特開 2024-75426 光デバイス、光送信装置及び光受信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024075426

(43)【公開日】2024-06-03

(54)【発明の名称】光デバイス、光送信装置及び光受信装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/126 20060101AFI20240527BHJP

   G02F 1/025 20060101ALN20240527BHJP

【ＦＩ】

G02B6/126

G02F1/025

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022186901

(22)【出願日】2022-11-22

(71)【出願人】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉山 昌樹

【テーマコード（参考）】

2H147

2K102

【Ｆターム（参考）】

2H147AB02

2H147AB21

2H147AB27

2H147AC02

2H147BB02

2H147BD01

2H147BD15

2H147BD16

2H147DA08

2H147EA13A

2H147EA13C

2H147EA14B

2H147GA10

2H147GA26

2H147GA29

2K102AA18

2K102BA01

2K102BA14

2K102BA40

2K102BB01

2K102BB04

2K102BB05

2K102BB07

2K102BC05

2K102BD01

2K102CA20

2K102DA05

2K102DC07

2K102DD03

2K102EA02

2K102EB11

2K102EB12

(57)【要約】

【課題】小型化及び省電力化を図る光デバイス等を提供する。
【解決手段】光デバイスは、第１の光特性を有する第１の信号光を入力する第１の導波路と、第１の導波路と接続し、第１の導波路からの第１の信号光を第２の光特性を有する第２の信号光に変換する第１の変換部と、を有する。光デバイスは、第１の変換部と接続し、第１の変換部から変換後の第２の信号光が通過することで第２の信号光に１回目の光処理を実行する光回路を有する。光デバイスは、光回路と接続し、光回路からの１回目の光処理後の第２の信号光を第１の光特性を有する第３の信号光に変換する第２の変換部を有する。光デバイスは、第２の変換部から変換後の第３の信号光を通過することで第３の信号光に２回目の光処理を実行する光回路と、光回路からの２回目の光処理後の第３の信号光を出力する第２の導波路と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光特性を有する第１の信号光を入力する第１の導波路と、
前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの第１の信号光を第２の光特性を有する第２の信号光に変換する第１の変換部と、
前記第１の変換部と接続し、前記第１の変換部から変換後の第２の信号光が通過することで前記第２の信号光に１回目の光処理を実行する光回路と、
前記光回路と接続し、前記光回路からの１回目の光処理後の第２の信号光を前記第１の光特性を有する第３の信号光に変換する第２の変換部と、
前記第２の変換部から変換後の第３の信号光を通過することで前記第３の信号光に２回目の光処理を実行する前記光回路と、
前記光回路からの２回目の光処理後の第３の信号光を出力する第２の導波路と、
を有することを特徴とする光デバイス。

【請求項2】

前記第１の変換部は、
前記第１の導波路と接続する第１のポートと、
前記光回路と接続する第２のポートと、
前記第２の導波路と接続する第３のポートとを有し、
前記第２の変換部は、
前記光回路と接続する第４のポートと、
折り返し導波路の一方と接続する第５のポートと、
前記折り返し導波路の他方と接続する第６のポートと
を有することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項3】

前記第１の光特性および前記第２の光特性は偏波状態を表し、
前記第１の変換部は、
前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの前記第１の信号光を前記第２の信号光に変換する第１のＰＲと、
前記第１のＰＲと接続し、前記第１のＰＲからの前記第２の信号光を前記光回路に出力すると共に、前記光回路と接続し、前記光回路からの前記２回目の光処理後の前記第３の信号光を前記第２の導波路に出力する第１のＰＢＳと、を有し、
前記第２の変換部は、
前記光回路と接続し、前記光回路からの前記１回目の光処理後の前記第２の信号光を第２のＰＲに出力する第２のＰＢＳと、
前記第２のＰＢＳと接続し、前記第２のＰＢＳからの前記１回目の光処理後の前記第２の信号光を前記第３の信号光に変換し、変換後の前記第３の信号光を第２のＰＢＳに折り返し出力する前記第２のＰＲと、を有し、
前記第２のＰＢＳは、
前記第２のＰＲからの変換後の前記第３の信号光を前記光回路に出力することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項4】

前記第１のＰＢＳは、
前記第１のＰＲと接続する第１のポートと、
前記光回路と接続する第２のポートと、
前記第２の導波路と接続する第３のポートとを有し、
前記第２のＰＢＳは、
前記光回路と接続する第４のポートと、
折り返し導波路の一方と接続する第２のＰＲと接続する第５のポートと、
前記折り返し導波路の他方と接続する第６のポートと
を有することを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。

【請求項5】

前記第１の光特性および前記第２の光特性は偏波状態を表し、
前記第１の変換部は、
前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの前記第１の信号光を前記第２の信号光に変換する第１のＰＲと、
前記第１のＰＲと接続し、前記第１のＰＲからの前記第２の信号光を前記光回路のポートに出力する第１のＰＢＳと、を有し、
前記第２の変換部は、
前記光回路と接続し、前記光回路からの前記１回目の光処理後の前記第２の信号光を第２のＰＲに出力すると共に、前記光回路からの前記２回目の光処理後の前記第３の信号光を前記第２の導波路に出力する第２のＰＢＳと、
前記第２のＰＢＳと接続し、前記第２のＰＢＳからの前記１回目の光処理後の前記第２の信号光を前記第３の信号光に変換すると共に、前記第１のＰＢＳと接続し、変換後の前記第３の信号光を前記第１のＰＢＳに出力する前記第２のＰＲと、を有し、
前記第１のＰＢＳは、
前記第２のＰＲからの変換後の前記第３の信号光を前記光回路の前記ポートに出力することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項6】

前記第１のＰＢＳは、
前記第１のＰＲと接続する第１のポートと、
前記光回路と接続する第２のポートと、
前記第２のＰＲと接続する折り返し導波路と接続する第３のポートとを有し、
前記第２のＰＢＳは、
前記光回路と接続する第４のポートと、
前記第２のＰＲと接続する第５のポートと、
前記第２の導波路と接続する第６のポートと
を有することを特徴とする請求項５に記載の光デバイス。

【請求項7】

前記第１の光特性および前記第２の光特性はモード状態を表し、
前記第１の変換部は、
前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの前記第１の信号光を前記第２の信号光にモード変換すると共に、前記光回路と接続し、モード変換後の前記第２の信号光を前記光回路に出力する第１のモード変換部を有し、
前記第２の変換部は、
前記光回路と接続し、前記光回路からの前記１回目の光処理後の前記第２の信号光を前記第３の信号光にモード変換すると共に、前記光回路と接続し、モード変換後の第３の信号光を前記光回路に折り返し出力する第２のモード変換部を有し、
前記第１のモード変換部は、
前記光回路からの前記２回目の光処理後の前記第３の信号光を前記第２の導波路に出力することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項8】

前記第１のモード変換部は、
前記第１の導波路と接続する第１のポートと、
前記光回路と接続する第２のポートと、
前記第２の導波路と接続する第３のポートとを有し、
前記第２のモード変換部は、
前記光回路と接続する第４のポートと、
折り返し導波路の一方と接続する第５のポートと、
前記折り返し導波路の他方と接続する第６のポートと
を有することを特徴とする請求項７に記載の光デバイス。

【請求項9】

前記第１の光特性および前記第２の光特性はモード状態を表し、
前記第１の変換部は、
前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの前記第１の信号光を前記第２の信号光にモード変換すると共に、前記光回路と接続し、モード変換後の前記第２の信号光を前記光回路のポートに出力する第１のモード変換部を有し、
前記第２の変換部は、
前記光回路と接続し、前記光回路からの前記１回目の光処理後の前記第２の信号光を前記第３の信号光にモード変換すると共に、前記第１のモード変換部と接続し、モード変換後の第３の信号光を前記第１のモード変換部に出力すると共に、前記光回路からの前記２回目の光処理後の前記第３の信号光を前記第２の導波路に出力する第２のモード変換部を有し、
前記第１のモード変換部は、
前記第２のモード変換部からモード変換後の前記１回目の光処理後の前記第３の信号光を前記光回路の前記ポートに出力することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項10】

前記第１のモード変換部は、
前記第１の導波路と接続する第１のポートと、
前記光回路と接続する第２のポートと、
前記第２のモード変換部と接続する折り返し導波路と接続する第３のポートとを有し、
前記第２のモード変換部は、
前記光回路と接続する第４のポートと、
前記折り返し導波路と接続する第５のポートと、
前記第２の導波路と接続する第６のポートと
を有することを特徴とする請求項９に記載の光デバイス。

【請求項11】

第１の信号光を発光する光源と、電気信号に応じて、前記光源からの前記第１の信号光を光処理し、光処理後の第３の信号光を送信する光送信器と、を有する光送信装置であって、
前記光送信器は、
第１の光特性を有する前記第１の信号光を入力する第１の導波路と、
前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの第１の信号光を第２の光特性を有する第２の信号光に変換する第１の変換部と、
前記第１の変換部と接続し、前記第１の変換部から変換後の第２の信号光が通過することで前記第２の信号光に１回目の光処理を実行する光回路と、
前記光回路と接続し、前記光回路からの１回目の光処理後の第２の信号光を前記第１の光特性を有する第３の信号光に変換する第２の変換部と、
前記第２の変換部から変換後の第３の信号光を通過することで前記第３の信号光に２回目の光処理を実行する前記光回路と、
前記光回路からの２回目の光処理後の第３の信号光を出力する第２の導波路と、
を有することを特徴とする光送信装置。

【請求項12】

第１の信号光を発光する光源と、電気信号に応じて、前記光源からの前記第１の信号光を光処理し、光処理後の第３の信号光を生成する光デバイスと、光処理後の第３の信号光を用いて受信光から受信信号を得る光受信器と、を有する光受信装置であって、
前記光デバイスは、
第１の光特性を有する前記第１の信号光を入力する第１の導波路と、
前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの第１の信号光を第２の光特性を有する第２の信号光に変換する第１の変換部と、
前記第１の変換部と接続し、前記第１の変換部から変換後の第２の信号光が通過することで前記第２の信号光に１回目の光処理を実行する光回路と、
前記光回路と接続し、前記光回路からの１回目の光処理後の第２の信号光を前記第１の光特性を有する第３の信号光に変換する第２の変換部と、
前記第２の変換部から変換後の第３の信号光を通過することで前記第３の信号光に２回目の光処理を実行する前記光回路と、
前記光回路からの２回目の光処理後の第３の信号光を前記光受信器に出力する第２の導波路と、
を有することを特徴とする光受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光デバイス、光送信装置及び光受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図３０は、従来の光デバイス２００の一例を示す説明図である。図３０に示す光デバイス２００は光ＩＣチップである。光デバイス２００は、第１の導波路２０１と、第２の導波路２０２と、光回路２０３とを有する。第１の導波路２０１は、光回路２０３に入力する信号光を導波する導波路である。第２の導波路２０２は、光回路２０３から出力する信号光を導波する導波路である。光回路は２０３、外部からの電気信号に応じて、第１の導波路２０１から入力する信号光を異なる状態の信号光に変換出力する。光回路２０３の機能としては、例えば、光変調（強度変調、位相変調）機能、光増幅機能や光減衰機能等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－１７４６９９号公報

【特許文献2】米国特許第１０４６８８５４号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２０２０／０１３３０３４号明細書

【特許文献4】特開２０１１－１９７７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の光デバイス２００では、限られたスペースに光回路２０３の機能を集約するため、性能に限界が生じる。光回路２０３が、例えば、光変調器の場合、光変調器の駆動電圧は半波長シフト電圧Ｖπで決まるが、半波長シフト電圧Ｖπと作用長Ｌとの積は素子の固有値で決まるため、作用長を長くする必要がある。しかしながら、限られた作用長では低駆動電圧化に限界がある。

【0005】

また、光回路２０３が、例えば、可変光減衰器（ＶＯＡ）の場合、可変光減衰器では電流印加時の電極長の単位長さ当たりの光吸収が小さいため、光減衰を大きくするためには電極長を長くする必要がある。しかしながら、電極長が長くした場合、素子のサイズが大きく、かつ、駆動電流が大きくなって消費電力が大きくなる。そこで、近年の光デバイスでは、小型化及び省電力化を図ることが求められている。

【0006】

一つの側面では、光回路の作用長を短くして小型化及び省電力化を図る光デバイス等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一つの態様の光デバイスは、第１の光特性を有する第１の信号光を入力する第１の導波路と、前記第１の導波路と接続し、前記第１の導波路からの第１の信号光を第２の光特性を有する第２の信号光に変換する第１の変換部と、を有する。光デバイスは、前記第１の変換部と接続し、前記第１の変換部から変換後の第２の信号光が通過することで前記第２の信号光に１回目の光処理を実行する光回路を有する。光デバイスは、光回路と接続し、前記光回路からの１回目の光処理後の第２の信号光を第１の光特性を有する第３の信号光に変換する第２の変換部と、前記第２の変換部から変換後の第３の信号光を通過することで前記第３の信号光に２回目の光処理を実行する前記光回路と、を有する。光デバイスは、前記光回路からの２回目の光処理後の第３の信号光を出力する第２の導波路を有する。

【発明の効果】

【0008】

一つの側面によれば、光回路の作用長を短くして小型化及び省電力化を図る光デバイス等を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例１の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図2A】図２Ａは、実施例２Ａの光デバイスの一例を示す説明図である。

【図2B】図２Ｂは、実施例２Ｂの光デバイスの一例を示す説明図である。

【図3】図３は、実施例３の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図4】図４は、実施例４の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図5A】図５Ａは、第１のモード変換部の一例を示す説明図である。

【図5B】図５Ｂは、第２のモード変換部の一例を示す説明図である。

【図6】図６は、実施例５の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図7】図７は、実施例６の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図8】図８は、実施例７の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図9】図９は、実施例８の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図10】図１０は、実施例９の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図11】図１１は、実施例１０の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図12】図１２は、図１１に示す光デバイスのＡ－Ａ線の略断面図である。

【図13】図１３は、実施例１１の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図14】図１４は、図１３に示す光デバイスのＢ－Ｂ線の略断面図である。

【図15】図１５は、実施例１２の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図16】図１６は、図１５に示す光デバイスのＣ－Ｃ線の略断面図である。

【図17】図１７は、実施例１３の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図18】図１８は、図１７に示す光デバイスのＤ－Ｄ線の略断面図である。

【図19】図１９は、実施例１４の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図20】図２０は、図１９に示す光デバイスのＥ－Ｅ線の略断面図である。

【図21】図２１は、実施例１５の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図22】図２２は、図２１に示す光デバイスのＦ－Ｆ線の略断面図である。

【図23】図２３は、実施例１６の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図24】図２４は、図２３に示す光デバイスのＧ－Ｇ線の略断面図である。

【図25】図２５は、実施例１７の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図26】図２６は、図２５に示す光デバイスのＨ－Ｈ線の略断面図である。

【図27】図２７は、実施例１８の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図28】図２８は、実施例１９の光デバイスの一例を示す説明図である。

【図29】図２９は、光通信装置の一例を示す説明図である。

【図30】図３０は、従来の光デバイスの一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面に基づいて、本願の開示する光デバイス等の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

【実施例0011】

図１は、実施例１の光デバイス１の一例を示す説明図である。図１に示す光デバイス１は、第１の導波路２と、第２の導波路３と、第１の変換部４と、光回路５と、第２の変換部６と、折り返し導波路７と、を有する。

【0012】

第１の導波路２は、光デバイス１に、例えば、信号光ＴＥ（Transverse Electric field）を入力する導波路である。第２の導波路３は、光デバイス１から、例えば、光処理後の信号光ＴＭ（Transverse Magnetic field）を出力する導波路である。信号光ＴＥと信号光ＴＭとは直交した関係にある。尚、信号光ＴＥは、例えば、第１の光特性を有する信号光とした場合、信号光ＴＭは、例えば、第２の光特性を有する信号光とする。

【0013】

第１の変換部４は、第１の導波路２と接続する第１のポートと、光回路５と接続する第２のポートと、第２の導波路３と接続する第３のポートとを有し、第１の導波路２からの信号光ＴＥを信号光ＴＭに変換する。第１の変換部４は、変換後の信号光ＴＭを光回路５に出力する。

【0014】

光回路５は、単一の導波路を含む作用部３１と、第１の変換部４と作用部３１とを接続する第１のポートと、第２の変換部６と作用部３１とを接続する第２のポートとを有する。光回路５は、第１の変換部４からの変換後の信号光ＴＭを作用部３１で光処理し、光処理後の信号光ＴＭを第２の変換部６に出力する。

【0015】

第２の変換部６は、光回路５と接続する第４のポートと、折り返し導波路７の一方と接続する第５のポートと、折り返し導波路７の他方と接続する第６のポートとを有し、光回路５からの光処理後の信号光ＴＥを信号光ＴＭに変換する。第２の変換部６は、変換後の信号光ＴＥを折り返し導波路７に出力する。第２の変換部６は、折り返し導波路７からの折り返しの信号光ＴＥを光回路５に出力する。

【0016】

光回路５は、第２の変換部６からの変換後の信号光ＴＥを作用部３１で光処理し、光処理後の信号光ＴＥを第１の変換部４に出力する。そして、第１の変換部４は、光回路５からの信号光ＴＥを第２の導波路３に出力する。

【0017】

第１の変換部４は、第１のＰＲ（Polarization Rotator）１１と、第１のＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）１２とを有する。第１のＰＲ１１は、第１の導波路２と接続する第１のポートと、第１のＰＢＳ１２と接続する第２のポートとを有し、第１の導波路２からの信号光ＴＥを信号光ＴＭに変換し、変換後の信号光ＴＭを第１のＰＢＳ１２に出力する。第１のＰＢＳ１２は、第１のＰＲ１１と接続する第１のポートと、光回路５と接続する第２のポートと、第２の導波路３と接続する第３のポートとを有する。第１のＰＢＳ１２は、第２のポートからの信号光から信号光ＴＭ及び信号光ＴＥに分離し、信号光ＴＭを第１のポートから出力し、信号光ＴＥを第３のポートから出力する。つまり、第１のＰＢＳ１２は、第１のＰＲ１１からの信号光ＴＭを光回路５に出力すると共に、光回路５からの信号光ＴＥを第２の導波路３に出力する。

【0018】

第２の変換部６は、第２のＰＢＳ２１と、第２のＰＲ２２とを有する。第２のＰＢＳ２１は、光回路５と接続する第４のポートと、第２のＰＲ２２と接続する第５のポートと、折り返し導波路７と接続する第６のポートとを有する。第２のＰＢＳ２１は、第４のポートからの信号光を信号光ＴＭ及び信号光ＴＥに分離し、信号光ＴＭを第５のポートから出力し、信号光ＴＥを第６のポートから出力する。つまり、第２のＰＢＳ２２は、光回路５からの信号光ＴＭを第２のＰＲ２２に出力すると共に、折り返し導波路７からの信号光ＴＥを光回路５に出力する。第２のＰＲ２２は、第２のＰＢＳ２１と接続する第１のポートと、折り返し導波路７と接続する第２のポートとを有し、第２のＰＢＳ２１からの信号光ＴＭを信号光ＴＥに変換し、変換後の信号光ＴＥを折り返し導波路７に出力する。

【0019】

光回路５は、第１の変換部４から第２の変換部６への信号光ＴＭを光処理すると共に、第２の変換部６から第１の変換部４への信号光ＴＥを光処理することで、合計２回の光処理を実現する。その結果、光回路５の機能を最大２倍にし、消費電力の低減及び光デバイス１の小型化を図ることができる。つまり、光回路５の高効率化を図ることができる。

【0020】

尚、説明の便宜上、実施例１の光デバイス１では、光回路５の一端に接続された第１の変換部４と、光回路５の他端に接続された第２の変換部６とを有する場合を例示した。しかしながら、第２の変換部６が第１の変換部４と同一の光回路５の一端に接続される構成にしても良く、その実施の形態につき、実施例２Ａとして以下に説明する。

【実施例0021】

図２Ａは、実施例２Ａの光デバイス１Ａの一例を示す説明図である。尚、実施例１の光デバイス１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図２Ａに示す光デバイス１Ａは、第１の導波路２と、第２の導波路３と、第１の変換部４と、光回路５Ａと、第２の変換部６Ａと、折り返し導波路７Ａとを有する。光回路５Ａは、往路側の作用部３１Ａと、復路側の作用部３１Ｂと、往路側の作用部３１Ａと復路側の作用部３１Ｂとを光結合する折り返し導波路３２とを有する。

【0022】

第１の変換部４は、第１の導波路２と接続する第１のポートと、光回路５と接続する第２のポートと、第２の導波路３と接続する第３のポートとを有し、第１の導波路２からの信号光ＴＥを信号光ＴＭに変換し、変換後の信号光ＴＭを光回路５に出力する。

【0023】

光回路５は、第１の変換部４と往路側の作用部３１Ａとを接続する第１のポートと、第２の変換部６Ａと復路側の作用部３１Ｂとを接続する第２のポートとを有する。光回路５は、第１の変換部４からの変換後の信号光ＴＭを光処理し、光処理後の信号光ＴＭを第２の変換部６Ａに出力する。往路側の作用部３１Ａは、往路側の導波路を有し、往路側の導波路を導波する信号光を電気信号で光処理する。更に、復路側の作用部３１Ｂは、復路側の導波路を有し、復路側の導波路を導波する信号光を電気信号で光処理する。

【0024】

第２の変換部６Ａは、光回路５内の復路側の作用部３１Ｂと接続する第４のポートと、折り返し導波路７の一方と接続する第５のポートと、折り返し導波路７の他方と接続する第６のポートとを有する。第２の変換部６Ａは、光回路５からの光処理後の信号光ＴＭを信号光ＴＥに変換し、変換後の信号光ＴＥを光回路５内の復路側の作用部３１Ｂに出力する。

【0025】

光回路５は、第２の変換部６Ａからの変換後の信号光ＴＥを光処理し、光処理後の信号光ＴＥを第１の変換部４に出力する。そして、第１の変換部４は、光回路５内の往路側の作用部３１Ａからの信号光ＴＥを第２の導波路３に出力する。

【0026】

第１の変換部４は、第１のＰＲ１１と、第１のＰＢＳ１２とを有する。第１のＰＲ１１は、第１の導波路２と接続する第１のポートと、第１のＰＢＳ１２と接続する第２のポートとを有し、第１の導波路２からの信号光ＴＥを信号光ＴＭに変換し、変換後の信号光ＴＭを第１のＰＢＳ１２に出力する。

【0027】

第１のＰＢＳ１２は、第１のＰＲ１１と接続する第１のポートと、光回路５内の往路側の作用部３１Ａと接続する第２のポートと、第２の導波路３と接続する第３のポートとを有する。第１のＰＢＳ１２は、第２のポートからの信号光から信号光ＴＭ及び信号光ＴＥに分離し、信号光ＴＭを第１のポートから出力し、信号光ＴＥを第３のポートから出力する。つまり、第１のＰＢＳ１２は、第１のＰＲ１１からの変換後の信号光ＴＭを光回路５内の往路側の作用部３１Ａに出力すると共に、光回路５内の往路側の作用部３１Ａからの信号光ＴＥを第２の導波路３に出力する。

【0028】

第２の変換部６Ａは、第２のＰＢＳ２１Ａと、第２のＰＲ２２Ａとを有する。第２のＰＢＳ２１Ａは、光回路５Ａ内の復路側の作用部３１Ｂと接続する第４のポートと、第２のＰＲ２２Ａと接続する第５のポートと、折り返し導波路７Ａと接続する第６のポートとを有する。第２のＰＢＳ２１Ａは、第４のポートからの信号光を信号光ＴＭ及び信号光ＴＥに分離し、信号光ＴＭを第５のポートから出力し、信号光ＴＥを第６のポートから出力する。つまり、第２のＰＢＳ２１Ａは、光回路５Ａ内の復路側の作用部３１Ｂからの信号光ＴＭを第２のＰＲ２２Ａに出力すると共に、折り返し導波路７Ａからの信号光ＴＥを光回路５Ａ内の復路側の作用部３１Ｂに出力する。

【0029】

第２のＰＲ２２Ａは、第２のＰＢＳ２１Ａと接続する第１のポートと、折り返し導波路７Ａと接続する第２のポートとを有し、第２のＰＢＳ２１Ａからの信号光ＴＭを信号光ＴＥに変換し、変換後の信号光ＴＥを折り返し導波路７Ａに出力する。

【0030】

光回路５Ａは、第１の変換部４からの信号光ＴＭを光処理すると共に、第２の変換部６Ａからの信号光ＴＥを光処理することで合計２回の光処理を実現する。その結果、光回路５Ａの機能を最大２倍にし、消費電力の低減及び光デバイス１Ａの小型化を図ることができる。

【0031】

実施例２Ａの光デバイス１Ａでは、光回路５Ａ内の導波路長が長い場合、光回路５Ａの前後に第１の変換部４及び第２の変換部６Ａを並列配置したので、光デバイス１Ａの小型化を図ることができる。

【0032】

尚、実施例２Ａの光デバイス１Ａの光回路５Ａでは、第１の変換部４で信号光ＴＥを信号光ＴＭに変換すると共に、第２の変換部６Ｂで信号光ＴＭを信号光ＴＥに変換する、すなわち直交する偏波に変換する場合を例示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、直交する高次モードに変換する場合にも適用可能である。そこで、その実施の形態につき、実施例２Ｂとして以下に説明する。

【0033】

図２Ｂは、実施例２Ｂの光デバイス１Ｘの一例を示す説明図である。尚、実施例２Ａの光デバイス１Ａと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図２Ｂに示す光デバイス１Ｘは、第１の導波路２と、第２の導波路３と、第１の変換部４Ｘである第１のモード変換部８と、光回路５Ａと、第２の変換部６Ｘである第２のモード変換部９と、折り返し導波路７Ａとを有する。光回路５Ａは、図２Ａに示す光回路と同一の構成である。

【0034】

第１のモード変換部８は、モード変換結合部（Mode Convertor and Combiner）である。第１のモード変換部８は、第１の導波路２と接続する第１のポートと、光回路５Ａと接続する第２のポートと、第２の導波路３と接続する第３のポートとを有し、第１の導波路２からの信号光ＴＥ０を信号光ＴＥ１に高次モード変換し、高次モード変換後の信号光ＴＥ１を光回路５Ａに出力する。尚、信号光ＴＥ０と信号光ＴＥ１とは直交した関係にある。尚、信号光ＴＥ０は、例えば、第１の光特性を有する信号光とした場合、信号光ＴＥ１は、例えば、第２の光特性を有する信号光とする。

【0035】

光回路５Ａは、第１のモード変換部８と往路側の作用部３１Ａとを接続する第１のポートと、第２のモード変換部９と復路側の作用部３１Ｂとを接続する第２のポートとを有する。光回路５Ａは、第１のモード変換部８からのモード変換後の信号光ＴＥ１を光処理し、光処理後の信号光ＴＥ１を第２のモード変換部９に出力する。往路側の作用部３１Ａは、往路側の導波路を有し、往路側の導波路を導波する信号光を電気信号で光処理する。更に、復路側の作用部３１Ｂは、復路側の導波路を有し、復路側の導波路を導波する信号光を電気信号で光処理する。

【0036】

第２のモード変換部９は、モード変換結合部である。第２のモード変換部９は、回路５Ａ内の復路側の作用部３１Ｂと接続する第４のポートと、折り返し導波路７Ａの一方と接続する第５のポートと、折り返し導波路７Ａの他方と接続する第６のポートとを有する。第２のモード変換部９は、光回路５Ａからの光処理後の信号光ＴＥ１を信号光ＴＥ０に変換し、変換後の信号光ＴＥ０を光回路５Ａ内の復路側の作用部３１Ｂに出力する。

【0037】

光回路５Ａは、第２のモード変換部９からの変換後の信号光ＴＥ０を光処理し、光処理後の信号光ＴＥ０を第１のモード変換部８に出力する。そして、第１のモード変換部８は、光回路５Ａ内の往路側の作用部３１Ａからの信号光ＴＥ０を第２の導波路３に出力する。

【0038】

光回路５Ａは、第１のモード変換部８からの信号光ＴＥ１を光処理すると共に、第２のモード変換部９からの信号光ＴＥ０を光処理することで合計２回の光処理を実現する。その結果、光回路５Ａの機能を最大２倍にし、消費電力の低減及び光デバイス１Ｘの小型化を図ることができる。

【0039】

実施例２Ｂの光デバイス１Ｘでは、光回路５Ａ内の導波路長が長い場合、光回路５Ａの前後に第１のモード変換部８及び第２のモード変換部９を並列配置したので、光デバイス１Ｘの小型化を図ることができる。

【0040】

尚、実施例２Ａの光デバイス１Ａでは、光回路５Ａを通過する第１の変換部４からの信号光ＴＭと第２の変換部６Ａからの信号光ＴＥとが逆進する。従って、例えば、第１のＰＢＳ１２Ａ及び第１のＰＲ１１の不完全性により折り返しの信号光ＴＥが第１の導波路２を逆進する反射戻り光が発生することも考えられる。そこで、このような反射戻り光を抑制できる光デバイスの実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。