componente de señal de latidos de una fase inversa, mediante la conversión de la luz de dos de salida en una señal eléctrica, los componentes de señal latido Se han agregado y se ha propuesto un sistema de tipo equilibrado en el que los componentes de ruido de intensidad se cancelan.
El sistema de diversidad de polarización de tipo equilibrado que combina el esquema de recepción de diversidad de polarización y el esquema de recepción equilibrada tiene ventajas de ambos, y tiene la configuración mostrada en la figura 4, por ejemplo. En la figura, 41 es un acoplador óptico, 42 un divisor de haz de polarización, 43 es una unidad de recepción de luz, 44, 45 de polarización de fibra óptica manteniendo, 46 ​​es de microlentes planas, 47 50 elemento de recepción tal como un fotodiodo PIN, 51, 52 Es un amplificador
La luz de señal desde el lado de transmisión entra en el acoplador óptico 41 de la guía de ondas o similar a través de un mantenimiento de polarización de fibra óptica 44, y la luz de oscilación local desde el láser semiconductor o similar para el acoplador óptico 41 a través del mantenimiento de polarización de fibra óptica 45 Y la luz de señal y la luz de oscilación local se mezclan y se ramifican como dos luces de salida. La luz ramificado a través de las microlentes planas 46, entra en el divisor de haz de polarización 42 que consiste en un cristal birrefringente tal como rutilo (TiO2), como se muestra en cada una de las dos ramas de la luz doble flecha, componentes de polarización ortogonales Y es incidente sobre el elemento 4750 de recepción de luz, tal como los cuatro fotodiodos PIN de la sección 43 receptora de luz.
Por el divisor de haz de polarización 42, la primera luz ramificado es primero, se separa en un segundo haz polarizado, una segunda luz ramificado se ramifica en tercero y cuarto haz polarizado, primero, segundo haz de polarización incide sobre los elementos receptores de luz 47 y 48, el tercer cuarto haz, la polarización muestra un caso que es incidente sobre la luz elemento 49 receptor, el receptor de luz elementos 47 y 49 conectados en serie, un amplificador 51 al punto de conexión terminal de entrada conectado, la luz que recibe los elementos 48 y 50 conectados en serie, el terminal de entrada del amplificador 52 está conectado al punto de conexión, la señal de salida del amplificador 51 y 52, por el circuito de síntesis (no mostrado), de ajuste de fase Se realizan y sintetizan.
La primera es incidente en los elementos de recepción de luz 47 y 49, los componentes de señal ritmo de la tercera de haz de polarización se invierte de fase, también porque los componentes de ruido de intensidad están en fase, el punto de conexión de la luz de recibir elementos 47 y 49 conectados en serie es Se agrega un componente de señal de tiempo y aparece una señal en la que se cancela la componente de ruido de intensidad, que se amplifica mediante el amplificador 51 y se emite. Del mismo modo, la conexión de un componente de señal de ritmo de la segunda cuarto incidente, haz polarizado en la luz elemento 48 de recepción, 50 es una fase invertida, y los componentes de ruido de intensidad de una fase, una luz elemento 48 receptor, 50 están conectados en serie Se agrega un componente de señal de tiempo al punto, y aparece una señal en la que se cancela el componente de ruido de intensidad. Por lo tanto, mediante la combinación para ajustar la fase de la señal amplificada por el amplificador 51 y 52, eliminando de este modo la influencia de la dirección de polarización de la fluctuación, etc., la señal recibida con una mejor C / N mediante la supresión de la intensidad de ruido resultante .
La Figura 5 es una vista explicativa de un divisor de haz de polarización, (A) es una vista en planta, (B) la dirección corresponde a una vista lateral, Z es el eje principal del haz polarizado, X, Y son ortogonales, respectivamente, el eje principal . Como se describió anteriormente, primero, la segunda luz ramificada y BP1, BP2, cristales birrefringentes ópticos que constituyen el divisor de haz de polarización 42 del acoplador óptico 41 a través de la microlente planas 46 es incidente en el divisor de haz de polarización 42 al determinar la axial como se muestra, la primera cuarto de haz polarizante P1 P4 es de salida sustancialmente en paralelo están separados como se indica por el círculo línea de puntos de (a). El primero, segundo haz P1 de polarización, el espaciamiento P2 y la tercera, la distancia entre el cuarto P3 polarizador del haz, P4, ya que puede ser seleccionado por el espesor del divisor de haz de polarización 42, por ejemplo, la luz de la parte de recepción cuando el intervalo de 43 acuerdo entre los elementos de recepción de luz 47 50 y 125 m [mu], que varía también en función del valor de la birrefringencia, por ejemplo, el espesor del divisor de haz de polarización 42 puede ser un 1.25 mm.
Puesto que la porción de recepción de luz 43 es uno que tiene una estructura en la que un circuito integrado de la luz elemento 47 50 de recepción, la luz elemento 47 50 de recepción de la primera cuarta de haz de polarización P1 P4 porción de recepción exactamente luz 43 que está separada por el divisor de haz de polarización 42 Es necesario seleccionar su eje óptico y su espesor para que pueda ingresar. Por lo tanto, dado que es necesario fabricar el diminuto divisor 42 de haz de polarización con alta precisión, es extremadamente caro.
La luz de señal y la luz del oscilador local con respecto a la dirección del eje principal de la polarización manteniendo la fibra óptica 44, 45 a ser incidente sobre el acoplador óptico 41, cuando cambiaron ejes ópticos del divisor de haz de polarización 42, debido a los cambios ambientales tales como cambios en la temperatura ambiente Debido a que será sensible a la influencia, es necesario ensamblar correctamente. Por lo tanto, dado que se requiere un soporte altamente preciso para que cada parte pueda colocarse y montarse de forma precisa, existe la desventaja de que el aparato receptor de luz es caro. La presente invención tiene como objetivo economizar el aparato receptor óptico.
Medios para resolver el problema
Coherente luz comunicación óptica dispositivo de la presente invención que recibe, con referencia a la Fig. 1, primero mediante la mezcla del haz de señal y la luz del oscilador local, un acoplador óptico de un tipo guía de ondas para emitir una segunda luz rama 1, la primera una primera luz rama del acoplador 1 plano de polarización óptica es ortogonal, separados en el segundo haz de polarización y tercero y el segundo plano de polarización de luz ramificada es ortogonal, en el cuarto un divisor de haz de polarización 2 para separar el haz polarizado en el receptor óptico y una porción de recepción de luz 3 que consiste en el elemento receptor de luz 7 10 a la primera a cuarta de haz de polarización desde el divisor de haz de polarización 2 son, respectivamente, incidente, el divisor de haz de polarización 2, con respecto a un acoplador óptico 1, en el primero a un plano perpendicular a la cuarta de haz de polarización, en el que paralelamente desplazable o giratorio.
El Matahen haz de luz divisor 2, primero desde el acoplador óptico 1, perpendicular al plano que incluye el eje principal de la segunda luz rama, con respecto a un plano y que incluye primero al eje principal del haz de polarización cuarto paralelos entre sí Te está inclinada una superficie de las dos superficies sustancialmente paralelas perpendiculares al plano, y móvil en una dirección distinta de la dirección de los contornos de la superficie que es paralela a la dirección y la inclinación en la primera a cuarta de haz de polarización Respectivamente
El Matahen haz de luz divisor 2, primero desde el acoplador óptico 1, perpendicular al plano que incluye el eje principal de la segunda luz rama, con respecto a un plano y que incluye primero al eje principal del haz de polarización cuarto paralelos entre sí las dos superficies y las superficies no paralelas respectivamente se inclinan en diferentes direcciones generalmente paralelas segunda superficie en un plano perpendicular Te, y móvil en la primera a través de dirección, excepto el cuarto haz polarizado en una dirección paralela .
En el esquema de diversidad de polarización equilibrada dispositivo de recepción de luz de comunicación óptica coherente, el primero desde el acoplador óptico 1, la segunda luz rama, un divisor de haz polarizante 2 para la separación de la primera a cuarta de haz de polarización, proporcionando de manera ajustable con respecto al acoplador óptico 1, puede ser un haz de polarización para el elemento de recepción de luz 7 10 de la unidad de recepción de luz 3 se ajusta finamente de modo que exactamente el incidente. Es decir, el error de fabricación del divisor de haz de polarización 2, para corregir, porque es posible ajustar con precisión la posición de irradiación del eje óptico de cambio o la polarización del haz, para mejorar el rendimiento de la economía de haz de polarización divisor 2 Se puede lograr
Y una de las superficies de incidencia de la luz dividida del divisor 2 de haz polarizado y la superficie de salida del haz polarizado está inclinada con respecto a la otra superficie. A continuación, se mueve en una dirección distinta de la dirección del contorno de la superficie rotativa o inclinada con respecto al acoplador óptico 1, es posible ajustar el espesor del divisor de haz de polarización 2 para la primera luz, segundo ramificada. Es decir, es posible ajustar de manera que los rayos polarizados primero a cuarto incidan con precisión en los elementos 710 receptores de luz de la sección 3 receptora de luz.
Con diferente e inclinación dirección de la dirección inclinada y la otra superficie de la primera superficie de la viga divisor Matahen 2, girado o movido en una dirección que no sea el haz polarizado y una dirección paralela al acoplador óptico 1 del divisor de haz polarizante 2 El grosor del divisor de haz de polarización 2 con respecto a las luces ramificadas primera y segunda del acoplador óptico 1 se puede ajustar.
La Figura 1 es una vista esquemática de otra realización preferida de la presente invención, el acoplador óptico 1, por ejemplo, se muestra el caso de un tipo guía de ondas formando un sustrato de cristal electro-óptico de guía de ondas en paralelo de vidrio o LiNbO3 o similar, el acoplador óptico 1 de las fibras ópticas de polarización fija 4 y 5 en el extremo de entrada y la microlente de placa plana 6 en el extremo de salida están fijadas en el soporte cilíndrico 11. Se pueden adoptar diversos medios ya conocidos para la alineación entre los núcleos de las fibras ópticas de polarización constante 4 y 5 y el extremo de entrada del acoplador óptico 1. También es posible disponer otro tipo de lente en lugar de la micro lente plana 6.
La brida de adición 12 que sostiene el divisor de haz polarizante 2 de manera que mire la microlente planas 6, montado de manera que puede girar con respecto al extremo del soporte cilíndrico 11, opuesto al divisor de haz de polarización 2 porción de recepción de luz 3 es colocado. La unidad de recepción de luz 3, de manera similar a la luz porción de recepción 43 del ejemplo convencional mostrado en la Fig. 4, ya que los cuatro haces polarizados separados por el divisor de haz polarizante 2 pueden ser incidente, el elemento receptor de luz 7 10, tal como cuatro fotodiodos PIN Como se muestra en la FIG. No se muestran un amplificador para amplificar la salida del elemento receptor de luz 710, una sección de sintetización y similares.
Incidente señal de luz al acoplador óptico 1 desde el emisor a través de un mantenimiento de polarización de fibra óptica 4, es incidente a la luz del oscilador local al acoplador óptico 1 a través de la fibra con mantenimiento de polarización óptica 5, la luz de señal y la luz del oscilador local Cuando se mezcla, la luz de salida mezclada se emite en un estado de bifurcación y entra en el divisor de haz de polarización 2 a través de la microlente de placa plana 6. El divisor de haz de polarización 2, una primera luz ramificado se separa en primera, segunda de haz de polarización, la segunda luz ramificado se separa en tercera cuarta viga, polarizada incide sobre la unidad de recepción de luz 3 .
En ese caso, la dirección del eje óptico se desplaza con relación a la dirección de referencia por un error de fabricación o similar del divisor de haz de polarización 2, los cuatro elementos de recepción de luz 7 10 de la primera a cuarta de haz de polarización receptor exactamente luz 3 No será un incidente. En ese momento, la brida 12 gira con relación al soporte 11, la primera hasta cuarta de haz de polarización se ajusta de modo que sea precisamente incidente en la luz elemento 7 10 de la unidad de recepción de luz 3 de recepción. Es decir, el divisor 2 de haz de polarización se ajusta de forma giratoria dentro de un plano perpendicular a los haces polarizados primero a cuarto. Después del ajuste, fije la posición de ajuste con adhesivo, tapón de rosca o similar. Es decir, es posible corregir fácilmente la desviación del eje óptico basándose en el error de fabricación del divisor 2 del haz de polarización.
La Figura 2 es una vista explicativa que muestra los componentes principales de una realización de la presente invención, (A) muestra la sección transversal de la parte principal de las direcciones ortogonales con respecto a la Fig. 1, (B) muestra una vista frontal. Los mismos números de referencia que los de la figura 1 denotan las mismas partes. El divisor 2 de haz de polarización se mantiene de manera que sea móvil dentro de la ranura 14 de la brida 12, y su posición se ajusta finamente mediante tornillos 15 o similares. Los salientes de montaje 13 de la brida 12 de manera que puede girar en el soporte 11 que se fija el acoplador óptico 1 y la microlente planas 6 o similares.
La superficie 2a de la lado de incidencia de la luz del divisor de haz de polarización 2, primero desde el acoplador óptico 1, y un plano perpendicular a un plano que incluye el eje principal de la segunda luz rama, una superficie 2b de la emisión de luz lateral al plano 2a Como se muestra en la FIG. Por lo tanto, moviendo el divisor de haz polarizante 2 a la parte superior por medio de tornillos 15, el primero desde el acoplador óptico 1, la segunda luz ramificado es incidente, haz polarizado para el primero a cuarto haz de polarización se emite El grosor del divisor 2 aumenta. De ese modo, el intervalo entre los haces polarizados puede ampliarse. Es decir, se puede realizar un ajuste fino para corregir el error de fabricación del grosor del divisor de haz de polarización 2. También en este caso, después del ajuste, se realiza el atornillado o la fijación con un adhesivo.
La figura 3 es una vista explicativa de un divisor de haz de polarización según otra realización de la presente invención, (A) es una vista frontal, (B) es una vista extremo izquierdo, (C) la vista superficie del extremo superior. En la realización mostrada en la Fig. 2, pero muestra el caso en el que está inclinado un solo plano, se encuentra en esta forma de realización, la superficie 2a de la primera desde el acoplador óptico 1, la segunda luz ramificado es incidente , Y la superficie 2b desde la que se emiten los haces polarizados primero a cuarto están inclinadas en direcciones mutuamente diferentes. Por lo tanto, en la vista frontal de (A), el grosor en el lado superior izquierdo es el más delgado y el grosor en el lado inferior derecho se convierte en el más grueso. Sosteniendo el divisor de haz polarizante 2 a la pestaña móvil 12 en las direcciones vertical y horizontal, y configurado para la brida 12 se puede girar con respecto al soporte 11, la primera a cuarta de haz de polarización paralelo a la dirección Como se muestra en la FIG.
Los medios de sujeción como un posible movimiento en las direcciones vertical y horizontal del divisor de haz de polarización 2, que se puede adoptar diversas configuraciones, por ejemplo, una ranura para sujetar el divisor de haz polarizante 2 de la brida 12, el polarizador divisor de haz 2 Es posible aumentar el tamaño en comparación con el tamaño y hacer ajustes finos en direcciones ascendentes y descendentes y hacia la izquierda y hacia la derecha con tornillos desde arriba y abajo e izquierda y derecha.
Por lo tanto, moviendo el divisor de haz polarizante 2 al lado superior o brida lado derecho 12 dentro, corresponde a un caso de aumentar el espesor de la divisor de haz polarizante 2, es posible aumentar la distancia entre el primero a cuarto haz de polarización. Además, al girar la brida 12 con respecto al soporte 11, se puede corregir el error del eje óptico.
En cada realización descrita anteriormente, la superficie 2a del divisor de haz de polarización 2, la dirección de emisión del haz de polarización debido a la 2b inclinada está, para el primero, el eje principal de la segunda luz ramificada en comparación con el caso de la superficie paralela Sin embargo, esto es extremadamente pequeño, y la influencia de la inclinación de las superficies 2a y 2b suficiente para ajustar con precisión el intervalo de los haces polarizados puede ignorarse.
Efecto de la invención
Como se ha descrito anteriormente, la presente invención es, en el receptor óptico en el sistema de comunicación óptica coherente esquema de diversidad de polarización equilibrada, el divisor de haz de polarización 2, con respecto a un acoplador óptico 1, la primera hasta cuarta en un plano perpendicular al haz polarizado, que se proporciona de forma giratoria por la traducción o pestaña 12 debido ranuras 14 o similares, se puede ajustar para compensar tolerancias de fabricación del eje óptico o similares del divisor de haz de polarización 2 . Por lo tanto, existe la ventaja de que se puede mejorar el rendimiento del divisor 2 de haz de polarización y se puede proporcionar un receptor óptico económico.
Matahen divisor de haz 2 superficies 2a, inclinando el otro lado contra un lado de 2b, o ambas superficies se inclinan en diferentes direcciones, proporcionando móvil, la fabricación del espesor de la divisor de haz polarizante 2 Como es posible ajustar para corregir errores, existe la ventaja de que se puede mejorar el rendimiento del divisor 2 de haz de polarización.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama explicativo de una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista explicativa de partes esenciales de una realización de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama explicativo de un divisor de haz de polarización de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La figura 4 es un diagrama explicativo del aparato receptor óptico.
La figura 5 es un diagrama explicativo de un divisor de haz de polarización.
1 acoplador óptico
2 divisores de haz polarizador
3 Sección de recepción de luz
4, 5 fibra óptica que mantiene la polarización
6 lentes micro de placa plana
7 10 Elemento receptor de luz
11 titular
12 bridas
Reclamo
El primero se mezcló con la reivindicación 1 luz de señal y la luz del oscilador local, un acoplador óptico (1) para emitir una segunda luz rama, dicha primera luz rama desde el acoplador de la luz (1) el plano de polarización primero, separado en un segundo haz polarizado y la segunda luz de división de la tercera plano de polarización es perpendicular a un divisor de haz de polarización para separar el cuarto haz polarizado (2), la polarización divisor de haz perpendicular en el que a partir de (2) primero con el elemento receptor de luz (7) para entrar en el cuarto haz de polarización cada unidad de recepción que consiste en (10) (3) y en el aparato de recepción de luz de comunicación óptica coherente en el que la polarización un divisor de haz (2), con respecto a dicho acoplador óptico (1), en la primera a un plano perpendicular a la cuarta de haz de polarización, para la comunicación óptica coherente, caracterizado porque proporcionado en traducible o girando .
La reivindicación 2 en el que el divisor de haz de polarización (2), el primero desde el acoplador óptico (1), perpendicular al plano que incluye el eje principal de la segunda luz rama, y ​​mutuamente paralelos primero a cuarto haz polarizado está inclinada una superficie de dos superficies paralelas esquemática a un plano perpendicular al plano que contiene el eje principal de, y de la primera a la superficie que es paralela a la dirección y la inclinación en el cuarto haz polarizado Donde el receptor óptico está configurado para ser movible en una dirección que excluye la dirección de la línea de contorno.
La reivindicación 3 en el que el divisor de haz de polarización (2), el primero desde el acoplador óptico (1), perpendicular al plano que incluye el eje principal de la segunda luz rama, y ​​mutuamente paralelos primero a cuarto una cara no paralelas las dos superficies se inclina generalmente paralelo dos superficies de las diferentes direcciones en un plano perpendicular al plano que incluye el eje principal del haz polarizado de una y paralelo al primero a cuarto haz de polarización En el que el dispositivo receptor de luz para comunicación óptica coherente de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el dispositivo receptor óptico está configurado para ser movible en una dirección que excluye la dirección.
Dibujo :
Application number :1994-003721
Inventors :富士通株式会社
Original Assignee :小野田義人