光器件和光接收装置的制作方法

1.本文所讨论的实施方式涉及光器件和光接收装置。


背景技术：

2.近年来，随着对传输距离增加的需求，越来越多地使用其中并入了对来自光纤的入射光进行光放大的半导体光放大器(soa)的光接收器。众所周知，在如上所描述的光接收器中，随着soa的并入，将隔离器布置在soa的前级和后级上。
3.专利文献1：日本特开2000-221447号公报
4.专利文献2：美国专利no.5446578，说明书
5.专利文献3：美国专利申请公开no.20030147136，说明书
6.专利文献4：日本特开2004-264368号公报
7.专利文献5：日本特开2003-287713号公报
8.然而，在如上所描述的常规光接收器中，布置在soa的前级和后级上的每个隔离器例如包括多个双折射晶体、法拉第旋转器、偏振单元等，使得隔离器的配置变复杂。结果，难以减小并入了soa的整个光接收器的尺寸。
9.因此，本发明的实施方式的一个方面的目的是提供一种光器件等，该光器件能够通过简化隔离器的一部分的配置来减小整个光接收器的尺寸。


技术实现要素：

10.根据实施方式的一个方面，一种光器件包括光放大器、第一隔离器以及第二隔离器。光放大器对入射光进行光放大。第一隔离器布置在光放大器的输入级上，并且将入射光输入至光放大器。第二隔离器布置在光放大器的输出级上，并且接收已经由光放大器进行了光放大的入射光的输入。第一隔离器将随机偏振入射光转换成第一线偏振入射光，使第一线偏振入射光透射，并且将所透射的第一线偏振入射光输入至光放大器。第二隔离器在从反方向输入已经由光放大器进行了光放大的第一线偏振入射光的反射光时，将第一线偏振入射光的反射光转换成第二线偏振光的反射光，该第二线偏振光的反射光与第一线偏振入射光的反射光正交。
附图说明
11.图1是例示根据本实施方式的光通信装置的配置示例的说明图；
12.图2是例示第一实施方式的光接收器的配置示例的说明图；
13.图3是例示第一实施方式的光接收器中的第一隔离器的入射光、第二隔离器的入射光、第一隔离器的ase光、以及第二隔离器的反射光的偏振状态的示例的说明图；
14.图4是例示第二实施方式的光接收器的配置示例的说明图；
15.图5是例示第二实施方式的光接收器中的第一隔离器的入射光、第三隔离器的入射光、第一隔离器的ase光、以及第三隔离器的反射光的偏振状态的示例的说明图；
16.图6是例示第三实施方式的光接收器的配置示例的说明图；
17.图7是例示第三实施方式的光接收器中的第一隔离器的入射光、第四隔离器的入射光、第一隔离器的ase光、以及第四隔离器的反射光的偏振状态的示例的说明图；
18.图8是例示比较例的光接收器的配置示例的说明图；以及
19.图9是例示比较例的光接收器的前级隔离器的入射光、前级隔离器的ase光、以及后级隔离器的反射光的偏振状态的示例的说明图。
具体实施方式
20.图8是例示比较例的光接收器100的配置示例的说明图。图8所例示的光接收器100包括准直透镜101、前级隔离器102a(102)、半导体光放大器(soa)103、以及后级隔离器102b(102)。此外，光接收器100包括解复用器(demux)104、聚光透镜105、光电二极管(pd)器件106、以及跨阻放大器(tia)107。准直透镜101是将来自光纤的随机偏振入射光转换成平行入射光的透镜。此外，入射光例如是波长复用光。如果入射光是单波，则不需要demux 104。
21.前级隔离器102a布置在准直透镜101与soa 103之间。前级隔离器102a作为沿从准直透镜101到soa103的正方向(forward direction)的功能，将从准直透镜101输入的平行入射光转换成处于正交状态的线偏振入射光，并且将经转换的处于正交状态的线偏振入射光发射到soa 103。此外，前级隔离器102a作为沿从soa103到准直透镜101的反方向的功能，阻止从soa103向光纤行进的经放大的自发发射(amplified spontaneous emission，ase)光的入射。此外，ase光是根据由soa 103执行的光放大而产生的自发发射光。
22.soa 103是对处于正交状态并且来自前级隔离器102a的线偏振入射光进行光放大的半导体光放大器。后级隔离器102b布置在soa 103与demux 104之间，并且作为沿从soa 103到demux 104的正方向的功能，向demux 104发射处于正交状态并且由soa103进了光放大的线偏振入射光。此外，后级隔离器102b作为沿从demux 104到soa103的反方向的功能，阻止从pd器件106到soa103的反射光的入射。此外，反射光是当处于正交状态的线偏振入射光在pd器件106的光接收表面上反射时获得的光。
23.demux 104以波长为单位分离波长复用光，该波长复用光是处于正交状态并从后级隔离器102b输入的线偏振入射光，并且demux 104将经分离的波长光中的各个光束输入到聚光透镜105中的与各个波长光相对应的各个聚光透镜。针对各个波长单位提供聚光透镜105、pd器件106、以及tia 107。
24.聚光透镜105中的每个聚光透镜进行聚光，使得由demux 104分离的波长光被输入至与该波长光相对应的pd器件106。pd器件106中的每个pd器件对来自聚光透镜105的波长光执行电流转换，并将经电流转换的电流信号输出至与该波长光相对应的tia 107。tia 107中的每个tia将来自pd器件106的电流信号转换成电压信号，并将经转换的电压信号输出至数字信号处理器(dsp)。
25.图9是例示比较例的光接收器100中的前级隔离器102a的入射光、后级隔离器102b的入射光、前级隔离器102a的ase光、以及后级隔离器102b的反射光的偏振状态的示例的说明图。
26.前级隔离器102a包括前级双折射晶体111、法拉第旋转器112、偏振单元113、以及后级双折射晶体114。前级双折射晶体111是这样的光组件，该光组件在来自准直透镜101的
平行入射光入射时，将平行入射光折射并分离成垂直偏振分量和水平偏振分量，该垂直偏振分量和水平偏振分量是处于彼此正交的正交状态的线偏振光。垂直偏振分量是光路沿垂直方向延伸的偏振分量，而水平偏振分量是光路沿水平方向延伸的偏振分量。法拉第旋转器112是不可逆(non-reciprocal)光组件，该不可逆光组件在沿与磁场方向匹配的某一方向行进的线偏振光入射时，将该线偏振光的偏振方向沿顺时针方向旋转45度。法拉第旋转器112将由前级双折射晶体111分离的垂直偏振分量和水平偏振分量两者的偏振方向沿顺时针方向旋转45度。
27.偏振单元113是包括第一波片113a和第二波片113b的光组件，该第一波片和第二波片中的每个波片使线偏振入射光的偏振方向沿顺时针方向旋转45度。第一波片113a进一步使已经由法拉第旋转器112旋转45度的垂直偏振分量的偏振方向沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光。第二波片113b进一步使已经由法拉第旋转器112旋转45度的水平偏振分量的偏振方向沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量的线偏振光。后级双折射晶体114折射并复用来自第一波片113a的水平偏振分量的线偏振光和来自第二波片113b的垂直偏振分量的线偏振光，以获得处于正交状态的线偏振光。
28.soa 103包括前级透镜103a、soa主体103b、以及后级透镜103c。前级透镜103a是将处于正交状态并且来自前级隔离器102a中的后级双折射晶体114的线偏振入射光收集到soa主体103b中的光放大区域的透镜。soa主体103b对处于正交状态并由前级透镜103a收集的线偏振入射光进行光放大。后级透镜103c是将处于正交状态并由soa主体103b进行了光放大的线偏振入射光转换成平行光的透镜。
29.首先，将描述在前级隔离器102a中沿从准直透镜101到soa 103的正方向行进的入射光的偏振状态。前级隔离器102a中的前级双折射晶体111在来自准直透镜101的平行入射光入射时，将平行入射光分离成垂直偏振分量和水平偏振分量，该垂直偏振分量和水平偏振分量是彼此正交的线偏振光。法拉第旋转器112将由前级双折射晶体111分离的垂直偏振分量和水平偏振分量两者的偏振方向沿顺时针方向旋转45度。
30.偏振单元113中的第一波片113a使已经由法拉第旋转器112沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光。偏振单元113中的第二波片113b使已经由法拉第旋转器112沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量的线偏振光。后级双折射晶体114折射并复用来自第一波片113a的水平偏振分量的线偏振光和来自第二波片113b的垂直偏振分量的线偏振光，并且将处于正交状态的线偏振入射光输入到soa 103中的前级透镜103a。
31.下面，将描述在前级隔离器102a中沿从soa 103到准直透镜101的反方向发射的ase光的偏振状态。soa 103在反方向上向前级透镜103a发射从soa主体103b产生的随机偏振ase光。soa 103中的前级透镜103a将来自soa主体103b的随机偏振ase光转换成平行光。
32.前级隔离器102a中的后级双折射晶体114在作为来自前级透镜103a的平行光的ase光入射时，将作为平行光的ase光折射并分离成彼此正交的水平偏振分量和垂直偏振分量。偏振单元113中的第一波片113a使已经由后级双折射晶体114分离的水平偏振分量沿逆时针方向旋转45度。偏振单元113中的第二波片113b使已经由后级双折射晶体114分离的垂直偏振分量沿逆时针方向旋转45度。
33.法拉第旋转器112具有不可逆特性，使得在正方向和反方向上的线偏振光的偏振
方向沿相同方向旋转。因此，法拉第旋转器112将来自第一波片113a的在沿逆时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量、以及来自第二波片113b的在沿逆时针方向被旋转45度之后的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度。换句话说，法拉第旋转器112将来自第一波片113a的在沿逆时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量。此外，法拉第旋转器112将来自第二波片113b的在沿逆时针方向被旋转45度之后的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。
34.此外，即使从法拉第旋转器112输入水平偏振分量和垂直偏振分量，前级双折射晶体111也会使水平偏振分量和垂直偏振分量沿分量彼此不进行光耦合的方向折射。换句话说，在前级隔离器102a中的前级双折射晶体111在偏离入射光位置的位置处发射光。结果，在前级隔离器102a中，前级双折射晶体111阻止来自反方向的ase光经由准直透镜101向光纤入射。
35.后级隔离器102b包括前级双折射晶体111、法拉第旋转器112、偏振单元113、以及后级双折射晶体114。此外，后级隔离器102b具有与前级隔离器102a相同的内部配置。
36.下面将描述后级隔离器102b的沿从soa 103向demux 104的正方向行进的入射光的偏振状态。后级隔离器102b中的前级双折射晶体111在从soa 103沿正方向输入被光放大的线偏振入射光时，将处于正交状态的线偏振入射光折射并分离成垂直偏振分量和水平偏振分量。法拉第旋转器112将已经由前级双折射晶体111分离的垂直偏振分量和水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度。
37.偏振单元113中的第一波片113a使已经由法拉第旋转器112沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光。偏振单元113中的第二波片113b使已经由法拉第旋转器112沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量的线偏振光。此外，后级双折射晶体114折射并复用来自第一波片113a的水平偏振分量和来自第二波片113b的垂直偏振分量。此外，后级双折射晶体114向demux 104输入复用入射光，该复用入射光是处于正交状态的线偏振光。
38.下面将描述在后级隔离器102b中沿从pd器件106到soa 103的反方向行进的反射光的偏振状态。后级隔离器102b中的后级双折射晶体114在从pd器件106经由demux 104沿反方向输入处于正交状态的线偏振光的反射光时，将反射光折射并分离成水平偏振分量和垂直偏振分量。偏振单元113中的第一波片113a使已经由后级双折射晶体114分离的水平偏振分量沿逆时针方向旋转45度。偏振单元113中的第二波片113b使已经由后级双折射晶体114分离的垂直偏振分量沿逆时针方向旋转45度。
39.法拉第旋转器112具有不可逆特性，使得在正方向和反方向上的线偏振光的偏振方向沿相同方向旋转。法拉第旋转器112将来自第一波片113a的在沿逆时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量、以及来自第二波片113b的在沿逆时针方向被旋转45度之后的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度。换句话说，法拉第旋转器112将来自第一波片113a的在沿逆时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量。法拉第旋转器112将来自第二波片113b的在沿逆时针方向被旋转45度之后的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。
40.此外，即使从法拉第旋转器112输入水平偏振分量和垂直偏振分量，前级双折射晶体111也会使水平偏振分量和垂直偏振分量沿分量彼此不进行光耦合的方向折射。换句话
说，在后级隔离器102b中的前级双折射晶体111在偏离入射光位置的位置处发射光。结果，在后级隔离器102b中，前级双折射晶体111阻止来自反方向的反射光经由透镜103c向soa 103入射。
41.然而，在比较例的光接收器100中，前级隔离器102a和后级隔离器102b的内部配置是复杂的，使得难以减小整个光接收器100的尺寸。因此，下面将参照附图，详细描述应对如上所述的情形的诸如光接收器的光器件等的实施方式。本发明不受以下实施方式的限制。
42.[a]第一实施方式
[0043]
图1是例示根据本实施方式的光通信装置1的配置示例的说明图。图1所例示的光通信装置1连接至输出侧的光纤2a(2)和输入侧的光纤2b(2)。光通信装置1是数字收发器，该数字收发器包括数字信号处理器(dsp)3、其中并入了光调制器4的光发送器5、以及光接收器6。dsp 3是执行数字信号处理的电气组件。例如，dsp3对发送数据执行诸如编码之类的处理、生成包括发送数据的电信号、以及将所生成的电信号(电压信号)发送至光发送器5。此外，dsp 3从光接收器6获取包括接收数据的电信号(电压信号)、对所获取的电信号执行诸如解码之类的处理、以及获得接收数据。光调制器4可以设置在光发送器5的外部。
[0044]
图2是例示第一实施方式的光接收器6的配置示例的说明图；图2所例示的光接收器6包括准直透镜11、第一隔离器12、半导体光放大器(soa)13、第二隔离器14、以及解复用器(demux)15。此外，光接收器6包括聚光透镜16、光电二极管(pd)器件17、以及跨阻放大器(tia)18。准直透镜11是将来自光纤2b的随机偏振入射光转换成平行入射光的透镜。此外，入射光例如是波长复用光。
[0045]
第一隔离器12布置在准直透镜11与soa 13之间。第一隔离器12作为沿从准直透镜11到soa 13的正方向的功能，将来自准直透镜11的平行入射光转换成线偏振入射光，并且将经转换的线偏振入射光输出至soa 13。第一隔离器12作为沿从soa 13到准直透镜11的反方向的功能，阻止从soa 13到光纤2b的经放大的自发发射(ase)光的入射。此外，ase光是根据由soa 13执行的光放大而产生的自发发射光。
[0046]
soa 13是对来自第一隔离器12的线偏振入射光进行光放大的半导体光放大器。第二隔离器14设置在soa 13与demux 15之间，并且作为沿从soa 13到demux15的正方向的功能，向demux 15发射由soa 13进了光放大的线偏振入射光。作为沿从demux 15到soa 13的反方向的功能，第二隔离器14阻止从pd器件17到soa 13的反射光的入射。此外，反射光是当线偏振入射光在pd器件17的光接收表面上反射时获得的光。
[0047]
demux 15以波长为单位分离波长复用光，该波长复用光是从第二隔离器14输入的线偏振入射光，并且demux 15向聚光透镜16中的与各个波长光相对应的各个聚光透镜输入经分离的波长光中的各个光束。针对每个波长单位提供聚光透镜16、pd器件17、以及tia 18。
[0048]
聚光透镜16中的每个聚光透镜进行聚光，使得由demux 15分离的波长光被输入至与该波长光相对应的pd器件17。pd器件17中的每个pd器件对来自聚光透镜16的波长光执行电流转换，并将经电流转换的电流信号输出至与该波长光相对应的tia 18。tia 18中的每个tia将来自pd器件17的电流信号转换成电压信号，并将经转换的电压信号输出至dsp 3。
[0049]
图3是例示第一实施方式的光接收器6中的第一隔离器12的入射光、第二隔离器14的入射光、第一隔离器12的ase光、以及第二隔离器14的反射光的偏振状态的示例的说明
图。
[0050]
第一隔离器12包括双折射晶体21、第一法拉第旋转器22、偏振单元23、偏振器24、以及透镜25。双折射晶体21是这样的光组件，该光组件在来自准直透镜11的平行入射光入射时，将平行入射光折射并分离成垂直偏振分量和水平偏振分量，该垂直偏振分量和水平偏振分量是彼此正交的线偏振光。此外，为了便于说明，垂直偏振分量例如可以被称为第二线偏振光，而水平偏振分量例如可以被称为第一线偏振光。垂直偏振分量是光路沿垂直方向延伸的偏振分量，而水平偏振分量是光路沿水平方向延伸的偏振分量。
[0051]
第一法拉第旋转器22是不可逆光组件，该不可逆光组件在沿与磁场方向匹配的某一方向行进的线偏振光入射时，将该线偏振光的偏振方向沿顺时针方向旋转45度。第一法拉第旋转器22将由双折射晶体21分离的垂直偏振分量和水平偏振分量两者的偏振方向沿顺时针方向旋转45度。
[0052]
偏振单元23是这样的光组件，该光组件包括：第一波片23a，该第一波片使线偏振入射光的偏振方向沿顺时针方向旋转45度；以及第二波片23b，该第二波片使线偏振入射光的偏振方向沿逆时针方向旋转45度。第一波片23a使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量的偏振方向沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光。第二波片23b使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的偏振方向沿逆时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光。
[0053]
偏振器24是这样的光组件，其仅透射来自第一波片23a的水平偏振分量和来自第二波片23b的水平偏振分量的线偏振光中的水平偏振分量。透镜25是收集已透射通过偏振器24的水平偏振分量的线偏振光的光组件。
[0054]
soa 13包括soa主体13a和后级透镜13b。soa主体13a对由第一隔离器12中的透镜25收集的水平偏振分量的线偏振光的入射光进行光放大。此外，透镜25将所收集的水平偏振分量的线偏振光的入射光输入至soa13中的soa主体13a的光放大区域。后级透镜13b是将由soa主体13a进行了光放大的入射光转换成平行光的透镜。
[0055]
首先，将描述在第一隔离器12中沿从准直透镜11到soa13的正方向行进的入射光的偏振状态。第一隔离器12中的双折射晶体21在来自准直透镜11的平行入射光入射时，将平行入射光折射并分离成垂直偏振分量和水平偏振分量，该垂直偏振分量和水平偏振分量是彼此正交的线偏振光。第一法拉第旋转器22将由双折射晶体21分离的垂直偏振分量和水平偏振分量两者的偏振方向沿顺时针方向旋转45度。
[0056]
偏振单元23中的第一波片23a使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光。偏振单元23中的第二波片23b使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量沿逆时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光。此外，偏振器24仅透射来自第一波片23a的水平偏振分量和来自第二波片23b的水平偏振分量中的水平偏振分量的线偏振光。透镜25收集已透射通过偏振器24的水平偏振分量的线偏振光。此外，透镜25向soa 13的光放大区域输入所收集的水平偏振分量的线偏振光的入射光。
[0057]
下面，将描述在第一隔离器12中沿从soa 13到准直透镜11的反方向行进的ase光的偏振状态。soa 13在反方向上向第一隔离器12中的透镜25输入从soa主体13a产生的随机偏振ase光。第一隔离器12中的透镜25在来自soa 13的随机偏振ase光以反方向入射时，将
随机偏振ase光转换成平行ase光。偏振器24在来自透镜25的平行ase光入射时，仅透射平行ase光中的水平偏振分量的线偏振光。
[0058]
偏振单元23中的第一波片23a使已透射通过偏振器24的水平偏振分量沿逆时针方向旋转45度。偏振单元23中的第二波片23b使已透射通过偏振器24的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度。第一法拉第旋转器22具有不可逆特性，以便在正方向和反方向两者上，执行沿相同方向的旋转。第一法拉第旋转器22将来自第一波片23a的在沿逆时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振ase光。第一法拉第旋转器22将来自第二波片23b的在沿顺时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量的线偏振ase光。
[0059]
此外，即使沿反方向从第一法拉第旋转器22输入水平偏振分量和垂直偏振分量的线偏振ase光，双折射晶体21也使水平偏振分量的线偏振光和垂直偏振分量的线偏振光沿其中线偏振光彼此不进行光耦合的方向折射。双折射晶体21使来自第一法拉第旋转器22的水平偏振分量透射而不使该水平偏振分量折射，并且在使来自第一法拉第旋转器22的垂直偏振分量折射之后使该垂直偏振分量透射。换句话说，双折射晶体21在偏离入射光位置的位置处发射光。结果，第一隔离器12通过双折射晶体21来阻止ase光沿反方向经由准直透镜11入射到光纤。
[0060]
第二隔离器14包括偏振分束器(pbs)31和第二法拉第旋转器32。pbs 31是这样的光组件，其仅透射已经进行了光放大并且来自soa 13的水平偏振分量的线偏振入射光，并且分离除水平偏振分量之外的其它入射光。第二法拉第旋转器32是将已透射通过pbs 31的水平偏振分量的线偏振入射光沿顺时针方向旋转45度的光组件。
[0061]
将描述在第二隔离器14中沿从soa 13到demux 15的正方向行进的入射光的偏振状态。第二隔离器14中的pbs 31在从soa 13沿正方向输入已被光放大的水平偏振分量的线偏振光的入射光时，仅透射水平偏振分量的入射光。第二法拉第旋转器32将已透射通过pbs 31的线偏振光的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度。此外，第二法拉第旋转器32将已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的线偏振光的入射光输入至demux 15。
[0062]
下面将描述在第二隔离器14中沿从pd器件17到soa 13的反方向行进的反射光的偏振状态。第二隔离器14中的第二法拉第旋转器32经由demux 15接收来自pd器件17的光接收表面的、已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的线偏振光的入射光的沿反方向的反射光的输入。第二法拉第旋转器32具有不可逆特性，以便在正方向和反方向两者上，执行沿相同方向的旋转。第二法拉第旋转器32在从反方向输入已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的反射光时，将已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的反射光沿顺时针方向旋转45度，以获得线偏振光的垂直偏振分量的反射光。
[0063]
pbs 31即使在反方向上也仅透射水平偏振分量，并因此阻止来自第二法拉第旋转器32的垂直偏振分量的反射光。结果，在第二隔离器14中，因为来自第二法拉第旋转器32的反方向的反射光是具有与入射光正交的偏振方向的垂直偏振分量，所以pbs 31能够阻止朝着soa 13的反射光。
[0064]
第一实施方式的光接收器6中的第一隔离器12使随机偏振入射光中的水平偏振分量的入射光透射，并将所透射的水平偏振分量的入射光输入至soa 13。此外，第二隔离器14在从反方向输入已经由soa13进行了光放大的水平偏振分量的入射光的反射光时，将水平
偏振分量的反射光转换成作为正交分量的垂直偏振分量的反射光。结果，当从反方向输入已经进行了光放大的水平偏振分量的入射光的反射光时，第二隔离器14将水平偏振分量的反射光转换成作为正交分量的垂直偏振分量的反射光。此外，朝向soa 13的在反方向上的反射光与入射光正交，从而可以阻止反射光的入射。
[0065]
第一隔离器12包括第一波片23a，该第一波片使来自第一法拉第旋转器22的在沿顺时针方向被旋转45度之后的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量。此外，第一隔离器12包括第二波片23b，该第二波片使来自第一法拉第旋转器22的在沿顺时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿逆时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量。此外，偏振器24仅透射来自第一波片23a的水平偏振分量和来自第二波片23b的水平偏振分量中的水平偏振分量的入射光。透镜25收集来自第一波片23a的水平偏振分量和来自第二波片23b的水平偏振分量，使得这些分量被输入至soa 13。结果，第一隔离器12将作为单一线偏振光的水平偏振分量的偏振分量输入至soa 13，使得不需要soa 13的前级的常规聚光透镜。
[0066]
偏振器24在来自透镜25的平行ase光入射时，仅透射入射的平行ase光的水平偏振分量，并且第一波片23a将光的已透射通过偏振器24并且被输入至第一波片23a的水平偏振分量沿逆时针方向旋转45度。第二波片23b将光的已透射通过偏振器24并且被输入至第二波片23b的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度。第一法拉第旋转器22将来自第一波片23a的在沿逆时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得总计旋转0度的水平偏振分量。第一法拉第旋转器22将来自第二波片23b的在沿顺时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得作为总计旋转90度的水平偏振分量的垂直偏振分量。双折射晶体21使来自第一法拉第旋转器22的水平偏振分量和垂直偏振分量沿分量彼此不进行光耦合的方向折射，并阻止ase光经由准直透镜11入射到光纤。结果，在第一隔离器12中，偏振器24仅阻止来自ase光的线偏振光的水平偏振分量，并且偏振单元23执行偏振旋转，使得通过第一法拉第旋转器22获得与入射光相反的偏振分量。此外，可以阻止来自soa 13的ase光经由准直透镜11入射到光纤。
[0067]
第二隔离器14包括：pbs 31，该pbs在被光放大的水平偏振分量的入射光入射时，使水平偏振分量的入射光中的水平偏振分量透射；以及第二法拉第旋转器32，该第二法拉第旋转器将已透射通过pbs 31的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度。第二法拉第旋转器32在从反方向输入已经旋转45度的水平偏振分量的入射光的反射光时，将反射光沿顺时针方向旋转45度，以便从已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的反射光获得垂直偏振分量的反射光。此外，pbs 31阻止垂直偏振分量的反射光从第二法拉第旋转器32入射到soa 13。结果，简化了第二隔离器14的内部配置，从而可以减小整个光接收器6的尺寸。
[0068]
第二隔离器14将单一线偏振入射光输入至pd器件17，以使在pd器件17的光接收表面上反射的反射光也是单一线偏振光；因此，不需要如比较例中的双折射晶体和偏振单元。
[0069]
此外，已经描述了第一隔离器12中的偏振器24仅透射水平偏振分量的示例，但是可以利用仅透射水平偏振分量的pbs 31来代替偏振器24，并且可应用适当的改变。
[0070]
此外，已经描述了其中第一隔离器12中的第一法拉第旋转器22使线偏振光沿顺时针方向旋转45度的示例，但是也可以使线偏振光沿逆时针方向旋转45度，并且可应用适当的改变。
[0071]
此外，已经描述了这样的示例，其中第一隔离器12中的偏振单元23中的第一波片23a使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量。此外，已经描述了这样的示例，其中第二波片23b使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量沿逆时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量。然而，第一波片23a可以使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量沿逆时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。此外，第二波片23b可以使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。在这种情况下，偏振器24和第二隔离器14中的pbs 31仅透射垂直偏振分量的线偏振光的入射光，而第二法拉第旋转器32将水平偏振分量的反射光输入至pbs 31。此外，可以阻止水平偏振分量的反射光入射到soa 13，并且可应用适当的改变。
[0072]
已经描述了这样的示例，其中在第一实施方式的光接收器6中，收集通过偏振器24透射的线偏振光的水平偏振分量的透镜25被设置在第一隔离器12内部，但是透镜25不需要总是被设置在第一隔离器12内部，并且可应用适当的改变。
[0073]
已经描述了这样的示例，其中光接收器6通过第二隔离器14阻止在pd器件17的光接收表面上反射的反射光入射到soa 13。然而，反射光不限于来自pd器件17的光接收表面的反射光，并且即使在来自demux 15、聚光透镜16等的反射光的情况下，也实现相同的效果。pd器件17例如可以是平面pd或透镜pd，并且可应用适当的改变。
[0074]
此外，已经描述了其中第一实施方式的光接收器6的第二隔离器14包括pbs 31和第二法拉第旋转器32的示例，但是实施方式不限于该示例，并且下面将作为第二实施方式来描述不同的实施方式。
[0075]
[b]第二实施方式
[0076]
图4是例示第二实施方式的光接收器6a的配置示例的说明图。此外，与第一实施方式的光接收器6的组件相同的组件由相同的标号来表示，并且将省略对相同组件和相同操作的说明。图4所例示的光接收器6a与图2所例示的光接收器6的不同之处在于设置了第三隔离器14a来代替第二隔离器14。
[0077]
图5是例示第二实施方式的光接收器6a中的第一隔离器12的入射光、第三隔离器14a的入射光、第一隔离器12的ase光、以及第三隔离器14a的反射光的偏振状态的示例的说明图。第三隔离器14a包括双折射晶体41和第三法拉第旋转器42。
[0078]
下面将描述在第三隔离器14a中沿从soa 13到demux 15的正方向行进的入射光的偏振状态。第三隔离器14a中的双折射晶体41在沿正方向从soa 13输入已经进行了光放大的水平偏振分量的线偏振光的入射光时，仅透射水平偏振分量的入射光。第三法拉第旋转器42将已透射通过双折射晶体41的线偏振光的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度。此外，第三法拉第旋转器42将已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的线偏振光的入射光输入至demux 15。
[0079]
下面将描述在第三隔离器14a中沿从pd器件17到soa 13的反方向行进的反射光的偏振状态。第三隔离器14a中的第三法拉第旋转器42经由demux 15接收来自pd器件17的光接收表面的、已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的线偏振光的入射光的沿反方向的反射光的输入。第三法拉第旋转器42具有不可逆特性，以便在正方向和反方向两者上，执行沿相同方向的旋转。第三法拉第旋转器42在从反方向输入已经沿顺时针方向旋转45度的
水平偏振分量的反射光时，将已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的反射光沿顺时针方向旋转45度，以获得线偏振光的垂直偏振分量的反射光。
[0080]
双折射晶体41即使在反方向上也仅透射水平偏振分量，以使来自第三法拉第旋转器42的垂直偏振分量的反射光被折射并偏离soa 13中的后级透镜13b的光路。结果，在第三隔离器14a中，第三法拉第旋转器42使线偏振光的具有与入射光正交的偏振方向的反射光旋转，并且双折射晶体41使反射光折射，以使光偏离soa 13中的后级透镜13b的光路。因此，可以阻止反射光入射到soa13中的光放大区域。
[0081]
第二实施方式的光接收器6a中的第三隔离器14a包括双折射晶体41，该双折射晶体在输入已经由soa13进行了光放大的水平偏振分量的入射光时，折射并透射水平偏振分量的入射光中的水平偏振分量。此外，第三隔离器14a包括第三法拉第旋转器42，该第三法拉第旋转器将已透射通过双折射晶体41的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，并且输出已经旋转45度的水平偏振分量的入射光。第三法拉第旋转器42在从反方向输入已经旋转45度的水平偏振分量的入射光的反射光时，将反射光沿顺时针方向旋转45度，以便从已经旋转45度的水平偏振分量的反射光获得垂直偏振分量的反射光。双折射晶体41使来自第三法拉第旋转器42的垂直偏振分量的反射光折射，使得光偏离soa 13的光路，并且阻止光入射到soa 13。此外，通过简化第三隔离器14a的内部配置，可以减小整个光接收器6a的尺寸。
[0082]
此外，第一波片23a可以使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量沿逆时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。此外，第二波片23b可以使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。在这种情况下，偏振器24和第三隔离器14a中的双折射晶体41仅透射垂直偏振分量的线偏振光的入射光，而第三法拉第旋转器42将水平偏振分量的反射光输入至双折射晶体41。此外，可以阻止水平偏振分量的反射光入射到soa 13，并且可应用适当的改变。
[0083]
此外，已经描述了其中第一实施方式的光接收器6的第二隔离器14包括pbs 31和第二法拉第旋转器32的示例，但是实施方式不限于该示例，并且下面将描述不同的实施方式作为第三实施方式。
[0084]
[c]第三实施方式
[0085]
图6是例示第三实施方式的光接收器6b的配置示例的说明图。此外，与第一实施方式的光接收器6的组件相同的组件由相同的附图标号来表示，并且将省略对相同配置和相同操作的说明。图6所例示的光接收器6b与图2所例示的光接收器6的不同之处在于设置了第四隔离器14b来代替第二隔离器14，并且设置了高度依赖于偏振方向的soa 131来代替soa 13。此外，soa 131是高度依赖于偏振方向以使得例如水平偏振分量的放大系数增加，而与水平偏振分量不同的偏振分量的放大系数减小的光放大器。soa 131包括soa主体131a和后级透镜131b。soa主体131a对由第一隔离器12中的透镜25收集的线偏振光的水平偏振分量的入射光进行光放大。后级透镜131b是将由soa主体131a进行了光放大的入射光转换成平行入射光的透镜。
[0086]
图7是例示第三实施方式的光接收器6b中的第一隔离器12的入射光、第四隔离器14b的入射光、第一隔离器12的ase光、以及第四隔离器14b的反射光的偏振状态的示例的说明图。图7所例示的第四隔离器14b包括第四法拉第旋转器51。
[0087]
下面将描述在第四隔离器14b中沿从soa 131到demux 15的正方向行进的入射光的偏振状态。第四隔离器14b中的第四法拉第旋转器51在从正方向输入已经由soa 131进行了放大的入射光时，将水平偏振分量的线偏振光的入射光沿顺时针方向旋转45度。此外，第四法拉第旋转器51将已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的线偏振光的入射光输入至demux 15。
[0088]
下面将描述在第四隔离器14b中沿从pd器件17到soa 131的反方向行进的反射光的偏振状态。第四隔离器14b中的第四法拉第旋转器51经由demux 15接收来自pd器件17的光接收表面的、已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的线偏振光的入射光的沿反方向的反射光的输入。第四法拉第旋转器51具有不可逆特性，以便在正方向和反方向两者上，执行沿相同方向的旋转。第四法拉第旋转器51在从反方向输入已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的反射光时，将已经沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量的反射光沿顺时针方向旋转45度，以获得线偏振光的垂直偏振分量的反射光。此外，第四法拉第旋转器51将垂直偏振分量的线偏振光的反射光从反方向输入至soa 131。
[0089]
然而，soa131是高度依赖于偏振方向使得水平偏振分量的放大系数增加的光放大器，从而即使从第四法拉第旋转器51输入垂直偏振分量的反射光，垂直偏振分量的反射光的放大系数也保持较低。结果，可以减小反射光对soa131的影响。
[0090]
此外，虽然soa131输入来自第四隔离器14b的垂直偏振分量的反射光，但是垂直偏振分量的反射光和soa131的ase光被输入至第一隔离器12中的透镜25。第一隔离器12中的透镜25在沿反方向从soa13输入随机偏振ase光和垂直偏振分量的反射光时，将随机偏振ase光和垂直偏振分量的反射光转换成平行光。偏振器24在从透镜25输入平行ase光和平行反射光时，仅透射该平行ase光和平行反射光中的水平偏振分量的线偏振光。
[0091]
偏振单元23中的第一波片23a将光的已透射通过偏振器24并且被输入至第一波片23a的水平偏振分量的ase光和反射光沿逆时针方向旋转45度。此外，偏振单元23中的第二波片23b将光的已透射通过偏振器24并且被输入至第二波片23b的水平偏振分量的ase光和反射光沿顺时针方向旋转45度。第一法拉第旋转器22将来自第一波片23a的在沿逆时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量的线偏振光的ase光和反射光。此外，第一法拉第旋转器22将来自第二波片23b的在沿顺时针方向被旋转45度之后的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得水平偏振分量的线偏振光的ase光和反射光。
[0092]
此外，双折射晶体21即使在以反方向从第一法拉第旋转器22输入水平偏振分量和垂直偏振分量的ase光和反射光时，也在水平偏振分量的ase光和反射光以及垂直偏振分量的ase光和反射光彼此不进行光耦合的方向上使ase光和反射光折射。结果，第一隔离器12通过双折射晶体21阻止ase光和反射光从反方向经由准直透镜11入射到光纤。
[0093]
第三实施方式的光接收器6b包括具有偏振依赖性的soa131以与水平偏振分量的光放大系数相比，减小与水平偏振分量不同的偏振分量的光放大系数。此外，第四隔离器14b包括第四法拉第旋转器51，该第四法拉第旋转器在输入已经进行了光放大的水平偏振分量的入射光时，将水平偏振分量的入射光沿顺时针方向旋转45度，并且输出已经旋转45度的水平偏振分量的入射光。第四法拉第旋转器51在已经旋转45度的水平偏振分量的入射光的反射光被输入时，将反射光沿顺时针方向旋转45度。此外，第四法拉第旋转器51从已经
旋转45度的水平偏振分量的反射光获得垂直偏振分量的反射光，并且将垂直偏振分量的反射光输入至soa。结果，因为soa131是高度依赖于偏振方向的光放大器，所以即使从第四法拉第旋转器51输入垂直偏振分量的反射光，也可以减小反射光对soa131的影响。此外，通过简化第四隔离器14b的内部配置，可以减小整个光接收器6b的尺寸。
[0094]
此外，第一波片23a可以使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的垂直偏振分量沿逆时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。此外，第二波片23b可以使已经由第一法拉第旋转器22沿顺时针方向旋转45度的水平偏振分量沿顺时针方向旋转45度，以获得垂直偏振分量。在这种情况下，将soa131配置为高度依赖于偏振方向以使得垂直偏振分量的放大系数增加的光放大器。
[0095]
根据本技术中公开的光器件等的一个实施方式，可以通过简化隔离器的一部分的配置来减小整个光接收器的尺寸。

技术特征：
1.一种光器件，所述光器件包括：光放大器，所述光放大器对入射光进行光放大；第一隔离器，所述第一隔离器被布置在所述光放大器的输入级上，并且将所述入射光输入至所述光放大器；以及第二隔离器，所述第二隔离器被布置在所述光放大器的输出级上，并且接收已经由所述光放大器进行了光放大的入射光的输入，其中，所述第一隔离器将随机偏振入射光转换成第一线偏振入射光，使所述第一线偏振入射光透射，并且将所透射的第一线偏振入射光输入至所述光放大器，并且所述第二隔离器在从反方向输入已经由所述光放大器进行了光放大的所述第一线偏振入射光的反射光时，将所述第一线偏振入射光的所述反射光转换成第二线偏振光的反射光，所述第二线偏振光的所述反射光与所述第一线偏振入射光的所述反射光正交。2.根据权利要求1所述的光器件，其中，所述第一隔离器包括依次布置的双折射晶体、法拉第旋转器、第一波片、第二波片、偏振器、以及透镜，所述双折射晶体将从所述随机偏振入射光转换的平行光分离成彼此正交的第一线偏振光和第二线偏振光，所述法拉第旋转器具有不可逆特性，以便将由所述双折射晶体分离的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光沿第一偏振方向旋转45度，所述第一波片使已经由所述法拉第旋转器沿所述第一偏振方向旋转了45度的所述第二线偏振光沿所述第一偏振方向旋转45度，以从已经沿所述第一偏振方向旋转了45度的所述第二线偏振光获得所述第一线偏振光，所述第二波片使已经由所述法拉第旋转器沿所述第一偏振方向旋转了45度的所述第一线偏振光沿作为所述第一偏振方向的反方向的第二偏振方向旋转45度，以获得所述第一偏振方向被设定成零度的第一线偏振光，所述偏振器仅透射来自所述第一波片的所述第一线偏振光和来自所述第二波片的所述第一线偏振光当中的所述第一线偏振入射光，所述透镜收集已透射通过所述偏振器的所述第一线偏振入射光并将所述第一线偏振入射光输入至所述光放大器，并且沿从所述双折射晶体到所述光放大器的正方向行进的所述第一线偏振入射光被输入至所述光放大器。3.根据权利要求2所述的光器件，其中，所述透镜在从所述光放大器输入随机偏振自发发射光时，将所述自发发射光转换成平行光，所述偏振器在从所述透镜输入所述自发发射光的所述平行光时，将所述自发发射光的所述平行光分离成相同偏振分量的所述第一线偏振光，并且将经分离的相同偏振分量的所述第一线偏振光输入至所述第一波片和所述第二波片，所述第一波片使由所述偏振器分离的所述第一线偏振光的一个光束沿所述第二偏振方向旋转45度，
所述第二波片使由所述偏振器分离的所述第一线偏振光的另一光束沿所述第一偏振方向旋转45度，所述法拉第旋转器将来自所述第一波片的在沿所述第二偏振方向被旋转45度之后的所述第一线偏振光沿所述第一偏振方向旋转45度，以获得总计旋转零度的第一线偏振光，并且将来自所述第二波片的在沿所述第一偏振方向被旋转45度之后的所述第一线偏振光沿所述第一偏振方向旋转45度，以获得作为总计旋转90度的第一线偏振光的第二线偏振光，并且所述双折射晶体使来自所述法拉第旋转器的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光折射，使得所述第一线偏振光和所述第二线偏振光彼此不进行光耦合，并且阻止所述自发发射光在所述反方向上的发射。4.根据权利要求3所述的光器件，其中，所述第二隔离器包括：偏振分束器，所述偏振分束器在已经由所述光放大器进行了光放大的所述第一线偏振入射光被输入时，使所述第一线偏振入射光中的所述第一线偏振光透射；以及不同的法拉第旋转器，所述不同的法拉第旋转器具有不可逆特性，以将已透射通过所述偏振分束器的所述第一线偏振光沿所述第一偏振方向旋转45度，并且发射已经旋转45度的所述第一线偏振入射光，所述不同的法拉第旋转器在从反方向输入已经旋转45度的所述第一线偏振光的所述入射光的反射光时，将所述反射光沿所述第一偏振方向旋转45度，以从已经沿所述第一偏振方向旋转45度的所述第一线偏振光的所述反射光中获得第二线偏振光的反射光，并且所述偏振分束器阻止来自所述不同的法拉第旋转器的所述第二线偏振光的所述反射光向所述光放大器入射。5.根据权利要求3所述的光器件，其中，所述第二隔离器包括：不同的双折射晶体，所述不同的双折射晶体在已经由所述光放大器进行了光放大的所述第一线偏振入射光被输入时，折射并透射所述第一线偏振入射光中的所述第一线偏振光；以及不同的法拉第旋转器，所述不同的法拉第旋转器具有不可逆特性，以将已透射通过所述不同的双折射晶体的所述第一线偏振光沿所述第一偏振方向旋转45度，并且发射已经旋转45度的所述第一线偏振入射光，所述不同的法拉第旋转器在从反方向输入已经旋转45度的所述第一线偏振光的所述入射光的反射光时，将所述反射光沿所述第一偏振方向旋转45度，以将已经沿所述第一偏振方向旋转45度的所述第一线偏振光的所述反射光改变成第二线偏振光的反射光，并且所述不同的双折射晶体使来自所述不同的法拉第旋转器的所述第二线偏振光的所述反射光折射，以偏离所述光放大器的光路，并且阻止光入射至所述光放大器。6.根据权利要求3所述的光器件，其中，所述光放大器是具有偏振依赖性的光放大器，以便对所述第一线偏振入射光进行光放大，并且与所述第一线偏振光的光放大系数相比，与所述第一线偏振光不同的偏振分量的光放大系数减小，
所述第二隔离器包括不同的法拉第旋转器，所述不同的法拉第旋转器具有不可逆特性，以在已经由所述光放大器进行了光放大的所述第一线偏振入射光入射时，将所述第一线偏振入射光沿所述第一偏振方向旋转45度，并且发射已经旋转45度的所述第一线偏振入射光，并且所述不同的法拉第旋转器在从反方向输入已经旋转45度的所述第一线偏振入射光的反射光时，将所述反射光沿所述第一偏振方向旋转45度，以将已经旋转45度的所述第一线偏振光的所述反射光改变成第二线偏振光的反射光，并且将所述第二线偏振光的所述反射光输入至所述光放大器。7.一种光接收装置，所述光接收装置包括：第一隔离器，所述第一隔离器被布置在对入射光进行光放大的光放大器的输入级上，并且将所述入射光输入至所述光放大器；以及第二隔离器，所述第二隔离器被布置在所述光放大器的输出级上，并且接收已经由所述光放大器进行了光放大的入射光的输入；以及光接收器件，所述光接收器件接收来自所述第二隔离器的经光放大的入射光，其中，所述第一隔离器将已经从随机偏振输入光转换并且已经透射的第一线偏振入射光输入至所述光放大器，并且所述第二隔离器在从反方向输入已经由所述光放大器进行了光放大的所述第一线偏振入射光的反射光时，将所述第一线偏振入射光的所述反射光转换成第二线偏振光的反射光，所述第二线偏振光的所述反射光与所述第一线偏振入射光的所述反射光正交。

技术总结
本申请涉及光器件和光接收装置。一种光器件包括：光放大器，其对入射光进行光放大；第一隔离器，其被布置在光放大器的输入级上并且将入射光输入至光放大器；以及第二隔离器，其被布置在光放大器的输出级上，并且接收已经由光放大器进行了光放大的入射光的输入。第一隔离器向光放大器输入从随机偏振输入光转换并且已经透射的第一线偏振入射光。第二隔离器在从反方向输入已经由光放大器进行了光放大的第一线偏振入射光的反射光时，将第一线偏振入射光的反射光转换成第二线偏振光的反射光，该第二线偏振光的反射光与第一线偏振入射光的反射光正交。射光正交。射光正交。


技术研发人员：目崎明年 石坂哲男
受保护的技术使用者：富士通光器件株式会社
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/9/25