DE69216811T2 - Optischer Isolator - Google Patents

Optischer Isolator

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung wie einen optischen Isolator oder einen optischen Modulator, und insbesondere eine Verbesserung bei einem polarisationsunabhängigen optischen Isolator, der auf beiden Seiten einer nicht reziproken Einheit unter Verwendung von abgeschrägten (Keilform) doppeibrechenden Platten mit Faserkollimatoren versehen ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen optischen Isolator ohne Polarisationsmodusdispersion zur Verfügung, der geeignet ist, die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen einem gewöhnlichen Strahl und einem außergewöhnlichen Strahl, die auf abgeschrägten doppelbrechenden Platten auftreten, durch Einsetzen einer doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen zwischen einer nicht reziproken Einheit und einem Faserkollimator in einem polarisationsunabhängigen Isolator zu eliminieren. Dieser optische Isolator ist speziell für die Hochgeschwindigkeitskommunikation über große Distanzen nützlich.
  • Wie allgemein bekannt ist, ist ein optischer Isolator eine nicht reziproke optische Vorrichtung mit einer Funktion, daß sie den Durchtritt von Licht in eine Richtung ermöglicht und dessen Durchtritt in die entgegengesetzte Richtung verhindert, und sie wird in großem Umfang verwendet zum Abschirmen von reflektiertem Umkehrlicht, das von einem optischen Teil in einem optischen Faserkommunikationssystem ausgesendet wird.
  • Ein derzeit in der Praxis verwendetes Kommunikationssystem mit optischen Fasern verwendet ein System zum Aussenden von Information aus einer Ausgangsseite mit der Intensität von moduliertem Licht und Nachweis der Intensität eines optischen Signals an einer Empfangsseite nach einem Lichtdirektnachweisverfahren und dann Demodulieren der Information. Bei der Fernkommunikation unter Verwendung, beispielsweise, eines Unterseekabels wurde versucht, ein direkt verstärktes optisches Signal unter Verwendung einer Vielzahl optischer Faserverstärker, die in den Zwischenteilen eines optischen Kabels eingebracht sind, zu übertragen. Wenn ein solches Verfahren angewendet wird, sind eine Reihe von optischen Isolatoren erforderlich.
  • Es wurden verschiedene Arten von optischen Isolatoren entwickelt. Die optischen Isolatoren, die in geeigneter Weise in dem oben genannten optischen Kabel eingebracht sind, umfassen einen optischen Isolator von der Art, der mit Faserkollimatoren der Einfallseite und Ausgangsseite auf beiden Seiten einer nicht reziproken Einheit versehen ist und nicht von einer Polarisationsebene abhängt wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61-58809/1986 und dem entsprechenden parallelen US-Patent 4,548,478 offenbart ist. Die oben genannte nicht reziproke Einheit besitzt eine einzigartige Kombination eines Faraday-Rotators von 450 und zwei abgeschrägten doppelbrechenden Platten, die den Rotator sandw£chartig zwischen sich einschließen. Diese abgeschrägten doppelbrechenden Platten sind so angeordnet, daß ihre optischen Achsen um 450 zueinander versetzt sind.
  • In der Vorwärtsrichtung werden die parallelen Eintrittsstrahlen vom Faserkollimator der Einfallseite durch eine erste abgeschrägte doppelbrechende Platte in einer nicht reziproken Einheit in ordentliche Strahlen und außerordentliche Strahlen getrennt und eine Polarisationsebene wird durch einen Faraday-Rotator in einem 45-Grad Bogen gedreht, wobei diese beiden Arten von Strahlen durch eine zweite abgeschrägte doppelbrechende Platte in parallele Strahlen verwandelt werden, wodurch die parallelen Strahlen in einen Ausgangsseitenfaser kollimator eintreten. In der entgegengesetzten Richtung wird das reflektierte Umkehrlicht durch die zweite abgeschrägte doppelbrechende Platte auch in ordentliche und außerordentliche Strahlen getrennt und eine Polarisationsebene wird, weil der Faraday-Rotator nicht reziprok ist, in einem Bogen von - 45º gedreht. Aus den getrennten Strahlen werden durch die erste abgeschrägte doppelbrechende Platte die ordentlichen Strahlen in außerordentliche Strahlen konvertiert und die außerordentlichen Strahlen in ordentliche Strahlen. Daher verteilen sich die getrennten Strahlen, die durch die erste abgeschrägte doppelbrechende Platte hindurchgetreten sind und werden keine parallelen Strahlen, so daß keiner dieser Strahlen in die Einfaliseite des Faserkollimators eintritt. Auf diese Weise ist der Durchtritt von Licht in einer Richtung (vorwärts) erlaubt, aber der von Licht in der entgegengesetzten Richtung ist verhindert.
  • Bei der Übertragung eines optischen Signals in der Vorwärtsrichtung durch den oben beschriebenen optischen Isolator wird das einfallende Licht in der nicht reziproken Einheit in ordentliche Strahlen und außerordentliche getrennt. Da die Geschwindigkeit der entsprechenden Strahlen unterschiedlich ist, beträgt eine übertragungsverzögerung ungefähr 0,85 Picosekunden im Sinne einer Zeitdifferenz, wenn abgeschrägte dop pelbrechende Platten verwendet werden, die beispielsweise aus monokristallinem Rutil bestehen und eine Dicke ihrer optischen Durchgangsbereiche von ungefähr 0,5 mm aufweisen. Im Faserkollimator der Ausgangsseite werden die ordentlichen Strahlen und außerordentlichen Strahlen synthetisiert und daher tritt die Unordnung (Zunahme der Breite des optischen Impulses) entsprechend der Übertragungsverzögerung in der Wellenform eines optischen Signals auf.
  • Die durch den Unterschied in der Geschwindigkeit (Polarisa tionsmodusdispersion) zwischen den ordentlichen Strahlen und außerordentlichen Strahlen bewirkte Übertragungsverzögerung eines optischen Signals ist in einem einzelnen optischen Iso lator ziemlich gering. In der Tat ist diese Übertragungsverzögerung vernachlässigbar und sie ergibt bei der derzeit verwendeten optischen Übertragungsgeschwindigkeit von ungefähr 2,5 Gbit/s wenig Probleme. Da jedoch eine große Zahl von (ungefähr 50 bis 150) optischen Isolatoren in einem optischen Fernkommunikationssystem wie es oben beschrieben ist, enthalten sind (bei optischer Kommunikation beispielsweise unter Verwendung eines Unterseekabels), wird die Turbulenz der Wellenformen der optischen Signale groß, so daß, wenn ein solches optisches System bei einer hohen Geschwindigkeit von beispielsweise 10 Gbit/s betrieben wird, eine normale Informationsübertragung schwierig wird.
  • EP-A-0533398, die nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlich wurde, aber durch den Artikel 54(3) EPÜ zum Stand der Technik zählt, offenbart einen optischen Isolator von dieser Art, bei dem die optische Achse der doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen in Bezug auf die Achse einer angrenzenden abgeschrägten doppelbrechenden Platte um 900 versetzt ist, und bei dem die Dicke der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen so ausgewählt ist, daß sie die Polarisationsmodusdispersion kompensiert.
  • EP-A-552783, die nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlich wurde, aber durch den Artikel 54(3) EPÜ zum Stand der Technik zählt, offenbart einen weiteren optischen Isolator.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen verbesserten polarisationsunabhängigen optischen Isolator zur Verfügung zu stellen.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen polarisationsunabhängigen optischen Isolator zur Verfügung zu stellen, der von den Nachteilen frei ist, die bei der herkömmlichen Vorrichtung angetroffen werden und der fähig ist, die Polarisationsmodusdispersion und den Kollaps und die Unordnung der optischen Signale zu minimieren, und dadurch eine genaue übertragung von Informationen in der Hochgeschwindigkeitsfernkommunikation zu erreichen.
  • Dementsprechend stellt die Erfindung einen optischen Isolator zur verfügung umfassend:
  • ein zylindrisches Gehäuse;
  • eine nicht reziproke Einheit in dem Gehäuse mit einem 45º Faraday-Rotator und zwei abgeschrägten doppelbrechenden Platten auf gegenüberliegenden Seiten des Faraday-Rotators; einen ersten und einen zweiten Faserkollimator angeordnet auf gegenüberliegenden Seiten der nicht reziproken Einheit zum Einfangen und Aussenden von Licht zu einer ersten und einer zweiten optischen Faser, gekennzeichnet durch eine flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen, die an dem Gehäuse befestigt ist und zwischen der nicht reziproken Einheit und einem der Faserkollimatoren angeordnet ist, wobei die flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen eine optische Achse besitzt, die mit einer Achse der angrenzenden abgeschrägten doppelbrechenden Platte einen Winkel von 90º einschließt, und wobei die flache doppelbre chende Platte mit parallelen Oberflächen eine Dicke besitzt, die so ausgewählt ist, daß sie die Polarisationsmodusdispersion der nicht reziproken Einheit kompensiert, und worin jeder der Faserkollimatoren in einer Metallhülse angeordnet ist und eine sphärische Linse und einen Halter in der Metallhülse besitzt.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Verbesserung in einem polarisationsunabhängigen optischen Isolator mit einer nicht reziproken Einheit gerichtet, in dem keilförmige oder abgeschrägte doppelbrechende Platten auf beiden Seiten eines Faraday-Rotators von 45º angeordnet sind und Faserkollimatoren auf beiden Seiten der nicht reziproken Einheit positioniert sind. Bei der vorliegenden Erfindung ist eine flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen zwischen der nicht reziproken Einheit und einem der Faserkollimatoren in einem solchen optischen Isolator eingesetzt und die optischen Achsen der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen und der angrenzenden abgeschrägten doppelbrechenden Platte sind um 90º zueinander versetzt, so daß sie einen nicht polarisationsmodusdispergierten optischen Isolator bilden.
  • Die Materialien für die abgeschrägten doppelbrechenden Platten und die doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen umfassen, beispielsweise, monokristallines Rutil. Die Dicke der doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen ist bevorzugt in einer Weise ausgewählt, daß sie im wesentlichen gleich der Summe der Dicke des optischen weges ist, der durch Teile der beiden abgeschrägten doppelbrechenden Platten verläuft. Die doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen kann auf jeder der Seiten der nicht reziproken Einheit vorgesehen sein.
  • Wenn Licht in Vorwärtsrichtung in die nicht reziproke Einheit eintritt, wird es in ordentliche Strahlen und außerordentliche Strahlen getrennt, die durch die beiden abgeschrägten doppelbrechenden Platten laufen. Da die Brechungsindizes der ordentlichen Strahlen und der außerordentlichen Strahlen in einer abgeschrägten doppelbrechenden Platte unterschiedlich sind, tritt zwischen den betreffenden austretenden Strahlen ein Geschwindigkeitsunterschied auf. Wenn eine doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen, deren optische Achse um 90º von der angrenzenden abgeschrägten doppelbrechenden Platte versetzt ist, auf der Austrittsseite der nicht reziproken Einheit vorgesehen ist, werden durch diese doppelbrechende Platte die ordentlichen Strahlen in außerordentliche Strahlen konvertiert und die außerordentlichen Strahlen in ordentliche Strahlen. Die resultierenden Strahlen laufen durch die flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen. Dadurch wird der Unterschied in der Geschwindigkeit eliminiert und nicht polarisationsmodusdispergierte ordentliche und außerordentliche Strahlen werden parallel zueinander ausgesendet. Wenn die flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen auf der Einfallseite der nicht reziproken Einheit vorgesehen ist, wird das einfallende Licht in ordentliche Strahlen und außerordentliche Strahlen getrennt, und es tritt ein Unterschied in der Geschwindigkeit des Lichts auf, der in der nicht reziproken Einheit eliminiert wird. Schließlich werden nicht polarisationsmodusdispergierte ordentliche und außerordentliche Strahlen parallel zueinander ausgesendet. Wenn die Dicke der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen im wesentlichen gleich der Summe der Dicke des optischen Weges gewählt ist, der durch Teile der beiden abgeschrägten doppelbrechenden Platten in der nicht reziproken Einheit verläuft, kann die Polarisationsmodusdispersion im wesentlichen vollständig eliminiert werden.
  • Figur 1 ist eine Schnittansicht eines optischen Isolators ohne Polarisationsmodusdispersion nach einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Figur 2 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen optischen Achsen zweier doppelbrechender Platten und einer flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen zeigt.
  • Figur 3 ist ein Diagram, das das Auftreten und die Löschung der Polarisationsmodusdispersion erläutert.
  • In Figur 1 ist ein optischer Isolator ohne Polarisationsmodusdispersion durch Anordnen einer nicht reziproken Einheit 30 und einer flachen doppelbrechenden Platte 40 mit parallelen Oberflächen zwischen einem Einfallseitenfaserkollimator 10 und einem Ausfallseitenkollimator 20 ausgebildet und alle diese Teile sind in einem zylindrischen Gehäuse 50 untergebracht und darin fest eingesetzt. In dieser Ausführungsform ist die flache doppelbrechende Platte 40 mit parallelen Oberflächen auf der Austrittsseite der nicht reziproken Einheit vorgesehen. Die Faserkollimatoren der Einfallseite und der Ausfallseite 10, 20 sind im wesentlichen identisch und gebildet durch sphärische Linsen 12, 22 und Halter 16, 26, mit denen optische Fasern 14, 24 in Metallhülsen 18, 28 verbunden sind.
  • Die nicht reziproke Einheit 30 ist gebildet durch zwei abgeschrägte doppeibrechende Platten 36, 38 auf beiden Seiten eines Faraday-Rotators, in dem ein magneto-optisches Element 34 in einem zylindrischen Permanentmagneten 32 untergebracht ist. Das magneto-optische Element 34 in dieser Ausführungsform ist beispielsweise aus monokristallinem Yttriumeisengranat gebildet. Die abgeschrägten doppelbrechenden Platten 36, 38 sind beispielsweise aus monokristallinem Rutil gebildet und sind mit Neigung geschnitten, so daß ihre optischen Achsen in Bezug auf die Strahlen des einfallenden Lichts in einer senkrechten Ebene stehen.
  • Die flache doppeibrechende Platte mit parallelen Oberflächen 40 ist beispielsweise aus monokristallinem Rutil gebildet und ist so geschnitten, daß ihre optische Achse in Bezug auf die Strahlen des einfallenden Lichts in einer senkrechten Ebene steht. Die Dicke der doppelbrechenden Platte 40 ist im wesentlichen gleich der Summe der Dicken des optischen Weges, der durch Teile der beiden abgeschrägten doppelbrechenden Platten 36, 38 verläuft.
  • In Figur 2, in der die Beziehung zwischen den optischen Achsen der beiden abgeschrägten doppelbrechenden Platten 36, 38 und der flachen doppelbrechenden Platte 40 mit parallelen Oberflächen gezeigt ist, sind die doppelbrechenden Platten 36, 38 so angeordnet, daß ihre dickwandigen Teile und die dünnwandigen Teile einander gegenüberstehen und die optischen Achsen der beiden abgeschrägten doppelbrechenden Platten 36, 38 um 450 zueinander versetzt sind. Die optischen Achsen der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen 40 und die abgeschrägte doppelbrechende Platte 38 sind um 900 zueinander versetzt. In Figur 2, in der die Einfallsseite und die Ausfallseite der abgeschrägten doppelbrechenden Platte 36 bzw. 38 in Vorwärtsrichtung (Richtung des unterbrochenen Pfeils) gezeigt sind, ist die optische Achse der abgeschrägten doppelbrechenden Platte 36 der Einfallseite im Uhrzeigersinn um 22,5º in Bezug auf die Y-Achse geneigt, während die optische Achse der abgeschrägten doppelbrechenden Platte 38 der Ausfallseite entgegen dem Uhrzeigersinn um 22,5º in Bezug auf die Y-Achse geneigt ist. Daher sind diese beiden optischen Achsen um 45º zueinander versetzt. Die optische Achse der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen 40 ist entgegen dem Uhrzeigersinn um 22,5º in Bezug auf die X-Achse geneigt, so daß sie von der optischen Achse der abgeschrägten doppelbrechenden Platte 38 der Ausgangsseite um 90º versetzt ist.
  • Die Vorgehensweise zum Zusammenbau des optischen Isolators( ist wie folgt. Zunächst werden die Faserkollimatoren 10, 20 der Einfallseite und der Ausfallseite und die nicht reziproke Einheit 30 vorbereitet. Die flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen 40 wird dann so reguliert, daß ihre optische Achse um 90º versetzt ist. Dieser Regulierungsvorgang kann leicht ausgeführt werden, indem polarisiertes Licht durch die nicht reziproke Einheit geleitet wird. Dann werden die beiden Faserkollimatoren installiert und die optischen Wege reguliert.
  • Der Betrieb dieses optischen Isolators wird erläutert. In den Figuren 1, 2 und 3 der Zeichnung ist die Vorwärtsrichtung die Richtung, die sich vom linken Teil der Zeichnung zu deren rechtem Teil erstreckt. Das einfallende Licht aus der optischen Faser 14 läuft durch die sphärische Linse 12 und tritt in die nicht reziproke Einheit 30 ein. Das einfallende Licht wird durch die abgeschrägte doppelbrechende Platte 36 in ordentliche Strahlen und außerordentliche Strahlen getrennt und die Polarisationsebene wird durch den Faraday-Rotator um 45º gedreht, wobei die ordentlichen und außerordentlichen Strahlen durch die abgeschrägte doppelbrechende Platte 38 in parallele Strahlen gewandelt werden. Da die optische Achse der doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen 40 um 90º von der der abgeschrägten doppelbrechenden Platte 38 versetzt ist, werden in der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen 40 die ordentlichen Strahlen in außerordentliche Strahlen überführt und die außerordentlichen Strahlen in ordentliche Strahlen. Diese Strahlen werden wie sie sind in einem sich parallel erstreckenden Zustand ausgesendet und auf der optischen Faser 24 durch die sphärische Linse 22 kondensiert. Das reflektierte Umkehrlicht, das sich in die entgegengesetzte Richtung ausbreitet, wird durch die flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen 40 in ordentliche Strahlen und außerordentliche Strahlen getrennt. Wenn diese Strahlen in die abgeschrägte doppelbrechenden Platte 38 eintreten, werden die ordentlichen Strahlen in außerordentliche Strahlen überführt und die außerordentlichen Strahlen in ordentliche Strahlen und die resultierenden Strahlen laufen durch dieselbe doppelbrechende Platte 38. Die Polarisationsebene wird dann durch den Faraday-Rotator um 45º in die Richtung entgegen der Richtung, d. h. die Vorwärtsrichtung, in der die Polarisationsebene im zuvor beschriebenen Fall gedreht ist, gedreht. In der abgeschrägten doppelbrechenden Platte 36 werden die ordentlichen Strahlen in außerordentliche Strahlen gebrochen und die außerordentlichen Strahlen in ordentliche Strahlen. Folglich werden die austretenden Strahlen nicht parallel, sondern gestreut, so daß die sphärische Linse 12, diese Strahlen nicht auf die optische Faser 14 kondensieren kann. Das reflektierte Umkehrlicht ist nämlich ausgeschaltet. Auf diese Weise wird ein Isoliervorgang, ähnlich wie bei einer herkömmlichen Isolierung durchgeführt.
  • Figur 3 zeigt Auftreten und Extinktion einer Polarisationsmodusdispersion in Vorwärtsrichtung. Wie oben beschrieben, wird das einfallende Licht durch die abgeschrägte doppelbrechende Platte 36 in ordentliche Strahlen (0) und außerordentliche Strahlen (e) getrennt, die dann durch dieselbe doppelbrechende Platte 36 laufen und die ordentlichen Strahlen und die außerordentlichen Strahlen durchlaufen die nachfolgende abgeschrägte doppelbrechende Platte 38, da sie ordentliche bzw. außerordentliche Strahlen bleiben. Da die Brechungsindices der ordentlichen Strahlen und der außerordentlichen Strahlen in den doppelbrechenden Platten unterschiedlich sind, tritt ein Unterschied in der Lichtgeschwindigkeit auf. Wenn die doppelbrechenden Platten aus monokristallinem Rutil hergestellt sind, beträgt der Brechungsindex no der ordentlichen Strahlen und der Brechungsindex ne der außerordentlichen Strahlen 2,453 bzw. 2,709, so daß die ordentlichen Strahlen sich schneller ausbreiten als die außerordentlichen Strahlen. Wenn die Dicke des optischen Weges, der durch Teile der abgeschrägten doppelbrechenden Platten 36, 38 verläuft, ungefähr 0,5 mm beträgt, ergibt ein Unterschied δ im optischen Weg zwischen den ordentlichen Strahlen und den außerordentlichen Strahlen zum Zeitpunkt des Verlassens der nicht reziproken Einheit 30 ungefähr 0,85 Picosekunden im Sinne einer Zeitdifferenz. In der doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen 40, kehrt sich die Geschwindigkeit der ordentlichen Strahlen und außerordentlichen Strahlen um, d. h. die verzögerten Strahlen der getrennten Strahlen breiten sich mit einer erhöhten Geschwindigkeit aus, während die vorherigen Strahlen sich mit einer verlangsamten Geschwindigkeit ausbreiten, so daß der Geschwindigkeitsunterschied zwischen diesen Strahlen gering wird. Wenn die Dicke der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen 40 auf ungefähr 1 mm gesetzt ist (zweimal so groß wie die Dicke der abgeschrägten doppelbrechenden Platte), wird der Geschwindigkeitsunterschied eliminiert, so daß der Unterschied (δ) nahezu gleich null ist (δ = 0) und die Polarisationsmodusdispersion verschwindet. Die Abweichung der Wellenformen von optischen Signalen zum Zeitpunkt des Durchtritts durch den optischen Isolator wird minimal.
  • In dieser Ausführungsform ist die flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen 40 auf der Austrittsseite der nicht reziproken Einheit 30 in vorwärtsrichtung vorgesehen und sie kann auch auf der Einfallseite der nicht reziproken Einheit 30 in vorwärtsrichtung vorgesehen sein. In einem solchen Fall ist die flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen 40 in der Position befestigt, wobei ihre optische Achse um 90º von der der angrenzenden abgeschrägten doppelbrechenden Platte (d. h. der Einfallseite) versetzt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Formen der verschiedenen optischen Teile und die Konstruktion des Gehäuses, in dem diese Teile gehalten sind, in geeigneter Weise modifiziert sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine flache doppelbrechende Platte mit parallelen Oberflächen zwischen eine nicht reziproke Einheit eingesetzt, wobei abgeschrägte doppelbrechende Platten und ein Faserkollimator verwendet sind, wobei die optische Achse der flachen doppelbrechenden Platte um 90º von der der angrenzenden abgeschrägten doppelbrechenden Platte versetzt ist wie es oben beschrieben wurde. Daher werden in diesen abgeschrägten doppelbrechenden Platten und der flachen doppelbrechenden Platte mit parallelen Oberflächen die ordentlichen Strahlen und die außerordentlichen Strahlen in außerordentliche Strahlen bzw. ordentliche Strahlen konvertiert und ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen den getrennten Strahlen wird eliminiert, wodurch die Polarisationsmodusdispersion minimiert werden kann. Es kann nämlich ein herkömmlicher polarisationunabhängiger optischer Isolator, in dem Polarisationsmodusdispersion allgemein auftritt, in einen optischen Isolator ohne Polarisationsmodusdispersion umgebildet werden. Dies kann den Zusammenbruch und Unordnung von optischen Signalen, die durch einen optischen Isolator passieren, minimieren und die genaue übertragung von Information bei der optischen Kommunikation über weite Entfernungen und mit Hochgeschwindigkeit (beispielsweise nicht weniger als 10 Gbit/s) erreichen.

Claims (4)

1. Optischer Isolator umfassend:
ein zylindrisches Gehäuse (50);
eine nicht reziproke Einheit (30) in dem Gehäuse (50) mit einem 45º Faraday-Rotator (32, 34) und zwei abgeschrägten doppelbrechenden Platten (36, 38) auf gegenüberliegenden Seiten des Faraday-Rotators (32, 34);
einen ersten und einen zweiten Faserkollimator (10, 20) angeordnet auf gegenüberliegenden Seiten der nicht reziproken Einheit (30) zum Einfangen und Aussenden von Licht zu einer ersten und einer zweiten optischen Faser (14, 24), gekennzeichnet durch
eine flache doppeibrechende Platte (40) mit parallelen Oberflächen, die an dem Gehäuse (50) befestigt ist und zwischen der nicht reziproken Einheit (30) und einem der Faserkollinatoren (20) angeordnet ist, wobei die flache doppelbrechende Platte (40) mit parallelen Oberflächen eine optische Achse besitzt, die mit einer Achse der an grenzenden abgeschrägten doppelbrechenden Platte (38) einen Winkel von 90º einschließt und wobei die flache doppelbrechende Platte (40) mit parallelen Oberflächen eine Dicke besitzt, die so ausgewählt ist, daß sie die Polarisationsmodusdispersion der nicht reziproken Einheit (30) kompensiert, und worin jeder der Faserkollimatoren (10, 20) in einer Metallhülse (18) angeordnet ist und eine sphärische Linse (12) und einen Halter (16) in der Metallhülse (18) besitzt.
2. Optischer Isolator nach Anspruch 1, worin die abgeschrägten doppelbrechenden Platten (36, 38) und die doppelbrechende Platte (40) mit parallelen Oberflächen aus Rutil-Einkristall hergestellt sind und die Dicke der doppelbrechenden Platte (40) mit parallelen Oberflächen im wesentlichen qleich einer summierten Dicke des optischen weges ist, der durch Teile der abgeschrägten doppelbrechenden Platten (36, 38) verläuft.
3. Optischer Isolator nach Anspruch 1 oder 2, worin ein Faraday-Rotator (32, 34) einen rohrförmigen Permanentmagneten (32) und ein magneto-optisches Element (34) aus Yttriumeisengranat-Einkristall besitzt.
4. Optischer Isolator nach Anspruch 2, worin die abgeschrägten doppelbrechenden Platten (36, 38) so geneigt sind, daß optische Achsen der abgeschrägten doppelbrechenden Platten (36, 38) in Bezug auf einfallendes Licht in einer senkrechten Ebene angeordnet sind.
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