JP2000039590A - Reflection type circulator - Google Patents

Reflection type circulator

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JP2000039590A
JP2000039590A JP10207503A JP20750398A JP2000039590A JP 2000039590 A JP2000039590 A JP 2000039590A JP 10207503 A JP10207503 A JP 10207503A JP 20750398 A JP20750398 A JP 20750398A JP 2000039590 A JP2000039590 A JP 2000039590A
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昭宏 増田
Tsugio Tokumasu
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To show a high isolation characteristic, to reduce both of length and size and to reduce a cost by miniaturizing optical parts to be used and reducing the number of parts. SOLUTION: This reflection type circular is constituted so that two pieces of double reflection elements 12, 14, a 45 deg. Faraday rotator 16 and a 1/2 wavelength plate 18 inserted between them are arranged in a line, further, an incident/emission part 20 is provided on the one end of the line and a polarization rotary element (1/4 wavelength plate 32) reciprocally rotating a polarization plane at 90 deg. and a reflection body (mirror 34) are arranged on the other end of the line. The incident/emission part consists of the array of a multi-core ferrule (three cores ferrule 24) having three pieces or more of fibers 22, a common fiber connecting lens 26 and an optical path correction element 28 making an emission beam from the fiber the beam in parallel to an optical axis and making the beam in parallel to the optical axis being a return beam connecting to the fiber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光計測な
どの分野において、伝送路を通る光を分離するための光
サーキュレータに関し、更に詳しく述べると、光サーキ
ュレータ本体部分の一端に多芯フェルールを用いた入出
射部を設け、他端にミラー等を設けて、光が該ミラーで
反射することで光サーキュレータ本体部分を往復して多
芯フェルールの異なるファイバに結合するように構成
し、小型化と高性能化を図った反射型光サーキュレータ
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical circulator for separating light passing through a transmission line in fields such as optical communication and optical measurement. More specifically, the present invention relates to a multi-core ferrule at one end of an optical circulator body. A light input / output unit using the same is provided, and a mirror or the like is provided at the other end, and light is reflected by the mirror to reciprocate the optical circulator main body portion and couple to a fiber of a multi-core ferrule, so that a small-sized The present invention relates to a reflection-type optical circulator with improved performance and higher performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】光サーキュレータは、ポートからの入
射光をポートへ出射し、ポートからの入射光をポー
トへ出射するというように、あるポートからの光を特
定の他のポートのみに出射する光分離機能を有する光デ
バイスである。この種の光サーキュレータでは、ファラ
デー素子に永久磁石による固定磁界を印加するように構
成した45度ファラデー回転子を用い、偏波面を45度
回転させることによって光線の非相反性を実現してい
る。
2. Description of the Related Art An optical circulator emits light from one port to a specific other port only, such as emitting incident light from a port to a port and emitting incident light from a port to the port. This is an optical device having a separating function. This type of optical circulator uses a 45-degree Faraday rotator configured to apply a fixed magnetic field by a permanent magnet to the Faraday element, and realizes non-reciprocity of the light beam by rotating the polarization plane by 45 degrees.

【0003】従来、様々な構成の光サーキュレータが開
発されている。その一例として、3個の複屈折素子を間
隔をあけて一列に配列し、それら複屈折素子の間にファ
ラデー素子と1/2波長板との組をそれぞれ挿入し、両
端にそれぞれ入出射部を設ける構成がある(特開平5−
61001号公報参照)。前記ファラデー素子には永久
磁石によって固定磁界を印加し、偏波面が45度回転す
る45度ファラデー回転子とする。これによって一端の
ポートからの出射光は反対端のポートに、ポート
からの出射光は反対端のポートに、更に必要があれば
ポートからの出射光を反対端のポートに結合させる
光サーキュレータが構成できる。ここで各ポートは、そ
れぞれファイバとレンズとの組み合わせからなる。
Conventionally, optical circulators of various configurations have been developed. As an example, three birefringent elements are arranged in a line at intervals, a pair of a Faraday element and a half-wave plate is inserted between the birefringent elements, and input / output sections are provided at both ends. There is a configuration (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 61001). A fixed magnetic field is applied to the Faraday element by a permanent magnet to form a 45-degree Faraday rotator whose polarization plane rotates 45 degrees. This forms an optical circulator that couples the light emitted from one port to the opposite port, the light emitted from the port to the opposite port, and if necessary, the light emitted from the port to the opposite port. it can. Here, each port is composed of a combination of a fiber and a lens.

【0004】ところで、現在実用に供されている光サー
キュレータは、大部分が3ポート型である。その理由
は、一般の双方向伝送システムや反射光計測システムに
おいては、発光素子を接続するポート、伝送用ファイ
バあるいは被測定試料を接続するポート、受光素子を
接続するポートの3つのポートがあれば十分な場合が
多いからである。従って、ポート→ポート、及びポ
ート→ポートという動作が実現できれば十分であ
る。
[0004] Most of the optical circulators currently in practical use are of the three-port type. The reason is that in a general bidirectional transmission system or reflected light measurement system, if there are three ports: a port for connecting a light emitting element, a port for connecting a transmission fiber or a sample to be measured, and a port for connecting a light receiving element This is because it is often sufficient. Therefore, it is sufficient if the operation of port → port and port → port can be realized.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来複
数のポートをもつ光サーキュレータでは、各ポートは1
本のファイバにそれぞれ対応してレンズが組み合わされ
て構成されていた。つまり、各ファイバ毎に個別のレン
ズを組み合わせることによってコリメート結合をとって
いた。そのため、ファイバ同士の間隔として、レンズ径
に見合う距離が必要であり、必然的に光サーキュレータ
本体側の各光学素子を大きくしなければならず、光サー
キュレータの小型化、細径化、並びに低廉化の大きな障
害になっていた。
As described above, in the conventional optical circulator having a plurality of ports, each port has one port.
Lenses are combined in correspondence with the respective fibers. That is, collimated coupling is achieved by combining individual lenses for each fiber. Therefore, a distance commensurate with the lens diameter is required as the distance between the fibers, and each optical element on the optical circulator body side must be inevitably enlarged, and the optical circulator is reduced in size, diameter, and cost. Had become a major obstacle.

【0006】また両端の複屈折素子としては同一形状の
ルチル単結晶を用い、対向配置することで、それぞれ偏
波分離、合成の機能をもたせている。しかし、それぞれ
の機能に1素子を使用しているために全長が長くなり、
その点も光サーキュレータの小型化、低廉化の障害にな
っている。
[0006] Further, rutile single crystals of the same shape are used as the birefringent elements at both ends, and they are arranged to face each other, thereby providing the functions of polarization separation and synthesis. However, since one element is used for each function, the overall length becomes longer,
This is also an obstacle to miniaturization and cost reduction of the optical circulator.

【0007】本発明の目的は、高アイソレーション特性
を呈し、且つ長さ及び径の両方を小さくでき、使用光学
素子の小型化と部品点数の低減により低廉化を実現でき
る光サーキュレータを提供することである。
An object of the present invention is to provide an optical circulator which exhibits high isolation characteristics, can be reduced in both length and diameter, and can be manufactured at a low cost by downsizing optical elements and reducing the number of parts. It is.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、2個の複屈折
素子と、それらの間に挿入した45度ファラデー回転子
及び1/2波長板とを一列に配列し、更にその列の一端
に入出射部を設け、前記の列の他端には、偏波面を往復
で90度回転させる偏波回転素子と反射体とを配列した
反射型光サーキュレータである。ここで入出射部は、3
本以上のファイバを有する多芯フェルールと、それらに
共通のファイバ結合用レンズと、ファイバからの出射光
を光軸に平行なビームにすると共に戻り光である光軸に
平行なビームをファイバへ結合させる光路補正素子との
配列からなる。
According to the present invention, two birefringent elements, a 45-degree Faraday rotator and a half-wave plate inserted between them are arranged in a line, and one end of the line is further arranged. Is a reflection type optical circulator in which a polarization rotating element for rotating the polarization plane by 90 degrees reciprocally and a reflector are arranged at the other end of the row. Here, the input / output section is 3
Multi-core ferrules with more than two fibers, a fiber coupling lens common to them, and a beam parallel to the optical axis for the light emitted from the fiber and a beam parallel to the optical axis for return light coupled to the fiber And an optical path correction element.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】偏波面を往復で90度回転させる
偏波回転素子は、1/4波長板でもよいし45度ファラ
デー回転子でもよい。また光路補正素子は、例えば3芯
フェルールを用いる場合には、直方体の平行な隣り合う
2本の稜線部分を斜めに切り落とした形状のプリズムあ
るいは台形状のプリズムでもよいし、中央の間隙を介し
て対称的に配置した2個の直角三角形もしくは楔形のプ
リズムの組み合わせでもよい。3本並設されているファ
イバのうち外側のファイバから出射する光やそれに入射
する光はプリズムの斜面で屈折して適正な光路を辿り、
中央のファイバから出射する光やそれに入射する光はプ
リズムの中央の平行平面の部分を直進するか、あるいは
プリズム同士の間隙を直進することで適正な光路を辿る
ことになる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A polarization rotating element for rotating a polarization plane 90 degrees reciprocally may be a quarter-wave plate or a 45-degree Faraday rotator. In the case where a three-core ferrule is used, for example, the optical path correction element may be a prism having a shape in which two parallel ridges of a rectangular parallelepiped are obliquely cut off, or a trapezoidal prism, or a prism having a central gap. A combination of two symmetrically arranged right-angled triangles or wedge-shaped prisms may be used. Of the three fibers arranged side by side, the light emitted from the outer fiber and the light incident thereon are refracted by the slope of the prism and follow an appropriate optical path,
The light emitted from the central fiber and the light incident on the central fiber follow an appropriate optical path by traveling straight in the central parallel plane portion of the prism or in the gap between the prisms.

【0010】入出射部寄りの複屈折素子を2分割し、そ
れら両複屈折素子片の間に1/2波長板を挿入すると、
部品点数は多少増えるものの、往路と復路で生じていた
偏波分散を無くすことができる。
When the birefringent element near the entrance / exit portion is divided into two and a half-wave plate is inserted between the birefringent element pieces,
Although the number of components is slightly increased, it is possible to eliminate the polarization dispersion generated on the forward path and the return path.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明に係る反射型光サーキュレータ
の一実施例を示す構成図であり、3ポート構成の一例で
ある。光サーキュレータ本体部分10は、間隔をおいて
位置する第1の複屈折素子12及び第2の複屈折素子1
4と、それらの間に挿入した45度ファラデー回転子1
6及び1/2波長板18を一列に配列した構成である。
ここでは両複屈折素子12,14はルチルからなり、両
端面が互いに平行な形状であって、それらの光学軸は光
軸との角度が45度に設定されている。第1の複屈折素
子12と第2の複屈折素子14の光学軸は、光軸方向で
見て(後述する図2及び図3における紙面内で)垂直な
関係にある。1/2波長板18の光学軸は、光軸方向で
見て(後述する図2及び図3において紙面内)水平軸か
ら±22.5度の方向に設定する。ファラデー回転子1
6は、ファラデー素子に永久磁石によって外部磁界を印
加する構成であり、図面左手側のポートから見て偏波面
が左回り45度となるように設定する。なお、図面を簡
略化するために、ファラデー回転子としてはファラデー
素子のみを図示し、永久磁石については図示するのを省
略している。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a reflection type optical circulator according to the present invention, and is an example of a three-port configuration. The optical circulator body 10 includes a first birefringent element 12 and a second birefringent element 1 that are spaced apart from each other.
4 and 45-degree Faraday rotator 1 inserted between them
This is a configuration in which 6 and 1/2 wavelength plates 18 are arranged in a line.
Here, both birefringent elements 12 and 14 are made of rutile, both end faces are parallel to each other, and their optical axes are set at an angle of 45 degrees with the optical axis. The optical axes of the first birefringent element 12 and the second birefringent element 14 are perpendicular to each other in the optical axis direction (within the plane of FIGS. 2 and 3 described later). The optical axis of the half-wave plate 18 is set to ± 22.5 degrees from the horizontal axis when viewed in the optical axis direction (in the paper plane in FIGS. 2 and 3 described later). Faraday rotator 1
Reference numeral 6 denotes a configuration in which an external magnetic field is applied to the Faraday element by a permanent magnet, and the polarization plane is set to be 45 degrees counterclockwise when viewed from the port on the left hand side of the drawing. In order to simplify the drawing, only a Faraday element is illustrated as a Faraday rotator, and illustration of a permanent magnet is omitted.

【0012】この光サーキュレータ本体部分10は、反
射を利用して光が往復することを前提に設計されてい
る。つまり、光サーキュレータ本体部分10を構成して
いる列の一方の端(ここでは第1の複屈折素子12寄り
の端)に入出射部20を設け、他方の端(ここでは第2
の複屈折素子14寄りの端)に反射部30を設ける。こ
こで、第1の複屈折素子12は偏波分離合成機能を持
ち、第2の複屈折素子14は光路シフト機能を持つ。
The optical circulator body 10 is designed on the assumption that light reciprocates using reflection. That is, the input / output section 20 is provided at one end (here, the end near the first birefringent element 12) of the row constituting the optical circulator body portion 10, and the other end (here, the second birefringent element 12).
(The end near the birefringent element 14). Here, the first birefringent element 12 has a polarization separating / combining function, and the second birefringent element 14 has an optical path shifting function.

【0013】入出射部20は、3本のファイバ22を有
する3芯フェルール24と、それらに共通のファイバ結
合用レンズ26と、光路補正素子28との配列からな
る。光路補正素子28は、ファイバ22からレンズ26
を通った出射光を光軸に平行なビームにし、また戻り光
である光軸に平行なビームをレンズ26を通してファイ
バ22への入射光にして結合させる機能を果たす。
The input / output section 20 comprises an arrangement of a three-core ferrule 24 having three fibers 22, a fiber coupling lens 26 common to them, and an optical path correction element 28. The optical path correction element 28 is connected to the lens 26
The outgoing light passing therethrough is converted into a beam parallel to the optical axis, and the beam parallel to the optical axis, which is return light, is incident on the fiber 22 through the lens 26 and is coupled.

【0014】また反射部30は、偏波面を往復で90度
回転させる偏波回転素子32とミラー34とで構成す
る。この偏波回転素子としては、例えば1/4波長板が
使用できる。1/4波長板の光学軸は、光軸方向で見て
(図2及び図3における紙面内で)水平軸から45度の
方向に設定する。
The reflector 30 comprises a polarization rotator 32 for rotating the polarization plane 90 degrees back and forth and a mirror 34. For example, a quarter-wave plate can be used as the polarization rotation element. The optical axis of the quarter-wave plate is set at 45 degrees from the horizontal axis when viewed in the optical axis direction (within the plane of the paper in FIGS. 2 and 3).

【0015】次に図2及び図3に具体的な偏波面の状態
と光学軸の方向を示し、それにより光サーキュレータの
動作について説明する。なお、図面における各矩形部分
は、それぞれの光学素子の出射面を表している。
2 and 3 show specific states of the polarization plane and the directions of the optical axes, and the operation of the optical circulator will be described with reference to FIGS. In addition, each rectangular part in the drawing represents the emission surface of each optical element.

【0016】図2は、外側のポートから中央のポート
へ光が伝送される状態を示している。ポートからの
光は、第1の複屈折素子12で常光と異常光に分離さ
れ、ファラデー回転子16及び1/2波長板18を通過
する。その際、異常光は偏波面が90度回転するが、常
光は偏波面が元の状態に戻るため結果的に回転しない。
第2の複屈折素子14に対しては異常光になるので、光
は光路シフトして進む。1/4波長板32では直線偏波
が円偏波に変換され、ミラー34で反射した戻り光は、
1/4波長板32で再び直線偏波に変換される。結局、
1/4波長板32では、光が往復する間に偏波面が90
度回転し、第2の複屈折素子14に対しては常光とな
る。それぞれの光ビームは、1/2波長板18及びファ
ラデー回転子16で偏波面が一方は90度回転するが、
他方は回転しない。そして、第1の複屈折素子12で常
光と異常光が合成さて1本の光ビームとなり、中央のポ
ートに出射する。このようにポートからの出射光は
ポートに結合し、ポートには戻らないし、ポート
にも結合しない。
FIG. 2 shows a state where light is transmitted from the outer port to the center port. The light from the port is separated into ordinary light and extraordinary light by the first birefringent element 12 and passes through the Faraday rotator 16 and the half-wave plate 18. At this time, the extraordinary light has its polarization plane rotated by 90 degrees, but the ordinary light does not rotate as a result because the polarization plane returns to the original state.
Since the extraordinary light is generated for the second birefringent element 14, the light travels with an optical path shift. The quarter-wave plate 32 converts the linearly polarized wave into a circularly polarized wave, and the return light reflected by the mirror 34 is
The light is again converted into linearly polarized light by the 波長 wavelength plate 32. After all,
In the quarter wave plate 32, the plane of polarization is 90
The second birefringent element 14 becomes ordinary light. Each of the light beams has a polarization plane rotated by 90 degrees by the half-wave plate 18 and the Faraday rotator 16.
The other does not rotate. Then, the ordinary light and the extraordinary light are combined by the first birefringent element 12 to form one light beam, which is emitted to the central port. In this way, the light emitted from the port couples to the port, does not return to the port, and does not couple to the port.

【0017】図3は、中央のポートから外側のポート
へ光が伝送される状態を示している。この場合も前記
ポートからポートへ光が伝送される状態と全く同様
である。ポートからの光は、第1の複屈折素子12で
常光と異常光に分離され、ファラデー回転子16及び1
/2波長板18を通過する。その際、異常光は偏波面が
90度回転するが、常光は偏波面が元の状態に戻るため
結果的に回転しない。第2の複屈折素子14に対しては
異常光になるので、光は光路シフトして進む。1/4波
長板32では直線偏波が円偏波に変換され、ミラー34
で反射した戻り光は、再び1/4波長板32で直線偏波
に変換される。結局、1/4波長板32では、光が往復
する間に偏波面が90度回転し、第2の複屈折素子14
に対しては常光となる。それぞれの光ビームは、1/2
波長板18及びファラデー回転子16で偏波面が一方は
90度回転するが、他方は回転しない。そして、第1の
複屈折素子12で常光と異常光が合成さて1本の光ビー
ムとなり、外側のポートに出射する。このようにポー
トからの出射光はポートに結合し、ポートには戻
らないし、ポートにも結合しない。
FIG. 3 shows a state in which light is transmitted from a center port to an outer port. In this case, the state is exactly the same as the state where light is transmitted from one port to another. The light from the port is separated into ordinary light and extraordinary light by the first birefringent element 12, and the Faraday rotators 16 and 1
/ 2 wavelength plate 18. At this time, the extraordinary light has its polarization plane rotated by 90 degrees, but the ordinary light does not rotate as a result because the polarization plane returns to the original state. Since the extraordinary light is generated for the second birefringent element 14, the light travels with an optical path shift. The quarter-wave plate 32 converts the linearly polarized wave into a circularly polarized wave,
The return light reflected by the is again converted into linearly polarized light by the 波長 wavelength plate 32. As a result, in the quarter-wave plate 32, the polarization plane rotates 90 degrees while the light reciprocates, and the second birefringent element 14
Becomes ordinary light. Each light beam is 2
One of the polarization planes of the wave plate 18 and the Faraday rotator 16 is rotated by 90 degrees, but the other is not. Then, the ordinary light and the extraordinary light are combined by the first birefringent element 12 to form one light beam, which is emitted to the outer port. In this way, the light emitted from the port couples to the port, does not return to the port, and does not couple to the port.

【0018】ポートから光が出射しても、光サーキュ
レータ本体部分等を通過し、ミラーで反射されて、再度
光サーキュレータ本体部分等を通過するという光路を辿
って戻ってくることはできるが、結合するポートが存在
しない。従って、ポート及びには結合しない。
Even if light is emitted from the port, it can pass through the optical circulator main body and the like, be reflected by the mirror, and return again along the optical path of passing through the optical circulator main body and the like again. No port exists. Therefore, it is not coupled to the port.

【0019】図1に示す実施例では、偏波面を往復で9
0度回転させる偏波回転素子として1/4波長板を使用
しているが、それに代えて45度ファラデー回転子を用
いることもできる。光がファラデー回転子→ミラー→フ
ァラデー回転子と往復する間に、偏波面を90度回転さ
せることができる。
In the embodiment shown in FIG.
Although a quarter-wave plate is used as the polarization rotation element for rotating 0 degrees, a 45-degree Faraday rotator can be used instead. The polarization plane can be rotated by 90 degrees while the light reciprocates from the Faraday rotator to the mirror to the Faraday rotator.

【0020】入出射部20の詳細について、図4により
説明する。前述のように入出射部20は、3本のファイ
バ22を1個のフェルールに収めた3芯フェルール24
と、それら3本のファイバ22に対して共通の1個のフ
ァイバ結合用レンズ26と、光路補正素子28との配列
からなる。光路補正素子28は、外側のファイバからの
出射光がレンズ26によって斜めの平行ビームになった
ものを光軸に平行なビームにすると共に戻り光のうちの
オフセットしている(光軸から離れている)光軸に平行
なビームをレンズ26へ斜めに入射させて外側のファイ
バに結合させる機能を果たすものである。また光路補正
素子28は、中央のファイバからレンズ26の中心に向
かう出射光を、そのまま角度変化無しに光軸に沿った平
行ビームにし、戻り光のうちレンズ26の中心に向かう
光軸に沿った平行ビームも、そのまま角度変化無しに中
央のファイバへ入射させて結合する機能も有する。光路
補正素子28としては、両側の平行ビームに対してはそ
れぞれ傾斜面を透過し、中央の平行ビームに対しては垂
直面を透過するプリズムを用いる。ここでは直方体(正
方形平板体)の平行で且つ隣接する2稜線部分を斜めに
切り落として斜面としたような形状の一体構造のプリズ
ムを用いているが、断面台形状のプリズムでもよい。
The details of the input / output section 20 will be described with reference to FIG. As described above, the input / output unit 20 is a three-core ferrule 24 in which three fibers 22 are accommodated in one ferrule.
And an arrangement of one fiber coupling lens 26 common to the three fibers 22 and an optical path correction element 28. The optical path correction element 28 converts the light emitted from the outer fiber into an oblique parallel beam by the lens 26 into a beam parallel to the optical axis and offsets the return light (away from the optical axis). Function) to obliquely enter a beam parallel to the optical axis into the lens 26 and couple it to the outer fiber. The optical path correction element 28 converts the outgoing light from the central fiber toward the center of the lens 26 into a parallel beam along the optical axis without any change in the angle, and returns light along the optical axis toward the center of the lens 26 out of the return light. The parallel beam also has a function of being incident on the central fiber without any change in the angle and coupling. As the optical path correction element 28, a prism that transmits an inclined plane for parallel beams on both sides and transmits a vertical plane for a central parallel beam is used. Here, a prism having an integral structure in which two parallel and adjacent two ridges of a rectangular parallelepiped (square plate) are cut obliquely to form a slope is used, but a prism having a trapezoidal cross section may be used.

【0021】3本のファイバ22を収めた3芯フェルー
ル24(両側の2芯の間隔をxとする)からの出射光
は、光軸が互いに平行に、それぞれ広がりをもって出射
する。レンズ26を通過すると、中心からのオフセット
に対応した角度αが生じる。レンズ26の焦点距離をf
とすると、この角度αは、レンズの中心軸に対してα=
tan-1(x/f)である。プリズムは、この斜めの光を
光軸に平行なビームにする機能を果たす。プリズムの傾
斜面の角度Aが、屈折率をnとしたとき、 A= sin-1(n・sin(A− sin-1(sinα/n)) の関係が成り立つときに0度(平行ビーム)となる。例
えば、プリズムに屈折率1.5の材料(例えばBK7
材、波長1.55μm)を用いたとすると、角度A≒2
・αのときに光軸に平行となる。またレンズ26と光路
補正素子28との距離は、ビーム間隔dがビームウエス
ト径(現在、通常約50μm)の6倍低度となるように
設定しておけば、隣接ポートへの漏れ光は−50dB以
下となることが期待できる。
The light emitted from the three-core ferrule 24 containing the three fibers 22 (the distance between the two cores on both sides is defined as x) is emitted with their optical axes being parallel to each other and spreading. After passing through the lens 26, an angle α corresponding to the offset from the center is generated. Let the focal length of the lens 26 be f
Then, this angle α is α = α with respect to the central axis of the lens.
tan -1 (x / f). The prism functions to convert the oblique light into a beam parallel to the optical axis. Assuming that the angle A of the inclined surface of the prism is n, the refractive index is n, and A = sin −1 (n · sin (A−sin −1 (sin α / n)). For example, a material having a refractive index of 1.5 (for example, BK7) is used for the prism.
Material, wavelength 1.55 μm), the angle A ≒ 2
・ It becomes parallel to the optical axis when α. If the distance between the lens 26 and the optical path correction element 28 is set so that the beam interval d is 6 times lower than the beam waist diameter (currently, usually about 50 μm), the light leaking to the adjacent port is −. It can be expected to be less than 50 dB.

【0022】このような3芯フェルール24、共通の単
一レンズ26及び光路補正素子28の組み合わせを前記
の光サーキュレータ本体部分10に適用して図1のよう
な構成にすると、3ポート全てを同時に調整できるし、
各光学素子は、ビーム径の6倍程度の距離に対応した有
効径、厚さで済むため、著しい小型化が可能となる。例
えば前記のように複屈折素子としてルチルを使用し、そ
の光学軸が45度光軸から傾いているとすると、複屈折
素子の厚さ(光軸方向の長さ)の1/10程度の光路シ
フト量が得られる。この光路シフト量も、ビームウエス
ト径の6倍程度あればよいので、ビームウエスト径を5
0μmとすれば、複屈折素子は3mm程度の厚さで、1.
5mm角程度の有効径があればよいことになる。更に本発
明では、反射型で光の往復を利用しているために、光サ
ーキュレータ本体部分も短縮化される。これらのことか
ら、従来技術に比べて大幅な小型化(短縮化及び細径
化)を図ることが可能となる。
When such a combination of the three-core ferrule 24, the common single lens 26, and the optical path correcting element 28 is applied to the optical circulator main body 10 to form a configuration as shown in FIG. Can be adjusted,
Each optical element only needs to have an effective diameter and a thickness corresponding to a distance of about six times the beam diameter, so that remarkable miniaturization is possible. For example, if rutile is used as the birefringent element as described above, and its optical axis is inclined at 45 degrees from the optical axis, the optical path is about 1/10 of the thickness (length in the optical axis direction) of the birefringent element. The shift amount is obtained. The optical path shift amount may be about six times the beam waist diameter.
If the thickness is 0 μm, the birefringent element has a thickness of about 3 mm.
It suffices if there is an effective diameter of about 5 mm square. Further, in the present invention, since the reciprocation of light is used in the reflection type, the optical circulator main body is also shortened. From these facts, it is possible to achieve a significant size reduction (shortening and diameter reduction) as compared with the related art.

【0023】また上記の実施例では、光路補正素子とし
て一体構造のプリズムを使用しているが、図5に示すよ
うに2個のプリズムの組み合わせでもよい。この光路補
正素子は、中央の間隙をおいて対称的に配置した2個の
楔形状のプリズム29の組み合わせである。楔形状のプ
リズム29に代えて直角三角形プリズムを用いてもよ
い。外側のファイバからの出射光は、レンズ26を通っ
て平行ビームになるが、斜めに出射する。この斜めの出
射ビームが楔形状のプリズム29を通過する際に、その
斜面で屈折して、光軸に平行なビームとなる。中央のフ
ァイバからの出射光は、レンズ26中心を通って平行ビ
ームになり出射する。この出射ビームは、そのまま2個
の楔形状のプリズム29同士の隙間を通過することにな
る。なお、戻り光(ファイバへの入射光)も、同様に、
オフセットしている光軸に平行なビームはプリズムで屈
折して外側のファイバと結合し、オフセットしていない
ビームはプリズム同士の間隙を通過して中央のファイバ
と結合する。
In the above embodiment, a prism having an integral structure is used as an optical path correction element. However, as shown in FIG. 5, a combination of two prisms may be used. This optical path correction element is a combination of two wedge-shaped prisms 29 symmetrically arranged with a center gap therebetween. A right-angled triangular prism may be used instead of the wedge-shaped prism 29. The light emitted from the outer fiber passes through the lens 26 to become a parallel beam, but is emitted obliquely. When this obliquely emitted beam passes through the wedge-shaped prism 29, it is refracted by its slope and becomes a beam parallel to the optical axis. The light emitted from the central fiber passes through the center of the lens 26 and becomes a parallel beam and exits. This emitted beam passes through the gap between the two wedge-shaped prisms 29 as it is. The return light (incident light to the fiber) is also
The beam parallel to the offset optical axis is refracted by the prism and coupled to the outer fiber, and the non-offset beam passes through the gap between the prisms and couples to the central fiber.

【0024】この光路補正素子の構成は、部品点数は多
くなるが、同一形状のプリズムを組み合わせればよいた
め、大きなコストアップにはならない。また中央のビー
ムはプリズム内に入らないので、迷光などの影響を受け
難くなる利点が生じる。
The configuration of the optical path correction element has a large number of components, but does not significantly increase the cost because prisms having the same shape may be combined. In addition, since the central beam does not enter the prism, there is an advantage that the beam is hardly affected by stray light or the like.

【0025】図6は、本発明の他の実施例を示す説明図
である。図1における入出射部寄りの複屈折素子を2等
分割し、それら両複屈折素子片42,44の間に1/2
波長板46を挿入したものである。符号40で示した部
分が、図1において複屈折素子12であった部分であ
る。それ以外の構成は図1と同じであってよいので、そ
れらについては対応する部品について同一符号を付し、
説明は省略する。複屈折素子片42、1/2波長板4
6、及び複屈折素子片44の組み合わせが、1個の複屈
折素子として機能し、これによって、往路、復路ともに
光路長が等しくなり、偏波分散が生じなくなる。つまり
2個の複屈折素子片間で1/2波長板46によって偏波
の入れ替えを行って、光路長差を零にしているのであ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. The birefringent element near the entrance / exit portion in FIG. 1 is divided into two equal parts, and a half
The wave plate 46 is inserted. The portion indicated by reference numeral 40 is the portion that was the birefringent element 12 in FIG. Other configurations may be the same as those in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals, and
Description is omitted. Birefringent element piece 42, 波長 wavelength plate 4
6 and the birefringent element piece 44 function as one birefringent element, whereby the optical path lengths are equal on both the forward path and the return path, and polarization dispersion does not occur. In other words, the polarization is exchanged between the two birefringent element pieces by the half-wave plate 46 to make the optical path length difference zero.

【0026】図7に示すように、第1の複屈折素子片4
2においては、常光oと異常光eとに分離され、1/2
波長板46で偏波面が90度回転する。分割した第2の
複屈折素子片44では、異常光eと常光oの関係に反転
し、更に大きく分離する。2個の複屈折素子片42,4
4の厚さ(光軸方向長さ)を同一に(図1に示す複屈折
素子12の厚さの丁度半分)に設定し、光学軸は光軸中
心に180度回転した関係にすると、分離した光ビーム
の往路と復路での光路長は同一となり、偏波分散の無い
(分散補償方式の)反射型光サーキュレータが構成でき
る。確かに部品点数は増加するが、分割した複屈折素子
片42,44は図1の複屈折素子12の半分の寸法でよ
いため1/2波長板46を間に挿入しても、寸法的には
さほど増加しないし、大幅なコストアップにもならずに
済む。
As shown in FIG. 7, the first birefringent element piece 4
2, the light is separated into ordinary light o and extraordinary light e, and
The wave plate 46 rotates the plane of polarization by 90 degrees. In the divided second birefringent element piece 44, the relationship between the extraordinary light e and the ordinary light o is inverted, and the light is further separated. Two birefringent element pieces 42, 4
4 (the length in the optical axis direction) is set to be the same (just half the thickness of the birefringent element 12 shown in FIG. 1) and the optical axis is rotated by 180 degrees about the optical axis. The optical path length of the light beam on the outward path and the optical path on the return path are the same, and a reflection type optical circulator having no polarization dispersion (dispersion compensation method) can be configured. Although the number of parts is certainly increased, the divided birefringent element pieces 42 and 44 need only be half the size of the birefringent element 12 in FIG. Does not increase much and does not increase the cost significantly.

【0027】なお上記の各実施例では、3本のファイバ
を有する3芯フェルールを用いた場合であるが、必要が
あれば、4本以上のファイバを並設した多芯フェルール
を用いて多ポート光サーキュレータを構成することもで
きる。
In each of the above embodiments, a three-core ferrule having three fibers is used. However, if necessary, a multi-port ferrule having four or more fibers arranged side by side may be used. An optical circulator can also be configured.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は上記のように、光サーキュレー
タ本体部分の一方の端部に偏波回転素子と反射体を組み
込み反射型としたことによって、実質的に2段型の高ア
イソレーションを得ながら、部品点数を低減できるし、
長さ寸法を短縮できる効果が生じる。また多芯フェルー
ルを使用して多ポートにし、それ対して共通のレンズを
組み合わせ、光路補正素子で光路を適正に修正している
ので、その点でも部品点数が少なく済み、且つ同時に多
ポート分の組み立てが行えるために組立工数の削減を図
ることができる。更に、ビーム間隔を非常に狭くできる
ために、使用する光学素子の厚さ(光軸方向長さ)及び
光軸に垂直な断面積が小さくてよく、光サーキュレータ
の著しい小型化(長さ寸法の短縮と細径化)が可能とな
る。
As described above, according to the present invention, a polarization rotator and a reflector are incorporated at one end of the optical circulator main body to form a reflection type, thereby providing a substantially two-stage high isolation. While reducing the number of parts,
There is an effect that the length dimension can be reduced. In addition, since the multi-port ferrule is used to make the multi-port, a common lens is combined with the multi-port ferrule, and the optical path is appropriately corrected by the optical path correction element. Since assembly can be performed, the number of assembly steps can be reduced. Further, since the beam interval can be made very narrow, the thickness (length in the optical axis direction) of the optical element used and the cross-sectional area perpendicular to the optical axis can be small, and the optical circulator can be remarkably miniaturized (length dimension). (Shortening and diameter reduction) are possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る反射型光サーキュレータの一実施
例を示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a reflection type optical circulator according to the present invention.

【図2】そのポート→ポートの動作説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation from the port to the port.

【図3】そのポート→ポートの動作説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation from the port to the port.

【図4】入出射部の一例を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing an example of an input / output unit.

【図5】入出射部の他の例を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing another example of the input / output unit.

【図6】本発明に係る分散補償方式の反射型光サーキュ
レータの一実施例を示す全体構成図。
FIG. 6 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a dispersion-compensating reflective optical circulator according to the present invention.

【図7】その要部の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of the main part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光サーキュレータ本体部分 12,14 複屈折素子 16 ファラデー回転子 18 1/2波長板 20 入出射部 22 ファイバ 24 3芯フェルール 26 レンズ 28 光路補正素子 30 反射部 32 偏波回転素子 34 ミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical circulator main body part 12, 14 Birefringent element 16 Faraday rotator 18 1/2 wavelength plate 20 Input / output part 22 Fiber 24 Three-core ferrule 26 Lens 28 Optical path correction element 30 Reflection part 32 Polarization rotation element 34 Mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 昭宏 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 徳増 次雄 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 Fターム(参考) 2H099 BA06 CA06 CA07 CA08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akihiro Masuda 5-36-11 Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Inside Fuji Electric Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Tsuguo Tokumasu 5-36-11 Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Fuji Electric Chemical Co., Ltd. F-term (reference) 2H099 BA06 CA06 CA07 CA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2個の複屈折素子と、それらの間に挿入
した45度ファラデー回転子及び1/2波長板とを一列
に配列し、更にその列の一端に入出射部を設け、前記の
列の他端には、偏波面を往復で90度回転させる偏波回
転素子と反射体とを配列し、 前記入出射部は、3本以上のファイバを有する多芯フェ
ルールと、それらに共通のファイバ結合用レンズと、フ
ァイバからの出射光を光軸に平行なビームにすると共に
戻り光である光軸に平行なビームをファイバへ結合させ
る光路補正素子との配列からなることを特徴とする反射
型光サーキュレータ。
1. A birefringent element, a 45-degree Faraday rotator and a half-wave plate inserted between them are arranged in a row, and an input / output section is provided at one end of the row. At the other end of the row, a polarization rotator for rotating the polarization plane by 90 degrees in a reciprocating manner and a reflector are arranged, and the input / output section is a multi-core ferrule having three or more fibers, and is shared by them. And an optical path correction element that couples a beam parallel to the optical axis as return light into a beam parallel to the optical axis and a beam parallel to the optical axis as output light from the fiber. Reflective optical circulator.
【請求項2】 偏波面を往復で90度回転させる偏波回
転素子が、1/4波長板である請求項1記載の反射型光
サーキュレータ。
2. The reflection type optical circulator according to claim 1, wherein the polarization rotating element for rotating the polarization plane by 90 degrees in a reciprocating manner is a quarter-wave plate.
【請求項3】 偏波面を往復で90度回転させる偏波回
転素子が、45度ファラデー回転子である請求項1記載
の反射型光サーキュレータ。
3. The reflection type optical circulator according to claim 1, wherein the polarization rotator for rotating the polarization plane 90 degrees reciprocally is a 45-degree Faraday rotator.
【請求項4】 多芯フェルールとして3芯フェルールを
用い、光路補正素子が、直方体の平行な隣り合う2本の
稜線部分を斜めに切除した形状のプリズムあるいは台形
状のプリズムである請求項1乃至3のいずれかに記載の
反射型光サーキュレータ。
4. A three-core ferrule as a multi-core ferrule, and the optical path correction element is a prism or a trapezoidal prism in which two parallel ridges of a rectangular parallelepiped are obliquely cut off. 3. The reflective optical circulator according to any one of 3.
【請求項5】 多芯フェルールとして3芯フェルールを
用い、光路補正素子が、中央の間隙をおいて対称的に配
置した2個の直角三角形又は楔形のプリズムの組み合わ
せからなる請求項1乃至3のいずれかに記載の反射型光
サーキュレータ。
5. A three-core ferrule as a multi-core ferrule, wherein the optical path correction element comprises a combination of two right-angled triangular or wedge-shaped prisms symmetrically arranged with a center gap therebetween. The reflective optical circulator according to any one of the above.
【請求項6】 入出射部寄りの複屈折素子を2分割し
て、それら両複屈折素子片の間に1/2波長板を挿入し
た配列とし、偏波分散を無くした請求項1乃至5のいず
れかに記載の反射型光サーキュレータ。
6. A birefringent element near an input / output unit is divided into two parts, and a half-wave plate is inserted between the two birefringent element pieces to eliminate polarization dispersion. The reflective optical circulator according to any one of the above.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003079109A1 (en) * 2002-03-19 2003-09-25 Fdk Corporation Reflection optical switch
WO2004074923A1 (en) * 2003-02-20 2004-09-02 Fdk Corporation Reflection optical device
WO2005001548A1 (en) * 2003-06-27 2005-01-06 Osaki Electric Co., Ltd. In-line optical isolator
JP2007057573A (en) * 2005-08-22 2007-03-08 Fdk Corp Reflective optical device
JP2008065111A (en) * 2006-09-08 2008-03-21 Namiki Precision Jewel Co Ltd Polarization plane rotating miller
JPWO2010016541A1 (en) * 2008-08-06 2012-01-26 株式会社精工技研 Non-reciprocal unit for polarization-dependent optical isolator and polarization-dependent optical isolator
WO2013002402A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 フルウチ化学株式会社 Collimator and optical isolator with collimator

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003079109A1 (en) * 2002-03-19 2003-09-25 Fdk Corporation Reflection optical switch
US7233717B2 (en) 2002-03-19 2007-06-19 Fdk Corporation Reflective optical switch
WO2004074923A1 (en) * 2003-02-20 2004-09-02 Fdk Corporation Reflection optical device
WO2005001548A1 (en) * 2003-06-27 2005-01-06 Osaki Electric Co., Ltd. In-line optical isolator
KR101061336B1 (en) 2003-06-27 2011-08-31 오사키덴키고교 가부시키가이샤 In-line Optical Isolator
JP4656513B2 (en) * 2005-08-22 2011-03-23 Fdk株式会社 Reflective optical device
JP2007057573A (en) * 2005-08-22 2007-03-08 Fdk Corp Reflective optical device
JP2008065111A (en) * 2006-09-08 2008-03-21 Namiki Precision Jewel Co Ltd Polarization plane rotating miller
JPWO2010016541A1 (en) * 2008-08-06 2012-01-26 株式会社精工技研 Non-reciprocal unit for polarization-dependent optical isolator and polarization-dependent optical isolator
US8891166B2 (en) 2008-08-06 2014-11-18 Seikoh Giken Co., Ltd. Polarization dependent type optical isolator
WO2013002402A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 フルウチ化学株式会社 Collimator and optical isolator with collimator
JP2013011834A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Furuuchi Kagaku Kk Collimator and optical isolator with collimator
US9557586B2 (en) 2011-06-29 2017-01-31 Furuuchi Chemical Corporation Collimator and optical isolator with collimator

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