JP5088052B2 - 偏光多重送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光状態が互いに直交し、それぞれ変調された各強度変化する信号成分を多重した偏光多重光を生成する偏光多重送信装置に関する。

近年、ネットワークを流れる情報の増大に対応するため、光伝送システムの大容量化が求められている。光伝送システムを大容量化させるための手法として、光がもつ物理量の１つである偏光（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を用いた多重化（Ｍｕｘ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が検討されている。偏光多重は、例えば偏光状態が互いに直交する２つの光成分を結合器によって結合することで行う。

図１４は、偏光多重された偏光多重光を示す概念図（その１）である。図１４において、軸Ｈおよび軸Ｖは、互いに直交する水平方向および垂直方向を示している。偏光多重光１４００は、水平方向の強度変化する信号成分１４１０と、垂直方向の強度変化する信号成分１４２０と、を含んでいる。ここでは、強度変化する信号成分１４１０および強度変化する信号成分１４２０のタイミングが同位相であるタイムアラインド（Ｔｉｍｅ−Ａｌｉｇｎｅｄ）偏光多重となっている。なお、「強度変化する信号成分」は「強度変化信号成分」としても呼ぶ。

なお、図１４ならびに以下の説明では、偏光多重光は互いに直交する直線偏光状態を多重することを想定した記述としている。例えば直線偏光の偏光面を意識して「偏光方向」と記述しているが、実際には直線偏光に限らず、互いに直交する偏光状態であれば、楕円偏光や円偏光であってもよく、この場合、「偏光方向」は「偏光状態」と読み替えるべきものである。

図１５は、偏光多重された偏光多重光を示す概念図（その２）である。図１５に示すように、偏光多重光１４００に含まれる強度変化する信号成分１４１０および強度変化する信号成分１４２０をパルス繰り返し周期の半分だけ時間的にずらしたタイムインターリーブド偏光多重（Ｔｉｍｅ−Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｕｘ）による伝送は、光ファイバのもつ非線形雑音に強いことが知られている（たとえば、下記非特許文献１参照。）。

図１６は、従来の偏光多重送信装置の構成を示すブロック図（その１）である。図１６に示すように、従来の偏光多重送信装置１６００は、光送信装置１６１１および光送信装置１６１２（ＯＰＴＩＣＡＬ ＳＥＮＤＥＲ）から出力された各強度変化する信号の偏光方向を、偏光調節部１６２１および偏光調節部１６２２によって互いに直交させ、光結合装置１６３０（ＯＰＴＩＣＡＬ ＡＤＤＥＲ）によって結合することで偏光多重（図１４参照）を行う（たとえば、下記特許文献１参照。）。

図１７は、従来の偏光多重送信装置の構成を示すブロック図（その２）である。図１７に示すように、従来の偏光多重送信装置１７００は、光送信装置１７１０（Ｍ．Ｌ．Ｌ：Ｍｏｄｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌａｓｅｒ）から出力されたＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）光パルス列を分岐部１７１０によって分岐し、各分岐光を変調装置１７３１，１７３２（ＭＯＤ．）によって変調し、多重部１７４０（ＰＯＬ．ＳＰＬＩＴＴＥＲ）によって結合することで偏光多重を行う。

このとき、変調装置１７３１および多重部１７４０の間に遅延調節回路１７５０を設け、遅延調節回路１７５０によって分岐光の一方を１パルス分遅延させて各分岐光を時間的にずらすことで、タイムインターリーブド偏光多重（図１５参照）を行う。ここでは、遅延調節回路１７５０は、通過する分岐光を反射させながら迂回させる複数のミラーによって構成されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。

Ｄ．Ｖａｎ Ｄｅｎ Ｂｏｒｎｅ，Ｅｔ．Ａｌ．，"１．６−Ｂ／Ｓ／Ｈｚ Ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｖｅｒ １７００ Ｋｍ Ｏｆ Ｓｓｍｆ Ｕｓｉｎｇ ４０ Ｘ ８５．６−Ｇｂ／Ｓ Ｐｏｌｍｕｘ−Ｒｚ−Ｄｑｐｓｋ"，Ｊｌｔ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１，２００７ 米国特許第６５８０５３５号明細書 米国特許第５１１１３２２号明細書

しかしながら、図１６に示した従来技術では、光送信装置を２台設けるため（光送信装置１６１１，１６１２）、連続光を生成するＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）も２台必要となる。このため、装置が大型化し、製造コストが増加するという問題がある。また、ＬＤによって生成した連続光を光分割器によって強度変化する信号に変換する場合は、強度変化する信号のパワーが連続光の半分に減衰する。このため、必要な偏光多重光のパワーを得るための消費電力が倍増するという問題がある。

また、図１７に示した従来技術では、機械的可動部品を含んで構成される遅延調節回路１７５０を設けるため、装置が大型化し、製造コストが増加するという問題がある。また、さまざまな信号フォーマット（例えばＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）、ＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｅｔｈｅｒなど）に対応するために、偏光多重光の変調をビットレート可変とする場合には、ビットレートの変化に応じて各分岐光の時間的なずれを調節する必要がある。遅延調節回路１７５０によって各分岐光の時間的なずれを調節する場合は、遅延調節回路１７５０の構成および制御が複雑となるという問題がある。

本発明は、上述した問題点を解消するものであり、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる偏光多重送信装置を提供することを目的とする。

この偏光多重送信装置は、偏光方向が互いに直交し、それぞれ変調された各強度変化する信号成分を多重した偏光多重光を生成する偏光多重送信装置において、光源によって生成された光を、入力されるクロック信号と同期する強度変化信号成分および前記クロック信号と反転同期する強度変化信号成分に変換する変換手段と、前記変換手段によって変換された各強度変化する信号成分をそれぞれ変調する変調手段と、前記各強度変化する信号成分の偏光状態を互いに直交させる偏光調節手段と、を備えることを要件とする。

上記構成によれば、変換手段によって光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤによって各強度変化する信号成分を生成することができる。また、光を互いに反転した２つの強度変化する信号成分に変換することで、遅延調節回路を用いることなく各強度変化する信号成分を時間的にずらすことができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

開示の偏光多重送信装置は、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる偏光多重送信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（本発明の概要）
図１は、本発明にかかる偏光多重送信装置の構成の概要を示すブロック図である。本発明にかかる偏光多重送信装置は、偏光方向が互いに直交し、それぞれ変調された各強度変化する信号成分を多重した偏光多重光を生成する偏光多重送信装置である。図１に示すように、本発明にかかる偏光多重送信装置１００は、光源１１０と、変換部１２０と、変調部１３０と、偏光調節部１４０と、を備えている。

光源１１０は、偏光を生成して変換部１２０へ出力する。この偏光は連続光（ＣＷ光：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ光）、パルス光などであってよい。以下の説明では、光源１１０の出力が連続光である場合を例に説明する。光源１１０は、たとえばＬＤである。変換部１２０には、光源１１０から出力された連続光と、クロック信号（ＣＬＫ）と、が入力される。変換部１２０へ入力されるクロック信号は、周期的に「０」と「１」が切り替わる交番の電気信号であり、たとえば正弦波、三角波または矩形波などである。

変換部１２０は、光源１１０から出力された連続光を、入力されるクロック信号と同期する強度変化信号成分およびクロック信号と反転同期する強度変化信号成分に変換する。クロック信号と同期する強度変化信号成分とは、クロック信号と励起タイミングが一致する強度変化信号成分である。クロック信号と反転同期する強度変化信号成分とは、反転したクロック信号と励起タイミングが一致する強度変化信号成分である。

クロック信号と同期する強度変化信号成分およびクロック信号と反転同期する強度変化信号成分は、異なる経路に分岐された２つの強度変化する信号成分である。または、クロック信号と同期する強度変化信号成分およびクロック信号と反転同期する強度変化信号成分は、１つの経路を通過する光に含まれる２つの強度変化する信号成分である。変換部１２０は、変換した各強度変化する信号成分を変調部１３０へ出力する。

変調部１３０には、変換部１２０から出力された各強度変化する信号成分および２つのデータ信号ＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２が入力される。変調部１３０は、変換部１２０から出力された、クロック信号と同期した強度変化する信号成分をＤＡＴＡ１（第１データ信号）に基づいて変調する。また、変調部１３０は、変換部１２０から出力された、クロック信号と反転同期した強度変化する信号成分をＤＡＴＡ２（第２データ信号）に基づいて変調する。

たとえば、変調部１３０は、変換部１２０へ入力されるクロック信号と同期したクロック信号と、このクロック信号を反転させた反転クロック信号と、に基づいて各強度変化する信号成分を変調するタイミングの同期をとる。変調部１３０は、変調した各強度変化する信号成分を偏光調節部１４０へ出力する。変調部１３０の変調方式には、強度変調、位相変調または周波数変調など、偏光変調以外のあらゆる変調方式を単独または組み合わせて用いることができる。

偏光調節部１４０は、変調部１３０から出力された各強度変化する信号成分の偏光方向を互いに直交させる。偏光調節部１４０は、たとえば２本の偏光保持ファイバである。この場合は、一方の偏光保持ファイバが、各強度変化する信号成分の一方を通過させ、通過させる強度変化する信号成分の偏光方向を水平方向に保持した状態で出力する。また、他方の偏光保持ファイバが各強度変化する信号成分の他方を通過させ、通過させる強度変化する信号成分の偏光方向を垂直方向に保持した状態で出力する。

また、偏光調節部１４０は、たとえば２つの偏光素子であってもよい。この場合は、一方の偏光素子が、各強度変化する信号成分の一方を通過させ、通過させる強度変化する信号成分の水平方向の成分のみを通過させて出力する。また、他方の偏光素子が、各強度変化する信号成分の他方を通過させ、通過させる強度変化する信号成分の垂直方向の成分のみを通過させて出力する。

また、偏光調節部１４０は、光の偏光方向を水平方向および垂直方向に変化させる偏光スイッチであってもよい。偏光スイッチとしては、例えばデバイスに電圧をかけることにより入力偏光を特定の角度に、素早く再現性を持って回転させるものが知られている。またこの場合は、偏光調節部１４０によって偏光方向が水平方向および垂直方向に変化する連続光のうちの水平成分および垂直成分を変換部１２０によってそれぞれ強度変化する信号成分に変換する。

これにより、変調部１３０から出力された各強度変化する信号成分の偏光方向が互いに直交し、それぞれ変調された各強度変化する信号成分が互いに反転した符号タイミングで出力される。各強度変化する信号成分は互いに反転しているため、各強度変化する信号成分を偏光多重した偏光多重光はタイムインターリーブド偏光多重光となる。なお、ここでは偏光調節部１４０を変換部１２０の後段に設ける構成を説明したが、偏光調節部１４０を変換部１２０の前段に設けてもよいし、偏光調節部１４０を変換部１２０と一体的に構成してもよい。

このように、本発明にかかる偏光多重送信装置１００によれば、変換部１２０によって連続光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤによって各強度変化する信号成分を生成することができる。また、連続光を互いに反転した２つの強度変化する信号成分に変換することで、遅延調節回路を用いることなく各強度変化する信号成分を時間的にずらすことができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

（実施の形態１）
図２は、実施の形態１にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、実施の形態１にかかる偏光多重送信装置２００は、ＬＤ２１０と、光スイッチ２２０と、変調装置２３１，２３２（Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と、偏光調節部２４１，２４２と、偏光ビームコンバイナ２５０（ＰＢＣ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）と、を備えている。ＬＤ２１０は、図１に示した光源１１０に対応している。ＬＤ２１０は、連続光を生成して光スイッチ２２０へ出力する（符号Ａ）。

光スイッチ２２０は、図１に示した変換部１２０に対応している。光スイッチ２２０には、ＬＤ２１０から出力された連続光およびクロック信号が入力される。光スイッチ２２０は、ＬＤ２１０から出力された連続光を、入力されるクロック信号に応じた割合で２つの経路へ配分する。２つの経路は、ここでは、変調装置２３１へ接続された経路と、変調装置２３２へ接続された経路である。

具体的には、光スイッチ２２０は、入力された連続光のうちの、クロック信号に応じたパワーの光成分を変調装置２３１へ出力する（符号Ｂ）。また、光スイッチ２２０は、入力された連続光のうちの、変調装置２３１へ出力しない光成分を変調装置２３２へ出力する（符号Ｃ）。これにより、ＬＤ２１０から出力された連続光が、クロック信号と同期する強度変化信号成分およびクロック信号と反転同期する強度変化信号成分に変換される。

変調装置２３１および変調装置２３２は、図１に示した変調部１３０に対応している。変調装置２３１には、光スイッチ２２０から出力された強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ１が入力される。変調装置２３１は、光スイッチ２２０から出力された強度変化する信号成分をＤＡＴＡ１に基づいて変調する。また、変調装置２３１は、クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。変調装置２３１は、変調した強度変化する信号成分を偏光調節部２４１へ出力する。

変調装置２３２には、光スイッチ２２０から出力された強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ２が入力される。変調装置２３２は、光スイッチ２２０から出力された強度変化する信号成分をＤＡＴＡ２に基づいて変調する。また、変調装置２３２は、クロック信号と反転同期して強度変化する信号成分を変調する。変調装置２３２は、変調した強度変化する信号成分を偏光調節部２４２へ出力する。

偏光調節部２４１および偏光調節部２４２は、図１に示した偏光調節部１４０に対応している。偏光調節部２４１および偏光調節部２４２は、変調装置２３１および変調装置２３２から出力された各強度変化する信号成分の偏光方向をそれぞれ調節することで、偏光ビームコンバイナ２５０へ入力される各強度変化する信号成分の偏光方向を互いに直交させる。以下、偏光方向が水平方向の光成分を水平成分、偏光方向が垂直方向の光成分を垂直成分という。

偏光調節部２４１および偏光調節部２４２は、偏光方向を調節した各強度変化する信号成分を偏光ビームコンバイナ２５０へそれぞれ出力する。偏光ビームコンバイナ２５０は、偏光調節部２４１から出力された強度変化する信号成分と、偏光調節部２４２から出力された強度変化する信号成分と、を結合することで、これらの強度変化する信号成分を偏光多重する。偏光ビームコンバイナ２５０は、偏光多重した偏光多重光を外部へ出力する（符号Ｄ）。

図３は、実施の形態１にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。図３において、横軸（ｔ）は、実施の形態１にかかる偏光多重送信装置２００の各部の光または電気信号に共通の時間を示している。波形３１０は、光スイッチ２２０へ入力されるクロック信号（ＣＬＫ）を示している。また、縦軸のＨ−ｐｏｌ．は光の水平成分を示している。Ｖ−ｐｏｌ．は光の垂直成分を示している。

符号Ａは、ＬＤ２１０から光スイッチ２２０へ出力される連続光（図２符号Ａ参照）の波形（３２１，３２２）を示している。波形３２１は、ＬＤ２１０から出力される連続光の水平成分を示している。波形３２２は、ＬＤ２１０から出力される連続光の垂直成分を示している。波形３２１および波形３２２に示すように、ＬＤ２１０から出力される連続光は水平成分のみを含んでおり、垂直成分を含んでいない。

符号Ｂは、光スイッチ２２０から変調装置２３１へ出力される強度変化する信号成分（図２符号Ｂ参照）の波形（３３１，３３２）を示している。波形３３１は、変調装置２３１へ出力される強度変化する信号成分の水平成分を示している。波形３３２は、変調装置２３１へ出力される強度変化する信号成分の垂直成分を示している。波形３３１に示すように、変調装置２３１へ出力される強度変化する信号成分は、クロック信号（符号３１０参照）と同期する。

符号Ｃは、光スイッチ２２０から変調装置２３２へ出力される強度変化する信号成分（図２符号Ｃ参照）の波形（３４１，３４２）を示している。波形３４１は、変調装置２３２へ出力される強度変化する信号成分の水平成分を示している。波形３４２は、変調装置２４１へ出力される強度変化する信号成分の垂直成分を示している。波形３４１に示すように、変調装置２３２へ出力される強度変化する信号成分は、クロック信号（符号３１０参照）と反転同期する。

波形３５０は、変調装置２３１へ入力されるＤＡＴＡ１の波形を示している。波形３５０に示すように、変調装置２３１へ入力されるＤＡＴＡ１は、クロック信号（符号３１０参照）と同期して入力される。波形３６０は、変調装置２３２へ入力されるＤＡＴＡ２の波形を示している。波形３６０に示すように、変調装置２３２へ入力されるＤＡＴＡ２は、クロック信号（符号３１０参照）と反転同期して入力される。

符号Ｄは、偏光ビームコンバイナ２５０から出力される偏光多重光（図２符号Ｄ参照）の波形（３７１，３７２）を示している。波形３７１は、偏光ビームコンバイナ２５０から出力される偏光多重光の水平成分を示している。波形３７２は、偏光ビームコンバイナ２５０から出力される偏光多重光の垂直成分を示している。

波形３７１および波形３７２に示すように、偏光ビームコンバイナ２５０から出力される偏光多重光の水平成分と垂直成分とは互いに反転した強度変化する信号成分となる。このため、偏光ビームコンバイナ２５０から出力される偏光多重光は、水平成分と垂直成分とが時間的にずれたタイムインターリーブド偏光多重光になる（図１５参照）。

図４は、実施の形態１にかかる偏光多重送信装置の実施例を示すブロック図である。図４において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すように、偏光多重送信装置４００は、ＬＤ２１０と、クロック発振器４１０と、反転回路４１１と、光スイッチ４２０と、ＤＦＦ回路４３１，４３２と、位相変調装置（ＱＰＳＫ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）４４１，４４２と、偏光保持ファイバ４５１，４５２（ＰＭＦ）と、偏光ビームコンバイナ２５０と、を備えている。

ＬＤ２１０は、連続光を生成して光スイッチ４２０へ出力する。クロック発振器４１０は、クロック信号を生成する。クロック発振器４１０は、生成したクロック信号を、光スイッチ４２０、ＤＦＦ回路４３１およびＤＦＦ回路４３２へ出力する。反転回路４１１は、クロック発振器４１０からＤＦＦ回路４３２の間に設けられ、クロック発振器４１０からＤＦＦ回路４３２へ出力されるクロック信号を反転させて反転クロック信号にする。

光スイッチ４２０は、図２に示した光スイッチ２２０に対応している。光スイッチ４２０は、電気光学基板にマッハツェンダ型の光導波路を設けて構成されたマッハツェンダ型の光スイッチである。マッハツェンダ型の光導波路は、分岐部４２１と、平行導波路４２２ａ，４２２ｂと、結合部４２３と、から構成されている。分岐部４２１は、ＬＤ２１０から出力された連続光を分岐する。

分岐部４２１は、分岐した各連続光をそれぞれ平行導波路４２２ａ，４２２ｂへ出力する。平行導波路４２２ａ，４２２ｂは、分岐部４２１から出力された連続光をそれぞれ通過させて結合部４２３へ出力する。平行導波路４２２ａには移相器４２４が設けられている。移相器４２４は、クロック発振器４１０から出力されたクロック信号に応じて、平行導波路４２２ａを通過する連続光の位相を０およびπに変化させる。

結合部４２３は、平行導波路４２２ａ，４２２ｂから出力された各連続光を結合する。結合部４２３は出力部４２５ａおよび出力部４２５ｂを有している。結合部４２３によって結合された光は、干渉条件に応じた割合で出力部４２５ａおよび出力部４２５ｂへ配分される。結合部４２３は、たとえば２入力２出力の光カプラである。

たとえば、結合部４２３へ出力される各連続光の位相差が０であり明干渉となるときは、結合部４２３によって結合された光のすべての成分が出力部４２５ａから出力される。また、結合部４２３へ出力される各連続光の位相差がπであり暗干渉となるときは、結合部４２３によって結合された光のすべての成分が出力部４２５ｂから出力される。

平行導波路４２２ａから結合部４２３へ出力される連続光の位相は、クロック信号に応じて０およびπに変化する。一方、平行導波路４２２ｂから結合部４２３へ出力される連続光の位相は、クロック信号に応じて変化しない。このため、結合部４２３へ出力される各連続光の位相差はクロック信号に応じて０およびπに変化する。

このため、結合部４２３によって結合された光は、クロック信号に応じた割合で出力部４２５ａおよび出力部４２５ｂへ配分される。クロック信号が「１」のときに各連続光の位相差が０になり、クロック信号が「０」のときに各連続光の位相差がπになる場合は、出力部４２５ａへ配分された光成分は、クロック信号と同期する強度変化信号成分となる。出力部４２５ｂへ配分された光成分は、クロック信号と反転同期する強度変化信号成分となる。

クロック信号と同期する強度変化信号成分は、位相変調装置４４１へ出力される。クロック信号と反転同期する強度変化信号成分は、位相変調装置４４２へ出力される。ＤＦＦ（Ｄｅｌａｙ Ｆｌｉｐ Ｆｌｏｐ）回路４３１には、クロック発振器４１０から出力されたクロック信号と、２値のデータ信号であるＤＡＴＡ１（Ｉ，Ｑ）と、が入力される。ＤＦＦ回路４３１は、入力されるクロック信号と同期してＤＡＴＡ１を位相変調装置４４１へ出力する。

ＤＦＦ回路４３２には、クロック発振器４１０から出力され、反転回路４１１によって反転した反転クロック信号と、２値のデータ信号であるＤＡＴＡ２（Ｉ，Ｑ）と、が入力される。ＤＦＦ回路４３２は、入力される反転クロック信号と同期して、ＤＡＴＡ２を位相変調装置４４２へ出力する。すなわち、ＤＦＦ回路４３２は、クロック発振器４１０から出力されたクロック信号と反転同期してＤＡＴＡ２を位相変調装置４４２へ出力する。

位相変調装置４４１は、図２に示した変調装置２３１に対応している。位相変調装置４４１には、光スイッチ４２０から出力された強度変化する信号成分と、ＤＦＦ回路４３１から出力されたＤＡＴＡ１と、が入力される。この強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ１はクロック信号と同期している。位相変調装置４４１は、ＤＡＴＡ１に基づいて強度変化する信号成分に対して４値の位相変調を行い、偏光保持ファイバ４５１へ出力する。

位相変調装置４４２は、図２に示した変調装置２３２に対応している。位相変調装置４４２には、光スイッチ４２０から出力された強度変化する信号成分と、ＤＦＦ回路４３２から出力されたＤＡＴＡ２と、が入力される。この強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ２は、クロック信号と反転同期している。位相変調装置４４２は、ＤＡＴＡ２に基づいて強度変化する信号成分に対して４値の位相変調を行い、偏光保持ファイバ４５２へ出力する。

４値の位相変調（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を行う位相変調装置４４１は、たとえば、並列に接続され、それぞれ０およびπの位相変調を行う２つのマッハツェンダ型の位相変調装置と、これらの位相変調装置の一方の変調光の位相をπ／２だけ変化させる移相器と、によって構成される。また、位相変調装置４４２についても、同様の構成により４値の位相変調を行うことができる。

ただし、４値の位相変調を行う変調装置の構成はこれ以外にも公知であり、その如何を問わない。また、同様の回路構成で差動４値位相変調（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＱＰＳＫ）に対応することもできる。また、ＤＦＦ回路４３１、４３２をデジタル・アナログ（ＤＡ）変換装置とすることにより、４値以上の位相変調や直交振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などに対応する構成となる。また、位相変調装置４４１、４４２の所要駆動振幅に対してＤＦＦ回路４３１、４３２の出力振幅が不足する場合には、図示しない駆動用増幅回路を具備してこれを補ってもよい。

また、光スイッチ４２０および位相変調装置４４１，４４２は、１つの電気光学基板上に一体的に設けてもよい。偏光保持ファイバ４５１，４５２（ＰＭＦ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ）は、図２に示した偏光調節部２４１および偏光調節部２４２にそれぞれ対応している。偏光保持ファイバ４５１および偏光保持ファイバ４５２は、それぞれ位相変調装置４４１および位相変調装置４４２から出力された各強度変化する信号成分の偏光方向を直交させた状態で保持する。

なお、図４に示した実施例では光スイッチ４２０を構成する平行導波路４２２ａ，４２２ｂの一方のみに移相器４２４を具備する場合を示したが、平行導波路４２２ａ，４２２ｂのそれぞれに移相器を具備し、それぞれクロックと反転クロックで駆動するようにしてもよい。また、上記の実施例では４値の位相変調を行う場合の一例を示したが、強度変調、位相変調、周波数変調、ないしはそれらの組み合わせであってもよく、その場合には位相変調装置の代わりに強度変調装置や周波数変調装置を用いてもよい。

偏光保持ファイバ４５１および偏光保持ファイバ４５２は、偏光方向を保持した各強度変化する信号成分が偏光ビームコンバイナ２５０で直交偏光状態をもって合波されるように出力する。偏光ビームコンバイナ２５０は、偏光保持ファイバ４５１および偏光保持ファイバ４５２から出力された各強度変化する信号成分を結合することで、これらの強度変化する信号成分を偏光多重する。偏光ビームコンバイナ２５０は、偏光多重した偏光多重光を外部へ出力する。

このように、実施の形態１にかかる偏光多重送信装置２００によれば、光スイッチ２２０（光スイッチ４２０）を用いて連続光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤ２１０によって各強度変化する信号成分を生成することができる。また、連続光を２つの反転強度変化する信号成分に変換することで、遅延調節回路（図１７符号１７５０参照）を用いることなく各強度変化する信号成分を時間的にずらすことができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

また、連続光を互いに反転した２つの強度変化する信号成分に分離することで、連続光を減衰させずに２つの強度変化する信号成分に変換することができる。このため、必要な偏光多重光のパワーを得るための消費電力を低下させることができる。たとえば、連続光を光分割器によって減衰させることで強度変化する信号成分に変換する場合と比べて、偏光多重送信装置２００によれば消費電力を半分程度に低下させることができる。

また、クロック信号のビットレートを可変にすることで、出力される偏光多重光を可変ビットレートにすることができる。このとき、光スイッチ２２０からは、各強度変化する信号成分が常に互いに反転した状態で出力されるため、ビットレートの変化に応じて各強度変化する信号成分の時間的なずれを調節する必要がない。このため、簡単な構成および制御によって可変ビットレートに対応したタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、実施の形態２にかかる偏光多重送信装置５００は、ＬＤ５１０と、偏光スイッチ５２０と、偏光ビームスプリッタ５３０（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ）と、変調装置５４１と、変調装置５４２と、偏光ビームコンバイナ５５０と、を備えている。ＬＤ５１０は、図１に示した光源１１０に対応している。ＬＤ５１０は、連続光を生成して偏光スイッチ５２０へ出力する（符号Ａ）。

偏光スイッチ５２０および偏光ビームスプリッタ５３０は、図１に示した変換部１２０および偏光調節部１４０に対応している。偏光スイッチ５２０には、ＬＤ５１０から出力された連続光と、クロック信号と、が入力される。偏光スイッチ５２０は、ＬＤ５１０から出力された連続光の偏光方向を、入力されるクロック信号に応じて水平方向（特定方向）および垂直方向（特定方向と直交する方向）に変化させる。

偏光スイッチ５２０は、偏光方向を変化させた連続光を偏光ビームスプリッタ５３０へ出力する（符号Ｂ）。偏光ビームスプリッタ５３０は、偏光スイッチ５２０から出力された連続光を、水平成分および垂直成分に分離する。偏光ビームスプリッタ５３０は、分離した水平成分を変調装置５４１へ出力し（符号Ｃ）、分離した垂直成分を変調装置５４２へ出力する（符号Ｄ）。

偏光スイッチ５２０から出力された連続光の偏光方向は、クロック信号に応じて水平方向および垂直方向に変化する。このため、偏光ビームスプリッタ５３０から出力される各光成分は、互いに反転した強度変化する信号成分になる。また、偏光ビームスプリッタ５３０によって分離された各強度変化する信号成分の偏光方向は互いに直交する。

クロック信号が「１」のときに連続光の偏光方向が水平方向になり、クロック信号が「０」のときに連続光の偏光方向が垂直方向になるとすると、偏光ビームスプリッタ５３０から変調装置５４１へ出力された強度変化する信号成分は、クロック信号と同期する強度変化信号成分になる。また、偏光ビームスプリッタ５３０から変調装置５４２へ出力された光成分は、クロック信号と反転同期する強度変化信号成分になる。

変調装置５４１および変調装置５４２は、図１に示した変調部１３０に対応している。変調装置５４１には、偏光ビームスプリッタ５３０から出力された強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ１が入力される。変調装置５４１は、偏光ビームスプリッタ５３０から出力された強度変化する信号成分をＤＡＴＡ１に基づいて変調する。また、変調装置５４１は、クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。変調装置５４１は、変調した強度変化する信号成分を偏光ビームコンバイナ５５０へ出力する。

変調装置５４２には、偏光ビームスプリッタ５３０から出力された強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ２が入力される。変調装置５４２は、偏光ビームスプリッタ５３０から出力された強度変化する信号成分を、ＤＡＴＡ２に基づいて変調する。また、変調装置５４２は、クロック信号と反転同期して強度変化する信号成分を変調する。変調装置５４２は、変調した強度変化する信号成分を偏光ビームコンバイナ５５０へ出力する。

偏光ビームコンバイナ５５０へ入力される各強度変化する信号成分の偏光方向は、偏光スイッチ５２０および偏光ビームスプリッタ５３０の動作により互いに直交している。偏光ビームコンバイナ５５０は、変調装置５４１から出力された強度変化する信号成分と、変調装置５４２から出力された強度変化する信号成分と、を結合することで、これらの強度変化する信号成分を偏光多重する。偏光ビームコンバイナ５５０は、偏光多重した偏光多重光を外部へ出力する（符号Ｅ）。

図６は、実施の形態２にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。図６において、横軸（ｔ）は、実施の形態２にかかる偏光多重送信装置５００の各部の光または電気信号に共通の時間を示している。波形６１０は、偏光スイッチ５２０へ入力されるクロック信号（ＣＬＫ）を示している。また、縦軸のＨ−ｐｏｌ．は光の水平成分を示している。Ｖ−ｐｏｌ．は光の垂直成分を示している。

符号Ａは、ＬＤ５１０から偏光スイッチ５２０へ出力される連続光（図５符号Ａ参照）の波形（６２１，６２２）を示している。波形６２１は、ＬＤ５１０から出力される連続光の水平成分を示している。波形６２２は、ＬＤ５１０から出力される連続光の垂直成分を示している。波形６２１および波形６２２に示すように、ＬＤ５１０から出力される連続光は水平成分のみを含んでおり、垂直成分を含んでいない。

符号Ｂは、偏光スイッチ５２０から偏光ビームスプリッタ５３０へ出力される連続光（図５符号Ｂ参照）の波形（６３１，６３２）を示している。波形６３１および波形６３２は、偏光スイッチ５２０から出力される連続光の水平成分および垂直成分をそれぞれ示している。波形６３１および波形６３２に示すように、偏光スイッチ５２０から出力される連続光は、クロック信号（符号６１０参照）と同期した強度変化する信号成分と、クロック信号と反転同期した強度変化する信号成分と、を含んでいる。

符号Ｃは、偏光ビームスプリッタ５３０から変調装置５４１へ出力される強度変化する信号成分（図５符号Ｃ参照）の波形（６４１，６４２）を示している。波形６４１は、変調装置５４１へ出力される強度変化する信号成分の水平成分を示している。波形６４２は、変調装置５４１へ出力される強度変化する信号成分の垂直成分を示している。波形６４１に示すように、変調装置５４１へ出力される強度変化する信号成分は、クロック信号（符号６１０参照）と同期する。

符号Ｄは、偏光ビームスプリッタ５３０から変調装置５４２へ出力される強度変化する信号成分（図５符号Ｄ参照）の波形（６５１，６５２）を示している。波形６５１は、変調装置５４２へ出力される強度変化する信号成分の水平成分を示している。波形６５２は、変調装置５４２へ出力される強度変化する信号成分の垂直成分を示している。波形６５２に示すように、変調装置５４２へ出力される強度変化する信号成分は、クロック信号（符号６１０参照）と反転同期する。

波形６６０は、変調装置５４１へ入力されるＤＡＴＡ１の波形を示している。波形６６０に示すように、変調装置５４１へ入力されるＤＡＴＡ１は、クロック信号（符号６１０参照）と同期して入力される。波形６７０は、変調装置５４２へ入力されるＤＡＴＡ２の波形を示している。波形６７０に示すように、変調装置５４２へ入力されるＤＡＴＡ２は、クロック信号（符号６１０参照）と反転同期して入力される。

符号Ｅは、偏光ビームコンバイナ５５０から出力される偏光多重光（図５符号Ｅ参照）の波形（６８１，６８２）を示している。波形６８１は、偏光ビームコンバイナ５５０から出力される偏光多重光の水平成分を示している。波形６８２は、偏光ビームコンバイナ５５０から出力される偏光多重光の垂直成分を示している。

波形６８１および波形６８２に示すように、偏光ビームコンバイナ５５０から出力される偏光多重光の水平成分と垂直成分とは互いに反転した強度変化する信号成分となる。このため、偏光ビームコンバイナ５５０から出力される偏光多重光は、水平成分と垂直成分とが時間的にずれたタイムインターリーブド偏光多重光になる（図１５参照）。

このように、実施の形態２にかかる偏光多重送信装置５００によれば、偏光スイッチ５２０および偏光ビームスプリッタ５３０を用いて連続光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤ５１０によって各強度変化する信号成分を生成することができる。また、連続光を２つの反転強度変化する信号成分に変換することで、遅延調節回路（図１７符号１７５０参照）を用いることなく各強度変化する信号成分を時間的にずらすことができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

また、連続光を互いに反転した２つの強度変化する信号成分に分離することで、連続光を減衰させずに２つの強度変化する信号成分に変換することができる。このため、必要な偏光多重光のパワーを得るための消費電力を低下させることができる。たとえば、連続光を光分割器によって減衰させることで強度変化する信号成分に変換する場合と比べて、偏光多重送信装置５００によれば消費電力を半分程度に低下させることができる。

また、クロック信号のビットレートを可変にすることで、偏光多重光を可変ビットレートにすることができる。このとき、偏光ビームスプリッタ５３０からは、各強度変化する信号成分が常に互いに反転した状態で出力されるため、ビットレートの変化に応じて各強度変化する信号成分の時間的なずれを調節する必要がない。このため、簡単な構成および制御によって可変ビットレートに対応したタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

また、偏光ビームスプリッタ５３０から出力される各強度変化する信号成分の偏光方向は、常に互いに直交した状態になる。このため、各強度変化する信号成分の偏光方向を調節する偏光調節部を設ける必要がなく、装置のさらなる小型化を図ることができる。また、各強度変化する信号成分の偏光方向を調節する偏光調節部を設け、偏光ビームコンバイナ５５０へ入力される各強度変化する信号成分の偏光方向を精度よく直交させる構成としてもよい。

なお、図示しないが、偏光ビームスプリッタ５３０から出力される各強度変化する信号成分のうち一方または両方の偏光状態を調整する偏光調整部を具備することによって、例えば一旦二つの強度変化する信号成分の偏光方向を一致させたのちに変調装置５４１、５４２へ入射する構成としてもよい。この偏光調整部としては、例えば偏光保持ファイバや、複屈折板などを用いることができる。このような構成をとることによって、変調装置５４１、５４２を同一の電気光学効果を有する基板上に構成することが容易になると考えられる。

（実施の形態３）
図７は、実施の形態３にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。図７に示すように、実施の形態３にかかる偏光多重送信装置７００は、ＬＤ７１０と、分岐部７２０と、光分割器７３１，７３２（Ｐｕｌｓｅ Ｃａｒｖｅｒ，パルス化手段）と、変調装置７４１，７４２と、偏光調節部７５１，７５２と、偏光ビームコンバイナ７６０と、を備えている。ＬＤ７１０は、図１に示した光源１１０に対応している。

ＬＤ７１０は、連続光を生成して分岐部７２０へ出力する（符号Ａ）。分岐部７２０、光分割器７３１および光分割器７３２は、図１に示した変換部１２０に対応している。分岐部７２０は、ＬＤ７１０から出力された連続光を分岐する。分岐部７２０は、分岐した各連続光の一方を光分割器７３１へ出力する（符号Ｂ）。また、分岐部７２０は、分岐した各連続光の他方を光分割器７３２へ出力する（符号Ｄ）。

光分割器７３１には、分岐部７２０から出力された連続光およびクロック信号が入力される。光分割器７３１は、分岐部７２０から出力された連続光を、クロック信号に応じてパルス化し、クロック信号と同期した強度変化する信号成分にするパルス化手段である。光分割器７３１は、パルス化した強度変化する信号成分を変調装置７４１へ出力する（符号Ｃ）。

光分割器７３２には、分岐部７２０から出力された連続光と、クロック信号に対して反転した反転クロック信号と、が入力される。光分割器７３２は、分岐部７２０から出力された連続光を、反転クロック信号に応じてパルス化し、クロック信号に反転同期した強度変化する信号成分にするパルス化手段である。光分割器７３２は、パルス化した強度変化する信号成分を変調装置７４２へ出力する（符号Ｅ）。

変調装置７４１および変調装置７４２は、図１に示した変調部１３０に対応している。変調装置７４１には、光分割器７３１から出力された強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ１が入力される。変調装置７４１は、光分割器７３１から出力された強度変化する信号成分をＤＡＴＡ１に基づいて変調する。また、変調装置７４１は、クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。変調装置７４１は、変調した強度変化する信号成分を偏光調節部７５１へ出力する。

変調装置７４２には、光分割器７３２から出力された強度変化する信号成分およびＤＡＴＡ２が入力される。変調装置７４２は、光分割器７３２から出力された強度変化する信号成分をＤＡＴＡ２に基づいて変調する。また、変調装置７４２は、クロック信号に対して反転した反転クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。変調装置７４２は、変調した強度変化する信号成分を偏光調節部７５２へ出力する。

偏光調節部７５１および偏光調節部７５２は、図１に示した偏光調節部１４０に対応している。偏光調節部７５１および偏光調節部７５２は、変調装置７４１および変調装置７４２からそれぞれ出力された各強度変化する信号成分の偏光方向を調節することで、偏光ビームコンバイナ７６０へ入力される各強度変化する信号成分の偏光方向を互いに直交させる。

偏光調節部７５１および偏光調節部７５２は、偏光方向を調節した各強度変化する信号成分を偏光ビームコンバイナ７６０へそれぞれ出力する。偏光ビームコンバイナ７６０は、偏光調節部７５１から出力された強度変化する信号成分と、偏光調節部７５２から出力された強度変化する信号成分と、を結合することで、これらの強度変化する信号成分を偏光多重する。偏光ビームコンバイナ７６０は、偏光多重した偏光多重光を外部へ出力する（符号Ｆ）。

図８は、実施の形態３にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。図８において、横軸（ｔ）は、実施の形態３にかかる偏光多重送信装置７００の各部の光または電気信号に共通の時間を示している。波形８１０は、分岐部７２０へ入力されるクロック信号（ＣＬＫ）を示している。また、縦軸のＨ−ｐｏｌ．は光の水平成分を示している。Ｖ−ｐｏｌ．は光の垂直成分を示している。

符号Ａは、ＬＤ７１０から分岐部７２０へ出力される連続光（図７符号Ａ参照）の波形（８２１，８２２）を示している。波形８２１は、ＬＤ７１０から出力される連続光の水平成分を示している。波形８２２は、ＬＤ７１０から出力される連続光の垂直成分を示している。波形８２１および波形８２２に示すように、ＬＤ７１０から出力される連続光は水平成分のみを含んでおり、垂直成分を含んでいない。

符号Ｂ，Ｃは、分岐部７２０から光分割器７３１へ出力される連続光（図７符号Ｂ参照）の波形（８３１，８３２）と、光分割器７３１から変調装置７４１へ出力される強度変化する信号成分（図７符号Ｃ参照）の波形（８４１，８４２）と、をそれぞれ示している。波形８３１および波形８３２は、光分割器７３１へ出力される連続光の水平成分および垂直成分をそれぞれ示している。

波形８３１に示すように、光分割器７３１へ出力される連続光は、ＬＤ７１０から出力される連続光（符号８２１参照）の半分のパワーになる。波形８４１および波形８４２は、光分割器７３１から出力される強度変化する信号成分の水平成分および垂直成分をそれぞれ示している。波形８４１に示すように、光分割器７３１から出力される強度変化する信号成分は、クロック信号（符号８１０参照）と同期する。

符号Ｄ，Ｅは、分岐部７２０から光分割器７３２へ出力される連続光（図７符号Ｄ参照）の波形（８５１，８５２）と、光分割器７３２から変調装置７４２へ出力される強度変化する信号成分（図７符号Ｅ参照）の波形（８６１，８６２）と、をそれぞれ示している。波形８５１および波形８５２は、光分割器７３２へ出力される連続光の水平成分および垂直成分をそれぞれ示している。

波形８５２に示すように、光分割器７３２へ出力される連続光は、ＬＤ７１０から出力される連続光（符号８２１参照）の半分のパワーになる。波形８６１および波形８６２は、光分割器７３２から出力される強度変化する信号成分の水平成分および垂直成分をそれぞれ示している。波形８６２に示すように、光分割器７６１から出力される強度変化する信号成分は、クロック信号（符号８１０参照）と反転同期する。

波形８７０は、変調装置７４１へ入力されるＤＡＴＡ１の波形を示している。波形８７０に示すように、変調装置７４１へ入力されるＤＡＴＡ１は、クロック信号（符号８１０参照）と同期して入力される。波形８８０は、変調装置７４２へ入力されるＤＡＴＡ２の波形を示している。波形８８０に示すように、変調装置７４２へ入力されるＤＡＴＡ２は、クロック信号（符号８１０参照）と反転同期して入力される。

符号Ｆは、偏光ビームコンバイナ７６０から出力される偏光多重光（図７符号Ｆ参照）の波形（８９１，８９２）を示している。波形８９１は、偏光ビームコンバイナ７６０から出力される偏光多重光の水平成分を示している。波形８９２は、偏光ビームコンバイナ７６０から出力される偏光多重光の垂直成分を示している。

波形８９１および波形８９２に示すように、偏光ビームコンバイナ７６０から出力される偏光多重光の水平成分と垂直成分とは互いに反転した強度変化する信号成分となる。このため、偏光ビームコンバイナ７６０から出力される偏光多重光は、水平成分と垂直成分とが時間的にずれたタイムインターリーブド偏光多重光になる（図１５参照）。

このように、実施の形態３にかかる偏光多重送信装置７００によれば、分岐部７２０および光分割器７３１，７３２を用いて連続光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤ７１０によって各強度変化する信号成分を生成することができる。また、連続光を２つの反転強度変化する信号成分に変換することで、遅延調節回路（図１７符号１７５０参照）を用いることなく各強度変化する信号成分を時間的にずらすことができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

また、クロック信号のビットレートを可変にすることで、出力される偏光多重光を可変ビットレートにすることができる。このとき、光分割器７３１，７３２からは、各強度変化する信号成分が常に互いに反転した状態で出力されるため、ビットレートの変化に応じて各強度変化する信号成分の時間的なずれを調節する必要がない。このため、簡単な構成および制御によって可変ビットレートに対応したタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

（実施の形態４）
図９は、実施の形態４にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。図９に示すように、実施の形態４にかかる偏光多重送信装置９００は、ＬＤ９１０と、偏光スイッチ９２０と、特定偏光変調装置９３０（第１変調手段）と、特定偏光変調部９４０（第２変調手段）と、を備えている。ＬＤ９１０は、図１に示した光源１１０に対応している。ＬＤ９１０は、連続光を生成して偏光スイッチ９２０へ出力する（符号Ａ）。

偏光スイッチ９２０は、図１に示した変換部１２０および偏光調節部１４０に対応している。偏光スイッチ９２０には、ＬＤ９１０から出力された連続光と、クロック信号と、が入力される。偏光スイッチ９２０は、ＬＤ９１０から出力された連続光の偏光方向を、入力されるクロック信号に応じて水平方向および垂直方向に変化させる。偏光スイッチ９２０は、偏光方向を変化させた連続光を特定偏光変調装置９３０へ出力する（符号Ｂ）。

偏光スイッチ９２０から出力された連続光の偏光方向は、クロック信号に応じて水平方向および垂直方向に変化する。このため、偏光スイッチ９２０から出力された連続光は、水平成分および垂直成分と、を含んでいる。また、クロック信号が「１」のときに連続光の偏光方向が水平方向になり、クロック信号が「０」のときに連続光の偏光方向が垂直方向になるとすると、水平成分は、クロック信号と同期した強度変化する信号成分となる。また、偏光方向が垂直成分は、クロック信号に反転同期した強度変化する信号成分となる。

特定偏光変調装置９３０，９４０は、図１に示した変調部１３０に対応している。特定偏光変調装置９３０には、偏光スイッチ９２０から出力された連続光およびＤＡＴＡ１が入力される。特定偏光変調装置９３０は、偏光スイッチ９２０から出力された連続光のうちの、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分のみをＤＡＴＡ１に基づいて変調する。また、特定偏光変調装置９３０は、クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。

特定偏光変調装置９３０は、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分を変調した連続光を特定偏光変調部９４０へ出力する。特定偏光変調部９４０には、特定偏光変調装置９３０から出力された連続光およびＤＡＴＡ２が入力される。特定偏光変調部９４０は、特定偏光変調装置９３０から出力された連続光のうちの、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分のみをＤＡＴＡ２に基づいて変調する。また、特定偏光変調部９４０は、クロック信号に対して反転した反転クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。

特定偏光変調部９４０は、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分を変調した連続光を外部へ出力する（符号Ｃ）。具体的には、特定偏光変調部９４０は、例えば、λ／２波長板９４１と、特定偏光変調装置９４２と、で構成することができる。λ／２波長板９４１は、特定偏光変調装置９３０から出力された連続光の直線偏光方向を９０°変化させて特定偏光変調装置９４２へ出力する。これにより、連続光に含まれる水平成分と垂直成分とが入れ替わる。

特定偏光変調装置９４２は、λ／２波長板９４１から出力された連続光のうちの、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分のみを反転クロック信号と同期して変調する。これにより、偏光スイッチ９２０から出力された連続光のうちの、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分を特定偏光変調装置９３０によって変調し、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分を特定偏光変調部９４０によって変調することができる。

また、λ／２波長板９４１に代えて、特定偏光変調装置９３０から出力された連続光の偏光方向を９０°変化させて特定偏光変調装置９４２へ出力する偏光保持ファイバを設けてもよい。また、λ／２波長板９４１および特定偏光変調装置９４２に代えて、特定偏光変調装置９３０から出力された連続光のうちの、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分のみを反転クロック信号と同期して変調する特定偏光変調装置を設けてもよい。

なお、特定偏光変調装置９３０から出力された連続光の偏光状態が直線偏光でない、より一般的な場合にも、λ／２波長板９４１に替えて、適切な複屈折を有する複屈折素子を挿入することによって、上記と同様に連続光の偏光状態を直交状態と入れ替わるように変換することができる。

また、特定偏光変調装置９３０へ入力されるＤＡＴＡ１を分岐して、分岐したＤＡＴＡ１に適切な振幅・遅延調整を施した後に、特定偏光変調部９４０へ入力してもよい。特定偏光変調部９４０は、ＤＡＴＡ１によってＤＡＴＡ２を補償し、補償したＤＡＴＡ２に基づいて変調を行う。また、特定偏光変調部９４０へ入力されるＤＡＴＡ２を分岐して、分岐したＤＡＴＡ２適切な振幅・遅延調整を施した後に、特定偏光変調装置９３０へ入力してもよい。特定偏光変調装置９３０は、ＤＡＴＡ２によってＤＡＴＡ１を補償し、補償したＤＡＴＡ１に基づいて変調を行う。

これにより、特定偏光変調装置９３０の誤差によってＤＡＴＡ１に基づいて垂直成分が変調されても、特定偏光変調部９４０がＤＡＴＡ１によってＤＡＴＡ２を補償して垂直成分を変調することで誤差を補償することができる。また、特定偏光変調部９４０の誤差によってＤＡＴＡ２に基づいて水平成分が変調されても、特定偏光変調装置９３０があらかじめＤＡＴＡ１をＤＡＴＡ２によって補償して水平成分を変調しておくことで誤差を補償することができる。

図１０は、実施の形態４にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。図１０において、横軸（ｔ）は、実施の形態４にかかる偏光多重送信装置９００の各部の光または電気信号に共通の時間を示している。波形１０１０は、偏光スイッチ９２０へ入力されるクロック信号（ＣＬＫ）を示している。また、縦軸のＨ−ｐｏｌ．は光の水平成分を示している。Ｖ−ｐｏｌ．は光の垂直成分を示している。

符号Ａは、ＬＤ９１０から偏光スイッチ９２０へ出力される連続光（図９符号Ａ参照）の波形（１０２１，１０２２）を示している。波形１０２１は、ＬＤ９１０から出力される連続光の水平成分を示している。波形１０２２は、ＬＤ９１０から出力される連続光の垂直成分を示している。波形１０２１および波形１０２２に示すように、ＬＤ９１０から出力される連続光は水平成分のみを含んでおり、垂直成分を含んでいない。

符号Ｂは、偏光スイッチ９２０から特定偏光変調装置９３０へ出力される連続光（図９符号Ｂ参照）の波形（１０３１，１０３２）を示している。波形１０３１および波形１０３２は、偏光スイッチ９２０から出力される連続光の水平成分および垂直成分をそれぞれ示している。波形１０３１および波形１０３２に示すように、偏光スイッチ９２０から出力される連続光は、クロック信号（符号１０１０参照）と同期した強度変化する信号成分と、クロック信号と反転同期した強度変化する信号成分と、を含んでいる。

波形１０４０は、特定偏光変調装置９３０へ入力されるＤＡＴＡ１の波形を示している。波形１０４０に示すように、特定偏光変調装置９３０へ入力されるＤＡＴＡ１は、クロック信号（符号１０１０参照）と同期して入力される。波形１０５０は、特定偏光変調装置９４２へ入力されるＤＡＴＡ２の波形を示している。波形１０５０に示すように、特定偏光変調装置９４２へ入力されるＤＡＴＡ２は、クロック信号（符号１０１０参照）と反転同期して入力される。

符号Ｃは、特定偏光変調装置９４２から外部へ出力される偏光多重光（図９符号Ｃ参照）の波形（１０６１，１０６２）を示している。波形１０６１は、特定偏光変調装置９４２から出力される偏光多重光の水平成分を示している。波形１０６２は、特定偏光変調装置９４２から出力される偏光多重光の垂直成分を示している。

波形１０６１および波形１０６２に示すように、特定偏光変調部９４０から外部へ出力される偏光多重光の水平成分と垂直成分とは互いに反転した強度変化する信号成分となる。このため、特定偏光変調装置９４２から出力される偏光多重光は、水平成分と垂直成分とが時間的にずれたタイムインターリーブド偏光多重光になる（図１５参照）。

このように、実施の形態４にかかる偏光多重送信装置９００によれば、偏光スイッチ９２０を用いて連続光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤ９１０によって各強度変化する信号成分を生成することができる。また、連続光を２つの反転強度変化する信号成分に変換することで、遅延調節回路（図１７符号１７５０参照）を用いることなく各強度変化する信号成分を時間的にずらすことができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

また、連続光を互いに反転した２つの強度変化する信号成分に変換することで、連続光を減衰させずに２つの強度変化する信号成分に変換することができる。このため、必要な偏光多重光のパワーを得るための消費電力を低下させることができる。たとえば、連続光を光分割器によって減衰させることで強度変化する信号成分に変換する場合と比べて、偏光多重送信装置９００によれば消費電力を半分程度に低下させることができる。

また、クロック信号のビットレートを可変にすることで、出力される偏光多重光を可変ビットレートにすることができる。このとき、特定偏光変調部９４０からは、各強度変化する信号成分が常に互いに反転した状態で出力されるため、ビットレートの変化に応じて各強度変化する信号成分の時間的なずれを調節する必要がない。このため、簡単な構成および制御によって可変ビットレートに対応したタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、実施の形態５にかかる偏光多重送信装置１１００は、ＬＤ１１１０と、光分割器１１２０と、特定偏光変調装置１１３０と、特定偏光変調部１１４０と、を備えている。ＬＤ１１１０は、連続光を生成して光分割器１１２０へ出力する（符号Ａ）。

光分割器１１２０には、ＬＤ１１１０から出力された連続光と、クロック信号と、が入力される。光分割器１１２０は、ＬＤ１１１０から出力された連続光を、クロック信号に応じてパルス化し、クロック信号と同期した強度変化する信号成分にする。光分割器１１２０は、パルス化した強度変化する信号成分を特定偏光変調装置１１３０へ出力する。

このとき、光分割器１１２０から出力される強度変化する信号成分の偏光方向を、水平方向と、垂直方向と、の合成方向に調節する偏光調節手段を設ける。たとえば、ＬＤ１１１０から出力する連続光の偏光方向を、水平方向および垂直方向から４５°ずれた方向に設定する。これにより、光分割器１１２０から出力される強度変化する信号成分は、偏光方向が水平方向の光成分と、偏光方向が垂直方向の光成分と、を含む。

特定偏光変調装置１１３０，特定偏光変調部１１４０は、図１に示した変調部１３０に対応している。特定偏光変調装置１１３０には、偏光スイッチ１１２０から出力された連続光およびＤＡＴＡ１が入力される。特定偏光変調装置１１３０は、偏光スイッチ１１２０から出力された連続光のうちの、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分のみをＤＡＴＡ１に基づいて変調する。また、特定偏光変調装置１１３０は、クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。

特定偏光変調装置１１３０は、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分を変調した連続光を特定偏光変調部１１４０へ出力する。特定偏光変調部１１４０には、特定偏光変調装置１１３０から出力された連続光およびＤＡＴＡ２が入力される。特定偏光変調部１１４０は、特定偏光変調装置１１３０から出力された連続光のうちの、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分のみをＤＡＴＡ２に基づいて変調する。また、特定偏光変調部１１４０は、クロック信号と同期して強度変化する信号成分を変調する。

特定偏光変調部１１４０は、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分を変調した連続光を外部へ出力する（符号Ｃ）。特定偏光変調部１１４０も、図９に示した特定偏光変調部９４０と同様に、λ／２波長板１１４１と、特定偏光変調装置１１４２と、から構成されている。λ／２波長板１１４１は、特定偏光変調装置１１３０から出力された連続光の偏光方向を９０°変化させて特定偏光変調装置１１４２へ出力する。これにより、連続光に含まれる水平方向の光成分と垂直方向の光成分とが入れ替わる。

特定偏光変調装置１１４２は、λ／２波長板１１４１から出力された連続光のうちの、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分のみをクロック信号と同期して変調する。これにより、光分割器１１２０から出力された連続光のうちの、偏光方向が水平方向の強度変化する信号成分を特定偏光変調装置１１３０によって変調し、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分を特定偏光変調部１１４０によって変調することができる。

また、λ／２波長板１１４１に代えて、特定偏光変調装置１１３０から出力された連続光の偏光方向を９０°変化させて特定偏光変調装置１１４２へ出力する偏光保持ファイバを設けてもよい。また、λ／２波長板１１４１および特定偏光変調装置１１４２に代えて、特定偏光変調装置１１３０から出力された連続光のうちの、偏光方向が垂直方向の強度変化する信号成分のみを反転クロック信号と同期して変調する特定偏光変調装置を設けてもよい。

また、特定偏光変調装置１１３０へ入力されるＤＡＴＡ１を分岐して、分岐したＤＡＴＡ１を特定偏光変調部１１４０へ入力してもよい。特定偏光変調部１１４０は、ＤＡＴＡ１によってＤＡＴＡ２を補償し、補償したＤＡＴＡ２に基づいて変調を行う。また、特定偏光変調部１１４０へ入力されるＤＡＴＡ２を分岐して、分岐したＤＡＴＡ２を特定偏光変調装置１１３０へ入力してもよい。特定偏光変調装置１１３０は、ＤＡＴＡ２によってＤＡＴＡ１を補償し、補償したＤＡＴＡ１に基づいて変調を行う。

これにより、特定偏光変調装置１１３０の誤差によってＤＡＴＡ１に基づいて垂直成分が変調されても、特定偏光変調部１１４０がＤＡＴＡ１によってＤＡＴＡ２を補償して垂直成分を変調することで誤差を補償することができる。また、特定偏光変調部１１４０の誤差によってＤＡＴＡ２に基づいて水平成分が変調されても、特定偏光変調装置１１３０があらかじめＤＡＴＡ１をＤＡＴＡ２によって補償して水平成分を変調しておくことで誤差を補償することができる。

図１２は、実施の形態５にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。図１２において、横軸（ｔ）は、実施の形態５にかかる偏光多重送信装置１１００の各部の光または電気信号に共通の時間を示している。波形１２１０は、光分割器１１２０へ入力されるクロック信号（ＣＬＫ）を示している。また、縦軸のＨ−ｐｏｌ．は光の水平成分を示している。Ｖ−ｐｏｌ．は光の垂直成分を示している。

符号Ａは、ＬＤ１１１０から光分割器１１２０へ出力される連続光（図１１符号Ａ参照）の波形（１２２１，１２２２）を示している。波形１２２１は、ＬＤ１１１０から出力される連続光の水平成分を示している。波形１２２２は、ＬＤ１１１０から出力される連続光の垂直成分を示している。波形１２２１および波形１２２２に示すように、ＬＤ１１１０から出力される連続光は水平成分および垂直成分をほぼ同じ割合で含んでいる。

符号Ｂは、光分割器１１２０から特定偏光変調装置１１３０へ出力される連続光（図１１符号Ｂ参照）の波形（１２３１，１２３２）を示している。波形１２３１および波形１２３２は、光分割器１１２０から出力される連続光の水平成分および垂直成分をそれぞれ示している。波形１２３１および波形１２３２に示すように、光分割器１１２０から出力される連続光は、クロック信号（符号１２１０参照）と同期した強度変化する信号成分になる。

波形１２４０は、特定偏光変調装置１１３０へ入力されるＤＡＴＡ１の波形を示している。波形１２５０は、特定偏光変調装置１１４２へ入力されるＤＡＴＡ２の波形を示している。波形１２４０および波形１２５０に示すように、特定偏光変調装置１１３０へ入力されるＤＡＴＡ１および特定偏光変調装置１１４２へ入力されるＤＡＴＡ２は、ともにクロック信号（符号１２１０参照）と同期して入力される。

符号Ｃは、特定偏光変調装置１１４２から外部へ出力される偏光多重光（図１１符号Ｃ参照）の波形（１２６１，１２６２）を示している。波形１２６１は、特定偏光変調装置１１４２から出力される偏光多重光の水平成分を示している。波形１２６２は、特定偏光変調装置１１４２から出力される偏光多重光の垂直成分を示している。

波形１２６１および波形１２６２に示すように、特定偏光変調装置１１４２から外部へ出力される偏光多重光の水平成分および垂直成分は互いに同期した強度変化する信号成分となる。このため、特定偏光変調装置１１４２から出力される偏光多重光は、水平成分と垂直成分とが互いに同期したタイムアラインド偏光多重光になる（図１４参照）。

このように、実施の形態５にかかる偏光多重送信装置１１００によれば、光分割器１１２０を用いて連続光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤ１１１０によって各強度変化する信号成分を生成することができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムアラインド偏光多重を行うことができる。

（実施の形態６）
図１３は、実施の形態６にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。図１３において、図４に示した偏光多重送信装置４００の構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。また、図１３において、図４に示したクロック発振器４１０および反転回路４１１については図示を省略している。

図１３に示すように、実施の形態６にかかる偏光多重送信装置１３００は、図４に示した偏光多重送信装置４００の構成に加えて、受光部１３１０と、制御部１３２０と、を備えている。偏光保持ファイバ４５１および偏光保持ファイバ４５２は、位相変調装置４４１および位相変調装置４４２から出力された各強度変化する信号成分を、後述する偏光ビームコンバイナ２５０の第１から第４までのすべての入力固有偏光状態成分を励振するような状態で偏光ビームコンバイナ２５０へ出力する。

偏光ビームコンバイナ２５０は、結合した光を外部へ出力する出力部を２つ有する（出力部１３０１，１３０２）。偏光ビームコンバイナ２５０は、偏光保持ファイバ４５１から結合した光のうちのある偏光状態（第１の入力固有偏光状態）成分を出力部１３０１に出力しつつ、第１の入力固有偏光状態と直交する第２の入力固有偏光状態成分は出力部１３０２に出力する。また、偏光ビームコンバイナ２５０は、偏光保持ファイバ４５２から結合した光のうちのある偏光状態（第３の入力固有偏光状態）成分を出力部１３０１に出力しつつ、第３の入力固有偏光状態と直交する第４の入力固有偏光状態成分は出力部１３０２に出力する。このとき、出力部１３０１からは、第１の入力固有偏光状態成分と第３の入力固有偏光状態成分が互いに直交する偏光状態で結合されて出力し、出力部１３０２からは、第２の入力固有偏光状態成分と第４の入力固有偏光状態成分が互いに直交する偏光状態で結合されてモニタ光として出力する。

受光部１３１０は、偏光ビームコンバイナ２５０の出力部１３０２から出力されたモニタ光を受光して電気信号に変換する監視手段である。受光部１３１０は、変換した電気信号を制御部１３２０へ出力する。受光部１３１０は、たとえばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）である。制御部１３２０は、受光部１３１０から出力された電気信号に基づいて、偏光ビームコンバイナ２５０の前段の各部の設定の調節制御を行う。

たとえば、符号１３３０に示すように、制御部１３２０は、受光部１３１０から出力された電気信号に基づいて、光スイッチ４２０の移相器４２４に供給するバイアスを制御する。これにより、結合部４２３における消光比を調節する自動バイアス制御（ＡＢＣ：Ａｕｔｏ Ｂｉａｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うことができる。

また、符号１３４０に示すように、制御部１３２０は、受光部１３１０から出力された電気信号に基づいて、位相変調装置４４１および位相変調装置４４２へ供給する各信号を制御して変調特性を調節してもよい。たとえば、制御部１３２０は、位相変調装置４４１および位相変調装置４４２のπ／２移相器（不図示）に供給するバイアスを制御し、位相変調装置４４１および位相変調装置４４２の消光比を調節する自動バイアス制御を行う。

また、偏光多重送信装置１３００は、位相変調装置４４１から偏光保持ファイバ４５１へ出力される強度変化する信号成分の強度を調節する強度調節部１３５１と、位相変調装置４４２から偏光保持ファイバ４５２へ出力される強度変化する信号成分の強度を調節する強度調節部１３５２と、を備えていてもよい。強度調節部１３５１および強度調節部１３５２は、たとえば、光増幅器や、光減衰器である。

この場合は、符号１３５３に示すように、制御部１３２０は、受光部１３１０から出力された電気信号に基づいて強度調節部１３５１および強度調節部１３５２を制御し、偏光保持ファイバ４５１および偏光保持ファイバ４５２へ出力される各強度変化する信号成分の強度を調節させる自動パワー制御（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。

また、たとえば、制御部１３２０は、符号１３６０に示すように、偏光保持ファイバ４５１および偏光保持ファイバ４５２のねじれ角度を制御し、偏光ビームコンバイナ２５０へ出力される各強度変化する信号成分の偏光方向を調節してもよい。これにより、偏光ビームコンバイナ２５０が結合する光の、出力部１３０１から出力される強度変化する信号成分と出力部１３０２から出力されるモニタ光との比率を調節することができる。

このように、実施の形態６にかかる偏光多重送信装置１３００によれば、実施の形態１にかかる偏光多重送信装置４００の効果を奏するとともに、偏光ビームコンバイナ２５０を２入力２出力の偏光ビームコンバイナとすることで、光カプラなどの分岐部を設けることなくモニタ光を取り出すことができる。これにより、偏光多重送信装置１３００の各部の調節をフィードバック制御により行う場合における装置の小型化を図ることができる。

なお、ここでは、図４に示した偏光多重送信装置４００の構成に実施の形態６を適用する場合について説明したが、実施の形態６は、上述した実施の形態１〜３の各偏光多重送信装置に適用することができる。具体的には、上述した実施の形態１〜３の偏光多重送信装置の偏光ビームコンバイナを２入力２出力の偏光ビームコンバイナとして、受光部１３１０、制御部１３２０および強度調節部１３５１，１３５２を設ける。

以上説明したように、本発明にかかる偏光多重送信装置によれば、装置の小型化を図りつつタイムインターリーブド偏光多重を行うことができる。

なお、上述した各実施の形態においては、偏光多重送信装置によってタイムインターリーブド偏光多重を行う構成について説明したが、各強度変化する信号成分の一方を遅延させる遅延調節回路（図１７符号１７５０参照）をさらに設けることで各強度変化する信号成分を同期させ、タイムアラインド偏光多重（図１４符号１４００参照）を行う構成としてもよい。

この場合も、連続光を２つの強度変化する信号成分に変換することで、１つのＬＤによって各強度変化する信号成分を生成することができる。このため、装置の小型化を図りつつタイムアラインド偏光多重を行うことができる。また、連続光を互いに反転した２つの強度変化する信号成分に分離することで、連続光を減衰させずに２つの強度変化する信号成分に変換することができる。このため、必要な偏光多重光のパワーを得るための消費電力を低下させることができる。

以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）偏光方向が互いに直交し、それぞれ変調された各強度変化する信号成分を多重した偏光多重光を生成する偏光多重送信装置において、
光源によって生成された光を、入力されるクロック信号と同期する強度変化信号成分および前記クロック信号と反転同期する強度変化信号成分に変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された各強度変化信号成分をそれぞれ変調する変調手段と、
前記各強度変化する信号成分の偏光状態を互いに直交させる偏光調節手段と、
を備えることを特徴とする偏光多重送信装置。

（付記２）前記変調手段は、
第１データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記クロック信号と同期する強度変化信号成分をデータ変調する第１変調装置と、
第２データ信号および前記クロック信号に対して反転した反転クロック信号に基づいて、前記クロック信号と反転同期する強度変化信号成分を変調する第２変調装置と、
から構成されることを特徴とする付記１に記載の偏光多重送信装置。

（付記３）前記第１変調装置および前記第２変調装置は、互いに直交された偏光状態の各強度変化信号成分を、当該強度変化信号成分のパルス繰り返し周期の半分だけ時間的にずらして出力することを特徴とする付記１または２に記載の偏光多重送信装置。

（付記４）前記変換手段は、前記光を、前記クロック信号に応じた割合で２つの経路へ配分することで前記各強度変化する信号成分に変換する光スイッチであり、
前記変調手段によってそれぞれ変調され、前記偏光調節手段によって偏光状態が互いに直交した各強度変化する信号成分を偏光多重する多重手段をさらに備えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の偏光多重送信装置。

（付記５）前記光スイッチは、
前記光を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された各光を通過させる平行導波路と、
前記平行導波路の一方を通過する光の位相を前記クロック信号に応じて変化させる移相器と、
前記平行導波路を通過した各光を結合し、結合した光を干渉条件に応じた割合で前記２つの経路へ配分する結合手段と、
から構成されることを特徴とする付記４に記載の偏光多重送信装置。

（付記６）前記変換手段および前記偏光調節手段は、
前記光の偏光状態を、前記クロック信号に応じて特定状態および前記特定状態と直交する状態に変化させる偏光スイッチと、
前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光を、前記特定状態の強度変化する信号成分と、前記直交する状態の強度変化する信号成分と、に分離する偏光ビームスプリッタと、
から構成され、
前記偏光ビームスプリッタによって分離され、前記変調手段によってそれぞれ変調された前記各強度変化する信号成分を偏光多重する多重手段をさらに備えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の偏光多重送信装置。

（付記７）前記変換手段は、
前記光を２つの経路へ分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された各光成分の一方を前記クロック信号と同期してパルス化し、前記分岐手段によって分岐された各光成分の他方を前記クロック信号と反転同期してパルス化するパルス化手段と、
から構成され、
前記変調手段によってそれぞれ変調され、前記偏光調節手段によって偏光状態が互いに直交した各強度変化する信号成分を偏光多重する多重手段をさらに備えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の偏光多重送信装置。

（付記８）前記変換手段および偏光調節手段は、前記光の偏光状態を、前記クロック信号に応じて特定状態および前記特定状態と直交する状態に変化させる偏光スイッチであり、
前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光のうちの前記特定状態の強度変化する信号成分を変調する第１変調手段と、
前記第１変調手段と直列に接続され、前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光のうちの前記直交する状態の強度変化する信号成分を変調する第２変調手段と、
をさらに備えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の偏光多重送信装置。

（付記９）前記第２変調手段は、
前記第１変調手段によって変調された偏光多重光の偏光状態を直交状態に変換させる複屈折素子と、
前記複屈折素子によって偏光状態が変化した偏光多重光の前記特定状態の強度変化する信号成分を変調する変調装置と、
から構成されることを特徴とする付記８に記載の偏光多重送信装置。

（付記１０）前記第１変調手段は、第２データ信号によって第１データ信号を補償し、補償した第１データ信号に基づいて前記特定状態の強度変化する信号成分を変調し、
前記第２変調手段は、前記第１データ信号によって前記第２データ信号を補償し、補償した第２データ信号に基づいて前記特定状態の強度変化する信号成分を変調することを特徴とする付記８または９に記載の偏光多重送信装置。

（付記１１）前記多重手段は、前記変調手段によってそれぞれ変調され、前記偏光調節手段によって偏光状態が互いに直交した各強度変化する信号成分を結合する偏光ビームコンバイナであることを特徴とする付記４〜７のいずれか一つに記載の偏光多重送信装置。

（付記１２）前記偏光ビームコンバイナは、第１の入力部と第２の入力部と、互いに相補的な第１の出力部と第２の出力部を備え、さらに第１の入力部から第１の出力部に導かれる第１の入力偏光固有状態と、第１の入力部から第２の出力部に導かれる第２の入力偏光固有状態と、第２の入力部から第１の出力部に導かれる第３の入力偏光固有状態と、第２の入力部から第２の出力部に導かれる第４の入力偏光固有状態とを有し、
前記偏光調節手段は、前記各強度変化する信号成分の偏光状態を、前記偏光ビームコンバイナの上記第１から第４のすべての入力偏光固有状態の成分が０ではない振幅で励振されるように調整し、
前記第２出力部から出力されたモニタ光を監視する監視手段をさらに備えることを特徴とする付記１１に記載の偏光多重送信装置。

（付記１３）前記監視手段の監視結果に基づいて、前記多重手段の前段に設けられた構成の設定の調節制御を行う制御手段をさらに備えることを特徴とする付記１２に記載の偏光多重送信装置。

（付記１４）前記変換手段によって変換された前記各強度変化する信号成分のうちの一方の強度変化する信号成分を他方の強度変化する信号成分に対して遅延させ、前記各強度変化する信号成分を同期させる遅延調節手段をさらに備えることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の偏光多重送信装置。

（付記１５）光源によって生成された光を、入力されるクロック信号に応じた割合で２つの経路へ配分することで互いに反転した各強度変化する信号成分に変換する光スイッチと、
前記光スイッチによって変換された各強度変化する信号成分をそれぞれ変調する変調手段と、
前記各強度変化する信号成分の偏光状態を互いに直交させる偏光調節手段と、
前記変調手段によってそれぞれ変調され、前記偏光調節手段によって偏光状態が互いに直交した各強度変化する信号成分を偏光多重する多重手段と、
を備えることを特徴とする偏光多重送信装置。

（付記１６）光源によって生成された光の偏光状態を、入力されるクロック信号に応じて特定状態および前記特定状態と直交する状態に変化させる偏光スイッチと、
前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光を、前記特定状態の強度変化する信号成分と、前記直交する状態の強度変化する信号成分と、に分離する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタによって分離された各強度変化する信号成分をそれぞれ変調する変調手段と、
前記偏光ビームスプリッタによって分離され、前記変調手段によってそれぞれ変調された前記各強度変化する信号成分を偏光多重する多重手段と、
を備えることを特徴とする偏光多重送信装置。

（付記１７）光源によって生成された光を２つの経路へ分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された各光成分の一方を、入力されるクロック信号と同期してパルス化し、前記分岐手段によって分岐された各光成分の他方を、前記クロック信号と反転同期してパルス化するパルス化手段と、
前記パルス化手段によってそれぞれパルス化された各強度変化する信号成分をそれぞれ変調する変調手段と、
前記各強度変化する信号成分の偏光状態を互いに直交させる偏光調節手段と、
前記変調手段によってそれぞれ変調され、前記偏光調節手段によって偏光状態が互いに直交した各強度変化する信号成分を偏光多重する多重手段と、
を備えることを特徴とする偏光多重送信装置。

（付記１８）光源によって生成された光の偏光状態を、入力されるクロック信号に応じて特定状態および前記特定状態と直交する状態に変化させる偏光スイッチと、
前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光のうちの特定状態の強度変化する信号成分を変調する第１変調手段と、
前記第１変調手段と直列に接続され、前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光のうちの前記直交する状態の強度変化する信号成分を変調する第２変調手段と、
を備えることを特徴とする偏光多重送信装置。

（付記１９）光源によって生成された光を、入力されるクロック信号と同期してパルス化するパルス化手段と、
前記パルス化手段によってパルス化された強度変化する信号成分の偏光状態を、特定状態と、前記特定状態と直交する状態と、の合成状態に調節する偏光調節手段と、
前記パルス化手段によってパルス化され、前記偏光調節手段によって偏光状態を調節された光のうちの前記特定状態の強度変化する信号成分を変調する第１変調手段と、
前記第１変調手段と直列に接続され、前記パルス化手段によってパルス化され、前記偏光調節手段によって偏光状態を調節された光のうちの前記直交する状態の強度変化する信号成分を変調する第２変調手段と、
を備えることを特徴とする偏光多重送信装置。

以上のように、本発明にかかる偏光多重送信装置は、偏光状態が互いに直交し、それぞれ変調された各強度変化する信号成分を多重した偏光多重光を生成する偏光多重送信装置に有用であり、特に、タイムインターリーブド偏光多重を行う場合に適している。

実施の形態にかかる偏光多重送信装置の構成の概要を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。 実施の形態１にかかる偏光多重送信装置の実施例を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。 実施の形態３にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。 実施の形態４にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。 実施の形態５にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態５にかかる偏光多重送信装置のタイムチャートを示す図である。 実施の形態６にかかる偏光多重送信装置の構成を示すブロック図である。 偏光多重された偏光多重光を示す概念図（その１）である。 偏光多重された偏光多重光を示す概念図（その２）である。 従来の偏光多重送信装置の構成を示すブロック図（その１）である。 従来の偏光多重送信装置の構成を示すブロック図（その２）である。

符号の説明

１００，２００，４００，５００，７００，９００，１１００，１３００ 偏光多重送信装置
４１０ クロック発振器
４１１ 反転回路
４２０ 光スイッチ
４２１ 分岐部
４２２ａ，４２２ｂ 平行導波路
４２３ 結合部
４２４ 移相器
４２５ａ，４２５ｂ，１３０１，１３０２ 出力部
１１４１ λ／２波長板

Claims (7)

1. 偏光方向が互いに直交し、それぞれ変調された各強度変化する信号成分を多重した偏光多重光を生成する偏光多重送信装置において、
   光源によって生成された光を、入力されるクロック信号の位相に応じた割合で２つの経路へ配分することで、前記クロック信号と位相同期して強度変化する信号成分および前記クロック信号と反転位相同期して強度変化する信号成分に変換する光スイッチと、
   前記光スイッチによって変換された各強度変化信号成分をそれぞれ変調する変調手段と、
   前記変調手段によって変調された各強度変化する信号成分の偏光状態を互いに直交させる偏光調節手段と、
   前記変調手段によってそれぞれ変調され、前記偏光調節手段によって偏光方向が互いに直交した各強度変化する信号成分を結合する偏光ビームコンバイナであって、第１の入力部と第２の入力部と、互いに相補的な第１の出力部と第２の出力部を備え、さらに第１の入力部から第１の出力部に導かれる第１の入力偏光固有状態と、第１の入力部から第２の出力部に導かれる第２の入力偏光固有状態と、第２の入力部から第１の出力部に導かれる第３の入力偏光固有状態と、第２の入力部から第２の出力部に導かれる第４の入力偏光固有状態とを有する偏光ビームコンバイナと、
   前記第２の出力部から出力されたモニタ光を監視する監視手段と、
   を備え、
   前記偏光調節手段は、前記各強度変化する信号成分の偏光状態を、前記偏光ビームコンバイナの上記第１から第４のすべての入力偏光固有状態の成分が０ではない振幅で励振されるように調整する偏光多重送信装置。
2. 前記変調手段は、
   前記クロック信号に位相同期した第１データ信号に基づいて、前記クロック信号と同期する強度変化信号成分をデータ変調する第１変調装置と、
   前記クロック信号に対して反転した反転クロック信号に位相同期した第２データ信号に基づいて、前記クロック信号と反転同期する強度変化信号成分を変調する第２変調装置と、
   から構成される請求項１に記載の偏光多重送信装置。
3. 前記光スイッチは、
   前記光を分岐する分岐手段と、
   前記分岐手段によって分岐された各光を通過させる平行導波路と、
   前記平行導波路の一方を通過する光の位相を前記クロック信号に応じて変化させる移相器と、
   前記平行導波路を通過した各光を結合し、結合した光を干渉条件に応じた割合で前記２つの経路へ配分する結合手段と、
   から構成される請求項１に記載の偏光多重送信装置。
4. 前記監視手段の監視結果に基づいて、前記移相器のバイアスを制御する制御手段をさらに備える請求項３に記載の偏光多重送信装置。
5. 前記監視手段の監視結果に基づいて、前記変調手段の変調特性を調節する制御手段をさらに備える請求項１に記載の偏光多重送信装置。
6. 光源によって生成された光の偏光状態を、入力されるクロック信号の位相に応じて特定状態および前記特定状態と直交する状態に変化させる偏光スイッチと、
   前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光を、前記特定状態の強度変化する信号成分と、前記直交する状態の強度変化する信号成分と、に分離する偏光ビームスプリッタと、
   前記偏光ビームスプリッタによって分離された各強度変化する信号成分をそれぞれ変調する変調手段と、
   前記偏光ビームスプリッタによって分離され、前記変調手段によってそれぞれ変調された前記各強度変化する信号成分を偏光多重する多重手段と、
   を備える偏光多重送信装置。
7. 光源によって生成された光の偏光状態を、入力されるクロック信号の位相に応じて特定状態および前記特定状態と直交する状態に変化させる偏光スイッチと、
   前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光のうちの特定状態の強度変化する信号成分を変調する第１変調手段と、
   前記第１変調手段と直列に接続され、前記偏光スイッチによって偏光状態が変化する光のうちの前記直交する状態の強度変化する信号成分を変調する第２変調手段と、
   を備える偏光多重送信装置。

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