[发明专利]光学混合器

说明书

技术领域

本发明涉及用于光学通信系统的光学混合器(mixer)，尤其涉及用于对波导彼此相交时发生的损耗进行补偿的技术。

本申请基于2009年7月21日提交的日本专利申请No.2009-170177并要求其优先权，该申请的内容通过引用方式结合于此。

背景技术

随着光学通信系统的传输速率增加，人们正在积极考虑能够实现更高容量、更高效率和更快速通信的通信系统(例如JP 2008-193555A)。在这些通信系统中，DP-QPSK(双偏振四相相移键控)已被用作100GE传输设备的关注对象。

图1是图示了90°混合干涉仪(hybrid interferometer)一种示例的示意图，该干涉仪是用于光学通信系统的一种普通的光学混合器。

如图1所示，该示例中的90°混合干涉仪具有这样的特征：对于从两个光学耦合器120中的上部光学耦合器输出、并与光学耦合器130b相连的波导，其光程长度与该干涉仪中被输入TE信号的另一波导相比，偏移了π/2。此外，该90°混合干涉仪还具有这样的特征：从光学耦合器110a输出、并与光学耦合器130a和130b相连的波导，其长度相同。对于处理TM信号的干涉仪也是如此，从光学耦合器120输出、并与光学耦合器130c相连的波导，其光程长度被构造成与该干涉仪中被输入TM信号的另一波导相比，偏移了π/2。这里，从光学耦合器120输出并向光学耦合器130a输入的波导被构造成与从光学耦合器110a输出并与光学耦合器130b相连的波导在波导交叉点140处相交。对于处理TM信号的干涉仪也是如此。

在使用如上所述构造的90°混合干涉仪的情况下，当接收到DP-QPSK信号时，100GE通过AD转换将90°混合干涉仪的输出以及来自该90°混合干涉仪的八个PD输出转换成数字信号。信号光被分成两个部分：TE信号和TM信号，这两个部分被彼此独立地输入到该90°混合干涉仪中，并被使得与本地光进行干涉。存在这样的特征：通过对这些数字信号执行DSP处理，在不使用任何色散补偿光纤的情况下，就可以对由波长色散或偏振模色散而产生的信号劣化进行补偿。

对于100GE方案，对于各种MSA的讨论还在进行中。一种这样的示例是接收模块的MSA实现方案，正在进行研究以将偏振分束器、90°混合干涉仪、八个PD和TIA引入75mm×35mm的小壳体中。

上述90°混合干涉仪需要两种波导：从光学耦合器110a连接到光学耦合器130a的波导、以及从光学耦合器110a连接到光学耦合器130b的波导，它们的臂长度相等；以及从光学耦合器120连接到光学耦合器130b的波导，它的臂长有π/2的差异。此外，对于PD输出，在由光学耦合器110a分支并输出的TE信号的波导与从光学耦合器120输出的本地光的波导相交处，以及由光学耦合器110b分支并输出的TM信号的波导与从光学耦合器120输出的本地光的波导相交处，存在波导交叉点140。在波导彼此相交的地方存在这些波导交叉点140时，在组成干涉仪的这些波导之一中会发生交叉损耗，这可能造成消光比的劣化。交叉波导中发生的损耗通常在0.1至0.2dB量级。当光在一个臂上减小0.2dB时，干涉仪的消光比会劣化至最大13.5dB的量级。为了避免这种劣化并给干涉仪维持高的消光比，就需要进行设定以使两个臂上的损耗值相等。

这里考虑了这样一种技术：给不同光程长度的两个波导之一设置光程长度/损耗调节装置，以补偿由光程长度差异所产生的损耗(例如JP 2002-122895A)。

不过，通过给不同光程长度的两个波导之一设置光程长度/损耗调节装置来补偿光程长度差异所产生的损耗这样的技术能够补偿由光程长度差异所造成的损耗，但是存在这样的问题：由波导彼此交叉所造成的上述损耗不能得到补偿。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学混合器，该混合器能够对波导彼此相交时发生的损耗进行补偿。